专利名称：移动通信系统中执行频间切换的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在移动通信系统中执行频间切换的方法和装置，更具体地说是涉及在一个码分多址(以下称为“CDMA”)蜂窝电话系统中执行频间切换的方法和装置，CDMA系统在一个具有单射频接收器的移动终端和一个基站间发送/接收数据，并同时搜索其它基站提供的频率，从而决定是否执行切换。
通常结构是，一个蜂窝电话系统包括多个单元，这些单元是在考虑到地形特性和扩频环境后将整个业务区域划分为多个小区域得到的；一个基站，置于一个预设服务区域内，其一个功能是作为一个移动终端到一个移动站的接口；一个基站控制器(BSC)，控制置于预设服务区域内的基站。
在以上这种结构的蜂窝电话系统下，如果一个移动终端的使用者与一个被叫方或主叫方在移动中通话，则业务区域从当前单元移动到另一个单元。此时，当移动终端的用户邻近单元交界位置时，移动终端执行切换以维持良好的通话质量。即，当从当前基站发送的信号强度微弱时，移动终端在不掉线的情况下将其通信链路改变至可以提供良好信号质量的一个邻近基站。为此，移动终端在通话过程中对邻近的其它基站的信号质量进行判断，并将判断结果提供给当前基站。基站从移动终端接收判断结果，如果判断需要进行切换则向移动站发送一个切换请求信号。该过程被称为“移动终端协助切换”。
在执行切换的过程中，重点是移动终端能精确地接收来自邻近的其它基站的信号并将其提供给一个对应基站。为此，在常规CDMA蜂窝电话系统中的一个移动终端包括一个RF接收机，用于解调自基站发送的数据，和一个附加数字接收机，作为搜索同一信道内的不同频率的搜索器。因此，移动终端可以在通话过程中使用附加搜索器测量其它基站提供的信号的强度。
在一个实际的蜂窝电话系统中，如果一个单元的业务区域较小，则该业务区域内的移动终端的容量增加。但是在这种情况下，如果移动终端的使用者由于使用诸如车辆的移动工具而以高速移动，基站和移动站可能无法处理由切换产生的呼叫。
为了使高速运动的移动终端中的切换过程顺利进行，首先，整个单元区域被分为多个微单元；其次，在所述微单元上布置具有大于微单元的业务区域的多个宏单元。这种划分单元方式形成一种分级单元结构或分层单元结构。在以上这种单元结构下，如果一个任意移动终端在微单元内移动或是向一个由微单元偏离出的宏单元移动，切换应全部在微单元内的移动过程中或向邻近的宏单元移动的过程中完成。
在所述分级单元结构中，由于在宏单元内基站信号的强度相对大于在微单元内的强度，所以在CDMA蜂窝电话系统中很难同时使用宏单元和微单元的频率。所以为了在CDMA蜂窝电话系统中建立分级单元结构，应在基站间执行频间切换。
常规移动终端包括一个分级RF接收器，用于控制频间切换。但当移动终端包含两个或更多RF接收器时，无法得到质量轻体积小的移动终端。因此众所周知在移动终端中安装两个或更多的RF接收器是不可能的，因为这可能降低移动终端的竞争性。
以上所述的广泛使用的技术是，包含一个单RF接收器的移动终端从基站接收或向其发送数据，并同时检测其它基站的频率从而执行切换。换句话说，当从基站发送一个数据帧至移动终端时，数据帧被打开以搜索其它基站的频率。但在这种情况下，存在的问题是基站提供的语音信息的质量变坏，且由于数据帧的破坏，在通话过程中必需的控制数据也会随之被破坏。这将导致移动终端和基站间的掉线现象。
因此，本发明致力于在移动通信系统中的一种执行频间切换的方法和装置，能够实质性地解决由于相关技术的局限和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种在移动通信系统中执行频间切换的方法和装置，在一个移动终端与一个对应基站通信过程中将一个频率搜索段插入作为数据发送段的一个数据帧中，在数据发送段中执行数据发送，在频率搜索段中搜索其它基站的频率，如果有执行切换的请求则在不产生掉线的情况下快速执行切换。
根据本发明的一个方案，一种执行频间切换的方法包括以下步骤从一个基站发送包含一个数据发送段和一个频率搜索段的一个数据帧至一个任意移动终端；在数据发送段中执行数据发送；在频率搜索段中的搜索一个其它基站的频率；根据搜索结果决定是否执行切换。
根据本发明的另一方案，一种执行频间切换的方法包括以下步骤从一个基站发送包含一个数据发送段和一个频率搜索段的一个数据帧至一个任意移动终端；在数据发送段中执行数据发送；在频率搜索段中发送一个反向链路导频信号和一个序言信号。
应理解，前面的总体说明和以下的详细说明作为示例和解释，目的是对本发明的权利要求提供进一步的说明。
为提供对本发明的进一步理解，作为说明书一部分而加入的附图显示了本发明的实施例，附图与其描述共同用来解释本发明的原理。
在附图中
图1A至1D是显示现有技术的可变速率CDMA系统在一个正向链路中信号发送的时序图；图2A至2D是显示现有技术的可变速率CDMA系统在一个反向链路中信号发送的时序图；图3是显示在根据本发明的CDMA蜂窝电话系统中的一个基站的一个发送部的结构的方框图；图4是显示在根据本发明的CDMA蜂窝电话系统中的一个基站的一个接收部的结构的方框图；图5A至5C和图6A至6D是显示在根据本发明的CDMA蜂窝电话系统中执行频间切换时在一个正向链路中信号发送的时序图；图7A至7B是显示在根据本发明的CDMA蜂窝电话系统中执行频间切换时在一个反向链路中信号发送的时序图。
下面参考本发明的优选实施例进行详细说明，其例子在附图中显示。
下面，对根据本发明的CDMA蜂窝电话系统中执行频间切换的方法和装置进行详细说明。
图1A至1D是显示一个现有技术的可变速率CDMA系统中在一个正向链路中从一个基站的发送器至一个移动站的信号发送的时序图，图2A至2D是显示一个现有技术的可变速率CDMA系统中在一个反向链路中从移动终端至基站的信号发送的时序图，其中图1A至1D为发送能量可变系统，图2A至2D是发送时间可变系统。
首先参见图1A至1D，基站发送的语音帧被分为16个子帧，所发送的语音信息随后经一个全速率步骤(图1A)，一个半速率步骤(图1B)，一个四分之一速率步骤(图1C)，和一个八分之一速率步骤(图1D)被发送至移动终端。
这种情况下，如果可变速率被降为“n”(n=2,4和8)，则每个数据帧的比特数被降为“n”，使得数据帧可以被重复发送n次，而发送信号的能耗被降为1/n。
如上所述，如果发送端的信号被重复发送，该重复发送信号在接收端被复合及处理，以达到时差效果。具体地说，由于相同的信号被分解并以一个预设的时间间隔发送，即使该重复发送信号的一部分被破坏，仍可由其余信号使发送信号被解调。
为了优化时差效果，为最大距离地发送信号而将所有1/n帧长的信号发送之后，重复进行以上发送过程。
接着参考图2A至2D，由基站发送的语音信息的发送帧的发送状态是，发送/接收段以任意方式分布。例如，图2A至图2D显示以各个速率分别发送至移动终端的帧的任意分布，图2A中所有帧都以全速率发送，图2B中二分之一的子帧以二分之一速率发送，图2C中四分之一的子帧以四分之一速率发送，图2D中八分之一的子帧以八分之一速率发送。
图1A至1D显示的发送能量可变系统被用于本发明优选实施例中。
参考图3和图4,CDMA蜂窝电话系统中的一个执行频间切换的装置包括一个接收部300和一个发送部200，二者均配备于移动终端和基站之中。
其结构是，发送部200包括一个帧解码器202，用于将要发送的数据转变为一个数据帧；一个去复用器204，用于将数据帧分解为多个子帧；多个子帧交织器206a至206m，用于使子帧的格式各不相同；多个扩频器208a至208m，用于以不同的扩频序列210a至210m调制每一个子帧；多个增益调节器212a至212m，用于调节多个子帧的输出信号的增益；一个累加器214，用于累加增益调节器212a至212m输出的子帧；一个RF发送器216，用于发送累加器214输出的帧。
接收部300包括一个RF接收器302，用于接收发送部200发送的帧；一个频率合成器304，用于将发送频率调谐至其它频率；多个去扩频器306a至3061，用于去除子帧的扩频序列308a至3081；多个子帧去交织器，用于使子帧的格式相同；一个多路复用器312，用于将发送帧存储为一个原始帧；一个帧解码器314，用于将发送帧解码为一个原始数据；一个频率合成器304，用于调谐一个其它基站的频率；一个搜索器318，用于搜索其它基站的频率；一个控制器320，用于将搜索到的频率信息提供给频率合成器304。
在发送部200中，多个子帧交织器206a至206m可以作为一个集成部置于去复用器204的前端，也可以省去。此外，多个增益调节器212a至212m可以作为一个集成部置于去复用器204的前端。
在接收部300中，和上述发送部200中的方式相同，多个子帧交织器310a至310m可以作为一个集成部置于多路复用器312的前端，也可以省去。
下面对在以上结构下根据本发明的在移动终端侧执行频间切换的方法进行详细说明。
为了允许移动终端在频间切换时间点有一段时间搜索一个其它基站的频率，在基站从移动终端接收或向其发送控制消息后，基于上述过程，仅在对应于发送帧的时间αTframe内发送数据，而在对应剩余发送帧的时间(1-α)Tframe内不发送数据，其中0≤α≤1,Tframe指对应一个发送帧的时间。如图3所示，发送部200将一个Tframe帧分解为m个αTframe子帧。m=|1a|]]>其中，｜X｜表示大于或等于X的最小整数。例如，｜1.1｜=2,｜2.0｜=2。该m个αTframe子帧经m个子帧交织器206a至206m处理后具有不同的发送格式。同时，也可以省略子帧交织器。各个子帧经m个扩频器208a至208m扩频至不同的扩频序列210a至210m，由m个增益调节器208a至208m调节的发送帧的单位比特能量E为E=EΔXamn]]>其中EΔ表示在搜索其它基站频率的频率搜索段时间内的空闲能量增益，“X”是每单位比特的原始能量，“n”指在原始帧内的重复次数。
当然，增益调节器212a至212m可以作为集成部置于去多路复用器204的前端。
当如上所述构造多个子帧时，可以获得如下两个优点首先，由于原本要在频率搜索段中记录和发送的数据被分解后进行发送，因此可以获得与没有频率搜索段的帧相同的发送速率；其次，由于通过使用子帧交织器使多个子帧中同一数据的布置格式不同，因此获得了可以改进信号接收性能的时差效果。
图5A是将提出的方法应用于正向链路中的全速率帧的时序图。假设形成当前通信的正向链路的频率是“f1”，移动终端为执行切换而搜索的其它正向链路的频率是“f2”。
图5B是插入对应0.75Tframe时间的频率搜索段后的时序图。因此，|10.25|=4]]>即需要4个子帧。此时，单位比特能量E=EΔX1*0.25*4=EΔX]]>图5C是插入对应3/8Tframe时间的频率搜索段后的时序图。因此，|11-3/8|=2]]>即需要2个子帧。此时，单位比特能量E=EΔX1*2*5/8=45EΔX]]>图6A是将提出的方法应用于正向链路中的二分之一速率帧的时序图。
图6B和6C是插入对应0.75Tframe时间的频率搜索段后的时序图。因此，|10.25|=4]]>即需要4个子帧。此时，单位比特能量E=EΔX2*0.25*4=EΔX2]]>根据子帧交织器的构造，子帧发送的数据组的格式可以互不相同，如图6B和6C所示，从而产生多种增益。
图6D是是插入对应3/8Tframe时间的频率搜索段后的时序图。因此，|11-3/8|=2]]>即需要2个子帧。此时，单位比特能量E=EΔX2*2*5/8=25EΔX]]>调制后的发送帧经发送部200中的RF发送器216发送，由接收部300中的RF接收器302接收。
在频间切换时间点，当移动终端向当前连接的基站发送控制信息或者从该基站接收控制信息后，根据上述过程，移动终端仅在αTframe时间内通过1个解扩频器306a至3061和1个子帧交织器310a至3101接收基站发送的正向链路中的帧。接着，移动终端通过多路复用器312将接收到的帧构造为一个帧，再经帧解码器314后接收数据。在(1-α)Tframe时间内，频率f1经频率合成器304的调节被调谐为频率f2，并且使用频率f2的基站被搜索到。(1-α)Tframe时间过去后，频率f2又被调谐为频率f1并按以上相同方式接收数据。因此，移动终端在接收当前与其连接的基站发送的信号的同时，对频率f2进行搜索、检查和初始同步。接收部300中的解扩频器306a至3061和子帧去交织器310a至3101的数目等于或大于扩频器208a至208m和子帧交织器206a至206m的数目(即1≥m)，可以构造用于每个子帧的一个瑞克接收器。
以上所述方法应用于从基站至移动终端的正向链路。另一方面，为了将其应用于从移动终端至基站的反向链路，在αTframe时间内移动终端内的频率合成器将频率调谐为当前与移动终端通信的基站的频率f3，并发送子帧。在(1-α)Tframe时间内，移动终端内的频率合成器将频率调谐为将被切换到的一个其它基站的频率f4，并且移动终端发送一个反向链路引导信号或导频信号，从而使具有频率f4的反向频段的基站执行反向同步操作。图7A是将提出的方法应用于反向链路中的二分之一速率帧的时序图。
图7B是插入对应3/8Tframe时间的反向引导信号或导频信号后的时序图。因此，|13/8|=2]]>即需要2个子帧。此时，单位比特能量E=EΔX2*2*5/8=25EΔX]]>根据以上所述，显然，本发明的在移动通信系统中执行频间切换的方法和装置可以在一个具有单RF接收器的移动终端与一个基站的通信过程中，可以在不掉线的情况下搜索其它基站和移动终端的频率，从而在适当时刻实现基站的频间切换。
此外，本发明的在移动通信系统中执行频间切换的方法和装置在一个基站与一个具有单RF接收器的移动终端的通信过程中，可以对其中使用的发送帧的信号发送段施加不同的PN偏置量以形成多帧，因而发送的数据可以被分解和重复，从而可以获得与仅具有数据发送段的帧相同的发送速率以及好的发送信号接收性能。
很明显对于熟悉本领域的技术人员来说，在不偏离本发明的主旨和范围的情况下，可以对本发明的在移动通信系统中执行频间切换的方法和装置进行各种修改和变型。因此应指出，如果所述修改和变型被所附权利要求及其等同物覆盖，则它们属于本发明的范围。
权利要求
1．一种在移动通信系统中执行频间切换的方法，所述方法包括以下步骤从一个基站发送包含有一个数据发送段和一个频率搜索段的一个数据帧至任意一个移动终端；在数据发送段中执行数据发送；在频率搜索段中搜索另一个基站的频率；根据搜索结果决定是否执行切换。
2．根据权利要求1的在移动通信系统中执行频间切换的方法，在所述基站和所述移动终端的协定下在所述数据帧中的一个任意位置插入所述频率搜索段。
3．根据权利要求2的在移动通信系统中执行频间切换的方法，通过将当前与所述移动终端通信的所述基站的频率强度和搜索到的另一基站的频率强度比较，而后根据比较结果来决定是否执行所述频间切换。
4．一种在移动通信系统中执行频间切换的方法，所述方法包括以下步骤将从一个基站发送至一个移动终端的一个数据帧分解为多个子帧，并在所述数据帧中插入一个频率搜索段；将所述多个子帧扩频成互不相同的多个扩频序列，并发送被扩频的子帧；接收所述多个子帧从而复原一个帧；在所述频率搜索段中搜索另一个基站的频率，并根据搜索结果决定是否执行切换。
5．根据权利要求4的在移动通信系统中执行频间切换的方法，还包括在完成插入所述频率搜索段步骤后，使所述多个子帧的发送格式互不相同的步骤。
6．根据权利要求4的在移动通信系统中执行频间切换的方法，还包括在完成所述扩频和发送步骤后，调节所述多个子帧的单位比特能量的步骤。
7．根据权利要求4的在移动通信系统中执行频间切换的方法，所述搜索另一基站频率步骤包括调节所述基站中的一个频率合成器从而将当前频率调谐为另一频率，并且进行状态检查和对另一频率的初始同步。
8．根据权利要求4的在移动通信系统中执行频间切换的方法，通过在具有一个任意发送速率的数据帧中插入时间(1-α)Tframe(其中0≤α≤1)形成所述频率搜索段。
9．一种在移动通信系统中执行频间切换的方法，所述方法包括以下步骤从一个任意移动终端发送包含一个数据发送段和一个频率搜索段的一个数据帧至一个对应基站；在数据发送段中进行数据发送；在频率搜索段中发送一个反向链路导频信号和序言信号。
10．根据权利要求9的在移动通信系统中执行频间切换的方法，在所述基站和所述移动终端的协定下在所述数据帧中的一个任意位置插入所述频率搜索段。
11．一种在移动通信系统中执行频间切换的方法，所述方法包括以下步骤将从一个任意移动终端发送至一个对应基站的一个数据帧分解为多个子帧，并在所述数据帧中插入一个频率搜索段；将所述多个子帧扩频为互不相同的扩频序列并发送被扩频的子帧；接收所述多个子帧从而复原一个帧；在频率搜索段中发送一个反向链路导频信号和一个序言信号，决定是否执行切换。
12．根据权利要求11的在移动通信系统中执行频间切换的方法，通过将频率调谐为当前与移动终端通信的基站频率完成所述发送子帧的步骤。
13．根据权利要求11的在移动通信系统中执行频间切换的方法，通过在具有一个任意发送速率的数据帧中插入时间(1-α)Tframe(其中0≤α≤1)形成所述频率搜索段。
14．一种在移动通信系统中执行频间切换的装置，所述装置包括一个发送部，其包括用于将发送数据转变为一个数据帧的一个帧编码器，用于将数据帧分解为多个子帧的一个去复用器，用于调制所述多个子帧为不同扩频序列的多个扩频器，用于累加所述多个子帧的一个累加器，用于发送所述累加器输出的帧的一个RF发送器。
15．根据权利要求14的在移动通信系统中执行频间切换的装置，还包括多个子帧交织器用于使从所述去复用器输出的所述子帧的格式互不相同，所述每个子帧交织器置于所述去复用器的后端或其前端并与之集成为一体。
16．根据权利要求14的在移动通信系统中执行频间切换的装置，还包括多个增益调节器用于调节所述多个扩频器的输出信号的增益，所述每个增益调节器置于所述扩频器的后端或所述去复用器的前端，并与之集成为一体。
17．一种在移动通信系统中执行频间切换的装置，所述装置包括一个接收部，包括用于接收一个发送帧的RF接收器，用于除去从所述RF接收器输出的多个子帧的扩频序列的多个去扩频器，用于将从所述多个去扩频器发送的多个子帧复原为一个原始帧的一个多路复用器，用于将所述多路复用器输出的帧解码为原始数据的一个帧解码器，用于调谐另一基站频率的频率合成器，用于搜索另一基站频率的一个搜索器，用于将搜索到的另一基站的频率信息提供给所述频率合成器的一个控制器。
18．根据权利要求17的一种在移动通信系统中执行频间切换的装置，还包括多个子帧去交织器用于使所述子帧的格式互不相同，所述每个子帧去交织器置于所述去扩频器的后端或所述去多路复用器的前端，并与之集成为一体。
全文摘要
一种在移动通信系统中执行频间切换的方法,包括以下步骤:从一个基站将包含一个数据发送段和一个频率搜索段的一个数据帧发送至一个任意移动终端;在数据发送段中进行数据发送;在频率搜索段中搜索一个其它基站的频率;根据搜索结果决定是否执行切换。
文档编号H04W36/12GK1228669SQ9812660
公开日1999年9月15日 申请日期1998年12月29日 优先权日1997年12月30日
发明者金钟宪, 金钟润 申请人:Lg情报通信株式会社