專利名稱：擴大小區(qū)服務(wù)范圍的移動臺接入方法以及在移動通信系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)擴大范圍的小區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體來說涉及移動通信系統(tǒng)，更具體地，涉及在用于移動通信(GSM)系統(tǒng)的全球系統(tǒng)內(nèi)為擴大范圍的小區(qū)服務(wù)的方法。
背景技術(shù)：
圖1是說明GSM型移動通信系統(tǒng)的框圖。移動通信系統(tǒng)包括基站收發(fā)臺(BTS)20和22。BTS 20和22連接到基站控制器(BSC)30上。此外，BTS 20和22還以無線方式連到在相應(yīng)的小區(qū)范圍C1和C2內(nèi)的移動臺(MS)10和11上，并且它們提供移動通信服務(wù)。BSC 30連到移動電話交換中心(MSC)40上。服務(wù)節(jié)點(SN)50連到MSC 40上并支持對于移動通信系統(tǒng)的預(yù)定服務(wù)。
如圖1所說明的，由于MS 10位于小區(qū)C1內(nèi)，因此對于預(yù)定的無線信道，借助于時分多址(TDMA)概念由BTS 20來提供移動通信服務(wù)。根據(jù)TDMA結(jié)構(gòu)來劃分物理無線接口，即，把無線載波劃分成時隙。一幀包括8個連續(xù)的時隙。這里，當(dāng)執(zhí)行連接時，MS使用對于各個上行鏈路以及下行鏈路的物理信道，該信道每一幀包括一個時隙。
圖2是說明移動通信系統(tǒng)內(nèi)的脈沖串傳輸定時的圖表，圖3是說明含有一個時隙的TDMA幀的視圖。詳細地，圖3a說明了正常脈沖串(normal burst)，圖3b說明了接入脈沖串(access burst)。
GSM型MS通過預(yù)定的時隙與BTS通信。如圖2所說明的，把542.8μs分配給各個時隙以用于數(shù)據(jù)傳輸。這樣的短周期適應(yīng)147個數(shù)據(jù)位。實際上，每個時隙都包括148位，但是第一個半位以及最后一個半位是為開/關(guān)RF交換時間而提供的。每個時隙都包括脈沖串型數(shù)據(jù)。
如圖3所說明的，正常脈沖串以及接入脈沖串包括各種位。正常脈沖串用于在除隨機存取信道(RACH)之外的任何業(yè)務(wù)信道上或任何控制信道上發(fā)送信息。在正常脈沖串中，竊用標(biāo)志(stealing flag)表示脈沖串是否已用于與事實有關(guān)的控制信道(FACCH)信令，并且訓(xùn)練序列為用于補償多路徑傳播的26位模式。此外，在正常脈沖串中，尾位(T)表示位模式的開始和停止，以及保護周期(GP)是一個空的部分，并用其它時隙來保護重疊。此外，當(dāng)MS第一次連到BTS或是處于移交區(qū)域內(nèi)時，使用接入脈沖串。由于當(dāng)MS第一次連到移動通信系統(tǒng)時，接入脈沖串不了解傳播延遲時間，因此接入脈沖串具有比用于脈沖串傳輸?shù)恼Ｃ}沖串的GP要長的GP。
更具體地，僅僅當(dāng)MS不具有用于在相應(yīng)小區(qū)內(nèi)的當(dāng)前傳播延遲的有效信息時，才在上行鏈路方向內(nèi)使用接入脈沖串。因此，接入脈沖串具有較短的長度以便被放入到BTS內(nèi)的各個接收窗口中。也就是說，必須在保留于BTS內(nèi)的一個時隙內(nèi)接收從MS脈沖串的信號。
圖4是說明移動通信系統(tǒng)內(nèi)的定時延遲的視圖。如圖4所說明的，當(dāng)BTS把圖4a內(nèi)的脈沖串信號發(fā)送到MS時，由于BTS與MS之間的傳播延遲，即定時延遲(TD)，MS如圖4b所說明的接收脈沖串信號。因此，MS必須依據(jù)定時提前(timing advance)(TA)而預(yù)先上傳該脈沖串信號，如圖4c所說明的，以使得能夠在被保留于BTS內(nèi)的一個時隙內(nèi)接收該脈沖串信號。于是，BTS幾乎能夠在被保留用于MS的一個時隙內(nèi)準(zhǔn)確地接收脈沖串信號。通過用2來乘從BTS至MS的TD來得到TA。也就是說，由于MS接收了被源自BTS的TD所延遲了的脈沖串信號，因此接收定時為具有源自BTS的TD的定時。因此，為了使脈沖串信號能夠被在BTS內(nèi)的一個時隙內(nèi)接收，該時隙被分配給相應(yīng)的MS，該MS必須依據(jù)TA而預(yù)先發(fā)送該脈沖串信號，也就是說，TDx2考慮了下行鏈路內(nèi)的TD和上行鏈路內(nèi)的TD。
如上所述，由于MS僅在當(dāng)它了解了TA時才能夠準(zhǔn)確地將脈沖串信號發(fā)送到BTS，因此MS在當(dāng)它第一次接入BTS時用零TA來上傳接入脈沖串。如圖3所說明的，由于該接入脈沖串具有大的GP，該GP是一個空的部分，因此BTS能夠獲得信息，這就使BTS能夠計算TA值而對其它信道沒有影響。
這里，在GSM型移動通信系統(tǒng)的情形中，TA具有的最大值為63位，并且該最大值與AB的GP有關(guān)。由于63位是相應(yīng)于70km的一段延時，因此可以覆蓋具有35km半徑的小區(qū)范圍。
圖5是說明在現(xiàn)存GSM型移動通信系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)距離的定時延遲的視圖。圖5說明了當(dāng)由BTS從MS接收接入脈沖串時，根據(jù)MS與BTS之間的距離，該接入脈沖串被延遲了多少。圖5中，該接入脈沖串的前半部分表示諸如同步序列的數(shù)據(jù)以及如圖3所說明的編碼數(shù)據(jù)，而接入脈沖串的后半部分表示一GP，該GP是一個空的部分。當(dāng)MS與BTS之間的距離為0km時，來自MS的接入脈沖串幾乎被在一個時隙內(nèi)準(zhǔn)確接收，該時隙被分配給BTS內(nèi)的相應(yīng)的MS(圖5a)。當(dāng)MS與BTS之間的距離為35km時，GP，其為來自MS的接入脈沖串內(nèi)的一個空的部分，在從分配給相應(yīng)的MS的一個時隙到其它時隙，即BTS內(nèi)的其它信道的范圍都被重疊了(圖5b)。在此情形中，由于GP不影響其它信道，因此BTS在當(dāng)從35km最大范圍內(nèi)的MS接收接入脈沖串時，能夠計算TA。然而，當(dāng)MS與BTS之間的距離超過35km時，是在被保留用于其它MS的一個時隙內(nèi)從MS接收接入脈沖串，因此BTS不能向MS提供移動通信服務(wù)(圖5c和5d)。
如上所述，在GSM型移動通信系統(tǒng)內(nèi)，由于BTS向位于預(yù)定范圍內(nèi)的MS提供移動通信服務(wù)，因此偏離該預(yù)定范圍的MS不能接收移動通信服務(wù)。為了解決這個問題，能夠根據(jù)預(yù)定范圍來安裝BTS，該方法適合于具有許多用戶的區(qū)域，例如一座城市。然而，這在幾乎沒有用戶的區(qū)域內(nèi)會導(dǎo)致無線資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明被設(shè)計用來解決出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的上述以及其它的問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種移動臺與基站收發(fā)臺的第一次接入的方法，以便擴大在采用時分多址的移動通信系統(tǒng)內(nèi)的基站收發(fā)臺的移動通信服務(wù)范圍。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種為采用時分多址的移動通信系統(tǒng)內(nèi)的擴大范圍的小區(qū)服務(wù)的方法。
為了完成上述以及其它的目的，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，這里提供了一種用于第一次接入BTS的MS的方法，以便擴大在采用時分多址的移動通信系統(tǒng)內(nèi)的BTS的小區(qū)服務(wù)范圍，該方法包括步驟(1)從BTS接收擴大范圍小區(qū)系統(tǒng)信息，該信息包括BTS的位置信息以及報告MS位于一擴大范圍小區(qū)內(nèi)的這一事實的信息；(2)用BTS的位置信息以及MS自己的位置信息來計算與BTS的距離；以及(3)用計算出的與BTS的距離來計算估計的ETA，用一預(yù)定值來處理該估計的ETA以考慮誤差，以及生成IETA。


從下面結(jié)合附圖的詳細說明中，本發(fā)明的上述以及其它的目的、特征以及優(yōu)點將變得更為明顯，其中圖1是說明GSM型移動通信系統(tǒng)的框圖；圖2是說明移動通信系統(tǒng)內(nèi)的脈沖串傳輸定時的圖表；圖3是說明含有一個時隙的TDMA幀的視圖；圖4是說明移動通信系統(tǒng)內(nèi)的定時延遲的視圖；圖5是說明在現(xiàn)存GSM型移動通信系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)距離的定時延遲的視圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)及其擴大的小區(qū)服務(wù)范圍的視圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的為擴大范圍的小區(qū)服務(wù)的方法的流程圖；圖8是說明根據(jù)用本發(fā)明獲得的估計的ETA而在移動臺與基站收發(fā)臺之間發(fā)送的脈沖串信號的視圖；圖9是說明根據(jù)用本發(fā)明獲得的初始擴大定時提前(IETA)而在移動臺與基站收發(fā)臺之間發(fā)送的脈沖串信號的視圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下面的本發(fā)明說明中，當(dāng)這里所結(jié)合的已知功能及配置會使本發(fā)明的主題不甚清楚時，將省略對它們的詳細說明。
圖6是說明本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)及其擴大的小區(qū)服務(wù)范圍的視圖，圖7是說明本發(fā)明的為擴大范圍的小區(qū)服務(wù)的方法的流程圖。
如圖6所說明的，根據(jù)本發(fā)明的被基站收發(fā)臺(BTS)100覆蓋的小區(qū)范圍140比現(xiàn)存范圍(點劃線)130遠遠擴大了。這被稱作為擴大范圍的小區(qū)140。BTS 100必須了解由BTS 100自身所服務(wù)的那個范圍要比通常的小區(qū)范圍130寬。也就是說，為了與位于遠離通常的小區(qū)范圍130處的移動臺(MS)110通信，BTS 100要增大功率。因此，必須設(shè)計BTS 100以便從其設(shè)備為該擴大范圍的小區(qū)服務(wù)。
在下文中，將參照圖7描述根據(jù)本發(fā)明的為擴大范圍的小區(qū)服務(wù)的方法。首先，在步驟200，BTS 100向該擴大范圍的小區(qū)內(nèi)的MS 110提供擴大范圍小區(qū)系統(tǒng)信息(ERCSI)。僅在當(dāng)MS 110了解到其自身位于該擴大范圍的小區(qū)內(nèi)時，該擴大范圍的小區(qū)內(nèi)的MS 110才能與BTS 100通信。ERCSI包括報告MS 110位于擴大范圍的小區(qū)內(nèi)這一事實的信息，并且還包括BTS 100的位置信息。BTS 100的位置信息為幾何位置信息。由于BTS 100的位置在當(dāng)它被安裝時固定了，因此BTS 100能夠容易地了解它自己的幾何位置信息。例如，該幾何位置信息可以是BTS 100所在位置的緯度和經(jīng)度。
當(dāng)MS 110從BTS 100接收ERCSI時，MS 110辨別MS 110是位于擴大范圍的小區(qū)內(nèi)的事實。根據(jù)測量方法，用像從幾米到幾千米這樣寬的范圍的精度來測定MS 110的位置信息，并且在不遠的將來，更為精確的測量也是可能的。位置測量方法包括增強的觀測時差(E-OTD)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、輔助GPS(A-GPS)、差分GPS(D-GPS)、以及上行鏈路到達時間(UL-TOA)。此位置信息也可以用于定位服務(wù)(LCS)。LCS代表服務(wù)以及用于該項服務(wù)的系統(tǒng)，其中在MS的基礎(chǔ)上能夠準(zhǔn)確地了解到一個人或一個目標(biāo)的位置，并能夠提供與該位置有關(guān)的附加信息。這里，可以在此LCS的基礎(chǔ)上執(zhí)行擴大范圍小區(qū)服務(wù)。
在步驟210，MS 110用上面提到的各種方法來辨別它自己的位置，并用它自己的位置以及從BTS 100提供的BTS 100的位置來計算MS110與BTS 100之間的距離。此外，在步驟220，MS 110估計由于MS110與BTS 100之間的距離而產(chǎn)生的擴大定時提前(extended timingadvance)(ETA)。也就是說，通過MS 110與BTS 100之間的距離，MS 110估計應(yīng)當(dāng)提前多少來發(fā)送脈沖串信號，以使該脈沖串信號能夠被在為該BTS 100內(nèi)的相應(yīng)MS所保留的一個時隙內(nèi)接收。此外，MS100用預(yù)定值來處理估計的ETA，并生成最初的擴大定時提前(IETA)。該預(yù)定值是用來考慮該估計的ETA與實際ETA之間的差別。也就是說，估計的ETA可能不同于實際的ETA，將其差別稱為估計誤差。例如，估計誤差值可以是32位，這32位是在接入脈沖串內(nèi)的最大TA的一半。因此，在本實施例中，IETA具有估計的ETA值，該值為最大TA的一半。將參照圖8描述此估計誤差。
圖8是說明根據(jù)用本發(fā)明獲得的估計ETA而在MS與BTS之間發(fā)送的脈沖串信號的視圖。如上所述，MS 110用它自己的位置信息以及BTS的位置信息來估計ETA，并用該估計的ETA來把接入脈沖串發(fā)送到BTS 100。該估計的ETA是BTS 100與MS 110之間的擴大定時延遲(ETD)的兩倍。如上所述，用MS 110的位置信息來計算ETA，并且該位置信息具有像從幾米到幾千米這樣寬的范圍的精度。因此，由于MS 110用具有預(yù)定誤差的位置信息來計算ETA，因此所計算出的ETA具有估計誤差。
參見圖8，當(dāng)BTS 100發(fā)送脈沖串信號時(圖8a)，MS 110接收被ETD延遲的脈沖串信號(圖8b)。這里，當(dāng)MS 110實際上用估計的ETA把接入脈沖串發(fā)送到BTS 100時(圖8c)，由于該估計的ETA與實際的ETA有差別，因此由于此差別而使BTS接收到的脈沖串信號偏離了該脈沖串信號必須在其內(nèi)被接收的那個時隙(圖8d)。例如，當(dāng)由于估計的誤差而使該估計的ETA早于實際的ETA時，在BTS接收到的脈沖串信號的前面部分內(nèi)的有效數(shù)據(jù)可能丟失。
因此，在本發(fā)明中，考慮到如上所述的在估計的ETA與實際ETA之間的差別，MS 110從該估計的ETA生成IETA。
這里，參見圖7，在步驟230，MS 110用IETA的值來把接入脈沖串發(fā)送到BTS 100。然后，在步驟240，BTS 100從MS 110所發(fā)送的接入脈沖串的到達時間以及MS 110發(fā)送的IETA中計算出實際ETA的值。在本實施例中，用等式(1)來表示實際ETA。
等式(1)ETA＝IETA(估計的ETA-最大TA/2)+測得的TD在步驟250，BTS 100把實際ETA發(fā)送到MS 110。因此，MS 110用BTS 100所發(fā)送的實際ETA來接入上行鏈路信道，該信道被從BTS100指定。
圖9是說明根據(jù)用本發(fā)明獲得的IETA而在MS與BT之間發(fā)送的脈沖串信號的視圖。參見圖9，當(dāng)BTS發(fā)送脈沖串信號時(圖9a)，MS 110接收被ETD延遲了的該脈沖串信號(圖9b)。此外，當(dāng)MS 110用考慮了估計誤差的IETA來把接入脈沖串發(fā)送到BTS 100時(圖9c)，該IETA使估計的ETA由于估計誤差而滯后，從而防止了在該脈沖串信號前面部分內(nèi)的有效數(shù)據(jù)被丟失(圖9d)。
根據(jù)本發(fā)明，在GSM型移動通信系統(tǒng)中，用BTS的位置信息以及MS的位置信息來計算TA，從而擴大了BTS的移動通信服務(wù)范圍。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例說明和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將理解，可以做出各種形式和細節(jié)上的變化而不脫離如附帶的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在移動臺(MS)內(nèi)的用于第一次接入基站收發(fā)臺(BTS)的方法，以便擴大在采用時分多址的移動通信系統(tǒng)內(nèi)的BTS的小區(qū)服務(wù)范圍，該方法包括步驟(1)從BTS接收擴大范圍的小區(qū)系統(tǒng)信息，該信息包括BTS的位置信息以及表示MS位于擴大范圍的小區(qū)內(nèi)的信息；(2)用BTS的位置信息以及MS的位置信息來計算與BTS的距離；(3)用計算出的與BTS的距離來計算估計的擴大定時提前(ETA)，用預(yù)定值來處理該估計的ETA以考慮誤差，以及生成最初的擴大定時提前(IETA)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括步驟(4)，用IETA來把接入脈沖串發(fā)送到BTS。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中BTS計算來自MS的接入脈沖串的到達時間，以及從IETA計算實際的ETA，并將計算結(jié)果發(fā)送到MS。
4.一種服務(wù)在采用時分多址的移動通信系統(tǒng)中的基站收發(fā)臺(BTS)的擴大范圍的小區(qū)的方法，該方法包括步驟(1)從BTS向MS發(fā)送擴大范圍的小區(qū)系統(tǒng)信息，該信息包括BTS的位置信息以及報告移動臺(MS)位于擴大范圍的小區(qū)內(nèi)的信息；(2)當(dāng)MS接收該擴大范圍的小區(qū)系統(tǒng)信息時，由MS用BTS的位置信息以及該MS自己的位置信息來計算與BTS的距離；(3)由MS用計算出的與BTS的距離來計算估計的擴大定時提前(ETA)，用預(yù)定值來處理該估計的ETA以考慮誤差，以及生成最初的擴大定時提前(IETA)；以及(4)用IETA把來自MS的接入脈沖串發(fā)送到BTS；以及(5)由BTS計算來自MS的接入脈沖串的到達時間，以及從IETA計算實際的ETA，并把計算結(jié)果發(fā)送到MS。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括步驟(6)，由MS用來自BTS的實際ETA來接入BTS。
全文摘要
一種用于移動臺(MS)第一次接入基站收發(fā)臺(BTS)的方法，以便擴大在采用時分多址的移動通信系統(tǒng)內(nèi)的BTS的小區(qū)服務(wù)范圍，其中MS(1)從BTS接收擴大范圍小區(qū)系統(tǒng)信息，該信息包括BTS的位置信息以及報告MS位于一擴大范圍小區(qū)內(nèi)的這一事實的信息；(2)用BTS的位置信息以及MS自己的位置信息來計算與BTS的距離；以及(3)用計算出的與BTS的距離來計算估計的擴大定時提前(ETA)，用一預(yù)定值來處理該估計的ETA以考慮誤差，以及生成最初的擴大定時提前(IETA)。
文檔編號H04B7/26GK1581729SQ200410038490
公開日2005年2月16日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者金會元 申請人:三星電子株式會社