專利名稱：在td－scdma多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，具體地涉及在TD-SCDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)切換的方法。
背景技術(shù)：
蜂窩組網(wǎng)是無線通訊最常見的組網(wǎng)方式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)酷似蜂巢結(jié)構(gòu)，因此得名蜂窩網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)中每個蜂窩單元表示一個基站收發(fā)信機的覆蓋范圍，在該區(qū)域中的終端站可以與基站建立無線通訊鏈路。多個收發(fā)信機組成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)一片區(qū)域的連續(xù)覆蓋，為用戶終端站提供無所不在的、連續(xù)的無線通訊服務(wù)。
圖2給出典型的蜂窩無線通訊系統(tǒng)架構(gòu)。典型的無線蜂窩通訊系統(tǒng)通常包括基站系統(tǒng)(包括基站控制器21和基站11，12，13；或者是基站控制器22和基站14，15，16)和核心網(wǎng)5兩個部分?；鞠到y(tǒng)與用戶終端在空中建立通訊鏈路，完成語音、數(shù)據(jù)信息的雙向傳送；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(語音或數(shù)據(jù))通過核心網(wǎng)5接入公網(wǎng)，如PSTN網(wǎng)絡(luò)或Internet網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)5還負(fù)責(zé)完成對合法用戶的鑒權(quán)和移動漫游控制等功能。基站系統(tǒng)包括基站收發(fā)信機11，12，13/14，15，16和基站控制器21/22。在時分多址系統(tǒng)中，所有基站收發(fā)信機要求同步，例如與GPS系統(tǒng)同步。每個基站控制器21/22都有操作維護接口，用于連接操作維護模塊31/32。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中，操作維護模塊31/32作為單個基站系統(tǒng)的集中點，可以與多個基站收發(fā)信機建立通信路由，完成對所管轄基站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)配置和設(shè)備維護等功能。對于配置有多個基站控制器的網(wǎng)絡(luò)，則配置地區(qū)操作維護控制臺4管轄多個操作維護模塊31/32。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中，地區(qū)操作維護控制臺4作為多個基站系統(tǒng)的集中點，可以與多個基站系統(tǒng)下的所有基站收發(fā)信機建立通信路由，完成對所管轄的多個基站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)配置和設(shè)備維護等功能。
在蜂窩網(wǎng)路中如何保證移動用戶在越區(qū)切換過程中的通訊質(zhì)量，是無線蜂窩組網(wǎng)能力的基礎(chǔ)衡量指標(biāo)之一。
最早應(yīng)用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)是模擬頻分多址系統(tǒng)(FDMA)，采用頻分組網(wǎng)方式，即相鄰小區(qū)使用不同的頻點，具有相同頻點的小區(qū)之間隔著使用不同頻點的小區(qū)。這樣使得相鄰小區(qū)邊界的重疊覆蓋區(qū)不存在同頻干擾。移動通訊用戶從一個小區(qū)移動到相鄰的小區(qū)，需要完成異頻切換，屬于硬切換方式，即在切換過程中存在通訊中斷。移動終端首先需要斷開原通訊鏈路，再與目標(biāo)小區(qū)建立新的通訊鏈路。對于硬切換而言，切換時間是關(guān)鍵。如果硬切換時間足夠短，正在通訊的用戶感知不到通訊中斷。
數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的代表是時分多址技術(shù)(TDMA)和碼分多址技術(shù)(CDMA)。
所謂碼分多址是指應(yīng)用相互近似正交的偽隨機碼區(qū)分基站和用戶的技術(shù)。CDMA系統(tǒng)基于碼分多址技術(shù)克服同頻干擾問題，同時使蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用率理論上達到1∶1。在同頻組網(wǎng)情況下，越區(qū)切換采用軟切換方式。所謂軟切換是指在切換過程中不存在通訊中斷，移動終端首先與切換目標(biāo)基站建立通訊鏈接，同時與多個基站進行通訊；當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個基站的信號質(zhì)量下降到門限以下，再斷開相應(yīng)的鏈接。軟切換方式是先連后斷，而硬切換方式是先斷后連。表面看軟切換相對于硬切換有優(yōu)勢，在通訊過程中不存在通訊中斷，切換過程平滑將導(dǎo)致切換成功率提高。事實上，軟切換是CDMA同頻組網(wǎng)的必然選擇。如果沒有軟切換，CDMA網(wǎng)絡(luò)切換成功率將急劇下降?？梢?，軟切換的應(yīng)用不僅僅保證了在越區(qū)切換過程中通訊的連續(xù)性，還有效降低了切換區(qū)域的同頻干擾水平。
所謂時分多址系統(tǒng)，是指通過不同時隙區(qū)分不同用戶的語音、數(shù)據(jù)信息，以避免不同用戶之間產(chǎn)生干擾。對于采用TDD通訊模式的時分多址系統(tǒng)，其上下行鏈路共享同一頻率資源，在上下行時隙之間留有足夠大的保護時隙，以避免在上下行時隙之間有由于空中傳輸延時導(dǎo)致的串?dāng)_，如圖3所示?；赥DD的時分多址無線網(wǎng)絡(luò)要求嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)同步。對于采用FDD通訊模式的時分多址系統(tǒng)，其上下行鏈路使用不同的頻率資源，在上下行鏈路之間留有足夠大的保護頻帶，以避免在上下行鏈路之間產(chǎn)生的串?dāng)_。FDD時分多址技術(shù)的代表是GSM。GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上采用的是頻分組網(wǎng)方案，越區(qū)切換屬于硬切換。
TD-SCDMA多載波小區(qū)是基于TD-SCDMA技術(shù)衍生出來的，用于解決0時隙同頻干擾的技術(shù)。
TD-SCDMA的時隙結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示?；緹o線幀為10ms幀，每個10ms無線幀又被分為兩個5ms子幀。每個5ms子幀包含7個突發(fā)時隙和一個特殊時隙。保護帶寬長度為96chips，用于克服上下行鏈路之間的干擾。相鄰的上下行突發(fā)時隙之間被稱為業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換點，協(xié)議規(guī)定每個無線子幀包含兩個業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換點(參見TS25.221 5A.1)。第一個轉(zhuǎn)換點位于特殊時隙，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定0時隙作為下行時隙，1時隙作為上行時隙。另外一個業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換點允許靈活配置。0時隙用于傳輸控制信令，對于通訊鏈路的建立起重要作用。在同頻組網(wǎng)情況下，為了避免0時隙受到相鄰小區(qū)干擾，關(guān)于多頻點小區(qū)系統(tǒng)有如下約定(參見行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))“對支持多頻點的小區(qū)，承載P-CCPCH的載頻稱為主載頻，不承載P-CCPCH的載頻稱為輔載頻。對支持多頻點的小區(qū)，有且只有一個主載頻。
主載頻和輔助載頻使用相同的擾碼和基本midamble.
公共控制信道DwPCH，P-CCPCH，PICH，S-CCPCH，PRACH，等規(guī)定配置在主載頻上。UpPCH、FPACH在輔載頻上使用的方法FFS。并且對支持多頻點的小區(qū)，信標(biāo)信道總在主載頻上發(fā)送。
多時隙配置應(yīng)限定為在同一載頻上。
同一用戶的上下行配置在同一載頻上。
輔載頻的TS0不使用。
主載頻和輔載頻的時隙轉(zhuǎn)換點建議配置為相同?！币陨霞s定保證了多頻點小區(qū)組成的蜂窩網(wǎng)絡(luò)在主載頻的TS0上沒有同頻干擾，從而保證了控制信令的正確解調(diào)。但是在同頻組網(wǎng)情況下(相鄰小區(qū)使用相同的頻點通訊)，在相鄰小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)的業(yè)務(wù)時隙仍然存在同頻干擾，當(dāng)重疊覆蓋的小區(qū)越多，同頻干擾越嚴(yán)重。TD-SCDMA雖然在時隙內(nèi)采用CDMA技術(shù)，但是由于每個時隙內(nèi)的擴頻增益有限，同時TDD系統(tǒng)要求上下行鏈路嚴(yán)格同步，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)無法使用軟切換技術(shù)。因此在多頻點小區(qū)組成的無線網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)時隙在小區(qū)邊界受到的同頻干擾將嚴(yán)重影響移動用戶的通訊質(zhì)量，甚至導(dǎo)致切換區(qū)通訊中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種在TD-SCDMA多頻點小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)切換的方法。該方法能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，不僅可以保證通訊的連續(xù)性，同時能有效降低蜂窩小區(qū)邊緣的同頻干擾水平。
本發(fā)明的技術(shù)方案為，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P-CCPCH接收功率，并基于P-CCPCH的接收功率估算業(yè)務(wù)信道的信噪比；根據(jù)信噪比情況決定切換1.1當(dāng)服務(wù)小區(qū)的信噪比估計小于門限Tph時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令終端站切換到服務(wù)小區(qū)的切換預(yù)留資源上繼續(xù)通訊；1.2當(dāng)相鄰小區(qū)信噪比估計大于服務(wù)小區(qū)信噪比估計時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令用戶切換到相鄰小區(qū)的切換預(yù)留資源，原相鄰小區(qū)成為服務(wù)小區(qū)，原服務(wù)小區(qū)成為相鄰小區(qū)；1.3當(dāng)服務(wù)小區(qū)信噪比估計大于門限Tph預(yù)設(shè)的遲滯偏置值時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)指令用戶切換到服務(wù)小區(qū)的非切換預(yù)留資源上繼續(xù)通訊。
在上述方案中，用于避免乒乓切換，當(dāng)相鄰小區(qū)信噪比估計大于服務(wù)小區(qū)信噪比估計，并且差值超過另一預(yù)設(shè)的遲滯偏置值時，終端站才通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令用戶切換到相鄰小區(qū)的切換預(yù)留資源，原相鄰小區(qū)成為服務(wù)小區(qū)，原服務(wù)小區(qū)成為相鄰小區(qū)。
在本發(fā)明的方案中，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P-CCPCH接收功率可以是周期性檢測主載波功率。
在本發(fā)明中，信噪比根據(jù)下式估計Qj=10logMj-10logΣi=1,i≠jNMi]]>本發(fā)明充分利用TD-SCDMA多頻點小區(qū)的特點，以及TD-SCDMA無線資源按時間片劃分，同頻干擾主要產(chǎn)生在蜂窩小區(qū)邊界等特征，有效降低小區(qū)邊緣的同頻干擾水平，從而保證了移動用戶在越區(qū)切換過程中的通訊質(zhì)量。本發(fā)明基于將蜂窩小區(qū)劃分為內(nèi)外區(qū)的思想，結(jié)合越區(qū)切換過程，通過無線資源(時隙、頻點等)調(diào)度，使處于蜂窩小區(qū)外區(qū)(重疊覆蓋區(qū)/切換區(qū))分屬于不同基站小區(qū)的用戶使用相互正交的無線資源通訊，以避免同頻干擾。


圖1蜂窩通訊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；圖2典型蜂窩通訊系統(tǒng)示意圖；圖3基于時分雙工(TDD)的時分多址系統(tǒng)的通訊時隙示意圖；圖4TD-SCDMA系統(tǒng)10ms幀結(jié)構(gòu)；圖5TD-SCDMA系統(tǒng)5ms子幀結(jié)構(gòu)；圖6時隙調(diào)度狀態(tài)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明假設(shè)TD-SCDMA多頻點小區(qū)系統(tǒng)為相鄰小區(qū)的外區(qū)配置了相互正交的無線資源，下文稱之為切換預(yù)留資源。相互正交的含義是相鄰小區(qū)的切換預(yù)留資源或者時隙相互錯開，或者頻點相互錯開。
下面以TD-SCDMA多頻點小區(qū)組織的蜂窩網(wǎng)絡(luò)為例，具體說明本發(fā)明提出的越區(qū)切換方法配合時隙調(diào)度的實施。
如圖6所示。在多頻點小區(qū)系統(tǒng)中，切換預(yù)留資源可以統(tǒng)一在同一載波上，也可以分配在不同的載波上。具體預(yù)留資源的數(shù)量需要根據(jù)切換業(yè)務(wù)量需求靈活配置。本實施例假設(shè)切換預(yù)留資源配置在主載波上，占據(jù)所有業(yè)務(wù)時隙。
在多頻點小區(qū)蜂窩網(wǎng)中，在任意小區(qū)中處于通訊狀態(tài)下的用戶無外乎以下兩種狀態(tài)狀態(tài)1定義用戶終端使用某基站小區(qū)的非切換資源通訊；狀態(tài)2定義用戶終端使用某基站小區(qū)的切換資源通訊。
無論處于哪種狀態(tài)，用戶終端可以采用周期性的方法檢測當(dāng)前服務(wù)扇區(qū)的主載波功率Mk和相鄰扇區(qū)主載波功率Mi(i＝1，2，...，N；i≠k)，單位為毫瓦(mW)。相鄰扇區(qū)可能有一個，也可能有多個。用戶終端基于主載波接收功率檢測，估計服務(wù)載波的信噪比；采用門限方式上報檢測結(jié)果。任意扇區(qū)信噪比Qj的估計公式如下Qj=10logMj-10logΣi=1,i≠jNMi]]>下標(biāo)j表示被估計小區(qū)的編號，下標(biāo)i表示其它小區(qū)的編號。
基于信噪比檢測估計的上報觸發(fā)事件(Event)包括E1鄰區(qū)接收信號信噪比優(yōu)于當(dāng)前服務(wù)小區(qū)公式Qi≥Qk+HE1；其中HE1為遲滯偏置，可以根據(jù)理論推算和仿真確定默認(rèn)值，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境優(yōu)化調(diào)整。該事件判斷算法為當(dāng)用戶終端檢測到E1事件，并且該事件持續(xù)時間TE1，該事件將觸發(fā)上報。
E2當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信噪比低于某一門限公式Qk≤Tph
該事件判斷算法為當(dāng)用戶終端檢測到E2事件，并且該事件持續(xù)時間TE2，該事件將觸發(fā)上報。
E3當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信噪比高于某一門限公式Qk≥Tph+HE3其中HE3為遲滯偏置，可以根據(jù)理論推算和仿真確定默認(rèn)值，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境優(yōu)化調(diào)整。該事件判斷算法為當(dāng)用戶終端檢測到E3事件，并且該事件持續(xù)時間TE3，該事件將觸發(fā)上報。
基站系統(tǒng)根據(jù)用戶終端的上報結(jié)果實施資源調(diào)度，控制用戶終端在兩種通訊狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。具體狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件如下狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件1如果處于狀態(tài)1的用戶終端上報E2事件，則由服務(wù)小區(qū)狀態(tài)1切換到服務(wù)小區(qū)狀態(tài)2；狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件2如果處于狀態(tài)2的用戶終端上報E3事件，由服務(wù)小區(qū)狀態(tài)2切換到服務(wù)小區(qū)狀態(tài)1；狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件3如果處于狀態(tài)2的用戶終端上報E1事件，由服務(wù)小區(qū)的狀態(tài)2切換到目標(biāo)小區(qū)的狀態(tài)2。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；凡是依本發(fā)明所作的等效變化與修改，都被本發(fā)明的專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.在TD-SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P-CCPCH接收功率，并基于P-CCPCH的接收功率估算業(yè)務(wù)信道的信噪比；根據(jù)信噪比情況決定切換1.1當(dāng)服務(wù)小區(qū)的信噪比估計小于門限Tph時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令終端站切換到服務(wù)小區(qū)的切換預(yù)留資源上繼續(xù)通訊；1.2當(dāng)相鄰小區(qū)信噪比估計大于服務(wù)小區(qū)信噪比估計時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令用戶切換到相鄰小區(qū)的切換預(yù)留資源，原相鄰小區(qū)成為服務(wù)小區(qū)，原服務(wù)小區(qū)成為相鄰小區(qū)；1.3當(dāng)服務(wù)小區(qū)信噪比估計大于門限Tph預(yù)設(shè)的遲滯偏置值時，終端站通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)指令用戶切換到服務(wù)小區(qū)的非切換預(yù)留資源上繼續(xù)通訊。
2.權(quán)利要求1所述的在TD-SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，其特征在于，當(dāng)相鄰小區(qū)信噪比估計大于服務(wù)小區(qū)信噪比估計，并且差值超過另一預(yù)設(shè)的遲滯偏置值時，終端站才通過消息上報服務(wù)小區(qū)基站；服務(wù)小區(qū)基站指令用戶切換到相鄰小區(qū)的切換預(yù)留資源，原相鄰小區(qū)成為服務(wù)小區(qū)，原服務(wù)小區(qū)成為相鄰小區(qū)。
3.權(quán)利要求1或2所述的在TD-SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，其特征在于，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P-CCPCH接收功率是檢測主載波功率。
4.權(quán)利要求1或2所述的在TD-SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，其特征在于，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P-CCPCH接收功率是周期性檢測。
5.權(quán)利要求1或者所述的在TD-SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，其特征在于，信噪比根據(jù)下式估計Qj=10logMj-10logΣi=1,i≠jNMi.]]>
全文摘要
在TD－SCDMA多頻點小區(qū)實現(xiàn)越區(qū)切換的方法，終端站檢測服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的P－CCPCH接收功率，并基于P－CCPCH的接收功率估算業(yè)務(wù)信道的信噪比；根據(jù)信噪比情況決定切換。本發(fā)明充分利用TD－SCDMA多頻點小區(qū)的特點，以及TD－SCDMA無線資源按時間片劃分，同頻干擾主要產(chǎn)生在蜂窩小區(qū)邊界等特征，有效降低小區(qū)邊緣的同頻干擾水平，從而保證了移動用戶在越區(qū)切換過程中的通訊質(zhì)量。
文檔編號H04W36/30GK101064920SQ20061006054
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者吳巖巍 申請人:中興通訊股份有限公司