專利名稱：在無(wú)線通信系統(tǒng)中用信令發(fā)送無(wú)線信道結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無(wú)線通信系統(tǒng)中、尤其是在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中用信令發(fā)送無(wú)線信道結(jié)構(gòu)的方法。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，諸如語(yǔ)音、圖像信息或其它數(shù)據(jù)等信息是用電磁波經(jīng)無(wú)線接口傳輸?shù)?，該無(wú)線接口位于發(fā)射無(wú)線電臺(tái)和接收無(wú)線電臺(tái)之間，譬如在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的情況下它們是基站與移動(dòng)臺(tái)。在此，電磁波的發(fā)射使用位于為有關(guān)系統(tǒng)所規(guī)定的頻帶內(nèi)的載頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。在GSM移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))中，載頻是位于900MHz、1800MHz和1900MHz的范圍。對(duì)于經(jīng)無(wú)線接口使用CDMA和TD/CDMA傳輸方法的未來(lái)移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)，例如UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))或第三代其它系統(tǒng)，規(guī)定頻率在約2000MHz的范圍內(nèi)。針對(duì)上述UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)而區(qū)分為所謂的FDD模式(頻分雙工)和TDD模式(時(shí)分雙工)。所述TDD模式的特征尤其在于，公共的頻帶既被應(yīng)用于上行方向(UL)的信號(hào)傳輸，又被用于下行方向(DL)的信號(hào)傳輸，而所述的FDD模式是針對(duì)傳輸方向而使用相應(yīng)的頻帶。
在上述GSM移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中，某些信令信道是在固定的時(shí)隙內(nèi)由基站或用戶臺(tái)進(jìn)行發(fā)送的。這種信令信道譬如也包括組織信道BCCH(廣播控制信道)，它與正常的通信業(yè)務(wù)信道相比是以更高的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)送的，并且包含有關(guān)于移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或基站的各無(wú)線小區(qū)的信息。該組織信道BCCH總是在時(shí)幀的第一時(shí)隙內(nèi)并以某個(gè)載頻在無(wú)線小區(qū)內(nèi)所提供的頻帶內(nèi)發(fā)送。在首次接入到移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)時(shí)，由用戶臺(tái)求出其所在的無(wú)線小區(qū)內(nèi)的組織信道BCCH的停留點(diǎn)(頻率和時(shí)隙)，并在其接收和分析之后推導(dǎo)出無(wú)線接口的結(jié)構(gòu)。
在未來(lái)的第三代UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中，多個(gè)信令信道很可能將使用公共的無(wú)線信道資源。在UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的TDD模式下，組織信道BCH(信標(biāo)信道)和FACH(前向接入信道)以及必要時(shí)諸如PCH(呼叫信道)等其它信令信道將按照時(shí)分復(fù)用來(lái)使用公共的無(wú)線信道資源。該無(wú)線信道資源譬如是一個(gè)時(shí)幀的第一時(shí)隙內(nèi)的某個(gè)擴(kuò)展碼。在首次接入用戶臺(tái)時(shí)，該用戶臺(tái)由于尚未知的時(shí)間順序而不知道它在當(dāng)前接收了哪個(gè)信令信道，因此在某些情況下會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的同步或?qū)邮招帕钚诺赖腻e(cuò)誤分析，而且會(huì)出現(xiàn)非常長(zhǎng)的同步時(shí)間。該問(wèn)題的一種解決方案譬如就在于引入一個(gè)特殊的信道，由它來(lái)描述所述的時(shí)分復(fù)用結(jié)構(gòu)，或者譬如利用信道無(wú)線塊內(nèi)的所謂的報(bào)頭來(lái)明確地標(biāo)記相應(yīng)的信令信道。但兩種解決方案都有個(gè)缺點(diǎn)，即它們束縛了緊張的無(wú)線資源，從而使這些資源再也不能被提供用于數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于提供一種方法，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地用信令發(fā)送無(wú)線信道結(jié)構(gòu)。該任務(wù)由獨(dú)立權(quán)利要求1的特征所述的方法和獨(dú)立權(quán)利要求10的特征所述的基站系統(tǒng)來(lái)解決。本發(fā)明的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。
根據(jù)本發(fā)明，由基站以無(wú)線塊的信道專用格式發(fā)送至少一個(gè)信令信道，以及由進(jìn)行接收的用戶臺(tái)借助所述無(wú)線塊的格式推導(dǎo)出無(wú)線信道結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的該方法可以優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)用戶臺(tái)在首次接入無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)可以利用信令信道的相應(yīng)無(wú)線塊的格式來(lái)識(shí)別該信令信道，而無(wú)需借助特殊的信道或無(wú)線塊中的特殊信令區(qū)來(lái)產(chǎn)生附加的信令。優(yōu)選地，所述的格式也不同于正常通信業(yè)務(wù)信道的格式。
根據(jù)本發(fā)明的第一改進(jìn)方案，由至少兩個(gè)信令信道按照時(shí)分復(fù)用方法使用相同的無(wú)線信道資源。對(duì)于這種可以優(yōu)選地應(yīng)用于上述UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的方法，用戶臺(tái)可以明確地識(shí)別相應(yīng)的信令信道，并由此根據(jù)該無(wú)線信道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速地同步。在此，在簡(jiǎn)單的TDMA用戶分離方法中，無(wú)線信道資源可以是頻帶內(nèi)的一個(gè)時(shí)隙，或者在遵照CDMA方法的另一分離法中，無(wú)線信道資源可以是TDMA時(shí)隙內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展碼。
根據(jù)本發(fā)明的第二種選擇改進(jìn)方案，所述信令信道的相應(yīng)無(wú)線塊可以通過(guò)專門長(zhǎng)度或順序的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分。如果用戶臺(tái)根據(jù)另一改進(jìn)方案而使用一種已知的差錯(cuò)識(shí)別機(jī)制，則它便譬如可以借助所述信令信道的無(wú)線塊內(nèi)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)分。在這類機(jī)制中拒絕采用太長(zhǎng)和太短的數(shù)據(jù)部分。只有當(dāng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與該機(jī)制所期望的長(zhǎng)度相一致時(shí)，才在較高級(jí)的協(xié)議實(shí)例處進(jìn)行分析和傳送。這同樣也適用于專門順序的數(shù)據(jù)。只有當(dāng)由所述的機(jī)制將接收的數(shù)據(jù)識(shí)別為正確時(shí)，才對(duì)其進(jìn)行分析。通?？梢砸?guī)定只有當(dāng)接收的數(shù)據(jù)與所尋求的一個(gè)或多個(gè)信令信道的結(jié)構(gòu)相一致時(shí)，所述的差錯(cuò)識(shí)別機(jī)制才把該數(shù)據(jù)識(shí)別為正確并分析它。
根據(jù)另一種選擇改進(jìn)方案，所述信令信道的格式在所述無(wú)線通信系統(tǒng)的所有無(wú)線小區(qū)內(nèi)被選擇得相同，或按無(wú)線小區(qū)專門地進(jìn)行區(qū)分。優(yōu)選地，在格式相同的情況下，每個(gè)無(wú)線小區(qū)內(nèi)的用戶臺(tái)無(wú)需特殊的基本知識(shí)便可以簡(jiǎn)單地求出所述的無(wú)線信道結(jié)構(gòu)，而在采取無(wú)線小區(qū)專用的格式情況下可以實(shí)現(xiàn)隱式的信令，并由此通過(guò)用戶臺(tái)來(lái)識(shí)別相應(yīng)的無(wú)線小區(qū)，于是，所述的用戶臺(tái)能夠區(qū)分譬如同時(shí)在相鄰無(wú)線小區(qū)內(nèi)發(fā)送的信令信道。
本發(fā)明的方法可以非常有利地應(yīng)用于采取混合TD/CDMA用戶分離方法的無(wú)線通信系統(tǒng)。
現(xiàn)借助附圖來(lái)詳細(xì)講述本發(fā)明的方法和與之合作的無(wú)線通信系統(tǒng)部件。其中

圖1示出了無(wú)線通信系統(tǒng)、尤其是移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的電路框圖，圖2示出了無(wú)線接口的幀結(jié)構(gòu)和無(wú)線塊結(jié)構(gòu)的示意圖，圖3示出了具有不同信令信道的多個(gè)時(shí)幀的順序，以及圖4示出了具有不同數(shù)據(jù)格式的信令信道的無(wú)線塊。
圖1示出了移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的一部分，以作為無(wú)線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)總是包括許多移動(dòng)交換局MSC(移動(dòng)交換中心)，它們屬于一個(gè)交換網(wǎng)(SSS交換子系統(tǒng))，并且相互連接成網(wǎng)以及建立進(jìn)入固定網(wǎng)PSTN的入口，還各自包括一個(gè)或多個(gè)與這些移動(dòng)交換局MSC連接的基站系統(tǒng)BSS(基站子系統(tǒng))?；鞠到y(tǒng)BSS又具有至少一個(gè)用于分配無(wú)線技術(shù)資源的裝置RNC(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器)以及至少一個(gè)分別與之相連接的基站NB(節(jié)點(diǎn)B)。
基站NB可以經(jīng)無(wú)線接口建立和保持通向用戶臺(tái)UE(用戶設(shè)備)的連接。每個(gè)基站NB構(gòu)成至少一個(gè)無(wú)線小區(qū)Z。無(wú)線小區(qū)Z的大小一般取決于由基站NB以各自較大和恒定的發(fā)射功率所發(fā)射的組織信道BCH的作用距離。在分成扇區(qū)的或在分層的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)基站NB也可以管理多個(gè)無(wú)線小區(qū)Z。
圖1的實(shí)施例示出了兩個(gè)位于基站NB的無(wú)線小區(qū)Z中的用戶臺(tái)UE。用戶臺(tái)UE已經(jīng)建立了一個(gè)通向基站NB的通信連接，在此連接上在上行方向UL和下行方向DL實(shí)現(xiàn)所選業(yè)務(wù)的信號(hào)傳輸。通信連接將通過(guò)一個(gè)或多個(gè)分配給用戶臺(tái)UE的擴(kuò)展碼而從被同時(shí)構(gòu)造在無(wú)線小區(qū)Z內(nèi)的通信連接中分離出來(lái)，其中，為了按照已知的聯(lián)合檢測(cè)方法接收自己的通信連接的信號(hào)，用戶臺(tái)UE譬如各自利用了當(dāng)前在無(wú)線小區(qū)Z內(nèi)所分配的所有擴(kuò)展碼。
從圖2可以看到無(wú)線接口的典型幀結(jié)構(gòu)，其譬如被實(shí)施用于未來(lái)UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的TDD模式和以其它變化形式用于未來(lái)中國(guó)的TD-SCDMA移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)。根據(jù)TDMA分量而規(guī)定將一個(gè)譬如帶寬為B＝5MHz的寬帶頻帶分割為多個(gè)時(shí)隙ts，例如16個(gè)時(shí)隙ts0-ts15。由頻帶B內(nèi)的每個(gè)時(shí)隙ts構(gòu)成一個(gè)頻道。在寬帶頻帶B內(nèi)，按照幀結(jié)構(gòu)來(lái)編排相繼的時(shí)隙ts。于是把16個(gè)時(shí)隙ts0～ts15組合成一個(gè)時(shí)幀fr。多個(gè)相隨的時(shí)幀fr便產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)幀。
在使用TDD傳輸方法時(shí)，時(shí)隙ts0-ts15的一部分用于上行方向UL，以及時(shí)隙ts0-ts15的一部分用于下行方向DL，其中，上行方向UL內(nèi)的傳輸譬如是在下行方向DL內(nèi)的傳輸之前實(shí)現(xiàn)的。其間有一個(gè)切換時(shí)間點(diǎn)SP(SP切換點(diǎn))，該切換時(shí)間點(diǎn)可以按照對(duì)傳輸信道的相應(yīng)需要而被靈活地定位以用于上行方向和下行方向。通過(guò)變化地為上行或下行方向UL、DL分配時(shí)隙ts，可以進(jìn)行多種多樣的非對(duì)稱的資源分配。
在時(shí)隙ts內(nèi)將以無(wú)線塊fb的形式傳輸多個(gè)連接的信息。數(shù)據(jù)d是連接專用地用一種精細(xì)結(jié)構(gòu)、也即種擴(kuò)展碼c進(jìn)行擴(kuò)展的，使得在接收側(cè)可以通過(guò)這種CDMA(碼分多址)分量分離許多個(gè)連接。根據(jù)由頻道和擴(kuò)展碼c所形成的組合來(lái)定義可以被用于傳輸信令信息或有用信息的無(wú)線信道資源。數(shù)據(jù)d的各個(gè)符號(hào)的擴(kuò)展導(dǎo)致了在符號(hào)時(shí)延Tsym內(nèi)傳輸Q個(gè)時(shí)延為T碼片的碼片。此時(shí)Q個(gè)碼片構(gòu)成連接專用的擴(kuò)展碼c。在無(wú)線塊fb中另外還布置了一個(gè)通常為通信連接專用的訓(xùn)練序列tseq1…，它被用于接收側(cè)的信道評(píng)估。此外，在時(shí)隙ts內(nèi)還設(shè)有一個(gè)保護(hù)時(shí)間gp，以補(bǔ)償相繼時(shí)隙ts的連接的不同信號(hào)傳播時(shí)間。為在下行方向DL進(jìn)行傳輸，一些確定的信令信道、譬如BCH和FACH在每個(gè)時(shí)幀內(nèi)都是使用相同的無(wú)線信道資源，其中該無(wú)線信道資源譬如總是對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)幀fr的第一時(shí)隙ts0內(nèi)的第一擴(kuò)展碼。但是，為了避免在相鄰的無(wú)線小區(qū)Z內(nèi)同時(shí)發(fā)送該信道，這些無(wú)線信道資源也可以在所述的時(shí)幀fr內(nèi)“移動(dòng)”，也就是說(shuō)譬如以某個(gè)時(shí)間順序改變每次所分配的時(shí)隙ts。
在圖3中示出了多個(gè)時(shí)幀fr1…fr4的典型順序，以用于解釋由多個(gè)信令信道BCH、FACH使用相同的無(wú)線信道資源，其中只分別給出了每個(gè)時(shí)幀fr1…fr4的第一時(shí)隙ts0。信令信道BCH和FACH以時(shí)分復(fù)用的方式使用通過(guò)第一時(shí)隙ts0和第一擴(kuò)展碼c1所定義的公共無(wú)線信道資源。
首次接入無(wú)線通信系統(tǒng)的用戶臺(tái)UE首先搜尋組織信道BCH，因?yàn)樵摻M織信道發(fā)送了重要的信息以用于接下來(lái)的連接建立。此外，該信道由于其較高的發(fā)射功率而也能由位于無(wú)線小區(qū)邊界附近的用戶臺(tái)UE很好地接收到。用戶臺(tái)UE自己知道所述組織信道BCH是利用時(shí)幀fr的第一無(wú)線信道資源(如上所述)進(jìn)行發(fā)送的，而且在此時(shí)嘗試檢測(cè)所述的組織信道BCH。如圖所示，由于不是象已知GSM移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中那樣在所有的時(shí)幀fr內(nèi)發(fā)送該組織信道，所以用戶臺(tái)UE在某種情況下必須連續(xù)地搜尋多個(gè)時(shí)幀fr以找到該組織信道BCH，直到它完全檢測(cè)和分析完其信息。
所述的組織信道BCH與譬如FACH的不同之處是在于不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度d，如圖4所示例地示出的一樣。在此，組織信道BCH具有一個(gè)比FACH更短的數(shù)據(jù)區(qū)，它們分別為248比特和256比特。用戶臺(tái)TE內(nèi)的差錯(cuò)識(shí)別機(jī)制知道相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)d的這種長(zhǎng)度。如果該機(jī)制檢測(cè)出太長(zhǎng)的數(shù)據(jù)區(qū)，譬如當(dāng)接收的是FACH而不是BCH時(shí)，它便不采用該數(shù)據(jù)區(qū)并重新嘗試進(jìn)行接收。一直重復(fù)該過(guò)程，直到被接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與所期望的長(zhǎng)度相一致。然后在較高級(jí)的協(xié)議實(shí)例中分析所述隱藏有信息的數(shù)據(jù)區(qū)。如果另外還在各小區(qū)之間變化所述數(shù)據(jù)區(qū)的長(zhǎng)度，則預(yù)先知道所述相應(yīng)長(zhǎng)度的用戶臺(tái)UE便可以區(qū)分相應(yīng)無(wú)線小區(qū)的信令信道BCH、FACH，并優(yōu)選地利用該知識(shí)來(lái)求出合適的無(wú)線小區(qū)以建立通信連接。
權(quán)利要求
1.在無(wú)線通信系統(tǒng)中用信令發(fā)送無(wú)線信道結(jié)構(gòu)的方法，其中，由所述無(wú)線通信系統(tǒng)的基站(NB)以無(wú)線塊(fb)的信道專用格式發(fā)送至少一個(gè)信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)，以及由進(jìn)行接收的用戶臺(tái)(UE)借助所述無(wú)線塊(fb)的格式推導(dǎo)出所述的無(wú)線信道結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中，由至少兩個(gè)信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)按照時(shí)分復(fù)用方法使用相同的無(wú)線信道資源。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)的相應(yīng)無(wú)線塊(fb)可以通過(guò)專門長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(d)進(jìn)行區(qū)分。
4.按權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)的相應(yīng)無(wú)線塊(fb)可以通過(guò)專門順序的數(shù)據(jù)(d)進(jìn)行區(qū)分。
5.按權(quán)利要求3或4的方法，其中，由所述的用戶臺(tái)(UE)借助差錯(cuò)識(shí)別機(jī)制來(lái)檢測(cè)所述的相應(yīng)信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)。
6.按上一權(quán)利要求的方法，其中，所述信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)的格式在所述無(wú)線通信系統(tǒng)的所有無(wú)線小區(qū)(Z)內(nèi)被選擇得相同。
7.按權(quán)利要求1～5之一的方法，其中，所述信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)的格式是按無(wú)線小區(qū)專門地選擇的，而且可以借助所述的格式識(shí)別相應(yīng)的無(wú)線小區(qū)(Z)。
8.按上一權(quán)利要求的方法，其中，所述的無(wú)線通信系統(tǒng)使用一種基于TDMA的用戶分離方法，其中通過(guò)至少一個(gè)頻帶(B)和一個(gè)時(shí)隙(ts)來(lái)定義一個(gè)無(wú)線信道資源。
9.按上一權(quán)利要求的方法，其中，所述的無(wú)線通信系統(tǒng)另外還使用一種CDMA用戶分離方法，而且在所述時(shí)幀(fr)的一個(gè)時(shí)隙(ts0)內(nèi)給所述的信令信道(BCH，F(xiàn)ACH)分配至少一個(gè)擴(kuò)展碼(c)。
10.無(wú)線通信系統(tǒng)的基站(BSS)，具有至少一個(gè)用于分配無(wú)線技術(shù)資源的裝置(RNC)和至少一個(gè)基站(NB)，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，由基站以無(wú)線塊的信道專用格式發(fā)送至少一個(gè)信令信道，以及由進(jìn)行接收的用戶臺(tái)借助所述無(wú)線塊的格式推導(dǎo)出無(wú)線信道結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H04W48/12GK1402916SQ00816422
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2000年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月29日
發(fā)明者R·克恩, J·施尼登哈恩, A·斯特 申請(qǐng)人:西門子公司