專利名稱：蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的同步方法,切換方法及相應(yīng)的終端和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩無線通信。更具體地，本發(fā)明涉及移動無線通信網(wǎng)絡(luò)小區(qū)中的終端的同步。
在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，例如一個UMTS(“通用移動通信系統(tǒng)”)或3GPP(“第三代伙伴計劃”)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)備可以高速發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)之前，它必須在小區(qū)內(nèi)同步。因此，為了優(yōu)化發(fā)自或發(fā)向小區(qū)的信息傳輸，需要終端在網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)內(nèi)快速同步。
使用專用信道的同步技術(shù)是眾所周知的，例如使用SCH(“同步信道”)信道。這種同步方法通常有較高的效率，但它的缺點是，在某些情況下比較慢，特別是當(dāng)設(shè)備從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)并且改變頻率時。
另外，考慮到在不打斷進(jìn)行中的通信的情況下的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的移動性，網(wǎng)絡(luò)必須管理小區(qū)轉(zhuǎn)換或“切換(hand-over)”以使設(shè)備可以非常快地從一個小區(qū)換到另一個小區(qū)。注意特別是當(dāng)與固定基站(基站BS負(fù)責(zé)一個小區(qū)的管理)通信的終端需要改變與之相關(guān)的基站以繼續(xù)通信時，使用“切換”?！扒袚Q”可以用于各種情況無線鏈路質(zhì)量的惡化，由過多通信引起的基站飽和，設(shè)備從第一基站向另一個基站移動，基站對終端所請求的業(yè)務(wù)的更加適配等。
由于向用戶提供的業(yè)務(wù)的效率、質(zhì)量和流動性，“切換”必須很快完成。
通常，使用一種較慢的頻率間的“切換”過程(換句話說，在“切換”前后設(shè)備所屬的小區(qū)的頻率是不同的)，會產(chǎn)生干擾。
為了在使用基于CDMA(碼分多址)信道接入技術(shù)的第三代無線通信系統(tǒng)中完成頻率間“切換”，例如在UMTS或3GPP系統(tǒng)中，移動設(shè)備需要使用“壓縮模式”下的空白周期來使它在不同小區(qū)中同步，以在這些小區(qū)內(nèi)進(jìn)行功率測量。為了同步，移動設(shè)備必須監(jiān)聽在其上進(jìn)行功率測量的主SCH信道，然后是次SCH信道，再然后是CPICH信道。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的此項技術(shù)的缺點是同步階段非常長，因為由壓縮模式輸出的空白周期的持續(xù)時間很短。
因此，UMTS和3GPP網(wǎng)絡(luò)中這樣定義，在開始通信之前，移動設(shè)備已經(jīng)處于一個最優(yōu)小區(qū)內(nèi)，這避免了在通信的開始時對“切換”的需求。
本發(fā)明的各個部分的目的特別是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺點。
更具體地，本發(fā)明的第一目標(biāo)是當(dāng)設(shè)備從一個小區(qū)向另一個小區(qū)移動時，使得可以快速同步。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是特別在頻率間“切換”過程的情況下，使得設(shè)備可以快速“切換”。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是使得第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用，不需要或僅對當(dāng)前有效的標(biāo)準(zhǔn)，特別是由3GPP(“第三代伙伴計劃”)委員會所定義和發(fā)布的uMTS FDD(頻分雙工)標(biāo)準(zhǔn)(特別是此標(biāo)準(zhǔn)的25系列)進(jìn)行很少的修改。
為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明提出了一種包括多個小區(qū)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的終端的同步方法，其中的多個小區(qū)包括分別與第一和第二基站相關(guān)的第一小區(qū)和第二小區(qū)，第一和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域上至少是部分重疊的，并且同步，更值得注意的是本方法包括下列步驟，當(dāng)終端出現(xiàn)在公共地理區(qū)域內(nèi)時-一個關(guān)于同步信號(SCH)的第一同步步驟，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收。
在此情況下，第一和第二小區(qū)彼此是理想同步的，或者是偽同步的，換句話說，在某同步誤差范圍內(nèi)的同步。
終端對于第一基站的第一同步是理想的或者準(zhǔn)理想的，但它對于第二基站可以是粗略的。
另一方面，對于第二基站的第二終端同步是理想的或者準(zhǔn)理想的。
根據(jù)一個特性，本同步方法值得注意是設(shè)備執(zhí)行一個步驟以根據(jù)第二基站發(fā)送的預(yù)定信號來確定至少一個路徑，該確定步驟服務(wù)于第二同步步驟，并且通過分析預(yù)定信號通過的多條路徑來實現(xiàn)，該路徑或者與預(yù)定信號相對應(yīng)的路徑中的一個被稱為第一路徑，被看作同步的基礎(chǔ)。
這樣，根據(jù)本發(fā)明第二基站上執(zhí)行的同步相對比較簡單，因為它使用的方法是已經(jīng)被用來執(zhí)行對影響預(yù)定信號(例如UMTS標(biāo)準(zhǔn)的CPICH信道)的多徑的分析。
另外，本發(fā)明節(jié)省了傳輸頻帶，并且簡化了第二基站上的實現(xiàn)，因為不需要一個特定的同步信道(例如UMTS標(biāo)準(zhǔn)的SCH信道)。
本同步方法的一個顯著的特性在于第一同步步驟允許的與第二基站相關(guān)的同步誤差的級別是5至50μS。
本同步方法的一個顯著的特性在于第一同步步驟允許的與第二基站相關(guān)的同步誤差的級別是5至30μS。
本同步方法的一個顯著的特性在于第二同步步驟允許的與第二基站相關(guān)的同步誤差的級別小于5μS。
這樣，本發(fā)明實現(xiàn)了終端對第二基站的比較粗略的第一同步(達(dá)到30μS甚至50μS)，以及終端對相同基站的第二精確同步甚至理想同步。
本同步方法的一個顯著的特性在于第一基站向第二基站發(fā)送同步信息，使得第二基站對第一基站同步。
本同步方法的一個顯著的特性在于同步信息在有線鏈路上傳輸。
本同步方法的一個顯著的特性在于同步信息是通過第一基站發(fā)送的同步信號來發(fā)送的。
本同步方法的一個顯著的特性在于第三個設(shè)備將同步信息發(fā)送給第一基站和第二基站，使得第二基站對第一基站同步。
這樣，在第一和第二基站之間實現(xiàn)同步是比較簡單的。
更具體的，它的實現(xiàn)可以是-當(dāng)?shù)诙窘邮者@個由第一基站發(fā)送的信號時，通過一個現(xiàn)有同步信道(例如UMTS的SCH)；-通過一個專用有線鏈路或者使用克服了無線信號的任何發(fā)送/接收問題的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；或者-使用向第一基站和第二基站輸出同步信號的第三方設(shè)備，這使得專用于此目的的第三設(shè)備的精確同步控制成為可能，或者例如，連接于或組成第一和第二基站的控制設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，同步誤差的控制可以達(dá)到，終端在第一基站上的第一同步對于第二基站可以盡可能精確。特別是，可以考慮第一基站發(fā)送給第二基站的同步信號的傳播時延。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(第一基站或控制設(shè)備)也可以向終端通知兩個基站間的同步時延以使得終端可以考慮它。
本發(fā)明還涉及一種終端在包括多個小區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)中切換的方法，其中的多個小區(qū)包括分別與第一和第二基站相關(guān)的第一小區(qū)和第二小區(qū)，第一和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域上至少是部分重疊的，并且同步，特別是當(dāng)終端與一個遠(yuǎn)方的終端之間已建立起通信時，終端處于通信模式，而當(dāng)終端沒有處于通信模式但存在并可以在網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)內(nèi)通信時則處于待機(jī)模式，更值得注意的在于本方法包括下列步驟，當(dāng)終端出現(xiàn)在公共地理區(qū)域內(nèi)時-一個關(guān)于同步信號(SCH)的第一同步步驟，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收；當(dāng)與第一基站進(jìn)行通信的終端從第一小區(qū)轉(zhuǎn)移到第二小區(qū)時。
這樣，本發(fā)明使得終端可以在兩個小區(qū)之間轉(zhuǎn)移(或者快速“切換”)，甚至第一和第二基站使用不同的頻率。
小區(qū)到小區(qū)的轉(zhuǎn)移方法的一個顯著的特性是它使用與上述類似的同步方法。
小區(qū)到小區(qū)的轉(zhuǎn)移方法的一個顯著的特性是第一小區(qū)包圍第二小區(qū)，并且第一基站管理出現(xiàn)在第一小區(qū)內(nèi)的終端的待機(jī)模式，第二基站可以管理通信模式。
本切換方法的一個顯著的特性是第一基站管理出現(xiàn)在第二小區(qū)中的終端的通信的開始，然后網(wǎng)絡(luò)將通信的管理移交給第二基站。
本發(fā)明還涉及一種終端，在蜂窩通信網(wǎng)中該終端與至少一個與第一小區(qū)相關(guān)的第一基站協(xié)作，特別是當(dāng)通信在該終端和一個遠(yuǎn)程終端之間建立時，與可能處于通信模式的終端協(xié)作，并且當(dāng)該終端未處于通信模式但存在并可用于與網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)通信時處于待機(jī)模式，并且值得注意的是包括-完成關(guān)于同步信號(SCH)的第一同步的裝置，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；-完成關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步的裝置，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收。
網(wǎng)絡(luò)中一個第二小區(qū)與第二基站相聯(lián)系；第一和第二小區(qū)至少部分重疊并且同步。
該終端的一個顯著特性是同步裝置包括分析預(yù)定信號通過的多條路徑的裝置，該裝置能夠根據(jù)由第二基站發(fā)送的預(yù)定信號確定至少一條路徑，該路徑或與預(yù)定信號相關(guān)的路徑中的一條被稱為第一路徑，被看作同步的基礎(chǔ)。
該終端的一個顯著特性是第一同步允許的同步誤差的級別是5至50μs。
該終端的一個顯著特性是第一同步允許的同步誤差的級別是5至30μs。
該終端的一個顯著特性是第二同步允許的同步誤差的級別小于5μs。
本發(fā)明還涉及一種被稱為第二基站的基站，它與蜂窩通信網(wǎng)中的第二小區(qū)相對應(yīng)，該網(wǎng)絡(luò)包括多個小區(qū)，這些小區(qū)包括一個與一個第一基站相對應(yīng)的第一小區(qū)和至少一個終端，第一和第二小區(qū)在公共地理區(qū)域上至少是部分重疊的，值得注意的是第二基站包括關(guān)于第一基站同步以使得至少一個終端可以執(zhí)行下列步驟的裝置-一個關(guān)于同步信號(SCH)的第一同步步驟，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收。
該基站的一個顯著的特性是包括管理終端通信模式的裝置，以及它不包括管理終端待機(jī)模式的裝置，特別是，當(dāng)通信在終端和遠(yuǎn)程終端之間建立時，設(shè)備可能處于通信模式，當(dāng)終端沒有處于通信模式但是存在并且可以與網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)通信時，設(shè)備可能處于待機(jī)模式。
另外，本發(fā)明涉及一種包括多個小區(qū)的蜂窩通信網(wǎng)，這些小區(qū)包括一個與第一基站相對應(yīng)的第一小區(qū)和至少一個第二小區(qū)，第一小區(qū)和每一個第二小區(qū)在公共地理區(qū)域上至少是部分重疊的，并且是同步的，值得注意的是每一個第二小區(qū)都與至少一個上述第二基站相對應(yīng)。
切換方法、網(wǎng)絡(luò)中的終端、第二基站的優(yōu)點與終端同步方法的優(yōu)點相同，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
在閱讀下列參考附圖對一個優(yōu)選實施例的描述后，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將變得更清楚，該實施例是一個簡單的示例而并不是任何限制，其中

圖1示出了一個根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的網(wǎng)絡(luò)的方框圖；圖2說明了在終端和與微小區(qū)對應(yīng)的基站建立通信后圖1中的網(wǎng)絡(luò)；圖3描述了在圖1和圖2中說明的網(wǎng)絡(luò)中的“微小區(qū)”基站；圖4說明了一種不同網(wǎng)絡(luò)單元之間的通信協(xié)議，它使得從圖1所述的情況變化到圖2中所述的情況成為可能；圖5示出了一個根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的網(wǎng)絡(luò)的方框圖；圖6說明了在快速“切換”過程中圖5中的不同網(wǎng)絡(luò)單元之間的通信協(xié)議。
改變小區(qū)的問題涉及到在一個新小區(qū)中通信的終端必要的暫時再同步。
本發(fā)明的一般原理包括簡化這個操作，特別是以下面內(nèi)容為基礎(chǔ)-相鄰小區(qū)或者部分或全部重疊的小區(qū)(特別是一個大小區(qū)包圍一個小的小區(qū)的情況)的同步或偽同步；-小區(qū)內(nèi)的終端與基站之間進(jìn)行“切換”的距離足夠小，以致認(rèn)為終端不需要監(jiān)聽該基站的同步信道(SCH)。
注意根據(jù)本發(fā)明所使用的方法的小區(qū)間的同步不必非常精確，偽同步就足夠了。此部分內(nèi)容中的偽同步意味著精確度小于50μS的同步，最好是小于或等于30μS。
特別地，這一偽同步可以通過下列步驟獲得-在兩個基站之間使用一條有線鏈路，這兩個基站中的每一個都與兩個小區(qū)中的一個相關(guān)聯(lián)，(該鏈路可以是專用于同步的鏈路，或者是用于傳輸數(shù)據(jù)的鏈路)；或者-第一基站監(jiān)視并處理由第二基站在一條同步信道上發(fā)送的同步信號。
注意用戶終端特別包括移動或固定的無線設(shè)備(例如移動電話或包含無線通信系統(tǒng)的任何其他設(shè)備(例如便攜式計算機(jī)))。
通過與第一小區(qū)相關(guān)的第一基站監(jiān)聽并處理由與第二小區(qū)相關(guān)的第二基站在同步信道(SCH)上發(fā)送的同步信號，并且考慮到存在非常小的參考基站的頻偏，當(dāng)小區(qū)可以偽同步時兩個小區(qū)不需要頻繁地彼此再同步。
另外，因為“切換”過程所使用的終端與基站之間的距離比較小，所以用于同步的時間不確定性比較短，因此“切換”過程中目的小區(qū)的同步階段只通過監(jiān)聽CPICH(公共導(dǎo)頻信道)信道而不是SCH信道就可以進(jìn)行，這兩個信道被與目的小區(qū)的基站相關(guān)聯(lián)。
CPICH信道是根據(jù)UMTS標(biāo)準(zhǔn)而使用，以確定這個階段并且搜索同步小區(qū)的不同回波。
在本發(fā)明的內(nèi)容中，CPICH信道也用作同步信道。
注意用于搜索同步小區(qū)的不同回波的終端的電子部分可以用來在一個小區(qū)上同步，如果非同步不是很大的話。
UMTS終端被設(shè)計用來在已知回波附近的正負(fù)26μS左右搜索小區(qū)的不同回波，已知回波也就是理論上的直接路徑，如果有的話。
因此，CPICH信道的使用提供了一種同步小區(qū)的途徑，已知同步處于正或負(fù)26毫秒之內(nèi)。
在本發(fā)明的內(nèi)容中，這個26毫秒必須對應(yīng)于兩個小區(qū)(這兩個小區(qū)可以如上所述是偽同步的)之間的同步誤差，以及對應(yīng)于與目的小區(qū)內(nèi)的未知傳播時間相關(guān)的不確定性。
因此，目的小區(qū)必須要小，例如，在半徑為3km的小區(qū)內(nèi)的傳播時間在0μS(如果終端非常靠近基站)和大約10μS之間(如果終端處于小區(qū)邊緣)。
必須注意本發(fā)明并不要求UMTS網(wǎng)絡(luò)中的所有小區(qū)都被修改。同一網(wǎng)絡(luò)中的一些小區(qū)可以使用本發(fā)明的機(jī)制來運行，而其它小區(qū)不是偽同步的。
我們將參考圖1描述一種使用本發(fā)明的移動無線網(wǎng)絡(luò)的框圖。
例如，該網(wǎng)絡(luò)可以與3GPP委員會定義的UMTS(通用移動通信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)相兼容。
該網(wǎng)絡(luò)包括一個由基站101(BS)管理的大的小區(qū)100(宏小區(qū))。
小區(qū)100包圍了兩個比較小的小區(qū)110和120(“微小區(qū)”或“微微小區(qū)”)。
小區(qū)110和120中的每一個分別包括一個可以管理相應(yīng)小區(qū)內(nèi)部通信的基站111和121。
注意為了說明的方便，多個設(shè)備(UE)都出現(xiàn)在小區(qū)100內(nèi)。這些設(shè)備中的一部分還出現(xiàn)在較小的小區(qū)110和120中的一個內(nèi)。
這樣，終端112處于小區(qū)110內(nèi)部，從而可以從基站101和111接收或向基站101和111發(fā)送信號。
類似地，終端122和123處于小區(qū)120內(nèi)部，從而可以從基站101和121接收或向基站101和121發(fā)送信號。
但是，終端102和103出現(xiàn)在小區(qū)100內(nèi)，但并未出現(xiàn)在小區(qū)110和120中的一個內(nèi)，它可以從基站101接收或向基站101發(fā)送信號，但是不能從或向基站111或112接收或發(fā)送信號。
在圖1中，在給定例子中，小區(qū)100的不同單元之間的連接表示為-細(xì)虛線表示基站之間的連接；-粗虛線表示基站101和待機(jī)狀態(tài)的終端(根據(jù)圖1中的例子是終端112、122、123和102)之間的連接；-實線表示通信鏈路(終端103和基站101之間的鏈路)。
注意一些終端處于待機(jī)模式，換句話說處于這樣一種模式即終端并沒有處于通信模式但是存在并且可以在小區(qū)100、110或120中的一個內(nèi)用于通信。特別是，這些終端監(jiān)聽屬于宏小區(qū)100的基站101發(fā)送的信號。這些信號在下列信道上發(fā)送-對應(yīng)于通信協(xié)議的高層所提供的服務(wù)的公共傳輸信道，特別是BCH(廣播信道)信道和PCH(尋呼信道)信道；-對應(yīng)于通信協(xié)議的物理層的公共傳輸信道，特別是CPICH(公共導(dǎo)頻信道)信道。
還要注意在待機(jī)模式下，終端并不監(jiān)聽專用信道。
另一方面，終端103并不處于待機(jī)模式，因為它正在一個同時作為上下行信道的專用信道(DCH)上與基站101通信。
3GPP網(wǎng)絡(luò)所使用的信道對移動網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，特別是在“第三代伙伴計劃，無線分組接入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；物理信道及傳輸信道在物理信道上的映射(FDD)，1999年發(fā)布”的標(biāo)準(zhǔn)參考3GPP TS25.211中規(guī)定的，并且由3GPP出版社出版。因此，這里并不詳細(xì)描述這些信道。
圖2顯示了經(jīng)過一段時間，并且宏小區(qū)120內(nèi)的終端123和基站121之間的通信已經(jīng)建立后的網(wǎng)絡(luò)。
注意根據(jù)圖2，終端123直接通過一條上行或下行專用信道DCH連接到基站121，使得信道可以傳輸和/或交換數(shù)據(jù)。
圖3以圖表的形式說明了如圖1和2所述的基站121。
基站121包括下列部分，通過一個地址和數(shù)據(jù)總線307將各部分相連-一個處理器304；-一個RAM 306；-一個非易失存儲器305；-一個連接到移動網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)的固定設(shè)施的有線網(wǎng)絡(luò)接口300；-一個無線接收接口301，用于特別在同步信道SCH(注意，現(xiàn)有UMTS標(biāo)準(zhǔn)不要求僅由用戶設(shè)備監(jiān)聽而不由基站監(jiān)聽SCH信道)上接收由在專用上行信道上與基站121通信的終端發(fā)送的信號和由基站101發(fā)送的信號；-一個無線發(fā)送接口302，用于在專用下行信道和在與物理層(而不是通信協(xié)議的高層)(特別是CPICH信道)對應(yīng)的公共傳輸信道上發(fā)送信號；-一個人/機(jī)接口303，使得可以在機(jī)器上啟用一個對話框以進(jìn)行控制和維護(hù)。
RAM 306存儲數(shù)據(jù)、變量309和中間處理結(jié)果。
非易失存儲器305將下列內(nèi)容存入寄存器，為了方便將寄存器的名稱給定為與存儲在其中的數(shù)據(jù)相同，它們是-“程序”寄存器310中的處理器304的操作程序；-基站121的配置參數(shù)311。
注意基站121的實現(xiàn)要比基站101更簡單，特別是包括一個比基站101的操作程序更簡單的操作程序，因為它并不包括基站121不需要管理的公共信道功能。
注意終端(未顯示)包括下列部分，這些部分通過一個地址和數(shù)據(jù)總線彼此相連。
-一個處理器；-一個RAM；
-一個非易失存儲器；-一個用于在待機(jī)模式下同步于由基站101發(fā)送的SCH類型的信號，且在通信模式下同步于由基站121發(fā)送的CPICH類型的信號的無線接收接口，一般它在專用下行信道上接收由基站101和121發(fā)送的信號；-一個用于在專用上行信道和在通用上行傳輸信道上發(fā)送信號的無線發(fā)送接口；以及-一個人/機(jī)接口，使得可以在機(jī)器上啟用一個對話框，以進(jìn)行控制和維護(hù)。
圖4說明了當(dāng)從參考圖1所述的情況，其中終端123處于待機(jī)模式，改變到參考圖2所述的情況時，其中終端123正與基站121進(jìn)行通信，基站101和121與終端123之間的通信協(xié)議。
基站101在SCH下行信道向宏小區(qū)100中的基站和終端發(fā)送信號400，特別是從基站121和終端123發(fā)送。這樣，基站121和終端123(根據(jù)圖1處于待機(jī)模式)在基站101的SCH信道上同步了。
注意基站101有規(guī)律地發(fā)送這個SCH信號，一旦基站121的偽同步惡化到超過一個預(yù)定門限值，基站121就將它自己與基站101重新同步。
還要注意基站101和121是固定的，因此這兩個基站之間的信號傳播時間是已知的。這樣，知道這個傳播時間可以通過使用下列內(nèi)容提高終端與基站121的同步。
-與基站101發(fā)送的這個SCH信號相關(guān)的基站121的同步延時，例如，這個延時等于基站101和121之間的SCH信號的傳播時間；和/或-一個發(fā)送給終端123并且傳輸指示同步位置信息的“切換”信號(信號405，后面將詳細(xì)描述)。
基站101還在BCH信道上發(fā)送信號401。這個下行信號指示終端123應(yīng)該監(jiān)聽哪一個PCH信道。這樣，在接收到這個信號后，終端123監(jiān)聽信號401所指示的PCH信道。
然后基站101在信號401所指示的PCH信道上向終端123發(fā)送一個信號，這個信號用于檢測呼入。
那么，假定終端123想要發(fā)起一次通信，它在RACH信道(“隨機(jī)接入信道”，是一個對應(yīng)于一項高層信道接入服務(wù)的公共信道)上發(fā)送信號403，這個信號403通知基站101終端103請求建立一次通信。
然后基站101在FACH信道(“快速接入信道”，它也是對應(yīng)于高層服務(wù)的公共信道)上發(fā)送通信信道分配信號404。
這樣通信就在終端123和基站101之間建立起來了。這樣，一個或多個包括與一個設(shè)備應(yīng)用相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的信號405，以及用于切換的控制數(shù)據(jù)，就在雙向信道DPCH上進(jìn)行了交換。
注意用于將通信從終端123帶到基站121的切換是在遵循作為多種標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)判決(特別是通過與基站101和121相連的RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器))下進(jìn)行的，這些標(biāo)準(zhǔn)特別是吞吐量、通信質(zhì)量和基站121的特性(特別是它可以很好地適應(yīng)于管理高吞吐量通信)。
然后網(wǎng)絡(luò)情況變成參考圖2所述的那樣。
然后終端123監(jiān)聽導(dǎo)頻信道406 CPICH，根據(jù)本發(fā)明CPICH用于提高終端123的同步。如果小區(qū)120很小，并且基站121與基站101偽同步(換句話說如果小區(qū)120和100之間的同步是粗略和不理想的，同步誤差小于大約20或30μS，則它們自身已知的在同步網(wǎng)絡(luò)中的同步誤差小于5μS)，終端123和基站121之間的最終同步誤差可以通過使用信號406來補(bǔ)償。終端123包括利用影響基站所發(fā)送的信號的多徑的裝置(此多徑現(xiàn)象是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，它特別是信號在障礙物上的反射而在多個方向上傳輸?shù)慕Y(jié)果，來自相同發(fā)射信號但沿不同路徑的不同接收信號，一般具有不同幅度，且相位不同)。特別注意“耙子(rake)”類型的接收機(jī)可以用于確定影響多徑信號的不同時延。這樣，如果延時不是很大(換句話說在3GPP標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容中小于20μS，)，終端123就能夠使用CPICH信道將它自己與基站同步。
這樣，假定一條第一路徑被在一個與基站101的同步所確定的精確時刻定位，將它自己固定在這個假設(shè)路徑上的終端123的接收機(jī)，使用同樣用于在CPICH信道上發(fā)送的信號中確定多徑的方法，搜索至少一條與基站的CPICH信道上發(fā)送的信號相對應(yīng)的路徑。這是可能的，因為終端123和基站101和121中的每一個的同步差都很小。然后該路徑或確定出的路徑中的一條被用作將終端123與基站121同步的基礎(chǔ)(同步基)。
注意在3GPP標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容中，CPICH可以用于處理延時為20μS的多徑，這提供了一種當(dāng)較小的小區(qū)的半徑小于或等于大約6km(也就是在被光速除的情況下，延時大約等于20μS)時補(bǔ)償誤差的一種方法。
還要注意當(dāng)與基站121同步時，終端123通過基站121管理的CPICH信道在此同步上保持從屬地位。
然后終端123和基站121通過多個信號407至409，其中只顯示了一小部分，在專用信道DPCH上交換數(shù)據(jù)。
在通信結(jié)束時，終端123和/或基站121通過信號409指示通信已經(jīng)結(jié)束。
根據(jù)一個未顯示的變型，網(wǎng)絡(luò)使基站在通信結(jié)束之前強(qiáng)行與基站101進(jìn)行一次“切換”。注意因為終端與基站121是同步的，基站121本身與基站101是偽同步的，所以在基站101發(fā)送的CPICH信號上的同步使這個“切換”可以很快進(jìn)行。
因此，終端123返回待機(jī)模式，然后情況恢復(fù)到參考圖1所述的情況。
然后基站101分別在SCH、BCH和PCH信道上發(fā)送信號410、411和412，這些信號分別與上述信號400、401、402類似。
我們現(xiàn)在將使用本發(fā)明的一個不同實施例描述與圖5相關(guān)的移動無線網(wǎng)的方框圖。
例如，該網(wǎng)絡(luò)與3GPP(第三代伙伴計劃)委員會定義的UMTS(通用移動通信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)兼容。
該網(wǎng)絡(luò)包括覆蓋一個公共地理區(qū)域504的兩個小區(qū)500和510，小區(qū)510足夠小以至于認(rèn)為當(dāng)終端503與基站501同步時，終端503不需要監(jiān)聽基站510的同步信道SCH來與此基站同步。
小區(qū)500和510中的每一個分別包括能夠管理相應(yīng)小區(qū)內(nèi)的通信的基站501和511。
注意，為了說明，多項設(shè)備(UE)處于小區(qū)500和510中的至少一個內(nèi)，終端503處于公共區(qū)域504中。
這樣，終端503可以從基站501和511接收或向基站501和511發(fā)送信號。
在圖5中，顯示了在給定時刻，小區(qū)500的不同單元間的連接-細(xì)虛線顯示的無線鏈路表示基站501和511與終端502、503或512之間的連接；-基站501和502之間的實線顯示有線鏈路520。
例如，有線鏈路520是連接兩個基站501和511的專用線路，或者是能夠傳輸同步信號并且可能是數(shù)據(jù)的部分固定網(wǎng)絡(luò)。
這樣，注意終端503處于待機(jī)模式，換句話說，它處于一種不在通信模式但是存在并且可以與小區(qū)500或501中的一個通信的模式。因此，終端503特別監(jiān)聽屬于小區(qū)500的基站501所發(fā)送的信號。這些信號是在下列信道上發(fā)送-對應(yīng)于通信協(xié)議的高層所提供的服務(wù)的公共傳輸信道，特別是BCH(廣播信道)信道和PCH(尋呼信道)信道；-對應(yīng)于通信協(xié)議的物理層的公共傳輸信道，特別是CPICH(公共導(dǎo)頻信道)信道。
還要注意在待機(jī)模式下，終端并不監(jiān)聽專用信道。
3GPP網(wǎng)絡(luò)所使用的信道對移動網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的，特別是在“第三代伙伴計劃，無線分組接入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；物理信道及傳輸信道在物理信道上的映射(FDD)，1999年發(fā)布”的標(biāo)準(zhǔn)參考3GPPTS25.211中規(guī)定的，并且由3GPP出版社出版。因此，這里并不詳細(xì)描述這些信道。
另外，基站501和511與參考圖3所述的基站121是非常類似的，有線網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)了對其它基站(分別是511和501)和對移動網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)的固定結(jié)構(gòu)的鏈路520。
注意在本發(fā)明的這個變型中使用的終端與上述本發(fā)明的第一實施例中所使用的類似。
因此，這里不詳細(xì)描述基站或設(shè)備。
圖6說明了在終端503從小區(qū)500到小區(qū)501的“切換”過程中基站501和511與終端503之間的通信協(xié)議。
根據(jù)如圖5所述的本發(fā)明的實施例，基站511并不在基站501的SCH信道上同步。基站521的無線接收接口提供了接收終端在專用上行信道與基站511通信所發(fā)送的信號，并且不接收基站501在無線介質(zhì)上，特別是當(dāng)基站501不處于公共區(qū)域504時在無線同步信道SCH上發(fā)送的信號的裝置。
另一方面，基站511接收由基站501在有線鏈路520上發(fā)送的同步信號615。
同步信號615根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員周知的技術(shù)(例如根據(jù)一個給定速率或基站511將它自己的同步固定在其上的特定比特序列的脈沖)而使用。因此，這里不再詳細(xì)描述這個同步信號。
但是注意，根據(jù)本發(fā)明，這個同步信號可以考慮到該信號的傳播時間，以實現(xiàn)基站之間的最佳同步。
注意，終端位于一個地理受限區(qū)域504中的事實可以用于提高終端與基站511的同步。特別是，可以通過使用補(bǔ)償裝置，首先考慮終端503和基站501之間的傳播時間的差，其次考慮終端503和基站511之間的傳播時間的差，其中特別是-一個控制基站511的同步信號，基站511考慮這個差值；和/或-一個發(fā)送到設(shè)備123并傳輸同步位置信息的“切換”信號(信號610，稍后描述)。
還要注意，基站501有規(guī)律地發(fā)送同步信號615，一旦基站511的偽同步惡化到一個預(yù)定門限之下，基站511從信號615將它自己重新與基站501同步。
基站501也在下行信道SCH上向處于小區(qū)500中的終端特別是終端503發(fā)送信號600。這樣，終端503(支持待機(jī)模式)在基站501的SCH信道上同步了。
基站501還在BCH信道上發(fā)送信號601。此下行信號通知終端503它應(yīng)該監(jiān)聽哪一個PCH信道。這樣，在接收到這個信號之后，設(shè)備503監(jiān)聽由信號601指示的PCH信道。
然后基站501在信號601指示的PCH信道上向終端503發(fā)送信號，這個信號被用于檢測呼入。
那么，假定終端503想要發(fā)起一次通信，它在RACH信道(“隨機(jī)接入信道”，是一個對應(yīng)于一項高層信道接入服務(wù)的公共信道)上發(fā)送信號603，這個信號603通知基站501終端103請求建立一次通信。
然后基站501在FACH信道(快速接入信道，也是與一個高層服務(wù)相對應(yīng)的公共信道)上發(fā)送通信信道分配信號604。
這樣通信就在終端503和基站501之間建立起來了。
這樣，一個或多個包括與一個設(shè)備應(yīng)用相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的信號605就在雙向信道DPCH上進(jìn)行了交換。
此時，終端503監(jiān)聽小區(qū)510的CPICH信道(由基站511發(fā)送的信號)以測量接收到的由基站511發(fā)送的信號的功率。
然后終端將此測量結(jié)果通過DPCH信號607發(fā)送給基站501。
然后在步驟608中，終端503再次監(jiān)聽小區(qū)510的CPICH信道，并重復(fù)功率測量。
然后網(wǎng)絡(luò)(特別是連接至基站501和511的RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器))根據(jù)發(fā)送給基站501的測量結(jié)果，做出進(jìn)行“切換”的判斷。因此，基站501發(fā)送在DPCH信道上傳輸?shù)男盘?10，該信號通知終端503它應(yīng)該監(jiān)聽小區(qū)510中的某一DPCH信道。
因為終端503是在基站501發(fā)送的SCH信道上同步的，基站511是與基站501偽同步的，并且小區(qū)510很小，終端也與基站511是偽同步的，同步誤差不超過下面各項之和
-它自己與基站501的同步和基站511與基站501的同步之間的差；-信號從基站511到終端503的傳播時延。
注意，這個差值可以通過使用上述補(bǔ)償裝置來減小。
然后終端503監(jiān)聽導(dǎo)頻信道611 CPICH，根據(jù)本發(fā)明CPICH用于提高終端503的同步。如果小區(qū)510很小，并且基站511與基站501偽同步(換句話說如果小區(qū)500和510之間的同步是粗略和不理想的，同步誤差小于大約20或30μS，則它們本身已知的在同步網(wǎng)絡(luò)中的同步誤差小于1或2μS)，終端503和基站511之間的最終同步誤差可以通過使用信號611來補(bǔ)償。
注意這個使終端503與基站511的同步操作發(fā)生得非?？?，即使在“切換”中需要頻率變換。
還要注意當(dāng)終端503與基站511同步時，終端503通過基站511管理的CPICH信道在此同步上保持從屬地位。
終端503包括利用影響基站所發(fā)射的信號的多徑的裝置。特別注意“耙子(rake)”類型的接收機(jī)可以用于確定影響多徑信號的不同時延。這樣，如果延時不是很大(換句話說在3GPP標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容中小于20μS，)，終端503就能夠?qū)⑺约和皆贑PICH信道上。
注意在3GPP標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容中，CPICH可以用于處理延時為20μS的多徑，這提供了一種當(dāng)較小的小區(qū)的半徑小于或等于大約6km(也就是在被光速除的情況下，延時等于20μS的數(shù)量級)時補(bǔ)償誤差的一種方法。
然后終端503和基站511通過多個信號611和612，其中只顯示了一小部分，在專用信道DPCH上交換數(shù)據(jù)。
在通信結(jié)束時，終端503和/或基站511通過輸出信號612以指示通信已經(jīng)結(jié)束。
因此，終端503回到待機(jī)模式。
然后基站511在SCH、BCH和PCH信道上發(fā)送信號614，這些信號分別與上述信號600、601、602類似。
注意終端503仍然由小區(qū)510管理。
根據(jù)一個未顯示的變型，當(dāng)終端處于待機(jī)模式下并且處于公共區(qū)域504中時，它監(jiān)聽小區(qū)500的專用公共信道。
顯然，本發(fā)明并不僅限于上述實施例。
特別是，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以對兩個小區(qū)偽同步的方法進(jìn)行修改。這樣，應(yīng)該考慮，一個小區(qū)的基站接收另一個小區(qū)中的基站發(fā)送的同步信號，例如使用有線鏈路或無線鏈路(特別是SCH信道)。
本發(fā)明也不限于通過一個小區(qū)向另一個小區(qū)發(fā)送信號的方式來同步兩個小區(qū)的情況，而是可以包括第三個設(shè)備(例如管理這兩個基站的NCS或?qū)Ｓ玫谌O(shè)備)向這兩個基站發(fā)送同步信號的情況。
注意本發(fā)明并不限于UMTS或3GPP網(wǎng)絡(luò)，能夠用于任何蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
注意，本發(fā)明并不限于純硬件裝置，它還可以以計算機(jī)程序中的指令序列的形式或以包括硬件部分和軟件部分的混合形式來實現(xiàn)。如果本發(fā)明部分或全部以軟件形式實現(xiàn)，相應(yīng)的指令序列可以被存儲在一個可移動(例如軟盤、CD-ROM或DVD-ROM)或不可移動的存儲設(shè)備中，此存儲設(shè)備部分或全部可以被計算機(jī)或微處理器讀取。
權(quán)利要求
1.一種在包括多個小區(qū)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中同步一個終端(123)的方法，其中的多個小區(qū)包括分別與一個第一基站(101、501)和一個第二基站(121、511)相關(guān)的第一小區(qū)(100，500)和第二小區(qū)(120，510)，所述第一和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域(120、504)上至少是部分重疊的，并且同步，其特征在于包括下列步驟，當(dāng)所述終端出現(xiàn)在所述公共地理區(qū)域內(nèi)時-一個關(guān)于同步信號(SCH 400、600)的第一同步步驟，該同步信號由所述第一基站發(fā)送，被所述終端接收；以及-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH 406、611)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由所述第二基站發(fā)送，被所述終端接收。
2.如權(quán)利要求1所述的同步方法，其特征在于所述終端包括一個根據(jù)所述第二基站發(fā)送的所述預(yù)定信號確定至少一條路徑的步驟，所述確定步驟為所述第二同步步驟提供服務(wù)，并由通過分析所述預(yù)定信號經(jīng)過的多徑來實現(xiàn)，所述路徑或與所述預(yù)定信號相對應(yīng)的所述路徑中的一個被稱為第一路徑，被認(rèn)為是同步的基礎(chǔ)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的同步方法，其特征在于所述第一同步步驟允許的相對于所述第二基站的同步誤差的級別是5至50μS。
4.如權(quán)利要求3所述的同步方法，其特征在于所述第一同步步驟允許的相對于所述第二基站的同步誤差的級別是5至30μS。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一個所述的同步方法，其特征在于所述第二同步步驟允許的相對于所述第二基站的同步誤差小于5μS。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一個所述的同步方法，其特征在于所述第一基站向所述第二基站發(fā)送同步信息，使得所述第二基站可以與所述第一基站同步。
7.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征在于所述同步信息在有線鏈路上發(fā)送。
8.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征在于所述同步信息是通過由所述第一基站發(fā)送的所述同步信號來發(fā)送的。
9.如權(quán)利要求1至5中任意一個所述的同步方法，其特征在于一個第三設(shè)備向所述第一基站和所述第二基站發(fā)送同步信息，使得所述第二基站可以與所述第一基站同步。
10.一種使終端(123)在包括多個小區(qū)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行切換的方法，其中的多個小區(qū)包括分別與第一基站(101、501)和第二基站(121、511)相關(guān)的第一小區(qū)(100、500)和第二小區(qū)(120、510)，所述第一小區(qū)和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域(120、504)上至少是部分重疊的，并且同步，當(dāng)通信在該終端和一個遠(yuǎn)程終端之間建立時，所述終端可以處于通信模式，當(dāng)該終端未處于通信模式但存在并可以在網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)通信時，處于待機(jī)模式，其特征在于所述終端處于所述公共地理區(qū)域內(nèi)，所述方法包括-一個關(guān)于同步信號(SCH 400，600)的第一同步步驟，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH 406，611)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收；當(dāng)與所述第一基站進(jìn)行通信的所述終端從第一小區(qū)轉(zhuǎn)移到第二小區(qū)時。
11.如權(quán)利要求10所述的切換方法，其特征在于它使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一個所述的同步方法。
12.如權(quán)利要求10或11所述的切換方法，其特征在于所述第一小區(qū)包圍所述第二小區(qū)，并且所述第一基站管理處于所述第一小區(qū)內(nèi)的終端的所述待機(jī)模式，所述第二基站可以管理所述通信模式。
13.如權(quán)利要求12所述的切換方法，其特征在于所述第一基站管理處于所述第二小區(qū)中的所述終端的通信的開始，然后所述網(wǎng)絡(luò)將所述通信的管理移交給所述第二基站。
14.在蜂窩通信網(wǎng)中與至少一個與第一小區(qū)相關(guān)的第一基站協(xié)作的終端，當(dāng)通信在所述終端和一個遠(yuǎn)程終端之間建立時，所述終端可能處于通信模式，并且當(dāng)該終端未處于通信模式但存在并可以在網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)通信時，處于待機(jī)模式，其特征在于它包括-完成關(guān)于同步信號(SCH)的第一同步的裝置，該同步信號由所述第一基站發(fā)送，被所述終端接收；-完成關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步的裝置，該同步信號專用于多徑處理，由所述第二基站發(fā)送，被所述終端接收；所述網(wǎng)絡(luò)中的一個第二小區(qū)與所述第二基站相關(guān)；并且所述第一和第二小區(qū)至少是部分重疊的，并且同步。
15.如權(quán)利要求16所述的終端，其特征在于所述同步裝置包括分析所述預(yù)定信號所經(jīng)過的多徑的裝置，能夠確定與所述第二基站發(fā)送的所述預(yù)定信號相對應(yīng)的至少一個路徑，所述路徑或與所述預(yù)定信號對應(yīng)的所述路徑中的一個被稱為第一路徑，被認(rèn)為是同步的基礎(chǔ)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的終端，其特征在于所述第一同步允許的同步誤差的級別是5至50μS。
17.如權(quán)利要求16所述的終端，其特征在于所述第一同步允許的同步誤差的級別是5至30μS。
18.如權(quán)利要求16至19中的一個所述的終端，其特征在于所述第二同步允許的同步誤差小于5μS。
19.稱為第二基站的基站，與蜂窩通信網(wǎng)中的一個第二小區(qū)相聯(lián)系，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個小區(qū)，所述多個小區(qū)包括一個與一個第一基站和至少一個終端相關(guān)的第一小區(qū)，所述第一和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域上至少部分重疊，其特征在于所述第二基站包括與所述第一基站同步以使得至少一個所述終端可以執(zhí)行下列步驟的裝置-一個關(guān)于同步信號(SCH)第一同步步驟，該同步信號由所述第一基站發(fā)送，被所述終端接收；-一個關(guān)于預(yù)定信號(CPICH)的第二同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由所述第二基站發(fā)送，被所述終端接收。
20.如權(quán)利要求19所述的基站，其特征在于它包括管理所述終端的通信模式的裝置，并且不包括管理所述終端的待機(jī)模式的裝置，當(dāng)通信在所述終端和一個遠(yuǎn)程終端之間建立時，所述終端可能處于通信模式，當(dāng)所述終端沒有處于通信模式但是存在并且可以在網(wǎng)絡(luò)中的一個小區(qū)中通信時，所述設(shè)備可能處于待機(jī)模式。
21.包括多個小區(qū)的蜂窩通信網(wǎng)，其中所述的多個小區(qū)包括一個與一個第一基站相關(guān)的第一小區(qū)和至少一個第二小區(qū)，所述第一小區(qū)和每一個第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域中至少部分重疊，并且同步，其特征在于每一個所述第二小區(qū)都與至少一個根據(jù)權(quán)利要求19或20的第二基站相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及終端(123)在蜂窩通信系統(tǒng)中的同步，該蜂窩通信系統(tǒng)包括多個小區(qū)，其中一個第一小區(qū)(100、500)和一個第二小區(qū)(120、510)分別與一個第一基站(101、501)和一個第二(121、511)基站相聯(lián)系，該第一和第二小區(qū)在一個公共地理區(qū)域(120、504)中部分重疊，并且同步，該同步包括關(guān)于同步信號(400、600)的同步步驟，該同步信號由第一基站發(fā)送，被終端接收；關(guān)于預(yù)定信號(CPICH 406、611)的同步步驟，該同步信號專用于多徑處理，由第二基站發(fā)送，被終端接收。
文檔編號H04B7/26GK1608355SQ02826120
公開日2005年4月20日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月28日
發(fā)明者安托尼·索姆匹爾, 納塔列·高達(dá)德 申請人:維夫康姆公司