專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)中的切換過(guò)程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)無(wú)線電話領(lǐng)域，特別涉及一種用于在第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)中執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程。
背景技術(shù)：
近十年來(lái)，移動(dòng)無(wú)線電話系統(tǒng)經(jīng)歷了一段持續(xù)不斷的技術(shù)發(fā)展，從逐漸放棄第一代系統(tǒng)(其特征在于傳輸載波的模擬調(diào)制)，變更到第二代系統(tǒng)(其特征在于數(shù)字調(diào)制以及對(duì)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的基帶信號(hào)進(jìn)行廣泛的數(shù)字處理(DigitalSignal Processing，DSP))?，F(xiàn)在已成熟到進(jìn)入更高級(jí)概念的移動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)候，這就是所謂的第三代系統(tǒng)，它與前面兩代系統(tǒng)的不同之處主要在于服務(wù)用戶對(duì)物理信道的不同接入方法。這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用在軍事環(huán)境下獲得的應(yīng)用，沿用有關(guān)適合于保護(hù)傳輸信息的保密性并且確保對(duì)由于破壞行為造成的噪音(干擾)具有一定的免疫力的傳輸可行性研究。這些目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到，它是通過(guò)人工加寬相對(duì)于基帶頻譜的傳輸載波調(diào)制頻譜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種調(diào)制技術(shù)因此稱作擴(kuò)頻技術(shù)，即把要傳輸?shù)男盘?hào)的每個(gè)低符號(hào)速率符號(hào)與更高碼片速率的偽噪聲類型碼序列相乘，其范圍為將傳輸?shù)男畔U(kuò)頻到一個(gè)寬頻譜上，在實(shí)際上使得它只能讓得到適當(dāng)授權(quán)的人進(jìn)行訪問(wèn)。為此，擴(kuò)頻接收機(jī)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并且通過(guò)執(zhí)行解調(diào)信號(hào)與在調(diào)制器中使用的碼序列的本地副本之間的時(shí)間相關(guān)來(lái)重構(gòu)原始數(shù)據(jù)。根據(jù)解調(diào)信號(hào)的符號(hào)與正確碼序列之間的數(shù)學(xué)相關(guān)，在接收機(jī)的輸出獲得處于其最大電平的原始信號(hào)，因此它可以與噪聲和干擾區(qū)分開來(lái)。在民用環(huán)境中，特別是在移動(dòng)無(wú)線電話通信領(lǐng)域中，可以預(yù)見(jiàn)到調(diào)制擴(kuò)頻用途與前面所述的軍事目標(biāo)相當(dāng)不同。特殊的用途是使同一物理信道能夠在用不同擴(kuò)頻碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)的更多用戶之間進(jìn)行同時(shí)共享?？s寫為CDMA(code division multiple access，碼分多址)的相關(guān)技術(shù)采用相互正交的擴(kuò)頻碼序列，也就是它們相互之間的相關(guān)可以假定為空。這就使得在傳輸頻帶中疊加在一起的不同用戶得以區(qū)分，因?yàn)樵谔卣鳛槠渥约捍a序列的信道上，由于相關(guān)，其它信道的信號(hào)將作為噪聲出現(xiàn)。與傳統(tǒng)窄帶系統(tǒng)相比，擴(kuò)頻技術(shù)提供的其它好處是對(duì)瑞利(Rayleigh)選擇性衰落的更高的不靈敏性，這些衰落是由于傳輸信號(hào)的空中路徑上的多次反射而造成的，與高衰落相關(guān)的頻譜部分只是由有用信號(hào)所占據(jù)的全部頻譜的非常小的一部分。
即將引入的第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)或者UMTS(Universal MobileTelecommunications System，通用移動(dòng)電信系統(tǒng))給全世界帶來(lái)與現(xiàn)有PLMN系統(tǒng)(Public Land Mobile Network，公用陸地移動(dòng)網(wǎng))兼容性的很多巨大問(wèn)題，其中最普遍的一個(gè)問(wèn)題無(wú)疑是泛歐系統(tǒng)GSM 900MHz(Global System forMobile communication，全球移動(dòng)電信系統(tǒng))及其直接后代DCS 1800MHz(Digital Cellular System，數(shù)字蜂窩系統(tǒng))。GSM遵循由相應(yīng)跨國(guó)組織(CEPT/CCIT，在ETSI/ITU-T環(huán)境中)作為建議書發(fā)布的規(guī)范，目的是使不同電信系統(tǒng)的操作統(tǒng)一，從而使它們相互兼容并且因此能夠通信。本申請(qǐng)人工作于3GPP組織(3rd Generation Partnership Project，第3代伙伴計(jì)劃)和中國(guó)組織CWTS(Chinese Wireless Telecommunication Standards，中國(guó)無(wú)線電信標(biāo)準(zhǔn))，從事它自己的基于CDMA技術(shù)的第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)的開發(fā)。近期目標(biāo)是盡可能地保存GSM的功能特征，但是只要新CDMA技術(shù)的影響一定要求特別的解決方案，就進(jìn)行干預(yù)。因此，在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述之前，為了更好地理解本發(fā)明必須解決的技術(shù)問(wèn)題，描述GSM系統(tǒng)的一些操作特性是有必要的。
圖1示出了GSM或DCS類型移動(dòng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)明方框圖；該圖也同樣可以用來(lái)描述將要進(jìn)行說(shuō)明的本發(fā)明所涉及的CDMA系統(tǒng)(TD SCDMA)。在圖1中，便攜式電話以及車載式電話用符號(hào)MS(MobileStation，移動(dòng)臺(tái))表示，下面也稱作移動(dòng)單元，它們與屬于分布在地面上的相關(guān)基站收發(fā)信臺(tái)BTS(Base Transceiver Station，基站收發(fā)信臺(tái))的相關(guān)TRX收發(fā)信機(jī)(未在圖中示出)進(jìn)行無(wú)線連接。每個(gè)TRX與一組天線相連，該組天線的配置確保對(duì)BTS服務(wù)的小區(qū)的統(tǒng)一無(wú)線覆蓋。一組占用用于移動(dòng)無(wú)線業(yè)務(wù)的所有載波的相鄰N個(gè)小區(qū)稱作群集(cluster)。同一載波可以在相鄰群集中重復(fù)使用。多個(gè)BTS類型的基站通過(guò)物理載波連接到用BSC(Base StationController，基站控制器)表示的公共基站控制器。由BSC管轄的多個(gè)BTS形成定義為BSS(Base Station System，基站系統(tǒng))的功能子系統(tǒng)。多個(gè)BSS(BSC)直接或者通過(guò)TRAU部件(Transcode and Rate Adaptor Unit，碼型轉(zhuǎn)換和速率適配單元)連接到移動(dòng)交換中心MSC(Mobile Switching Centre，移動(dòng)交換中心)，TRAU部件允許在64k比特/秒連接線路上對(duì)16或8k比特/秒信道進(jìn)行子復(fù)用(submutiplexing)，從而優(yōu)化相關(guān)應(yīng)用。TRAU進(jìn)行從64k比特/秒的語(yǔ)音到13k比特/秒的GSM全速率(或者到6.5k比特/秒的GSM半速率)的碼型轉(zhuǎn)換，從而允許用16k比特/秒或者8k比特/秒流對(duì)它們進(jìn)行處理。
MSC部件又連接到地面網(wǎng)絡(luò)PSTN(Public Switched Telephone Network，公用交換電話網(wǎng))和/或ISDN(Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))的交換中心。稱作HLR和VLR的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(未在圖中示出)一般設(shè)置于MSC；第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含每個(gè)移動(dòng)單元MS的靜態(tài)數(shù)據(jù)，第二個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含可變數(shù)據(jù)；這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)共同合作使系統(tǒng)可以跟蹤在擴(kuò)展到不同歐洲國(guó)家的地面上的大范圍內(nèi)移動(dòng)的用戶。BSC站控制器還連接到可以進(jìn)行人/機(jī)對(duì)話的個(gè)人計(jì)算機(jī)LMT(Local Maintenance Terminal，本地維護(hù)終端)、執(zhí)行稱作O&M功能(Operation & Maintenance，操作和維護(hù))的監(jiān)督、管理、報(bào)警、業(yè)務(wù)測(cè)量評(píng)估等功能的操作和維護(hù)中心OMC(Operation and Maintenance Centre)，并且最后連接到在GSM 04.64中規(guī)定的用于分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的SGSN部件[業(yè)務(wù)GPRS(General Pakcet Radio Service，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))支持節(jié)點(diǎn)]。
圖中的垂直虛線用來(lái)標(biāo)出主要功能部件之間的接口界線，即用Um表示MS與BTS間的無(wú)線接口，用A-bis表示BTS與BSC間的接口，用A-sub表示BSC與TRAU間的接口，用A表示TRAU與MSC間的接口，或者M(jìn)SC與BSC間的直接接口，用T表示BSC與LMT間的RS232接口，用O表示BSC與OMC間的接口，并且最后用Gb表示BSC與SGSN間的接口。上述接口在下列GSM建議書中有描述04.01(Um)、08.51(A-bis)、08.01(A)、12.20及12.21(O)、04.60(Gb)。
圖2示出即將來(lái)臨并且與圖1相比更先進(jìn)的場(chǎng)景圖。圖2中，至少有一個(gè)由GSM系統(tǒng)的BTS服務(wù)的小區(qū)相鄰于由稱作3G(第3代)的新系統(tǒng)的基站BTSC服務(wù)的小區(qū)，該新系統(tǒng)包含本申請(qǐng)的發(fā)明目的。在不同部件的連接線上，示出了對(duì)相關(guān)接口的描述。在該圖中，我們可以看到連接到BTS和BTSC站的站控制器部件BSCC；BSCC部件表示對(duì)僅用于GSM的BSC進(jìn)行適當(dāng)修改后能夠支持新的BTSC站(陰影部分表示發(fā)生修改)的站控制器。BSCC與新BTSC間的連接利用類似于A-bis的接口。BTSC與移動(dòng)單元間的空中接口稱作Uu，以將其與GSM的Um相區(qū)分。同樣，將移動(dòng)單元稱作UE(UserEquipment，用戶設(shè)備)，用不同的名稱表示對(duì)空中接口和移動(dòng)單元的不同描述，以與不同的設(shè)計(jì)設(shè)置保持一致。從圖2的場(chǎng)景中，可以看到在GSM和3G這兩個(gè)系統(tǒng)之間存在切換的可能性(系統(tǒng)間的切換)，這種切換由支持一般系統(tǒng)內(nèi)部切換的BSCC部件支持，從中獲得移動(dòng)用戶設(shè)備UE的雙模式和多頻帶操作。
在移動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，影響設(shè)計(jì)方法的主要方面是選擇打算在物理信道上實(shí)現(xiàn)的的接入類型，以在不同用戶之間共享可用頻帶。已知的接入技術(shù)包括執(zhí)行頻分多址的FDMA(Frequency Division Multiple Access，頻分多址)；執(zhí)行時(shí)分多址的TDMA(Time Division Multiple Access，時(shí)分多址)；執(zhí)行碼分多址的CDMA(Code Division Multiple Access，碼分多址)；以及執(zhí)行空分多址的SDMA(Space Division Multiple Access，空分多址)。
使用FDMA技術(shù)，每個(gè)用戶可以在整個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)間內(nèi)不與任何其它用戶共享其頻率信道。這種情況稱作SCPC(Single Channel Per Carrier，每載波一個(gè)信道)，典型地屬于第一代模擬系統(tǒng)。使用TDMA技術(shù)，整個(gè)無(wú)線電頻譜在不同的時(shí)間(稱作時(shí)隙)被分配給多個(gè)用戶。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，只有一個(gè)用戶可以發(fā)送和/或接收。使用CDMA技術(shù)，整個(gè)無(wú)線電頻譜被同時(shí)分配給多個(gè)用戶，該技術(shù)在前面已進(jìn)行過(guò)說(shuō)明。使用SDMA技術(shù)，類似于所述CDMA技術(shù)，整個(gè)無(wú)線電頻譜被同時(shí)分配給多個(gè)用戶，通過(guò)確認(rèn)無(wú)線電信號(hào)的不同到達(dá)方向，對(duì)不同用戶進(jìn)行區(qū)分。
在同一移動(dòng)系統(tǒng)中，上述接入技術(shù)可以單獨(dú)使用，或者結(jié)合在一起進(jìn)行可能的配合使用。GSM系統(tǒng)采用混合的FDMA-TDMA技術(shù)，與純FDMA相比，避免了載波的過(guò)量使用，而與純TDMA相比，避免了幀構(gòu)造過(guò)長(zhǎng)而不能提供。新的3G系統(tǒng)結(jié)合GSM和CDMA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，采用FDMA-TDMA-SCDMA接入技術(shù)。GSM系統(tǒng)和新的3G系統(tǒng)都可以利用智能天線，還可將SDMA接入技術(shù)加入到現(xiàn)有的復(fù)用中，這必將應(yīng)用在3G系統(tǒng)中。
在PLMN系統(tǒng)中，用戶可以在從基站接收信息時(shí)同時(shí)向基站發(fā)送信息。這種通信模式稱作全雙工，并且可以通過(guò)使用頻域和時(shí)域技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在GSM中使用的FDD技術(shù)(Frequency Division Duplexing，頻分雙工)對(duì)上行鏈路路徑(上行鏈路)和下行鏈路路徑(下行鏈路)采用不同的頻段。這兩個(gè)頻段用一個(gè)未用間隔頻段加以隔開，以進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳漕l濾波。TDD技術(shù)(TimeDivision Duplexing，時(shí)分雙工)對(duì)于在兩個(gè)傳輸方向上復(fù)用的所有信道為上行鏈路和下行鏈路采用不同的業(yè)務(wù)時(shí)間。如果兩個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)間之間的時(shí)分很小，則發(fā)送和接收對(duì)于用戶而言感覺(jué)是同時(shí)的。本發(fā)明所涉及的新3G系統(tǒng)采用TDD技術(shù)。
任何打算向用戶提供可以與固定電話網(wǎng)相媲美的業(yè)務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的公用移動(dòng)系統(tǒng)(PLMN)一定要適于采用復(fù)雜的信令。在GSM系統(tǒng)中，我們可以注意到，這一問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)對(duì)FDMA-TDMA技術(shù)采用特別的解決方案得到解決。至少對(duì)于具有主要影響的無(wú)線接口而言，這些解決方案不能直接移植到基于CDMA技術(shù)的電話系統(tǒng)?？梢哉f(shuō)，第三代移動(dòng)系統(tǒng)尚處于拂曉階段，因此有關(guān)完整信令方法定義的信息只是在有限的幾個(gè)參與它們自己系統(tǒng)定義的公司委員會(huì)內(nèi)部流通，并且尚未視為公用領(lǐng)域。因此對(duì)GSM系統(tǒng)(或DCS)進(jìn)行一般描述是有用的，根據(jù)國(guó)際公認(rèn)的觀點(diǎn)，該系統(tǒng)在所提供業(yè)務(wù)的多樣性和質(zhì)量方面是最先進(jìn)的一種。下一步將參照?qǐng)D3到圖8對(duì)GSM系統(tǒng)(或DCS)進(jìn)行討論，然后開始涉及本發(fā)明的內(nèi)容，信令信道的結(jié)構(gòu)和使用，特別是有關(guān)通過(guò)移動(dòng)單元和切換接入無(wú)線信道，以及信道復(fù)用的不同CDMA技術(shù)的方面(其自身的特性被認(rèn)為是已知的)。
在GSM 900系統(tǒng)中，可用頻段劃分如下-上行鏈路方向子頻段(MS→BTS)880-915MHz；-下行鏈路方向子頻段(BTS→MS)925-960MHz；-間隔頻段10MHz 915-925MHz；信道帶寬200kHz；每子頻段載波數(shù)173；每載波時(shí)隙數(shù)8；全速率信道數(shù)1384；半速率信道數(shù)2768。
在DCS 1800系統(tǒng)中，可用頻段劃分如下-上行鏈路方向子頻段(MS→BTS)1710-1785MHz；-下行鏈路方向子頻段(BTS→MS)1805-1880MHz；-間隔頻段20MHz 1785-1805MHz；信道帶寬200kHz；每子頻段載波374；每載波時(shí)隙數(shù)8；全速率信道數(shù)2992；半速率信道數(shù)5984。
圖3示出一個(gè)8個(gè)時(shí)隙TS0、...、TS7的順序結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)，在基本幀內(nèi)的時(shí)隙，它們?yōu)槭褂糜糜谛^(qū)的那些一般載波中的一個(gè)而不定期地重復(fù)。載波和時(shí)隙的集合形成Um接口的物理信道，用來(lái)從邏輯角度支持信道特征信息。圖3的基本幀包括所有來(lái)自單個(gè)傳輸方向的時(shí)隙，GSM系統(tǒng)的工作方式為FDD對(duì)稱全雙工。
在該圖中可以看到四種不同的對(duì)應(yīng)于任何時(shí)隙的可能內(nèi)容的突發(fā)類型。順序幀在通過(guò)GSM系統(tǒng)中所使用的所有載波觀察的多級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行組織。由BTS傳輸?shù)乃休d波承載相互同步的幀，因此允許跳頻，即分配給物理信道的載波可以互換，由此增加系統(tǒng)靈活性，并簡(jiǎn)化了相鄰小區(qū)間的同步。從該圖的下方往上看，每個(gè)時(shí)隙具有0.577毫秒的時(shí)長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)于156.25×3.69微秒的比特時(shí)長(zhǎng)，它承載包含142個(gè)有用比特、3個(gè)頭比特TB和3個(gè)尾比特TB以及長(zhǎng)度為8.25比特的不帶信息的保護(hù)時(shí)間GP的信息突發(fā)。該突發(fā)可以根據(jù)范圍分為四種不同的類型(參見(jiàn)GSM 05.02，段落5.2)常規(guī)突發(fā)，包括2×58個(gè)有用比特(包括冗余)以及處于中置(midamble)位置的26比特訓(xùn)練序列，該訓(xùn)練序列用于估計(jì)無(wú)線信道脈沖響應(yīng)，它對(duì)于正確解調(diào)根據(jù)GMSK方案(Gaussian Minimum Shift Keying，高斯最小移頻鍵控)調(diào)制的無(wú)線信號(hào)是有用的。不同的中置是可以預(yù)見(jiàn)的，特別是在涉及使用SDMA技術(shù)的情況下。常規(guī)突發(fā)用于業(yè)務(wù)信道以及與之相關(guān)聯(lián)的信令。在語(yǔ)音的情況下，該2×58個(gè)有用比特是對(duì)在13k比特/秒語(yǔ)音編碼器的輸出端每20毫秒生成的每個(gè)260比特塊進(jìn)行復(fù)雜處理的最終結(jié)果。在GSM 05.03中用較大篇幅對(duì)該操作進(jìn)行了描述，它包括如下步驟塊編碼和卷積編碼，引入冗余，將比特?cái)?shù)從260增至456；重新排序、分區(qū)以及8時(shí)隙深度的對(duì)角交錯(cuò)以將突發(fā)錯(cuò)誤擴(kuò)展到多個(gè)突發(fā)，加入偷幀標(biāo)志，并且獲得2×58比特子塊對(duì)；加密，也就是，逐比特地相加以形成加密流；以及突發(fā)構(gòu)建，加入中置和比特TB以獲得接入突發(fā)。將與后面塊和前面塊的比特進(jìn)行交錯(cuò)而將編碼塊比特分散到多個(gè)突發(fā)，這在突發(fā)破壞的情況下，將減小每塊的比特?fù)p失，從而提高卷積解碼重構(gòu)原始信息的可能性。
·頻率校正突發(fā)，該突發(fā)包括邏輯層“1”的142個(gè)有用比特，用于當(dāng)接收到該突發(fā)時(shí)，允許對(duì)移動(dòng)單元的時(shí)鐘頻率進(jìn)行校正。
·同步突發(fā)，該突發(fā)包括處于中置位置的64比特“同步序列”以及2×39個(gè)加密比特。該突發(fā)由移動(dòng)單元以距頻率校正突發(fā)的8個(gè)時(shí)隙延遲進(jìn)行接收，因此已經(jīng)對(duì)其自己的時(shí)鐘頻率進(jìn)行過(guò)校正的移動(dòng)單元可以辨別接收的突發(fā)內(nèi)“同步序列”的正確位置，以及時(shí)隙的開始時(shí)刻。加密比特包含重構(gòu)幀號(hào)FN(Frame number，幀號(hào))、完成同步過(guò)程所需的信息。
·接入突發(fā)，它包括處于開始位置的41比特同步序列，隨后是36個(gè)加密比特。保護(hù)周期GP的時(shí)長(zhǎng)為58.25比特；另外還存在7個(gè)頭比特TB和3個(gè)尾比特TB。該突發(fā)是一種短類型的突發(fā)，典型地由移動(dòng)單元用來(lái)將第一信令發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，以執(zhí)行例如主叫或者切換時(shí)的接入，因此它的時(shí)長(zhǎng)比前面的全類型突發(fā)短，并且未用的時(shí)隙部分也較高。該特性實(shí)際上使得移動(dòng)單元能夠以非完全時(shí)間對(duì)準(zhǔn)的方式(典型的原因是由于無(wú)線站和移動(dòng)單元間的可變距離造成的傳播延遲而發(fā)生改變)將它的消息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，而不會(huì)使相鄰時(shí)隙的位置無(wú)效而產(chǎn)生干擾當(dāng)前通信的危險(xiǎn)。
在圖3中繼續(xù)往上看，可以看到，時(shí)長(zhǎng)為4.615毫秒的TDMA基本幀包括8個(gè)時(shí)隙(TS0...TS7)。在相同信息流的幀中，兩個(gè)不同的順序多幀是可以預(yù)見(jiàn)的，其中，時(shí)長(zhǎng)為120毫秒的業(yè)務(wù)多幀包括26個(gè)TDMA基本幀，并且時(shí)長(zhǎng)為253.38毫秒的控制多幀包括51個(gè)TDMA基本幀。這兩個(gè)多幀都可以構(gòu)成時(shí)長(zhǎng)為6.12秒、包括1326個(gè)TDMA基本幀的超幀；最后，2048個(gè)順序超幀形成時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)28分63秒760毫秒、包括2,715,648個(gè)TDMA基本幀的超超幀(iperframe)。在小區(qū)內(nèi)無(wú)線廣播的幀號(hào)FN指超超幀中的幀位置。
圖4示出由圖3所示的TDMA幀結(jié)構(gòu)支持的邏輯信道結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D4可以看到，可預(yù)見(jiàn)的邏輯信道集分為兩類業(yè)務(wù)信道TCH和控制信道。TCH信道根據(jù)是單個(gè)邏輯信道還是兩個(gè)交替鏈路被分配給相關(guān)時(shí)隙或者根據(jù)所使用的信道編碼，分為全速率TCH/F或半速率TCH/H類型。
控制信道類包括下列主要信道廣播信道BCCH(Broadcast ControlCHannel，廣播控制信道)，公共控制信道CCCH(Common Control CHannel，公共控制信道)以及一些專用控制信道DCCH(Dedicated Control CHannel，專用控制信道)。BCCH信道包括三個(gè)子信道嚴(yán)格意義上的BCCH子信道、同步子信道SCH(Synchronization CHannel，同步信道)，和頻率校正信道FCCH(Frequency Correction CHannel，頻率校正信道)。CCCH信道包括三個(gè)子信道共享接入子信道RACH(Random Access CHannel，隨機(jī)接入信道)、準(zhǔn)許子信道AGCH(Access Grant CHannel，接入準(zhǔn)許信道)和尋呼信道PCH(PagingCHannel，尋呼信道)。專用控制信道DCCH可以分為兩類“獨(dú)立”信道SDCCH(Stand-alone Dedicated Control CHannel，獨(dú)立專用控制信道)和業(yè)務(wù)相關(guān)信道ACCH(Associated Control CHannel，相關(guān)控制信道)。業(yè)務(wù)相關(guān)信道ACCH又分為兩種信道類型低相關(guān)SACCH(Slow ACCH，慢ACCH)和快FACCH(Fast ACCH，快ACCH)類型。在列出信道的一般性列表之后，從信道的形成和應(yīng)用的角度來(lái)研究一下這些信道是值得的。
·TCH/F業(yè)務(wù)信道是分配給已完成主叫或被叫網(wǎng)絡(luò)接入過(guò)程的移動(dòng)單元的雙向信道；將進(jìn)行切換和跳頻。它們采用常規(guī)突發(fā)，傳輸包括13k比特/秒編碼語(yǔ)音或者純比特率可達(dá)到9.6k比特/秒的電路交換或分組交換數(shù)據(jù)的有效負(fù)載。
·TCH/H業(yè)務(wù)信道傳輸6.5k比特/秒編碼語(yǔ)音或者純比特率可達(dá)4.8k比特/秒的電路交換或分組交換數(shù)據(jù)。TCH/H業(yè)務(wù)信道與TCH/F業(yè)務(wù)信道相比，質(zhì)量較低。
·BCCH控制信道是下行鏈路單向信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，利用載波f0、所述載波BCCH的時(shí)隙0。該信道在小區(qū)內(nèi)是唯一的，并且既不進(jìn)行切換，也不進(jìn)行跳頻。嚴(yán)格意義上的BCCH信道用來(lái)傳播一般的使用系統(tǒng)的信息，例如小區(qū)內(nèi)的信道結(jié)構(gòu)、在其上執(zhí)行電平測(cè)量的相鄰小區(qū)BCCH載波列表、位置區(qū)的識(shí)別號(hào)碼和用于小區(qū)選擇和重新選擇活動(dòng)的一些參數(shù)、完整的小區(qū)識(shí)別號(hào)碼、用于空閑模式下移動(dòng)單元操作的參數(shù)，最后是所謂的RACH控制參數(shù)(用于調(diào)度RACH信道上的移動(dòng)單元接入嘗試)。
·FCCH和SCH信道，分別由頻率校正突發(fā)和同步突發(fā)承載，由移動(dòng)單元順序使用，以同步它們自己的載波的頻率、局部生成幀的開始時(shí)刻(時(shí)隙0開始時(shí)刻)及其在超超幀中的位置。在TDMA系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)相鄰時(shí)隙的干擾生成之后，突發(fā)仍發(fā)生在所分配的時(shí)隙內(nèi)是很重要的，另外這種情況在移動(dòng)單元移動(dòng)期間也需要進(jìn)行檢查。為此，BTS采用一個(gè)稱作“自適應(yīng)幀對(duì)齊”(在GSM 04.03建議書中有描述)的過(guò)程，它通過(guò)這一過(guò)程指示移動(dòng)單元傳輸提前量的大小，從而它對(duì)移動(dòng)單元的傳輸以固定三個(gè)時(shí)隙的延遲接收上行鏈路幀的時(shí)隙，而不管由于MS與BTS之間距離的變化所產(chǎn)生的往返延遲變化。SCH信道包括帶有小區(qū)標(biāo)識(shí)的BSIC字段(Base Station Identity Code，基站識(shí)別碼)，該字段對(duì)于移動(dòng)單元識(shí)別服務(wù)小區(qū)的BCCH載波與來(lái)自相鄰小區(qū)的BCCH載波是有用的。
·CCCH控制信道是服務(wù)整個(gè)小區(qū)的雙向信道，它既不進(jìn)行切換也不進(jìn)行跳頻，并且使用f0載波的時(shí)隙0。
·RACH共享接入信道，只存在于上行鏈路方向上，用于向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送在時(shí)間上隨機(jī)分布的移動(dòng)單元接入請(qǐng)求；它由接入突發(fā)承載。多路接入會(huì)產(chǎn)生信道占用爭(zhēng)議，例如這一爭(zhēng)議通過(guò)“分時(shí)隙ALOHA”過(guò)程進(jìn)行解決，如在GSM 04.08中所述。
·兩個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)類型的AGCH和PCH信道，它們只存在于下行鏈路方向上，分別傳輸對(duì)移動(dòng)單元在RACH信道上作出的網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的答復(fù)，和在被叫過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)單元發(fā)送的所謂尋呼消息。
·專用控制信道DCCH是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)類型的雙向信道，進(jìn)行切換和跳頻。它們可以傳輸比特速率范圍為333.3到8000比特/秒的信令。
·“獨(dú)立”信道SDCCH，傳輸用于網(wǎng)絡(luò)功能(如加入(affiliation)等)的信令，以及用于直到分配TCH信道的呼叫控制的信令。在移動(dòng)單元接入網(wǎng)絡(luò)之后立即分配一個(gè)SDCCH信道。
·ACCH信道(分別為SACCH和FACCH)包含在相關(guān)業(yè)務(wù)信道的相同多幀中。具體如下·SACCH信道，在上行鏈路方向，傳輸移動(dòng)單元對(duì)由服務(wù)BTS和相鄰小區(qū)接收的信號(hào)的傳輸測(cè)量；在下行鏈路方向，傳輸用于移動(dòng)單元的不同命令，例如與相關(guān)TCH(第一)SDCCH信道有關(guān)的定時(shí)提前量、功率控制等，以及相鄰小區(qū)的信息。
·FACCH信道，通過(guò)與它自己的TCH信道比特進(jìn)行交錯(cuò)(比特偷幀)而獲得，并且因此可以用于速度要求高于SACCH信道的信令。
圖5示出中/小型BTS(即配備的收發(fā)信機(jī)較少)的情況下和在中/大型BTS的情況下多幀內(nèi)邏輯信道的兩種可能的結(jié)構(gòu)。從該圖的圖注就可以明白地看到這一點(diǎn)。在這兩種情況下，26業(yè)務(wù)幀及其相關(guān)信令多幀1)和1′)當(dāng)然是相同的，不同的是51控制幀多幀。在多幀1)和1′)的幀空閑(-)期間，移動(dòng)單元對(duì)相鄰小區(qū)的BCCH載波執(zhí)行功率測(cè)量，并且還獲得相關(guān)FCCH和SCH信道，以由于可能的切換進(jìn)行預(yù)同步(頻率、時(shí)隙、幀號(hào)、BSIC)。由于在這兩個(gè)多幀的長(zhǎng)度26和51互為素?cái)?shù)，這些測(cè)量是可能的，從而保證監(jiān)測(cè)相鄰小區(qū)偏移的信道在采集窗口中。還可以看到，在時(shí)隙0下行鏈路發(fā)射的FCCH和SCCH信道總是占用相互間距大約為45.6毫秒的兩個(gè)相鄰幀；這個(gè)時(shí)間合理地短，以滿足首次接入網(wǎng)絡(luò)或者保持在空閑狀態(tài)下的移動(dòng)單元同步需要。對(duì)于接入信道RACH(CCCH)，可以看到，它們占用整個(gè)上行鏈路多幀3)或上行鏈路多幀5)的大部分。這是可能的，因?yàn)樗鼈兪巧闲墟溌贩较蛏蟃S0組的唯一信道。下行鏈路方向上的剩余時(shí)隙0信道，即嚴(yán)格意義上的BCCH和CCCH(AGCH、PCH)出現(xiàn)在四個(gè)連續(xù)的基本幀組中，具有CCCH組的優(yōu)先級(jí)。與小型BTS相比，中/大型BTS要求控制信道分布在兩個(gè)隨后的多幀上的。
例如如圖5所示結(jié)構(gòu)的空中接口Um的控制邏輯信道在移動(dòng)單元和網(wǎng)絡(luò)之間交換消息的兩個(gè)傳播方向上傳送信息。這一信息在Um接口幀上傳遞，并且或多或少涉及圖1和2所示的其它網(wǎng)絡(luò)部分。為了允許復(fù)雜移動(dòng)系統(tǒng)GSM的常規(guī)操作，通過(guò)適當(dāng)?shù)膮f(xié)議在形式和流程上對(duì)消息進(jìn)行管理是必要的。
圖6示出由GSM系統(tǒng)使用的、用于管理不同接口的電話信令的具有若干層次的協(xié)議的示意圖。該協(xié)議大部分來(lái)自目前在移動(dòng)模擬系統(tǒng)TACS和PSTN電話系統(tǒng)中使用的協(xié)議，對(duì)它進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)空中接口Um的新需求和用戶移動(dòng)所產(chǎn)生的新需求。一些部件(PHL、MAC、RRM)用虛線進(jìn)行標(biāo)記，表示3G系統(tǒng)采用特定協(xié)議的適當(dāng)版本。分層結(jié)構(gòu)將信令協(xié)議功能劃分為控制平面(C-Plane)上相互疊置的部件組，并將它們作為連續(xù)的獨(dú)立階段進(jìn)行描述。每層都利用低層提供的通信服務(wù)，并將其自己的服務(wù)提供給高層。上述協(xié)議的層1嚴(yán)格地依賴于用來(lái)連接不同接口兩端的物理載波的類型；它描述在接口Um的無(wú)線連接和A-bis和A接口的地面連接上傳輸比特流所需的功能。連接地面的層1在CCITT G.703和G.711建議書中有描述。層2描述控制正確消息順序流的功能(傳輸功能)，目的是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)連接點(diǎn)之間的無(wú)錯(cuò)虛擬載波。層3(稱作網(wǎng)絡(luò)層)和更高的層描述控制主應(yīng)用過(guò)程的消息處理功能。附錄APP1包括圖6所使用的術(shù)語(yǔ)說(shuō)明以及兩個(gè)描述圖6各部件功能的表，分別為第2層(表A)和第3層(表B)。
目前已介紹了幫助GSM系統(tǒng)操作的主要單元，然后簡(jiǎn)單地研究一下由MS移動(dòng)單元的活動(dòng)發(fā)起的一些典型功能是值得的。然后，將這些功能的執(zhí)行方法與本發(fā)明所涉及的類似功能進(jìn)行比較。
在移動(dòng)電信系統(tǒng)GSM中，移動(dòng)設(shè)備MS在“空閑模式”(即沒(méi)有為其分配專用信道)下也執(zhí)行特定活動(dòng)。實(shí)際上，作為第一步驟，移動(dòng)單元需要能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信以在移動(dòng)過(guò)程中連續(xù)選擇一個(gè)小區(qū)并與之相連。上述活動(dòng)屬于“小區(qū)選擇”功能范圍，該功能在GSM 03.22和05.08建議書中有描述。另外一個(gè)需求是監(jiān)測(cè)尋呼消息，以答復(fù)可能的被叫。
在“小區(qū)選擇”的情況下，移動(dòng)單元通過(guò)掃描它能夠從群集內(nèi)更接近其所在位置的給定數(shù)目的小區(qū)進(jìn)行接收的BCCH載波，選擇一個(gè)小區(qū)與之相連。這是通過(guò)對(duì)BCCH廣播信道內(nèi)容的同步和讀取、根據(jù)前述方法進(jìn)行的。對(duì)于每個(gè)BCCH載波，移動(dòng)單元測(cè)量接收信號(hào)的功率和質(zhì)量，從而更新至少有六個(gè)最佳小區(qū)的列表。列表中的第一小區(qū)是最可靠的，并且移動(dòng)單元與它相連。MS對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入發(fā)生在如下情況下
1.主叫用戶的自發(fā)(self-initiative)；2.被叫網(wǎng)絡(luò)信令上的MS自發(fā)；3.通過(guò)傳輸切換命令的網(wǎng)絡(luò)信令上的MS自發(fā)，以下將對(duì)切換作簡(jiǎn)短的描述；4.在特定功能例如加入、鑒權(quán)等的情況下，沒(méi)有用戶和網(wǎng)絡(luò)操作的MS自發(fā)，下面對(duì)此不作描述。
當(dāng)上述接入之后是建立專用信道的連接時(shí)，網(wǎng)絡(luò)建立握手階段，以在RR連接上定義加密。加密方法采用在GSM 03.20中描述的加密算法A5(加密方法)。根據(jù)該方法，通過(guò)逐比特地對(duì)用戶數(shù)據(jù)流和使用稱作“加密密鑰”的密鑰(根據(jù)子條款4.3所規(guī)定的方式進(jìn)行確定)通過(guò)算法A5生成的加密比特流進(jìn)行相加，獲得在DCCH或TCH上傳輸?shù)膶?數(shù)據(jù)流。為了正確同步，算法A5需要知道系統(tǒng)幀號(hào)TDMA FRAME NUMBER。解密方法(解密方法)對(duì)接收信號(hào)應(yīng)用相同的加密方法階段，但是采用相反的次序。
由于本發(fā)明的目的是越區(qū)切換執(zhí)行協(xié)議，因此以背景技術(shù)的切換應(yīng)用為例，只對(duì)前面幾點(diǎn)中的第3點(diǎn)進(jìn)行研究。
圖7示出在GSM系統(tǒng)中成功完成異步BSC間切換情況下的消息順序圖。在該圖中，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，忽略了與統(tǒng)稱為“網(wǎng)絡(luò)”的協(xié)議實(shí)體有關(guān)的所有協(xié)議階段。這并不會(huì)影響說(shuō)明，因?yàn)槭煜び嘘P(guān)切換GSM規(guī)范的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自己完成省略的部分。如果刪除MS接收所謂物理信息的階段，該圖還能示出同步切換。參照?qǐng)D7，該過(guò)程如下所示●一旦完成大部分依賴于切換和轉(zhuǎn)換點(diǎn)發(fā)起原因的協(xié)議階段，網(wǎng)絡(luò)就準(zhǔn)備發(fā)送給新BSC的包含所有切換所需信息的消息，從而為切換提供新信道。當(dāng)新BSC如上所示工作時(shí)，它通過(guò)MSC發(fā)送切換命令，其中指示所分配的信道和移動(dòng)單元最初置于新信道上所需的所有信息，即使是以在定時(shí)和功率電平方面不是完美的方式。該命令由仍然與移動(dòng)單元保持連接的舊BSC發(fā)送給移動(dòng)單元，為此使用相關(guān)FACCH信道。切換命令內(nèi)容包括新小區(qū)的BSIC，切換類型(同步或異步)，要采用的頻率和時(shí)隙數(shù)目以及發(fā)射功率，當(dāng)然不會(huì)包括只有在同步之后才能知道的時(shí)間提前量和幀號(hào)。
●移動(dòng)單元臨時(shí)放棄舊信道，并且切換到新小區(qū)的新TCH信道，其中，它發(fā)送切換接入消息進(jìn)行接入。該消息為8比特長(zhǎng)，如同已連到小區(qū)的移動(dòng)單元在RACH信道上發(fā)送的信道請(qǐng)求消息，但是包含不同的內(nèi)容；例如，它包括“切換基準(zhǔn)”字段。切換接入消息和信道請(qǐng)求消息然后在短突發(fā)內(nèi)進(jìn)行編碼和空中發(fā)送，長(zhǎng)度為88比特。
●切換接入消息由移動(dòng)單元在專用TCH信道上重復(fù)多次，直到接收到全突發(fā)表明該信息已被接收。
●移動(dòng)單元接收由新BTS發(fā)送的物理信息，以在FACCH信道上回復(fù)切換接入消息，并且結(jié)束切換接入的發(fā)送。物理信息包括移動(dòng)單元在新信道上傳輸隨后突發(fā)所依據(jù)的提前量(定時(shí)提前量)。在這個(gè)階段，移動(dòng)單元自己可以與新BTS在幀上進(jìn)行完美的同步，并且調(diào)整發(fā)送時(shí)刻。舊加密密鑰保持不變。
●移動(dòng)單元在FACCH信道上向新BTS發(fā)送切換完成消息，然后新BSC與舊BSC進(jìn)行通信，讓它釋放舊的業(yè)務(wù)信道和相關(guān)信令。
圖8示出以握手的形式簡(jiǎn)要示出了失敗切換(同步或異步)的過(guò)程。實(shí)際上，如果在接收到切換命令消息之后，移動(dòng)單元不能在預(yù)見(jiàn)時(shí)間內(nèi)從新BTS接收到物理信息，它切換到舊小區(qū)的舊信道上，并且發(fā)送切換失敗消息，啟動(dòng)呼叫重新建立過(guò)程。
在此結(jié)束側(cè)重于與本發(fā)明進(jìn)行比較的GSM系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)描述?，F(xiàn)在開始討論的內(nèi)容是，相對(duì)于一般CDMA技術(shù)的一些缺點(diǎn)；需要采用與GSM系統(tǒng)不同解決方案的一般CDMA技術(shù)特有方面；其它方面，重點(diǎn)提及的是與實(shí)施方式描述不同的特點(diǎn)，對(duì)它們只是作簡(jiǎn)單的觀察。在此重點(diǎn)提及的方面如下●信道間距為200kHz的GSM FDMA-TDMA技術(shù)，除非求助于與標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)不同并且需要特定規(guī)劃的多時(shí)隙結(jié)構(gòu)，將限制單個(gè)用戶的比特率數(shù)據(jù)為9.6k比特/秒，且語(yǔ)音為13k比特/秒，這些值不適用于將來(lái)向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)的需要。
●在GSM中，特定共享接入技術(shù)和相對(duì)低的比特頻率，不設(shè)置嚴(yán)格的同步限制。因此，在研究以及在空閑模式和專用模式下保持同步時(shí)可以考慮采用相當(dāng)慢的機(jī)制。同步實(shí)際上是由BTS通過(guò)以大約45.6毫秒的間隔在下行鏈路多幀中發(fā)送FCCH和SCH信號(hào)副本來(lái)完成的。
在專用模式下保持移動(dòng)單元的同步可以考慮采用由BTS以每秒大約兩次的間隔在SACCH信道上發(fā)送定時(shí)提前量校正參數(shù)。這些同步機(jī)制不適用于TDD類型的3G系統(tǒng)(例如TD-SCDMA或TDDUTRAM(UMTS地面無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)))，其特征在于高得多的比特率和非常嚴(yán)格的對(duì)由于同步太松而產(chǎn)生的干擾的限制。這是因?yàn)榻尤爰夹g(shù)考慮多個(gè)同位置的用戶，從而它們之間的失步會(huì)產(chǎn)生相互干擾。
●GSM中網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)接入機(jī)制不同于同步機(jī)制(在該階段之前以及在該階段期間，基本上都是下行鏈路的)，因此不要求與接入同時(shí)的上行鏈路同步，實(shí)際上，如前所述使用短突發(fā)允許恢復(fù)在上行鏈路連接中交互的兩站之間的時(shí)間失準(zhǔn)。由于缺少3G系統(tǒng)的描述，現(xiàn)在所說(shuō)的不是太清晰，但是繼續(xù)這個(gè)主題是很重要的，因?yàn)樗婕氨旧暾?qǐng)的發(fā)明目的。所提出的主題更多地是出自兩個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)之間的不同層1的設(shè)置，而不是出自優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)的角度。與GSM相比，在3G系統(tǒng)中，物理信道的不同設(shè)置在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入期間產(chǎn)生另外的沖突問(wèn)題，對(duì)于異步切換也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，而這些問(wèn)題在GSM中不會(huì)發(fā)生。
●在GSM中實(shí)現(xiàn)的全雙工FDD類型接入中，上行鏈路多幀與下行鏈路多幀相同，從而，強(qiáng)制性存在業(yè)務(wù)信道數(shù)目和相關(guān)控制在兩個(gè)傳輸方向上的對(duì)稱關(guān)系。這一設(shè)置對(duì)于處理業(yè)務(wù)高度不平衡的情況不是最佳，例如在與因特網(wǎng)的連接中，更多使用的路徑無(wú)疑是下行鏈路路徑。
●與GSM信道相關(guān)的物理資源是固定的并且是不能修改的，因此，不可能動(dòng)態(tài)改變信道能力來(lái)面對(duì)業(yè)務(wù)或消息需求的變化。
●特定層1字段在GSM突發(fā)中是不可預(yù)見(jiàn)的，用來(lái)以突發(fā)為單位進(jìn)行功率控制和定時(shí)控制。以大約每秒兩次的間隔使SACCH信道處于忙狀態(tài)來(lái)執(zhí)行這些功能，速度太慢而不能消除瑞利衰落，并且只適合消除對(duì)數(shù)衰減。在GSM中，功率控制用來(lái)減小“平均”總干擾電平，因?yàn)槿绻鞒龊玫男^(qū)規(guī)劃，用戶不會(huì)與其它潛在的同頻干擾共享時(shí)隙。與此不同，在3G系統(tǒng)中，CDMA技術(shù)中的時(shí)隙和頻帶共享使用，實(shí)際上產(chǎn)生同頻類型的干擾。因此，要求更快速和更準(zhǔn)確的功率控制。
在這種環(huán)境下，通過(guò)“逐突發(fā)”地均衡從單一同頻用戶接收的功率，將使相互干擾度最小，并且使CDMA技術(shù)可靠。
CDMA技術(shù)是第三代系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)，就是因?yàn)樗軌虮苊馇懊嬷攸c(diǎn)提及的GSM缺點(diǎn)，特別是那些由于低比特率、具有準(zhǔn)確頻率規(guī)劃的需要、以及不能高效管理不對(duì)稱業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的缺點(diǎn)。如前言所述，本業(yè)界的不同公司正在開發(fā)第三代系統(tǒng)，近期目標(biāo)是相互協(xié)定產(chǎn)生大量詳細(xì)描述的UMTS通用規(guī)范，如同過(guò)去GSM在唯一歐洲環(huán)境中的情況一樣。目前，對(duì)于CDMA系統(tǒng)，正在運(yùn)行的是IS-95標(biāo)準(zhǔn)，采用64個(gè)也稱作沃爾什(Walsh)函數(shù)的編碼正交序列。除此之外，采用偽噪聲(PN)序列，例如“長(zhǎng)碼”用于用戶標(biāo)識(shí)，并且由基站傳輸?shù)膶?dǎo)頻序列PN用于基站標(biāo)識(shí)。為導(dǎo)頻信道采用沃爾什0函數(shù)。剩余63個(gè)沃爾什編碼用于同步信道(同步信道)、呼叫(尋呼信道)和通話(業(yè)務(wù)信道)。在以數(shù)據(jù)形式的信息內(nèi)容用沃爾什碼進(jìn)行加密然后進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制之前，通過(guò)信道編碼、交錯(cuò)器和長(zhǎng)碼進(jìn)行內(nèi)容劃分。編碼器輸入端的數(shù)據(jù)速度范圍為1200到9600比特/秒。CDMA基站的所有信道形成所謂的“前向鏈接”，實(shí)際上就是向移動(dòng)單元發(fā)射的信號(hào)。在相反方向上，移動(dòng)單元所發(fā)射的信號(hào)在信道編碼和所使用的調(diào)制類型(偏置-QPSK)方面不同于基站所發(fā)射的信號(hào)。位于移動(dòng)單元的接收器中的導(dǎo)頻序列PN用基站導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行同步，又用來(lái)對(duì)調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。區(qū)分移動(dòng)單元信號(hào)的另一特征是移動(dòng)單元不發(fā)射任何導(dǎo)頻信號(hào)?？梢栽诨竞退谢顒?dòng)移動(dòng)單元之間采用發(fā)射電平閉環(huán)控制，以補(bǔ)償由于離天線的不同距離和信道衰落而造成的衰減變化。通過(guò)這種控制，可以調(diào)整所有移動(dòng)單元的發(fā)射功率，從而使基站接收器的輸入信號(hào)強(qiáng)度具有大約相同的電平。
根據(jù)該規(guī)范，在純CDMA技術(shù)中，所有信道共享整個(gè)頻帶，也就是，不另外求助于其它多址技術(shù)。這也應(yīng)用于全雙工，對(duì)于基站所發(fā)射的信號(hào)和移動(dòng)單元所發(fā)射的信號(hào)，采用不同的調(diào)制類型和不同的信道編碼(當(dāng)然，保持使用相同的沃爾什函數(shù))。相當(dāng)明顯，IS-95所規(guī)定的系統(tǒng)還遠(yuǎn)算不上UMTS第三代系統(tǒng)。實(shí)際上，它不能滿足所要求的主要需求，特別是單個(gè)信道的高比特速率、兩個(gè)路徑上不對(duì)稱業(yè)務(wù)的可能性以及動(dòng)態(tài)改變擴(kuò)頻因子的可能性。而且，所采用的全雙工方法不在經(jīng)典FDMA和TDMA方案范圍內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致不同信道間的串音干擾(串音)。對(duì)于移動(dòng)單元的同步，假定使用已知的PLL機(jī)制，發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)PN校正移動(dòng)單元的振蕩頻率和發(fā)射比特的相位，因?yàn)闆](méi)有分層結(jié)構(gòu)的幀，校準(zhǔn)突發(fā)和幀是沒(méi)有必要的。而且，本申請(qǐng)人認(rèn)為，該規(guī)范沒(méi)有定義有關(guān)實(shí)際上可以與當(dāng)前GSM競(jìng)爭(zhēng)的UMTS系統(tǒng)的架構(gòu)、信令和實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有復(fù)雜問(wèn)題，它與GSM相比，GSM的地位仍然不可動(dòng)搖。對(duì)于采用IS-95規(guī)范的該系統(tǒng)，可以下這樣的結(jié)語(yǔ)該特定系統(tǒng)，雖然采用CDMA技術(shù)，但是并沒(méi)有比GSM系統(tǒng)本身提供任何更多先進(jìn)內(nèi)容來(lái)向第三代系統(tǒng)演進(jìn)。在這種情況下，它并不能讓制造商達(dá)到新的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。
下面重點(diǎn)給出在設(shè)計(jì)第三代系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，對(duì)它們的答復(fù)會(huì)影響設(shè)計(jì)選擇a)第一問(wèn)題與接收技術(shù)有關(guān)。TDD類型移動(dòng)電信系統(tǒng)，如同本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)，采用消除或者至少大大減小對(duì)有用的感興趣信號(hào)產(chǎn)生的干擾的接收過(guò)程，這個(gè)干擾是由共享(碼分)相同時(shí)隙的其他用戶發(fā)射的信號(hào)造成的。例如，為業(yè)界技術(shù)人員所知的接收技術(shù)稱作聯(lián)合檢測(cè)在對(duì)用戶x的信息進(jìn)行解碼時(shí)，也對(duì)同位置用戶y和z的信息進(jìn)行解碼，以從接收信號(hào)減去后者的信號(hào)，從而用戶x的信號(hào)不受干擾的影響。然而，這些接收技術(shù)要求在相同時(shí)隙中傳輸?shù)男盘?hào)具有相同的格式。這將不可能在相同時(shí)隙中混合全類型和短類型突發(fā)。現(xiàn)在，考慮切換接入消息在與其它用戶共享的時(shí)隙上進(jìn)行發(fā)送，要采用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，將消息設(shè)為與用來(lái)在專用模式下承載數(shù)據(jù)或信令不同的格式，是不可能的。因此產(chǎn)生一個(gè)與突發(fā)類型相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，從而反映在接入和同步技術(shù)上。b)第二點(diǎn)是相對(duì)于GSM，如何改變使得移動(dòng)單元在無(wú)線幀同步的裝置，因?yàn)樗鼈冊(cè)谛颅h(huán)境下將是不足夠的。c)第三點(diǎn)是如何在協(xié)議階段采用新同步裝置，預(yù)見(jiàn)移動(dòng)單元接入服務(wù)小區(qū)或者切換情況下的相鄰小區(qū)的無(wú)線幀。d)第四點(diǎn)是如何在多幀內(nèi)共享包括系統(tǒng)信息的邏輯信道，特別是如果涉及與所允許的信令延時(shí)相兼容的同步。e)第五點(diǎn)是如何以正確的功率電平獲得來(lái)自多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)。
對(duì)于特定點(diǎn)d)，必須指出的是，在CDMA系統(tǒng)中，由基站向所有移動(dòng)單元廣播的同步突發(fā)的特定結(jié)構(gòu)必須不同于在GSM的SCH信道中傳輸?shù)耐酵话l(fā)的結(jié)構(gòu)，是有正當(dāng)原因的，參見(jiàn)例如規(guī)范IS-95。在CDMA系統(tǒng)中所需的是導(dǎo)頻信號(hào)，這是象聚光燈的光那樣向移動(dòng)單元連續(xù)發(fā)射的純同步序列，以用于糾正由移動(dòng)單元生成的信號(hào)的單個(gè)比特(碼片)的頻率和相位，并且用于恢復(fù)與基準(zhǔn)基站的幀同步，如同已知的應(yīng)用所實(shí)際產(chǎn)生的那樣。建議不要將其它信息字段加到導(dǎo)頻信號(hào)，其原因如下●CDMA系統(tǒng)，UMTS的候選者，應(yīng)在導(dǎo)頻信號(hào)功能中保持最大通用特點(diǎn)，以有助于標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程；●額外字段將加大同步延遲；
●幀同步會(huì)被包含可變數(shù)據(jù)的字段打亂，例如TDMA系統(tǒng)中的幀號(hào)FN；實(shí)際上，在CDMA系統(tǒng)中，由于非常低的頻率復(fù)用(偶數(shù)單元)，導(dǎo)頻信號(hào)運(yùn)行在高度干擾的無(wú)線環(huán)境中。因此，所述信號(hào)應(yīng)具有非常好的互相關(guān)和自相關(guān)特性，從而使移動(dòng)臺(tái)在這種環(huán)境下容易地進(jìn)行解碼；●突發(fā)所占的更寬時(shí)隙將減少TDD應(yīng)用(時(shí)分雙工)中的有效荷載資源；●導(dǎo)頻信號(hào)與小區(qū)相關(guān)聯(lián)，并且移動(dòng)單元可以把它用作小區(qū)標(biāo)識(shí)符(參見(jiàn)規(guī)范IS-95)，這個(gè)確認(rèn)將由于額外字段而更昂貴，并且更不可靠。
●一般來(lái)說(shuō)，對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(后面我們將看到)，以在公共業(yè)務(wù)信道上傳輸信息；調(diào)制一定涉及一種固定模式，加入額外字段將不能保持這種模式。
如上所述，可以得出，在CDMA應(yīng)用中，下行鏈路導(dǎo)頻僅部分地代替GSM的FCCH和SCH信道，而缺少BSIC和SFN(System Frame Number，系統(tǒng)幀號(hào))信息字段，分別稱作站標(biāo)識(shí)符和其中傳輸同步突發(fā)的系統(tǒng)幀號(hào)(超超幀)。對(duì)于BSIC字段，其在下行鏈路導(dǎo)頻中的缺少不會(huì)帶來(lái)特殊的問(wèn)題，因?yàn)橄滦墟溌穼?dǎo)頻本身就是站標(biāo)識(shí)符，而對(duì)于幀號(hào)SFN，一個(gè)自然產(chǎn)生的選擇是將它視為在由BCCH控制信道廣播的系統(tǒng)消息中包含的不同信息單元中的一個(gè)信息單元。然而，通過(guò)SCH信道傳輸SFN參數(shù)，而不是與BCCH參數(shù)一起進(jìn)行廣播，這兩者之間存在差別。SCH類型消息在唯一全突發(fā)中進(jìn)行傳輸，因此，對(duì)它的獲取發(fā)生在一個(gè)無(wú)線幀時(shí)間內(nèi)。在GSM中，SCH信道之前為可以由移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行識(shí)別的FCCH信道，因此MS知道在什么時(shí)候接收SCH信號(hào)，從而獲得SFN參數(shù)。BCCH消息在多個(gè)幀(典型為4)內(nèi)進(jìn)行傳輸，因此，獲取花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。即使在CDMA系統(tǒng)中導(dǎo)頻信號(hào)允許知道公共信令信道何時(shí)開始，也不能確定所傳輸?shù)木褪歉信d趣的信息(例如，它也能包含尋呼)。因此，它不適合于切換過(guò)程期間，移動(dòng)臺(tái)不得不對(duì)目標(biāo)小區(qū)的BCCH信道進(jìn)行解碼，以恢復(fù)SFN參數(shù)。這些考慮不適用于空閑模式下的移動(dòng)單元，在該模式下，要求對(duì)BCCH消息進(jìn)行讀取和獲取，從而知道系統(tǒng)和所選小區(qū)的屬性，因此，在這個(gè)環(huán)境下，讀取SFN參數(shù)不會(huì)帶來(lái)任何額外的延遲。
在采用CDMA技術(shù)的UMTS系統(tǒng)中，最迫切的系統(tǒng)需求是優(yōu)化有效荷載和信令之間的實(shí)時(shí)資源共享。這根據(jù)空閑或?qū)Ｓ脿顟B(tài)要求以不同的方式將信息發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)。在專用模式下，實(shí)際上信令信息大部分涉及執(zhí)行非?？斓牟僮?，例如功率控制和同步保持，而同步保持具有更一般的功能，并且為整個(gè)連接會(huì)話作預(yù)備。因此，專用模式下的控制信息與運(yùn)行在廣播模式下的控制信息相比，必須具有更高的動(dòng)態(tài)性。這發(fā)生在GSM中，而且它必須更頻繁地出現(xiàn)在其中實(shí)時(shí)需求更加重要的采用CDMA技術(shù)的系統(tǒng)中。這就是說(shuō)，缺少本發(fā)明所提供裝置的單獨(dú)過(guò)程將出現(xiàn)由于越區(qū)切換時(shí)幀號(hào)SFN的新位置而造成的問(wèn)題，這就是因?yàn)樗荒苋淌苡捎谛滦^(qū)SFN值的獲取時(shí)間造成的執(zhí)行延遲。更詳細(xì)地說(shuō)，系統(tǒng)幀號(hào)SFN的知識(shí)在預(yù)見(jiàn)移動(dòng)單元接入網(wǎng)絡(luò)的所有過(guò)程中起作用，例如移動(dòng)單元主叫、移動(dòng)單元被叫以及切換。它用來(lái)完成同步，能夠在兩個(gè)交互站之間的同步模式下對(duì)信息進(jìn)行編碼和解碼，并且開始專用信道上的加密/解密。如上所述，移動(dòng)單元獲取SFN值由于讀取服務(wù)小區(qū)的BCCH信道而要求一定的初始延時(shí)。然后對(duì)于整個(gè)移動(dòng)單元與網(wǎng)絡(luò)保持同步期間，所述知識(shí)保持不變，并且在任何新讀取BCCH信道的時(shí)候進(jìn)行刷新。這意味著，只是開始受到影響，以后執(zhí)行有關(guān)過(guò)程時(shí)就不再有由于服務(wù)小區(qū)內(nèi)的SFN而造成的延時(shí)問(wèn)題。不幸的是，越區(qū)切換不在這個(gè)范圍之內(nèi)，因?yàn)橐苿?dòng)單元放棄該服務(wù)小區(qū)，并且出現(xiàn)在相鄰小區(qū)，而它不知道相鄰小區(qū)的SFN值(如果服務(wù)小區(qū)是甚至對(duì)于幀號(hào)都不同步的目標(biāo)小區(qū)，在同步切換的情況下也是一樣)。切換就其自身性質(zhì)而言是在通話期間所作的精確操作。因此，它必須快速結(jié)束，不給用戶產(chǎn)生噪音，并且在密度非常大的環(huán)境(市內(nèi)微小區(qū))下處理切換而不使系統(tǒng)過(guò)載。第三代系統(tǒng)設(shè)計(jì)者對(duì)此有兩種可能的方案接受由于慢速切換而造成的性能下降，或者增大支持BCCH邏輯信道的物理信道密度，因此以固定和獨(dú)立的方式減少有效荷載資源。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的范圍是示出一種在UMTS系統(tǒng)(采用CDMA技術(shù))中處理切換的過(guò)程，在不減少有效荷載資源的情況下保持高切換處理速度，而前面討論所涉及的內(nèi)容卻做不到這一點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)權(quán)利要求1所述，本發(fā)明的主要范圍是一種在第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中處理同步越區(qū)切換的過(guò)程。
根據(jù)權(quán)利要求2所述，本發(fā)明的另一目的是一種在第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中處理異步切換的過(guò)程。
這兩個(gè)過(guò)程都具有本發(fā)明的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于創(chuàng)建用于傳輸系統(tǒng)幀號(hào)的專用消息。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的過(guò)程給予采用CDMA技術(shù)的移動(dòng)系統(tǒng)這樣一種能力在與最大允許時(shí)間(200毫秒)相比對(duì)新小區(qū)的新信道上的同步所需的系統(tǒng)幀號(hào)進(jìn)行讀取速度太慢的環(huán)境下，保持高切換處理速度。另外必須指出的是，通過(guò)相鄰小區(qū)的BCCH信道進(jìn)行解碼對(duì)于MS太復(fù)雜。本發(fā)明消除由于在下行鏈路導(dǎo)頻信號(hào)中缺少存放新小區(qū)的SFN信息單元的字段而產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題。該任務(wù)涉及直接和立即使用它一定具有的所述信息單元的內(nèi)在知識(shí)的新小區(qū)基站。獲得上述優(yōu)點(diǎn)不會(huì)犧牲有效荷載，并且繼續(xù)保持SFN字段在BCCH信道中的位置，以用于不產(chǎn)生切換技術(shù)問(wèn)題的其它接入過(guò)程。
根據(jù)本申請(qǐng)人的觀點(diǎn)以及上述原因，新的越區(qū)切換協(xié)議采用專用于傳輸SFN字段的特定消息，表示與GSM和一般背景技術(shù)不同的創(chuàng)意。由于上述原因而發(fā)明的“特別”協(xié)議消息與在GSM中通常觀察到的過(guò)程完全相對(duì)，在GSM中，系統(tǒng)信息字段(如新環(huán)境中的SFN字段)屬于廣播消息，不在專用模式下傳輸。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1示出GSM或DCS類型移動(dòng)系統(tǒng)的方框圖；圖2示出本發(fā)明的包括GSM系統(tǒng)和3G移動(dòng)系統(tǒng)的場(chǎng)景方框圖；圖3示出傳輸給圖1和2的GSM移動(dòng)系統(tǒng)的接口無(wú)線Um的信號(hào)順序幀分層結(jié)構(gòu)；圖4示出由圖3的順序幀分層結(jié)構(gòu)支持的邏輯信道結(jié)構(gòu)；圖5示出圖3的順序幀分層結(jié)構(gòu)內(nèi)圖4邏輯信道的兩個(gè)可能結(jié)構(gòu)；圖6示出管理圖2的兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)操作的具有多個(gè)層次的協(xié)議方框圖；圖7示出與受限于在圖1的GSM移動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)線接口Um上進(jìn)行消息交換的越區(qū)切換協(xié)議相關(guān)的消息順序圖；
圖8示出與圖7的切換失敗情況下的握手階段相關(guān)的消息順序圖；圖9示出傳輸給包括本發(fā)明的移動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)線接口Uu的信號(hào)順序幀分層結(jié)構(gòu)；圖10a、10b、10c示出屬于圖9分層結(jié)構(gòu)的一些可能基本幀；圖10d示出包括在圖10a的基本幀中的DwPTS突發(fā)結(jié)構(gòu)；圖10e示出包括在圖10a的基本幀中的UpPTS突發(fā)結(jié)構(gòu)；圖10f示出包括在圖10a的基本幀中的突發(fā)Ts0、...Ts6一般結(jié)構(gòu)；圖10g示出包括在圖10a的基本幀中的突發(fā)Ts0、...Ts6實(shí)際結(jié)構(gòu)；圖11示出在3G移動(dòng)系統(tǒng)中采用的用來(lái)在不同小區(qū)間共享的不同的DwPTS(圖10d)以及擾碼組和中置組(圖10f、10g)的標(biāo)準(zhǔn)；圖12示出通過(guò)共享圖10e的UpPTS完成圖11標(biāo)準(zhǔn)的表；圖13示出由圖9的順序幀分層結(jié)構(gòu)支持的邏輯信道結(jié)構(gòu)；圖14示出圖3和圖9順序幀的部分表示以及它們的比較；圖15示出與圖10a的基本幀相關(guān)的物理和邏輯信道的表示；圖16示出與應(yīng)用本發(fā)明的3G移動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)線接口Uu的系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換協(xié)議相關(guān)的消息順序圖；附錄APP1示出在圖2的GSM和3G移動(dòng)系統(tǒng)中使用的層2協(xié)議的一般功能描述的表A，以及與層3協(xié)議相關(guān)的相似的表B；以及附錄APP2示出指定應(yīng)用本發(fā)明的3G移動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)線接口Uu的一些物理和功能特性的表1到9。
優(yōu)選實(shí)施方式圖9(前面的圖已作過(guò)講解)示出一個(gè)3G基本幀內(nèi)的7個(gè)時(shí)間間隔或時(shí)隙以及其它三個(gè)特殊時(shí)隙(后面將要描述)的順序結(jié)構(gòu)，該基本幀為使用用于小區(qū)的那些一般載波(由于采用寬帶，在數(shù)目上遠(yuǎn)小于在GSM中所使用的一般載波)中的一個(gè)而不定地重復(fù)。圖9的基本幀包括來(lái)自移動(dòng)單元MS的m個(gè)時(shí)隙UL#0、...、UL#m(上行鏈路)以及來(lái)自BTSC(圖2)的n個(gè)時(shí)隙DL#n、...、DL#0(下行鏈路)，在3G系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的為TDD類型全雙工。包括載波及其使用時(shí)隙以及擴(kuò)頻碼的集合形成Uu接口的物理信道，用來(lái)從邏輯角度支持信道特征信息。順序幀以通過(guò)在3G系統(tǒng)中使用的所有載波觀察的多個(gè)層次進(jìn)行組織。由BTS傳輸?shù)妮d波傳輸相互同步的幀，因此簡(jiǎn)化相鄰小區(qū)間的同步。不對(duì)本發(fā)明設(shè)置限制，在不同群集的所有小區(qū)之間進(jìn)行一般幀同步是方便的，這體現(xiàn)作為TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division MultipleAccess，時(shí)分同步碼分多址)系統(tǒng)的3G系統(tǒng)的特點(diǎn)。這就是說(shuō)，從該圖的下方往上看，可以看到3G基本幀包括n+m＝7個(gè)有用時(shí)隙，其中每個(gè)時(shí)隙的時(shí)長(zhǎng)為0.675毫秒，以及三個(gè)特殊時(shí)隙，依次為75微秒的DwPTS時(shí)隙(DownlinkPilot Time Slot，下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙)、75微秒的保護(hù)時(shí)間GP和125微秒的UpPTS時(shí)隙(Uplink Pilot Time Slot，上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙)?；編目倳r(shí)長(zhǎng)為5毫秒。24個(gè)3G基本幀形成一個(gè)120毫秒的業(yè)務(wù)多幀。48個(gè)3G基本幀形成一個(gè)240毫秒的控制多幀。24×48＝1152個(gè)3G基本幀形成一個(gè)5.76秒的3G超幀。該1152個(gè)幀可以來(lái)自48個(gè)業(yè)務(wù)幀或24個(gè)控制幀。2048個(gè)3G超幀形成一個(gè)包括2,359,296個(gè)3G幀、總時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)16分36秒的3G超超幀。圖3和圖9的比較示出GSM和3G系統(tǒng)采用與不同時(shí)分次序相當(dāng)接近的值。所示的分層結(jié)構(gòu)不是綁定的，例如，用于將圖2的兩個(gè)連續(xù)基本幀考慮為具有兩倍時(shí)長(zhǎng)的新幀的兩個(gè)子幀的信令機(jī)會(huì)是可能的，其中該新幀屬于總時(shí)長(zhǎng)為720毫秒的72個(gè)新幀的多幀。在3G基本幀中，保護(hù)周期GP用來(lái)避免上行鏈路和下行鏈路傳輸之間的干擾，以及當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在UpPTS信道上發(fā)送第一信號(hào)時(shí)吸收移動(dòng)臺(tái)與基站間的傳播延遲；并且表示DL/UL轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
緊鄰于保護(hù)周期GP之前的是特殊DwPTS時(shí)隙，而緊鄰于保護(hù)周期GP之后的是UpPTS時(shí)隙，它們都包含不應(yīng)用擴(kuò)頻碼的同步突發(fā)，它們的功能后面將要描述。剩余的時(shí)隙包含具有相同結(jié)構(gòu)應(yīng)用擴(kuò)頻碼的突發(fā)，并且用于業(yè)務(wù)或信令。圖10a、10b和10c示出3G基本幀的不同結(jié)構(gòu)，前兩個(gè)圖的結(jié)構(gòu)比第三個(gè)圖更具有對(duì)稱性。圖10a示出多幀內(nèi)處于不同時(shí)間位置的圖9基本幀，特別是以UpPTS開始，緊接著三個(gè)上行鏈路時(shí)隙Ts0、Ts1和Ts2，然后是四個(gè)下行鏈路時(shí)隙Ts3、Ts4、Ts5和Ts6，最后是DwPTS和保護(hù)時(shí)間GP。在時(shí)隙Ts2和Ts3之間存在轉(zhuǎn)換點(diǎn)UL/DL(與前面不同)。圖10b示出在兩個(gè)方向上三個(gè)有用時(shí)隙的完全對(duì)稱情況和用于信令的下行鏈路Td6時(shí)隙，而圖10c示出更適合于因特網(wǎng)連接的具有兩個(gè)上行鏈路時(shí)隙和四個(gè)下行鏈路時(shí)隙的不對(duì)稱情形。在圖10a中，不同有用時(shí)隙的時(shí)長(zhǎng)通過(guò)稱作碼片的測(cè)量單元來(lái)表示，碼片時(shí)長(zhǎng)為0.78125微秒，等于用來(lái)在有用時(shí)隙中根據(jù)CDMA技術(shù)執(zhí)行擴(kuò)頻的N個(gè)序列碼集的公共頻率對(duì)應(yīng)的碼片速率(＝1.28M碼片/秒)的倒數(shù)。圖10d示出下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS包括32碼片保護(hù)周期GP以及隨后的64碼片SYNC序列。圖10e示出上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS包括128碼片SYNC1序列以及隨后的32碼片保護(hù)周期GP，并且最后圖10f示出有用時(shí)隙Ts0、...、Ts6的公共結(jié)構(gòu)包括具有相同352碼片長(zhǎng)度的兩個(gè)數(shù)據(jù)字段，分別位于144碼片中置之前和之后，并且以16碼片保護(hù)周期GP結(jié)束，總共864碼片。
以預(yù)設(shè)數(shù)目的序列碼對(duì)圖10f所示兩個(gè)字段中的每個(gè)進(jìn)行調(diào)制，以在擴(kuò)頻頻帶中生成相同數(shù)目的無(wú)線信道，這些信道單獨(dú)占據(jù)整個(gè)頻帶，并且表示相同數(shù)目的用于業(yè)務(wù)和信令的所謂資源單元RU(Resource Unit，資源單元)；旁邊的中置包括由BTS基站和移動(dòng)單元使用的訓(xùn)練序列，以估計(jì)所生成的無(wú)線信道數(shù)目的脈沖響應(yīng)，用于后面將要提及的目的。
參照?qǐng)D10f的主突發(fā)，應(yīng)用下面關(guān)系式Tsk＝Qk×Tc，其中Qk是擴(kuò)頻因子SF(擴(kuò)頻因子)，從1、2、4、8和16中自由選擇，對(duì)應(yīng)于碼序列的所述數(shù)目N；Ts是傳輸符號(hào)的時(shí)長(zhǎng)，并且Tc是碼片的固定時(shí)長(zhǎng)。從這個(gè)關(guān)系式可以看出，增大擴(kuò)頻因子也會(huì)增大傳輸符號(hào)的時(shí)長(zhǎng)，換句話說(shuō)，與主突發(fā)相連的物理信道增大，但是信道上所允許的傳輸速度下降。
在附錄APP2中，給出概括上述概念的兩個(gè)表。表1示出對(duì)于CDMA調(diào)制序列的不同擴(kuò)頻因子SF可以從圖10f的主突發(fā)的每個(gè)數(shù)據(jù)字段獲得的符號(hào)數(shù)目。表2示出對(duì)于不同RUSF1...16的近似數(shù)據(jù)傳輸速度。從所提供的信息可以看出，在圖10a的幀中采用等于16的一般化擴(kuò)頻因子，7個(gè)有用時(shí)隙中的每個(gè)均承載54個(gè)符號(hào)，加上10個(gè)UpPTS符號(hào)、6個(gè)DwPTS符號(hào)、6個(gè)GP周期等同符號(hào)，總共400個(gè)符號(hào)。
在描述物理信道的使用之前，從射頻頻譜開始從無(wú)線電的角度給出物理信道特征信息是值得的。用于3G系統(tǒng)的頻段可以分配大約2GHz，并且根據(jù)頻譜可用情況具有可變寬度。更具體地說(shuō)，可用區(qū)域當(dāng)前包括在1785到2220MHz之間、寬度范圍為15到60MHz的非連續(xù)頻段中，因此，使3G業(yè)務(wù)與其它系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)共存是可能的。附錄APP2的表3示出圖10f突發(fā)的主要調(diào)制參數(shù)。對(duì)數(shù)據(jù)(符號(hào))進(jìn)行調(diào)制的擴(kuò)頻序列是稱作Walsh(n)函數(shù)的序列。對(duì)于所分配的擴(kuò)頻因子SF，選擇不同的Walsh(沃什)函數(shù)SF是可能的，這些SF全部保持正交，并且具有在相同時(shí)隙中自由分配給移動(dòng)單元的可能性。在圖10f的突發(fā)中，共享時(shí)隙的16個(gè)最大可能用戶也可以在不應(yīng)用擴(kuò)頻碼的中置電平進(jìn)行標(biāo)識(shí)。為此，通過(guò)以最小移相寬度的倍數(shù)對(duì)基本周期序列碼進(jìn)行循環(huán)移相，(使用已知方法)獲得同一中置的最大16個(gè)不同版本，經(jīng)證實(shí)是有用的。還要考慮的最后一個(gè)重要操作是加擾，也就是，將通過(guò)擴(kuò)頻過(guò)程獲得的每個(gè)序列單元與代表小區(qū)的加擾序列(混頻)相乘。加擾給予所應(yīng)用的序列偽噪聲特征。擴(kuò)頻→加擾操作可以比作應(yīng)用具有小區(qū)特征的擴(kuò)頻碼。分配給RU的擴(kuò)頻和擾碼特定組合的知識(shí)使得能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸給無(wú)線接口Uu，并且將接收信號(hào)進(jìn)行解擾和解擴(kuò)反向操作以重構(gòu)原始信號(hào)。類似的方法適用于中置。
圖11示出3G系統(tǒng)不同小區(qū)間下列實(shí)體的共享標(biāo)準(zhǔn)DwPTS突發(fā)的SYNC序列、擾碼、中置和UpPTS突發(fā)的SYNC1序列(也稱作簽名)。參照?qǐng)D11，可以看到，一個(gè)表分為32行，每行分配有相同數(shù)目的SYNC碼，分別表示為DwPTS1、...、DwPTS32。假定是每個(gè)小區(qū)一個(gè)載波的情況，32個(gè)SYNC碼的組還表示32個(gè)小區(qū)，否則，它表示更少數(shù)目的小區(qū)；最后的標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)預(yù)見(jiàn)與3G系統(tǒng)或者當(dāng)需要增加時(shí)其群集中的一個(gè)的載波數(shù)目相同的DwPTS導(dǎo)頻。包括4個(gè)擾碼的擾碼組與每個(gè)DwPTSn相對(duì)應(yīng)，總共32個(gè)組和128個(gè)碼，以如圖所示的順序數(shù)字次序進(jìn)行分配。4個(gè)中置的組分別與32個(gè)擾碼組一一對(duì)應(yīng)，總共32個(gè)組和128個(gè)中置，以與擾碼相同的數(shù)字次序進(jìn)行分配。從4個(gè)中置中，只選擇其中的一個(gè)，當(dāng)需要時(shí)如上所述提供通過(guò)SF時(shí)移而獲得的其SF(最大16)版本。
圖12示出簽名序列SYNC1在3G系統(tǒng)不同小區(qū)中的共享標(biāo)準(zhǔn)，其中每個(gè)對(duì)應(yīng)于上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS的內(nèi)容。從該圖的表中可以看到，該表與前面圖11的表具有行對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)際上，也是在這種情況下，每行表示由其自己的DwPTS導(dǎo)頻標(biāo)識(shí)的載波(小區(qū))，總共32個(gè)。8個(gè)不同SYNC1序列的組與每個(gè)下行鏈路導(dǎo)頻DwPTS相對(duì)應(yīng)，總共256個(gè)SYNC1序列，按照?qǐng)D中的數(shù)字順序進(jìn)行分配?？梢钥吹?，移動(dòng)單元隨機(jī)選擇與一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)DwPTS相對(duì)應(yīng)的8個(gè)SYNC1序列中的一個(gè)，以通過(guò)由特定導(dǎo)頻信號(hào)標(biāo)識(shí)的小區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)。該圖的圖注給出兩個(gè)表中不同單元的長(zhǎng)度。
圖10a所示的基本幀的不同時(shí)隙或多或少都通過(guò)常駐智能天線進(jìn)行波束賦形(beamforming)(當(dāng)然是在單個(gè)BTSC中)。進(jìn)行波束賦形的時(shí)隙與用于BTSC對(duì)發(fā)射和接收時(shí)隙進(jìn)行空間或時(shí)空濾波的復(fù)數(shù)波束賦形常數(shù)集相關(guān)聯(lián)。
目前介紹過(guò)的實(shí)體，也就是分配給系統(tǒng)的頻段、載波頻率以及它們?cè)诓煌^(qū)間的分布、基本幀結(jié)構(gòu)和幀分層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS、UpPTS和有用時(shí)隙的結(jié)構(gòu)、擾碼、中置以及相關(guān)時(shí)移，數(shù)字和擴(kuò)頻碼、波束賦形常數(shù)，以及將要對(duì)物理和邏輯信道的形成進(jìn)行簡(jiǎn)短描述的其它信息等，形成由設(shè)計(jì)者構(gòu)想的3G系統(tǒng)框架。該信息一般表現(xiàn)協(xié)議層1的特征，并且全部或部分涉及分配給分布在領(lǐng)地范圍內(nèi)不同BSCC和BTSC局的半永久性數(shù)據(jù)。執(zhí)行漫游或者處于空閑狀態(tài)的移動(dòng)單元總是經(jīng)過(guò)將它連到“位置區(qū)”、特別是小區(qū)的加入過(guò)程，其中，它必須知道半永久性數(shù)據(jù)(頻率、DwPTS、基本中置、擾碼、UpPTS組)。適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)消息完成這一目的，然后它與隨后的“分配”消息結(jié)合在一起，分配對(duì)在臨時(shí)模式下分配給涉及無(wú)線接口Uu的連接的信道進(jìn)行更正確配置的剩余單元(中置偏移碼、擴(kuò)頻因子以及擴(kuò)頻碼、波束賦形參數(shù)、發(fā)射功率和時(shí)間提前量)。
考慮到DwPTS、UpPTS和中置單元在3G系統(tǒng)中的重要性，后面將對(duì)它們進(jìn)行更詳細(xì)的描述。導(dǎo)頻DwPTS由一般BTSC站進(jìn)行傳輸，不進(jìn)行波束賦形，或者進(jìn)行扇區(qū)波束賦形，并且使得移動(dòng)單元能夠在開機(jī)時(shí)執(zhí)行小區(qū)選擇過(guò)程。為此，移動(dòng)單元在它的揮發(fā)性存儲(chǔ)器SIM(Subscriber Identity Module，用戶識(shí)別模塊)中存儲(chǔ)有用于3G系統(tǒng)的所有頻率和對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻DwPTS，從而可以開始同步下行鏈路掃描，以確定以最高功率接收的DwPTS導(dǎo)頻，以將自身加入相關(guān)小區(qū)，并且繼續(xù)讀取廣播系統(tǒng)信息。移動(dòng)單元因此知道用于小區(qū)的基本中置和相關(guān)擾碼。辨別DwPTS導(dǎo)頻需要使用其系數(shù)編碼與隨時(shí)檢查的SYNC序列相耦合的數(shù)字濾波器。在同步期間，允許從接收信號(hào)中消除頻率偏置的頻率跟蹤算法可以是活躍的。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在此只作簡(jiǎn)短概括的與下行鏈路導(dǎo)頻DwPTS任務(wù)相關(guān)的其它功能是相鄰基站的空中同步以及指示移動(dòng)單元從中獲得廣播系統(tǒng)信息的公共控制基本信道(CCPCH)的開始位置和交錯(cuò)周期。該后一個(gè)功能可以采用為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的不同技術(shù)來(lái)獲得。
另一方面，上行鏈路導(dǎo)頻UpPTS在小區(qū)選擇階段之后的加入過(guò)程(位置更新)中由移動(dòng)單元開始啟動(dòng)，然后是在小區(qū)重新選擇過(guò)程和異步切換中的第一次和附加隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入階段。移動(dòng)單元從8個(gè)SYNC1序列中隨機(jī)選擇一個(gè)用于上行鏈路發(fā)送，并開始對(duì)它進(jìn)行發(fā)送。一組的8個(gè)序列相互正交，從而它們可以同時(shí)由相同數(shù)目的移動(dòng)單元進(jìn)行發(fā)送，并且可以由基站BTSC進(jìn)行區(qū)分，而不產(chǎn)生干擾。如上所述應(yīng)用于所有256個(gè)SYNC1序列。確認(rèn)SYNC1序列的BTSC站測(cè)量相關(guān)延遲和所接收的功率電平，并且使用適當(dāng)物理信道P-FACH(將在下面描述)在單個(gè)突發(fā)上向移動(dòng)單元發(fā)送接入定時(shí)調(diào)整消息(定時(shí)調(diào)整)，以限定單幀時(shí)延。移動(dòng)單元使用經(jīng)過(guò)調(diào)整的值發(fā)送下一消息。響應(yīng)SYNC1序列，開始的功率控制和同步減小由網(wǎng)絡(luò)分配的信道上的總干擾。移動(dòng)單元當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接收到對(duì)發(fā)送SYNC1序列的調(diào)整響應(yīng)時(shí)，停止發(fā)送導(dǎo)頻UpPTS。分配專用信道之后，通過(guò)使用中置來(lái)保持同步和正確的發(fā)射功率。
一個(gè)基本中置可以在一個(gè)小區(qū)內(nèi)生成最多16個(gè)不同的中置，由相同數(shù)目的編碼時(shí)移值指定，這與由于最大擴(kuò)頻值SF可以在一個(gè)時(shí)隙中共存的突發(fā)的不同版本相同。中置與所在突發(fā)的數(shù)據(jù)一樣經(jīng)過(guò)相同的波束賦形并且采用相同的數(shù)據(jù)發(fā)射功率。指定中置的代碼是用于估計(jì)相關(guān)無(wú)線信道脈沖響應(yīng)的訓(xùn)練序列碼。與中置相關(guān)聯(lián)的功能如下-估計(jì)無(wú)線信道。它是由移動(dòng)單元和BTSC對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行的因?yàn)锽TSC站接收一個(gè)時(shí)隙中同一中置的多個(gè)相移版本，所以它可以有利地采用已知的聯(lián)合估計(jì)方法，通過(guò)該方法，在一個(gè)相關(guān)周期中就可以在相關(guān)器的輸出端順序獲得與由不同移動(dòng)單元參與的無(wú)線信道相關(guān)的特定脈沖響應(yīng)。
-功率控制測(cè)量。在上行鏈路和下行鏈路上進(jìn)行信號(hào)/干擾功率比的測(cè)量來(lái)定發(fā)射功率的等級(jí)。使用一種基于內(nèi)環(huán)控制的機(jī)制，它是非?？斓?，因?yàn)樗ㄟ^(guò)脈沖響應(yīng)的第一樣本進(jìn)行操作，它還可以通過(guò)基于質(zhì)量測(cè)量的外環(huán)來(lái)完成，但是速度會(huì)慢些。層1字段可以在主突發(fā)中進(jìn)行預(yù)見(jiàn)，以分配命令給允許快速內(nèi)環(huán)的發(fā)射器。
-保持上行鏈路同步。BTSC站計(jì)算相對(duì)于它自己的基準(zhǔn)時(shí)間的中置辨別時(shí)刻，它將該時(shí)刻與前面校正值進(jìn)行比較，該差別成為新的定時(shí)提前量值，以發(fā)送到移動(dòng)單元用來(lái)校正下一突發(fā)的開始發(fā)射時(shí)刻。上行鏈路傳輸?shù)臏?zhǔn)確度是碼片時(shí)長(zhǎng)的1/8，層1字段可以在主突發(fā)中進(jìn)行預(yù)見(jiàn)，以分配命令給允許快速控制的發(fā)射器。
-頻率偏置校正。它是在確認(rèn)中置的時(shí)候只由移動(dòng)單元在下行鏈路方向上進(jìn)行的過(guò)程。
圖10g示出圖10f的主突發(fā)的可能結(jié)構(gòu)，其中，可以看到緊鄰于中置兩側(cè)的兩個(gè)層1字段L1。每個(gè)L1字段又分別與一個(gè)附加的字段相鄰，這些附加字段都用于后面將要描述的SACCH信道。附錄APP2的表4示出圖10g的L1字段的含義、突發(fā)位置以及尺寸。第三列的表示意味著擴(kuò)頻因子16。該表包括三個(gè)稱作PC、SS和SFL的兩比特字段。PC和SS字段包括傳給發(fā)射器用來(lái)執(zhí)行功率控制(Power Control，PC)和同步偏移(Synchronizaiton Shift，SS)功能的命令。字段SFL是以與GSM相同的方式使用的偷幀標(biāo)志SFL符號(hào)的第一比特控制圖10g的突發(fā)的偶數(shù)比特，而第二比特控制奇數(shù)比特。如果控制比特的值設(shè)為“1”，對(duì)應(yīng)的突發(fā)偶數(shù)或奇數(shù)比特傳輸高層信令(FACCH)，否則對(duì)應(yīng)的突發(fā)偶數(shù)或奇數(shù)比特傳輸數(shù)據(jù)，例如語(yǔ)音數(shù)據(jù)。SFL值對(duì)于依賴于業(yè)務(wù)的N幀整個(gè)交錯(cuò)周期是固定的。字段PC、SS和SFL總共6個(gè)比特相當(dāng)于96個(gè)碼片(6個(gè)符號(hào))。數(shù)據(jù)字段的剩余304個(gè)碼片超出突發(fā)容量，因此，SACCH信道的四個(gè)符號(hào)必須包括在數(shù)據(jù)字段中。隨后的表5和6示出PC和SS字段的比特與相關(guān)命令的映射，記住，最小步長(zhǎng)Pstep為±1dB，并且1/kTc為碼片時(shí)間Tc的1/8。
參照附錄APP2的表7，現(xiàn)在研究一下對(duì)應(yīng)于迄令所描述的層1單元的物理信道。該表還示出物理信道與邏輯信道的映射。與GSM的對(duì)應(yīng)信道進(jìn)行比較以突出層1的差別也是值得的。表7所示的物理信道是DPCH(DedicatedPhysical CHannel，專用物理信道)、P-CCPCH(Primary-Common Control PhysicalCHannel，基本-公共控制物理信道)、S-CCPCH(Secondary-Common ControlPhysical CHannel，輔助-公共控制物理信道)、P-RACH(Physical RandomAccess CHannel，物理隨機(jī)接入信道)、P-FACH(Physical Forward AccessCHannel，物理前向接入信道)、以及PDPCH(Packet Data Physical CHannel，分組數(shù)據(jù)物理信道)。可以在上述物理信道中進(jìn)行映射的邏輯信道在表中用如下名稱表示TCH(Traffic CHannel，業(yè)務(wù)信道)、SACCH(Slow Associated ControlCHannel，慢速相關(guān)控制信道)、FACCH(Slow Associated Control CHannel，快速相關(guān)控制信道)、BCCH(Broadcast Control CHannel，廣播控制信道)、PCH(Paging CHannel，尋呼信道)、AGCH(Access Grant CHannel，接入準(zhǔn)許信道)、optCH(Optional CHannel，可選信道)、COCH(Common OmnidirectionalCHannel，公共全向信道)、RACH(Random Access CHannel，隨機(jī)接入信道)、FACH(Forward Access CHannel 1 burst，前向接入信道1突發(fā))、PDTCH(PacketData Traffic CHannel，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道)、PACCH(Packet Associated ControlCHannel，分組相關(guān)控制信道)。
3G系統(tǒng)的兩個(gè)特有物理信道毫無(wú)疑問(wèn)是兩個(gè)導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS和UpPTS。其中，下行鏈路導(dǎo)頻DwPTS在新的環(huán)境下執(zhí)行類似于支持GSM的SCH和FCCH的突發(fā)功能，除了不承載TDMA幀號(hào)這一情況之外，TDMA幀號(hào)因此需要通過(guò)廣播系統(tǒng)信息發(fā)送。另一方面，上行鏈路導(dǎo)頻UpPTS與GSM不匹配，因?yàn)樗m合于TDD幀。可以看到，移動(dòng)單元強(qiáng)制使用由UpPTS承載的簽名SYNC1，以獲得發(fā)射下一消息信號(hào)(典型地在隨機(jī)信道RACH上用來(lái)請(qǐng)求分配專用信道)的時(shí)間和功率同步。時(shí)間和功率同步需要發(fā)生于第一次網(wǎng)絡(luò)接入，然后當(dāng)網(wǎng)絡(luò)將專用信道分配給移動(dòng)單元(UE)時(shí)，提供中置；因此，一直到那個(gè)時(shí)刻，SYNC1序列都是必要的。接入和同步機(jī)制因此不同于GSM，就是因?yàn)?G系統(tǒng)的不同物理設(shè)置。在GSM中，不能預(yù)見(jiàn)分配專用信道之前的上行鏈路時(shí)間和功率同步，因?yàn)榻邮芨蓴_度的要求相對(duì)不太嚴(yán)格，并且還因?yàn)闆](méi)有SYNC1序列的等同上行鏈路。正確的動(dòng)態(tài)過(guò)程參見(jiàn)與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式相關(guān)的圖16的描述，其中示出應(yīng)用本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)部的越區(qū)異步切換過(guò)程。在此需要重點(diǎn)說(shuō)明的是在接入RACH信道作為第一次接入或者接入專用信道之前，在切換期間，移動(dòng)單元繼續(xù)發(fā)送SYNC1序列，直到通過(guò)P-FACH信道獲得網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)，并且就在轉(zhuǎn)換到專用信道之前，該序列還可以被再次發(fā)送(除了切換之外)。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，沒(méi)有描述與移動(dòng)單元主叫或移動(dòng)單元被叫過(guò)程相關(guān)的例子，其中，與切換相比，更能體現(xiàn)發(fā)送SYNC1的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
對(duì)于前面所述，可以容易地理解在通過(guò)SYNC1的接入機(jī)制中，UpPTS信道的沖突可能性高于GSM在RACH信道上的可能性；由于系統(tǒng)對(duì)于所述信道提供相互正交的8個(gè)不同SYNC1，可以部分克服這一缺點(diǎn)。然而，這一方面的深入不是本發(fā)明的范圍。
繼續(xù)表7的物理信道描述，基本信道P-CCPCH例如總是分配在緊鄰于DwPTS導(dǎo)頻之前的下行鏈路時(shí)隙中(參見(jiàn)圖10a)。它的擴(kuò)頻因子總是16。該信道具有可以是全向或者進(jìn)行受限波束賦形以向小區(qū)給出給定形狀的固定輻射模式。中置的最低偏移值總是與該信道相關(guān)聯(lián)?；拘诺繮-CCPCH傳輸23個(gè)高層信息字節(jié)，并且提供有關(guān)其它公共控制信道的信息。輔助信道S-CCPCH可以自由分配在所有下行鏈路時(shí)隙中。擴(kuò)頻因子總是16，并且可以進(jìn)行全向或自適應(yīng)可變波束賦形。
P-RACH隨機(jī)信道可以分配在一個(gè)或多個(gè)上行鏈路時(shí)隙中，它的數(shù)目依賴于預(yù)見(jiàn)業(yè)務(wù)，并且用于與請(qǐng)求分配業(yè)務(wù)信道一起傳輸移動(dòng)單元的消息。擴(kuò)頻因子總是16，并且可以進(jìn)行全向或自適應(yīng)可變波束賦形。它部分包含層1信息。
P-FACH直接信道可以自由配置在所有下行鏈路時(shí)隙中。擴(kuò)頻因子總是16，并且可以進(jìn)行全向或自適應(yīng)可變波束賦形。它部分包含層1信息。P-FACH信道承載正確揭示的對(duì)每個(gè)SYNC1序列的網(wǎng)絡(luò)回復(fù)。該回復(fù)消息在單個(gè)突發(fā)上進(jìn)行提供，以將時(shí)延限制到單個(gè)5毫秒基本幀。通過(guò)附屬于P-FACH信道的回復(fù)，網(wǎng)絡(luò)向發(fā)送SYNC1序列的移動(dòng)臺(tái)提供確認(rèn)序列的標(biāo)識(shí)符以及有關(guān)用于傳輸下一消息(該消息非?？赡苁荘-RACH信道上的請(qǐng)求業(yè)務(wù)消息)的正確提前量和功率電平的指示。通過(guò)SYNC1序列接入網(wǎng)絡(luò)以并行的方式涉及已確定向移動(dòng)單元分配下一緊接階段的P-RACH、P-FACH、以及P/S-CCPCH(在本情況下為AGCH)的方法這一情況。在這個(gè)模式的定義中，我們不得不面對(duì)與沖突有些相反的方面。實(shí)際上，由于可以為每個(gè)小區(qū)配置多個(gè)所述信道，因此移動(dòng)單元具有定義它必須從這些信道的哪一個(gè)等待對(duì)前面SYNC1序列(或者，對(duì)信道請(qǐng)求)的網(wǎng)絡(luò)回復(fù)這一問(wèn)題。在也是以本申請(qǐng)人的名義提交的最近專利申請(qǐng)中有對(duì)剛才所示問(wèn)題的解決方案，它具有避免由于系統(tǒng)信息的系統(tǒng)讀取造成的信令時(shí)延這一優(yōu)點(diǎn)。所示的解決方案基本上就是創(chuàng)建如下類型的鏈路SYNC1→P-FACH→P-RACH→AGCH相當(dāng)于下面鏈路SYNC1→P-FACH→P-RACH→P/S-CCPCH具有下面限制-映射必須將8個(gè)SYNC1序列中的每個(gè)與P-FACH信道相關(guān)聯(lián)。每個(gè)P-FACH必須是至少一個(gè)SYNC1的目標(biāo)。
-從P-FACH到AGCH的映射必須創(chuàng)建與經(jīng)過(guò)配置的P/S-CCPCH的關(guān)聯(lián)。P/S-CCPCH信道承載AGCH。每個(gè)經(jīng)過(guò)配置的AGCH表示至少一個(gè)P-RACH的映射目標(biāo)。
定義不同預(yù)見(jiàn)鏈路的信息包括在廣播系統(tǒng)信息中，因此甚至在建立連接之前鏈路就為移動(dòng)單元和網(wǎng)絡(luò)所知。附錄APP2的表8給出SYNC1序列組與P-FACH信道的這種關(guān)聯(lián)的例子。從該表中可以看到，增加P-FACH信道使用的時(shí)隙數(shù)目，SYNC1組相應(yīng)增加，并且一個(gè)組內(nèi)的單元數(shù)目平均減小。已建立一個(gè)鏈路如所希望的鏈路的這一情況使得移動(dòng)單元能夠獲得來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的回復(fù)，允許有利地進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪B接。
物理專用信道DPCH具有圖10g所述的突發(fā)結(jié)構(gòu)。它們是進(jìn)行波束賦形的雙向或單向信道。圖10g的突發(fā)結(jié)構(gòu)在接入網(wǎng)絡(luò)期間不足以使用，該期間的特征在于廣泛地使用傳給不同移動(dòng)單元的PC和SS命令，這一任務(wù)由采用整個(gè)突發(fā)的物理信道P-FACH進(jìn)行執(zhí)行。
PDPCH信道具有與DPCH專用信道相同的結(jié)構(gòu)，層1字段的含義明顯發(fā)生改變。
現(xiàn)在我們將要描述在圖7的物理信道中映射的邏輯信道，它們也稱作傳輸信道，因?yàn)樗鼈儗⒂蓞f(xié)議高層提供的分塊遞送給無(wú)線接口的物理層。從功能角度而言，圖7的邏輯信道如圖13所示進(jìn)行分組。參照該圖，可以看到如下三個(gè)主要組業(yè)務(wù)信道、控制信道和分組數(shù)據(jù)信道。控制信道組包括如下信道類型廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。在表中還可以看到如下劃分TCH/F為TCH全速率，TCH/H為TCH半速率，并且可選信道用NCH(Notification CHannel，通知信道)和CBCH(Cell Broadcast CHannel，小區(qū)廣播信道)表示?？梢钥闯?，所有稱作廣播信道的信道也可以劃入全向(COCH)。這與GSM信道存在一些相似之處，但是對(duì)應(yīng)關(guān)系不準(zhǔn)確，功能層存在差別，并且一般不同之處在于物理和映射層。下面描述包括功能方面和映射方法，并且從專用信道開始●TCH(業(yè)務(wù)信道)。這些是承載編碼語(yǔ)音或者在電路交換模式下由用戶生成的數(shù)據(jù)的雙向信道?？梢允褂脙煞N類型全速率TCH/F和半速率TCH/H。整個(gè)有效荷載映射到物理信道DPCH中沒(méi)有用于層1信令的部分和SACCH信道。映射RUSF8或者一個(gè)或兩個(gè)RUSF16是可能的。
對(duì)于高數(shù)據(jù)率，可以合并TCH信道。它們進(jìn)行波束賦形。
●FACCH(快速相關(guān)控制信道)。它與前面所述的比特偷幀模式下的業(yè)務(wù)信道TCH相關(guān)聯(lián)。它經(jīng)過(guò)映射將23個(gè)字節(jié)分配在一個(gè)或兩個(gè)經(jīng)過(guò)交錯(cuò)的幀中。它由網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)單元進(jìn)行使用，以傳輸一些緊急重要的信息，如切換信息。該信道也稱作主DCCH(專用控制信道)，因?yàn)樾纬蓪?duì)于RR連接(Radio Resource，無(wú)線資源)唯一的所謂主信令鏈路(也就是，雙向無(wú)線鏈路)的框架，但是它對(duì)于切換可以臨時(shí)甚至為兩倍，由承載FACCH信道的至少一個(gè)上行鏈路RU和一個(gè)下行鏈路RU構(gòu)成。
SACCH是主信令鏈路的一部分，并且TCH信道也可以形成一部分。
●SACCH(慢速相關(guān)控制信道)。它與業(yè)務(wù)信道TCH相關(guān)聯(lián)，并且由網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行使用，以傳輸一些非緊急和非關(guān)鍵的信息，例如測(cè)量數(shù)據(jù)。它經(jīng)過(guò)映射將23個(gè)字節(jié)分配在24個(gè)5毫秒幀中，并且每個(gè)TCH
突發(fā)中對(duì)于SACCH信道存在四個(gè)符號(hào)。圖14比較120毫秒的GSM 26幀業(yè)務(wù)多幀和120毫秒的24幀3G多幀。在最上行鏈路，映射對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)都共同的由語(yǔ)音編碼器輸出的6個(gè)260比特分塊。可以看到，在GSM中，存在兩個(gè)未用的TCH幀，可以用于SACCH信道。特別，第26個(gè)幀用來(lái)執(zhí)行有關(guān)臨近BTS站的測(cè)量，而不丟失語(yǔ)音或數(shù)據(jù)。
在3G系統(tǒng)中，不存在這種幀，因此，信道SACCH必須映射在每個(gè)TCH信道內(nèi)。
●BCCH(廣播控制信道)。在小區(qū)內(nèi)以廣播模式下行鏈路傳播系統(tǒng)信息。
BCCH信道映射在P-CCPCH物理信道的兩個(gè)RUSF16中。信道BCCH與PCH信道或其它公共控制信道一起共享該物理信道的空白幀。導(dǎo)頻DwPTS的序列調(diào)制表示包含BCH信道(廣播信道)的P-CCPCH信道的交錯(cuò)周期的開始。物理信道P-CCPCH的布局在系統(tǒng)信息中進(jìn)行信令化。附錄APP2的表9給出在48個(gè)控制幀的多幀中公共控制信道BCCH和PCH的復(fù)用。為此，多幀分為多個(gè)長(zhǎng)度為四個(gè)基本幀的空白塊。
●PCH(尋呼信道)。它將尋呼消息下行鏈路傳輸給移動(dòng)單元。它可以具有全向或者進(jìn)行波束賦形的輻射模式。它在P-CCPCH或S-CCPCH的映射在由BCCH承載的系統(tǒng)信息中表示。
●AGCH(接入準(zhǔn)許信道)。當(dāng)正確揭示并接受移動(dòng)單元在P-RACH信道上發(fā)送的信道請(qǐng)求消息時(shí)，網(wǎng)絡(luò)使用該信道來(lái)向移動(dòng)單元下行鏈路發(fā)送對(duì)該前面消息的答復(fù)。注意與承載對(duì)SYNC1的答復(fù)的P-FACH的不同。
●CBCH(小區(qū)廣播信道)。它是用于SMSCB業(yè)務(wù)(Short Message ServiceCell Broadcast，短消息業(yè)務(wù)小區(qū)廣播)的信道。
●NCH(通知信道)。它是用來(lái)向移動(dòng)單元通知會(huì)議類型呼叫的信道。
●RACH(隨機(jī)接入信道)。它由移動(dòng)單元用來(lái)發(fā)送業(yè)務(wù)信道的請(qǐng)求消息。
它在P-CCPCH中的映射在由BCCH承載的系統(tǒng)信息中表示。
●FACH(前向接入信道)。它由網(wǎng)絡(luò)用來(lái)向移動(dòng)單元發(fā)送功率控制(PC)和同步偏移(SS)命令，作為對(duì)傳輸SYNC1的立即反應(yīng)。
●PDTCH(分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道)。它們承載分組交換數(shù)據(jù)。
●PACCH(分組相關(guān)控制信道)。它們承載與分組交換數(shù)據(jù)相關(guān)的信令。
在3G系統(tǒng)中，不可能沿用與GSM系統(tǒng)相同的方法來(lái)進(jìn)行邏輯信道的尺寸劃分和分配。在GSM中，每個(gè)下行鏈路時(shí)隙與一個(gè)上行鏈路時(shí)隙相關(guān)聯(lián)，因此，這在共享時(shí)隙多幀的信道組合的所有邏輯信道之間提供自然的連接。在GSM采用的情況是將PCH信道與RACH信道相關(guān)聯(lián)，并且將RACH與AGCH相關(guān)聯(lián)。如果信道組合在一個(gè)小區(qū)內(nèi)出現(xiàn)在多個(gè)時(shí)隙上，存在在信道間分布移動(dòng)單元以達(dá)到共享荷載的目的的方法。在3G系統(tǒng)中，不存在這種自然連接，因此控制信道間的類似連接應(yīng)通過(guò)它的定義進(jìn)行建立。廣播系統(tǒng)信息包含協(xié)定定義的內(nèi)容。所考慮的控制信道表示稱作CCHset(ControlCHannel Set，控制信道集)的分配集。在3G系統(tǒng)中，可以配置多個(gè)CCHset。圖15示出在3G 5毫秒基本幀內(nèi)CCHset和P-FACH信道的可能布局。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容以及目前在3G系統(tǒng)中提供的所有概念在專用信道上進(jìn)行的系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換過(guò)程(同步或異步)的消息順序圖。切換的原因如同GSM所述。切換過(guò)程總是以網(wǎng)絡(luò)發(fā)起開始，并且包括-中斷除了無(wú)線資源管理RR之外的正常操作(層3)-通過(guò)釋放局部結(jié)束連接斷開“主信令鏈路”和其它鏈路(層2)，并且斷開專用信道DCH。
-斷開并禁止先前分配的信道，并且對(duì)它們進(jìn)行釋放(層1)-激活新信道，并且(如果可以)激活它們的連接。
-開始在新信道上建立SAPI＝0(業(yè)務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)信令)的數(shù)據(jù)連接。
參照?qǐng)D16，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在舊小區(qū)的主信令鏈路DCCH(FACCH信道)上向移動(dòng)單元發(fā)送切換命令消息，向移動(dòng)單元發(fā)起系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換過(guò)程，然后網(wǎng)絡(luò)開始計(jì)時(shí)器T3103的計(jì)時(shí)。
在接收到切換命令消息之后，移動(dòng)單元開始釋放對(duì)協(xié)議不同層的舊連接，它斷開物理信道，引導(dǎo)向在新小區(qū)中所分配的信道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在新小區(qū)的下行鏈路導(dǎo)頻DwPTS上進(jìn)行同步，并且開始建立低層的新連接(這包括信道的激活、它們的連接以及數(shù)據(jù)連接的建立)。切換命令消息包括-新信道的特征，包括用于多資源結(jié)構(gòu)的AGCH信道以及FACCH和SACCH信道的正確指示，以及可選地在新信道上傳輸?shù)墓β孰娖健Ｔ撓⑦€可以包含必須應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)信道集的信道模式定義。如果用切換命令消息定義前面沒(méi)有定義的信道集，消息本身應(yīng)包括新信道集的信道模式定義。成功通信所需的新小區(qū)特征，包括允許移動(dòng)單元使用它從測(cè)量過(guò)程獲得的有關(guān)同步的預(yù)先知識(shí)的數(shù)據(jù)(例如，小區(qū)擾碼+信道PCCPCH/DwPTS的頻率和功率電平)。PCCPCH/DwPTS的功率電平由移動(dòng)單元用來(lái)設(shè)置新信道上的初始功率。
-功率命令(可選)。在該功率命令中定義的功率電平由移動(dòng)單元用來(lái)設(shè)置新信道上的初始功率，并且不影響舊信道上所使用的功率。
-用來(lái)激活新物理信道的過(guò)程指示。
-在不同協(xié)議層中使用的切換基準(zhǔn)。
-由于切換而接入專用信道的一些參數(shù)，其中新小區(qū)中所允許的SYNC1序列組的標(biāo)識(shí)符，P-FACH信道的描述。
-在新小區(qū)中使用的定時(shí)提前量值(可選用于同步小區(qū))。
-移動(dòng)單元用來(lái)計(jì)算應(yīng)用于新小區(qū)的定時(shí)提前量的實(shí)時(shí)差別(可選用于同步小區(qū))。
-可選地應(yīng)用于新信道的加密模式。如果該信息不存在，加密模式與以前信道上所使用的模式相同。在這兩種情況下，都不應(yīng)改變加密密鑰。除非先前傳輸過(guò)加密模式命令消息，切換命令消息不應(yīng)包括表示“開始加密”的加密模式設(shè)置的IE(Information Element，信息單元)；在所示的例子中，如果接收到類似的切換命令信息，則應(yīng)認(rèn)為出錯(cuò)，立即返回原因?yàn)椤拔粗付▍f(xié)議錯(cuò)誤”的切換失敗信息，并且不采取任何進(jìn)一步操作。
-定義在新信道上使用的RR模式的可選目標(biāo)模式信息單元VGCS(VoiceGroup Call Service，語(yǔ)音組呼叫業(yè)務(wù))。如果沒(méi)有該信息單元，則該模式假定與先前信道相同。目標(biāo)模式VGCS信息單元還應(yīng)表示必須在新信道上使用的組加密密鑰的組加密密鑰數(shù)目，或者新信道是否未加密。如果該信息單元不存在，該模式和加密密鑰與先前信道相同。如果目標(biāo)模式VGCS信息單元包含在該消息中，則不支持VGCS通話的移動(dòng)臺(tái)忽略切換命令消息，并且，將帶有特定原因的RR狀態(tài)消息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。另一方面，如果上述信息單元和用來(lái)定義加密節(jié)點(diǎn)的附加信息單元包含在同一消息中，則支持VGCS通話的移動(dòng)單元認(rèn)為切換命令消息出錯(cuò)，并且立即將原因?yàn)椤拔粗付▍f(xié)議錯(cuò)誤”的切換失敗消息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)并且不采取任何新操作。
直到移動(dòng)單元在新小區(qū)發(fā)送切換接入消息階段為止的下面階段用于在非同步小區(qū)之間進(jìn)行切換的情況，但是這些階段也可以用于同步小區(qū)，以優(yōu)化接入時(shí)間和功率參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)在切換命令消息中通知必須激活這兩個(gè)過(guò)程中的哪一個(gè)。
在接收到切換命令消息之后，移動(dòng)單元開始在所指示小區(qū)的UpPTS信道上發(fā)送SYNC1序列。移動(dòng)單元啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T3124，將計(jì)時(shí)開始點(diǎn)設(shè)置在第一次將SYNC1突發(fā)發(fā)送給UpPTS的時(shí)隙。如果切換命令消息指示所允許的多個(gè)SYNC1序列，移動(dòng)單元在所允許的SYNC1序列中隨機(jī)選擇一個(gè)SYNC1序列。在同步切換情況下，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T3124，將計(jì)時(shí)開始點(diǎn)設(shè)置于在主鏈路DCCH上第一次發(fā)送切換接入消息的時(shí)隙。
網(wǎng)絡(luò)從SYNC1突發(fā)獲得所需的RF特性，并且在“未確認(rèn)”模式下將物理信息消息在由相鄰幀承載的相關(guān)P-FACH信道上進(jìn)行發(fā)送。
移動(dòng)單元在發(fā)送第一個(gè)SYNC1突發(fā)之后，就開始監(jiān)聽所指示的P-FACH信道，以揭示物理信息消息。該消息包括由移動(dòng)單元使用的簽名基準(zhǔn)號(hào)碼，與接收到SYNC1確認(rèn)突發(fā)(經(jīng)過(guò)確認(rèn))相關(guān)的幀號(hào)(見(jiàn)注釋)，對(duì)應(yīng)P-ARCH上的干擾電平以及定時(shí)提前量。從發(fā)送SYNC1開始的四幀內(nèi)等待物理信息消息。如果沒(méi)有出現(xiàn)任何有效響應(yīng)，重復(fù)上述過(guò)程，直至計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)結(jié)束。
注上述相對(duì)系統(tǒng)幀號(hào)與小區(qū)中所施行的絕對(duì)幀號(hào)沒(méi)有關(guān)系，否則會(huì)引起技術(shù)問(wèn)題，但是，另一方面，它是向移動(dòng)單元指示物理信息接收幀與該幀對(duì)應(yīng)的SYNC1發(fā)送幀之間距離的號(hào)碼。該距離幫助移動(dòng)單元了解網(wǎng)絡(luò)回復(fù)是否面向它。當(dāng)移動(dòng)單元接收到物理信息消息時(shí)，它停止發(fā)送SYNC1突發(fā)，并且開始在主信令鏈路DCCH上以連續(xù)幀反復(fù)發(fā)送切換接入消息。該消息以非加密模式在單個(gè)突發(fā)上進(jìn)行發(fā)送。因?yàn)橐苿?dòng)單元尚不知道目標(biāo)小區(qū)中新信道的幀號(hào)SFN，所以不能開始加密/解密。該問(wèn)題通過(guò)將3G系統(tǒng)的下行鏈路同步機(jī)制的層1與GSM的進(jìn)行比較來(lái)理解。如前所述，下行鏈路導(dǎo)頻DwPTS不包括幀號(hào)SFN，它開始需通過(guò)P-CCPCH(在該情況下為BCCH)來(lái)獲得。因此，移動(dòng)單元在發(fā)送第一個(gè)切換接入消息之后，并且在缺少本發(fā)明所提供的裝置情況下，需開始監(jiān)聽BCCH，以檢測(cè)系統(tǒng)信息并且獲得幀號(hào)SFN。如上所述，上述消息是每240毫秒信令多幀一次確定性不利于切換的時(shí)間。在描述解決所述技術(shù)問(wèn)題的裝置之前，研究一下切換接入消息是值得的，該消息包括如下參數(shù)-在切換命令中接收的切換基準(zhǔn)。
-用戶設(shè)備用來(lái)從新小區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間提前量和功率電平。網(wǎng)絡(luò)在接收模式下激活主鏈路DCCH。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接收切換接入消息時(shí)，它以“未確認(rèn)”模式在主鏈路DCCH上將適當(dāng)幀號(hào)信息消息(包含有關(guān)系統(tǒng)幀號(hào)SFN的信息)發(fā)送給移動(dòng)單元，為此使用在單個(gè)突發(fā)上工作的編碼方案，并且允許使用由業(yè)務(wù)請(qǐng)求的解碼方案進(jìn)行接收。如果可以，立即開始解密。該消息包括如下信息-在單個(gè)突發(fā)上承載幀號(hào)信息消息的幀號(hào)。
-定時(shí)調(diào)整命令。
網(wǎng)絡(luò)在隨后的層1幀中重復(fù)發(fā)送幀號(hào)信息消息，直到接收到由移動(dòng)單元發(fā)送并且經(jīng)過(guò)正確解密的TCH幀。最大重復(fù)次數(shù)是預(yù)設(shè)的。對(duì)幀的正確解碼意味著解密算法和錯(cuò)誤檢測(cè)測(cè)試(如果存在)表示沒(méi)有錯(cuò)誤。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)從移動(dòng)單元接收到經(jīng)過(guò)正確解碼的控制幀或TCH幀時(shí)，它停止發(fā)送幀號(hào)信息消息，并且允許使用由業(yè)務(wù)請(qǐng)求的編碼方案進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)可以時(shí)，立即開始加密。
當(dāng)移動(dòng)單元接收到幀號(hào)信息消息時(shí)，它停止計(jì)時(shí)器T3124；它停止發(fā)送切換接入消息，它允許物理信道在發(fā)送和接收模式下使用由業(yè)務(wù)請(qǐng)求的編碼/解碼方案，并且如果必要，它連接信道。當(dāng)可以時(shí)，立即開始加密/解密。
當(dāng)成功建立低層連接時(shí)，移動(dòng)單元在DCCH鏈路上向網(wǎng)絡(luò)返回指定“正常”事件原因的切換完成消息。該消息的發(fā)送(移動(dòng)單元方)以及該消息的接收(網(wǎng)絡(luò)方)允許不同于RR管理層的信令消息的即刻發(fā)送。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接收切換完成消息時(shí)，它停止計(jì)時(shí)器T3103，并且與可能用于切換過(guò)程的簽名一起釋放舊小區(qū)的舊信道。
只要在切換命令消息中進(jìn)行請(qǐng)求，移動(dòng)單元就在切換完成消息中包括在切換處理中測(cè)量的同步時(shí)刻的時(shí)間差別，它用同步提前量(定時(shí)提前量參數(shù))的一半進(jìn)行校正。
非常規(guī)的情況會(huì)發(fā)生在切換過(guò)程中，并且在這些情況下，移動(dòng)單元將帶特定原因的切換失敗消息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。這些情況的其中一些如下所述●在同步切換中，如果移動(dòng)單元知道新小區(qū)的定時(shí)提前量大于最大允許量，并且新小區(qū)不能接收允許范圍之外的值，那么移動(dòng)單元向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送原因?yàn)椤扒袚Q不可能，定時(shí)提前量超出范圍”的切換失敗消息，并且不再嘗試處理切換。
●如果切換命令消息指示移動(dòng)單元使用不支持的信道描述或者模式，或者如果信道模式?jīng)]有為所有信道集進(jìn)行定義，那么移動(dòng)單元返回原因?yàn)椤靶诺滥Ｊ讲豢山邮堋钡那袚Q失敗消息，并且使用舊模式保持在當(dāng)前信道中。
●如果切換命令消息指示移動(dòng)單元使用不支持的頻率，那么移動(dòng)單元返回原因?yàn)椤邦l率不支持”的切換失敗消息，并且保持在當(dāng)前信道中。
●在移動(dòng)單元方，如果在發(fā)送切換完成消息之前計(jì)時(shí)器3124的計(jì)時(shí)結(jié)束或者在新信道上發(fā)生低層失敗時(shí)，移動(dòng)單元使新信道無(wú)效，再次激活舊信道，重新連接TCH信道(如果存在)，并且開始建立主信令鏈路。
移動(dòng)單元在主信令鏈路上發(fā)送切換失敗消息，并且如同沒(méi)有發(fā)生切換嘗試一樣重新進(jìn)行正常操作。舊信道在返回之后的操作參數(shù)(例如，加密節(jié)點(diǎn))仍然是在接收切換命令消息之前所應(yīng)用的那些參數(shù)。
●在接收到切換失敗消息之后，如果新信道是專用信道，網(wǎng)絡(luò)釋放新信道，并且在非同步的情況下停止計(jì)時(shí)器T3103。如果新信道是VGCS信道，應(yīng)保持這些信道。
●在網(wǎng)絡(luò)方，如果在新信道上接收切換完成消息或者在舊信道上接收切換失敗消息之前，計(jì)時(shí)器3103的計(jì)時(shí)結(jié)束，或者移動(dòng)單元已重新建立呼叫，如果舊信道是專用信道則釋放這些信道，并且對(duì)有關(guān)移動(dòng)單元連接的所有環(huán)境進(jìn)行復(fù)位。如果舊信道是VGCS信道，應(yīng)保持該信道，并且可以隨意設(shè)置上行鏈路連接。
●在網(wǎng)絡(luò)方，如果沒(méi)有接收到正確的控制幀或者正確的TCH幀，在新分配的信道為專用信道的情況下，應(yīng)釋放這些新信道。如果新信道是VGCS信道，應(yīng)保持這些信道，并且可以隨意設(shè)置上行鏈路連接。
●在網(wǎng)絡(luò)方，忽略發(fā)送切換命令消息之后在比舊信道更低層發(fā)生的失敗。
根據(jù)一般方案處理在新主信令鏈路上接收到SABM幀(SetAsynchronous Balanced Mode，設(shè)置異步均衡模式)之后在低層發(fā)生的失敗。
附錄APP1圖注(圖6)PHL 物理層(PHysical Layer)MAC 介質(zhì)接入控制(Medium Access Control)LAPD D信道鏈路接入?yún)f(xié)議(Link Access Protocol on the D channel)LAPDmD信道鏈路接入?yún)f(xié)議(修改版)(Link Access Protocol on the Dchannel modified)MTP 消息傳輸部分(Message Transfer Part)RRM 無(wú)線資源管理(Radio Resource Management)SCCP 信令連接控制部分(Signalling Connection Control Part)MM 移動(dòng)性管理(Mobility Management)CM 連接管理(Connection Management)DTAP 直接傳輸應(yīng)用部分(Direct Transfer Application Part)BSS_MAP 基站系統(tǒng)_移動(dòng)應(yīng)用部分(Base Station System_Mobile ApplicationPart)
表A(層2)(GSM-3G)

表B(層3)(GSM-3G)

附錄APP2表1主突發(fā)中每個(gè)數(shù)據(jù)字段的符號(hào)數(shù)(圖12f)

表2不同RU的近似數(shù)據(jù)傳輸速度

表3主調(diào)制參數(shù)

表4主突發(fā)的層1字段

表5功率控制PC的比特映射

表6同步偏移SS的比特映射

表7物理信道內(nèi)的邏輯信道映射

表8傳輸P-FACH信道的時(shí)隙中SYNC1序列的組復(fù)用

表9物理信道P-CCPCH中的公共控制信道復(fù)用

權(quán)利要求
1.一種在第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)(3G)中執(zhí)行同步越區(qū)切換的過(guò)程，該第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)由包括基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)的小區(qū)組成，其中，基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)通過(guò)至少一個(gè)傳輸發(fā)送和接收信號(hào)的接收-發(fā)送載波與移動(dòng)單元(UE)通信，所生成的基帶比特序列稱作突發(fā)，包括在屬于序列幀的相鄰時(shí)隙內(nèi)，該序列幀不定地在多級(jí)超超幀中重復(fù)，每個(gè)比特序列具有用于在公共載波上碼分復(fù)用的相關(guān)碼；所述發(fā)送和接收信號(hào)至少包括-由基站向移動(dòng)單元傳輸?shù)膶?dǎo)頻序列(DwPTS)；-由語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的信號(hào)，在通過(guò)需要幀分級(jí)結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)幀號(hào)的算法對(duì)基帶比特序列進(jìn)行加密/解密之后，由雙向或單向無(wú)線業(yè)務(wù)信道(TCH)支持；-與所述業(yè)務(wù)信道相關(guān)的信令，在通過(guò)所述算法對(duì)基帶比特序列進(jìn)行加密/解密之后，由雙向?qū)Ｓ每刂菩诺?DCCH、FACCH、SACCH)支持；所述過(guò)程包括如下步驟a)基站方(BTSC)、也稱作網(wǎng)絡(luò)方向由舊小區(qū)服務(wù)的移動(dòng)單元(UE)發(fā)送越區(qū)切換命令(切換命令)，以下“舊”定義切換之前的服務(wù)小區(qū)和信道，而“新”表示切換目標(biāo)小區(qū)和信道；該命令在舊專用控制信道(DCCH)上發(fā)送，并且包括至少下列信息單元切換基準(zhǔn)、關(guān)于新小區(qū)、新業(yè)務(wù)信道(TCH)和相關(guān)信令(FACCH、SACCH)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)信息；b)移動(dòng)單元方接收越區(qū)切換命令(切換命令)并且執(zhí)行如下操作釋放操作不同協(xié)議層的舊連接、中斷舊小區(qū)的無(wú)線連接、時(shí)間和功率同步、轉(zhuǎn)換到在新小區(qū)中分配的無(wú)線信道(TCH、FACCH、SACCH)、為所述無(wú)線信道建立新連接(LAPDm)并將其激活、建立數(shù)據(jù)連接；c)移動(dòng)單元方在新小區(qū)中向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包含所述切換基準(zhǔn)的切換接入消息(切換接入)，該信息在新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送；其特征在于它還包括在新小區(qū)中執(zhí)行下列操作步驟d)網(wǎng)絡(luò)方向移動(dòng)單元發(fā)送消息，其中包括有關(guān)由在新小區(qū)中使用的載波支持的幀分級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))的信息，該消息在所述新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送；e)移動(dòng)單元方接收包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息，使用該信息獲得當(dāng)前幀號(hào)，以包括在新業(yè)務(wù)信道(TCH)和相關(guān)信令(DCCH)上所述比特序列的加密/解密算法中；f)移動(dòng)單元方發(fā)送經(jīng)過(guò)適當(dāng)編碼和加密的對(duì)應(yīng)于所述新業(yè)務(wù)信道(TCH)或相關(guān)信令(L2)的幀；g)移動(dòng)單元方在所述新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送由網(wǎng)絡(luò)使用的完成切換命令(切換完成)，以指示最后釋放舊小區(qū)的連接。
2.一種用于在第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)(3G)中執(zhí)行異步越區(qū)切換的過(guò)程，該第三代移動(dòng)電信系統(tǒng)由包括基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)的小區(qū)組成，其中，基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)通過(guò)至少一個(gè)傳輸發(fā)送和接收信號(hào)的接收-發(fā)送載波與移動(dòng)單元(UE)通信，所產(chǎn)生的基帶比特序列稱作突發(fā)，包括在屬于序列幀的相鄰時(shí)隙內(nèi)，該序列幀不定地在多級(jí)超超幀中重復(fù)，每個(gè)比特序列具有用于在公共載波上碼分復(fù)用的相關(guān)碼；所述發(fā)送和接收信號(hào)至少包括-由基站向移動(dòng)單元傳輸?shù)膶?dǎo)頻序列(DwPTS)；-由語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的信號(hào)，在通過(guò)需要幀分級(jí)結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)幀號(hào)的算法對(duì)基帶比特序列進(jìn)行加密/解密之后，由雙向或單向無(wú)線業(yè)務(wù)信道(TCH)支持；-與所述業(yè)務(wù)信道相關(guān)的信令，在通過(guò)所述算法對(duì)基帶比特序列進(jìn)行加密/解密之后，由雙向?qū)Ｓ每刂菩诺?DCCH、FACCH、SACCH)支持；-標(biāo)識(shí)序列(SYNC1)，也稱作簽名序列，由移動(dòng)單元在由多個(gè)移動(dòng)單元共享的網(wǎng)絡(luò)接入信道(UpPTS)上傳輸給所述基站，包括如下步驟a)基站方(BTSC)、也稱作網(wǎng)絡(luò)方向由舊小區(qū)服務(wù)的移動(dòng)單元(UE)發(fā)送越區(qū)切換命令(切換命令)，以下“舊”定義切換之前的服務(wù)小區(qū)和信道，而“新”表示切換目標(biāo)小區(qū)和信道；該命令在舊專用控制信道(DCCH)上發(fā)送，并且至少包括下列信息單元切換基準(zhǔn)、有關(guān)新小區(qū)的系統(tǒng)信息、有關(guān)新業(yè)務(wù)信道(TCH)和相關(guān)信令(FACCH、SACCH)的結(jié)構(gòu)的信息；b)移動(dòng)單元方接收越區(qū)切換命令(切換命令)并且執(zhí)行如下操作釋放操作不同協(xié)議層的舊連接、中斷舊小區(qū)的無(wú)線連接、轉(zhuǎn)換到新小區(qū)中分配的無(wú)線信道(TCH、FACCH、SACCH)、為所述無(wú)線信道建立新連接(LAPDm)并且將其激活、建立數(shù)據(jù)連接；其特征在于它還包括在新小區(qū)中執(zhí)行下列操作步驟c)移動(dòng)單元方發(fā)送從新小區(qū)內(nèi)可用的簽名序列集(UpPTS組號(hào))中隨機(jī)選擇的簽名序列(SYNC1)，并在該移動(dòng)單元接入專用信道(DCCH)之前向其傳輸信令的公共控制信道(P-FACH)上等待網(wǎng)絡(luò)的回復(fù)消息(物理信息)；d)移動(dòng)單元方接收網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸?shù)暮灻蛄?SYNC1)的回復(fù)消息(物理信息)，該消息至少包括傳輸?shù)暮灻蛄?SYNC1)和用來(lái)同步信號(hào)(由移動(dòng)單元在緊接當(dāng)前過(guò)程所包括的(切換接入)之后的階段進(jìn)行發(fā)送)定時(shí)和功率電平的命令的相關(guān)體；e)網(wǎng)絡(luò)方發(fā)送包含所述切換基準(zhǔn)的切換接入消息(切換接入)，該消息在新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送；f)網(wǎng)絡(luò)方向移動(dòng)單元發(fā)送消息，包括有關(guān)由在新小區(qū)中使用的載波支持的幀分級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)的系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息，該消息在所述新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送；g)移動(dòng)單元方接收包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息，使用該信息獲得當(dāng)前幀號(hào)，以包括在新業(yè)務(wù)信道(TCH)和相關(guān)信令(DCCH)上所述比特序列的加密/解密算法中；h)移動(dòng)單元方發(fā)送經(jīng)過(guò)適當(dāng)編碼和加密的與所述新業(yè)務(wù)信道(TCH)或相關(guān)信令(L2)對(duì)應(yīng)的幀；i)移動(dòng)單元方在所述新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送由網(wǎng)絡(luò)使用的完成切換命令(切換完成)，以指示最后釋放舊小區(qū)的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的執(zhí)行異步越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述移動(dòng)單元在中止當(dāng)前過(guò)程之前，重復(fù)發(fā)送簽名序列(SYNC1)并且等待回復(fù)的所述步驟c)預(yù)設(shè)次數(shù)，或者當(dāng)其接收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的所述回復(fù)消息(物理信息)時(shí)即結(jié)束發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的執(zhí)行異步越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述移動(dòng)單元在第一次發(fā)送簽名序列(SYNC1)，開始第二計(jì)時(shí)(T3124)，該計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)中止當(dāng)前過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行同步越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述移動(dòng)單元在發(fā)送由于切換導(dǎo)致的接入消息(切換接入)時(shí)，開始第二計(jì)時(shí)(T3124)，該計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)中止當(dāng)前過(guò)程。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送所述切換命令(切換命令)時(shí)，開始第一計(jì)時(shí)(T3103)，該計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)中止當(dāng)前過(guò)程，或者網(wǎng)絡(luò)方接收到所述完成切換命令(切換完成)時(shí)，停止計(jì)時(shí)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述由于切換導(dǎo)致的接入消息(切換接入)還包括由移動(dòng)單元采用的傳輸定時(shí)提前量值和功率電平，以接入新小區(qū)網(wǎng)絡(luò)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述由于切換導(dǎo)致的接入消息(切換接入)在單個(gè)突發(fā)上編碼，而不進(jìn)行加密。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，由移動(dòng)單元在隨后的幀內(nèi)重復(fù)所述傳輸由于切換導(dǎo)致的接入消息(切換接入)的步驟。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息在單個(gè)突發(fā)上編碼而不進(jìn)行加密，并在所述新專用控制信道(FACCH)上發(fā)送。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息包括如下信息-在包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的單個(gè)突發(fā)上傳輸所述編碼消息的幀的系統(tǒng)幀號(hào)；-用于移動(dòng)單元發(fā)射器定時(shí)控制的命令。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)以最大次數(shù)在隨后的幀中發(fā)送所述包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，當(dāng)移動(dòng)單元接收到所述包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息時(shí)，停止所述第二計(jì)時(shí)(T3124)，并且允許使用新語(yǔ)音專用信道(TCH)或相關(guān)信令(DCCH)業(yè)務(wù)類型所請(qǐng)求的編碼方案進(jìn)行傳輸，并允許對(duì)這些信道進(jìn)行加密/解密。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述移動(dòng)單元向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送經(jīng)過(guò)編碼和加密的與所述新業(yè)務(wù)信道(TCH)或相關(guān)信令(L2)對(duì)應(yīng)的幀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)在接收到經(jīng)過(guò)適當(dāng)編碼和加密的與所述新業(yè)務(wù)信道(TCH)或相關(guān)信令(L2)對(duì)應(yīng)的幀時(shí)，停止發(fā)送所述包括系統(tǒng)幀號(hào)(幀號(hào))信息的消息。
16.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，所述導(dǎo)頻序列(DwPTS)還向相鄰小區(qū)發(fā)送。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行越區(qū)切換的過(guò)程，其特征在于，在所述步驟a)，所述越區(qū)切換命令還包括用來(lái)接入新信道的有關(guān)功率電平和傳輸定時(shí)提前量的附加信息單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用TDD類型全雙工TDMA－SCDMA技術(shù)(以及FDMS－SDMA)的UMTS移動(dòng)系統(tǒng)中的越區(qū)切換方法。所用技術(shù)的復(fù)雜性要求使用下行鏈路導(dǎo)頻信號(hào)的幀同步機(jī)制，其中下行鏈路導(dǎo)頻信號(hào)由基站廣播，由在預(yù)見(jiàn)的上行鏈路接入過(guò)程中單個(gè)移動(dòng)單元發(fā)送的簽名序列回應(yīng)。這些與CDMA技術(shù)所要求的高加密速度(1.28M碼片)一起，導(dǎo)致將其它字段不適當(dāng)?shù)卦黾拥奖緫?yīng)保持為純同步序列的下行鏈路導(dǎo)頻序列中。相對(duì)于GSM，在同步突發(fā)中缺少一個(gè)用于傳輸系統(tǒng)幀號(hào)FSN的字段，F(xiàn)SN對(duì)于超超幀同步以及在信道上開始加密是絕對(duì)必要的。SFN信息包括在公共信令信道中作為其它廣播信息。這將導(dǎo)致切換速度不可接受地慢，因此創(chuàng)建一個(gè)消息，并且把它交給網(wǎng)絡(luò)以在專用模式下返回新小區(qū)中的當(dāng)前系統(tǒng)幀號(hào)FSN，作為對(duì)移動(dòng)單元發(fā)送的切換接入消息的回復(fù)。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1451250SQ00819367
公開日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2000年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月23日
發(fā)明者羅塞拉·德本尼迪蒂斯, 費(fèi)比奧·D·皮亞納 申請(qǐng)人:西門子移動(dòng)通訊公司