CN1398079A - Cdma系统中的切换方法及其移动台和基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于可以选择使用两个或更多个载频的CDMA－FDD系统的扩展频谱通信系统，它装备有以由扩展码转换通信所用载频而得的相同载频进行基站切换的部分和在完成基站切换之后在切换到的基站内转换载频的部分。这可以使移动台切换不同频率的基站，而移动台不需要同时发射/接收两个或更多个载频。本发明的CDMA系统中的切换方法中，切换是在使用不同载频的基站之间进行的，所述方法包含下列步骤：在当前与移动台进行通信的第一基站中，把第一基站使用的第一载频转换成要切换到的第二基站使用的第二载频；以及，在移动台中，利用第二载频从第一基站切换到第二基站；其中，移动站利用第二载频和分别不同的扩展码与第一基站和第二基站进行通信。

Description

CDMA系统中的切换方法及其移动台和基站

本申请是申请号为98106938.8之分案申请

技术领域

本发明涉及一种用于诸如汽车电话和便携式电话的移动通信系统的数字无线电通信系统，尤其涉及切换不同载频的基站的CDMA-FDD扩展频谱通信系统。

背景技术

诸如汽车电话和便携式电话等移动通信系统使用蜂窝区系统来高效地利用载频。在这种蜂窝区系统中，把服务区域分割成多个蜂窝区，在每个蜂窝区内，一个基站与多个移动台之间进行通信。当移动台移向另一个区时，必须把通信的相应部分从原区的基站切换到新区的基站。这就称为切换基站。

图1是根据传统的CDMA-FDD(码分多址-频分双工)扩展频谱通信系统(便携式电话系统)中进行的切换的处理顺序图。图1中的符号f1和C0等表示载频1和扩展码0等。由于这里的意图是便于扩充基站，所以扩展码定时和帧定时在基站之间是异步的。而且，考虑防止助听器干扰，进行连续的发射/接收操作。

首先，移动台用下行链路的载频1和上行链路的载频2呼叫基站A。然后，移动台切换到基站B，用下行链路的载频3和上行链路的载频4进行通信。下面解释在这种情况下，在切换期间基站之间的工作情况。

首先，移动台获得与基站A的下行链路同步信道(f1，c0)的扩展码和帧同步。然后移动台依次序连接基站A的下行链路通信信道(f1，c1)和上行链路通信信道(f2，c2)，与基站A进行通信。在与基站A通信时，移动台同时获得与基站B中载频3的下行链路同步信道的扩展码和帧同步。在获得与基站B的同步后，移动台测量基站A和基站B的接收电平，同时测量基站A和基站B之间的定时差。

如果基站B的接收电平大于当前正在通信的基站A的接收电平，则移动台向基站A发出切换请求。此时，它还向基站A报告所述定时差的信息。基站A通过基站控制系统向基站B报告从移动台接收到的切换请求和定时差信息。基站B开始准备接收移动台，并用载频3在指向移动台的下行链路通信信道发射。

在保持与基站A连接的同时，移动台连接信道的下行链路(f3，c5)和上行链路(f4，c6)，以与基站B进行通信。在建立了与基站B的通信信道之后，移动台与基站A断开，完成切换。

在基于传统CDMA-FDD系统的便携式电话系统中，当移动台切换到载频与当前正在进行通信的基站的载频不同的基站时，必须同时以不同的载频在2条信道发射/接收。因此，移动台必须设置2条发射/接收电路，其产生的问题是增加了移动台的硬件体积和功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CDMA系统中的切换方法，在这种通信系统中，在切换到不同频率基站时，移动台不需要同时发射/接收两个或更多个载频。

根据上述目的，本发明提供的CDMA系统中的切换方法，其中切换是在使用不同载频的基站之间进行的，所述方法包含下列步骤：

在当前与移动台进行通信的第一基站中，把第一基站使用的第一载频转换成要切换到的第二基站使用的第二载频；以及

在移动台中，利用第二载频从第一基站切换到第二基站；

其中，移动站利用第二载频和分别不同的扩展码与第一基站和第二基站进行通信。

附图说明

图1是基于传统扩展频谱通信系统在基站切换的顺序图；

图2是解释基站切换的图；

图3是本发明扩展频谱通信系统的结构框图；

图4是本发明扩展频谱通信系统的移动站结构的框图；

图5是本发明扩展频谱通信系统的实施例1的顺序图；

图6是本发明扩展频谱通信系统的实施例1的移动台的流程图；

图7是本发明扩展频谱通信系统的实施例2的顺序图；

图8是本发明扩展频谱通信系统的实施例2的移动台流程图；

图9是本发明扩展频谱通信系统的实施例3的移动台的顺序图；

图10是本发明扩展频率通信系统的实施例1的移动台的顺序图。

具体实施方式

在基于能有选择地使用多个载频的CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统中，本发明的第一种模式装备有以由扩展码转换通信所用载频而得的相同载频进行基站切换的部分，以及完成这些基站之间的切换之后在切换到的基站内转换载频的部分。这可以使移动台切换不同的频率的基站切换，而移动台不用同时发射/接收两个或更多个载频。

在基于能有选择地使用多个载频的CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统中，本发明的第二种模式装备有从常规通信载频切换到特定载频以切换基站的部分、以由扩展码转换所述特定载频而得的相同频率进行基站切换的部分，以及在完成这些基站之间的切换之后，在切换到的基站内将所述特定载频切换为常规通信载频的部分。这可以使基站切换不同频率的基站，而移动台不用同时发射/接收两个或更多个载频。而且，由于在具有若干载频的通信线路空间取得以特定的载频进行切换，所以切换容易实现。

在基于CDMA-FDD系统的便携式电话系统中，本发明的第三种模式当在同载频的蜂窝区之间进行切换时，在切换的基站内转换载频，然后以相同载频进行基站切换。这可以使移动台能灵活实现切换不同载频的在基站，而移动台不需要同时发射/接收两个或更多个不同的载频。

现在参照附图详细解释本发明的实施例：

(实施例1)

本发明的实施例1描述了一种扩展频谱通信系统，它装备有以相同载频进行基站切换的部分和在切换到的基站内转换载频的部分。

图2用于解释基于CDMA-FDD系统(便携式电话系统)的扩展频谱通信系统内的基站切换。在图2中，移动台105与蜂窝区A103内的基站A101通信，并移动到蜂窝区B104，进行到基站B102的切换。基站A101和基站B102由基站控制系统106控制。

如图3所示，更具体地说，基站(BS)101和102装备有发射/接收放大部分(AMP)110、从载波中取出基带信号的无线电部分(TRX)111、从基带信号中获得数据的基带信号处理部分(BB)113、传输路径接口部分(HW-INT)114，以及控制整个系统的控制部分(BS-CNT)112。

控制基站BS101和102的基站控制系统(MCC)106装备有传输路径接口部分115、在基站之间进行切换的转换部分(SW)、外部接口部分(EXT/INT)117，以及无线电控制/交换控制部分(MCC-CNT)118.

图4的框图示出了与基站101和102进行通信的移动台105的结构。当该移动台105从天线120接收到信号时，用放大器121放大该信号，并把它送到下变频器122。在由下变频器122去除了载波后，把接收信号分成信道I和信道Q，并用准相干解调部分123对每个信道进行检测。然后，把各信道信号通过LPF(低通滤波器)，由A/D转换器125从模拟转换成数字。

把模数转换后的信号分成两个系统，相关器126和128获得它们的相关值，同步检测器127和129检测同步。把经A/D转换的信号通过延迟部分130送到相关器126和128。这些信号再送到接收SIR测量部分131，计算它们的接收SIR(接收SIR反映接收质量)，还送到软切换组合部分132。

把接收SIR测量结果送到控制部分133，控制部分133控制合成器134根据测量结果转换载频。合成器134把经转换的载频送到下变频器122、准相干解调部分123和正交调制部分140以及后面将描述的上变频器141。

另一方面，用帧组合部分135对发射信号进行帧组合，由调制器136进行帧调制，再由扩频部分137用扩展码进行扩频。然后，把扩频信号传送通过发射滤波器138，由D/A转换器139进行D/A转换，由正交调制部分140进行正交调制。上变频器141把该经正交调制的发射信号载置到载波上，由放大器142进行放大，然后由天线120发射。

图5是本发明实施例1中，基于CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统(便携电话系统)切换基站时的处理顺序图。图6是所述扩展频谱通信系统的移动台的工作流程图。图5中的符号f1和c0等表示载频1和扩展码0等。为了扩充基站，扩展码定时和帧定时在基站之间是异步的。而且，通过考虑防止助听器干扰，进行连续的发射/接收操作。

首先，移动台利用下行链路的载频1和上行链路的载频2与基站A通信。然后，移动台切换到基站B，并利用下行链路的载频3和上行链路的载频4进行通信。

首先，移动台获取与基站A的下行链路同步信道(f1，c0)的扩展码和帧同步(ST101)。然后，移动台依次连接基站A的下行链路通信信道(f1，c1)和上行链路通信信道(f2，c2)，进入与基站A的通信(ST102、ST103)。在与基站A通信时(ST104)，移动台获取与基站B的下行链路同步信道(f1，c3)的扩展码和帧同步(ST105)。这里，下行链路同步信道已用所有载频号进行发射，因此，移动台仅需要获取载频号与当前正在通信的信道的载频号相同的下行链路同步信道的同步，不需要同时接收两个载频的信道。

在移动台获取了与基站B的同步后，测量基站A和基站B的接收电平(ST106，107)，同时测量基站A和基站B之间的定时差(ST108)，如果基站B的接收电平b高于当前通信的基站A的接收电平a(ST109)，则移动台向基站A发出切换请求，同时，它也把所述定时差信息向基站A报告(ST110)。如果基站B的接收电平b小于基站A的接收电平a，则移动台继续与基站A通信。

基站A通过基站控制系统向基站B报告从移动台接收到的切换请求和定时差信息。基站B开始准备接收移动台，并向移动台发送下行链路信道(f1，c4)。移动台把通信信道中的下行链路线(f1，c4)和上行链路线(f2，c2)与基站B连接，同时保持与基站A的连接(ST111，112)。

这时，基站B使用所述定时差信息调整移动台从基站B接收下行链路通信信道的定时，以与移动台接收基站A的下行链路通信信道的定时一致。此时，由于移动台与基站A之间的距离和移动台与基站B之间的距离不同，仍存在定时误差。因此，移动台需要在所述定时误差范围内搜索接收定时，以从基站B获得正确的下行链路通信信道(f1，c4)的接收定时。

此外，基站B利用所述定时差信息获得从移动台发射的上行链路通信信道(f2，c2)的接收定时。由于移动台与基站A之间的距离和移动台与基站B之间的距离不同，仍存在定时误差，所以基站B需要在所述定时误差范围内搜索上行链路接收定时，以从移动台获得正确的上行链路通信信道(f2，c2)的接收定时。

基站B向移动台发射的下行链路通信信道(f1，c4)的载频号与基站A向移动台发射的下行链路通信信道(f1，c1)的载频号相同，仅仅扩展码号不同。因此，当移动台同时与两个基站A和基站B连接通信信道时，不需要接收同时两个载频的信道。而且，对于基站A和基站B，上行链路通信信道(f2，c2)具有相同的载频号、扩展码号、扩展码定时、帧定时以及发射信息。

在建立了基站B的通信信道之后，断开与基站A的连接(ST114，ST115)。然后，在与基站B连接时，把上行链路和下行链路载频同时分别转换到4号和3号(ST116)。同时保持扩展码定时和帧定时不变，因此，移动台和基站可以同时转换载频。载频号的改变造成的通信信道的瞬时断开的定时由频率合成器的性能决定，可以限制在几毫秒内。同时，如果需要也可以改变扩展码号。这就完成了到基站B的切换(ST117)。

如上所述，根据实施例1的扩展频谱通信系统，移动台能在短暂的断开期间进行不同载频的，而且移动台不需要具有同时发射/接收两个载频的信道的功能。

(实施例2)

本发明的实施例2描述了一种扩展频谱通信系统，它装备有从常规通信载频转换到特定载频以切换基站的部分、以由扩展码转换特定载频而得的相同载频进行基站切换的部分，以及在切换到的基站内将所述特定载频转换为常规通信载频的部分。

实施例2的扩展频谱通信系统(便携式电话系统)的结构与实施例1相同，因此，省略了对其的解释。图7是本发明实施例2基于CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统(便携式电话系统)的切换基站时的处理顺序图。图8是所述扩展频谱通信系统内移动台的工作流程图。图7中诸如f1和c0等符号表示载频1和扩展码0等。为了便于扩充基站，在基站之间扩展码定时和帧定时是异步的。而且，考虑防止助听器干扰，连续进行发射/接收操作。

移动台首先利用下行链路的载频1和上行链路的载频2与基站A通信。然后，移动台进行到基站B的切换，利用下行链路的载频3和上行链路的载频4进行通信。

首先，移动台获取与基站A的下行链路同步信道(f1，c0)的扩展码和帧同步(ST201)。然后移动台依次连接基站A的下行链路通信信道(f1，c1)和上行链路通信信道(f2，c2)，进入与基站A的通信(ST202，203)。在与基站A通信的时(ST204)，移动台获取与基站B的下行链路同步信道(f1，c3)的扩展码和帧同步(ST205)。这里，下行链路同步信道已经以所有载频号发射，因此，移动台仅需获取载频号与当前正在通信的信道的载频号相同的下行链路同步信道的同步，不需要同时以两个载频接收信道。

在移动台获取了与基站B的同步后，测量基站A和基站B的接收电平(ST206，207)，同时测量基站A和基站B之间的定时差(ST208)。如果基站B的接收电平b高于当前正在通信的基站A的接收电平a(ST209)，移动站就向基站A发出切换请求，同时也向基站A报告所述定时差的信息(ST210)。如果基站B的接收电平b小于基站A的接收电平a，则移动站继续与基站A通信。

基站A通过基站控制系统向基站B报告从移动台接收到的切换请求和定时差信息。基站B开始准备接收移动台。

然后，在与基站B连接时，把上行链路和下行链路载频同时分别转换到9号和8号。这里，上行链路的9号和下行链路的8号应当是对应于仅用于切换的特定载频的号码。此时，由于扩展码定时和帧定时没有改变，所以在移动站和基站内可以同时改变载频。载频号改变引起的通信信道瞬时中断的定时由频率合成器的性能决定，可以限制在几毫秒内。此时，如果需要，也可以改变扩展码号。

在与基站A的连接的同时完成了上行链路和下行链路载频的转换之后，基站B向移动台发射下行链路通信信道(f8，c7)。所用的上行链路和下行链路载频号分别为9和8。然而，下行链路通信信道的扩展码号应当设置成与基站A发送的扩展码号不同。在保持与基站A连接的同时，移动台把通信信道的下行链路(f8，c7)和上行链路(f9，c9)与基站B连接(ST212，213)。

此时，基站B使用所述定时差信息调整移动台从基站B接收下行链路通信信道的定时，以与移动台接收基站A的下行链路通信信道的定时一致。由于移动台与基站A之间的距离与移动台和基站B之间的距离不同，仍存在定时误差。因此，移台需要在所述定时误差范围内搜索接收定时，以从基站B获取正确的下行链路通信信道(f8，c7)的接收定时。

基站B利用所述定时差信息获取移动台发射的上行链路通信信道(f9，c9)的接收定时。由于移动台与基站A之间的距离和移动台与基站B之间的距离不同，仍存在定时误差，所以基站B需要在所述定时误差范围内搜索上行链路接收定时，以从移动站获取正确的上行链路通信信道接收定时。

基站B向移动台发射的下行链路通信信道(f8，c7)的载频号与基站B向移动台发射的下行链路通信信道(f8，c8)的载频号相同，仅扩展码号不同。因此，即使在移动台把通信信道同时连接到基站A和基站B时，移动台也不需要同时接收两个载频的信道。而且，对于基站A和基站B，上行链路通信信道(f9，c9)具有相同的载频号、扩展码号、扩展码定时、帧定时和发射信息。

在建立了基站B的通信信道之后(ST214)，断开与基站A的连接(ST215，ST216)。然后在与基站B连接的同时，分别把上行链路和下行链路载频转换到4号和3号(ST217)。此时，仍保持扩展码定时和帧定时不变，因此，移动台和基站可以同时转换载频。

载频号的改变引起的通信信道的瞬时中断的定时由频率合成器的性能决定，可以限制在几毫秒内。此时，也可以改变扩展码号。这就完成了到基站B的切换(ST218)。

如上所述，根据实施例2的扩展频谱通信系统，设置了以特定载频进行基站切换的部分可以减少基站切换用的载频，实现基站线路利用率高的CDMA-FDD扩展频谱通信系统。

(实施例3)

实施例3的扩展频谱通信系统(便携式电话系统)的结构与实施例1的结构相同，因此这里省略了对它的解释。图9是本发明实施例3中基于CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统基站切换时的处理顺序图。图10是所述扩展频谱通信系统的移动台的工作流程图。图9中诸如f1和c0的符号表示载频1和扩展码0等。为了便于扩充基站，在基站之间扩展码定时和帧定时是异步的。而且，考虑防止助听器干扰，连续进行发射/接收操作。

移动台首先利用下行链路的载频1和上行链路的载频2与基站A通信。然后，移动台进行到基站B的切换，利用下行链路的载频3和上行链路的载频4进行通信。

移动台首先获取与基站A的下行链路同步信道(f1，c0)的扩展码和帧同步(ST301)。然后移动台依次连接基站A的把下行链路通信信道(f1，c1)和上行链路通信信道(f2，c2)，进入与基站A的通信(ST302，303)。在与基站A通信的同时(ST304)，移动台获取与基站B的下行链路同步信道(f1，c3)的扩展码和帧同步(ST305)。这里，下行链路同步信道已经以所有载频号发射，因此，移动台仅需获取载频号与当前正在通信的信道的载频号相同的下行链路同步信道的同步，不需要同时以两个载频接收信道。

在移动台获取与基站B的同步后，测量基站A和基站B的接收电平(ST306，307)，同时测量基站A和基站B之间的定时差(ST308)。如果基站B的接收电平b高于当前正在通信的基站A的接收电平a(ST309)，移动站就向基站A发出切换请求，同时也向基站A报告所述定时差的信息(ST310)。如果基站B的接收电平b小于基站A的接收电平a，则移动站继续与基站A通信。

基站A通过基站控制系统向基站B报告从移动台接收到的切换请求和定时差信息。基站B开始准备接收移动台。

然后，在与基站B连接时，把上行链路和下行链路载频同时分别转换到3号和4号(ST311)。此时，由于扩展码定时和帧定时没有改变，所以在移动站和基站内可以同时改变载频。载频号改变引起的通信信道瞬时中断的定时由频率合成器的性能决定，可以限制在几毫秒内。此时，如果需要，也可以改变扩展码号。

在与基站A的连接的同时完成了上行链路和下行链路载频的转换之后，基站B向移动台发射下行链路通信信道。所用的上行链路和下行链路载频号分别为3和4。然而，下行链路通信信道的扩展码号应当设置成与基站A发送的扩展码号不同的号码。在保持与基站A连接的同时，移动台把通信信道的下行链路和上行链路与基站B连接(ST312，313)。

此时，基站B使用所述定时差信息调整移动台从基站B接收下行链路通信信道的定时，以与移动台接收基站A的下行链路通信信道的定时一致。此时，由于移动台与基站A之间的距离和移动台与基站B之间的距离不同，仍存在定时误差。因此，移台需要在所述定时误差范围内搜索接收定时，以从基站B获取正确的下行链路通信信道的接收定时。

基站B利用所述定时差信息获取移动台发射的上行链路通信信道的接收定时。由于移动台与基站A之间的距离和移动台与基站B之间的距离不同，仍存在定时误差，所以基站B需要在所述定时误差范围内搜索上行链路接收定时，以从移动站获取正确的上行链路通信信道接收定时。

基站B向移动台发射的下行链路通信信道的载频号与基站B向移动台发射的下行链路通信信道的载频号相同，仅扩展码号不同。因此，即使在移动台把通信信道同时连接到基站A和基站B时，移动台也不需要同时接收两个载频的信道。而且，对于基站A和基站B，上行链路通信信道(f9，c9)具有相同的载频号、扩展码号、扩展码定时、帧定时和发射信息。

在建立了基站B的通信信道之后(ST314)，断开与基站A的连接(ST315，ST316)。这就完成了到基站B的切换(ST317)。

如上所述，根据实施例3的扩展频谱通信系统，移动站能在短暂的中断期间进行不同载频的基站切换，而且移动站不需要有具有同时发射/接收两个载频的功能。

如上所述，在基于可以选择使用多个载频的CDMA-FDD系统的扩展频谱通信系统中，本发明不需要移动站同时发射/接收两个或更多个载频，使它可以灵活使用多个载频。

此外，本发明为了接收由于切换基站而进入蜂窝区的移动台，只需对若干载频取得空闲线路，因而实现了基站线路利用率高。

上述解释涉及采用CDMA/FDD系统的情况。然而，本发明还可以应用于采用CDMA/TDD系统的情况。

本发明的系统中发射/接收的信号包含上行链路和下行链路中每个用户的导频码元。

Claims (1)

1.一种CDMA系统中的切换方法，其中切换是在使用不同载频的基站之间进行的，所述方法包含下列步骤：

在当前与移动台进行通信的第一基站中，把第一基站使用的第一载频转换成要切换到的第二基站使用的第二载频；以及

在移动台中，利用第二载频从第一基站切换到第二基站；

其中，移动站利用第二载频和分别不同的扩展码与第一基站和第二基站进行通信。

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