CN1216432A - 利用伪随机噪声偏移量编组和解组扇区的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用PN码偏移量编组和解组扇区的方法,利用三扇区α,β,γ中未用PN码偏移量经第三调制器通路(δ)产生编组扇区的PN码偏移量,与第一、第二调制器的PN偏移量(α,β和γ)相加后分别发送到各扇区,通过判断相应导频信号的强弱,分别利用编组PN偏移量导频信号的信道、第三调制器中的未用信道、及相加后所得PN偏移量的信道,基站和移动台间传送所述导频信号和业务信号,从而象一个小区一样管理三个扇区,增加通话稳定性。

Description

利用伪随机噪声偏移量编组和解组扇区的方法
本发明涉及蜂窝通信***，尤其涉及在移动蜂窝通信***中编组和解组扇区的方法。
移动通信***，诸如PCS(个人通信服务)和CDMA(码分多址)是由BTS(基站收发信机子***)、BSC(基站控制器)、BSM(基站管理***)、MSC(移动交换中心)和HLR(归属用户位置寄存器)组成。BTS为在区域中运动的移动终端提供服务。BSM管理和控制许多BSC。
上面提到的BTS覆盖的服务区域称为它的小区，分为全小区和三扇区小区。蜂窝***通过小区单元执行通信。
在每个小区内的移动台以信道连接支持其小区的基站，方向从基站到移动台的信道称为正向信道，方向从移动台到基站的信道称为反向信道。正向信道包括导频信道、同步信道、寻呼信道和多个正向业务信道。反向信道包括寻址信道和多个反向业务信道。
移动台和基站通过业务信道发送和接收话音信息。
各个基站根据***容量分配频率，利用与分配的频率一样多的频率信道，各个频率信道被称为频率分配(FA)。
码分多址(CDMA)***包括几个寻址信道，它们在每个频率信道的PN(伪随机噪声)偏移量和序列方面有差别。
在移动通信***中，在移动交换中心的层次下的***传统上称为基站子***(BSS)。BSS从顶到底由BSM、BSC和基站***组成。
在BSC中的主处理器称为呼叫控制处理器(CCP)，在基站***中的主处理器称为BTS控制处理器(BCP)。
无线电话的目的是当移动区域时，通信失败不会发生。因而，移动台应当在空闲时经常地根据各种参数重新登记它自己到***。
移动台、基站和MSC管理在基站和移动台之间的通信，以使在呼叫进行时，保持无线电通信线路的高效率。
在CDMA技术中，***能够同时从两个或者更多BTS接收移动发送。移动台能够同时接收两个或者更多BTS发送的信号。由于这些功能，可以进行从一个BTS到另一个BTS或者在一个BTS区域内从一个天线区域到另一个天线区域的切换。
切换意味着当移动台从一个基站到另一个基站运动或者在一个基站区域内运动到天线允许区域时的处理过程。
重要的是，在执行切换过程中，呼叫成功和话音信息的质量不应恶化。
在CDMA蜂窝***和PCS***中提供了各种切换以保证呼叫的连续。切换的效率，依据所采用的方法和设备，随在呼叫连续可靠性和***负担变化。
根据这些切换信道的建立称为“加”，根据这些切换信道的取消称为“降”。
切换有两种类型：软切换和硬切换。软切换在它切断呼叫前接入新的呼叫，称为先合后断方法，硬切换在它接入新的呼叫前切断呼叫，称为先断后合方法。
当移动台的运动需要切换时，软切换应用到CDMA***中的呼叫，但在不可避免的场合，应用硬切换以保证呼叫的连续。
软切换是一种方法，用于为两个或者更多信道的呼叫建立通信通路，以稳定地保持呼叫的连续。
因为CDMA***可以通过同一时间的同一频带用不同的码同时构成多个通信通路，软切换是CDMA的典型特征。
当除了原始连接的通信通路外的另一个通信通路的信号强度变得大于某一阈值时，软切换利用原始连接的通信通路和新的通信通路同时通信。在这种情况下，基站选择多个通信通路的信号中最好的一个。当现在连接的多个通信通路中的特定通信通路的信号强度变得小于某一阈值时，通过取消该通信通路执行软切换。
由于移动台可以同时构成两个或者多于两个的通信通路，在多个通信通路中，通过具有最佳质量的通信通路传送的呼叫被选择。因而，呼叫的整体质量和呼叫的连续性大大地提高了。同样，在功率控制方面，必要功率的强度可以被最小化。
一接收到信号，接收机就决定发送将不久开始，为同步建立正确的时间参考。
在同步的时候，特别是在***的初始同步的时候，要求使用的信号是，该信号的自相关函数在0位移处尽可能大，而在其它位移处非常小。
为了这个目的，有可能存储特别的码字到发送机和接收机的存储器。但是，利用是相对简单的线性***的移位寄存器序列发生器(shift register seriesgenerator)，能产生具有极好的自相关特性的代码。
移位寄存器由串联的二进制存储器组成。在时钟脉中后各个存储器的二进制值传送到下一个存储器。因而，三级移位寄存器的输出延迟三个时钟的间隔。在任何情况下，本移位寄存器存储输入位串中最近的连续三位。
移位寄存器序列发生器有几级移位寄存器，其输出反馈到该移位寄存器的输入和连接到逻辑编组器，并且一些移位寄存器有抽头。
由n级移位寄存器组成的PN码发生器连续地产生2n-1个n位输出，除了所有位是零的情况。上面产生的位序列称为PN序列，因为除了知道移位寄存器的数目和抽头的选择的人，它看起来象随机噪声码。
所有PN序列的最大自相关值在0位移处给定。在一个周期的所有其它位移处，自相关值减小。结果，上面的码的功率谱密度随着序列长度的增加而接近白谱密度。
理想的最大长度码的自相关在主峰处具有最大值，在其它情况有恒定值。
以上的PN序列属于一种具有固定长度的最大长度码，其可以由移位寄存器产生。
在CDMA中，PN序列的位移量(offset)，也就是PN位移量，被用来扩大调制信号的带宽到更宽的发送带宽，并被用来为在具有同频信道的多路寻信道的结构中使用同样传送带宽的使用者辨别基站。
在扇型小区结构中，每个扇区在基站内有其天线，区分每个扇区的PN序列位移量和区分用户的长码相乘以传送。
每个调制器芯片将基站从MSC通过BSC接收的信号与要采用的每个扇区的PN位移量和长码相乘以传送。
图1是利用扇型小区的基站的示意图。如所说明的，从每个扇区的CCEA(CDMA Channel Element board Assembly,CDMA信道单元板组件)调制的信号匹配于从CATA(Control And Transmit board Assembly，控制与传输板组件)的每一个I信道和G信道，连接到通过SICA(Sector Interface CardAssembly，扇区接口卡组件)管理每个扇区的收发信机和天线。上面提到的CCEA包括CDSP(Control Digital Signal Processor，控制数字信号处理器)和两个调制器。
每个扇区的收发信机通过在其控制下的天线发送接收到的信号到移动台。
信道卡(channel card)有两个调制器。因为各个调制器控制八个信道，所以一个信道卡有16个信道。各个信道提供三条通路以到达三个扇区，这样每个信道的输出相加后发送。
图2示出在基站内的信道卡的信道分配通路。如所说明的，信道卡有两个调制器，每个调制器有八条信道。由长码产生器编码、位交织、加扰并在各信道中多路复用的信号，通过三个扇区通路α、β和γ传送到外面。
在上面提到的结构中，当终端在扇区之间移动时，在这种情况下产生的切换可能切断呼叫。保持呼叫的切换呼叫优先于主叫呼叫。
随着终端用户在数量上的增加，小区会逐渐变得更小，许多区域变得多重扇区化，当用户以高速移动时，不必要的呼叫可能发生。相应地，连续通话的失败可能发生。
因而，本发明的一个目的是提供一种在蜂窝通信***中采用的方法，用于编组和解组扇区以提供更大的呼叫服务可靠性。
为实现本发明的一个目的，根据本发明的一个优选实施例的用于编组扇区内的方法，包括以下步骤：
利用在三个各用一个PN偏移量的扇区中的未用PN偏移量，通过第三调制器的第一通路(δ通路)，产生PN偏移量的导频信号；
相加从第三调制器产生的PN偏移量(δ)和从第一和第二个调制器产生的各个PN偏移量(α、β和γ)，以分别发送到α、β和γ扇区；
通过相同的收发信机和天线，输出要编组的PN偏移量的导频信号和现存PN偏移量的导频信号；
由终端辨别新强度的导频信号，如果该信号增加到大于某一阈值时，向基站报告新的导频信号强度；
由基站通过应用第三调制器的第一通路中的没有分配为导频信道的未用信道，发送业务信号到终端，以使用户可以通过两条通路发送和接收信号；
减小现存三个扇区中使用的导频信号的强度；
当由三个扇区中的终端辨别衰弱的导频信号时，向基站报告信号的强度；
当该信号的强度减小到低于某一阈值时，由终端通过一新通路发送业务信号到终端，以使用户可以仅利用新PN偏移量通信；和
终端退出现存的PN偏移量的通信，以利用三个扇区的新PN偏移量通信。
在本发明的优选实施例中，由第一和第二调制器产生PN偏移量(α、β和γ)，第三调制器产生其它PN偏移量(δ、π和ω)。当从第三调制器产生的PN偏移量(δ)加入各个PN偏移量(α、β和γ)时，PN偏移量加入信道卡的PBA中并分别地传送到α、β和γ扇区。
为实现本发明的另一个目的，根据本发明的优选实施例的用于解组扇区的方法，包括以下步骤：
利用现存三个扇区占用的调制器芯片中每个扇区的现存PN偏移量，对小区产生具有一致PN偏移量的导频信号；
把从第三调制器产生的编组的PN偏移量(δ)和从第一和第二个调制器产生的各个PN偏移量(α,β,γ)相加，以分别地发送到α、β和γ扇区；
通过相同的收发信机和天线，输出每个扇区新产生的PN偏移量信号和编组的PN偏移量的导频信号；
由终端辨别新强度的导频信号，如果该信号增加到大于某一阈值时，向基站报告新的导频信号强度；
由基站利用传送到现存扇区的信道，发送业务信号到终端，以使用户可以通过两条通路发送和接收信号；
同时逐渐地减小现存三个扇区中使用的编组的PN偏移量的导频信号的强度；
当由三个扇区中的终端辨别衰弱的导频信号时，向基站报告该信号的强度；
当该信号的强度减小到低于某一阈值时，由基站通过三个扇区的PN偏移量的新通路，发送业务信号到终端，以使用户可以仅利用一新的PN偏移量通信；和
终端退出编组的PN偏移量的通信，以利用三个扇区的其它PN偏移量通信。
象一个小区一样管理三个扇区，防止了扇区间不必要的切换，因此增加了呼叫成功率和减少了***的负担。而解组三个扇区扩大了在非忙时间的容量。
图1是利用扇区的基站的示意图；
图2是在基站内信道卡的信道分配通路的示意图；
图3是采用本发明的编组和解组扇区方法的信道卡的示意图。
图4是在基站内采用本发明的编组和解组扇区方法的信道卡的信道分配通路的示意图。
在以一优选模式实现本发明中，不同的PN偏移量加入信道卡中，两个PN偏移量通过一收发信机传送。
调制器芯片#2加入已存的调制器芯片#0和#1中，以在该芯片的第一通路中产生PN偏移量，该PN偏移量将被编组。用于现存扇区中的PN偏移量值，通过发送编组的PN偏移量到通信中的扇区，随编组的PN偏移量值而变化，以使三个扇区具有一致的PN偏移量值。因而，三个扇区编组成全小区。
解组是相对于编组的过程。具有一致的PN偏移量值的各个扇区变化到最初的PN偏移量值。因而，相应的扇区由具有不同PN偏移量值而解组。
图3是采用本发明的编组和解组扇区的方法的信道卡的示意图。如所图解的，在CCEA中每个扇区调制的信号按每个信道结合后，它们连接到通过SICA管理相应天线的收发信机和天线。
每个扇区的收发信机通过天线发送收到的信号到移动台。
在图3中，与从调制器#0和#1产生的PN偏移量(α、β和γ)相比，调制器#2可以产生不同的PN偏移量(δ、π和ω)，从调制器#2产生的信号和从调制器#0和#1产生的相应的扇区的信号相加，以发送到CATA。
图4是在基站内采用本发明的编组和解组扇区的方法的信道卡的信道分配通路的示意图。如所图解的，信道卡有三个调制器，每个调制器有八个信道。调制器#0和#1产生已存的PN偏移量，调制器#2产生要新编组的PN偏移量。调制器#2的第一通路(δ通路)用来产生用于编组的PN偏移量。
参照本发明的编组方法，PN偏移量的导频信号是由利用在每个扇区采用各自PN偏移量的三个扇区中的未用过的PN偏移量，通过调制器#2的第一通路新产生的。从调制器#2产生的PN偏移量(δ)加入信道卡的PBA中的PN偏移量。也就是，PN偏移量(δ)分别地加入PN偏移量(α)，PN偏移量(β)和PN偏移量(γ)，以分别地发送到α、β和γ扇区。
具有要编组的PN偏移量的导频信号和现存PN偏移量的导频信号通过天线(α、β和γ)同时发送。终端辨识新强度的导频信号。当该导频信号大于某一阈值时，终端报告新导频信号的强度到基站。在报告后，基站运用在调制器#2的第一通路中没有用作导频信道的信道，发送业务信号到终端，以通过两条通路为用户发送和接收信号。
当通过两条通路发送和接收信号时，基站逐渐减少用于现存三个扇区中的导频信号的强度。在辨识衰弱的导频信号后，三个扇区中的终端报告导频信号的强度到基站。当信号的强度减少到低于某一阈值时，基站通过一新通路发送业务信号到终端，以使用户可以仅用新的PN偏移量来通信。终端退出现存PN偏移量的发送和接收，三个扇区用新的PN偏移量发送和接收信号。上述的过程之后，三个扇区辨识为一个小区，由于它们具有一致的PN偏移量。因而，若终端在上述编组的小区内移动，扇区间的切换不会发生。
参照本发明的解组方法，由现存三个扇区占用的调制器芯片，通过运用各个扇区的现存PN偏移量，对具有一致PN偏移量的小区产生导频信号。从调制器#2产生的编组的PN偏移量(δ)，在信道卡的PBA中，和来自调制器#0和#1的PN偏移量(α、β和γ)相加。也就是，PN偏移量(α、β和γ)加入沿α、β和γ通路的PN偏移量(δ)，以发送到各个α、β和γ扇区。
每个扇区的新产生的PN偏移量信号和编组的PN偏移量的导频信号，通过相同的收发信机和天线发送。终端辨识新强度的导频信号。当该导频信号大于某一阈值时，终端报告新导频信号的强度到基站。
基站运用发送到现存扇区的信道，发送业务信号到终端，以使基站可以通过两条通路为用户发送和接收信号。当通过两条通路发送和接收信号时，基站同时地逐渐地减小用于三个扇区内的编组的PN偏移量的导频信号的强度。在辨识衰弱的导频信号后，终端报告信号的强度到基站。
当信号的强度减少到小于某一阈值时，基站通过新的三个扇区的PN偏移量的通路，发送业务信号到终端，以使用户可以仅用新的PN偏移量通信。终端退出编组的PN偏移量的发送和接收，三个扇区发送和接收具有其它PN偏移量的信号。上述过程之后，三个扇区用各自的PN偏移量通信。

Claims (6)

1．一种利用伪随机噪声(PN)偏移量编组扇区的方法，包括以下步骤：
利用在三个各用一个PN偏移量的扇区中的未用PN偏移量，通过第三调制器的第一通路(δ通路)，产生所述的PN偏移量的导频信号；
将从第三调制器产生的所述PN偏移量(δ)和分别从第一和第二调制器产生的各个PN偏移量(α、β和γ)相加，以分别发送到α、β和γ扇区；
通过相同的收发信机和天线，输出要编组的PN偏移量的导频信号和现存PN偏移量的导频信号；
由终端辨别新强度的导频信号，如果该信号增加到大于某一阈值时，向基站报告新的导频信号强度；
由基站通过应用第三调制器的第一通路中的没有分配为导频信道的未用信道，发送业务信号到终端，以使基站与用户之间可以通过两条通路发送和接收信号；
减小现存三个扇区中使用的导频信号的强度；
当由三个扇区中的终端辨别衰弱的导频信号时，向基站报告该信号的强度；
当该信号的强度减小到低于某一阈值时，由基站通过一新通路发送业务信号到终端，以使用户可以仅利用新PN偏移量通信；和
终端退出现存的PN偏移量的通信，以利用三个扇区的新PN偏移量通信。
2．如权利要求1所述的方法，其中
第一和第二调制器产生PN偏移量(α、β和γ)，和第三调制器产生其它PN偏移量(δ、π和ω)。
3．如权利要求1所述的方法，其中，
当从第三调制器产生的PN偏移量(δ)加入各个PN偏移量(α、β和γ)时，所述的PN偏移量加入信道卡的PBA中并分别地传送到α、β和γ扇区。
4．一种利用伪随机噪声(PN)偏移量解组扇区的方法，包括以下步骤：
通过利用由现存三个扇区占用的调制器芯片中每个扇区的现存PN偏移量，对小区产生具有一致PN偏移量的导频信号；
把从第三调制器产生的编组的PN偏移量(δ)和从第一和第二个调制器产生的各个PN偏移量(α、β和γ)相加，以分别地发送到α、β和γ扇区；
通过相同的收发信机和天线，输出每个扇区新产生的PN偏移量信号和编组的PN偏移量的导频信号；
由终端辨别新强度的导频信号，如果该信号增加到大于某一阈值时，向基站报告新的导频信号强度；
由基站利用传送到现存扇区的信道，发送业务信号到终端，以使基站与用户之间可以通过两条通路发送和接收信号；
同时逐渐地减小现存三个扇区中使用的编组的PN偏移量的导频信号的强度；
当由三个扇区中的终端辨别衰弱的导频信号时，向基站报告该信号的强度；
当该信号的强度减小到低于某一阈值时，由基站通过三个扇区的PN偏移量的新通路，发送业务信号到终端，以使用户可以仅利用一新的PN偏移量通信；和
终端退出编组的PN偏移量的通信，以利用三个扇区的其它PN偏移量通信。
5．如权利要求4所述的方法，其中不同的PN偏移量加入信道卡。
6．如权利要求4所述的方法，其中两个PN偏移量通过一收发信机传送。
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