CN1798005A - 时分同步码分多址***多小区同区域覆盖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种TD－SCDMA***多小区同区域覆盖的方法，RNC在小区建立时，为多小区同覆盖小区加上覆盖同一地理区域的标识；Node B对所述标识相同的多个本地小区，进行单载频本地小区到混频小区的一一对应转换，每个混频小区的跳频帧上都包含所有本地小区单载频上的下行时隙；Node B以覆盖本区域的最大发射功率作为一个混频小区的发射功率，其他混频小区的发射功率依次递减，然后以时隙为单位，按确定的发射功率对每一个跳频帧进行跳频发射，且以发射功率最大的小区为广播和信标小区。本发明方法可以降低载频间干扰、减少移动终端UE同时测量次数和切换次数，提高接入容量。

Description

时分同步码分多址***多小区同区域覆盖的方法

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA(时分同步码分多址)标准的无线通讯***，具体地说，涉及一种在该***中对同一地理区域进行多小区覆盖的方法。

背景技术

TD-SCDMA(即LCR TDD)是时分双工***，在3GPP(The 3rdGeneration Partnership Project)标准中，基于低码片速率的TD-SCDMA标准中，每个子帧包括7个业务时隙TS(timeslot)加两个导频时隙，两个上下行转换点，第一个频率转换点是固定的，第二个频率转换点可以根据上下行业务量的比例进行调整，TS0固定为下行时隙，在时隙TS0上固定分配广播信道和信标信道，TS1固定为上行时隙，其上分配PRACH信道(反向接入信道)，每个子帧5ms，帧结构如图1所示。

在TD-SCDMA***中，一个小区最明确的定义是发射独立的TD-SCDMA帧，有独立的公共信道、导频信道和业务信道，有唯一的一个本地小区标识(Local Cell Id)，也有唯一的UARFN(频率标识号)，对应于Node B载频处理单元。

为了增加小区的业务量，可以采用多小区覆盖同一地理区域，分配多个本地小区标识，多小区覆盖可以采用同频小区或异频小区。对于同一地理区域中的多个小区，在目前的TD-SCDMA标准中，Uu接口对于无线资源的操作、配置都是针对每一个小区独立进行的。即对同一地理区域中的多个小区，每个小区各自独立配置一套完整的公共信道，其中每个小区的BCH(广播信道)、FACH(前向接入信道)和PCH(寻呼信道)都为全向信道，覆盖整个地理区域。

UE(移动终端)驻留在该地理区域中多个小区中的哪一个小区，是UE根据自己的测量单独进行的，存在大部分UE希望驻留在同一小区的情况。在两个相邻地理小区的重叠区域，UE将进行大于自身可进行的6个同时测量数，造成UE难以判别测量结果。

另外，这种同一地理区域中多小区覆盖方式，基站在实际组网时对发射机功率要求很高，载频间的相互干扰明显，只有依靠业务量小时尽量关闭一些小区或进一步缩小小区的地理区域，来降低相互间的干扰，但会对业务造成影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址***多小区同区域覆盖的方法，可以降低载频间干扰、减少移动终端UE同时测量次数和切换次数，提高接入容量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址***多小区同区域覆盖的方法，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器在小区建立时，为多小区同覆盖的本地小区加上覆盖同一地理区域的标识，并通知基站；

(b)基站对所述标识相同的多个本地小区，进行单载频本地小区到混频小区的一一对应转换，每个混频小区的跳频帧上都包含所有所述本地小区单载频上的下行时隙；

(c)基站以覆盖本区域的最大发射功率作为一个混频小区的初始发射功率，其他混频小区的初始发射功率按依次递减的方式确定；

(d)基站以时隙为单位，按照确定的发射功率对每一个混频小区的跳频帧进行跳频发射，且以发射功率最大的小区为广播和信标小区；

(e)基站上报重新分配后混频小区和本地小区的对应关系信息。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b)又可分为以下步骤：

(b1)基站判别小区属性，统计同覆盖小区的小区个数N，并确定每个小区的上行时隙数N_u和下行时隙数N_d；

(b2)将各个本地小区单载频的下行时隙交叉组合，使得到的每一个混频小区跳频帧上都包含了所有本地小区单载频上的下行时隙；

(b3)基站根据覆盖同一地理区域标识将本地小区的标识一一对应转换为混频小区标识。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b2)中，小区载频个数N等于下行时隙个数N_d时，各个跳频帧的格式如下：

HF₁    TS₀ ^F0    Dwpts  仾  TS_Nu+1 ^F1 … TS_Nu+N-1 ^FN-1

HF₂    TS₀ ^F1    Dwpts  仾  TS_Nu+1 ^F2 … TS_Nu+N-1 ^F0

          …                                      …             …         …

HF_N    TS₀ ^FN-1   Dwpts  仾  TS_Nu+1 ^F0 … TS_Nu+N-1 ^FN-2

其中，F₀、F₁、…、F_j、…F_N-1为N个本地小区的载频，按UTRA(通用无线接入平台)绝对无线频率编号从低到高的频点编号排列，HF₁、HF₂、…、HF_j、…HF_N为转换后的混合载频的跳频帧，式中TS的上标表示该时隙所属本地小区的载频，下标的数字则表示该时隙是该载频帧中的第几个时隙。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b2)中，小区载频个数N小于下行时隙个数N_d时，各个跳频帧的格式如下：

HF₁    TS₀ ^F0    Dwpts   仾  TS_Nu+1 ^F1  … TS_Nu+N-1 ^FN-1  TS_Nu+N ^F0   TS_Nu+N+1 ^F0    … TS₆ ^F0

HF₂    TS₀ ^F1    Dwpts   仾  TS_Nu+1 ^F2  … TS_Nu+N-1 ^F0    TS_Nu+N ^F1   TS_Nu+N+1 ^F1    … TS₆ ^F1

          …                                        …               …         …                …                  …                       …      …

HF_N    TS₀ ^FM-1  Dwpts   仾   TS_Nu+1 ^F0  … TS_Nu+N-1 ^FN-2  TS_Nu+N ^FN-1  TS_Nu+N+1 ^FN-1   … TS₆ ^FN-1

其中，F₀、F₁、…、F_j、…F_N-1为N个本地小区的载频，按UTRA绝对无线频率编号从低到高的频点编号排列，HF₁、HF₂、…、HF_j、…HF_N为转换后的混合载频的跳频帧，式中TS的上标表示该时隙所属本地小区的载频，下标的数字则表示该时隙是该载频帧中的第几个时隙。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(c)中，各个混频小区的初始发射功率依次线性递减。

如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各个混频小区的初始发射功率按下式确定：

$P_k=\frac{N_u+N_d-k}{7}{P}_{\max }$

其中，R_max为覆盖本区域的最大发射功率，P_k为编号为k的N个混频小区的功率，k＝0，1，……，N-1，且编号为k的混频小区对应的跳频频为HF_k+1。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(d)中，基站还以发射功率第二大的小区为备用广播和信标小区。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(d)中，基站是对所述跳频帧是进行慢跳频发射。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(d)之后还包括步骤：移动终端对多种载频功率进行测量，无线网络控制器根据移动终端信号强度或时间提前量的测量结果，在覆盖该移动终端所在位置的若干混频小区中，将该移动终端的专用信道优先分配在覆盖区域小的混频小区上。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(e)中，基站还上报主备广播和信标小区的标识和各个混频小区的发射功率的信息。

因此，应用本发明方法后，同一地理区域的多个小区总的发射功率减小，因而可降低载频间的相互干扰。由于只用其中二个混频小区为主备广播信标小区，其它小区的TSo时隙可以作为业务时隙，因而扩大了***的容量，消除了小区间广播信道的干扰。由于在本发明中，各混频小区的覆盖范围由大到小，因而UE在所述相邻的重叠区域进行小区测量和切换的数量大大减少。此外，本发明还可以克服信号传输的瑞利衰落，提高通话质量。

附图说明

图1是TD-SCDMA帧结构示意图。

图2是本发明实施例方法的流程图。

图3是本发明第一个应用实例的跳频帧HF₁、HF₂、HF₃、HF₃对应的HC小区覆盖范围的示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例方法包括以下步骤：

步骤110，RNC(无线网络控制器)在小区建立时，为多小区同覆盖的小区加上覆盖同一地理区域的标识，并通知NodeB(基站)；

步骤120，NodeB对于具有覆盖同一地理区域标识的多个小区，根据UTRA绝对无线频率编号进行单载频本地小区(简称LC小区)到混频小区(简称HC小区)的一一对应转换；

首先，NodeB判别小区属性，统计同覆盖小区LC的个数N，根据单载频小区的下行业务量安排每个小区的上行时隙数N_u，而下行时隙为TS₀、TS_Nu+1、…、TS_j、…、TS₆，共N_d个，N_d≤6。本发明要求小区总数为N≤N_d个，编号为0、1、…、K、…、N-1，如果需要大于N_d个载频的小区，建议重新小区规划。

然后，将各LC小区单载频的下行时隙交叉组合，得到每一个HC小区跳频帧的格式。假定，原N个LC小区UTRA绝对无线频率编号从低到高的频点编号依次为F₀、F₁、…、F_j、…F_N-1，重新组成的分别对应于编号为0，1，……，N-1的HC小区的跳频帧为HF₁、HF₂、…、HF_j、…HF_N，转换的具体方法如下：

第一种情况，小区载频个数等于下行时隙个数，即N＝N_d时，各个跳频帧的格式如下为：

HF₁    TS₀ ^F0    Dwpts    仾    TS_Nu+1 ^F1    …  TS_Nu+N-1 ^FN-1

HF₂    TS₀ ^F1    Dwpts    仾    TS_Nu+1 ^F2    …  TS_Nu+N-1 ^F0

         …                                              …                    …  …

HF_N    TS₀ ^FN-1  Dwpts    仾     TS_Nu+1 ^F0    …  TS_Nu+N-1 ^FN-2

其中，TS的上标表示该时隙属于哪个LC小区的载频，下标则表示该时隙是该LC小区载频帧中的第几个时隙，例如，TS_Nu+1 ^F2表示F₂载频的第N_u+1个时隙，N_u+N-1＝6。

对应第一种情况，下面以一个应用实例说明。假定小区主辅载频总数N和各单载频帧的下行时隙个数N_d都等于4，上行时隙为N_u＝3，即各LC小区单载频上的下行时隙分别是TS₀、TS₄、TS₅和TS₆。此时，组合后HC小区的跳频帧格式为：

HF₁  TS₀ ^F0 Dwpts  仾  TS₄ ^F1  TS₅ ^F2 TS₆ ^F3

HF₂  TS₀ ^F1 Dwpts  仾  TS₄ ^F2  TS₅ ^F3 TS₆ ^F0

HF₃  TS₀ ^F2 Dwpts  仾  TS₄ ^F3  TS₅ ^F0 TS₆ ^F1

HF₄  TS₀ ^F3 Dwpts  仾  TS₄ ^F0  TS₅ ^F1 TS₆ ^F2

可以看出，跳频帧HF₁由F₀载频上的TS₀时隙和Dwpts时隙、载频F₁上的TS₄时隙(如N_d不同，也可能是紧跟第二个转换点的下行时隙的TS₂、TS₃时隙等)、载频F₂上的TS₅时隙，以及载频F₃上的TS₆时隙。其它跳频帧的TS₀时隙与对应的LC小区单载频的TS0时隙相同，后面的下行时隙按UARFN频点号递增频率的方式组成。

第二种情况，小区载频个数小于下行时隙个数时，即N＜N_d时，因为N_u+N-1要小于6，所以在第一种情况的基础上增加了一部分，该HC小区各跳频帧的格式如下：

HF₁  TS₀ ^F0   Dwpts  仾  TS_Nu+1 ^F1  …  TS_Nu+N-1 ^FN-1  TS_Nu+N ^F0   TS_Nu+N+1 ^F0   … TS₆ ^F0

HF₂  TS₀ ^F1   Dwpts  仾  TS_Nu+1 ^F2  …  TS_Nu+N-1 ^F0    TS_Nu+N ^F1   TS_Nu+N+1 ^F1   … TS₆ ^F1

      …                                      …                …  …                        …                   …                     … …

HF_N  TS₀ ^FM-1 Dwpts  仾   TS_Nu+1 ^F0  …  TS_Nu+N-1 ^FN-2   TS_Nu+N ^FN-1 TS_Nu+N+1 ^FN-1  … TS₆ ^FN-1

上式中各符号的含义与第一种情况下相同，对于各跳频帧，前面的时隙组合方式与第一种情况下相同，后面补充的时隙则与该混合帧TS₀对应载频的其他下行时隙相同，这样做的好处是可以不带入跳频因子。

对应第二种情况，下面以另一个应用实例说明。假定小区主辅载频总数N＝2，各单载频帧的下行时隙个数N_d＝4，上行时隙仍为N_u＝3，各LC小区单载频上的下行时隙分别是TS₀、TS₄、TS₅和TS₆。此时，组合后HC小区的两个跳频帧的格式如下：

HF₁ TS₀ ^F0  Dwpts  仾  TS₄ ^F1  TS₅ ^F0  TS₆ ^F0

HF₂ TS₀ ^F1  Dwpts  仾  TS₄ ^F2  TS₅ ^F1  TS₆ ^F1

可以看出，跳频帧HF₁由F₀载频上的TS₀时隙和Dwpts时隙、载频F₁上的TS₄时隙，以及载频F₀上的TS₅、TS₆时隙组成。跳频帧HF₂的组成由上式也可以直接看出，不再赘述。

需要说明的是，上述对LC小区单载频下行时隙交叉组合得到跳频帧的方式并不是唯一的，在组合的顺序和时隙的选择上也可以有变换，但应保证每个跳频帧中都包含所有LC小区的下行时隙。

最后，NodeB根据覆盖同一地理区域标识将本地小区的ID一一对应转换为混频小区ID。这样，NodeB将多个覆盖同一地理区域的单载频小区转换成了同样数量的混频小区。

步骤130，NodeB以覆盖本区域的最大发射功率为一个HC小区的初始发射功率，其他HC小区的初始发射功率按依次递减的方式重新确定；

假定覆盖本区域的最大发射功率为P_max，编号为k(k＝0，1，……，N-1)的N个混频小区的功率P_k由以下公式计算，其中：

$P_k=\frac{N_u+N_d-k}{7}{P}_{\max }$

即，跳频帧HF₁(包含载频F₀上的TS₀时隙和下行导频时隙Dwpts、载频F₁上TS₄时隙、载频F₂上TS₅和载频F₃上TS₆时隙)以覆盖整个地理区域的功率(P_max)发射。跳频帧HF₂以小于第一信标小区的功率P_max×6/7发射。其他小区的发射功率依次线性递减，跳频帧HF_N的发射功率最小，等于P_max×4/7。如图3所示，转换后的混频小区将根据发射功率在地理区域覆盖上各不相同。

需要说明的是，上述各HC小区的发射功率不局限于线性递减的方式，可以在小区广播中广播递减的方法。

步骤140，NodeB对每一个HC小区，以时隙为单位，按照确定的发射功率对相应的跳频帧进行慢跳频发射，且以覆盖整个地理区域的功率发射的小区为广播和信标小区，发射功率次之的小区为备用广播和信标小区，UE可以在信标小区内进行频点测量，决定跳频调制的格式；

步骤150，UE对多种载频功率进行测量，RNC根据UE的信号强度测量或时间提前量测量，在覆盖该移动终端所在位置的若干混频小区中，将该移动终端的专用信道优先分配在覆盖区域小的混频小区上。这样，距离基站较远的UE的专用信道会分配在功率较大的HC小区上，反之，则会分配在功率较小的HC小区；

在第一个应用实例的情况下，接近小区边缘的UE将在HF₁帧上分配专用信道，接近小区边缘内侧的UE在HF₂帧上分配专用信道，接近小区中间的UE在HF₃帧上分配专用信道，而接近基站周围的UE则在HF₄帧上分配专用信道。

步骤160，NodeB在小区审计信息中，上报重新分配后LCID对应HCID、主备信标小区的HCID，以及各个HC小区的发射功率等小区信息。

各混频小区的上行时隙，本发明在UE侧和网络侧的处理与原标准完全相同。

综上所述，应用本发明方法后，同一地理区域的多个小区总的发射功率减小，因而可降低载频间的相互干扰。由于只用其中二个混频小区为主备广播信标小区，其它小区的TSo时隙可以作为业务时隙，因而扩大了***的容量，消除了小区间广播信道的干扰。由于在本发明中，各混频小区的覆盖范围由大到小，因而UE在所述相邻的重叠区域进行小区测量和切换的数量大大减少。此外，本发明还可以克服信号传输的瑞利衰落，提高通话质量。

Claims (10)

1、一种时分同步码分多址***多小区同区域覆盖的方法，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器在小区建立时，为多小区同覆盖的本地小区加上覆盖同一地理区域的标识，并通知基站；

(b)基站对所述标识相同的多个本地小区，进行单载频本地小区到混频小区的一一对应转换，每个混频小区的跳频帧上都包含所有所述本地小区单载频上的下行时隙；

(c)基站以覆盖本区域的最大发射功率作为一个混频小区的初始发射功率，其他混频小区的初始发射功率按依次递减的方式确定；

(d)基站以时隙为单位，按照确定的发射功率对每一个混频小区的跳频帧进行跳频发射，且以发射功率最大的小区为广播和信标小区；

(e)基站上报重新分配后混频小区和本地小区的对应关系信息。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)又可分为以下步骤：

(b1)基站判别小区属性，统计同覆盖小区的小区个数N，并确定每个小区的上行时隙数N_u和下行时隙数N_d；

(b2)将各个本地小区单载频的下行时隙交叉组合，使得到的每一个混频小区跳频帧上都包含了所有本地小区单载频上的下行时隙；

(b3)基站根据覆盖同一地理区域标识将本地小区的标识一一对应转换为混频小区标识。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(b2)中，小区载频个数N等于下行时隙个数N_d时，各个跳频帧的格式如下：

HF₁  TS₀ ^F0   Dwpts仾TS_Nu+1 ^F1…TS_Nu+N-1 ^FN-1

HF₂  TS₀ ^F1   Dwpts仾TS_Nu+1 ^F2…TS_Nu+N-1 ^F0

         …                 …                   …     …

HFN   TS₀ ^FN-1  Dwpts仾TS_Nu+1 ^F0…TS_Nu+N-1 ^FN-2

其中，F₀、F₁、…、F_j、…F_N-1为N个本地小区的载频，按通用无线接入平台绝对无线频率编号从低到高的频点编号排列，HF₁、HF₂、…、HF_j、…HF_N为转换后的混合载频的跳频帧，式中TS的上标表示该时隙所属本地小区的载频，下标的数字则表示该时隙是该载频帧中的第几个时隙。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(b2)中，小区载频个数N小于下行时隙个数N_d时，各个跳频帧的格式如下：

HF₁  TS₀ ^F0   Dwpts仾TS_Nu+1 ^F1  … TS_Nu+N-1 ^FN-1 TS_Nu+N ^F0   TS_Nu+N+1 ^F0   … TS₆ ^F0

HF₂  TF₀ ^F1   Dwpts仾TS_Nu+1 ^F2  … TS_Nu+N-1 ^F0   TS_Nu+N ^F1   TS_Nu+N+1 ^F1   … TS₆ ^F1

        …                             …             …              …                   …         …                    …      …

HF_N  TS₀ ^FM-1  Dwpts仾TS_Nu+1 ^F0  …  TSN_u+N-1 ^FN-2 TS_Nu+N ^FN-1  TS_Nu+N+1 ^FN-1 … TS₆ ^FN-1

其中，F₀、F₁、…、F_j、…F_N-1为N个本地小区的载频，按UTRA绝对无线频率编号从低到高的频点编号排列，HF₁、HF₂、…、HF_j、…HF_N为转换后的混合载频的跳频帧，式中TS的上标表示该时隙所属本地小区的载频，下标的数字则表示该时隙是该载频帧中的第几个时隙。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，各个混频小区的初始发射功率依次线性递减。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各个混频小区的初始发射功率按下式确定：

$P_k=\frac{N_u+N_d-k}{7}{P}_{\max }$

其中，P_max为覆盖本区域的最大发射功率，P_k为编号为k的N个混频小区的功率，k＝0，1，……，N-1，且编号为k的混频小区对应的跳频帧为HF_k+1。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，基站还以发射功率第二大的小区为备用广播和信标小区。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，基站是对所述跳频帧是进行慢跳频发射。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)之后还包括步骤：移动终端对多种载频功率进行测量，无线网络控制器根据移动终端信号强度或时间提前量的测量结果，在覆盖该移动终端所在位置的若干混频小区中，将该移动终端的专用信道优先分配在覆盖区域小的混频小区上。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)中，基站还上报主备广播和信标小区的标识和各个混频小区的发射功率的信息。

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