專利名稱：Cdma無(wú)線通信系統(tǒng)中縮減同步時(shí)間的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用來(lái)在CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)中縮減移動(dòng)站采集并與一同步基站同步所需平均時(shí)間的改進(jìn)的新方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：


圖1是地面無(wú)線通信系統(tǒng)10的一示例實(shí)施例。圖1示出三個(gè)遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C以及兩個(gè)基站14。事實(shí)上，典型的無(wú)線通信系統(tǒng)可有許多遠(yuǎn)程單元和基站。在圖1中，遠(yuǎn)程單元12A示為安裝在汽車中的移動(dòng)電話單元。圖1還示出便攜式計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程單元12B和諸如用于無(wú)線本地環(huán)路或儀表讀取系統(tǒng)中的固定位置遠(yuǎn)程單元12C。在最常見的實(shí)施例中，遠(yuǎn)程單元可以是任何類型的通信單元。例如，遠(yuǎn)程單元可以是手持式個(gè)人通信系統(tǒng)單元、諸如個(gè)人數(shù)據(jù)助理等便攜式數(shù)據(jù)單元或諸如儀器讀取設(shè)備等固定位置數(shù)據(jù)單元。圖1示出從基站14到遠(yuǎn)程單元12的前向鏈路信號(hào)18和從遠(yuǎn)程單元12到基站14的反向鏈路信號(hào)20。
在標(biāo)題為“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard ForDual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System(雙模式寬頻帶擴(kuò)展頻譜蜂窩式系統(tǒng)的移動(dòng)站-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn))”的TIA/EIA InterimStandard(TIA/EIA過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn))即TIA/EIA/IS-95及其子系(這里總稱為IS-95)中，給出了使用碼分多址(CDMA)的無(wú)線系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在此引用其內(nèi)容作為參考。關(guān)于碼分多址通信系統(tǒng)的更多信息見4,901,307號(hào)題為“SPREADSPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS(使用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴(kuò)展頻譜多址通信系統(tǒng))”的美國(guó)專利，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此完整地引用作為參考。
還提出第三代CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)。由電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)遞交的供IMT-2000 CDMA標(biāo)準(zhǔn)考慮的cdma2000 ITU-R無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)候選提交議案是第三代無(wú)線通信系統(tǒng)的一個(gè)例子。由TIA的TR45制定的IS-2000的草擬版本中給出cdma2000的標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000議案在許多方面與IS-95系統(tǒng)兼容。例如，在cdma2000議案與IS-95系統(tǒng)中，每個(gè)基站使其操作與系統(tǒng)中的其它基站在時(shí)間上同步。典型的是，基站使其操作與諸如全球定位衛(wèi)星(GPS)信令等通用時(shí)間基準(zhǔn)同步；然而，可使用其它機(jī)制?；谕綍r(shí)間基準(zhǔn)，給一指定地理區(qū)域中的每個(gè)基站分配一公共偽噪聲(PN)導(dǎo)頻序列的序列偏移。例如，根據(jù)IS-95，系統(tǒng)中的每個(gè)基站以作為導(dǎo)頻信號(hào)的512個(gè)PN序列偏移中的一個(gè)發(fā)送具有215個(gè)碼片且每26.66毫秒(ms)重發(fā)(repeat)的PN序列。基站持續(xù)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，遠(yuǎn)程單元可使用該導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)識(shí)別基站及用做其它功能。
就系統(tǒng)采集和越區(qū)切換完成時(shí)間而言，cdma2000和IS-95系統(tǒng)中所提供的基站時(shí)間同步有許多優(yōu)點(diǎn)。上面討論的同步基站和時(shí)移公共導(dǎo)頻信號(hào)允許系統(tǒng)采集和檢測(cè)相鄰基站的快速一步相關(guān)。一旦移動(dòng)站已采集一基站，它可確定對(duì)所有相鄰?fù)交径枷嗤南到y(tǒng)時(shí)間。在這種情況下，同步基站間的越區(qū)切換期間不需要調(diào)節(jié)每個(gè)單獨(dú)移動(dòng)站的定時(shí)。另外，移動(dòng)站不必為了在越區(qū)切換之前獲得粗略定時(shí)信息而對(duì)來(lái)自新基站的任何信號(hào)進(jìn)行解碼。
另一最近提出的3G通信系統(tǒng)稱為W-CDMA。在ETSI向ITU遞交的供IMT-2000 CDMA標(biāo)準(zhǔn)考慮的ETSI地面無(wú)線接入(UTRA)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)候選提交議案中描述了W-CDMA系統(tǒng)的一個(gè)例子。W-CDMA系統(tǒng)中的基站異步操作。也就是說(shuō)，W-CDMA基站并非共享一個(gè)公共通用時(shí)間基準(zhǔn)。不同基站的時(shí)間不是對(duì)準(zhǔn)的。結(jié)果，W-CDMA基站使用三步采集程序，每一步中有多個(gè)平行的相關(guān)。在W-CDMA系統(tǒng)中，每個(gè)基站發(fā)送包含兩個(gè)子信道的“同步”信道。兩個(gè)子信道的第一個(gè)(主(primary)同步信道)使用對(duì)所有基站公共的主同步碼cp。兩子信道的第二個(gè)(次(secondary)同步信道)，使用不被其它基站共享的不在同一代碼組中的一組循環(huán)的次同步碼cs。通過(guò)搜索主同步信道的主同步碼cp，再使用從主同步信道得出的定時(shí)信息處理次同步信道，W-CDMA系統(tǒng)中的移動(dòng)站可采集一個(gè)或更多基站的同步信道。
近來(lái)，已提出一組合的CDMA IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)，其中任何制造商可隨意支持符合cdma2000的設(shè)備及符合W-CDMA的設(shè)備。這樣，可以想見的是，符合cdma2000的系統(tǒng)的同步基站在地理上將靠近符合W-CDMA的系統(tǒng)的異步基站。這樣就必須能夠越區(qū)切換支持W-CDMA系統(tǒng)的異步基站和cdma2000系統(tǒng)的同步基站之間的cdma2000操作和W-CDMA操作的移動(dòng)站，反之亦然。
5,267,261號(hào)題為“CDMA蜂窩式通信系統(tǒng)中移動(dòng)站輔助軟越區(qū)切換(MOBILESTATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM)”的美國(guó)專利中揭示了一種在越區(qū)切換過(guò)程中通過(guò)不止一個(gè)基站與遠(yuǎn)程單元通信的方法和系統(tǒng)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并在此引用。關(guān)于越區(qū)切換的進(jìn)一步信息見5,101,501號(hào)題為“在CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)通信中提供軟越區(qū)切換的方法和系統(tǒng)(METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF INCOMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)”的美國(guó)專利、5,640,414號(hào)題為“CDMA蜂窩式通信系統(tǒng)中的移動(dòng)站輔助軟越區(qū)切換(MOBILESTATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM)”的美國(guó)專利和5,625,876號(hào)題為“在一公共基站的扇區(qū)間執(zhí)行越區(qū)切換的方法和設(shè)備(METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OFA COMMON BASE STATION)”的美國(guó)專利，上述各專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此完整引用供參考。5,625,876號(hào)美國(guó)專利的主題關(guān)于所謂的“較軟越區(qū)切換”。就本文的目的而言，術(shù)語(yǔ)“軟越區(qū)切換”將包括“軟越區(qū)切換”和“較軟越區(qū)切換”。1999年3月24日提交的09/275,524號(hào)題為“異步CDMA系統(tǒng)中的越區(qū)切換控制(HANDOFF CONTROL IN AN ASYNCHRONOUS CDMA SYSTEM)”的未決美國(guó)專利申請(qǐng)也提供了關(guān)于涉及同步和異步基站的越區(qū)切換程序的附加信息，該申請(qǐng)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此完整引用供參考。
每個(gè)基站與該基站周圍的一組相鄰基站有關(guān)。鑒于相鄰基站的覆蓋區(qū)在物理上接近現(xiàn)行(active)基站的覆蓋區(qū)，正與現(xiàn)行基站通信的遠(yuǎn)程單元更可能越區(qū)切換到相鄰基站之一而非該系統(tǒng)中的其他基站。在IS-95和cdma2000系統(tǒng)中，基站用鄰居列表識(shí)別消息向已與它建立通信的遠(yuǎn)程單元識(shí)別相鄰基站。鄰居列表識(shí)別消息按照它發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)的PN序列偏移來(lái)識(shí)別相鄰基站。在IS-95和cdma2000系統(tǒng)中，基站和PN序列偏移間的一個(gè)指定地理區(qū)域內(nèi)存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。換言之，在同一地理區(qū)域中操作的兩個(gè)基站并非都使用同一PN序列偏移。這樣，可根據(jù)其PN序列偏移唯一地識(shí)別一地理區(qū)域中的IS-95或cdma2000系統(tǒng)中的基站。
遠(yuǎn)程單元用鄰居列表來(lái)限制它搜索越區(qū)切換候選對(duì)象的空間。因?yàn)樗阉鬟^(guò)程是資源密集的，所以有利的是避免了對(duì)整個(gè)一組可能PN序列偏移的搜索。通過(guò)使用鄰居列表，遠(yuǎn)程單元可把其資源集中在最有可能對(duì)應(yīng)于有用信號(hào)路徑的那些PN序列偏移上。
只要每個(gè)基站的定時(shí)就其他保持同步，那么典型的IS-95或cdma2000的鄰居采集操作是切實(shí)可行的。然而，在諸如W-CDMA等一些系統(tǒng)中，通過(guò)把系統(tǒng)操作與同步基準(zhǔn)分離來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)。例如，在以下所展開的系統(tǒng)中，諸如地鐵系統(tǒng)，用GPS接收通用時(shí)間同步信號(hào)可能是困難的。甚至在可獲得強(qiáng)GPS信號(hào)時(shí)，也認(rèn)為在一些政治氣候中想要把系統(tǒng)操作與美國(guó)政府的GPS系統(tǒng)分離。把系統(tǒng)操作與同步基準(zhǔn)分離可能有其他原因。
在一個(gè)或更多基站相對(duì)于其他基站異步操作的系統(tǒng)中，只根據(jù)相對(duì)時(shí)間偏移(典型地，以相對(duì)PN序列偏移來(lái)測(cè)量)不能容易地將基站彼此區(qū)分開來(lái)，因?yàn)椴皇褂猛ㄓ脮r(shí)間基準(zhǔn)則不能確立基站間的相對(duì)時(shí)間偏移。這樣，當(dāng)遠(yuǎn)程單元和異步基站通信并且最近未與同步基站通信時(shí)，遠(yuǎn)程單元不可能有足夠精確的同步基站的系統(tǒng)時(shí)間信息。
例如，假設(shè)遠(yuǎn)程單元已在異步基站的覆蓋區(qū)內(nèi)且正移入同步基站的覆蓋區(qū)。再假設(shè)遠(yuǎn)程單元能夠通過(guò)確定兩個(gè)不同同步基站的相對(duì)PN序列偏移來(lái)檢測(cè)這兩個(gè)不同同步基站的導(dǎo)頻信號(hào)。除非遠(yuǎn)程單元已知道足夠精確的同步基站的系統(tǒng)時(shí)間，否則遠(yuǎn)程單元將不能確定哪一個(gè)基站正在發(fā)送哪一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。換言之，盡管遠(yuǎn)程單元能根據(jù)兩個(gè)不同同步基站的不同相對(duì)PN序列偏移而辨別存在兩個(gè)不同的同步基站，但遠(yuǎn)程單元不能只根據(jù)其導(dǎo)頻信號(hào)而確定任一同步基站的身份，因?yàn)檫h(yuǎn)程站沒有用來(lái)比較這兩個(gè)PN序列偏移的絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)。
在常規(guī)的IS-95或cdma2000系統(tǒng)中。一旦采集到前向?qū)ьl信道，遠(yuǎn)程單元便能解調(diào)前向同步信道。這是可能的，因?yàn)榍跋蛲叫诺蓝〞r(shí)的幀邊界總是與前向?qū)ьl信道的PN序列的開始對(duì)準(zhǔn)。換言之，前向同步信道幀邊界總是與系統(tǒng)時(shí)間偏移同相應(yīng)的前向?qū)ьl信道的PN序列偏移相同數(shù)目的PN碼片。前向同步信道承載同步信道消息，同步信道消息包括諸如系統(tǒng)識(shí)別、系統(tǒng)時(shí)間、基站的PN序列偏移等開銷信息和其他幾項(xiàng)有用信息。在解調(diào)同步信道消息后，遠(yuǎn)程單元根據(jù)如IS-95中描述的在同步信道消息中發(fā)送的PN偏移和系統(tǒng)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)其內(nèi)部定時(shí)。
因?yàn)橐缘蛿?shù)據(jù)速率(例如，IS-95中的1200bps)發(fā)送常規(guī)同步信道，且同步信道消息包含大量必須一幀幀地進(jìn)行解調(diào)的開銷信息，所以在遠(yuǎn)程單元能通過(guò)同步信道消息確定發(fā)送基站的系統(tǒng)身份前可能為800毫秒的數(shù)量級(jí)。這種延遲能對(duì)從異步基站向同步基站的越區(qū)切換的定時(shí)產(chǎn)生不利影響，特別是在衰落環(huán)境中。在一些例子中，這種與不得不通過(guò)解調(diào)常規(guī)同步信道消息來(lái)確定目標(biāo)同步基站的系統(tǒng)標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)程單元有關(guān)的延遲可能長(zhǎng)得不能接受，導(dǎo)致正在進(jìn)行中的呼叫降級(jí)甚或丟失。
這樣，需要一種避免與解調(diào)常規(guī)同步信道消息有關(guān)的不希望有的延遲來(lái)方便異步和同步基站間越區(qū)切換的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種在具有導(dǎo)頻PN序列偏移的導(dǎo)頻偽噪聲(PN)序列的同步CDMA基站中產(chǎn)生前向鏈路信道的改進(jìn)的新方法和系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，該方法包括的步驟有產(chǎn)生包括同步信道消息的同步信道；產(chǎn)生至少包括導(dǎo)頻PN序列偏移的識(shí)別信道；以及使同步信道與識(shí)別信道正交。既發(fā)送識(shí)別信道又發(fā)送同步信道。然而，移動(dòng)站可快速地從識(shí)別信道取得導(dǎo)頻PN偏移，而不必解調(diào)整個(gè)同步信道消息。識(shí)別信道還可包括導(dǎo)頻PN序列的相位的指示以及導(dǎo)頻PN序列的恒定相位延遲(epoch)。在一實(shí)施例中，該方法包括用Golay(戈萊)碼對(duì)識(shí)別信道進(jìn)行編碼。
本發(fā)明還提供用來(lái)實(shí)施以上概述方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括同步信道消息發(fā)生器，產(chǎn)生包括同步信道消息的同步信道；識(shí)別信道數(shù)據(jù)發(fā)生器，產(chǎn)生至少包括導(dǎo)頻PN序列偏移的識(shí)別信道；第一和第二Walsh覆蓋器，用于使同步信道與識(shí)別信道正交。該系統(tǒng)還可包括用Golay碼給識(shí)別信道編碼的識(shí)別信道編碼器。
在一獨(dú)立但相關(guān)的實(shí)施例中，不發(fā)送識(shí)別信道，但縮減同步信道消息的內(nèi)容。該方法包括產(chǎn)生具有至少包含導(dǎo)頻PN序列偏移的縮減同步信道消息的縮減同步信道；產(chǎn)生具有廣播信道消息的廣播信道；以及使縮減同步信道與廣播信道正交。縮減同步信道消息還可包括同步信道幀在廣播信道內(nèi)的位置指示以及廣播信道的數(shù)據(jù)速率的指示。而且，在一實(shí)施例中，該方法包括在按照第一擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生具有完整同步信道消息的完整同步信道；以及在按照第二擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生具有縮減同步信道消息的縮減同步信道。
本發(fā)明還包括執(zhí)行該方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括縮減同步信道消息發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有至少包含導(dǎo)頻PN序列偏移的縮減同步信道消息的縮減同步信道；廣播信道消息發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有廣播信道消息的廣播信道；以及第一和第二Walsh覆蓋器，用于使縮減同步信道與廣播信道正交。在一實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括在按照第一擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生具有完整同步信道消息的完整同步信道的同步信道消息發(fā)生器，其中，在按照第二擴(kuò)展速率操作時(shí)縮減同步信道消息發(fā)生器產(chǎn)生縮減同步信道。
附圖概述下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的特點(diǎn)、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯起來(lái)，在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)地標(biāo)識(shí)，其中圖1是地面無(wú)線通信系統(tǒng)的示例實(shí)施例；圖2是包括同步和異步基站的無(wú)線通信系統(tǒng)；圖3是由本發(fā)明的同步基站發(fā)送的某些前向鏈路信道的簡(jiǎn)化時(shí)序圖；圖4是同時(shí)發(fā)送導(dǎo)頻信道、常規(guī)同步信道及分開的ID信道的CDMA調(diào)制器的選中部分的功能框圖；以及圖5是同時(shí)發(fā)送導(dǎo)頻信道、縮減同步信道及廣播信道的CDMA調(diào)制器的選中部分的方框圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出具有同步和異步基站的無(wú)線通信系統(tǒng)。移動(dòng)交換中心(MSC)216可耦合到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)(未示出)。MSC 216也耦合到兩個(gè)基站控制器(BSC)202及214。BSC 202示為耦合到分別具有地理覆蓋區(qū)(有時(shí)稱為“小區(qū)”)204A、206A和208A的三個(gè)異步基站204、206和208。BSC 214示為耦合到分別具有地理覆蓋區(qū)210A和212A的兩個(gè)同步基站210和212。從圖2可以看到，各個(gè)異步和同步基站的地理覆蓋區(qū)有明顯的重疊。正是希望在這些重疊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程單元的越區(qū)切換，在這一方面本發(fā)明提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)。可以理解，可存在比圖2示例中所示的更多或更少的同步基站和異步基站。另外，可以理解，BSC 202和BSC 214不一定都連到同一MSC 216，而可以連到獨(dú)立的MSC或其他其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體(未示出)(它們繼而通過(guò)PSTN互連)。
每個(gè)同步基站210和212依照IS-95或cdma2000發(fā)送本領(lǐng)域內(nèi)公知的導(dǎo)頻信道。另外，每個(gè)同步基站210和212發(fā)送一個(gè)或更多的系統(tǒng)開銷信道。例如，同步基站210和212可依照IS-95或cdma2000發(fā)送一同步信道和/或一個(gè)或更多的廣播信道，以向遠(yuǎn)程單元傳送定時(shí)、尋呼及其他相關(guān)的開銷信息。圖3示出由同步基站210和212發(fā)送的某些前向鏈路信道的簡(jiǎn)化時(shí)序圖。
在圖3中，示出三個(gè)分開的前向鏈路信道導(dǎo)頻信道300、同步信道302和識(shí)別(ID)信道304。導(dǎo)頻信道300可以是按照IS-95的常規(guī)導(dǎo)頻信道。導(dǎo)頻信道300由同步基站210和212以與系統(tǒng)時(shí)間零基準(zhǔn)不同的PN偏移發(fā)送。為便于說(shuō)明，導(dǎo)頻信道300可分解為持續(xù)重發(fā)的幀300A、300B、300C。同步信道302可以是按照IS-95的常規(guī)同步信道。按照同一PN偏移，以同步信道幀的開始與導(dǎo)頻信道300時(shí)間對(duì)準(zhǔn)地發(fā)送同步信道302。為便于說(shuō)明，同步信道302可分解為持續(xù)重發(fā)的幀302A、302B、302C。
ID信道304在圖3中也示為與導(dǎo)頻信道300的PN偏移時(shí)間對(duì)準(zhǔn)。然而，ID信道304不是常規(guī)的IS-95信道。最好，除了常規(guī)導(dǎo)頻信道300及常規(guī)同步信道302以外，同步基站210和212還發(fā)送ID信道304。最好也給ID信道304覆蓋與導(dǎo)頻信道300或同步信道302不同的Walsh碼，以保持前向信道的正交。然而，可以理解，ID信道304不必與剩余的開銷信道正交。為便于說(shuō)明，ID信道304可分解為與導(dǎo)頻信道300的PN序列在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)的持續(xù)重發(fā)的幀304A、304B、304C。
ID信道304用來(lái)改進(jìn)從異步基站204、206、208到同步基站210、212的越區(qū)切換。具體來(lái)說(shuō)，ID信道304幫助移動(dòng)站確定導(dǎo)頻PN偏移，從而確定移動(dòng)站越區(qū)切換到的目標(biāo)同步基站210或212的身份和定時(shí)。如上所述，除了發(fā)送基站的導(dǎo)頻PN偏移以外，常規(guī)同步信道302還包含大量信息。在從異步基站向同步基站的越區(qū)切換期間，所有這些附加信息都不如導(dǎo)頻PN偏移那樣對(duì)移動(dòng)站至關(guān)重要。這樣，在圖3的實(shí)施例中，ID信道304僅僅包含使基站快速確定發(fā)送基站的導(dǎo)頻PN偏移所需的信息。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，ID信道304至少包含9位的導(dǎo)頻PN偏移。ID信道304還可包含80毫秒的導(dǎo)頻PN序列的2位相位，還可包含導(dǎo)頻PN序列的80毫秒恒定相位延遲的1位奇/偶指示。這些附加字段允許移動(dòng)站確定PN長(zhǎng)碼狀態(tài)。有了這些信息，移動(dòng)站可得出系統(tǒng)時(shí)間并與發(fā)送基站的定時(shí)同步。
在示例實(shí)施例中，對(duì)ID信道304進(jìn)行Golay編碼。例如，在有12位(9位導(dǎo)頻PN偏移，加上2位相位，加上1位奇/偶)的實(shí)施例中，ID信道304使用24位(24，12)Golay代碼字。Golay碼是本領(lǐng)域內(nèi)所公知的堅(jiān)固有效的糾錯(cuò)碼，這里不對(duì)其作詳細(xì)討論。在由Shu Lin和Daniel J.Costello所著的書號(hào)為ISBN 0-13-283796-X的“差錯(cuò)控制編碼基本原理和應(yīng)用(Error Control CodingFundamentals and Applications)”一書中給出示例的Golay編碼和解碼技術(shù)。然而，諸如卷積編碼等其他糾錯(cuò)編碼技術(shù)或本領(lǐng)域內(nèi)所公知的其他技術(shù)可用于ID信道304，而不偏離本發(fā)明。
每個(gè)ID信道幀304A、304B、304C可包含一個(gè)或更多代碼字，每個(gè)代碼字包含導(dǎo)頻PN偏移以及任選的上述其他信息。ID信道304最好持續(xù)重發(fā)。這種持續(xù)重發(fā)允許在單個(gè)代碼字的持續(xù)時(shí)間期間未收集足夠能量的移動(dòng)站組合來(lái)自多個(gè)連續(xù)代碼字的能量，以對(duì)該代碼字進(jìn)行解碼并恢復(fù)導(dǎo)頻PN偏移。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，只有以至少一個(gè)異步基站204、206、208作為鄰居的那些同步基站210、212會(huì)發(fā)送ID信道304。
圖4示出同時(shí)發(fā)送導(dǎo)頻信道、常規(guī)同步信道和分開的ID信道的CDMA調(diào)制器的選中部分的方框圖?？梢岳斫?，未示出該調(diào)制器的所有部分，而只示出與本發(fā)明相關(guān)的那些部分。如本領(lǐng)域內(nèi)所公知，導(dǎo)頻信道是一序列為Walsh函數(shù)W(0)(“W(0)”)所覆蓋的全邏輯零。如圖4所示，導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)發(fā)生器400A產(chǎn)生全零流，然后全零流在Walsh覆蓋器402中被W(0)覆蓋。常規(guī)同步信道消息由同步信道消息發(fā)生器400B產(chǎn)生，并在卷積編碼器408中被卷積編碼。根據(jù)所需結(jié)果數(shù)據(jù)速率，在較佳實(shí)施例中，卷積編碼器408可以是約束長(zhǎng)度為九的半速率或三分之一速率卷積編碼器。每個(gè)編碼碼元在碼元重發(fā)器410中重發(fā)。重發(fā)數(shù)量還取決于所需的結(jié)果數(shù)據(jù)速率，但最好是1x或2x的因數(shù)。交織器412塊依照公知的交織器格式交織重發(fā)的代碼碼元。交織器412的大小也可取決于數(shù)據(jù)速率。然后在Walsh覆蓋器404中給同步信道覆蓋以Walsh函數(shù)32(“W(32)”)。至少包含導(dǎo)頻PN偏移ID信道數(shù)據(jù)由ID信道發(fā)生器400C產(chǎn)生，并由ID信道編碼器414編碼。ID信道編碼器414可以是Golay編碼器，或諸如與卷積編碼器408類似的卷積編碼器等其他編碼器。ID信道代碼碼元在碼元重發(fā)器416中重發(fā)并在交織器418中交織。代碼碼元重發(fā)的數(shù)量和交織器418的大小都取決于數(shù)據(jù)速率的數(shù)字，并可從無(wú)重發(fā)變到3x(每個(gè)碼元重發(fā)三次)。然后，給ID信道覆蓋不同于導(dǎo)頻信道(W(0))或同步信道W(32)的Walsh函數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)發(fā)生器400A、同步信道消息發(fā)生器400B和ID信道數(shù)據(jù)發(fā)生器400C可集成為單一處理器或如這里所述編程的ASIC。事實(shí)上，圖4中所示的所有功能塊都可集成在單一ASIC上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，不發(fā)送分開的ID信道304。相反，在某些情況下，縮減同步信道302上的信息，以減少移動(dòng)站獲得發(fā)送基站的導(dǎo)頻PN偏移所需的時(shí)間量。將參照示例的cdma2000系統(tǒng)來(lái)揭示該第二實(shí)施例。
該可選實(shí)施例為可在基站以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)送時(shí)使用的同步信道消息提供更有效的結(jié)構(gòu)。在此可選實(shí)施例中，把幾個(gè)字段(否則它們將成為同步信道消息的一部分)移至另一廣播信道，從而可明顯地縮短同步信道消息。這樣在沒有任何有關(guān)系統(tǒng)時(shí)間的先前信息的采集后，使得移動(dòng)站內(nèi)的“引導(dǎo)(boot-up)”時(shí)間較短。此后，移動(dòng)站便可讀取有關(guān)分開的廣播信道的不太重要的信息。
cdma2000系統(tǒng)中的同步信道對(duì)于擴(kuò)展速率1(1.2288mcps)和3(3.6864mcps)以1200bps的數(shù)據(jù)速率操作。同步信道發(fā)送基站專用且移動(dòng)站接入該系統(tǒng)所需的信息以及在移動(dòng)站中提供精確的同步時(shí)鐘的定時(shí)字段。在同步信道消息形成后，把它分割成31位的組并以包含1位的消息起始(SOM)字段和31位的同步信道幀主體的同步信道幀發(fā)送。把三個(gè)同步信道幀組合成一個(gè)長(zhǎng)度為80毫秒(96位)的同步信道超幀。還加上一30位的CRC。如果同步信道消息少于93位(不包括SOM位)的整數(shù)倍，則在消息末端填充設(shè)定為零的填充位。
常規(guī)cdma2000同步信道消息中的字段(作為第一實(shí)現(xiàn)版本)如下面的表1所示表I常規(guī)同步信道消息


這樣，從表I可看出，常規(guī)同步信道消息主體大約有180位，加上30位的CRC，加上SOM位。至此，加上填充位，獲得的消息有3個(gè)超幀長(zhǎng)。由于同步信道消息所指示的長(zhǎng)碼狀態(tài)(LC_STATE)是同步信道消息結(jié)束后的320毫秒，假設(shè)無(wú)差錯(cuò)地接收到同步信道消息，則可看到從導(dǎo)頻采集到移動(dòng)站獲得長(zhǎng)碼狀態(tài)的最大引導(dǎo)時(shí)間是800毫秒。例如，如果同步信道消息是240毫秒長(zhǎng)，則移動(dòng)站接收同步信道消息的第一消息起始(SOM)位可長(zhǎng)達(dá)240毫秒。假設(shè)接著花費(fèi)240毫秒對(duì)同步信道消息進(jìn)行解碼，并花費(fèi)320毫秒直到移動(dòng)站裝載了長(zhǎng)碼狀態(tài)，則整個(gè)延遲可能是大約800毫秒。如上面的背景中所述，如果移動(dòng)站正從異步基站越區(qū)切換到同步基站，有正在進(jìn)行的呼叫，則這種延遲太長(zhǎng)。
這樣，本發(fā)明的該可選實(shí)施例包括把表I的許多字段轉(zhuǎn)移到一分開的廣播信道，從而明顯地縮短同步信道消息。具體來(lái)所，在某些情況下(下面較詳細(xì)地討論)，同步信道消息被縮減為下面表II中所列的字段表II常規(guī)同步信道消息

LOC字段表示該同步信道幀(在較佳實(shí)施例中的長(zhǎng)度為26.66毫秒)在一160毫秒的幀時(shí)間單元內(nèi)的位置。BRAT字段表示表I的其他字段轉(zhuǎn)移到的廣播信道的數(shù)據(jù)速率。OTD_MODE是發(fā)送基站的正交發(fā)送分集模式的指示符。正交發(fā)送分集是一種在多個(gè)天線間分布前向鏈路信道碼元并用與每個(gè)天線相關(guān)的獨(dú)有Walsh或準(zhǔn)正交函數(shù)擴(kuò)展這些碼元的前向鏈路發(fā)送方法。這三個(gè)字段一起向移動(dòng)站提供了對(duì)已轉(zhuǎn)移到分開的廣播信道的字段進(jìn)行快速定位和解調(diào)的足夠信息。PILOT_PN是發(fā)送基站的導(dǎo)頻PN偏移。如前所述，如果不知道同步系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)間，則必須知道導(dǎo)頻PN偏移來(lái)確定發(fā)送基站的身份和定時(shí)。
圖5是同時(shí)發(fā)送導(dǎo)頻信道、縮減同步信道和廣播信道的CDMA調(diào)制器的選中部分的方框圖。可以理解，未示出該調(diào)制器的所有部分，而只示出與本發(fā)明相關(guān)的那些部分。導(dǎo)頻信道數(shù)據(jù)發(fā)生器400A和Walsh覆蓋器402與圖4中所示的相同?？s減同步信道消息發(fā)生器500B產(chǎn)生上表II中所示的縮減同步信道消息?？商娲煌谏媳鞩I的數(shù)據(jù)字段的其他組合，而不背離本發(fā)明。例如，字段長(zhǎng)度可不同?？偽粩?shù)可不同，且可包括填充位?？s減同步信道消息發(fā)生器500B把縮減同步信道消息傳送給卷積編碼器508，在那里依照擴(kuò)展速率的數(shù)字所確定的格式來(lái)進(jìn)行卷積編碼。最好，編碼速率是一半或三分之一，限制長(zhǎng)度為九。然后這些代碼碼元在代碼碼元重發(fā)器510中重發(fā)。重發(fā)的數(shù)量也取決于所需的擴(kuò)展速率。最好，每個(gè)碼元重發(fā)兩次或四次。如果縮減同步信道消息發(fā)生器500B產(chǎn)生的縮減同步信道消息是32位(1200bps)，且由三分之一速率的卷積編碼器編碼并被重發(fā)四次，則獲得的縮減同步信道幀的持續(xù)時(shí)間為26.667毫秒。
交織器512按照預(yù)定的交織格式交織重發(fā)的代碼碼元。最好，交織格式是持續(xù)時(shí)間為96個(gè)代碼碼元的塊交織器。這給移動(dòng)站提供了靈活性，以使移動(dòng)站不必對(duì)數(shù)據(jù)的整個(gè)同步信道幀(26.667毫秒)進(jìn)行解調(diào)來(lái)獲得完整的縮減同步信道消息。然后，Walsh覆蓋器504中給交織的碼元覆蓋Walsh函數(shù)W(32)。注意，這是在IS-95或cdma2000系統(tǒng)中通常為常規(guī)同步信道預(yù)留的相同Walsh函數(shù)。
在上面的例子中，縮減同步信道消息在同步信道幀中重發(fā)四次。如果移動(dòng)站接收到足夠的Eb/Nt，則移動(dòng)站在只解調(diào)同步信道幀的一部分(四分之一、一半或四分之三)后能高度可靠地解調(diào)同步信道消息。而且，有利的是使整個(gè)縮減同步信道消息在一個(gè)幀內(nèi)，因?yàn)槿绻叫诺老⒖缍鄠€(gè)幀且只有一個(gè)幀急劇衰落，則移動(dòng)站可能需要重新解調(diào)整個(gè)消息，又增加了引導(dǎo)時(shí)間。
有了縮減同步信道消息的以上結(jié)構(gòu)，在移動(dòng)站處26.667毫秒的同步信道幀上的有效Eb/Nt是大約14.9dB。這樣，移動(dòng)站很可能在同步信道幀的一部分內(nèi)讀取同步信道消息。即使如此，假設(shè)移動(dòng)站花費(fèi)整個(gè)26.667毫秒的同步信道幀對(duì)縮減同步信道消息進(jìn)行解碼，移動(dòng)站能開始解調(diào)廣播信道的平均時(shí)間是大約56.667毫秒。這相當(dāng)于把平均引導(dǎo)時(shí)間(即，確定足以唯一地識(shí)別發(fā)送基站并的導(dǎo)頻PN偏移并開始解調(diào)廣播信道的平均時(shí)間)節(jié)省大約620毫秒。
廣播信道消息發(fā)生器500C產(chǎn)生包括未在表II中列出的來(lái)自表I的字段的廣播信道消息。該消息在卷積編碼器514中被卷積編碼，代碼碼元在碼元重發(fā)器516中重發(fā)，而重發(fā)的代碼碼元在交織器518中交織。然后，在Walsh覆蓋器506中給廣播信道覆蓋不同于W(0)或W(32)的Walsh函數(shù)(“W(N)”)，以保持與導(dǎo)頻及同步信道的正交。當(dāng)然，可以理解的是，可不脫離本發(fā)明，把不同于表I中所列的字段發(fā)送到廣播信道上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，縮減同步信道消息只在那些具有異步鄰居的基站中發(fā)送。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，縮減同步信道消息只在基站以某些擴(kuò)展速率操作時(shí)發(fā)送。例如，在一實(shí)施例中，基站只在以3.6864mcps的擴(kuò)展速率(用于cdma2000中的直接序列擴(kuò)展的擴(kuò)展速率3)操作時(shí)發(fā)送縮減同步信道消息，相反，在以1.2288mcps的擴(kuò)展速率(用于cdma2000中的直接序列擴(kuò)展的擴(kuò)展速率1)操作時(shí)發(fā)送常規(guī)同步信道消息。這樣，對(duì)于擴(kuò)展速率1，常規(guī)同步信道消息將始于同步信道超幀的開始，并跨3個(gè)超幀。然而，對(duì)于擴(kuò)展速率3，縮減同步信道消息將始于同步信道幀的開始，并以26.667毫秒的單個(gè)同步信道幀重發(fā)四次。類似地，廣播信道將只承載來(lái)自同步信道的“額外”字段。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，圖4和圖5的實(shí)施例只用來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可用此處的教義實(shí)施“ID信道”與一個(gè)或更多“同步信道”或“廣播信道”的其他組合。例如，可發(fā)送不同于上面各表中所示的信息，或可在此處所教的信道中對(duì)相同的信息或其子集進(jìn)行不同的劃分。而且，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本發(fā)明包含所有“ID信道”或“縮減同步信道”與“常規(guī)同步信道”或“廣播信道”的組合。
還應(yīng)理解，此處給出的兩個(gè)例子(圖4和圖5)可看成是此處描述的同一一般發(fā)明的分開示范。特別是，這兩個(gè)實(shí)施例都面向一種用來(lái)產(chǎn)生明顯縮短CDMA系統(tǒng)中的移動(dòng)站依照導(dǎo)頻PN偏移確定同步基站的身份和定時(shí)的所需時(shí)間的開銷信息及開銷渠道。圖4的實(shí)施例直接將新ID信道覆蓋到現(xiàn)有基于IS-95的系統(tǒng)。圖5的實(shí)施例直接用縮減同步信道取代常規(guī)同步信道并把附加字段移到廣播信道，這一點(diǎn)有利于cdma2000系統(tǒng)的3x DS模式。
盡管這里在符合cdma2000或IS-95的示例系統(tǒng)中揭示了本發(fā)明，可以理解，這里描述的原理可有益于基站由其導(dǎo)頻PN偏移唯一識(shí)別的其他系統(tǒng)中。還應(yīng)該說(shuō)明的是，盡管圖4和圖5示出獨(dú)立的功能塊，這些塊可有益地集成到一個(gè)或更多的ASIC或DSP上。
提供前面對(duì)較佳實(shí)施例的描述是為了使本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例所依的各種各樣的修改對(duì)本領(lǐng)域中的熟練人員來(lái)所是顯而易見的，此處定義的一般原理可不使用創(chuàng)造性的勞動(dòng)用于其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明不限于此處所示的實(shí)施例，而應(yīng)給予與此處揭示的原理和新特點(diǎn)相符的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有導(dǎo)頻PN序列偏移的導(dǎo)頻偽噪聲(PN)序列的同步CDMA基站中產(chǎn)生前向鏈路信道的方法，該方法包括以下步驟產(chǎn)生具有至少包含所述導(dǎo)頻PN序列偏移的縮減同步信道消息的縮減同步信道；產(chǎn)生具有廣播信道消息的廣播信道；以及使所述縮減同步信道與所述廣播信道正交。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述縮減同步信道消息還包括同步信道幀在所述廣播信道內(nèi)的位置的指示。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述縮減同步信道消息還包括所述廣播信道數(shù)據(jù)速率的指示。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟當(dāng)按照第一擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生具有完整同步信道消息的完整同步信道；以及當(dāng)按照第二擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生具有所述縮減同步信道消息的所述縮減同步信道。
5.一種用于在具有導(dǎo)頻PN序列偏移的導(dǎo)頻偽噪聲(PN)序列的同步CDMA基站中產(chǎn)生前向鏈路信道的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括縮減同步信道消息發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有至少包含所述導(dǎo)頻PN序列偏移的縮減同步信道消息的縮減同步信道；廣播信道消息發(fā)生器，用于產(chǎn)生具有廣播信道消息的廣播信道；以及第一和第二Walsh覆蓋器，用于使所述縮減同步信道與所述廣播信道正交。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述縮減同步信道消息還包括同步信道幀在所述廣播信道中的位置的指示。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述縮減同步信道消息還包括所述廣播信道數(shù)據(jù)速率的指示。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括在按照第一擴(kuò)展速率操作時(shí)用于產(chǎn)生具有完整同步信道消息的完整同步信道的同步信道消息發(fā)生器，其中所述縮減同步信道消息發(fā)生器在按照第二擴(kuò)展速率操作時(shí)產(chǎn)生所述縮減同步信道。
全文摘要
一種用于在具有導(dǎo)頻PN序列偏移的導(dǎo)頻偽噪聲(PN)序列的同步CDMA基站中產(chǎn)生前向鏈路信道的方法和系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，該方法包括的步驟有產(chǎn)生包括同步信道消息的同步信道(302)；產(chǎn)生至少包括導(dǎo)頻PN序列偏移的識(shí)別信道；以及使同步信道和識(shí)別信道正交。既發(fā)送識(shí)別信道又發(fā)送同步信道。然而，移動(dòng)站可無(wú)需解調(diào)節(jié)個(gè)同步信道消息而從識(shí)別信道快速得到導(dǎo)頻PN偏移。識(shí)別信道還可包括導(dǎo)頻PN序列的相位的指示以及導(dǎo)頻PN序列的恒定相位延遲的指示。在一實(shí)施例中該方法包括用Golay碼對(duì)識(shí)別信道進(jìn)行編碼。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1501613SQ200310101600
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2000年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月26日
發(fā)明者小E·G·蒂德曼, 小E G 蒂德曼, D·特拉薩瓦, 尚巴格, A·G·尚巴格, 奧登瓦爾德, 周漁君, 啄岣, J·P·奧登瓦爾德, ǘ, S·威倫尼格, S·薩卡爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司