專利名稱：基于頻域融合的復(fù)合幀、建立連接的方法以及收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000中的TD-SCDMA標(biāo) 準(zhǔn)和IEEE的WiMAX (IEEE 802.16de)寬帶移動(dòng)無線接入標(biāo)準(zhǔn)之間在空中
接口上的頻域融合，與這種頻域融合相關(guān)的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)、建立通信連接的 方法以及相應(yīng)的接收與發(fā)送裝置。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA是中國提出的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已 經(jīng)進(jìn)入IMT-2000。 2007年中國移動(dòng)TD-SCDMA設(shè)備招標(biāo)，意味在中國已 經(jīng)打造了完整產(chǎn)業(yè)鏈，預(yù)期會(huì)在中國的3G通信中占有重要地位。TD-SCDMA 技術(shù)有許多優(yōu)勢頻i普利用率高，采用智能天線、軟件無線電等技術(shù)可以提 高系統(tǒng)容量，適合不對稱業(yè)務(wù)傳輸。但由于TD-SCDMA是從傳統(tǒng)的電信技 術(shù)演化而來，其著重支持的業(yè)務(wù)還是電路交換方式的話音業(yè)務(wù)，在無線寬帶 接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，存在著容量小、峰值速率不夠高等缺點(diǎn)。與此相反，基 于IEEE 802.16d/e的WiMAX寬帶無線接入技術(shù)從開始設(shè)計(jì)時(shí)就是以IP數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)為目標(biāo)，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率高，但對話音等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的支持不夠 好。
TD-SCDMA和WiMAX的融合使得兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮各自優(yōu)勢，TD-SCDMA
耳以發(fā)4WM^J^盧喊覆蓋^^普「^M/ViMAX謝^^録絲 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有QoS。從更高層面來講，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的融合有利 于運(yùn)營商建立能提供給用戶真正的無處不在的對多媒體服務(wù)融合的電信級通 信網(wǎng)絡(luò)，有利于TD-SCDMA逐步演進(jìn)到基于OFDM/OFDMA和ALL-IP的 多載波4G系統(tǒng)，符合3G以及寬帶無線通信的發(fā)展趨勢，有效地保護(hù)了運(yùn) 營商的投資。而對于WiMAX而言，可以利用分配給TD-SCDMA的1.9GHZ 的優(yōu)質(zhì)頻段，提供更高速的移動(dòng)寬帶無線數(shù)據(jù)接入服務(wù)，有利于WiMAX標(biāo)準(zhǔn)在中國的推廣和應(yīng)用。
目前主要有兩種融合方案，第一種是核心網(wǎng)的融合，第二種是接入網(wǎng)的 融合。這兩種融合方案主要是在網(wǎng)絡(luò)層面的融合，使得基站和手機(jī)終端需要 兩套獨(dú)立的無線收發(fā)器，對手機(jī)終端的成本、干擾設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種基于頻域融合的復(fù)合幀，
將WiMAX和TD-SCDMA在空中接口進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對TD-SCDMA和
WiMAX兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最小的改動(dòng)和性能的優(yōu)勢互補(bǔ)。
本發(fā)明的再一目的是提供了一種基于頻域融合系統(tǒng)的建立語音和數(shù)據(jù) 連接的方法，在空中接口上把TD-SCDMA和WiMAX系統(tǒng)融合在一起，發(fā) 揮了各自在語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供了一種基于頻域融合系統(tǒng)的發(fā)送裝置和 接收裝置，既可應(yīng)用于頻域融合系統(tǒng)的終端，又可工作于單獨(dú)的WiMAX網(wǎng) 絡(luò)或單獨(dú)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中。
本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種基于頻域融合的復(fù)合幀，由 WiMAX系統(tǒng)幀和TD-SCDMA系統(tǒng)幀以頻分復(fù)用的方式融合而成，以實(shí)現(xiàn) TD-SCDMA系統(tǒng)和WiMAX系統(tǒng)物理層空中接口頻域的融合，該復(fù)合幀包括
WiMAX子幀部分，占用30個(gè)子信道的其中一部分，包括WiMAX子幀 前導(dǎo)、幀控制頭、下行鏈路映射管理消息、上行鏈路映射管理消息以及突發(fā) 數(shù)據(jù)塊；
TD-SCDMA子幀部分，占用30個(gè)子信道的剩下的另一部分所占的帶寬， 為TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)置載波頻點(diǎn)；
在WiMAX子系統(tǒng)中對子信道和子載波重新進(jìn)行排列組合和映射。
上述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其中，WiMAX子幀部分和TD-SCDMA 子幀部分的帶寬是可變的，且為TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)置的載波頻點(diǎn)的個(gè)數(shù)是 1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)，WiMAX子系統(tǒng)可占帶寬為7.5MHz, 6.25MHz或5MHz。
上述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其中，該WiMAX子幀部分占用5MHz 帶寬和0~ 14子信道，該0 - 14子信道和420個(gè)子載波之間的映射關(guān)系與標(biāo)
7準(zhǔn)WiMAX系統(tǒng)的映射關(guān)系相同，該TD-SCDMA子幀部分占用5MHz帶寬 和15~29子信道，其余的421個(gè)子載波所占的帶寬提供給TD-SCDMA子 系統(tǒng)。
上述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其中，該WiMAX子幀部分的下行鏈路 映射管理消息決定WiMAX基站系統(tǒng)發(fā)射到各個(gè)終端的下行的突發(fā)數(shù)據(jù)塊， WiMAX子幀部分的上行鏈路映射管理消息決定各個(gè)終端的上行的突發(fā)數(shù)據(jù) 塊的時(shí)隙，TD-SCDMA子幀部分的TS0時(shí)隙用于發(fā)送系統(tǒng)廣播消息。
本發(fā)明還揭示了一種基于頻域融合的融合系統(tǒng)建立語音和數(shù)據(jù)連接的 方法，終端在空中接口頻域融合系統(tǒng)中建立語音和數(shù)據(jù)的連接，該方法包括 (1 )終端將接收的RF信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后下變頻到零中頻，經(jīng)兩路帶通 濾波后，其中一路基帶信號送往WiMAX子系統(tǒng)的基帶處理，然后完成 WiMAX子系統(tǒng)的小區(qū)搜索，駐留搜索到的信號最強(qiáng)的小區(qū)，等待尋呼和主 叫，另一路送往TD-SCDMA子系統(tǒng)的基帶處理，然后同時(shí)進(jìn)行步驟(2)和 (5)。
(2 )終端通過檢測WiMAX下行幀的前導(dǎo)同步到子幀， 一旦建立同步后 終端尋找復(fù)合幀中周期廣播的下行信道描述消息和上行信道描述消息，其中 該復(fù)合幀包括WiMAX子幀部分和TD-SCDMA子幀部分，該WiMAX子幀部 分占用子信道的其中一部分，包括WiMAX子幀前導(dǎo)、幀控制頭、下行鏈路 映射管理消息、上行鏈路映射管理消息以及突發(fā)數(shù)據(jù)塊，子信道和子載波重 新進(jìn)行排列組合和映射，解析DCD和UCD消息后得到突發(fā)數(shù)據(jù)塊的參數(shù)；
測距，協(xié)商基站分配給終端的帶寬資源；
(4) 終端經(jīng)過WiMAX系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊后，建立WiMAX系統(tǒng)的IP 連接，然后進(jìn)入步驟(9);
(5) 另一路基帶信號送往TD-SCDMA子系統(tǒng)的基帶處理。終端通過檢 測TD-SCDMA下行幀的下行同步碼同步到子幀；
(6) 終端建立TD-SCDMA系統(tǒng)的下行同步；
(7) 終端建立TD-SCDMA系統(tǒng)的上行同步；
(8) 終端通過TD-SCDMA系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊；然后進(jìn)入步驟(10);(9) 在融合系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)連接；
(10) 在融合系統(tǒng)中建立語音連接。
上述的基于頻域融合的融合系統(tǒng)建立語音和數(shù)據(jù)連接的方法，其中， WiMAX系統(tǒng)建立基于IP的數(shù)據(jù)連接，基站和終端接收和發(fā)射數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， TD-SCDMA系統(tǒng)建立基于電路交換的語音通話，基站和終端提供語音業(yè)務(wù)。 本發(fā)明另外揭示了一種基于頻域融合的發(fā)送裝置，將WiMAX子幀和 TD-SCDMA子幀組合成復(fù)合幀進(jìn)行發(fā)送，該發(fā)送裝置包括
協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路器模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議棧并將語音及數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)分別送入到電路域核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)域核心網(wǎng)；
WiMAX基帶芯片模塊，處理WiMAX數(shù)字基帶信號； TD-SCDMA基帶芯片模塊，處理TD-SCDMA數(shù)字基帶信號； 第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊，將WiMAX基帶芯片模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成 模擬信號后輸出；
第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊，將TD-SCDMA基帶芯片模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)
換成模擬信號后輸出；
WiMAX中頻信號模塊，將WiMAX基帶模擬信號上變頻到中頻信號； TD-SCDMA中頻信號模塊，將TD-SCDMA基帶模擬信號上變頻到中頻
信號；
WiMAX無線射頻模塊，在發(fā)射端將WiMAX中頻信號調(diào)制到載波信號上 產(chǎn)生射頻信號，在接收端將接收到的射頻信號通過解調(diào)將中頻信號取出；
TD-SCDMA無線射頻模塊，在發(fā)射端將TD-SCDMA中頻信號調(diào)制到載 波信號上以產(chǎn)生射頻信號，在接收端將接收到的射頻信號通過解調(diào)將中頻信 哥取出
合路器將WiMAX和TD-SCDMA兩路射頻信號合并，以頻分復(fù)用的方 式組合成復(fù)合幀；
天線，發(fā)射和接收復(fù)合幀形式的射頻信號。
本發(fā)明另外揭示了一種基于頻域融合系統(tǒng)的接收裝置，對WiMAX子幀 和TD-SCDMA子幀組合成的復(fù)合幀進(jìn)行接收，該接收裝置包括 天線，接收WiMAX子系統(tǒng)和TD-SCDMA子系統(tǒng)的射頻信號；RF射頻模塊，將接收到的復(fù)合幀射頻信號通過解調(diào)將中頻信號取出； 零中頻模塊，將接收到的復(fù)合幀射頻信號下變頻為復(fù)合幀零中頻信號； 第一帶通濾波器模塊，將復(fù)合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波以提取WiMAX 基帶模擬信號；
第二帶通濾波器模塊，將復(fù)合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波以提取 TD-SCDMA基帶模擬信號；
第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，將第一帶通濾波器提取的WIMAX基帶模擬信號 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，將第二帶通濾波器提取的TD-SCDMA基帶模擬 信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
WiMAX基帶芯片模塊，處理WiMAX數(shù)字基帶信號； TD-SCDMA基帶芯片模塊，處理TD-SCDMA數(shù)字基帶信號； 協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議棧以及將語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 分別送入到電路域核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)域核心網(wǎng)。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明將WiMAX系統(tǒng)幀和 TD-SCDMA系統(tǒng)幀以頻分復(fù)用的方式組合而成，實(shí)現(xiàn)了 TD-SCDMA和 WiMAX物理層空中接口頻分復(fù)用頻域的融合，同時(shí)對TD-SCDMA和WiMAX 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)最小。本發(fā)明基于上述的頻域融合的復(fù)合幀，實(shí)現(xiàn)了終端的 建立語音和數(shù)據(jù)連接的方法，從而使融合系統(tǒng)同時(shí)具備了 WiMAX在數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)上的優(yōu)勢以及TD-SCDMA在語音業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢。此外，基于上述的頻域 融合的復(fù)合幀，本發(fā)明的接收裝置和發(fā)送裝置使得基站和終端只需要一套這 樣的無線收發(fā)器，就能提供對TD-SCDMA和IEEE 802.16e系統(tǒng)(簡稱 WiMAX系統(tǒng))的同時(shí)接入，顯著降低了制造成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并可同時(shí) 提供語音和多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。


圖1是傳統(tǒng)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是傳統(tǒng)的移動(dòng)WiMAX標(biāo)準(zhǔn)(802.16e)的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是本發(fā)明的頻域融合TD-SCDMA和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)的一個(gè)較佳實(shí)施例的示意圖。
圖4是本發(fā)明的頻域融合TD-SCDMA和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)的 另一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖5是本發(fā)明的在WiMAX和TD-SCDMA頻域融合系統(tǒng)中建立語音和 數(shù)據(jù)連接方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
圖6是本發(fā)明的基于頻域融合的發(fā)送裝置的較佳實(shí)施例的框圖。
圖7是本發(fā)明的基于頻域融合的接收裝置的較佳實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1示出了現(xiàn)有的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)。請參見圖1，TD-SCDMA 的5ms的幀結(jié)構(gòu)由7個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙TS0 TS6組成。在時(shí)隙TS0和TS1中插 入一個(gè)上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)(Switching Point)，這個(gè)上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)包含 96碼片的下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS) 、 96碼片的時(shí)隙間隔(GP)和160碼 片的上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)。其中時(shí)隙TS0、 TS4-TS6用作下行時(shí)隙， TS1用作上行時(shí)隙，TS2和TS3可以動(dòng)態(tài)分配。在圖1中，3個(gè)載波(carriers) 合成一個(gè)較寬的頻帶。
圖2示出了現(xiàn)有的WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)。鑒于WiMAX可支持的雙工 方式為TDD (時(shí)分)、FDD (頻分)和H-FDD (混合頻分)，且大多數(shù)系 統(tǒng)802.16e都為TDD系統(tǒng)，圖2所示的移動(dòng)WiMAX系統(tǒng)幀長為5ms,而 TD-SCDMA系統(tǒng)是TDD雙工方式，其幀長也為5ms，同時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，WiMAX (802.16e)的幀結(jié)構(gòu)中的每一突發(fā)數(shù)據(jù)塊(burst)所占的符號/時(shí)隙(橫坐 標(biāo))和子信道(縱坐標(biāo))都可靈活配置。
由于TD-SCDMA和WiMAX的以上特點(diǎn)，TD-SCDMA和WiMAX在空 中接口上的頻域融合就可以實(shí)現(xiàn)。
請參見圖3，圖3示出了頻域融合TD-SCDMA和WiMAX系統(tǒng)的復(fù)合幀 結(jié)構(gòu)。由于WiMAX系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和TD-SCDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是占用一幀的不 通頻帶，因此圖3所示的復(fù)合幀是由WiMAX系統(tǒng)幀和TD-SCDMA系統(tǒng)幀 以頻分復(fù)用的方式組合而成的，從而實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA和WiMAX物理層空中接口頻分復(fù)用頻域的融合。復(fù)合幀包括WiMAX子幀部分和TD-SCDMA 子幀部分。其中WiMAX子幀部分占用0~14共15個(gè)子信道，共5MHz。 WiMAX子幀部分包括WiMAX子幀前導(dǎo)(Preamble)、幀控制頭(FCH)、 下行鏈路映射管理消息(DL-MAP)、上行鏈路映射管理消息(UL-MAP) 以及突發(fā)數(shù)據(jù)塊(Burst) 。 TD-SCDMA子幀部分占用15-29共15個(gè)子信 道所占的5MHz帶寬。在此帶寬中，可以為TD-SCDMA設(shè)置1個(gè)、2個(gè)或者 3個(gè)載波頻點(diǎn)。采用上述的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)就無需修改TD-SCDMA的物理層標(biāo) 準(zhǔn)。
以上的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)可以在每一幀的廣播時(shí)隙DL-MAP中配置，因此對 WiMAX物理層的改動(dòng)也很少，就可以實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA和WiMAX物理層空 中接口頻分復(fù)用的融合。
在整個(gè)融合系統(tǒng)中，TD-SCDMA物理層標(biāo)準(zhǔn)無需改變，但是WiMAX物 理幀有以下必須修改之處。首先是WiMAX子幀部分的前導(dǎo)改為只占用0~ 14子信道，其DL-MAP、 UL-MAP和各個(gè)Burst也只占用0-14子信道。對 標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX系統(tǒng)來說，0~29這30個(gè)子信道到841個(gè)子載波之間有固 定的映射關(guān)系。在本發(fā)明中，需要子信道和子載波的排列組合方式進(jìn)行修改， 也需要對邏輯子信道到物理子載波之間的映射關(guān)系進(jìn)行修改。在本發(fā)明的融 合系統(tǒng)中，WiMAX子幀部分修改為15個(gè)子信道到420個(gè)子載波之間的映射 關(guān)系，而這一映射關(guān)系的數(shù)學(xué)公式仍然與WJMAX系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)相同，其余的 421個(gè)子載波所占的帶寬留給TD-SCDMA子系統(tǒng)。因?yàn)閃iMAX本身就是 一個(gè)帶寬可擴(kuò)展和配置的系統(tǒng)，所以上述的修改是IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)所允許 的。
基站W(wǎng)iMAX子系統(tǒng)發(fā)射到各個(gè)終端的下行突發(fā)數(shù)據(jù)塊(DL Burst)是 由下行鏈路映射管理消息(DL-MAP )來決定的?；網(wǎng)iMAX子系統(tǒng)接收 由各個(gè)終端發(fā)來的上行幀信號，各個(gè)終端的上行突發(fā)數(shù)據(jù)塊(UL Burst)是 由上行鏈路映射管理消息(UL-MAP)來確定的?；綯D-SCDMA子系統(tǒng) 的TDD幀的TSO時(shí)隙總是固定來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，基站接收和發(fā)射 TD-SCDMA上下行信號，TDD幀中發(fā)射、接收的時(shí)隙位置是由基站廣播信 息和基站資源控制信息制定的。另外，為了優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能和網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，可根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語
音業(yè)務(wù)所需帶寬的不同，擴(kuò)展或收縮融合幀中的WiMAX和TD-SCDMA子 系統(tǒng)中的各自帶寬。換句話說，WiMAX和TD-SCDMA子系統(tǒng)的帶寬是可變 的。例如WiMAX子系統(tǒng)帶寬可為1.25MHz、 2.5MHz、 5MHz和10MHz, 因此融合系統(tǒng)亦可演變?yōu)閃iMAX占(5MHz十1.25MHz)的帶寬或者(5MHz + 2.5MHz)的帶寬，而TD-SCDMA子系統(tǒng)對應(yīng)的占據(jù)(5MHz - 1.25MHz) (占用兩個(gè)載波頻點(diǎn))或者(5MHz-2.5MHz)(占用一個(gè)載波頻點(diǎn))的帶 寬。圖4示出了復(fù)合幀結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例，WiMAX子幀部分占用5MHz + 2.5MHz的帶寬，而TD-SCDMA子幀部分占用5MHz-2.5MHz的帶寬。 WiMAX和TD-SCDMA子幀部分各自所占的帶寬可以根據(jù)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù) 量，由數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層(媒質(zhì)接入控制層)來靈活決定，也可以隨著 語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的多少相應(yīng)增加或減少各自的帶寬。
基于圖3和圖4所描述的復(fù)合幀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明揭示了一種基于頻域融合 的復(fù)合幀的終端對語音和數(shù)據(jù)的連接建立方法。圖5示出了這種方法的流程， 請參見圖5，下面是對方法流程中各步驟的詳細(xì)描述。 步驟S100:終端完成WiMAX系統(tǒng)的小區(qū)搜索。
步驟S101:終端駐留搜索到的信號最強(qiáng)的小區(qū)，等待尋呼和主叫，然
后同時(shí)進(jìn)入步驟S102和S107。
步驟S102:終端通過相關(guān)檢測WiMAX下行幀的前導(dǎo)同步到該子巾貞。 步驟S103:在同步建立之后，終端尋找復(fù)合幀中周期廣播的DCD (Downlink Channel Descriptor,下行信道描述)和UCD ( Uplink Channel
Descriptor,上行信道描述)消息，解析以后得到突發(fā)數(shù)據(jù)塊(burst)的參
數(shù)(profile)。
步驟S104:終端在復(fù)合幀的WiMAX子幀中的上行突發(fā)時(shí)隙中進(jìn)行初始
測距，協(xié)商基站分配給終端的帶寬資源。
步驟S105:終端經(jīng)過WiMAX子系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊。
步驟S106:終端建立WiMAX子系統(tǒng)的IP連接，然后轉(zhuǎn)入步驟S111。
步驟S107:當(dāng)WiMAX子系統(tǒng)駐留到每一小區(qū)后，終端也通過檢測相關(guān)
的TD-SCDMA下行幀的下行同步碼同步到該子幀。步驟S108:終端建立TD-SCDMA子系統(tǒng)的下行同步。 步驟S109:終端建立TD-SCDMA子系統(tǒng)的上行同步。 步驟S110:終端通過TD-SCDMA子系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊，然后進(jìn)入步驟 S1"。
步驟S111:此時(shí)在整個(gè)融合系統(tǒng)中，WiMAX子系統(tǒng)建立了基于IP的 數(shù)據(jù)連接，終端可以接收和發(fā)射數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而TD-SCDMA子系統(tǒng)建立了基 于電路交換的語音通話，可以提供語音業(yè)務(wù)。
在本發(fā)明的融合系統(tǒng)中，提供一種終端的收發(fā)裝置，該裝置既可應(yīng)用于 上述頻域融合系統(tǒng)的基站，又可工作于單獨(dú)的WiMAX網(wǎng)絡(luò)或者單獨(dú)的 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中。在本發(fā)明的融合系統(tǒng)中，核心網(wǎng)和接入網(wǎng)基本不用作 任何改動(dòng)，TD-SCDMA子系統(tǒng)信號送入電路域核心網(wǎng)，WiMAX子系統(tǒng)信號 送入數(shù)據(jù)域的核心網(wǎng)。
圖6和圖7分別示出了發(fā)送裝置和接收裝置的原理。請參見圖6，發(fā)送 裝置包括以下模塊協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路模塊101、WiMAX基帶芯片模塊102、 TD-SCDMA基帶芯片模塊103、數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊104和105、 WiMAX中頻 信號模塊106、 TD-SCDMA中頻信號模塊107、 WiMAX無線射頻模塊108、 TD-SCDMA無線射頻模塊109，合路器120以及天線100。
協(xié)i義棧及業(yè)務(wù)分路才莫塊(protocol Stacks and Traffic Distributor) 101 用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議棧(媒體接入層MAC協(xié)議棧)，并將來自電路 域核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)核心網(wǎng)語音及數(shù)據(jù)分別送入TD-SCDMA基帶芯片模塊103 和WiMAX基帶芯片模塊102。 WiMAX基帶芯片模塊102 (WiMAX Baseband)處理WiMAX數(shù)字基帶信號，包括實(shí)現(xiàn)信道編碼、交織、調(diào)制、 映射以及傅立葉變換及反變換等數(shù)字信號處理。TD-SCDMA基帶芯片模塊 103 (TD-SCDMA Baseband )處理TD-SCDMA數(shù)字基帶信號，主要實(shí)現(xiàn)傳 輸塊級聯(lián)分割、信道編碼、無線幀均衡、交織、無線幀分割、速率匹配、物 理信道映射、擴(kuò)頻、擾碼和調(diào)制等數(shù)字信號處理。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器104接收WiMAX基帶信號模塊102輸出的基帶數(shù)字信號， 將其轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸出。WiMAX中頻信號模塊106 (WiMAX IF)將 WiMAX基帶模擬信號上變頻到中頻信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器105將TD-SCDMA基帶信號模塊103輸出的基帶數(shù)字信號，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸出。 TD-SCDMA中頻信號模塊(TD-SCDMA IF) 107將TD-SCDMA基帶模擬 信號上變頻到中頻信號。
WJMAX無線射頻模塊108用于在發(fā)射端將WiMAX中頻信號調(diào)制到載 波信號上產(chǎn)生RF射頻信號，在接收端將接收到的RF射頻信號通過解調(diào)將 中頻信號取出。其中的RF射頻信號是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。 TD-SCDMA無線射頻模塊109用于在發(fā)射端將TD-SCDMA中頻信號調(diào)制到 載波信號上以產(chǎn)生RF射頻信號，在接收端將接收到的RF射頻信號通過解 調(diào)后將中頻信號取出。在合路器120將WiMAX和TD-SCDMA兩路射頻信 號合并后，以頻分復(fù)用的方式組合成復(fù)合幀，然后送往天線100。天線100 發(fā)射和接收復(fù)合幀形式的射頻信號。復(fù)合幀的形式如圖3所示，已由上面的 實(shí)施例詳細(xì)描述，在此不再贅述。
圖7所示的接收裝置包括以下模塊天線119、 RF射頻模塊110、模數(shù) 轉(zhuǎn)換器模塊114和118、零中頻模塊111、帶通濾波器模塊112和113、 WiMAX基帶芯片模塊115、 TD-SCDMA基帶芯片模塊116以及協(xié)議棧及業(yè) 務(wù)分路模塊117。
天線119用于接收WiMAX子系統(tǒng)和TD-SCDMA子系統(tǒng)的信號，再由 RF射頻模塊110將接收到的射頻信號通過解調(diào)處理取出中頻信號。零中頻 模塊(Zero IF) 111將接受到的射頻信號轉(zhuǎn)化為零中頻模擬基帶信號。帶通 濾波器模塊112和113將零中頻模塊111的復(fù)合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波 以提取WiMAX模擬基帶信號。帶通濾波器模塊113將零中頻模塊111的復(fù) 合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波以提取TD-SCDMA模擬基帶信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換 器模塊114將WiMAX模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號。WJMAX基帶芯片模 塊115處理WiMAX數(shù)字基帶信號，主要實(shí)現(xiàn)信道編碼、交織、調(diào)制、映射 以及傅立葉變換等數(shù)字信號處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊118將TD-SCDMA模擬 基帶信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號。TD-SCDMA基帶芯片模塊116處理 TD-SCDMA數(shù)字基帶信號，主要實(shí)現(xiàn)傳輸塊級聯(lián)分割、信道編碼、無線幀 均衡、交織、無線幀分割、速率匹配、物理信道映射、擴(kuò)頻、擾碼和調(diào)制等 數(shù)字信號處理。協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路器模塊117實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議棧(媒體接入層MAC協(xié)議棧)以及將語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別送入到電路域核心網(wǎng)和 凄t據(jù)i或核心網(wǎng)。
域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實(shí)施例做出 種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是 符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1、一種基于頻域融合的復(fù)合幀，由WiMAX系統(tǒng)幀和TD-SCDMA系統(tǒng)幀以頻分復(fù)用的方式融合而成，以實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)和WiMAX系統(tǒng)物理層空中接口頻域的融合，該復(fù)合幀包括WiMAX子幀部分，占用30個(gè)子信道的其中一部分，包括WiMAX子幀前導(dǎo)、幀控制頭、下行鏈路映射管理消息、上行鏈路映射管理消息以及突發(fā)數(shù)據(jù)塊；TD-SCDMA子幀部分，占用30個(gè)子信道的剩下的另一部分所占的帶寬，為TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)置載波頻點(diǎn)；在WiMAX子系統(tǒng)中對子信道和子載波重新進(jìn)行排列組合和映射。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其特征在于，WiMAX 子幀部分和TD-SCDMA子幀部分的帶寬是可變的，且為TD-SCDMA系統(tǒng) 設(shè)置的載波頻點(diǎn)的個(gè)數(shù)是1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)，WJMAX子系統(tǒng)可占帶寬為 7.5MHz, 6.25MHz或5MHz。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其特征在于，該 WiMAX子幀部分占用5MHz帶寬和0 ~ 14子信道，該0 ~ 14子信道和420 個(gè)子載波之間的映射關(guān)系與標(biāo)準(zhǔn)WiMAX系統(tǒng)的映射關(guān)系相同，該 TD-SCDMA子幀部分占用5MHz帶寬和15~29子信道，其余的421個(gè)子 載波所占的帶寬提供給TD-SCDMA子系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻域融合的復(fù)合幀，其特征在于，該 WiMAX子幀部分的下行鏈路映射管理消息決定WiMAX基站系統(tǒng)發(fā)射到各 個(gè)終端的下行的突發(fā)數(shù)據(jù)塊，WiMAX子幀部分的上行鏈路映射管理消息決 定各個(gè)終端的上行的突發(fā)數(shù)據(jù)塊的時(shí)隙，TD-SCDMA子幀部分的TSO時(shí)隙 用于發(fā)送系統(tǒng)廣播消息。
5、 一種基于頻域融合的融合系統(tǒng)建立語音和數(shù)據(jù)連接的方法，終端在 空中接口頻域融合系統(tǒng)中建立語音和數(shù)據(jù)的連接，該方法包括(1 )終端將接收的RF信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后下變頻到零中頻，經(jīng)兩路帶通 濾波后，其中一路基帶信號送往WiMAX子系統(tǒng)的基帶處理，然后完成 WiMAX子系統(tǒng)的小區(qū)搜索，駐留搜索到的信號最強(qiáng)的小區(qū)，等待尋呼和主 叫，另一路送往TD-SCDMA子系統(tǒng)的基帶處理，然后同時(shí)進(jìn)行步驟(2)和 (5)。(2)終端通過檢測WiMAX下行幀的前導(dǎo)同步到子幀， 一旦建立同步后 終端尋找復(fù)合幀中周期廣播的下行信道描述消息和上行信道描述消息，其中 該復(fù)合幀包括WiMAX子幀部分和TD-SCDMA子幀部分，該WiMAX子幀部 分占用子信道的其中一部分，包括WiMAX子幀前導(dǎo)、幀控制頭、下行鏈路 映射管理消息、上行鏈路映射管理消息以及突發(fā)數(shù)據(jù)塊，子信道和子載波重 新進(jìn)行排列組合和映射，解析DCD和UCD消息后得到突發(fā)數(shù)據(jù)塊的參數(shù)；測距，協(xié)商基站分配給終端的帶寬資源；(4)終端經(jīng)過WiMAX系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊后，建立WiMAX系統(tǒng)的IP 連接，然后進(jìn)入步驟(9);(5 )另 一路基帶信號送往TD-SCDMA子系統(tǒng)的基帶處理。終端通過檢 測TD-SCDMA下行幀的下行同步碼同步到子幀；(6) 終端建立TD-SCDMA系統(tǒng)的下行同步；(7) 終端建立TD-SCDMA系統(tǒng)的上行同步；(8) 終端通過TD-SCDMA系統(tǒng)的認(rèn)證和注冊；然后進(jìn)入步驟(10);(9) 在融合系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)連接；(10) 在融合系統(tǒng)中建立語音連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于頻域融合的融合系統(tǒng)建立語音和數(shù)據(jù)連 接的方法，其特征在于，WiMAX系統(tǒng)建立基于IP的數(shù)據(jù)連接，基站和終端 接收和發(fā)射數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，TD-SCDMA系統(tǒng)建立基于電路交換的語音通話，基 站和終端提供語音業(yè)務(wù)。
7、 一種基于頻域融合的發(fā)送裝置，將WiMAX子幀和TD-SCDMA子幀 組合成復(fù)合幀進(jìn)行發(fā)送，該發(fā)送裝置包括協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路器模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議棧并將語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別送入到電路域核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)域核心網(wǎng)；WiMAX基帶芯片模塊，處理WiMAX數(shù)字基帶信號；TD-SCDMA基帶芯片模塊，處理TD-SCDMA數(shù)字基帶信號；第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊，將WiMAX基帶芯片模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸出；第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊，將TD-SCDMA基帶芯片模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸出；WiMAX中頻信號模塊，將WiMAX基帶模擬信號上變頻到中頻信號； TD-SCDMA中頻信號模塊，將TD-SCDMA基帶模擬信號上變頻到中頻信號；WiMAX無線射頻模塊，在發(fā)射端將WiMAX中頻信號調(diào)制到載波信號上 產(chǎn)生射頻信號，在接收端將接收到的射頻信號通過解調(diào)將中頻信號取出；TD-SCDMA無線射頻模塊，在發(fā)射端將TD-SCDMA中頻信號調(diào)制到載 波信號上以產(chǎn)生射頻信號，在接收端將接收到的射頻信號通過解調(diào)將中頻信 號取出；合路器將WiMAX和TD-SCDMA兩路射頻信號合并，以頻分復(fù)用的方 式組合成復(fù)合幀；天線，發(fā)射和接收復(fù)合幀形式的射頻信號。
8、 一種基于頻域融合系統(tǒng)的接收裝置，對WiMAX子幀和TD-SCDMA子幀組合成的復(fù)合幀進(jìn)行接收，該接收裝置包括天線，接收WiMAX子系統(tǒng)和TD-SCDMA子系統(tǒng)的射頻信號； RF射頻模塊，將接收到的復(fù)合幀射頻信號通過解調(diào)將中頻信號取出； 零中頻模塊，將接收到的復(fù)合幀射頻信號下變頻為復(fù)合幀零中頻信號； 第一帶通濾波器模塊,將復(fù)合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波以提取WiMAX基帶模擬信號；第二帶通濾波器模塊，將復(fù)合幀零中頻信號進(jìn)行帶通濾波以提取 TD-SCDMA基帶模擬信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，將第一帶通濾波器提取的WIMAX基帶模擬信號 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，將第二帶通濾波器提取的TD-SCDMA基帶模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；WiMAX基帶芯片模塊，處理WiMAX數(shù)字基帶信號； TD-SCDMA基帶芯片模塊，處理TD-SCDMA數(shù)字基帶信號； 協(xié)議棧及業(yè)務(wù)分路模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議棧以及將語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別送入到電路域核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)域核心網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于頻域融合的復(fù)合幀、建立連接的方法以及收發(fā)裝置，將WiMAX和TD-SCDMA在空中接口進(jìn)行融合。其技術(shù)方案為本發(fā)明將WiMAX系統(tǒng)幀和TD-SCDMA系統(tǒng)幀以頻分復(fù)用的方式組合而成，實(shí)現(xiàn)了TD-SCDMA和WiMAX物理層空中接口頻分復(fù)用頻域的融合，同時(shí)對TD-SCDMA和WiMAX兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)最小。本發(fā)明應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域。
文檔編號H04B7/216GK101562473SQ20081003598
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者林敬東, 征 胡 申請人:展訊通信(上海)有限公司