專利名稱：在無線通信設(shè)備中對并行頻率進(jìn)行測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及無線裝置在其工作環(huán)境中試圖用于查明射頻振蕩的量和質(zhì)而進(jìn)行的測量。本發(fā)明特別涉及針對這樣一種頻率的測量，該頻率不同于在碼分系統(tǒng)中無線裝置在測量中用于發(fā)送和接收的那種頻率。
蜂窩無線系統(tǒng)基站和終端之間的通信鏈接要求終端在特定的第一頻率上發(fā)送，在特定的第二頻率上接收，如果發(fā)送和接收可以通過雙工方法被分離開來，則第二頻率是可以與第一頻率相同的。最佳鏈接質(zhì)量要求終端選擇信號強(qiáng)的基站和噪聲與干擾盡可能小的頻率。
采用碼分多址(CDMA)的蜂窩無線系統(tǒng)至今還主要是所謂的在整個系統(tǒng)中只采用單一頻率帶寬的單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)。這種安排被用于諸如北美的IS-95(中期標(biāo)準(zhǔn)95)系統(tǒng)中。用于其它類型蜂窩無線系統(tǒng)的頻率范圍通常被分成若干個稱為載波頻率或簡稱頻率的并行頻帶。未來的蜂窩無線系統(tǒng)建議也已經(jīng)提出這樣一些基于碼分多址的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有若干個頻帶，從而例如使有層次地安排的小區(qū)互相分離開。這就要求被開發(fā)系統(tǒng)的接收機(jī)在這種系統(tǒng)中不僅能夠在被使用的頻率上進(jìn)行測量，而且還能在其它頻率上進(jìn)行測量，以便能夠發(fā)現(xiàn)在其它頻率上有多少其它業(yè)務(wù)量和噪聲。
測量意味著一個終端的接收機(jī)要調(diào)諧在被測量頻率上，并且進(jìn)行有關(guān)接收信號的質(zhì)量和數(shù)量所要求的觀測，例如被測量頻率上的平均功率值和它的暫態(tài)分布。接收機(jī)是通過改變供入接收機(jī)中混頻器的混頻來進(jìn)行調(diào)諧的。當(dāng)接收機(jī)調(diào)諧到被測量的頻率上時，它自然就不能同時在被使用的通信頻率上接收信號了。所以，并行頻率的測量和在正使用的通信頻率上接收預(yù)期信號是不能同時進(jìn)行的。
從專利文獻(xiàn)US5,101,501可以得知，在CDMA類型的蜂窩移動系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)切換所做的安排適用于單頻網(wǎng)絡(luò)中。在該文獻(xiàn)和現(xiàn)有技術(shù)描述中所討論的安排中，測量不是由終端來完成，而是由基站來完成的。這種安排要求每一個基站時時刻刻要有空閑的解調(diào)單元，該解調(diào)單元可以被指令去接收和測量這樣一個終端的發(fā)射，當(dāng)該終端中的信號在一個鄰近小區(qū)內(nèi)減弱時，這就意味著終端在向小區(qū)之間的邊界移動。如果有必要的話，終端發(fā)送的信號被兩個基站接收，只有當(dāng)終端明確地跨過了小區(qū)之間的邊界，整個連接的責(zé)任才被切換到新的基站。在這種方法中，由于必須要有許多解調(diào)單元并且它們中的一部分總是空閑，基站設(shè)備一直沒有被充分利用。而且，通過兩條路徑收到的用于協(xié)調(diào)連接所需要的基站之間的信令對基站系統(tǒng)和它們之間的相互通信連接來說也增加了很大的負(fù)擔(dān)。
該專利文獻(xiàn)也公開了一個由終端去測量基站所發(fā)送的所謂導(dǎo)頻信道的改進(jìn)設(shè)計方案。當(dāng)所有基站在同一頻率發(fā)送時，實(shí)際測量的實(shí)施是很簡單的。終端沒有必要單獨(dú)地將接收機(jī)調(diào)諧到其它測量頻率上。很明顯，如果不同的基站在不同的頻率上發(fā)送，這個設(shè)計方案是行不通的。
對多頻率CDMA系統(tǒng)中一個公認(rèn)的接收和測量定時方案是所謂的緊縮模式(Compressed mode)，即基站的發(fā)送中包含有按通常方式的連續(xù)幀，但是其中某些特定幀以倍速發(fā)送，從而使得這些幀預(yù)留下來的一半空閑時間被用來進(jìn)行測量。
所提出的緊縮模式包括幾個問題。終端必須有能力以正常接收速度兩倍的速度來接收，這使得它們的結(jié)構(gòu)和操作更加復(fù)雜。壓縮幀就意味著在例如傳輸功率調(diào)節(jié)等控制功能的實(shí)施上做出妥協(xié)，這就降低了整個系統(tǒng)的性能。接收過程中的停頓導(dǎo)致更加復(fù)雜的連續(xù)操作算法，例如傳播時延測量和信道估計。緊縮模式的操作控制增加了基站和終端之間的信令。
此外，緊縮模式肯定會引起誤比特率的惡化，這可以在系統(tǒng)性能的下降中反映出來。
本發(fā)明的目的在于提供一種方法和設(shè)備，使得在多頻率、連續(xù)發(fā)送的無線通信系統(tǒng)中的終端不僅可以在工作頻率上還可以在其它頻率上進(jìn)行測量，同時克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的通過如下方式來實(shí)現(xiàn)的，在終端中使用分集接收機(jī)并且時常地將一個接收機(jī)分支切換為測量使用，使得在測量過程中接收機(jī)的其它分支能正常地接收。
根據(jù)本發(fā)明，一種包含接收分支、帶有相關(guān)器分支的RAKE接收機(jī)，以及測量接收機(jī)在內(nèi)的無線裝置的特征在于，它被安排使得第一接收分支和第二接收分支調(diào)諧在不同的頻率上，并且對第一接收分支產(chǎn)生的信號和第二個接收分支產(chǎn)生的信號進(jìn)行測量。
本發(fā)明還直接給出一種實(shí)施測量的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法的特征在于，為了在非工作頻率上進(jìn)行測量，至少要有一個接收分支調(diào)諧在非工作頻率上，并且該接收分支所接收到的信號被送到測量接收機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，該方法的第二個實(shí)施例的特征在于，為了在非工作頻率上進(jìn)行測量，RAKE接收機(jī)中由測量模塊在工作頻率上進(jìn)行的沖激響應(yīng)測量被中斷并且由測量模塊在非工作頻率上實(shí)施測量。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種通信系統(tǒng)，其特征在于，在該通信系統(tǒng)中至少要安排一個終端，使得其中的第一接收分支與第二接收分支調(diào)諧在不同的頻率上，并對第一接收分支產(chǎn)生的信號和第二接收分支產(chǎn)生的信號進(jìn)行測量。
這種至少有兩個獨(dú)立的天線、并且與之相應(yīng)至少有兩個接收分支的分集接收機(jī)是一種公知的裝置。分集接收是基于這樣的事實(shí)無線裝置的接收特征很大程度上取決于接收天線的位置、方向和類型。當(dāng)接收機(jī)至少有兩個天線，可以組合通過它們所接收到的信號以產(chǎn)生比單獨(dú)使用任何一個天線更好的接收效果。例如可以將天線這樣地置設(shè)于接收機(jī)中，使它們在不同的極化方向上進(jìn)行接收，從而在最佳情況下的組合信號的功率值要比單獨(dú)使用其中任何一個天線接收到的功率值高3到4個分貝。
根據(jù)本發(fā)明，無線裝置中分集接收機(jī)的一個分支中包含有一個切換開關(guān)，它使得通過該分支接收到的信號可以被周期性地直接連到測量電路。在測量過程中，該被討論的分支沒有對組合信號做出貢獻(xiàn)，因此接收信號的功率值就要下降，使得接收、解調(diào)和譯碼的信號的性能下降(在數(shù)字接收機(jī)中，性能惡化意味著接收、解調(diào)和譯碼的信號的誤比特率要增加)。這種現(xiàn)象可以通過例如使用已知的與功率值控制相關(guān)的信令來要求基站在測量過程中以更高的功率發(fā)送的方式來得到補(bǔ)償。如果基站可以控制終端所使用的測量定時或者可以從它所發(fā)送的控制消息中導(dǎo)出測量定時，則基站可以自動地增加在測量期間的功率值。如果基站使用交織發(fā)送，且交織的周期大于終端的測量周期，交織也可以用來去補(bǔ)償由測量帶來的誤比特率波動。
根據(jù)本發(fā)明，采用碼分多址的終端不用中斷其它操作也可以在不被使用的頻率上進(jìn)行測量。終端的射頻部分得到充分地利用而且本發(fā)明也幾乎沒有增加終端的復(fù)雜性。
參考由實(shí)例給出的優(yōu)選實(shí)施例和附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1a圖示本發(fā)明的原理，圖1b給出圖1a的細(xì)節(jié)，圖2給出根據(jù)本發(fā)明的無線裝置中的分集接收機(jī)，圖3給出圖2中所示結(jié)構(gòu)的變體方案，圖4給出圖2中所示結(jié)構(gòu)的第二種變體方案，圖5a和5b給出產(chǎn)生混頻的代替方案，圖6根據(jù)圖2或圖3，給出無線蜂窩系統(tǒng)終端中的分集接收機(jī)部件的位置，圖7給出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，以及圖8給出根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)。
圖中相同的元素用相同的參考符號來表示。
圖1a中，直線10代表來自分集接收機(jī)第一天線(沒有畫出)的信號，直線11代表來自分集接收機(jī)第二天線(沒有畫出)的信號。并行的射頻和中頻模塊12和13中包含為完成濾波、放大和把輸入的射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號所必要的單元。模塊14是我們熟知的RAKE接收機(jī)，它組合到達(dá)時刻不同、相位不同的信號，使得產(chǎn)生出功率盡可能大的組合信號。切換開關(guān)15有兩個位置。切換開關(guān)置于虛線表示的15a位置時，開關(guān)15將由射頻和中頻模塊13產(chǎn)生的信號連接到RAKE接收機(jī)14的第二輸入端，該輸入端與直接連接射頻和中頻模塊12產(chǎn)生的信號的輸入端相類似。切換開關(guān)置于實(shí)線表示的15b位置時，切換開關(guān)15將由射頻和中頻模塊13產(chǎn)生的信號連接到測量接收機(jī)16，從而去測量輸入信號的功率值和功率暫態(tài)分布，有必要的話，還要測量終端為頻率選擇做判決所需要知道的其它因素?，F(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中已知的這種測量接收機(jī)使用例如緊縮模式來進(jìn)行測量。
為簡單起見，圖1a沒有給出從RAKE接收機(jī)14和測量接收機(jī)16出發(fā)的信號的路徑，但很顯然對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在進(jìn)入接收機(jī)之后信號可以被送到各種的電路和設(shè)備中去進(jìn)一步處理。如果接收的信號呈現(xiàn)例如電話中的語音的表現(xiàn)形式，則信號要通過揚(yáng)聲器或合適的外圍電路被轉(zhuǎn)化成聲信號的形式。如果信號內(nèi)包含數(shù)據(jù)，則可以送到計算機(jī)處理器去處理或送到存儲設(shè)備去存儲。本發(fā)明沒有詳細(xì)指定通過通信連接所傳輸?shù)男畔⑿再|(zhì)和數(shù)量，也不涉及它在接收之后的使用。
圖1b更加詳細(xì)地給出了RAKE接收機(jī)14的結(jié)構(gòu)。并行模塊14a、14b、14c和14d是所謂的RAKE臂，或相關(guān)器分支，與接收到的信號成分保持同步。模塊14e是測量接收信號的沖激響應(yīng)的測量模塊，它的測量結(jié)果被用來控制相關(guān)器分支14a到14b的操作。由不同的相關(guān)器分支產(chǎn)生的信號組合起來，并在模塊14f中解調(diào)，然后再被送到無線裝置的其它設(shè)備中去。根據(jù)本發(fā)明的安排，測量模塊14e測量來自兩個(如果有多于兩個天線的話，則是所有的)分集接收機(jī)分支的沖激響應(yīng)，并且例如根據(jù)測量到的沖激響應(yīng)強(qiáng)度的順序使得相關(guān)器分支14a到14d與具有最大接收功率值的信號成份相同步。測量模塊14e和相關(guān)器模塊14a到14d包含邏輯開關(guān)或其它在圖1b中沒有給出的開關(guān)裝置，通過它們，測量模塊14e可以與每一個相關(guān)器分支14a相連接以便去接收由分集接收機(jī)的任何一個分支所產(chǎn)生的信號。相關(guān)操作之后，不管特定信號成份從哪一條分集支路接收，所接收到的信號成份在模塊14f中被組合起來。根據(jù)圖1a，當(dāng)開關(guān)15把分集接收機(jī)第二分支收到的信號切換去測量的時候，只有分集接收機(jī)的第一分支接收的信號成份被直接送入RAKE接收機(jī)14的相關(guān)器分支14a到14d。
在測量過程中，測量接收機(jī)中引入一個被測量頻率的寬帶信號。測量接收機(jī)知道基站測量所使用的擴(kuò)頻碼，并且通過對接收信號進(jìn)行碼相關(guān)運(yùn)算或者使用匹配濾波器等已知的手段利用擴(kuò)頻碼來估算被測量信號的強(qiáng)度和特性。測量接收機(jī)16的操作類似RAKE接收機(jī)14內(nèi)的測量模塊14e的操作。的確，在本發(fā)明的實(shí)施例中，RAKE接收機(jī)中的測量接收機(jī)可以被用來進(jìn)行其它頻率的測量，而不再使用單獨(dú)的測量接收機(jī)。在其它頻率的測量期間，對正在使用的頻率上的沖激響應(yīng)的測量自然不得不被中斷。通過測量模塊中的切換開關(guān)裝置(沒有畫出)，測量模塊被連接去接收調(diào)諧在測量頻率上的分集接收機(jī)的分支上所產(chǎn)生的信號，且通過相關(guān)器分支的切換開關(guān)裝置(沒有畫出)，相關(guān)器分支被連接成只去接收仍然調(diào)諧在工作頻率上的分集接收機(jī)的分支上所產(chǎn)生的信號。
為了解根據(jù)圖1a的原理，圖2給出更加詳細(xì)的實(shí)施方案。線10和11代表來自第一和第二天線(沒有畫出)的信號。射頻和中頻模塊12包括雙工濾波器20，該濾波器有一個來自無線裝置的發(fā)射機(jī)調(diào)制器的輸入線21和向無線裝置的第一天線發(fā)送無線信號的輸出線22。實(shí)際上，線10和22代表的信號是通過位于雙工濾波器20和無線裝置的第一天線之間的公共微帶導(dǎo)體和/或同軸電纜傳播的。雙工濾波器20是通過這樣的方式來控制發(fā)送和接收信號的，即把來自調(diào)制器的發(fā)送頻率信號送到天線，把來自天線的接收頻率信號送到濾波器和放大器模塊23。把濾波和放大后的信號送到降頻轉(zhuǎn)換模塊24，在其中信號被轉(zhuǎn)換到中頻(IF)，然后進(jìn)一步把信號送到中頻濾波和基帶轉(zhuǎn)換模塊25，在這里中頻信號被濾波且被轉(zhuǎn)換到基帶。結(jié)果得到的信號送入RAKE接收機(jī)14的第一輸入端。包含模塊20、23、24和25的實(shí)體可以叫做無線裝置分集接收機(jī)的第一接收分支。
圖2中，射頻和中頻模塊13包括濾波器和放大器模塊26、降頻轉(zhuǎn)換模塊27和一個中頻濾波和基帶轉(zhuǎn)換模塊28，它們都與前面所述的模塊23、24和25類似。線11代表的信號按順序通過模塊26、27和28。位于模塊28后的開關(guān)或分頻器模塊15包含一個電控開關(guān)或者分頻器(沒有畫出)，它們例如是熟知的半導(dǎo)體開關(guān)。通過控制線29進(jìn)入模塊15的控制信號來決定把包含模塊26、27和28的第二接收分支所產(chǎn)生的信號是從模塊15連接到RAKE接收機(jī)14的第二輸入端或者連接到測量接收機(jī)16。
控制第二接收分支產(chǎn)生的信號連接到接收或測量的開關(guān)沒有必要一定要置于RAKE接收機(jī)的前面。圖3給出一個由圖2給出的實(shí)施方案的變體方案。接收機(jī)的第一個分支與圖2中的相似，但是第二分支的射頻和中頻模塊30包含一個位于濾波器和放大器模塊26和兩個并行降頻模塊32和33之間的射頻開關(guān)31。由通過控制線29進(jìn)入開關(guān)31的控制信號來決定在模塊26中被濾波和放大的信號是送到模塊32還是模塊33。將送到模塊32的信號經(jīng)過中頻轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)一步通過中頻濾波和基帶轉(zhuǎn)換模塊34送到RAKE接收機(jī)14，而送到模塊33的信號經(jīng)過中頻轉(zhuǎn)換，再進(jìn)一步通過中頻濾波和基帶轉(zhuǎn)換模塊35送到測量接收機(jī)16。
圖3的實(shí)施例中，兩個并行且相互獨(dú)立的中頻轉(zhuǎn)換模塊使得第二接收分支的操作可以快速地從工作頻率變化到測量頻率，反之亦然。第一中頻轉(zhuǎn)換模塊32可以一直保持調(diào)諧在工作頻率上，而第二中頻轉(zhuǎn)換模塊33要提前調(diào)諧到測量頻率上，以便在測量的開始和結(jié)束時沒有必要象在圖2的實(shí)施例中那樣花費(fèi)時間去調(diào)諧中頻模塊。
在圖2和圖3中，沒有雙工濾波器的分集接收機(jī)的分支被安排連接到測量接收機(jī)。這是它的一個優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闆]有必要去考慮測量期間發(fā)送和接收頻率之間的雙工間隔、或者頻率差別。
圖4給出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，其中分集接收機(jī)的兩個分支12和13直接連接到RAKE接收機(jī)14’，其中控制線29通過RAKE接收機(jī)14’測量模塊中的開關(guān)連接到測量模塊，以便測量一條或其它分集分支所產(chǎn)生的信號。當(dāng)在非工作頻率上測量時，RAKE接收機(jī)的相關(guān)器分支中的開關(guān)連接到相關(guān)器分支，只有下分集分支12產(chǎn)生的信號；上分集分支13被調(diào)諧到測量頻率上，由上分集分支13產(chǎn)生的信號通過包含其中的開關(guān)被送到RAEK接收機(jī)的測量模塊。
中頻轉(zhuǎn)換模塊要求接收到的信號要與所期望的混頻信號進(jìn)行混頻。圖5a和5b給出了兩個供選擇的產(chǎn)生所期望的混頻信號的原理。包含在分集接收機(jī)接收分支40和41中的每一個中頻轉(zhuǎn)換模塊42和43根據(jù)圖5a可以有各自的電控振蕩器44和45，或者根據(jù)圖5b，通過使用合適的電控頻率轉(zhuǎn)換電路47和48把所期望頻率的混頻信號從公共振蕩器46送到中頻轉(zhuǎn)換模塊42和43。從公共振蕩器產(chǎn)生若干所期望頻率的方法可以從芬蘭專利申請F(tuán)I 964559得知，該申請與本專利的申請人相同。而且，已知合適的混頻的產(chǎn)生可以從通過改變混頻來調(diào)諧的所有無線裝置而實(shí)現(xiàn)。
圖6以圖式給出一個移動電話50，這是一個典型的蜂窩移動系統(tǒng)終端。它包含有移動通信設(shè)備現(xiàn)有技術(shù)的典型部件，例如話筒51、鍵盤52、顯示53、耳機(jī)54和控制終端操作的控制模塊55。控制模塊55典型地通過使用微控制器單元(MPU)或者可以訪問存儲器56的數(shù)字信號處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)。此外，圖6給出包含語音編碼、信道編碼、擾碼和調(diào)制以及射頻發(fā)送功能的發(fā)送模塊57。如上述例子中給出的實(shí)施例，給出彼此相關(guān)的雙工濾波器20、第一天線58、第二天線59、第一發(fā)送分支中的射頻和中頻模塊12、第二發(fā)送分支中的射頻和中頻模塊13、RAKE接收機(jī)14、開關(guān)15和測量接收機(jī)16。圖6中假設(shè)RAKE接收機(jī)14不僅包含來自模塊12和15的組合信號，，而且還對組合信號進(jìn)行解調(diào)、接擾、信道譯碼和語音譯碼，從而使得RAKE接收機(jī)14產(chǎn)生的信號可以被直接送到耳機(jī)54?？刂颇K55控制射頻和中頻模塊12和13的調(diào)諧以及開關(guān)15和RAKE接收機(jī)14的操作。它從測量放大器16接收測量數(shù)據(jù)。此外，控制模塊55還控制移動電話50的用戶接口。
下面參考圖7中以流程圖方式所給出的優(yōu)選實(shí)施例來討論根據(jù)本發(fā)明的方法在蜂窩無線系統(tǒng)終端中的實(shí)施。根據(jù)流程圖的測量活動可以在蜂窩無線系統(tǒng)的任何一個階段開始，在系統(tǒng)中以正常的方式通過至少兩個分集接收分支來接收基站的發(fā)射。因此，圖7中沒有明確給出到達(dá)狀態(tài)60的向下箭頭是來自哪一個狀態(tài)的。在狀態(tài)60，終端決定是否下一幀期間在非工作頻率上進(jìn)行測量。這里假設(shè)在幀中測量是以幀來定時的；各種的定時選擇方案隨后詳細(xì)介紹。如果終端決定下一幀不進(jìn)行測量，則在狀態(tài)61中正常接收下一幀，然后返回狀態(tài)60。如果狀態(tài)60的判決是肯定的，終端由狀態(tài)60到狀態(tài)62。
如果從正常接收使用中分出一個分集接收分支來用于測量，將會使終端的RAKE接收機(jī)產(chǎn)生的組合信號的功率值減少3到4個分貝。為保證接收信號的誤比特率不惡化，在狀態(tài)62終端要求基站以高于通常使用的發(fā)送功率來發(fā)送下一幀。從在蜂窩移動系統(tǒng)中控制發(fā)送功率的現(xiàn)有技術(shù)方法中可以得知，完全可以適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)無錯誤接收，同時盡可能避免不必要的功率使用，并盡可能保持總無線噪聲值不要增加太多?？刂瓢l(fā)送功率一般要求終端與基站之間的某些功率控制信令(PC)，所以圖7中狀態(tài)62所作出的請求可以通過已知的功率控制信令來實(shí)現(xiàn)，并因而不會增加系統(tǒng)中所需要的信令總數(shù)。
控制發(fā)送功率的方法(即接收設(shè)備給發(fā)送設(shè)備發(fā)送信令要求增加或減少發(fā)送功率的方法)通常被認(rèn)為是閉環(huán)功率控制。每一種閉環(huán)控制方案要包含一個時延，該時延是介于接收設(shè)備察覺到有必要改變發(fā)送功率的時刻與改變了的發(fā)送功率從發(fā)送設(shè)備到達(dá)接收設(shè)備的最早的時刻之間的時延。該時延來自接收設(shè)備中的信號處理、等待發(fā)送改變功率請求的合適的時刻、接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備之間的傳播時延、發(fā)送設(shè)備的信號處理、等待下一次向特定的要求改變功率的接收設(shè)備的發(fā)送的時刻，以及發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的傳播時延。在蜂窩無線系統(tǒng)中，可以在任何給定時刻估計時延長度。實(shí)際上，在終端和/或蜂窩無線系統(tǒng)基站內(nèi)通常用時延估計值來補(bǔ)償基站和終端之間的傳播時延瞬時值，該值取決于基站和終端之間的相互距離和可能的多徑傳播效應(yīng)。
時延估計可以有利地被本發(fā)明應(yīng)用，使得當(dāng)終端得知很快要有一個分集接收分支從正常接收使用轉(zhuǎn)到測量使用時，終端可以在測量開始之前不遲于一個時延長度的時間內(nèi)向基站發(fā)送增加發(fā)送功率的請求。理想情況下，終端發(fā)送增加發(fā)送功率請求，從而使得已經(jīng)增加了發(fā)送功率值的第一次發(fā)送到達(dá)終端時，測量便同時開始。這樣當(dāng)測量開始的時候，可以同時得到較大的發(fā)送功率并且能夠防止隨之帶來的誤比特率增加。類似地，當(dāng)終端得知很快要有一個分集接收分支從測量接收使用恢復(fù)到正常接收使用時，終端提前一個時延長度向基站發(fā)送降低發(fā)送功率的請求。這樣基站避免了在測量結(jié)束的短時間范圍內(nèi)不必要的大功率值發(fā)送，這對考慮系統(tǒng)干擾電平來說是有利的。
在狀態(tài)63，終端通過調(diào)諧用于測量的分集接收分支中的中頻轉(zhuǎn)換器從而將該測量引導(dǎo)到所期望的頻率上去。在狀態(tài)64，終端將一個特殊的開關(guān)(參考圖1、2和4中的符號15，圖3中符號31)設(shè)置到能把接收信號送到測量接收機(jī)的位置上。在狀態(tài)65進(jìn)行合適的測量和將結(jié)果存儲到終端的存儲器。在狀態(tài)66，終端決定是繼續(xù)測量還是在下一幀恢復(fù)正常的接收。如果終端決定繼續(xù)測量，就返回到代表測量分支調(diào)諧的狀態(tài)63。否則，終端在狀態(tài)67向基站請求恢復(fù)正常發(fā)送功率并且在狀態(tài)68把前面所提及的開關(guān)設(shè)置到連接接收信號到RAKE接收機(jī)的位置上，且回到狀態(tài)60。
一次測量可能會持續(xù)幾個幀、一個幀或不到一個幀。定時可以基于在系統(tǒng)中共同使用的時間表，或者每一個終端可以獨(dú)立地決定它進(jìn)行測量的定時。如果測量每次只持續(xù)不到一幀，該持續(xù)時間的長度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基站使用的交織長度，由測量引起的終端RAKE接收機(jī)中功率值的下降并不一定要求基站增加發(fā)送功率，這是因?yàn)榻豢椥盘柨赡芗m正由功率值降低引起的比特錯誤。如果測量是完全根據(jù)事先同意的特定時間表來進(jìn)行的或者每次由基站向終端發(fā)信令，則單獨(dú)的請求增加和減少基站發(fā)送電平是不必要的。即如果基站已經(jīng)知道測量時間表，它可以增加和減少發(fā)射功率，而不再需要來自終端的單獨(dú)請求。有利的是，不同的終端或不同的終端組的時間表是不一樣的，使得系統(tǒng)性能的下降被平均地分配到時間軸上，不會導(dǎo)致集中的噪聲尖峰。測量周期長度也會根據(jù)終端究竟是正處于切換之中或剛剛切換完畢而有所不同。當(dāng)終端還沒有完成切換時，終端可能會優(yōu)先進(jìn)行短的“監(jiān)視測量”，從而去主要考查在可能切換到的新小區(qū)內(nèi)的信號強(qiáng)度。當(dāng)切換正在進(jìn)行或剛剛完成，終端優(yōu)先進(jìn)行較長的測量，從而從新的基站接收例如廣播控制信道(BCCH)的控制信息。
根據(jù)本發(fā)明的該方法的又一個有利的實(shí)施例是每一個終端可以自適應(yīng)地改變在測量時的速率。前面講過，本發(fā)明使得每個終端可以獨(dú)立地確定它的測量定時。自適應(yīng)改變測量速率意味著如果終端在完整的頻率之間的測量中沒有檢測到任何其它載波，則它可以降低頻率間測量速率到一個相對低的值，例如1赫或更低。另一方面，如果終端檢測到其它載波，它可以保持現(xiàn)有測量速率或甚至增加到相對高的速率，例如20赫或更高。當(dāng)來自某個或一些其它載波的相對接收功率(正比于服務(wù)基站的高位/同步信道)增加時，增加頻率間測量速率也是有益的。其它載波越強(qiáng)，測量進(jìn)行得越頻繁，這是由于會發(fā)生更多的頻率間切換。
任何定時，無論自適應(yīng)與否，可以被單獨(dú)地應(yīng)用到不同的載波，即每一個被測量的載波有它自己的測量速率。
下面根據(jù)本發(fā)明參考圖8中給出的優(yōu)選實(shí)施例討論一個通信系統(tǒng)。在本方案中，通信系統(tǒng)70包含用于室外移動終端的基站(BS)71和覆蓋區(qū)域或小區(qū)、或者相對大一些的小區(qū)；小區(qū)的典型直徑從幾百米到幾公里。此外，通信系統(tǒng)還包含例如位于辦公樓內(nèi)的本地基站(LBS)72和覆蓋一個房間、幾個房間或整個辦公室的覆蓋區(qū)域。本地基站的操作是受本地基站控制器(LBSC)73控制的，而本地基站控制器象基站71一樣地又是在基站控制器(BSC)74的控制下工作?；究刂破?4與移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)75相連接，在MSC控制下可以有幾個基站控制器，基站控制器可以進(jìn)一步連接到例如公共交換電話網(wǎng)(PSTN)等其它通信網(wǎng)絡(luò)。終端76通過無線方式連接到基站71或本地基站72，這取決于特定終端相對基站的位置和就本發(fā)明所關(guān)心的來說并不很重要的影響選擇基站的其它因素。
根據(jù)圖8，在系統(tǒng)中本地基站72與基站71可以工作在不同的頻率上。根據(jù)本發(fā)明，與基站71無線連接的終端能夠定期地測量距自己最近的本地基站72的信號。由于本地基站的覆蓋范圍較小以及更加穩(wěn)定的室內(nèi)傳播條件，本地基站72通常能夠?yàn)榻K端76提供更高的傳輸速率或能夠提供更好的服務(wù)水平，這就使得終端試圖從基站71的小區(qū)切換到本地基站72的小區(qū)可以得到好處。為了根據(jù)本發(fā)明的方式進(jìn)行測量，根據(jù)本發(fā)明的終端76有一個分集接收機(jī)77，其詳細(xì)的內(nèi)容已在本文獻(xiàn)的前面描述過了。應(yīng)該注意的是本發(fā)明并不要求通信系統(tǒng)70內(nèi)的所有終端都包含有根據(jù)本發(fā)明的分集接收機(jī)。除操作頻率之外，較簡化的終端還可以在其它頻率上測量，例如一次跳過一幀并利用這段時間進(jìn)行測量。所以，本發(fā)明并不排除舊式終端的使用，這是引入根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個很大的好處，否則要遭受用戶不愿意去買新終端的困境。
基站控制器74能這樣地來控制基站和本地基站的操作，例如它令每一個基站或本地基站在特定的基站或本地基站的覆蓋范圍之內(nèi)了解可能在什么樣的其它頻率上接收?；竞捅镜鼗究梢韵蚪K端傳遞信息，使得這些信息可以在合適的頻率上控制測量。如果系統(tǒng)為終端測量采用了精確的時間表，基站控制器74能這樣地協(xié)調(diào)這些時間表，例如在覆蓋的小區(qū)內(nèi)測量可以同時進(jìn)行，這樣，測量所需要的增加的發(fā)送功率可以在覆蓋小區(qū)的基站同時實(shí)現(xiàn)，從而使系統(tǒng)操作中的整體干擾盡可能小。
很明顯對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，上面描述的優(yōu)選實(shí)施例只是一個范例，但并不限制本發(fā)明。例如，上述我們只是討論了有兩個接收分支的分集接收機(jī)。帶有更多接收分支的分集接收機(jī)能很容易的構(gòu)造出來，其中至少有一個分支包含切換開關(guān)，該分支所接收的信號可以被用于測量以代替正常的接收。
權(quán)利要求
1.包含分集接收機(jī)的無線裝置(50)，它具有---第一接收分支(12；40)和第二接收分支(13；41)，---包含用于組合接收信號成分的相關(guān)器分支(14a，14b，14c，14d)的RAKE接收機(jī)，和---用于進(jìn)行測量的測量接收機(jī)(14e；16)，其特征在于，將第一接收分支(12；40)和第二接收分支(13；41)調(diào)諧在不同的頻率上，對一個接收分支產(chǎn)生的信號進(jìn)行測量，同時對另一個接收分支產(chǎn)生的信號進(jìn)行接收。
2.權(quán)利要求1中的無線裝置，其特征在于，它在一個接收分支中包含一個至少有兩個狀態(tài)(15a，15b)的切換開關(guān)(15；31)，其中第一個開關(guān)狀態(tài)被用來將該接收分支所收的信號連接到該RAKE接收機(jī)(14)，第二個開關(guān)狀態(tài)被用來將該接收分支所收的信號連接到該測量接收機(jī)(14e；16)。
3.權(quán)利要求2中的無線裝置，其特征在于，該接收分支根據(jù)接收信號的流向而相繼地包含---射頻濾波器和放大器(26)，---用于中頻轉(zhuǎn)換的第一混頻器(27)，---中頻濾波，和---用于基帶轉(zhuǎn)換的第二混頻器(28)，因而該開關(guān)(15)在接收信號的流向上位于該第二混頻器之后。
4.權(quán)利要求2中的無線裝置，其特征在于該接收分支包含---射頻濾波器和放大器(26)，---用于中頻轉(zhuǎn)換的第一混頻器(32)，---第一中頻濾波器(34)，---用于基帶轉(zhuǎn)換的第二混頻器(34)，---用于中頻轉(zhuǎn)換的第三混頻器(33)，---第二中頻濾波器(35)，和---用于基帶轉(zhuǎn)換的第四混頻器(35)，因而該開關(guān)(31)一方面位于該射頻濾波器和放大器(26)和該第一混頻器(32)之間，另一方面位于該射頻濾波器和放大器(26)和該第三混頻器(33)之間，這樣安排是為了---在第一狀態(tài)下，將來自該射頻濾波器和放大器(26)的信號通過該第一混頻器(32)、第一中頻濾波器(34)和第二混頻器(34)傳送到該RAKE接收機(jī)(14)，以及---在第二狀態(tài)下，將來自該射頻濾波器和放大器(26)的信號通過該第三混頻器(33)、第二中頻濾波器(35)和第四混頻器(35)傳送到該測量接收機(jī)(16)。
5.權(quán)利要求1中的無線裝置，其特征在于，它在每一個接收分支(40，41)包含振蕩器(44，45)，用于產(chǎn)生接收分支調(diào)諧所需要的中頻混頻信號。
6.權(quán)利要求1的無線裝置，其特征在于，它包含一個公共振蕩器(46)，用于產(chǎn)生所有接收分支調(diào)諧和頻率轉(zhuǎn)換裝置(47，48)所需的中頻混頻信號，從而在每一個接收分支中把該公共振蕩器產(chǎn)生的頻率轉(zhuǎn)換成適于調(diào)諧用的中頻混頻信號。
7.權(quán)利要求1中的無線裝置，其特征在于，該RAKE接收機(jī)包含用于測量接收信號沖激響應(yīng)的測量模塊(14e)，該測量模塊可以被重復(fù)地設(shè)置，從而能交替測量第一接收分支產(chǎn)生的信號或第二接收分支產(chǎn)生的信號。
8.對至少包含兩個接收分支并且在特定的工作頻率上進(jìn)行接收的分集接收機(jī)進(jìn)行頻率特定測量的方法，其特征在于在非工作頻率上進(jìn)行測量，至少有一個接收分支(63)被調(diào)諧非工作頻率上而且它所接收到的信號被引導(dǎo)到測量接收機(jī)(64)。
9.權(quán)利要求8中的方法，其特征在于，當(dāng)至少有一個分集接收機(jī)的分支被調(diào)諧到非工作頻率上的時候，在工作頻率上進(jìn)行發(fā)射的發(fā)射機(jī)裝置也被請求以較高的功率進(jìn)行發(fā)送。
10.權(quán)利要求9中的方法，其特征在于，在比開始在非工作頻率上進(jìn)行測量提前一個特定時延長度的時刻，向該發(fā)射機(jī)裝置發(fā)送以較高功率發(fā)射的請求，該時延長度對應(yīng)于改變發(fā)射功率的請求被發(fā)送的時刻和根據(jù)該請求而改變發(fā)射功率的發(fā)送最早到達(dá)接收機(jī)的時刻之間的前一次估計的延時值。
11.權(quán)利要求9中的方法，其特征在于，在比結(jié)束在非工作頻率上進(jìn)行測量提前一個特定時延長度的時刻，向該發(fā)射機(jī)裝置發(fā)送以較低功率發(fā)射的請求，該時延長度對應(yīng)于改變發(fā)射功率的請求被發(fā)送的時刻和根據(jù)該請求而改變發(fā)射功率的發(fā)送最早到達(dá)接收機(jī)的時刻之間的前一次估計的延時值。
12.權(quán)利要求8中的方法，其特征在于，根據(jù)在工作頻率上發(fā)送的發(fā)射機(jī)裝置已知的預(yù)定的特定時間表，去對把分集接收機(jī)至少一個分支在非工作頻率上的調(diào)諧進(jìn)行定時。
13.權(quán)利要求12中的方法，其特征在于，對各種終端或終端組，該發(fā)射機(jī)裝置有各種的時間表。
14.權(quán)利要求8中的方法，其特征在于，通過在工作頻率上接收的信號中使用交織來糾正當(dāng)至少有一條分集接收機(jī)的分支被調(diào)諧在非工作頻率上時所造成的比特錯誤。
15.權(quán)利要求8中的方法，其特征在于，根據(jù)由分集接收機(jī)決定的時間表去對將分集接收機(jī)的至少一個分支調(diào)諧到非工作頻率上的調(diào)諧過程進(jìn)行定時，在時間表中將至少一條分集接收機(jī)分支相繼地調(diào)諧到非工作頻率上的時間間隔是與在某個或一些其他載波上的正比于工作頻率上接收功率的相對接收功率成反比的。
16.對包含至少兩個接收分支和一個包括相關(guān)器分支的RAKE接收機(jī)并且在特定工作頻率上進(jìn)行接收的分集接收機(jī)進(jìn)行頻率特定的測量的方法，其特征在于，為了在非工作頻率上進(jìn)行測量，由RAKE接收機(jī)中的測量模塊在工作頻率上進(jìn)行的沖擊響應(yīng)測量被中斷，且該測量模塊被設(shè)置用來在非工作頻率上進(jìn)行測量。
17.包含基站(71，72)和終端(76)的通信系統(tǒng)(70)，其中至少有一個終端包含一個具有至少兩條接收分支和一個包含相關(guān)器分支以便組合不同接收分支所接收的信號的RAKE接收機(jī)的分集接收機(jī)(77)，以及該分集接收機(jī)(77)還具有用于進(jìn)行測量的測量接收機(jī)，該系統(tǒng)的特征在于，至少有一個終端被安排成把第一接收分支(12；40)調(diào)諧到不同于第二接收分支(13；41)的其它頻率上，并且對由第一接收分支產(chǎn)生的信號和第二接收分支上產(chǎn)生的信號進(jìn)行測量。
全文摘要
無線裝置中的分集接收機(jī)至少包含有兩條接收分支(12,13;40,41)、以及一個用來組合不同接收分支接收信號的RAKE接收機(jī)(14)和一個進(jìn)行頻率特定測量的測量接收機(jī)(16)。無線裝置中包含一個開關(guān)(15,31),該開關(guān)至少與一條接收分支相連并且至少有兩個狀態(tài),第一個開關(guān)狀態(tài)被安排用來把接收分支所收到的信號連接到RAKE接收機(jī)(14),第二個開關(guān)狀態(tài)被安排用來把接收分支所收到的信號連接到測量接收機(jī)(16)。無線裝置在非工作頻率上進(jìn)行測量而不用中斷在工作頻率上的接收。例如,通信系統(tǒng)中測量是可以與切換聯(lián)系在一起的。
文檔編號H04B7/02GK1258399SQ98805653
公開日2000年6月28日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者A·托斯卡拉, H·霍爾馬, S·黑麥萊南 申請人:諾基亞流動電話有限公司