專利名稱：區分無線通信系統的共用物理傳輸信道中的邏輯信道的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于區分無線通信系統的共用物理傳輸信道中的邏輯信道的方法。
在無線通信系統中，譬如在第二代的歐洲移動無線系統GSM(全球移動通信系統)中，借助電磁波經過無線接口傳輸(諸如語音、圖像信息或其它數據的)信息。所述的無線接口涉及在基站和用戶臺之間的通信連接，其中，所述的用戶臺譬如可以是移動臺或地點固定的無線臺。此時用位于為各自系統所安排的頻帶中的載頻來進行電磁波的輻射。對于未來的無線通信系統，譬如UMTS(通用移動電信系統)或第三代的其它系統，安排了約2000MHz的頻帶中的頻率。對于移動無線的第三代安排了兩種模式，其中，一種模式稱為FDD工作方式(頻分雙工)，而另一種模式稱為TDD工作方式(時分雙工)。這些模式在各自不同的頻帶中得到它們的應用。兩種模式支持一種所謂的CDMA用戶分離法(碼分多址)。
一個對于按照1998年9月，CATT的″IMT-2000的TD-SCDMA無線傳輸技術″，草案V.0.4的第三代移動無線系統的建議，基于所述的具有CDMA用戶分離法支持的TDD模式。通過采用CDMA用戶分離法可以由一個基站并行處理由多個用戶臺在一個時隙中所發送的傳輸字組，這些傳輸字組一般由數據部分和已知的訓練序列所組成。為此必須保證，傳輸字組和尤其是各自的訓練序列在某個時間窗之內到達基站的地點，以便保障不同信號的可靠的檢測和分離。在公知的基于CDMA的無線通信系統中，以相同的方式出現上行方向的信號傳輸同步的這種問題。此系統應在第一步驟中建立在公知的GSM移動無線系統的網絡結構上，即應使用相同的網絡組件。由于這個原因此系統也稱為TDSCDMA@GSM。
并行于所述的TDSCDMA@GSM系統，在3GPP(第三代協作項目)的框架中標準化一個UMTS-TDD模式用的所謂的″低碼片率(Chiprate)選項″，該低碼片率選項具有1.28Mcps的降低的碼片率。該系統的無線接口，即層1，將與TDSCDMA@GSM系統的無線接口在很大程度上是等同的，但是建立在UTRAN網絡結構(通用地上無線接入網絡)上。所以該系統稱為TDSCDMA@UTRAN。從3GPP″UTRA TDD物理層的1.28Mcps功能性″，3G TR 25.928，V1.1.0，2000-07，TSG，RAN，中可以獲悉所述系統的說明。
所述的TDSCDMA@GSM系統，以及TDSCDMA@UTRAN系統具有共用的物理傳輸信道，所謂的P-CCPCH(主公共控制物理信道)，在這些傳輸信道中譬如不僅將具有組織信息的一般的信令信道BCH(廣播信道)，而且將所謂的尋呼信道PCH在時間上分開地作為邏輯信道來發送。在時幀(幀)和上級的所謂超幀中結構化的無線接口之內，附加地經越某個數量的時幀來交織所述的邏輯信道。以下對于一個邏輯信道用的所述數量的交織時幀也采用交織幀的概念。所述的交織深度對于所述的BCB和PCH譬如相當于四個時幀。
在系統建立的第一階段中預計TDSCDMA@GSM系統將得到采用，這些TDSCDMA@GSM系統以后由TDSCDMA@UTRAN系統來補充或代替。因此在某個過渡時間中兩個系統在一個共同頻帶中的共存也是可能的。由于這個原因在TDSCDMA@UTRAN系統中應該也可以使用在技術上為TDSCDMA@GSM系統設計的用戶終端設備。
作為系統信息的載頻的所述BCH是最重要公共信道中的一個(所謂的公共控制信道)，而正確信息的接收對于用戶臺具有重要的意義，因為該用戶臺從中獲得關于其它控制信道的信息。但是兩個TDSCDMA系統的BCH在所述系統消息方面和所述信息的編碼方面具有由網絡決定的巨大差別。此時，所述的TDSCDMA@UTRAN系統很強烈地依靠其它的UTRAN模式FDD和TDD。另一方面，已經建立的和由TDSCDMA@GSM系統所使用的信令的解決方案應保持不變。
此問題的一種解決方案譬如是使用由所述不同系統所使用的較大數量的物理信道。但是基于BCH使用比較高的發射功率來發射的這種事實，這些信道的并行傳輸會導至各自其它BCH和并行建立的通信連接的強烈干擾影響。
本發明的任務是說明一種實現將傳輸資源有效地用于發送信令的方法。通過按獨立權利要求所述的方法和基站系統來解決此任務。從屬權利要求說明了本發明的有利改進方案。
經過TDSCDMA系統的所說明的現有技術也可以將本發明有利地用于基于其它網絡標準的TDSCDMA系統，諸如日本的PDC系統、或US美國的IS-95系統、或TDMA系統。
借助附圖詳述本發明的實施例。
圖1展示無線通信系統的方框電路圖。
圖2展示使用TDSCDMA用戶分離法的無線接口幀結構的示意圖，以及圖3展示來自圖3的幀結構的剖視圖。
圖1展示移動無線系統的一個部分作為無線通信系統結構的實例。移動無線系統分別由許多移動交換中心MSC和由各自一個或多個與這些移動交換中心MSC相連接的基站系統BSS(BSS-基站子系統)組成，這些移動交換中心屬于一個交換網(SSS-交換子系統)，并且是相互間結網的，或建立通向固定網的通道。基站系統BSS又具有至少一個用于分配無線技術資源的設備RNC(RNC-無線網絡控制器)，以及至少一個分別與其相連接的基站NB(NB-節點B)。
基站NB可以通過無線接口建立和維持通向用戶臺UE(UE-用戶設備)的通信連接。通過每個基站NB形成至少一個無線小區Z。無線小區Z的大小通常由一般信令信道(BCH-廣播信道)的作用范圍所決定，該信令信道由基站NB用各自提高的和恒定的發送功率來發送。在一個物理傳輸信道P-CCPCH中可以時間上分開地與所述的信令信道BCH一起，發送諸如尋呼信道PCH(PCH-尋呼信道)、通知信道(NCH-通知信道)、或接入確認信道(AGCH-接入允許信道)那樣的其它邏輯信令信道。此外，由所述的基站NB在導頻信道Pilot中發送同步序列，該同步序列用來將用戶臺UE同步到基站NB的時基上。
在分區時，或在分級的小區結構中，每個基站NB也可以供應多個無線小區Z。這種結構的功能性可以套用到可以采用本發明的其它無線通信系統上。
圖1的實例展示位于基站NB無線小區Z中的用戶臺UE。該用戶臺UE已建立通向基站NB的通信連接，在該基站NB上在上行方向UL和下行方向DL上實現所選擇業務的信號傳輸。通過分配給所述用戶臺UE的一個或多個擴展碼，從在所述無線小區Z中并行建立的通信連接中分離出所述的通信連接，其中，按公知的聯合檢測法，所述的用戶臺UE分別將一部分或全部當前在所述無線小區Z中所分配的擴展碼用于接收自己通信連接的信號。
從圖2中可以看到TDSCDMA移動無線系統的無線傳輸的幀結構。所述的無線接口是構成為一個寬帶無線接口的，該無線接口具有B＝1.6MHz的頻帶(因此每5MHz三個頻帶)、具有5ms的時幀時延(因此每個UTRA時幀兩個時幀fr)、具有業務信道用的各自長度為675μs的7個時隙ts，以及在使用16個不同擴展碼c0至c15的條件下具有CDMA用戶分離。
在所示出的TDD傳輸法中，上行方向UL的頻帶B相當于下行方向DL的頻帶B。對于其它的載頻重復相同的內容。通過上行方向UL或下行方向DL時隙ts的可變化的分配，可以進行多種多樣的不對稱的資源分配。相應地將時隙td0...tdn的一部分用于下行方向DL(下行鏈路)的信號傳輸，而將其余的時隙tu0...tum用于上行方向UL(上行鏈路)的信號傳輸。所述的參數n，m和因而切換點SP是可以獨有地與當前的需求適配的，其中，總是適用關系n+m+2＝7。在時間上緊隨在下行方向DL的第一時隙td0之后，跟隨著一個用于分離傳輸方向DL和UL的保護時間，該分離表示所述的切換點SP。
所述的保護時間由以下各部分組成一個用于發送通過一組所謂黃金碼來區別的同步序列的，具有75μs長度的下行導頻時隙DwPTS(下行鏈路導頻時隙)、一個在基站NB中在發送和接收之間的轉接過程用的，具有75μs長度的保護時間GP(保護周期)、以及一個具有125μs長度的上行導頻時隙UpPTS(上行鏈路導頻時隙)，該上行導頻時隙在由用戶臺UE以在自由選撥接入RACH信道上的隨后的信令來進行建立通信連接的嘗試時，用于發送同步序列。為了在該接入過程中區分多個用戶臺UE又采用一組黃金碼。
在所述的時隙ts之內以無線字組(Funkblock)傳輸多個通信連接的信息。數據d是用一種精細結構，一個擴展碼c0，c1...cn，通信連接獨有地擴展的，使得在接收方面可以通過這些CDMA組分來分離譬如n個通信連接。數據d的各個符號的擴展促使，在符號時延Tsym之內傳輸時延Tc的Q個碼片。此時，所述Q個碼片形成通信連接獨有的擴展碼c。在所述無線字組中還埋入了接收方面信道評估用的信道測量序列tseq。總是用一個保護時間gp來結束一個無線字組。
所說明TD-SCDMA系統無線接口的所采用的參數有利地是碼片率1.28M碼片/s
幀時延 5ms時隙的數量 7時隙的時延 675μs擴展系數 1至16帶寬 1.6MHz這些參數實現了與UTRA TDD模式和FDD模式(FDD頻分雙工)以及與公知的GSM移動無線系統的最好可能的調諧。
如果接收著所述邏輯信道的用戶臺UE不知道，所交織邏輯信道的哪個時幀它正好在接收，則從中產生以下的缺點。一方面所述的用戶臺必須應用一種用于確定交織幀開始的所謂的嘗試和故障技術(Tryand Error-Technik)。如果此時在解調時所謂的CRC檢驗失敗了，所述的用戶臺則必須從交織幀的另一個開始出發，或從交織幀的不良接收的開始出發。這不利地降低了檢測邏輯信道的可靠性和速度。所述用戶臺還必須常常檢測屬于不完整交織幀的時幀，并隨后又拋棄這些時幀。這不利地提高了能源消耗以及直至接收到完整的交織幀的時間。
為了避免所說明的缺點，從用戶臺角度以下各點是值得歡迎的-所述用戶臺可以檢測交織幀的開始，-所述用戶臺求出一個交織幀之內的當前所接收時幀的位置，和-所述用戶臺可以檢測一個超幀之內的所述交織幀的位置。
在所述的第二點中，在示范性地檢測第二時幀時所述的用戶臺有可能不考慮進一步檢測還缺少的時幀。
在所述的第三點中，所述的用戶臺可以譬如有針對性地檢測某個邏輯信道。在所說明的TDSCDMA系統中一個超幀由48個時幀組成。在該超幀之內布置了譬如兩個分別具有BCH的四個時幀的交織幀。對于所述的用戶臺只想檢測所述BCH的情況，該用戶臺可以有針對性地禁止檢測在其它時幀中所發送的PCH。
因此建議，基于下行導頻時隙DwPTS中的導頻信道Pilot相位的調制，發送一個交織幀之內的時幀的開始、一個交織幀之內的時幀的位置、和/或一個超幀之內的所述交織幀的位置的信令。為此按本發明譬如使用共用物理傳輸信道P-CCPCH的，也稱為訓練序列tseq的中間序列，作為用于確定相位差的基準值。
使用該信道作為基準值具有以下的優點，即在每個時幀fr中譬如用擴展碼c0和c1發送該信道，并且所述的中間序列總是相當于在所述無線小區中所使用的中間序列基本代碼的一次導數。該中間序列基本代碼對于所述的用戶臺UE本身是已知的。此外象在圖2和3中所示出的那樣，總是在下行方向DL的最后的時隙td0中發送所述的P-CCPCH，使得在導頻信道Pilot的中間序列tseq0的中心和同步序列sync的中心之間產生一個最小的間距a。在TD-SCDMA系統中，中間序列tseq0和同步序列sync之間的所述間距a譬如為393.75μs，或31.5個符號，并根據所采用的檢測算法確定時間變化的和頻移的效應。
可以直接發送不僅交織幀的開始的，而且一個超幀之內的該交織幀的位置的信令。因此譬如相位45°是為了標記交織幀的開始而保留的。對于所述交織幀的其它時幀僅將各自的相位135°、225°和315°用于確定所述超幀之內的位置。為了避免在45°符號和其它符號之間的檢測錯誤，其它的相位四元組(Phasenquadrupel)具有盡可能多的225°符號。通過180°的相位差從中產生一種明確的分配。一個BCH交織幀靠得越近，則利用越多的225°符號。在下表1中示出了這些正象應該用于TDSCDMA@GSM系統那樣的關系。
為了確定所述超幀之內的對于TDSCDMA@GSM系統重要的BCH的位置，所述的用戶臺UE分析處理一個交織幀的四個相位(相位四元組)。
表1在該實施方案中，用于求出交織幀之內位置的要檢測時幀的最小數量為1至3。用于求出所述BCH和超幀的要檢測時幀的最小數量為3至4。
除了以上方法的已述的優點之外，通過該方法有利地直接編碼一個交織幀的開始。此外，僅在四個時幀中發送所述超幀的時間結構的信令。以此方式可以優化所述的階數以及所采用的相位四元組，使得四個或五個遞差的DwPTS的差值譯碼也能夠實現在大的頻移時的超幀之內位置的檢測。在惡劣傳輸條件下檢測時，該實施方案實現超幀可靠的檢測。
與此相反地對于所述的TDSCDMA@UTRAN系統安排了，以相應的方式可以由所述的用戶臺UE求出系統幀號碼SFN。這在表2中已示出。
表2表1和2的比較表明了，在用戶臺UE方面不可能區分兩種TDSCDMA系統的BCH，并因此可能不利地導至錯誤解釋。
在下表3中示范性地示出了，該用戶臺如何按本發明解決此問題。
表3基于TDSCDMA@GSM系統的BCH具有明顯較低的信令負擔的事實，在利用較少數量傳輸資源的條件下不經常的發送已經足夠。給TDSCDMA@GSM系統的BCH排他性地分配了某個可能的相位四元組，譬如45，225，225，225，使得TDSCDMA@GSM用戶臺UE能夠可靠地檢測該邏輯信道。這對于TDSCDMA@UTRAN用戶臺UE可能是知道的，但是在不知道該事實的情況下在檢測對它是重要的BCH時也僅產生微小的損害。在下表4中示范性地示出了由此所形成的多幀結構。如果在某個時間之后沒有符合TDSCDMA@GSM系統的用戶臺再使用所述的系統，則也可以將所述的時幀用于TDSCDMA@UTRAN系統。
表4在所述的TDSCDMA@UTRAN系統中可以將按表3的，具有相位四元組45，135，135，225的第一時幀用于傳輸所謂的MIB(主信息字組)，該主信息字組含有關于所謂SIB(系統信息字組)的時間結構信息。
權利要求
1.用于在一個由至少兩個無線通信系統(TDSCDMA@GSM，TDSCDMA@UTRAN)共用的物理傳輸信道(P-CCPCH)中區分邏輯信道(BCH)的方法，其中，借助一種在所述邏輯信道(BCH)和一個其它傳輸信道(Pilot)之間的獨有的相位關系來區分所述各自的邏輯信道(BCH)。
2.按權利要求1的方法，其中，由所述邏輯信道(BCH)的符號和所述其它傳輸信道(Pilot)的符號之間的相位差來發送所述邏輯信道(BCH)的信令。
3.按上一個權利要求的方法，其中，通過所述其它傳輸信道(Pilot)符號的相位調制發送所述邏輯信道(BCH)的信令。
4.按上一個權利要求的方法，其中，所述邏輯信道(BCH)的相位用作為用于確定所述相位差的基準。
5.按上一個權利要求的方法，其中，在所述的共用物理傳輸信道(P-CCPCH)之內經越多個時幀(fr)交織地傳輸所述的邏輯信道(BCH)。
6.按上一個權利要求的方法，其中，在所述的共用物理傳輸信道(P-CCPCH)中傳輸至少一個其它的邏輯信道(PCH)。
7.按上一個權利要求的方法，其中，在一個由多個時幀(fr)組成的超幀之內的多個時幀(fr)中發送所述的邏輯信道(BCH)。
8.按所述上一個權利要求的方法，其中，通過所述的相位關系來定義在所述邏輯信道(BCH)的交織時幀(fr)之內的所述各自時幀(fr)的位置。
9.按權利要求1至7之一的方法，其中，通過所述的相位關系來發送一個超幀之內的所述交織時幀(fr)的開始位置信令。
10.按所述上一個權利要求的方法，其中，通過差分的相位關系來定義在所述邏輯信道(BCH)的交織時幀(fr)之內的所述各自時幀(fr)的位置。
11.按權利要求1至7之一的方法，其中，通過多個相位關系的各自的構象來定義在所述邏輯信道(BCH)的交織時幀(fr)之內的所述各自時幀(fr)的位置，以及在一個超幀之內的所述交織時幀(fr)的開始位置。
12.按上一個權利要求的方法，其中，按一種時分雙工法來組織無線通信系統的所述無線接口。
13.無線通信系統的基站系統(BSS)，用于執行按權利要求1所述的方法。
全文摘要
用于在至少兩個無線通信系統(TDSCDMA GSM，TDSCDMA UTRAN)的共用物理傳輸信道(P－CCPCH)中傳輸邏輯信道(BCH)的方法，其中，借助一種在所述邏輯信道(BCH)和一個其它傳輸信道(Pilot)之間的獨有的相位關系來區分所述各自的邏輯信道(BCH)。
文檔編號H04B7/26GK1504060SQ01816234
公開日2004年6月9日 申請日期2001年7月30日 優先權日2000年8月1日
發明者C·格斯納, A·赫伊克, J·施尼登哈恩, A·德恩澤, G·希倫布蘭德, R·德本迪蒂斯, C 格斯納, 岬槍 , 撞祭嫉, 量, 鏡系偎, 髟 申請人:西門子公司, 西門子移動通訊股份有限公司