專利名稱：時分同步碼分多址系統多小區同區域覆蓋的方法
技術領域：
本發明涉及TD-SCDMA(時分同步碼分多址)標準的無線通訊系統，具體地說，涉及一種在該系統中對同一地理區域進行多小區覆蓋的方法。
背景技術：
TD-SCDMA(即LCR TDD)是時分雙工系統，在3GPP(The 3rdGeneration Partnership Project)標準中，基于低碼片速率的TD-SCDMA標準中，每個子幀包括7個業務時隙TS(timeslot)加兩個導頻時隙，兩個上下行轉換點，第一個頻率轉換點是固定的，第二個頻率轉換點可以根據上下行業務量的比例進行調整，TS0固定為下行時隙，在時隙TS0上固定分配廣播信道和信標信道，TS1固定為上行時隙，其上分配PRACH信道(反向接入信道)，每個子幀5ms，幀結構如圖1所示。
在TD-SCDMA系統中，一個小區最明確的定義是發射獨立的TD-SCDMA幀，有獨立的公共信道、導頻信道和業務信道，有唯一的一個本地小區標識(Local Cell Id)，也有唯一的UARFN(頻率標識號)，對應于Node B載頻處理單元。
為了增加小區的業務量，可以采用多小區覆蓋同一地理區域，分配多個本地小區標識，多小區覆蓋可以采用同頻小區或異頻小區。對于同一地理區域中的多個小區，在目前的TD-SCDMA標準中，Uu接口對于無線資源的操作、配置都是針對每一個小區獨立進行的。即對同一地理區域中的多個小區，每個小區各自獨立配置一套完整的公共信道，其中每個小區的BCH(廣播信道)、FACH(前向接入信道)和PCH(尋呼信道)都為全向信道，覆蓋整個地理區域。
UE(移動終端)駐留在該地理區域中多個小區中的哪一個小區，是UE根據自己的測量單獨進行的，存在大部分UE希望駐留在同一小區的情況。在兩個相鄰地理小區的重疊區域，UE將進行大于自身可進行的6個同時測量數，造成UE難以判別測量結果。
另外，這種同一地理區域中多小區覆蓋方式，基站在實際組網時對發射機功率要求很高，載頻間的相互干擾明顯，只有依靠業務量小時盡量關閉一些小區或進一步縮小小區的地理區域，來降低相互間的干擾，但會對業務造成影響。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種時分同步碼分多址系統多小區同區域覆蓋的方法，可以降低載頻間干擾、減少移動終端UE同時測量次數和切換次數，提高接入容量。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種時分同步碼分多址系統多小區同區域覆蓋的方法，包括以下步驟(a)無線網絡控制器在小區建立時，為多小區同覆蓋的本地小區加上覆蓋同一地理區域的標識，并通知基站；(b)基站對所述標識相同的多個本地小區，進行單載頻本地小區到混頻小區的一一對應轉換，每個混頻小區的跳頻幀上都包含所有所述本地小區單載頻上的下行時隙；(c)基站以覆蓋本區域的最大發射功率作為一個混頻小區的初始發射功率，其他混頻小區的初始發射功率按依次遞減的方式確定；(d)基站以時隙為單位，按照確定的發射功率對每一個混頻小區的跳頻幀進行跳頻發射，且以發射功率最大的小區為廣播和信標小區；(e)基站上報重新分配后混頻小區和本地小區的對應關系信息。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(b)又可分為以下步驟(b1)基站判別小區屬性，統計同覆蓋小區的小區個數N，并確定每個小區的上行時隙數Nu和下行時隙數Nd；
(b2)將各個本地小區單載頻的下行時隙交叉組合，使得到的每一個混頻小區跳頻幀上都包含了所有本地小區單載頻上的下行時隙；(b3)基站根據覆蓋同一地理區域標識將本地小區的標識一一對應轉換為混頻小區標識。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(b2)中，小區載頻個數N等于下行時隙個數Nd時，各個跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts 仾 TSNu+1F1… TSNu+N-1FN-1HF2TS0F1Dwpts 仾 TSNu+1F2… TSNu+N-1F0… … … …HFNTS0FN-1Dwpts 仾 TSNu+1F0… TSNu+N-1FN-2其中，F0、F1、…、Fj、…FN-1為N個本地小區的載頻，按UTRA(通用無線接入平臺)絕對無線頻率編號從低到高的頻點編號排列，HF1、HF2、…、HFj、…HFN為轉換后的混合載頻的跳頻幀，式中TS的上標表示該時隙所屬本地小區的載頻，下標的數字則表示該時隙是該載頻幀中的第幾個時隙。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(b2)中，小區載頻個數N小于下行時隙個數Nd時，各個跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts 仾 TSNu+1F1… TSNu+N-1FN-1TSNu+NF0TSNu+N+1F0… TS6F0HF2TS0F1Dwpts 仾 TSNu+1F2… TSNu+N-1F0TSNu+NF1TSNu+N+1F1… TS6F1…… … …… … … …HFNTS0FM-1Dwpts 仾 TSNu+1F0… TSNu+N-1FN-2TSNu+NFN-1TSNu+N+1FN-1… TS6FN-1其中，F0、F1、…、Fj、…FN-1為N個本地小區的載頻，按UTRA絕對無線頻率編號從低到高的頻點編號排列，HF1、HF2、…、HFj、…HFN為轉換后的混合載頻的跳頻幀，式中TS的上標表示該時隙所屬本地小區的載頻，下標的數字則表示該時隙是該載頻幀中的第幾個時隙。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(c)中，各個混頻小區的初始發射功率依次線性遞減。
如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述各個混頻小區的初始發射功率按下式確定
Pk=Nu+Nd-k7Pmax]]>其中，Rmax為覆蓋本區域的最大發射功率，Pk為編號為k的N個混頻小區的功率，k＝0，1，……，N-1，且編號為k的混頻小區對應的跳頻頻為HFk+1。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(d)中，基站還以發射功率第二大的小區為備用廣播和信標小區。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(d)中，基站是對所述跳頻幀是進行慢跳頻發射。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(d)之后還包括步驟移動終端對多種載頻功率進行測量，無線網絡控制器根據移動終端信號強度或時間提前量的測量結果，在覆蓋該移動終端所在位置的若干混頻小區中，將該移動終端的專用信道優先分配在覆蓋區域小的混頻小區上。
進一步地，上述方法可具有以下特點所述步驟(e)中，基站還上報主備廣播和信標小區的標識和各個混頻小區的發射功率的信息。
因此，應用本發明方法后，同一地理區域的多個小區總的發射功率減小，因而可降低載頻間的相互干擾。由于只用其中二個混頻小區為主備廣播信標小區，其它小區的TSo時隙可以作為業務時隙，因而擴大了系統的容量，消除了小區間廣播信道的干擾。由于在本發明中，各混頻小區的覆蓋范圍由大到小，因而UE在所述相鄰的重疊區域進行小區測量和切換的數量大大減少。此外，本發明還可以克服信號傳輸的瑞利衰落，提高通話質量。
圖1是TD-SCDMA幀結構示意圖。
圖2是本發明實施例方法的流程圖。
圖3是本發明第一個應用實例的跳頻幀HF1、HF2、HF3、HF3對應的HC小區覆蓋范圍的示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本實施例方法包括以下步驟步驟110，RNC(無線網絡控制器)在小區建立時，為多小區同覆蓋的小區加上覆蓋同一地理區域的標識，并通知NodeB(基站)；步驟120，NodeB對于具有覆蓋同一地理區域標識的多個小區，根據UTRA絕對無線頻率編號進行單載頻本地小區(簡稱LC小區)到混頻小區(簡稱HC小區)的一一對應轉換；首先，NodeB判別小區屬性，統計同覆蓋小區LC的個數N，根據單載頻小區的下行業務量安排每個小區的上行時隙數Nu，而下行時隙為TS0、TSNu+1、…、TSj、…、TS6，共Nd個，Nd≤6。本發明要求小區總數為N≤Nd個，編號為0、1、…、K、…、N-1，如果需要大于Nd個載頻的小區，建議重新小區規劃。
然后，將各LC小區單載頻的下行時隙交叉組合，得到每一個HC小區跳頻幀的格式。假定，原N個LC小區UTRA絕對無線頻率編號從低到高的頻點編號依次為F0、F1、…、Fj、…FN-1，重新組成的分別對應于編號為0，1，……，N-1的HC小區的跳頻幀為HF1、HF2、…、HFj、…HFN，轉換的具體方法如下第一種情況，小區載頻個數等于下行時隙個數，即N＝Nd時，各個跳頻幀的格式如下為HF1TS0F0Dwpts仾TSNu+1F1… TSNu+N-1FN-1HF2TS0F1Dwpts仾TSNu+1F2… TSNu+N-1F0… …… …HFNTS0FN-1Dwpts仾 TSNu+1F0… TSNu+N-1FN-2其中，TS的上標表示該時隙屬于哪個LC小區的載頻，下標則表示該時隙是該LC小區載頻幀中的第幾個時隙，例如，TSNu+1F2表示F2載頻的第Nu+1個時隙，Nu+N-1＝6。
對應第一種情況，下面以一個應用實例說明。假定小區主輔載頻總數N和各單載頻幀的下行時隙個數Nd都等于4，上行時隙為Nu＝3，即各LC小區單載頻上的下行時隙分別是TS0、TS4、TS5和TS6。此時，組合后HC小區的跳頻幀格式為HF1TS0F0Dwpts 仾 TS4F1TS5F2TS6F3HF2TS0F1Dwpts 仾 TS4F2TS5F3TS6F0HF3TS0F2Dwpts 仾 TS4F3TS5F0TS6F1HF4TS0F3Dwpts 仾 TS4F0TS5F1TS6F2可以看出，跳頻幀HF1由F0載頻上的TS0時隙和Dwpts時隙、載頻F1上的TS4時隙(如Nd不同，也可能是緊跟第二個轉換點的下行時隙的TS2、TS3時隙等)、載頻F2上的TS5時隙，以及載頻F3上的TS6時隙。其它跳頻幀的TS0時隙與對應的LC小區單載頻的TS0時隙相同，后面的下行時隙按UARFN頻點號遞增頻率的方式組成。
第二種情況，小區載頻個數小于下行時隙個數時，即N＜Nd時，因為Nu+N-1要小于6，所以在第一種情況的基礎上增加了一部分，該HC小區各跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts 仾 TSNu+1F1… TSNu+N-1FN-1TSNu+NF0TSNu+N+1F0… TS6F0HF2TS0F1Dwpts 仾 TSNu+1F2… TSNu+N-1F0TSNu+NF1TSNu+N+1F1… TS6F1… …… …… … … …HFNTS0FM-1Dwpts 仾 TSNu+1F0… TSNu+N-1FN-2TSNu+NFN-1TSNu+N+1FN-1… TS6FN-1上式中各符號的含義與第一種情況下相同，對于各跳頻幀，前面的時隙組合方式與第一種情況下相同，后面補充的時隙則與該混合幀TS0對應載頻的其他下行時隙相同，這樣做的好處是可以不帶入跳頻因子。
對應第二種情況，下面以另一個應用實例說明。假定小區主輔載頻總數N＝2，各單載頻幀的下行時隙個數Nd＝4，上行時隙仍為Nu＝3，各LC小區單載頻上的下行時隙分別是TS0、TS4、TS5和TS6。此時，組合后HC小區的兩個跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts 仾 TS4F1TS5F0TS6F0HF2TS0F1Dwpts 仾 TS4F2TS5F1TS6F1可以看出，跳頻幀HF1由F0載頻上的TS0時隙和Dwpts時隙、載頻F1上的TS4時隙，以及載頻F0上的TS5、TS6時隙組成。跳頻幀HF2的組成由上式也可以直接看出，不再贅述。
需要說明的是，上述對LC小區單載頻下行時隙交叉組合得到跳頻幀的方式并不是唯一的，在組合的順序和時隙的選擇上也可以有變換，但應保證每個跳頻幀中都包含所有LC小區的下行時隙。
最后，NodeB根據覆蓋同一地理區域標識將本地小區的ID一一對應轉換為混頻小區ID。這樣，NodeB將多個覆蓋同一地理區域的單載頻小區轉換成了同樣數量的混頻小區。
步驟130，NodeB以覆蓋本區域的最大發射功率為一個HC小區的初始發射功率，其他HC小區的初始發射功率按依次遞減的方式重新確定；假定覆蓋本區域的最大發射功率為Pmax，編號為k(k＝0，1，……，N-1)的N個混頻小區的功率Pk由以下公式計算，其中Pk=Nu+Nd-k7Pmax]]>即，跳頻幀HF1(包含載頻F0上的TS0時隙和下行導頻時隙Dwpts、載頻F1上TS4時隙、載頻F2上TS5和載頻F3上TS6時隙)以覆蓋整個地理區域的功率(Pmax)發射。跳頻幀HF2以小于第一信標小區的功率Pmax×6/7發射。其他小區的發射功率依次線性遞減，跳頻幀HFN的發射功率最小，等于Pmax×4/7。如圖3所示，轉換后的混頻小區將根據發射功率在地理區域覆蓋上各不相同。
需要說明的是，上述各HC小區的發射功率不局限于線性遞減的方式，可以在小區廣播中廣播遞減的方法。
步驟140，NodeB對每一個HC小區，以時隙為單位，按照確定的發射功率對相應的跳頻幀進行慢跳頻發射，且以覆蓋整個地理區域的功率發射的小區為廣播和信標小區，發射功率次之的小區為備用廣播和信標小區，UE可以在信標小區內進行頻點測量，決定跳頻調制的格式；步驟150，UE對多種載頻功率進行測量，RNC根據UE的信號強度測量或時間提前量測量，在覆蓋該移動終端所在位置的若干混頻小區中，將該移動終端的專用信道優先分配在覆蓋區域小的混頻小區上。這樣，距離基站較遠的UE的專用信道會分配在功率較大的HC小區上，反之，則會分配在功率較小的HC小區；在第一個應用實例的情況下，接近小區邊緣的UE將在HF1幀上分配專用信道，接近小區邊緣內側的UE在HF2幀上分配專用信道，接近小區中間的UE在HF3幀上分配專用信道，而接近基站周圍的UE則在HF4幀上分配專用信道。
步驟160，NodeB在小區審計信息中，上報重新分配后LCID對應HCID、主備信標小區的HCID，以及各個HC小區的發射功率等小區信息。
各混頻小區的上行時隙，本發明在UE側和網絡側的處理與原標準完全相同。
綜上所述，應用本發明方法后，同一地理區域的多個小區總的發射功率減小，因而可降低載頻間的相互干擾。由于只用其中二個混頻小區為主備廣播信標小區，其它小區的TSo時隙可以作為業務時隙，因而擴大了系統的容量，消除了小區間廣播信道的干擾。由于在本發明中，各混頻小區的覆蓋范圍由大到小，因而UE在所述相鄰的重疊區域進行小區測量和切換的數量大大減少。此外，本發明還可以克服信號傳輸的瑞利衰落，提高通話質量。
權利要求
1.一種時分同步碼分多址系統多小區同區域覆蓋的方法，包括以下步驟(a)無線網絡控制器在小區建立時，為多小區同覆蓋的本地小區加上覆蓋同一地理區域的標識，并通知基站；(b)基站對所述標識相同的多個本地小區，進行單載頻本地小區到混頻小區的一一對應轉換，每個混頻小區的跳頻幀上都包含所有所述本地小區單載頻上的下行時隙；(c)基站以覆蓋本區域的最大發射功率作為一個混頻小區的初始發射功率，其他混頻小區的初始發射功率按依次遞減的方式確定；(d)基站以時隙為單位，按照確定的發射功率對每一個混頻小區的跳頻幀進行跳頻發射，且以發射功率最大的小區為廣播和信標小區；(e)基站上報重新分配后混頻小區和本地小區的對應關系信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)又可分為以下步驟(b1)基站判別小區屬性，統計同覆蓋小區的小區個數N，并確定每個小區的上行時隙數Nu和下行時隙數Nd；(b2)將各個本地小區單載頻的下行時隙交叉組合，使得到的每一個混頻小區跳頻幀上都包含了所有本地小區單載頻上的下行時隙；(b3)基站根據覆蓋同一地理區域標識將本地小區的標識一一對應轉換為混頻小區標識。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(b2)中，小區載頻個數N等于下行時隙個數Nd時，各個跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts仾TSNu+1F1…TSNu+N-1FN-1HF2TS0F1Dwpts仾TSNu+1F2…TSNu+N-1F0… … … …HFN TS0FN-1Dwpts仾TSNu+1F0…TSNu+N-1FN-2其中，F0、F1、…、Fj、…FN-1為N個本地小區的載頻，按通用無線接入平臺絕對無線頻率編號從低到高的頻點編號排列，HF1、HF2、…、HFj、…HFN為轉換后的混合載頻的跳頻幀，式中TS的上標表示該時隙所屬本地小區的載頻，下標的數字則表示該時隙是該載頻幀中的第幾個時隙。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(b2)中，小區載頻個數N小于下行時隙個數Nd時，各個跳頻幀的格式如下HF1TS0F0Dwpts仾TSNu+1F1… TSNu+N-1FN-1TSNu+NF0TSNu+N+1F0… TS6F0HF2TF0F1Dwpts仾TSNu+1F2… TSNu+N-1F0TSNu+NF1TSNu+N+1F1… TS6F1… … … … … …… …HFNTS0FM-1Dwpts仾TSNu+1F0… TSNu+N-1FN-2TSNu+NFN-1TSNu+N+1FN-1… TS6FN-1其中，F0、F1、…、Fj、…FN-1為N個本地小區的載頻，按UTRA絕對無線頻率編號從低到高的頻點編號排列，HF1、HF2、…、HFj、…HFN為轉換后的混合載頻的跳頻幀，式中TS的上標表示該時隙所屬本地小區的載頻，下標的數字則表示該時隙是該載頻幀中的第幾個時隙。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，各個混頻小區的初始發射功率依次線性遞減。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述各個混頻小區的初始發射功率按下式確定Pk=Nu+Nd-k7Pmax]]>其中，Pmax為覆蓋本區域的最大發射功率，Pk為編號為k的N個混頻小區的功率，k＝0，1，……，N-1，且編號為k的混頻小區對應的跳頻幀為HFk+1。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)中，基站還以發射功率第二大的小區為備用廣播和信標小區。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)中，基站是對所述跳頻幀是進行慢跳頻發射。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)之后還包括步驟移動終端對多種載頻功率進行測量，無線網絡控制器根據移動終端信號強度或時間提前量的測量結果，在覆蓋該移動終端所在位置的若干混頻小區中，將該移動終端的專用信道優先分配在覆蓋區域小的混頻小區上。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(e)中，基站還上報主備廣播和信標小區的標識和各個混頻小區的發射功率的信息。
全文摘要
本發明公開一種TD－SCDMA系統多小區同區域覆蓋的方法，RNC在小區建立時，為多小區同覆蓋小區加上覆蓋同一地理區域的標識；Node B對所述標識相同的多個本地小區，進行單載頻本地小區到混頻小區的一一對應轉換，每個混頻小區的跳頻幀上都包含所有本地小區單載頻上的下行時隙；Node B以覆蓋本區域的最大發射功率作為一個混頻小區的發射功率，其他混頻小區的發射功率依次遞減，然后以時隙為單位，按確定的發射功率對每一個跳頻幀進行跳頻發射，且以發射功率最大的小區為廣播和信標小區。本發明方法可以降低載頻間干擾、減少移動終端UE同時測量次數和切換次數，提高接入容量。
文檔編號H04Q7/38GK1798005SQ20041010150
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月22日 優先權日2004年12月22日
發明者李羅保, 謝寶國, 李姣 申請人:中興通訊股份有限公司