[发明专利]码分多址通信系统中的信道通信设备和方法

说明书

                           背景技术

1.发明领域

本发明一般涉及蜂窝通信系统。更具体地讲，本发明涉及CDMA(码分多址)通信系统中用于在检测前向链路上的一个特定信道之后执行信道捕获、集合(set)维护、位置定位、多径检测、延迟估计、信道状态估计及指针(finger)分配等的设备和方法。

2.相关技术的描述

图1示出在传统的CDMA通信系统(即，IS-95)中与由基站发送的前向链路上的信号有关的各种功率电平。前向链路包括导频信道、同步信道、寻呼信道、控制信道和业务(traffic)信道。业务信道为专用信道，而该同步信道、寻呼信道和控制信道为共用信道。业务信号以不同的传输功率电平在业务信道上发送，而同步信号和导频信号以固定传输功率电平在同步信道和导频信道上发送。本系统中的终端从以固定功率电平接收的导频信道中获取初始同步，然后通过测量导频信道的接收电平执行用于越区切换的指针分配及集合维护(set maintenance)。在集合管理期间，终端可通过连续监视从候选集和相邻集以及与该终端通信的有效(active)集中接收的导频信号，来管理从多个基站产生的信号信息。这里，终端测量接收从基站接收的多径信号分量的电平以及延迟或相对延迟。如果从有效集中的基站接收的导频信号的信号电平在呼叫期间降落到T_Drop或者更低，或者从相邻集中的基站接收的导频信号的信号电平在呼叫期间上升到T_Add或者更高，则终端向基站发送导频电平测量消息。一旦接收到消息，则寻址的基站认为发生越区切换，并且向终端发送越区切换消息。通过一系列的过程，终端在其旅行过程中完成越区切换。

窗口(Windows)是用于基站的集合，终端为每个基站搜索一个相应的窗口。随着CDMA通信系统的带宽变得更宽，就象在IMT(国际移动电信)-2000中所规定的，接收器中的时间分辩率相应地变得更窄。因此，终端应当监视的窗口的码片尺寸变得更大。此外，从一条路径接收的能量可能比现有的窄带系统小增加的时间分辩率。此外，如果导频信道相对于所有其它传输信号的速率由于宽带而减小，则会对移动搜索施加很大的约束。因此，作为宽带系统的实施结果，导频信道的功率不能减小到预定速率或者更低。

与传统的移动通信系统相比，IMT-2000支持高数据速率业务。为适应快速数据传输，信号应当以高于象话音等低数据速率业务的更高功率电平发送。由于高功率电平的信号传输会给CDMA通信系统中的整个系统容量带来负面影响，必须按照终端位置和信道状态限制可用业务。这是通过传统的集合管理来执行的。然而，传统的集合管理由于其基于低数据速率业务而受到限制。为克服与传统的集合管理有关的限制，必须找出一种终端能够更快且更准确地从更多基站获取信号并估计信道状态的方式。

美国FCC(联邦通信委员会)提出，终端应当装有用于在紧急情况下在67％或更多时间内通知125m半径之内的用户位置的设备。如果终端能够在集合管理期间从多个基站获取信号，则这些信号可有助于检测基站的位置。由于信号是从相邻集中的更多基站获取的，可以更准确地检测位置。

然而，更接近于一个基站的终端不可能从另一个基站获取信号，因为来自前者的信号比来自后者的信号强得多。即使位于越区切换区域之内的终端也很难从多个基站获取信号，因为从前向链路上的每个基站发送的导频信道的功率有限。图2举例示出从多个基站发送的导频信号的功率测量。即使接近越区切换区域的终端也不能从噪声分量中辨别出导频信号，因为导频信号的传输功率不足。在这种情况下，终端中的搜索器仅在导频信号对输入信号在较长时间内进行解扩的情况下才检测导频信号。为正确且快速地获得导频信号，终端应当设有具有复杂硬件的搜索器。

鉴于上面的描述，不容易估计前向链路上终端的位置。为解决此问题，IS-95系统采用功率增大功能(power-up function，PUF)估计终端的位置。为允许估计紧急情况的终端位置，该终端以高功率电平在反向链路上发送一信号，直到多个基站接收到该信号。图3示出了移动台发起的信号。在从基站接收到PUF命令时，终端提高其传输功率，直到多个基站能获取其信号。基站从该终端获取该信号并测量往返行程延迟时间和信号电平。根据所测量的信息，可估计该终端和相应基站之间的距离。