CN100382641C - 一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，包括：针对每个小区，从分配到的多个频点中确定一个或多个频点作为主载频，剩余的频点作为辅载频；根据优先级，仅在最高优先级的主载频上发送下行导引时隙、广播信息和寻呼信息，在所有主载频上配置其它公共控制信道；在系统中明确指示出主载频，使基站能够确定发送广播和寻呼信息的频率，并且在系统的所有信道配置的消息中都增加频点信息；主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本训练序列；在同一载频上进行多时隙配置；主载频和辅载频的上下行转换点配置一致。本发明可配置多个主载波提供公共接入控制信道服务，降低了用户终端接入过程中的碰撞概率和接入时间。

Description

一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法

技术领域

本发明涉及通讯领域的信道配置方法，特别是涉及一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法。

背景技术

同其它移动通信系统一样，为了满足移动通信市场不断增长的需求，在同一扇区/小区进行多载频覆盖将是TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统增大系统容量的重要手段。

目前的TD-SCDMA标准没有考虑多载频特性。因而，Uu接口(无线接入网与用户端的接口)对于无线资源的操作、配置都是针对一个载频进行的，在Iub接口(连接基站NodeB和基站控制器RNC的接口)小区建立的过程中一个Cell(单元)也是只配置了一个绝对频点号；如果是多载频，则每个载频被当作一个逻辑小区。例如，对于三扇区三载频的情况，则认为有9个逻辑小区，针对每个小区完成独立的操作，也即9个小区发送各自的导频和广播信息。这样，多载频系统的每个载频都必须配置一套完整的公共信道，而其中的BCH(广播信道)、FACH(前向接入信道)和PCH(寻呼信道)都为全向信道。则多载频基站在实际组网时不但对发射机功率要求很高，而且，在同频组网的情况下，载频间广播信道的干扰也很严重，同时系统的效率也非常低。对于图1所示的典型情况，它是一个工作于多载波频率的蜂窝移动通信网，如果此网络使用10MHz带宽，每个基站工作在相同的6个载波频率上。一个终端100如果处于小区交界处，它将面临如下具体问题：

A.小区搜索困难。为了解决TDD(时分双工)系统在蜂窝网下的小区初始搜索问题，TD-SCDMA设计了独特的帧结构，通过下行导引时隙(DwPTS)实现小区搜索。此时隙中没有业务数据，信噪比很高。而在图1所示网络中，由于相邻小区都将在此频率发射DwPTS，不同的导频码，基站距离终端的位置又相差不大，终端接收此导引信号的信噪比可能在-5dB，甚至更差，而且，相邻载波均差不多。这样，将使初始搜索非常困难。

B.终端测量复杂。由于每个载波均为一个小区，图1中此终端将可能测量到邻近18个小区有差不多相同的信号电平。在目前标准中，终端只测量6个最强的小区，面临远远多于此数量的小区，终端完全可能陷入复杂的、难以判别的测量过程中。

C.切换困难。上述的测量结果送到RNC，将导致切换判定上的困难，并将导致不停的切换过程，使系统负荷明显增加。也可能导致错误的切换判定，降低系统的服务质量。

D.系统效率低。大量的测量结果送到RNC，不停的切换过程，必然将严重降低系统的效率。

文献[1]，3GPP TS 25.430：″UTRAN Iub General Aspect and Principle″.

文献[2]，3GPP TS 25.427：″UTRAN Iur/Iub Interface User PlaneProtocol for DCH Data Stream″.

文献[3]，3GPP TS 25.426：″UTRAN Iur and Iub Interface DataTransport & Transport Signalling for DCH Data Streams″.

文献[4]，3GPP TS 25.435：″UTRAN Iub Interface：User PlaneProtocols for Common Transport Channel Data Streams″.

文献[5]，3GPP TS 25.331：″RRC Protocol Specification″.

文献[6]，“在TD-SCDMA行标中完善多载频特性的建议”，大唐移动通信设备有限公司2004，6。

针对上述缺陷，在文献[6]中给出了一个解决提案：即对于多载频覆盖的区域，仅在小区/扇区的一个载频上发送导频和广播信息，多个频点使用一个共同广播。其详细方案如下：

针对每一小区/扇区，从分配到的n个频点中确定一个作为主载频，在同一个扇区内，仅在主载频上发送DwPTS，UpPTS(上行导频时隙)和广播信息(TSO)。针对现在的规范，需要明确指示出主载频，以便NodeB确定在哪个频率上发送广播，而且在信道配置的消息中需要增加频点信息，以便终端和NodeB获得相关内容。另外一些约定如下：

(1)载频和辅助载频使用相同的扰码和基本训练序列(Midamble)。

(2)公共控制信道DwPCH，P-CCPCH，PICH，PRACH，以及UpPCH，FPACH等规定配置在主载频上。

(3)多时隙配置应限定为在同一载频上。

(4)同一用户的上下行配置在同一载频上。

(5)辅载频的TSO不使用。

(6)主载频和辅载频的上下行转换点配置一致。

该方案相对现有标准所能带来的好处如下：

(1)公共信道限制在主载频上，减少了公共信道的载频间干扰，提高系统性能。

(2)终端初始搜索准确、快速。

(3)同时只在主载频上发公共信息，将大大降低对其它系统的干扰。

(4)辅载频的TSO可以用作专用信道，可以增加系统容量。

(5)终端测量过程明确，切换正确。

然而仔细分析上述技术的技术提案，它在解决多载波下终端小区搜索、测量、切换等问题时，它又带来了新的问题，即同一个小区/扇区内，仅在主载频上发送DwPTS，UpPTS和广播信息(TSO)，那么它至少存在以下2个缺陷：

(1)由于在一个6载波的一个扇区内，按照目前TD-SCDMA物理层码道设置，它将最多可提供6×3×8＝144个语音用户(12.2k)或6×3×16＝288个语音用户(8k)服务，然而仅主载频上允许UE(用户终端)发送UpPTS进行接入，而按照目前TD-SCDMA物理层协议，一个小区/扇区里最多只有8个UpPTS码可供UE选择，因此在潜在需要接入的用户数量较多时，用户碰撞的可能性大大增加，从而造成用户接入时间加长，甚至接入不了网络。

(2)由于同一个小区/扇区内，仅在主载频上发送DwPTS，UpPTS和广播信息，而这些信息对一个小区的正常服务是至关重要的。当由于某种原因造成此小区/扇区的主载波不能正常服务时(其它载波正常)，将造成整个小区所有载波的服务终止(小区资源需要重新配置)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，解决已有技术在用户数量较多时会造成用户接入时间加长，以及在一个主载波不能正常服务时会造成整个小区所有载波服务终止的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特点在于，包括：针对每个小区，从分配到的多个频点中确定一个或多个频点作为主载频，剩余的频点作为辅载频；根据优先级，仅在最高优先级的主载频上发送下行导引时隙、广播信息和寻呼信息，在所有主载频上配置其它公共控制信道；在系统中明确指示出主载频，使基站能够确定发送广播和寻呼的频率，并且在系统的所有信道配置的消息中都增加频点信息；主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本训练序列；在同一载频上进行多时隙配置；主载频和辅载频的上下行转换点配置一致。

上述的信道配置方法，其特点在于，对于配置了2个或2个以上的频点作为主载波频点，则约定主载波频点从低到高，其优先级依次降低。根据优先级的高低，依次可以确定第1主载波、第2主载波、…、第N1主载波。

上述的信道配置方法，其特点在于，基站根据基站控制器的配置，保证只在最高优先级的主载波发送DwPTS、广播信息(BCH)和寻呼信息(PCH)(TSO)。

上述的信道配置方法，其特点在于，除DwPTS、广播信息(BCH)和寻呼信息(PCH)外的其它公共控制信道配置在所有个主载频上。

上述的信道配置方法，其特点在于，当正在发送DwPTS的最高优先级的主载波因某个原因不能服务时，基站自动在次最高优先级的主载频上发送下行导引时隙；只有当所有的主载频都不能服务，基站才请求基站控制器进行小区重配。具体实施为：当正在发送DwPTS的最高优先级的主载波因某个原因不能服务时，基站应根据主载波的配置频点，自动删除此主载波频点，并自动把次最高优先级的主载波的优先级上升为最高优先级(其它备用主载波的优先级依次调高一级)，然后仍在新的最高优先级的主载波上发送DwPTS、广播信息和寻呼信息(TSO)；同时发送一条消息通知RNC，RNC根据此消息，在以后的广播信息BCH中(TSO)删除无法工作的相应频点，并也依据上述原则重新配置新的主载波频点信息和公共控制信道配置的频点信息，在网络中广播。

上述的信道配置方法，其特点在于，所述频点信息仅在最高优先级的主载频的基本公共控制信道P-CCPCH中增加的对所有主载频的描述，以便在某个主载频不能提供服务时，用户终端自动切换到其它主载频上，从而继续接受基站提供的公共服务。

上述的信道配置方法，其特点在于，所有主载频使用相同的UpPCH码组。

上述的信道配置方法，其特点在于，同一用户的上下行配置不一定配置在同一载频上(初期配置在同一载频上)。

上述的信道配置方法，其特点在于，所述辅载频的TSO可以配置成专用信道。

上述的信道配置方法，其特点在于，所述码分多址系统为宽带码分多址系统或时分同步码分多址系统。

本发明的技术效果在于：

与文献[6]的技术的提案相比，本发明所述方法除保留现有技术方案相对现有标准所能带来的所有好处外，由于在多载波中，主载波数量和频点可配置，大大增加了系统的灵活性与可靠性，主要表现如下：

(1)当始终配置主载波数为1时，退化成现有技术的提案(文献[6])。

(2)基站发送的DwPTS、广播信息(BCH)和寻呼信息(PCH)可以在所有主载波上依据优先级自动进行切换而不需RNC干预，只有当所有主载波都不能工作时，系统才终止服务，才要求RNC进行小区重配。

(3)由于可配置多个主载波提供公共接入控制信道服务，降低了UE接入过程中的碰撞概率和接入时间，从而提高基站服务等级。

(5)由于同一用户的上下行不一定配置在同一载频上，所以只要UE支持，UE的并发传输速率将大大增强，可以支持多个有高速上下行需求的用户。

附图说明

图1是处于蜂窝移动通信网中的终端示意图。

具体实施方式

本发明公开以下一种小区/扇区在多载波下的信道配置方法，即对于多载频覆盖的区域，基站控制器RNC可以根据此小区/扇区的载波数、潜在(激活)用户数(话务量分析)来合理配置此小区/扇区的主载波数，其详细方案与相关约定如下：

每一小区/扇区，从分配到的N个频点中定义一个或几个(例如N1个，一般建议为2个)作为主载波，剩余载波作为辅载波(N-N1个)(描述为主1、主2、…、主N1、辅1、辅2、…、辅(N-N1))。

对于配置了2个或2个以上的频点作为主载波频点，则约定主载波频点从低到高，其优先级依次降低。根据优先级的高低，依次可以确定第1主载波、第2主载波、…、第N1主载波。

基站可根据RNC的配置，首先只需要在最高优先级的主载波发送DwPTS、广播信息和寻呼信息(TSO)。

公共控制信道P-CCPCH(对应BCH和PCH传输信道)始终配置在当前优先级最高的主载波的TSO上。

公共控制信道S-CCPCH(对应FACH传输信道)、PRACH、PICH，以及UpPCH、FPACH等规定配置在所有主载频上；它们在每个主载波上的信道配置信息，需要在BCH中广播。

当正在发送DwPTS的最高优先级的主载波因某个原因不能服务时，基站应根据主载波的配置频点，自动删除此主载波频点，并自动把次最高优先级的主载波的优先级上升为最高优先级(其它备用主载波的优先级依次调高一级)，然后仍在新的最高优先级的主载波上发送DwPTS和广播信息(TSO)；同时发送一条消息通知RNC，RNC根据此消息，在以后的广播信息BCH中(TSO)删除无法工作的相应频点，并也依据上述原则重新配置新的主载波频点信息和公共控制信道配置的频点信息，在网络中广播。

依次类推，只有当所有的主载波都不能提供DwPTS和广播信息BCH(TSO)时，基站才要求RNC必须进行小区重配。

为降低对UE的要求，可要求各主载波之间不得跨频点相互配置公共控制信道；

针对现在的规范，需要在主载波的公共控制信道P-CCPCH中增加对所有主载波频点的描述，以便NodeB确定发送DwPTS、广播信息BCH和寻呼信息PCH(TSO)的频点。

在所有信道配置的消息中需要增加频点信息，以便终端和NodeB获得相关内容。

所有主载频使用相同的UpPCH码组。

所有主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本midamble。

多时隙配置应限定为在同一载频上；

同一用户的上下行不一定配置在同一载频上(初期配置在同一载频上)；

辅载频的TSO不能配置公共信道，但可以配置专用信道。

所有主载频和辅载频的上下行转换点配置一致。

显然上述方案将对现有标准的Uu接口和Iub接口产生影响，以下进行详细分析。

Uu接口物理层的影响分析

在多个主载频的配置下，仅能在主载频上发送DwPTS，UpPTS和广播信息(TSO)，基站可根据RNC的配置，至少需要保证在一个主载波发送DwPTS，其它主载波是否发送，可根据实际决定；当正在发送DwPTS的主载波因某个原因不能服务时，基站应根据主载波的配置频点，自动在另一个主载波上发送DwPTS；只有当所有的主载波都不能提供DwPTS时，基站才要求RNC必须进行小区重配。对25.221物理信道定义部分有影响。需增加相应描述。

辅载频的DwPTS和UpPTS不使用，TSO不发射Beacon channel信息，影响规范25.221帧结构部分，需要增加描述说明。对小区搜索的影响，需对25.224相关部分增加补充描述。

确定主载频和辅载频使用相同的扰码，码分配，Midamble分配的描述中需要确认是否包含对多载频的支持，25.221，25.223相关部分。

对公共控制信道，除了DwPCH，P-CCPCH外，其他如S-CCPCH，PICH，PRACH，以及UpPCH，FPACH等应该规定配置在主载频上，对25.221物理信道定义部分有影响。需增加相应描述。

对于多时隙配置应限定为同一载频，25.221物理信道映射部分需要增加说明。

对协议的Beacon channel的描述部分需要修改，只对主载频进行定义。

对物理层测量的影响：对于工作在辅载频上的UE，某些情况需要同时监听主载频广播或者寻呼信息，对于UE能力要求增加。Cell-DCH状态下，TDD要求UE监听SIB17，因此要求终端同时(注：可以分时支持)支持接收两个载频。对邻小区的测量，测邻小区主载频。

总之，只需在相关协议增加一些描述，对物理层协议的影响不大。

(2)对Uu接口高层的影响分析

从目前的规范角度分析，前面所提到的方案对L2 MAC/RLC/PDCP/BMC没有影响。

其影响主要在L3 RRC，分析如下：

如果一个小区有多个载频覆盖，且只有主载频上有公共信道的信息，则

现在系统中系统消息SIB11、SIB12均需添加相关的辅助载频的信息；

需要在相应的专用消息(如测量控制消息)中提供相关的辅助载频的Frequency info；

在一个小区存在多个频点的情况下，UE需要进行如下的测量：本小区的频间测量和目标小区的主频点之间的测量(通常也是频间测量)。测量的消息主要包含在SIB11/12和测量控制消息中。

通过修改含有频率信息的消息中所包含的频率信息，完全可以支持同一个小区内有多个频点，且只有一个频点提供DwPTS、BCH、PCH信息、多个频点提供其它公共控制信息的情况，达到既增添辅助载频信息的效果，从而扩充系统容量，减少干扰；同时又增加系统第1主载波隐含备分，提高系统可靠性；增加公用信道备份，缩短接入时间。

本发明涉及多载波CDMA系统中的信道配置方法，尤其是适用于目前第三代移动通信系统中的WCDMA TDD和TD-SCDMA系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

Claims (11)

1.一种应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特点在于，包括：

针对每个小区，从分配到的多个频点中确定一个或多个频点作为主载频，剩余的频点作为辅载频；

根据频点的优先级，仅在最高优先级的主载频上发送下行导引时隙、广播信息和寻呼信息，在所有主载频上配置其它公共控制信道；

在系统中明确指示出主载频，使基站能够确定发送广播和寻呼的频率，并且在系统的所有信道配置的消息中都增加频点信息；

主载频和辅助载频使用相同的扰码和基本训练序列；

在同一载频上进行多时隙配置；

主载频和辅载频的上下行转换点配置一致。

2.根据权利要求1所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，对于配置了2个或2个以上的频点作为主载频的情况，约定主载频所对应的主载波的优先级根据频点的从低到高，优先级依次降低，并根据优先级的高低，依次确定第1主载波、第2主载波、…、第N1主载波。

3.根据权利要求2所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，基站根据基站控制器的配置，保证只在最高优先级的主载波发送DwPTS、广播信息BCH和寻呼信息PCH及TSO。

4.根据权利要求3所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，除DwPTS、广播信息BCH和寻呼信息PCH外的其它公共控制信道配置在所有主载频上。

5.根据权利要求2、3、或4所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，当正在发送DwPTS的最高优先级的主载波因某个原因不能服务时，基站自动在次最高优先级的主载频上发送下行导引时隙；只有当所有的主载频都不能服务，基站才请求基站控制器进行小区重配。

6.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，当正在发送DwPTS的最高优先级的主载波因某个原因不能服务时，基站根据主载波的配置频点，自动删除此主载波频点，并自动把次最高优先级的主载波的优先级上升为最高优先级，其它备用主载波的优先级依次调高一级，然后仍在新的最高优先级的主载波上发送DwPTS、广播信息和寻呼信息；同时发送一条消息通知RNC，RNC根据此消息，在以后的广播信息中删除无法工作的相应频点，并也依据上述原则重新配置新的主载波频点信息和公共控制信道配置的频点信息，在网络中广播。

7.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，所述频点信息是仅在最高优先级的主载频的基本公共控制信道P-CCPCH中增加的对所有主载频的描述，以便在某个主载频不能提供服务时，用户终端自动切换到其它主载频上，从而继续接受基站提供的公共服务。

8.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，所有主载频使用相同的UpPCH码组。

9.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，同一用户的上下行配置在不同载频上。

10.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，所述辅载频的TSO配置为专用信道。

11.根据权利要求5所述的应用于多载波码分多址系统中的信道配置方法，其特征在于，所述码分多址系统为宽带码分多址系统或时分同步码分多址系统。

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