專利名稱：Cdma通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度的方法，屬移動通信制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在CDMA1和CDMA2000標準中，每個基站都會在控制信道中不停地發(fā)送非數(shù)據(jù)調(diào)制的直接序列信號。這種信號是由數(shù)據(jù)塊流(CHIP)組成，每個數(shù)據(jù)塊其最大長度為PN(偽噪)序列(每序列的周期為215)，控制信道以與0偏移控制(PN)序列相較64個數(shù)據(jù)塊的長度間隔來識別，除了提供相干解調(diào)的基準相位以外，控制信號還可使移動站(終端)取得并保持前向數(shù)據(jù)鏈路的時序，以及進行基站信號強弱判別以適時進行切換。
在前面提到的CDMA標準中，軟/硬切換都是在移動站(終端)與服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)通信的時刻完成的。在軟切換中，移動站(終端)在不打斷與老基站通信時就開始了與新基站的通信。軟切換只能在相鄰CDMA頻段具有相同頻率分配的情況下使用，它在基站邊界處具有前向流量頻道與后向流量頻道的差異性。硬切換通常發(fā)生在以下時刻不相交的基站服務(wù)區(qū)，不同的頻率分配，不同的頻段類型，不同的幀偏差等。
控制信道以與0偏移控制(PN)序列相較64個數(shù)據(jù)塊的長度間隔來識別。為了了支持有效并可靠的切換，控制偏移被分組成不同的集合，每個集合都描述了與控制集合搜索相關(guān)的狀態(tài)①主動集合(Active Set)前向CDMA信道(已接收到呼叫信道或前向流量信道)的控制偏移。
②候選集合(Candidate Set)尚不屬于主動集合的控制信號，但是已經(jīng)被移動站(終端)以一定的強度接收到(表明相關(guān)前向流量信道可以被順利解調(diào))。
③鄰居集合(Neighbor Set)有可能成為切換候選的控制信道偏移。鄰居集合的成員由基站在”鄰居列表信息”，”擴展鄰居列表信息”及”通用鄰居列表信息”中指定。
④其他集合(Remaining Set)當前系統(tǒng)中的所有不屬于主動集合，候選集合以及鄰居集合中的其他控制信道偏移。
如果一個特定鄰居或其他集合中的控制信道偏移要大于控制信道偵測下限T_ADD，則那個控制信道將會被加入到候選集合，移動站(終端)會發(fā)送控制信道強度測量信息(PSMM)給基站。如果一個主動集合控制信道偏移降低以至于在超過Handoff Drop Timer過期值T_TDROP的時間段內(nèi)低于控制信道丟棄上限T_DROP，移動站(終端)就會發(fā)送PSMM給基站?；緯SMM消息回應(yīng)以一個切換指示消息，只有那些包括在這個消息中的控制信道繼續(xù)保持在，或移入，主動集合。如果與一控制信道相關(guān)的切換丟棄計時器還沒有過期，則該信道會被移入候選集合；如果該切換丟棄計時器已經(jīng)過期，則該信道會移入鄰居集合；如果一個候選集合控制信道的強度在超過T_TDROP長度的時間段上低于T_DROP值，移動站(終端)就會將這個控制信道移至鄰居集合。
最初的時候，鄰居集合中包含了所有在鄰居列表信息中羅列的控制信道。為了使該集合中的控制信道進行更新，移動站(終端)會為每一個鄰居集合中控制信道保持一個老化計數(shù)器。在控制信道從主動集合或候選集合新進入鄰居集合時該計數(shù)器初始值為0。每當收到一個鄰居列表更新消息，所有鄰居集合控制信道相關(guān)的計數(shù)器都會加1。如果這個計數(shù)器值超過了NGHBR_MAX_AGE則該對應(yīng)控制信道就會從鄰居集合移到其他集合，同時還有另外一種由移動站(終端)發(fā)送PSMM消息的機制。如果候選集合控制信道信號強度超過主動集合控制信道信號強度達到”主動集合候選集合對比參數(shù)T_COMP*0.5dB”則移動站(終端)將向基站發(fā)送PSMM消息。
搜索調(diào)度指的是對于4個集合中的控制信道進行強度測試的時序。為了最大限度地利用移動站(終端)的有限硬件資源，控制信道搜索可以根據(jù)集合成員區(qū)分優(yōu)先次序。(如，主動集合中的控制信道強度測試就可以是鄰居集合控制信道強度測試頻率的兩倍)而且在一個給定集合中的控制信道還可以進一步按優(yōu)先級排序。這個工作在1996年11月由Padovani等人申請了名為”蜂窩移動通信系統(tǒng)中控制信號搜索技術(shù)”的美國專利(NO.5,577,022)。該專利描述道，移動站(終端)在主動集合，候選集合，鄰居集合的基礎(chǔ)上還維護了一個優(yōu)先級比鄰居集合要高的PRE-候選集合。這個概念在2000年11月28日由Mekkoth等人發(fā)表的名為”CDMA通信系統(tǒng)中控制信道集合的優(yōu)先搜索”專利(.No.6,154,455)中得到進一步的發(fā)展。該專利描述道，移動站(終端)除了主動集合，候選集合以及鄰居集合以外還維護一個優(yōu)先鄰居集合和丟棄集合。高優(yōu)先級搜索集合包括主動集合，候選集合，優(yōu)先鄰居集合，丟棄集合的成員，其搜索優(yōu)先級要高于鄰居集合的成員。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型涉及一種CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度，該調(diào)度可以產(chǎn)生較優(yōu)的集合維護。這個搜索算法基于一種方式構(gòu)造主動集合搜索的間隔不大于一些指定的最大值。在滿足了這個限制之后，鄰居集合的搜索就可以盡可能地頻繁。這基于以下事實的認識在典型的移動通信環(huán)境中多路徑時間偏移通常會頻繁變化。為了維護可接受的通信鏈路質(zhì)量，接收器必須盡量追蹤這些正在解調(diào)的控制信道的變化，從而使我們的需求成為必須主動集合控制信道搜索需要盡可能地頻繁，其頻率與鄰居集合中控制信道的數(shù)目無關(guān)。進一步地，為了盡可能地有效利用可能的搜索硬件資源，主動集合、候選集合和鄰居集合又分別被劃分為2，2和3個子集，這些技術(shù)的好處就是利用移動站(終端)中最小的搜索硬件資源實現(xiàn)了掉線率的下降。
搜索調(diào)度是動態(tài)的，依賴于集合中控制信道的搜索時間，集合中的控制信道數(shù)目以及這些信道的強度。給定的控制信道通常是在幾個時間偏移接收到的，每個偏移都與一個控制信道多路徑相關(guān)。因此，對于每一個控制信道搜索其范圍應(yīng)該是一個PN偏移范圍(搜索窗口)，在該窗口所有多路徑中發(fā)現(xiàn)的能量被加起來從而形成該控制信道的能量測度，網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)參數(shù)信息中提供了搜索窗口的大小。SRCH_WIN_A定義了主動集合和候選集合的窗口寬度，SRCH_WIN_N定義了鄰居集合的窗口寬度。
本實用新型與背景技術(shù)相比，控制信道搜索的方法可以產(chǎn)生較優(yōu)的集合維護，這個搜索算法基于一種方式構(gòu)造主動集合搜索的間隔不大于一些指定的最大值。在滿足了這個限制之后，鄰居集合的搜索就可以盡可能地頻繁。為了盡可能地有效利用可能的搜索硬件資源，主動集合、候選集合和鄰居集合又分別被劃分為2，2和3個子集，這些技術(shù)的好處就是利用移動站(終端)中最小的搜索硬件資源實現(xiàn)了掉線率的下降。


圖1是搜索器系統(tǒng)示意圖。
圖2是控制信道信號強度示意圖。
具體實施方式
圖1描述了一個范例搜索系統(tǒng)的架構(gòu)。Mcontroller使得搜索硬件以指定的精度(在范例系統(tǒng)中是1/4數(shù)據(jù)塊偏移)搜索一定的PN偏移窗口，并且返回相應(yīng)控制信道中指定最大數(shù)目的(范例系統(tǒng)中是4)能量最高的幾條多路徑的能量之和。
搜索調(diào)度包含了說明主動集合、候選集合、鄰居集合及其他集合被按序搜索的組合；同時也說明了在一給定時間段內(nèi)每一個集合中被搜索的信道數(shù)目。一個搜索組合的例子是AACNNNNR，表示在一個給定搜索循環(huán)內(nèi)分別有2個主動集合控制信道，1個候選集合控制信道，4個鄰居集合控制信道以及1個其他集合控制信道被搜索。搜索組合通常采取這種形式，但每一集合的控制信道數(shù)目依賴于象在下面要介紹的一樣，搜索窗口大小以及主動集合、候選集合和鄰居集合的大小。在一個給定集合中的控制信道以循環(huán)的方式進行搜索，這個順序與集合內(nèi)部如何按優(yōu)先級排序相關(guān)。舉例來說，如果鄰居集合擁有8個相同優(yōu)先級的成員，則利用上述搜索組合所有的鄰居控制信道會在兩個循環(huán)中被搜索一遍。
搜索組合的維護搜索組合與網(wǎng)絡(luò)提供的窗口大小，控制信道集合大小相關(guān)。因此，每當收到系統(tǒng)參數(shù)消息或任何類型的鄰居列表消息的時候，每當(各種)切換完成的時候，搜索組合都需要進行更新。
在不同輪次的主動集合搜索之間的最小時間間隔，又稱為Active_Search_Interval是系統(tǒng)強制必須的。我們根據(jù)在該領(lǐng)域的經(jīng)驗認為40毫秒的間隔能夠提供近乎最佳的性能。然而，在范例系統(tǒng)中，搜索器可以同時測試最多32個不同的假設(shè)。搜索精度是_數(shù)據(jù)塊時間，這樣一次硬件操作便可以覆蓋16個數(shù)據(jù)塊時間的搜索窗口。更重要的是，硬件需要在一個特定的假設(shè)停留一段時間從而使之能夠獲得有足夠精度的能量測度。在范例系統(tǒng)中，這個停留時間是2048數(shù)據(jù)塊時間。因此，當窗口規(guī)模很大時，硬件上的限制使得40毫秒的時間需求只好稍微放松。范例系統(tǒng)根據(jù)主動集合控制信道窗口規(guī)模(Win_Size_A，由SRCH_WIN_A決定)以及鄰居集合控制信道窗口規(guī)模(Win_Size_N，由SRCH_WIN_N決定)之和以及以下的規(guī)則來設(shè)置Active_Search_Interval的值

在一個搜索輪次里每一個集合中被搜索的控制信道數(shù)目由以下規(guī)則決定3)主動集合主動集合中的控制信道數(shù)目；4)候選集合候選集合中控制信道的數(shù)目，最多為2(稱為Candidate_Search_Number)。
3)鄰居集合其數(shù)目依賴于在主動集合和候選集合搜索的時間間隔中有多少控制信道可以被搜索，其計算公式如下Neighbor_Search_Number＝floor((Active_Search_Interval-Candidate_Search_Time)/Time_Search_Single_Neighbor)此處，Candidate_Search_Time＝Candidate_Search_Number*Time_Search_Single_Candidate.
當結(jié)果小于1的時候，設(shè)Neighbor_Search_Number等于1(這輕微地打破了不同輪次主動集合搜索之間的最小時間間隔要求)。
4)其他集合當窗口規(guī)模或控制集合規(guī)模很小的時候，在搜索調(diào)度中剩余的空間就被用來搜索其他集合中的控制信道Remaining_Search_Number＝floor((Active_Search_Interval-Candidate_Search_Time-Neighbor_Search_Time)/Time_Search_Single_Remaining).
此處，Neighbor_Search_Time＝Neighbor_Search_Number*Time_Search_Single_Neighbor.
當結(jié)果小于0的時候，設(shè)置Remainder_Search_Number等于0.
控制信道優(yōu)先級的動態(tài)維護搜索組合決定了有多少的搜索器資源被用于主動集合、候選集合、鄰居集合以及其他集合。我們進一步地來管理搜索器資源，把主動集合、候選集合、鄰居集合按優(yōu)先級分別劃分為2，2和3個子集。這個劃分決定了一個給定集合中的特定控制信道會被怎樣頻繁地被搜索。在兩級優(yōu)先級中，優(yōu)先級為1的控制信道其被搜索的頻率將會是優(yōu)先級為2的控制信道的兩倍。在三級優(yōu)先級中，優(yōu)先級為1的控制信道其被搜索的頻率將會是優(yōu)先級為3的控制信道的三倍，優(yōu)先級為2的控制信道其被搜索的頻率將會是優(yōu)先級為3的控制信道的兩倍。舉例來說，假定鄰居集合擁有7個成員{N(1)，...，N(7)}，并假設(shè)這些成員按以下所述進行優(yōu)先級分組高優(yōu)先級子集有兩個成員{NP1(1)，NP1(2)}，中優(yōu)先級有三個成員{NP2(1)，NP2(2)，NP2(3)}，低優(yōu)先級有兩個成員{NP3(1)，NP3(2)}。我們假設(shè)在搜索組合中有四個鄰居集合，所有在鄰居集合中的控制信道將會以以下的次序被循環(huán)搜索NP1(1)，NP1(2)，NP2(1)，NP2(2)，NP2(3)，NP1(1)，NP1(2)，NP2(1)，NP2(2)，NP2(3)，NP1(1)，NP1(2)，NP3(1)，NP3(2)，...repeat........，此處每一行代表在每一輪搜索中被搜索的鄰居集合控制信道。
搜索器硬件只有在偵測到一個多路徑的信號強度超過一些門限值足夠高的情況下才會報告其存在。在范例系統(tǒng)中，我們設(shè)定對主動集合和候選集合的門限值為-19dB，而對鄰居集合和其他集合則采用了更低的門限值-21dB。對鄰居集合和其他集合采取更低的門限值是想更快地偵測到遠處基站的傳輸信號。
對于集合的優(yōu)先級排列，我們采用了一種算法，它在持續(xù)沒有偵測到多路徑能量的情況下能緩慢地降低該控制信道的優(yōu)先級。一旦該信道的多路徑被發(fā)現(xiàn)，其優(yōu)先級就會迅速得到增加，具體的值由具體的搜索結(jié)果而定。在該領(lǐng)域我們觀察到大部分鄰居集合控制信道在絕大部分時間里都偵測不到多路徑能量，于量我們不想把過多的搜索資源放到持續(xù)偵測不到能量的控制信道上。從另一方面來說，一旦發(fā)現(xiàn)了控制信道能量，我們就要緊密地監(jiān)控該信道。
為了實現(xiàn)我們的優(yōu)先級排序想法，我們?yōu)槊總€主動集合、候選集合、鄰居集合中的控制信道定義了一個存活值(Alive value)，其取值范圍是0到8，當一個新的控制信道被加入鄰居集合時，其存活值被初始化為最大值8。在集合維護的過程中，當這個信道被轉(zhuǎn)移到其他集合時，其存活值不作改變?？刂菩诺赖拇婊钪翟诿枯喫阉髦髮⒏鶕?jù)以下規(guī)則更新如果沒有發(fā)現(xiàn)多路徑，則存活值減1(直到最小值0)。不然的話，就把相關(guān)多路徑的強度相加以得到控制信道強度。根據(jù)以下規(guī)則更新如果強度小于-18dB并且目前存活值小于2則設(shè)存活值為2。其他情況，計算min{38+2*Pilot_Strength，8}的值。如果該值大于目前的存活值，則設(shè)存活值為該值。
基本上來講如果沒有發(fā)現(xiàn)能量則存活值減1，但是如果發(fā)現(xiàn)了能量并且根據(jù)圖2分段線性曲線計算出來的存活值大于目前的存活值，則更新存活值至從曲線上得到的值。
根據(jù)存活值，集合內(nèi)部按如下規(guī)則排序·主動集合級別1存活值＞1并且主動集合丟棄計時器沒有過期。
級別2所有其他情況。
·候選集合級別1存活值＞1級別2所有其他情況
·鄰居集合級別1存活值＞4級別2存活值＞0級別3所有其他情況控制信道的優(yōu)先級可以周期性地進行更新。在范例系統(tǒng)中，集合維護是在每四輪控制信道搜索之后進行的，而控制信道優(yōu)先排列更新則是在每輪搜索之后都要進行的。
需要理解到的是上述實施例只是對本實用新型說明性的，而不是對本實用新型的限制，任何不超出本實用新型實質(zhì)精神的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是搜索調(diào)度依賴于集合中控制信道的搜索時間，集合中的控制信道數(shù)目以及這些信道的強度，給定的控制信道通常是在幾個時間偏移接收到的，每個偏移都與一個控制信道多路徑相關(guān)，對于每一個控制信道搜索其范圍應(yīng)該是一個PN偏移范圍(搜索窗口)，在該窗口所有多路徑中發(fā)現(xiàn)的能量被加起來從而形成該控制信道的能量測度，網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)參數(shù)信息中提供了搜索窗口的大小，SRCH_WIN_A定義了主動集合和候選集合的窗口寬度，SRCH_WIN_N定義了鄰居集合的窗口寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是搜索調(diào)度包含了說明主動集合、候選集合、鄰居集合及其他集合被按序搜索的組合，同時也說明了在一給定時間段內(nèi)每一個集合中被搜索的信道數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是主動集合控制信道窗口規(guī)模(Win_Size_A，由SRCH_WIN_A決定)以及鄰居集合控制信道窗口規(guī)模(Win_Size_N，由SRCH_WIN_N決定)之和以及以下的規(guī)則來設(shè)置Active_Search_Interval的值
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是Mcontroller使得搜索硬件以指定的精度搜索一定的PN偏移窗口，并且返回相應(yīng)控制信道中指定最大數(shù)目的能量最高的幾條多路徑的能量之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是其他集合當窗口規(guī)?；蚩刂萍弦?guī)模很小的時候，在搜索調(diào)度中剩余的空間就被用來搜索其他集合中的控制信道Remaining_Search_Number＝floor((Active_Search_Interval-Candidate_Search_Time-Neighbor_Search_Time)/Time_Search_Single_Remaining).此處，Neighbor_Search_Time＝Neighbor_Search_Number*Time_Search_Single_Neighbor.當結(jié)果小于0的時候，設(shè)置Remainder_Search_Number等于0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是候選集合候選集合中控制信道的數(shù)目，最多為2(稱為Candidate_Search_Number)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，其特征是鄰居集合其數(shù)目依賴于在主動集合和候選集合搜索的時間間隔中有多少控制信道可以被搜索，其計算公式如下Neighbor_Search_Number＝floor((Active_Search_Interval-Candidate_Search_Time)/Time_Search_Single_Neighbor)此處，Candidate_Search_Time＝Candidate_Search_Number*Time_Search_Single_Candidate.當結(jié)果小于1的時候，設(shè)Neighbor_Search_Number等于1。
專利摘要本實用新型涉及一種CDMA通信的控制集合搜索調(diào)度系統(tǒng)，搜索調(diào)度依賴于集合中控制信道的搜索時間，集合中的控制信道數(shù)目以及這些信道的強度，給定的控制信道通常是在幾個時間偏移接收到的，每個偏移都與一個控制信道多路徑相關(guān)，對于每一個控制信道搜索其范圍應(yīng)該是一個PN偏移范圍(搜索窗口)，在該窗口所有多路徑中發(fā)現(xiàn)的能量被加起來從而形成該控制信道的能量測度，網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)參數(shù)信息中提供了搜索窗口的大小，SRCH_WIN_A定義了主動集合和候選集合的窗口寬度，SRCH_WIN_N定義了鄰居集合的窗口寬度。
文檔編號H04W72/12GK2687965SQ03264939
公開日2005年3月23日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者汪力成, 高東楊 申請人:浙江華立通信集團有限公司