专利名称：Cdma通信的控制集合搜索调度的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于CDMA通信的控制集合搜索调度的方法，属移动通信制造领域。
背景技术：
在CDMA1和CDMA2000标准中，每个基站都会在控制信道中不停地发送非数据调制的直接序列信号。这种信号是由数据块流(CHIP)组成，每个数据块其最大长度为PN(伪噪)序列(每序列的周期为215.)，控制信道以与0偏移控制(PN)序列相较64个数据块的长度间隔来识别，除了提供相干解调的基准相位以外，控制信号还可使移动站(终端)取得并保持前向数据链路的时序，以及进行基站信号强弱判别以适时进行切换。
在前面提到的CDMA标准中，软/硬切换都是在移动站(终端)与服务提供网络通信的时刻完成的。在软切换中，移动站(终端)在不打断与老基站通信时就开始了与新基站的通信。软切换只能在相邻CDMA频段具有相同频率分配的情况下使用，它在基站边界处具有前向流量频道与后向流量频道的差异性。硬切换通常发生在以下时刻不相交的基站服务区，不同的频率分配，不同的频段类型，不同的帧偏差等。
控制信道以与0偏移控制(PN)序列相较64个数据块的长度间隔来识别。为了了支持有效并可靠的切换，控制偏移被分组成不同的集合，每个集合都描述了与控制集合搜索相关的状态①主动集合(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候选集合(Candidate Set)尚不属于主动集合的控制信号，但是已经被移动站(终端)以一定的强度接收到(表明相关前向流量信道可以被顺利解调)。
③邻居集合(Neighbor Set)有可能成为切换候选的控制信道偏移。邻居集合的成员由基站在”邻居列表信息”，”扩展邻居列表信息”及”通用邻居列表信息”中指定。
④其他集合(Remaining Set)当前系统中的所有不属于主动集合，候选集合以及邻居集合中的其他控制信道偏移。
如果一个特定邻居或其他集合中的控制信道偏移要大于控制信道侦测下限T_ADD，则那个控制信道将会被加入到候选集合，移动站(终端)会发送控制信道强度测量信息(PSMM)给基站。如果一个主动集合控制信道偏移降低以至于在超过Handoff Drop Timer过期值T_TDROP的时间段内低于控制信道丢弃上限T_DROP，移动站(终端)就会发送PSMM给基站。基站会对PSMM消息回应以一个切换指示消息，只有那些包括在这个消息中的控制信道继续保持在，或移入，主动集合。如果与一控制信道相关的切换丢弃计时器还没有过期，则该信道会被移入候选集合；如果该切换丢弃计时器已经过期，则该信道会移入邻居集合；如果一个候选集合控制信道的强度在超过T_TDROP长度的时间段上低于T_DROP值，移动站(终端)就会将这个控制信道移至邻居集合。
最初的时候，邻居集合中包含了所有在邻居列表信息中罗列的控制信道。为了使该集合中的控制信道进行更新，移动站(终端)会为每一个邻居集合中控制信道保持一个老化计数器。在控制信道从主动集合或候选集合新进入邻居集合时该计数器初始值为0。每当收到一个邻居列表更新消息，所有邻居集合控制信道相关的计数器都会加1。如果这个计数器值超过了NGHBR_MAX_AGE则该对应控制信道就会从邻居集合移到其他集合，同时还有另外一种由移动站(终端)发送PSMM消息的机制。如果候选集合控制信道信号强度超过主动集合控制信道信号强度达到”主动集合候选集合对比参数T_COMP*0.5 dB”则移动站(终端)将向基站发送PSMM消息。
搜索调度指的是对于4个集合中的控制信道进行强度测试的时序。为了最大限度地利用移动站(终端)的有限硬件资源，控制信道搜索可以根据集合成员区分优先次序。(如，主动集合中的控制信道强度测试就可以是邻居集合控制信道强度测试频率的两倍)而且在一个给定集合中的控制信道还可以进一步按优先级排序。这个工作在1996年11月由Padovani等人申请了名为”蜂窝移动通信系统中控制信号搜索技术”的美国专利(NO.5,577,022)。该专利描述道，移动站(终端)在主动集合，候选集合，邻居集合的基础上还维护了一个优先级比邻居集合要高的PRE-候选集合。这个概念在2000年11月28日由Mekkoth等人发表的名为”CDMA通信系统中控制信道集合的优先搜索”专利(.No.6,154,455)中得到进一步的发展。该专利描述道，移动站(终端)除了主动集合，候选集合以及邻居集合以外还维护一个优先邻居集合和丢弃集合。高优先级搜索集合包括主动集合，候选集合，优先邻居集合，丢弃集合的成员，其搜索优先级要高于邻居集合的成员。
发明内容
本发明涉及一种控制信道搜索的方法，该方法可以产生较优的集合维护。这个搜索算法基于一种方式构造主动集合搜索的间隔不大于一些指定的最大值。在满足了这个限制之后，邻居集合的搜索就可以尽可能地频繁。这基于以下事实的认识在典型的移动通信环境中多路径时间偏移通常会频繁变化。为了维护可接受的通信链路质量，接收器必须尽量追踪这些正在解调的控制信道的变化，从而使我们的需求成为必须主动集合控制信道搜索需要尽可能地频繁，其频率与邻居集合中控制信道的数目无关。进一步地，为了尽可能地有效利用可能的搜索硬件资源，主动集合、候选集合和邻居集合又分别被划分为2，2和3个子集，这些技术的好处就是利用移动站(终端)中最小的搜索硬件资源实现了掉线率的下降。
搜索调度是动态的，依赖于集合中控制信道的搜索时间，集合中的控制信道数目以及这些信道的强度。给定的控制信道通常是在几个时间偏移接收到的，每个偏移都与一个控制信道多路径相关。因此，对于每一个控制信道搜索其范围应该是一个PN偏移范围(搜索窗口)，在该窗口所有多路径中发现的能量被加起来从而形成该控制信道的能量测度，网络在系统参数信息中提供了搜索窗口的大小。SRCH_WIN_A定义了主动集合和候选集合的窗口宽度，SRCH_WIN_N定义了邻居集合的窗口宽度。
本发明与背景技术相比，控制信道搜索的方法可以产生较优的集合维护，这个搜索算法基于一种方式构造主动集合搜索的间隔不大于一些指定的最大值。在满足了这个限制之后，邻居集合的搜索就可以尽可能地频繁。为了尽可能地有效利用可能的搜索硬件资源，主动集合、候选集合和邻居集合又分别被划分为2，2和3个子集，这些技术的好处就是利用移动站(终端)中最小的搜索硬件资源实现了掉线率的下降。
图1是搜索器系统示意图。
图2是控制信道信号强度示意图。
具体实施例方式图1描述了一个范例搜索系统的架构。Mcontroller使得搜索硬件以指定的精度(在范例系统中是1/4数据块偏移)搜索一定的PN偏移窗口，并且返回相应控制信道中指定最大数目的(范例系统中是4)能量最高的几条多路径的能量之和。
搜索调度包含了说明主动集合、候选集合、邻居集合及其他集合被按序搜索的组合；同时也说明了在一给定时间段内每一个集合中被搜索的信道数目。一个搜索组合的例子是AACNNNNR，表示在一个给定搜索循环内分别有2个主动集合控制信道，1个候选集合控制信道，4个邻居集合控制信道以及1个其他集合控制信道被搜索。搜索组合通常采取这种形式，但每一集合的控制信道数目依赖于象在下面要介绍的一样，搜索窗口大小以及主动集合、候选集合和邻居集合的大小。在一个给定集合中的控制信道以循环的方式进行搜索，这个顺序与集合内部如何按优先级排序相关。举例来说，如果邻居集合拥有8个相同优先级的成员，则利用上述搜索组合所有的邻居控制信道会在两个循环中被搜索一遍。
搜索组合的维护搜索组合与网络提供的窗口大小，控制信道集合大小相关。因此，每当收到系统参数消息或任何类型的邻居列表消息的时候，每当(各种)切换完成的时候，搜索组合都需要进行更新。
在不同轮次的主动集合搜索之间的最小时间间隔，又称为Active_Search_Interval是系统强制必须的。我们根据在该领域的经验认为40毫秒的间隔能够提供近乎最佳的性能。然而，在范例系统中，搜索器可以同时测试最多32个不同的假设。搜索精度是数据块时间，这样一次硬件操作便可以覆盖16个数据块时间的搜索窗口。更重要的是，硬件需要在一个特定的假设停留一段时间从而使之能够获得有足够精度的能量测度。在范例系统中，这个停留时间是2048数据块时间。因此，当窗口规模很大时，硬件上的限制使得40毫秒的时间需求只好稍微放松。范例系统根据主动集合控制信道窗口规模(Win_Size_A.由SRCH_WIN_A决定)以及邻居集合控制信道窗口规模(Win_Size_N，由SRCH_WIN_N决定)之和以及以下的规则来设置Active_Search_Interval的值
在一个搜索轮次里每一个集合中被搜索的控制信道数目由以下规则决定1)主动集合主动集合中的控制信道数目；2)候选集合候选集合中控制信道的数目，最多为2(称为Candidate_Search_Number)。
3)邻居集合其数目依赖于在主动集合和候选集合搜索的时间间隔中有多少控制信道可以被搜索，其计算公式如下Neighbor_Search_Number＝floor((Active_Search_Interval-Candidate_Search_Time)/Time_Search_Single_Neighbor)此处，Candidate_Search_Time＝Candidate_Search_Number*Time_Search_Single_Candidate.
当结果小于1的时候，设Neighbor_Search_Number等于1(这轻微地打破了不同轮次主动集合搜索之间的最小时间间隔要求)。
4)其他集合当窗口规模或控制集合规模很小的时候，在搜索调度中剩余的空间就被用来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).
此处，Neighbor_Search_Time＝Neighbor_Search_Number*Time_Search_Single_Neighbor.
当结果小于0的时候，设置Remainder_Search_Number等于0.
控制信道优先级的动态维护搜索组合决定了有多少的搜索器资源被用于主动集合、候选集合、邻居集合以及其他集合。我们进一步地来管理搜索器资源，把主动集合、候选集合、邻居集合按优先级分别划分为2，2和3个子集。这个划分决定了一个给定集合中的特定控制信道会被怎样频繁地被搜索。在两级优先级中，优先级为1的控制信道其被搜索的频率将会是优先级为2的控制信道的两倍。在三级优先级中，优先级为1的控制信道其被搜索的频率将会是优先级为3的控制信道的三倍，优先级为2的控制信道其被搜索的频率将会是优先级为3的控制信道的两倍。举例来说，假定邻居集合拥有7个成员{N(1)，...，N(7)}，并假设这些成员按以下所述进行优先级分组高优先级子集有两个成员{NP1(1)，NP1(2)}，中优先级有三个成员{NP2(1)，NP2(2)，NP2(3)}，低优先级有两个成员{NP3(1)，NP3(2)}.我们假设在搜索组合中有四个邻居集合，所有在邻居集合中的控制信道将会以以下的次序被循环搜索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.......，此处每一行代表在每一轮搜索中被搜索的邻居集合控制信道。
搜索器硬件只有在侦测到一个多路径的信号强度超过一些门限值足够高的情况下才会报告其存在。在范例系统中，我们设定对主动集合和候选集合的门限值为-19dB，而对邻居集合和其他集合则采用了更低的门限值-21dB。对邻居集合和其他集合采取更低的门限值是想更快地侦测到远处基站的传输信号。
对于集合的优先级排列，我们采用了一种算法，它在持续没有侦测到多路径能量的情况下能缓慢地降低该控制信道的优先级。一旦该信道的多路径被发现，其优先级就会迅速得到增加，具体的值由具体的搜索结果而定。在该领域我们观察到大部分邻居集合控制信道在绝大部分时间里都侦测不到多路径能量，于量我们不想把过多的搜索资源放到持续侦测不到能量的控制信道上。从另一方面来说，一旦发现了控制信道能量，我们就要紧密地监控该信道。
为了实现我们的优先级排序想法，我们为每个主动集合、候选集合、邻居集合中的控制信道定义了一个存活值(Alive value)，其取值范围是0到8.当一个新的控制信道被加入邻居集合时，其存活值被初始化为最大值8。在集合维护的过程中，当这个信道被转移到其他集合时，其存活值不作改变。控制信道的存活值在每轮搜索之后将根据以下规则更新如果没有发现多路径，则存活值减1(直到最小值0)。不然的话，就把相关多路径的强度相加以得到控制信道强度。根据以下规则更新如果强度小于-18dB并且目前存活值小于2则设存活值为2。其他情况，计算min{38+2*Pilot_Strength，8}的值。如果该值大于目前的存活值，则设存活值为该值。
基本上来讲如果没有发现能量则存活值减1，但是如果发现了能量并且根据图2分段线性曲线计算出来的存活值大于目前的存活值，则更新存活值至从曲线上得到的值。
根据存活值，集合内部按如下规则排序·主动集合级别1存活值＞1并且主动集合丢弃计时器没有过期。
级别2所有其他情况。
·候选集合级别1存活值＞1级别2所有其他情况
·邻居集合级别1存活值＞4级别2存活值＞0级别3所有其他情况控制信道的优先级可以周期性地进行更新。在范例系统中，集合维护是在每四轮控制信道搜索之后进行的，而控制信道优先排列更新则是在每轮搜索之后都要进行的。
需要理解到的是上述实施例只是对本发明说明性的，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种CDMA通信的控制集合搜索调度的方法，其特征是搜索调度依赖于集合中控制信道的搜索时间，集合中的控制信道数目以及这些信道的强度，给定的控制信道通常是在几个时间偏移接收到的，每个偏移都与一个控制信道多路径相关，对于每一个控制信道搜索其范围应该是一个PN偏移范围(搜索窗口)，在该窗口所有多路径中发现的能量被加起来从而形成该控制信道的能量测度，网络在系统参数信息中提供了搜索窗口的大小，SRCH_WIN_A定义了主动集合和候选集合的窗口宽度，SRCH_WIN_N定义了邻居集合的窗口宽度。
2.根据权利要求1所述的CDMA通信的控制集合搜索调度的方法，其特征是搜索调度包含了说明主动集合、候选集合、邻居集合及其他集合被按序搜索的组合，同时也说明了在一给定时间段内每一个集合中被搜索的信道数目。
全文摘要
本发明涉及一种用于CDMA通信的控制集合搜索调度的方法，搜索调度依赖于集合中控制信道的搜索时间，集合中的控制信道数目以及这些信道的强度，给定的控制信道通常是在几个时间偏移接收到的，每个偏移都与一个控制信道多路径相关，对于每一个控制信道搜索其范围应该是一个PN偏移范围(搜索窗口)，在该窗口所有多路径中发现的能量被加起来从而形成该控制信道的能量测度，网络在系统参数信息中提供了搜索窗口的大小，SRCH_WIN_A定义了主动集合和候选集合的窗口宽度，SRCH_WIN_N定义了邻居集合的窗口宽度。
文档编号H04W74/04GK1479469SQ03142928
公开日2004年3月3日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者汪力成, 高东杨 申请人:浙江华立通信集团有限公司