一种基于空闲帧完成时分邻区测量的方法 【技术领域】
本发明涉及GSM(Global System For Mobile Communications，全球移动通讯)/GPRS(Gerneral Packer Radio Service，通用无线分组业务)连接态下基于Idle帧(空闲帧)完成TD(Time Division，时分)邻区测量的技术领域，本发明具体涉及一种基于空闲帧完成TD邻区测量的方法。
背景技术
单天线，是TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，时分-同步码分多址接入)和GSM模式之间要时分复用的同一射频通道；此外，实现双模的关键在于，终端驻留在任一模式时，都需定期测量另一模式的邻小区相关参数，并视需要进行小区重选和切换。要实现双模双切，GSM/TD-SCDMA系统间测量就是需要解决的一个重大课题。对于GSM IDLE态(空闲态)下的实现TD邻区测量相对容易，GSM射频空闲很多，即可进行TD测量时间很充裕。但对于GSM/GPRS(GerneralPacker Radio Service，通用无线分组业务)连接态下只能利用GSM Idle帧(空闲帧)进行异模式测量(包括TD测量)，即在3s内实现最多3频点64TD邻区RSCP(Received Signal Code Power，接收信号码功率)的测量，目前尚没有明确的规范和标准可以借鉴。
另外，终端在GSM/GPRS连接态下需要完成自身模式的许多工作，其逻辑信道组合类型采用的是104帧的复帧结构。从复帧结构可以看出，协议指定能用于进行GSM/TD-SCDMA系统间测量的“空闲帧”并不多。协议规定，在空闲帧上优先进行GSM邻区Bsic(基站识别码)确认，在不做Bsic确认的25个空闲帧上进行TD-SCDMA的RSCP测量，即协议对系统间测量的实时性有明确的要求，即3s内完成。
可见，现有技术中还没有GSM/GPRS系统连接态下仅基于25个Idle帧实现TD-SCDMA测量的具体方法与策略，另外中国专利公开号为CN101110633的“GSM系统与TD-SCDMA系统初始同步的方法及装置”专利申请从理论上分析了用空闲帧不可以检测到TD定时(TD是同步系统，寻找到一个TD小区的帧头，即得到TD系统定时)，用n个空闲时隙检测，可能在13帧的周期内可以多次检测到DwPTS(下行导频时隙)。这一技术方案只分析了1个空闲帧(4.615ms)上无法检测到TD定时，而未分析GSM协议，未认识到围绕Idle帧的空闲窗远大于5ms，可满足TD测量需要。实际当中，利用空闲时隙法是一种协议之外的方法，实现起来比较复杂；并且，不利用Idle帧，而只利用这一种基于Idle时隙的方法进行TD定时寻找，检测DwPTS(下行导频时隙)耗费时间较长，无法满足系统实时性要求。
可见现有技术中存在一定的问题，需要求进一步的研究GSM/GPRS连接态下的TD邻区测量方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种基于空闲帧完成时分邻区测量的方法，其主要用于TD-SCDMA/GSM双模系统，并给出了基于Idle帧(空闲帧)完成TD测量的具体实现方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于空闲帧完成时分邻区测量的方法，所述方法包括以下步骤：
A、利用空闲帧(Idie帧)寻找TD系统定时；
B、根据TD系统定时，测量待测频点下所有小区相对TD系统定时的观察时间差(OTD)；
C、利用空闲帧接收该频点的数据，计算该频点下所有小区的接收信号码功率(RSCP)。
所述方法，其中，所述步骤A中包括一粗同步过程，该粗同步过程包括以下步骤：
A1、设置自动增益控制(AGC)系数为第一阈值，接收来自所述待测频点的数据并存储，根据存储的数据判断TD系统定时是否查找成功，若成功则确定TD系统定时的位置。
所述方法，其中，所述粗同步过程还包括以下步骤：
A2、当所述步骤A1的判断结果为否时，调整自动增益控制(AGC)系数为第二阈值，接收来自所述待测频点的数据并存储，根据存储的数据判断TD系统定时是否查找成功，若成功则确定TD系统定时的位置；若不成功，则切换至下一个待测频点，并返回至步骤A。
所述方法，其中，所述步骤A中还包括一精同步过程，当粗同步过程判定查找成功后，转入该精同步过程，该精同步过程包括以下步骤：
根据粗同步过程接收的数据计算得到修正后的自动增益控制系数，并依据计算结果重新设置自动增益控制(AGC)系数，接收来自所述待测频点的下行同步码SYNC_DL数据及进行存储，根据该数据确定TD系统定时的位置。
所述方法，其中，所述精同步过程中，取待测频点的下行同步码数据与本地下行同步码数据的相关峰值最大的位置作为TD系统定时的位置。
所述方法，其中，所述步骤A1中，重复至少两次接收数据的过程。
所述方法，其中，所述步骤C接收的数据为待测频点下的小区基本训练序列。
所述方法，其中，所述步骤A获得TD系统定时后，所述步骤B和所述步骤C通过同步跟踪技术生成其他待测频点中所有小区相对TD系统定时的观察时间差，并计算所有小区的接收信号码功率(RSCP)。
有益效果：本发明从协议的测量要求出发，分析了GSM复帧结构，利用协议指定的空闲帧，给出基于Idle帧实现GSM/GPRS连接态下测量TD的具体实现策略，有效的满足实时性地要求，即在3s内完成TD测量。
【附图说明】
图1为本发明方法的流程图；
图2为GSM/GPRS连接态下，未获得TD定时RSCP计算过程示意图；
图3为GSM/GPRS连接态下、获得TD定时后RSCP计算过程示意图；
图4为GSM/GPRS连接态下基于Idle帧测量TD时间分配示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图详细说明本发明的技术方案。
基于协议规定的连接状态下的系统间测量的要求，即(1)利用不做BSIC确认的帧(Search Frame)进行GSM/GPRS连接模式下的TD测量。即，如果网络下发参数‘3G_SEARCH_PRIO’，则要求进行3G测量，UE可利用13s中的25个空闲帧进行GSM/GPRS连接模式下的TD测量；(2)支持64个inter-RAT小区的测量，最多3个TDD(时分双工)频点，一个TDD频点上最多32个小区。GSM/GPRS连接模式下的“空闲帧”和“空闲时隙”根据分析可知：每26帧有1个空闲帧出现；围绕空闲帧的空闲窗为10时隙。
本发明实现GSM/GPRS连接态下测量TD的流程如图1所示，
A、利用空闲帧(Idie帧)寻找TD系统定时；
B、根据TD系统定时，测量待测TDD频点下所有小区相对TD系统定时的观察时间差(OTD，Observed Time Difference，小区广播信道(P-CCPCH/Dw-PTS)到达UE的时间差)；
C、利用空闲帧接收该TDD频点的数据，计算该频点下所有小区的接收信号码功率(RSCP)。
上述过程中涉及以下两种情形：
(1)无TD系统定时，则依次经过粗同步、精同步、计算RSCP这三个子过程，进行TD系统定时的确定及RSCP的计算；
(2)有TD系统定时时，则依次经过DST(Data SynchronizationTechnology，数据同步技术)、计算RSCP这两个子过程，计算待测频点的RSCP。
以下结合图2至图4详细说明本发明实现TD测量的实施过程。针对第一个TDD频点时需要查找相应的TD定时，实现数据同步后再进行RSCP的计算。
如图2所示，查找TD系统定时及第一个频点的RSCP计算过程如下：
步骤200，准备尝试第一TDD频点。
步骤210，射频切换到待测频点。
步骤220，设置AGC系数。
步骤230，执行粗同步过程，并判断TD系统定时是否成功，即判断是否查找到TD系统定时；这里的粗同步过程如下：
在第一个频点尝试粗同步，设置AGC系数为第一阈值，接收来自待测TDD频点的数据并存储，根据存储的数据判断是否查找成功，若成功则确定TD系统定时的位置，并执行步骤250；若则执行步骤240。这一步骤可以采用重复策略，即重复执行至少两次数据的接收，然后根据两次接收的数据进行相关比较，用以判断TD系统定时是否查找成功，即判断粗同步是否成功。
步骤240，调整AGC系数为第二阈值，然后接收来自待测TDD频点的数据并存储，根据存储的数据判断TD系统定时是否查找成功，若是，则确定TD系统定时的位置，并执行步骤250；若否，则切换至下一个待测TDD频点，并返回至步骤210。这一步骤也属于粗同步的过程，如果粗同步失败，则选择下一个频点进行同步查找TD系统定时，执行步骤270；如果粗同步成功，则转入下述步骤250的精同步过程进行TD定时位置的确定。
步骤250，执行精同步，根据粗同步过程接收的数据计算得到修正的AGC系数，并根据计算结果重新设置AGC系数，接收来自待测频点的下行同步码SYNC_DL数据及进行存储，根据该数据确定TD系统定时的位置。将接收的下行同步码SYNC_DL数据和本地SYNC_DL码做相关，找出相关峰值最大的位置，依此作为TD系统定时，并进而获得各小区相对TD系统定时的观察时间差OTD。若在此步骤精同步的过程中未能确定TD系统定时的位置，则选择下一个频点进行粗同步查找TD系统定时，执行步骤270。
步骤260，根据TD系统定时接收该频点下TS0midamble相关数据(小区基本训练序列)，1次接收可用于完成该频点下所有小区的RSCP计算，即鉴于当前计算能力的限制，用本次接收数据，输入4个测量小区相关信息(包括OTD)，即可得到这4个小区的RSCP。重复使用本次接收数据，可计算该频点下所有小区的RSCP。接收3次数据，完成该频点下RSCP的3次采样，使用这3次采样均值作为各小区的RSCP上报。
步骤270，判断是否还有下一个频点，如果是，则执行步骤300，如果否，则执行步骤290；
280，转入有TD定时的流程，计算剩余其他两个频点的RSCP。
290，上报高层所有小区的RSCP为最小值。
300，准备尝试下一个频点，并返回步骤210。
如图3所示，如果有TD定时，则直接用同步跟踪DST(DataSynchronization Technology，数据同步技术)模块获得要计算RSCP小区的OTD，作为RSCP输入进行RSCP计算，其过程如下：
步骤400，第一个要计算RSCP的频点。
步骤410，射频切换到该频点，并利用一个空闲帧对AGC进行调整，启动AGC模块。
步骤420，用同步跟踪DST模块生成4个小区的定时信息。然后，DST和RSCP计算模块可并行进行，即RSCP计算模块计算上一组已获得OTD的4个小区的RSCP，同时DST计算新一组4个小区的OTD。
步骤430，判断是否该频点下所有小区的OTD已计算完毕；若是则执行步骤440，若否则返回步骤420。
步骤440，计算4个小区的RSCP。
步骤450，判断是否该频点下所有小区的RSCP已计算完毕，若是则执行步骤460，若否则返回步骤440。
步骤460，判断是否够3次，若是则执行步骤470，若否则返回步骤440。
步骤470，判断是否还有其他频点的RSCP未做。若是则执行步骤480，若否则执行步骤490。
步骤480，准备尝试下一个频点，返回步骤410。
步骤490，将结果上报高层。
如图4所示，粗同步测量策略可依次在各频点尝试进行TD粗同步，而每一次测量的配置次序是f1 f1 f1 f1 f2 f2 f2 f2 f3 f3 f3 f3，其中1、2、3针对三个频点，重复个数表述从频点接收数据的重复次数。图2所示的粗同步过程最多需要12个空闲帧。其中，1个频点上尝试搜索，2档AGC重复测量为2，最多需要4个空闲帧接收数据，而GSM模式下TD邻区最多3个频点，最多需要12个Idle帧，即12×26GSM帧。每次接收的空闲窗长度要考虑射频的稳定时间、AGC射频稳定的时间、接收1帧+128chipTD数据。图2所示的精同步过程中，需要2个空闲帧，接收数据长度是sync_dl相关的128chip；完成该频点下RSCP的计算需要3次，接收数据长度是TS0midamble码和sync_dl相关数据。本发明的方法可以将数据先接收缓存，然后再进行模块化处理，鉴于当前处理能力，各模块的处理时间，都远远小于26帧，可满足需要。
如图4所示，以下详细分析在有TD定时时，图3所示过程的时间分配：有TD定时的时候，采用的重复策略为f1 f1 f1 f1 f2 f2 f2 f2 f3 f3 f3 f3，某频点第一帧重复的数据是为了调整AGC因子，不做DST和RSCP测量，后面3次重复是为了把某个频点的RSCP值测量3遍，共需要12子帧。完成TD邻区RSCP计算，最多是12空闲帧，即12×26GSM帧；完成1个频点上所有邻区RSCP计算，空闲窗大小需要考虑射频的稳定时间、AGC射频稳定的时间、TDmidamble和sync_dl相关数据。在1个Idle帧上收1次数据缓存，之后进行DST、RSCP计算处理，鉴于当前处理能力，上述1次接收，各模块的处理时间，都远远小于26帧，可满足需要。
综上所述，本发明根据GSM协议指出的在GSM/GPRS连接态下可利用Bsic不占用的Idle帧上进行TD测量的思想，本发明给出了基于Idle帧进行TD测量的具体实现方法。如图4所示，GSM/GPRS连接态下要求3s内完成对系统间的测量，无TD系统定时时花费时间最长，各子过程占用时间如图所示。若无TD系统定时，可在Idle帧上接收数据依次进行粗同步、精同步、RSCP这三个子过程，总共需要25个空闲帧接收数据，并进而缓存由各算法模块进行处理，完全可在3s完成对TD邻区的测量。其中，粗同步过程中利用空闲帧，进行AGC设置为第二阈值的查找过程一次，AGC设置为第一阈值的查找过程重复2次，最多需要12个26复帧完成。精同步过程中利用空闲帧，AGC重新设置的查找过程重复2次，最多需要2个26复帧完成。若有TD系统定时，可在Idle帧上接收数据依次进行DST、RSCP这2个子过程，总共需要12个空闲帧接收数据，并进而缓存由各算法模块进行处理，可在3s内完成对TD邻区的测量。其中，RSCP的计算过程利用空闲帧1次可接收到1个频点TS0midamble+SYNC_DL相关数据，可将该频点所有同频小区RSCP计算1次。协议要求RSCP至少计算3次，最多3个频点需要有9个26复帧时间，同时考虑到频点转换时间，11个GSM 26复帧即可完成。
本发明所给出的GSM/GPRS连接态下基于Idle帧进行TD测量的方法，一则可利用TD模式下现有的算法模块，二则可完全满足协议实时性要求，实现GSM模式下对TD邻区的测量，可在此基础上实现GSM/GPRS到TD邻区的切换，具有很高的实用价值。上述各具体步骤的举例说明较为具体，并不能因此而认为是对本发明的专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。