專利名稱：全球位置定時(shí)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及為無線通信系統(tǒng)基站控制定時(shí)信息。本發(fā)明尤其涉及生成對(duì)為基站提供將來時(shí)間信息有用的數(shù)據(jù)集。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)有廣闊的應(yīng)用。典型配置包括被有效地分入小區(qū)的區(qū)域?；疽话阖?fù)責(zé)為相應(yīng)小區(qū)中的移動(dòng)單元處理通信。在一些例子中，可以為單個(gè)小區(qū)提供多于一個(gè)基站。
基站控制器依靠定時(shí)信息來保持準(zhǔn)確的通信。這對(duì)于擴(kuò)展到與特定基站相關(guān)的小區(qū)以外的通信尤其重要。如果使用CDM協(xié)議，那么定時(shí)同步對(duì)連續(xù)和準(zhǔn)確通信至關(guān)重要。
定時(shí)信息一般由全球定位系統(tǒng)(GPS)提供。存在用于收集定時(shí)信息并將其轉(zhuǎn)換為有利于通信的有用形式的已知技術(shù)。與GPS的同步提供了內(nèi)部(即基站)和網(wǎng)絡(luò)定時(shí)信息。這種定時(shí)信息必須在通常的基礎(chǔ)上通過與GPS的通信而被更新。
存在這樣的可能性，即失去與GPS的通信。需要在與GPS的通信不可能或不可靠的間隔期間保持準(zhǔn)確的定時(shí)信息。一般基站的內(nèi)部定時(shí)器不提供對(duì)長(zhǎng)于非常短暫時(shí)間周期可靠的足夠準(zhǔn)確的時(shí)間信息。信息的其他可用源，例如本地時(shí)間信息，不提供全球準(zhǔn)確時(shí)間信息。
因此，存在這樣的需要，即當(dāng)與GPS通信不可能時(shí)，提供基站中的時(shí)間信息。本發(fā)明就是針對(duì)這樣的需要。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明是為GPS定時(shí)不可利用的情況提供基站定時(shí)信息的方法。
根據(jù)本發(fā)明，用于為無線通信基站保持時(shí)間信息的一種方法包括使用用于生成支持將來時(shí)間信息的數(shù)據(jù)集的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
在一個(gè)例子中，數(shù)據(jù)集對(duì)第一時(shí)間間隔是有用的，并且該方法包括為第二，后來的時(shí)間間隔生成其他數(shù)據(jù)集。在一個(gè)具體例子中，該方法包括為隨后的時(shí)間間隔重復(fù)地生成其他數(shù)據(jù)集。通過在正在進(jìn)行的基礎(chǔ)上更新數(shù)據(jù)集，即使當(dāng)與GPS的通信失敗一段時(shí)間，也可能總是具有可靠的時(shí)間信息源。
在一個(gè)例子中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包括用于基于開始時(shí)間輸入而提供將來時(shí)間信息的多個(gè)系數(shù)。在一個(gè)例子中，反復(fù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，直到數(shù)據(jù)集提供希望的準(zhǔn)確級(jí)。
從以下詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了本發(fā)明的不同特征和優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)描述中的附圖能夠被如下簡(jiǎn)要說明。


圖1示意性地表示包括本發(fā)明實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)的所選部分。
圖2是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的概括生成數(shù)據(jù)集過程的流程圖。
圖3是表示圖2中所概括的處理的被選部分的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖4是示意性地表示在進(jìn)行的基礎(chǔ)上生成數(shù)據(jù)集的示例性方法的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性表示無線通信系統(tǒng)20的被選部分?；究刂破?2以公知的方式控制通過基站的通信。基站控制器22使用可用技術(shù)從全球定位系統(tǒng)(GPS)24中接收定時(shí)信息。定時(shí)信息允許基站控制器22保持無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所要求的連續(xù)和準(zhǔn)確的通信。
存在這樣的例子，即基站控制器22和GPS24之間的有效通信不可能。對(duì)于這樣的情況，所表示的裝置包括用于在失去與GPS24通信的間隔期間提供時(shí)間信息的將來時(shí)間數(shù)據(jù)集26。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28生成將來時(shí)間數(shù)據(jù)集26，在一個(gè)例子中，所述將來時(shí)間數(shù)據(jù)集包括用于基于輸入開始時(shí)間提供將來時(shí)間信息的多個(gè)系數(shù)。
當(dāng)基站控制器22和GPS24之間的通信失敗時(shí)，基站控制器22試圖從數(shù)據(jù)集26獲得時(shí)間信息。在一個(gè)例子中，控制器22促使數(shù)據(jù)集26開始生成時(shí)間信息。在這個(gè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)集26需要將使用由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28所生成的系數(shù)來處理的開始時(shí)間輸入。開始時(shí)間輸入可以來自工作在通常方式的基站內(nèi)部定時(shí)器30。在另一個(gè)例子中，從外部源32獲得本地時(shí)間信息。在再另一個(gè)例子中，來自GPS24可用的最近定時(shí)信息(即在中斷與GPS通信以前最后接收的)被用作數(shù)據(jù)集26開始生成時(shí)間信息的開始時(shí)間。
應(yīng)該注意，圖1中的分割是示意性的，是用于說明的目的。該圖的一個(gè)或多個(gè)部分可以被合并入基站控制器存在的部分或者可以是單獨(dú)的部件。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28和數(shù)據(jù)集26的存儲(chǔ)器可以被合并入基站控制器硬件，固件或軟件。本領(lǐng)域技術(shù)人員借助于這個(gè)介紹將了解怎樣使用軟件，硬件，固件或其組合來實(shí)現(xiàn)說明書中所討論的系統(tǒng)20的示意性表示部分所提供的功能。
數(shù)據(jù)集26允許盡管與GPS24的通信被中斷，基站控制器22獲得時(shí)間信息?；?2能夠確定與GPS的通信什么時(shí)候不可利用，于是從數(shù)據(jù)集26獲得定時(shí)信息。用關(guān)于在時(shí)間信息必須被生成并被提供給基站控制器22期間間隔的開始時(shí)間的時(shí)間信息來提供數(shù)據(jù)集26。在一個(gè)例子中，數(shù)據(jù)集26繼續(xù)向基站控制器22提供信息，直到控制器確定與GPS24的通信又可用了。
基站控制器22最好為失去與GPS24通信期間的整個(gè)間隔從數(shù)據(jù)集26獲得時(shí)間信息。在一個(gè)例子中，數(shù)據(jù)集26能夠提供長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)星期的將來時(shí)間信息，來覆蓋與GPS24的通信中的擴(kuò)展中斷。這代表對(duì)任何已有的，用于以足夠準(zhǔn)確啟動(dòng)正確通信的方式為基站控制器22提供估計(jì)時(shí)間信息的單元的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。
參考圖2，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28基于從GPS24所接收的輸入生成數(shù)據(jù)集26。圖2的流程圖40概括了生成數(shù)據(jù)集26的以下示例過程。
在42處，基站控制器22的適當(dāng)部分收集全球定位系統(tǒng)時(shí)間信息。所收集時(shí)間信息的量與所希望的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)集26將覆蓋的時(shí)間長(zhǎng)度有關(guān)。在這個(gè)例子中所收集的信息在44處被預(yù)處理，將其放入這樣的格式中，所述格式被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28更快速地處理。一旦接收信息，那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28在46處學(xué)習(xí)并生成數(shù)據(jù)集。
已知的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)允許生成有效地提供曲線擬合函數(shù)的系數(shù)的數(shù)據(jù)集26，所述曲線擬合函數(shù)基于某些初始時(shí)間輸入提供預(yù)測(cè)或?qū)頃r(shí)間信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是已知的，并且其功能和能力也是充分地已知的，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員借助于這個(gè)介紹將能夠選擇適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和處理技術(shù)來生成滿足其特定情況需要的數(shù)據(jù)集。
根據(jù)圖2的例子，在48處生成測(cè)試將來時(shí)間信息。在一個(gè)例子中，選擇并存儲(chǔ)用于特定時(shí)間間隔的GPS時(shí)間信息。然后，促使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28所生成的數(shù)據(jù)集26為相應(yīng)的時(shí)間間隔生成時(shí)間信息。然后在50處比較來自數(shù)據(jù)集的結(jié)果(即測(cè)試時(shí)間信息)和實(shí)際所收集的GPS定時(shí)信息。比較的結(jié)果提供數(shù)據(jù)集預(yù)測(cè)將來時(shí)間信息的準(zhǔn)確性的表示。在52處，將測(cè)試時(shí)間信息和實(shí)際時(shí)間信息之間的任何差別比作所選門限值或差錯(cuò)余量。
在54處，如果測(cè)試時(shí)間信息和實(shí)際時(shí)間信息之間的差別不在可接受范圍之內(nèi)，那么改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性或復(fù)雜性。在一個(gè)例子中，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改變包括增加網(wǎng)絡(luò)中層的數(shù)量。已知增加層就增加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的準(zhǔn)確性，也增加了網(wǎng)絡(luò)的處理時(shí)間。因此，存在層數(shù)量和處理時(shí)間之間的折衷，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員借助于這個(gè)介紹將能夠?yàn)闈M足其特定情況需要的每一個(gè)選擇合適參數(shù)。
在另一個(gè)例子中，通過增加網(wǎng)絡(luò)內(nèi)神經(jīng)元數(shù)量改變網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。其他復(fù)雜性改變也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在54處對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改變最好導(dǎo)致增加的準(zhǔn)確性，使得實(shí)際時(shí)間信息和測(cè)試時(shí)間信息之間的下一個(gè)測(cè)試包括可接受范圍內(nèi)的較小差別，或者甚至更好地，準(zhǔn)確的匹配。一旦要求準(zhǔn)確性的適當(dāng)級(jí)，那么在56處保留數(shù)據(jù)集26。
圖3以流程圖形式示意性地表示訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28在生成數(shù)據(jù)集26時(shí)達(dá)到希望的準(zhǔn)確級(jí)的一種示例實(shí)現(xiàn)。與圖2中流程圖相似，圖3中的流程圖包括在42處從GPS接收定時(shí)信息。涉及圖2中44處的預(yù)處理包括圖3中60-68所示的步驟。這個(gè)例子包括在60處對(duì)數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)，在62處確定數(shù)據(jù)的平均，以及在64處使用數(shù)據(jù)的全刻度值。在68處組合這些值，并且在具體例子中，數(shù)據(jù)平均和數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)之間的差別除以數(shù)據(jù)的全刻度值。這提供了預(yù)處理輸出I，所述預(yù)處理輸出在70處被輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。以這種方式預(yù)處理數(shù)據(jù)就將數(shù)據(jù)放入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更容易處理的格式中，以加快處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員借助于這個(gè)介紹將能夠選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)處理作為可能需要的，以滿足其特定情況的需要。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供輸出O，所述輸出在72處與來自GPS的數(shù)據(jù)集合，并且在74處確定該數(shù)據(jù)的平均。在這個(gè)例子中，來自神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出O除以來自GPS的輸出數(shù)據(jù)，然后其結(jié)果再在74處除以可用輸出數(shù)據(jù)的平均。在78處為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提供結(jié)果信息，以確定需要多少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集26的所希望的準(zhǔn)確級(jí)。訓(xùn)練量將與所要求的準(zhǔn)確量和被提供給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量相關(guān)。最好使用已知技術(shù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，直到獲得足夠準(zhǔn)確的結(jié)果。在80處通過比較來自所生成的數(shù)據(jù)集的結(jié)果和GPS定時(shí)信息來確定準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)包括重復(fù)地訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以獲得希望的準(zhǔn)確級(jí)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)示例性特征是連續(xù)地更新數(shù)據(jù)集26，使得系數(shù)的可靠組總是有效地可用于處理與GPS24的通信被中斷的任何情況。
圖4示意性地表示用于連續(xù)地更新數(shù)據(jù)集26的一種策略。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28生成第一數(shù)據(jù)集26A，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28提供對(duì)提供在開始于時(shí)間T1并延續(xù)到將來直到時(shí)間Tn的間隔上時(shí)間信息有效的參數(shù)。時(shí)間T1與什么時(shí)候基于上述GPS輸入生成數(shù)據(jù)集26有關(guān)?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)28的訓(xùn)練量和已知參數(shù)，基站控制器22將能夠?yàn)殚_始于T1或T1以后并延續(xù)到時(shí)間的Tn的周期從數(shù)據(jù)集26獲得時(shí)間信息。在一個(gè)例子中，更新數(shù)據(jù)集，使得基站控制器22總是能夠獲得間隔大小從T1延續(xù)到Tn的時(shí)間間隔上的時(shí)間信息。在一個(gè)例子中，T1和Tn之間的時(shí)間大約為兩個(gè)星期。
在生成數(shù)據(jù)集26A以后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)28接收被更新的GPS時(shí)間信息，并生成從時(shí)間T1+i延續(xù)到時(shí)間Tn+i的數(shù)據(jù)集26B。第二數(shù)據(jù)集26B所覆蓋的時(shí)間間隔長(zhǎng)度與第一數(shù)據(jù)集26A所覆蓋的相同，盡管覆蓋時(shí)間將被比作數(shù)據(jù)集26A的覆蓋時(shí)間。后來，能夠生成其他數(shù)據(jù)集，以覆蓋從Tn延續(xù)到T2n的時(shí)間間隔。在圖4中26C處表示這樣的數(shù)據(jù)集。
能夠選擇數(shù)據(jù)集之間的重疊量，以滿足給定情況的需要。在一個(gè)例子中，當(dāng)生成隨后的數(shù)據(jù)集時(shí)，可以廢止先前的數(shù)據(jù)集。例如，在圖4中，當(dāng)生成數(shù)據(jù)集26B時(shí)，就替代數(shù)據(jù)集26A。在另一個(gè)例子中，在重疊一段時(shí)間處，保持多個(gè)數(shù)據(jù)集，使得可以使用來自每一個(gè)的結(jié)果來確定準(zhǔn)確時(shí)間信息。
本發(fā)明提供了基于先前全球定位時(shí)間信息為基站控制器獲得時(shí)間信息，使得盡管已經(jīng)中斷與GPS的通信，基站仍然能夠基于準(zhǔn)確的全球定位時(shí)間信息工作的能力。本發(fā)明容易并可靠地為遠(yuǎn)超出現(xiàn)有方法能力的間隔提供這樣的定時(shí)信息。例如，與基站控制器相關(guān)的內(nèi)部定時(shí)器可以提供長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)的信息，但是那個(gè)定時(shí)信息不是必須可靠的，并且肯定不超過這樣的短暫時(shí)間。相反地，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例提供長(zhǎng)達(dá)兩周的與實(shí)際GPS定時(shí)信息一致或相應(yīng)的準(zhǔn)確信息。
前面的描述是示例性的，而不是限制性的。對(duì)所公開例子的變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯是不違背本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的。只通過考察以下權(quán)利要求才能確定本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種為無線通信基站保持時(shí)間信息的方法，包括使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來生成提供將來時(shí)間信息的數(shù)據(jù)集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)集對(duì)第一時(shí)間間隔是有用的，并且所述方法包括為第二后來的時(shí)間間隔生成其他數(shù)據(jù)集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括從外部源收集時(shí)間信息；將所收集的時(shí)間信息輸入到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；以及基于所輸入的時(shí)間信息生成所述數(shù)據(jù)集。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述被收集的時(shí)間信息在所選周期上延續(xù)，并且所述方法包括將來自對(duì)應(yīng)于所選周期的周期的數(shù)據(jù)集的時(shí)間信息與所收集的時(shí)間信息相比較；以及當(dāng)所述數(shù)據(jù)集時(shí)間信息并不對(duì)應(yīng)于在所選范圍內(nèi)所收集的時(shí)間信息時(shí)，改變所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括重復(fù)地執(zhí)行所述比較和所述改變步驟，直到所述數(shù)據(jù)集時(shí)間信息對(duì)應(yīng)于在所選范圍內(nèi)所收集的時(shí)間信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括從外部源接收時(shí)間信息；確定什么時(shí)候外部源時(shí)間信息不可利用；以及當(dāng)所述外部源時(shí)間信息不可利用時(shí)，使用用于時(shí)間信息的數(shù)據(jù)集。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，包括使用初始化時(shí)間值和所述數(shù)據(jù)集來生成時(shí)間信息，直到所述外部源時(shí)間信息變?yōu)榭梢岳谩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述外部源時(shí)間信息包括全球定位系統(tǒng)時(shí)間信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)集包括用于基于開始時(shí)間而生成將來時(shí)間信息的多個(gè)系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括使用所述數(shù)據(jù)集來提供至少多于24小時(shí)的將來時(shí)間信息。
全文摘要
無線通信系統(tǒng)(20)包括從數(shù)據(jù)集(26)接收定時(shí)信息的基站控制器(22)，所述數(shù)據(jù)集(26)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(28)生成。數(shù)據(jù)集(26)考慮基于從GPS(24)中所接收的先前時(shí)間信息而生成定時(shí)信息，并且在一個(gè)例子中，能夠覆蓋多達(dá)兩個(gè)星期的時(shí)間間隔，在這兩個(gè)星期的時(shí)間間隔期間，與GPS的有效通信可以被中斷。在一個(gè)實(shí)例中，數(shù)據(jù)集被連續(xù)地更新，使得基站控制器(24)連續(xù)地具有長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)星期的將來時(shí)間信息可以利用。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1619980SQ20041008568
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者克里斯托弗·約翰·卡佩斯, 貝扎德·戴維奇·莫塔亥德 申請(qǐng)人:朗迅科技公司