專利名稱：使用戶臺(tái)同步的方法和無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用戶臺(tái)同步的方法和尤其為移動(dòng)無線系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)。
在無線通信系統(tǒng)中，信息(譬如語音、圖像信息或其它數(shù)據(jù))是借助電磁波通過無線接口進(jìn)行傳輸?shù)?。所述無線接口涉及基站和用戶臺(tái)之間的通信連接，其中，所述的用戶臺(tái)可以是移動(dòng)臺(tái)或地點(diǎn)固定的無線電臺(tái)。在此，電磁波輻射是借助載頻來產(chǎn)生的，而該載頻位于為相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)定的頻帶之內(nèi)。對(duì)于將來的無線通信系統(tǒng)，譬如UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))或其它的第三代系統(tǒng)，規(guī)定頻率位于約2000MHz的頻帶內(nèi)。
CATT的文獻(xiàn)“用于IMT-2000的TD-SCDMA無線傳輸技術(shù)”，草案V.0.4，1998年9月，尤其是第11和14頁(TD-SCDMA，時(shí)分同步的碼分多址)曾公開過一種按照TDD方法進(jìn)行組織的用于移動(dòng)無線第3代的無線通信系統(tǒng)。在該文獻(xiàn)的第11頁、附圖4.1中所給出的無線接口結(jié)構(gòu)具有一種其內(nèi)布置有時(shí)隙的時(shí)幀，所述的時(shí)隙可以被選擇用于下行方向或上行方向的信號(hào)傳輸。下行方向的第一時(shí)隙內(nèi)的物理傳輸信道被用于公用信令信道(CCPCH-主要公用控制物理信道)的傳輸，而上行方向的第一時(shí)隙內(nèi)的物理傳輸信道則被用于接入信令信道(PRACH-物理隨機(jī)接入信道)。因此，在每個(gè)時(shí)幀內(nèi)總是為下行方向和上行方向設(shè)置了至少一個(gè)時(shí)隙。其它的時(shí)隙可以根據(jù)通信量靈活地在相應(yīng)的傳輸方向上進(jìn)行分配。
另外，在第14頁、第4.4章還在所述的時(shí)隙之間為下行方向和上行方向規(guī)定了一個(gè)保護(hù)時(shí)同(G2)，由該保護(hù)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)試圖建立通信的用戶臺(tái)的發(fā)射裝置與基站的同步。該保護(hù)時(shí)間利用延長的處理時(shí)間而在基站和用戶臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)了較大的最大距離。下行方向的第一時(shí)隙之前的保護(hù)時(shí)間(G1)被基站用來在接收狀況與發(fā)射狀況之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
這種無線通信系統(tǒng)是基于來自多個(gè)用戶臺(tái)的接收信號(hào)在基站內(nèi)的同步，以便確保擴(kuò)展碼(CDMA碼)的正交特性，并在所述上行方向的時(shí)隙中降低多個(gè)相鄰物理傳輸信道之間所出現(xiàn)的干擾。由于CDMA無線通信系統(tǒng)的容量主要是受到相鄰信道之間的干擾的限制，所以在已知的CDMA移動(dòng)無線系統(tǒng)IS-95中還為上行方向采用了快速的發(fā)射功率調(diào)整，以便限制所述的干擾。在上述TD-SCDMA系統(tǒng)中，可以依據(jù)同步而優(yōu)選地不考慮這種快速的發(fā)射功率調(diào)整，這不會(huì)降低所述的系統(tǒng)容量。這同樣對(duì)在基站處同步地接收用戶信號(hào)提出了很高的要求。為此，用戶臺(tái)必須準(zhǔn)確地獲知它離基站的相應(yīng)距離以及基站的時(shí)間結(jié)構(gòu)。另外還有一個(gè)前提條件，就是所有的基站要相互同步。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于提供一種方法和無線通信系統(tǒng)，它們基于具有TDD方法的無線通信系統(tǒng)而在基站處實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)的接收同步。
該任務(wù)由具有權(quán)利要求1和2所述特征部分的方法以及具有權(quán)利要求15和16所述特征部分的無線通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求給出。
根據(jù)本發(fā)明，在無線通信系統(tǒng)中使用一種按TDD方法組織的無線接口，且所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀的時(shí)隙，其中，在同一頻帶內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站通往用戶臺(tái)的下行方向傳輸和從用戶臺(tái)通往基站的上行方向傳輸，在所述下行方向的最后一個(gè)時(shí)隙之前或之后從所述基站向所述用戶臺(tái)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列，而且由所述用戶臺(tái)考慮將該第一同步序列用于同步。
在此，所述的第一同步序列可以在一個(gè)特別設(shè)于所述時(shí)幀之內(nèi)的第一時(shí)間區(qū)內(nèi)由基站進(jìn)行發(fā)射。
與典型地在時(shí)幀開始處進(jìn)行安排相比，在下行方向的時(shí)幀內(nèi)按照本發(fā)明安排第一同步序列的發(fā)射將具有如下優(yōu)點(diǎn)，即該同步序列不會(huì)對(duì)接下來的下行方向時(shí)隙中的信號(hào)接收帶來負(fù)面影響。如果譬如從相鄰的基站同時(shí)發(fā)送一個(gè)第一同步序列，則需要根據(jù)所述基站離接收用戶臺(tái)的相應(yīng)距離而用不同的延遲來接收所述的第一同步序列，而且該第一同步序列有時(shí)可能會(huì)與下行方向的第一時(shí)隙內(nèi)所發(fā)射的信號(hào)產(chǎn)生疊加，這樣便會(huì)產(chǎn)生較高的干擾并降低接收質(zhì)量。為了補(bǔ)償該降低的質(zhì)量，必須譬如用聯(lián)合檢測(cè)算法來考慮所述的第一同步序列，而這又會(huì)不利地增加用戶臺(tái)的復(fù)雜性。
執(zhí)行通信建立嘗試的用戶臺(tái)所使用的所述第一同步序列譬如具有一種在用戶臺(tái)中已知的符號(hào)序列，而且利用提高的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)送，以便求出在下行方向內(nèi)所發(fā)射的時(shí)隙的結(jié)束和上行方向第一個(gè)時(shí)隙的開始。另外，所述的序列還被用來為通信建立選出一個(gè)合適的基站。因?yàn)樵谒龅牡谝粫r(shí)間區(qū)內(nèi)沒有進(jìn)行其它的信號(hào)傳輸，所以由此可以使用戶臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速的同步。同時(shí)，如果所述的用戶臺(tái)知道基站發(fā)射所述第一同步序列時(shí)的發(fā)射功率，那么所述的用戶臺(tái)便可以根據(jù)發(fā)射功率與接收功率之間的比值來對(duì)離基站的距離進(jìn)行第一次估測(cè)。對(duì)于同樣位于所述基站或相鄰基站的無線服務(wù)區(qū)之內(nèi)的其它用戶臺(tái)，它們可以按相同的方法使用所述的序列，以便按基站的時(shí)間結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步和譬如實(shí)行通信轉(zhuǎn)接處理(切換)。
根據(jù)本發(fā)明的一種可選方案，也可以在下行方向的最后時(shí)隙之前安排所述的第一同步序列。由此，用戶臺(tái)可以有利地用相同方法求出所述上行方向的第一時(shí)隙在所述時(shí)幀內(nèi)的位置。利用所述第一同步序列在所述時(shí)隙幀內(nèi)的這種安排可以有利地實(shí)現(xiàn)對(duì)于譬如位于無線小區(qū)邊界、且在上行方向的所述第一時(shí)隙內(nèi)已收到所分配的傳輸信道的用戶臺(tái)，它能夠在開始上行方向的發(fā)射之前接收和分析相鄰基站的其它第一同步序列。由于所述其它基站的第一同步序列有時(shí)是由所述用戶臺(tái)用較大的時(shí)間延遲接收的，但在用戶臺(tái)內(nèi)必須對(duì)可能的通信轉(zhuǎn)接進(jìn)行分析，所以給用戶臺(tái)提供了用于接收所述第一同步序列的較大時(shí)間區(qū)。為此，該問題可以通過選用如下方式來解決，即由所述的用戶臺(tái)為上行方向的信號(hào)傳輸觸發(fā)一種小區(qū)間切換，其中給所述的上行方向分配另一時(shí)隙內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)傳輸信道。但該解決方案的缺點(diǎn)是需要較大的信令耗費(fèi)，而且在某些情況下具有不可接受的時(shí)間延遲。
根據(jù)本發(fā)明的第一改進(jìn)方案，在所述第一同步序列或第一時(shí)間區(qū)之前和/或之后設(shè)置了一個(gè)第一保護(hù)時(shí)間。利用該無信號(hào)的附加時(shí)間區(qū)可以確保在前面或后面的下行方向時(shí)隙中接收信號(hào)的用戶臺(tái)不必為檢測(cè)而考慮所述的第一同步序列，或者說所述的第一同步序列對(duì)接收質(zhì)量沒有負(fù)面影響。譬如當(dāng)在用戶臺(tái)內(nèi)處理非常長的信道脈沖響應(yīng)，并且多個(gè)信號(hào)由此可能發(fā)生時(shí)間交叉時(shí)，則可能出現(xiàn)上述情形。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)方案，在所述用于上行和下行方向的時(shí)隙之間設(shè)置了一個(gè)分隔時(shí)間。該分隔時(shí)間不包含信息，且被基站用來從發(fā)射狀況轉(zhuǎn)變到接收狀況。同時(shí)，因?yàn)樗龅挠脩襞_(tái)還沒有準(zhǔn)確地知道它離基站的距離以及所需的提前時(shí)間，所以執(zhí)行通信建立嘗試的用戶臺(tái)也使用該分隔時(shí)間，以便確保在所述基站處同步地輸入所述的發(fā)射信號(hào)。另外，該分隔時(shí)間還可以使離基站較遠(yuǎn)的用戶臺(tái)比較近的用戶臺(tái)能提前在上行方向中發(fā)射信號(hào)。所述分隔時(shí)間的長度譬如對(duì)應(yīng)于最大信號(hào)傳輸時(shí)間的雙倍再加上總的內(nèi)部處理時(shí)間。該長度同時(shí)還確定了所述基站的無線小區(qū)的最大半徑。在所述的基站側(cè)，所述的分隔時(shí)間可以保持恒定，而在用戶臺(tái)側(cè)的分隔時(shí)間則可以專門地被縮短一個(gè)所述用于提前發(fā)射的特定提前時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)方案，由試圖建立通信的用戶臺(tái)在所述上行方向的第一時(shí)隙內(nèi)的接入信令信道中向所述的基站發(fā)送一個(gè)通信建立請(qǐng)求信令。該接入信令信道譬如可以安排在所述第一時(shí)隙的被固定分配的特定傳輸信道中。
根據(jù)上述改進(jìn)方案的一種擴(kuò)展，在所述上行方向的所述第一時(shí)隙之前從所述的用戶臺(tái)發(fā)射至少一個(gè)第二同步序列。為此可以設(shè)置一個(gè)特定的第二時(shí)間區(qū)或在所述的分隔時(shí)間內(nèi)發(fā)射所述的第二同步序列。按照另一種擴(kuò)展方案，在所述的第二同步序列或第二時(shí)間區(qū)之后設(shè)置了一個(gè)第二保護(hù)時(shí)間。
所述的第二同步序列在基站內(nèi)被用來按照用戶臺(tái)的時(shí)間結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步。在遵照CDMA方法的用戶分離中，由基站譬如對(duì)用戶臺(tái)在接入信令信道中所發(fā)射的通信建立請(qǐng)求信息進(jìn)行解擴(kuò)展，其中，所述的信號(hào)與已知的擴(kuò)展碼進(jìn)行相關(guān)，并由此求出用戶臺(tái)所使用的擴(kuò)展碼。如果基站接下來能夠分析出用戶臺(tái)的該信息，則它就在下一個(gè)下行方向時(shí)隙中向用戶臺(tái)發(fā)射譬如關(guān)于如下方面的信息可使用的業(yè)務(wù)信道，已直接分配的傳輸信道，同步的準(zhǔn)確校正，以及發(fā)射功率的匹配，等等。信道的分配可以優(yōu)選地按如下方式來實(shí)現(xiàn)，即每次由基站給出與所述第一同步序列相關(guān)的時(shí)隙。由此在基站內(nèi)無需知道譬如所述時(shí)幀的開始，因?yàn)橐呀?jīng)就第一同步序列的位置作出了全部說明。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)方案，在所述上行方向的所述時(shí)隙內(nèi)總是從所述的用戶臺(tái)發(fā)射一個(gè)第三同步序列，該第三同步序列譬如在基站內(nèi)被用來估測(cè)所需的提前時(shí)間。為此在所述的時(shí)隙內(nèi)設(shè)置一個(gè)特定的第三時(shí)間區(qū)，該時(shí)間區(qū)譬如表示了相應(yīng)時(shí)隙的開始。總是只由一個(gè)用戶臺(tái)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)射所述的第三同步序列，以便基站在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)只須分析一個(gè)第三序列。譬如，用戶臺(tái)連續(xù)地在時(shí)幀與時(shí)幀之間發(fā)射所述的第三同步序列。在如上文所述被安排在上行方向第一時(shí)隙中的接入信令信道中，譬如可以取消所述的第三時(shí)間區(qū)，因?yàn)樵撔诺乐挥糜谕ㄐ沤?，而沒有持續(xù)地分配給通信連接。
對(duì)于位于所述第二同步序列的發(fā)射與上行方向的第一時(shí)隙開始之間的第二保護(hù)時(shí)間，它和所述用于第三同步序列的第三時(shí)間區(qū)一起確保了不會(huì)在基站處的所述序列信號(hào)之間發(fā)生不利的干擾。如果所述用戶臺(tái)所估測(cè)的距離小于相對(duì)于基站的實(shí)際距離，而且利用不足的提前時(shí)間發(fā)射所述的第二同步序列，由此第二同步序列的信道脈沖響應(yīng)在時(shí)間上會(huì)不利地突入到所述上行方向的第一時(shí)隙內(nèi)，于是便可能出現(xiàn)上述情況。
根據(jù)本發(fā)明的另一擴(kuò)展方案，總是在所述下行方向的最后時(shí)隙內(nèi)從所述的基站發(fā)射至少一個(gè)公用信令信道。由此可以有利地參考所述的第一同步序列來明確地定義所述公用信令信道的位置，且與下行方向在當(dāng)前所使用的時(shí)隙數(shù)無關(guān)，這樣，所述用戶臺(tái)便可以快速地接入到該公用信令信道中。在所述的公用信令信道中，除了關(guān)于系統(tǒng)、所用擴(kuò)展碼等公共信息外，還可以包括所述下行和上行方向所使用的時(shí)隙的當(dāng)前結(jié)構(gòu)說明，使得用戶臺(tái)可以求出一個(gè)時(shí)幀的開始。
如果所述的無線通信系統(tǒng)作如下構(gòu)造，即相鄰基站的時(shí)幀在下行和上行方向上配備有不同的時(shí)隙數(shù)，那么可以由所述的用戶臺(tái)來接收周圍基站的第一同步序列。用戶臺(tái)可以相對(duì)于所述的第一同步序列直接確定所述分隔時(shí)間的位置和用于上行方向及公用信令信道的第一時(shí)隙的位置，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是相同的。
下面借助附圖來詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖中

圖1示出了尤其為移動(dòng)無線系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)的方框圖，圖2示出了本發(fā)明TDD無線接口的簡(jiǎn)圖，以及圖3示出了建立通信時(shí)的本發(fā)明方法流程圖。
作為無線通信系統(tǒng)的實(shí)施例，圖1所示的移動(dòng)無線系統(tǒng)由許多移動(dòng)交換局MSC組成，這些移動(dòng)交換局相互結(jié)網(wǎng)，或可以訪問固定網(wǎng)PSTN。另外，所述移動(dòng)交換局MSC總是與至少一個(gè)用于分配無線技術(shù)資源的設(shè)備RNM相連。每個(gè)這種設(shè)備RNM又可以與至少一個(gè)基站BS進(jìn)行通信。該基站BS能夠通過無線接口同其它無線電臺(tái)、譬如移動(dòng)臺(tái)MS或其它移動(dòng)或固定的終端設(shè)備建立通信。由每個(gè)基站BS至少形成一個(gè)無線小區(qū)。所述無線小區(qū)的大小通常是由公用組織信道BCCH的作用距離決定的，而所述的組織信道是由基站BS用最大的功率進(jìn)行發(fā)射的。在一種分區(qū)或分級(jí)的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)基站BS還供給多個(gè)無線小區(qū)。運(yùn)維中心OMC為移動(dòng)無線系統(tǒng)或其一部分實(shí)現(xiàn)控制及維護(hù)功能。在本發(fā)明可以采用的其它無線通信系統(tǒng)中，尤其是對(duì)于具有無線用戶端的用戶接入網(wǎng)，也可以攜帶這種結(jié)構(gòu)的功能性。
從圖2可看出TDD模式下無線傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)。按照TDMA分量(時(shí)分多址)，寬帶的頻率范圍被規(guī)定劃分為多個(gè)時(shí)延相等的時(shí)隙ts，譬如構(gòu)成一個(gè)時(shí)幀fr的10個(gè)時(shí)隙ts0至ts9。頻帶B延伸了一定的頻率范圍。一部分時(shí)隙被用于下行方向DL，一部分時(shí)隙被用于上行方向UL。譬如，圖中示出了對(duì)下行方向DL有利的非對(duì)稱比3∶2。在該TDD傳輸方法中，上行方向UL的頻帶B與下行方向DL的頻帶B是一致的。其它的載頻也是相同地重復(fù)的。利用上行或下行方向UL、DL的可變的時(shí)隙ts分配，可以進(jìn)行各種非對(duì)稱的資源分配。
多個(gè)通信的信息以無線塊的形式在時(shí)隙內(nèi)傳輸。數(shù)據(jù)d利用一種精細(xì)結(jié)構(gòu)、也即擴(kuò)展碼c進(jìn)行通信專用地?cái)U(kuò)展，這樣，在接收方譬如可通過該CDMA(碼分多址)分量分離出n個(gè)通信。對(duì)數(shù)據(jù)d的各個(gè)符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展的作用是，在符號(hào)時(shí)延Tsym內(nèi)傳輸Q個(gè)時(shí)延為t碼片的碼片。在此，Q個(gè)碼片形成了通信專用的擴(kuò)展碼c。
TDD模式的無線接口所采用的參數(shù)優(yōu)選為碼片速率2*1.1136Mcps幀時(shí)延 5ms時(shí)隙數(shù) 10時(shí)隙時(shí)延500μs每時(shí)隙的符號(hào) 40.5擴(kuò)展因子可變，最大為16調(diào)制方式DQPSK或16QAM帶寬1.4MHz頻率重復(fù)值 1在下行方向DL和上行方向UL的時(shí)隙之間設(shè)置了一個(gè)切換點(diǎn)SP，該切換點(diǎn)被用戶臺(tái)MS或基站BS用來在接收狀況和發(fā)射狀況之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變，或作相反的轉(zhuǎn)變。譬如，圖中所示切換點(diǎn)的時(shí)間間隔小于所述無線接口的一般結(jié)構(gòu)。在此所給出的是本發(fā)明的所有構(gòu)造方案。下面對(duì)參數(shù)和相應(yīng)數(shù)字符號(hào)的說明只是舉例而已，它們可以與技術(shù)實(shí)施中的特定條件相匹配，或在與其它系統(tǒng)的協(xié)調(diào)方面進(jìn)行匹配。
所給出的均是如下的示例情形，即公用的信令信道BCCH(廣播控制信道)和接入信令信道RACH(隨機(jī)接入信道)的基本結(jié)構(gòu)都可以從公知的GSM移動(dòng)無線系統(tǒng)中獲悉，它們總是在下行方向DL的最后時(shí)隙ts和上行方向UL的第一時(shí)隙ts中采用相同的擴(kuò)展碼c，譬如擴(kuò)展碼0。所述的兩個(gè)時(shí)隙ts在圖2中只示出了一部分，上行方向UL的一般時(shí)隙結(jié)構(gòu)由圖2的下部區(qū)域給出。
在切換點(diǎn)SP周圍區(qū)域的第一實(shí)施例中，在下行方向DL的最后時(shí)隙ts和上行方向UL的第一時(shí)隙ts之間設(shè)置了一種12個(gè)符號(hào)的分隔時(shí)間g。在該分隔時(shí)間g之前設(shè)置了4個(gè)符號(hào)的第一時(shí)間區(qū)zf1，它被基站BS用來發(fā)射第一同步序列sync1。為了避免在所述下行方向DL的最后時(shí)隙ts中所發(fā)射的信號(hào)和所述第一同步序列sync1之間發(fā)生干擾，所述的第一時(shí)間區(qū)zf1還在前面設(shè)置了2個(gè)符號(hào)的第一保護(hù)時(shí)間gp1。在分隔時(shí)間g之后設(shè)置了3個(gè)符號(hào)的第二時(shí)間區(qū)zf2，該時(shí)間區(qū)被試圖建立通信的用戶臺(tái)MS用來發(fā)出通信建立請(qǐng)求信令。在此，所述的第二時(shí)間區(qū)zf2也可以被歸并到分隔時(shí)間g當(dāng)中。同樣，為了避免譬如由于傳輸延遲太大的緣故而在基站BS處產(chǎn)生干擾，也可以在所述的第二時(shí)間區(qū)zf2之后設(shè)置一種2個(gè)符號(hào)的第二保護(hù)時(shí)間gp2。在所述的第一時(shí)隙ts和上行方向UL的其它所有時(shí)隙ts中設(shè)置了2個(gè)符號(hào)的第三時(shí)間區(qū)zf3，該時(shí)間區(qū)被用戶臺(tái)MS用來交替地發(fā)送第三同步序列sync的信令。該第三同步序列sync3被基站BS用來調(diào)整所述的提前時(shí)間。
在第二實(shí)施例中，所述的第一時(shí)間區(qū)zf1被布置在下行方向DL的最后時(shí)隙ts之前，該第一時(shí)間區(qū)zf1譬如被第一保護(hù)時(shí)間gp1包圍起來，以便避免與周圍的時(shí)隙發(fā)生干擾作用。在該實(shí)施例中，分隔時(shí)間g直接跟隨著下行方向DL的最后時(shí)隙ts。
除了所述用于第三同步序列sync3的第三時(shí)間區(qū)zf3之外，上行方向UL的時(shí)隙結(jié)構(gòu)ts還具有兩個(gè)均為16個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)塊和一個(gè)長度為8個(gè)符號(hào)的訓(xùn)練序列tseq，所述的符號(hào)在基站BS中是已知的，而且被用于信道估測(cè)。最后是具有第三保護(hù)時(shí)間gp3的時(shí)隙ts，所述第三保護(hù)時(shí)間的符號(hào)數(shù)為0.5，用于在相繼的時(shí)隙內(nèi)補(bǔ)償通信連接的不同信號(hào)傳輸時(shí)間。連同所述的第三時(shí)間區(qū)zf3在內(nèi)，下行鏈路DL的時(shí)隙也對(duì)應(yīng)于這種結(jié)構(gòu)，其中因缺少第三時(shí)間區(qū)zf3而沒被使用的符號(hào)譬如被附加地用于數(shù)據(jù)傳輸，或用來延長所述的訓(xùn)練序列tseq。
圖3示出了本發(fā)明方法的流程圖，其中譬如由用戶臺(tái)MS執(zhí)行通信建立的嘗試。
基站BS根據(jù)圖2所示的結(jié)構(gòu)周期性地在下行方向DL內(nèi)發(fā)射公用的信令信道BCCH和第一同步序列sync1。所述的公用信令信道BCCH和第一同步序列sync1是利用比標(biāo)準(zhǔn)通信連接要高的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)射的，以便確保距基站BS較遠(yuǎn)的、譬如位于無線小區(qū)邊緣的用戶臺(tái)MS有足夠好的接收質(zhì)量。
由尚未與基站BS保持通信連接的用戶臺(tái)MS求出所述時(shí)幀fr內(nèi)的第一同步序列sycn1，這是因?yàn)樵撏叫蛄械姆?hào)序列對(duì)用戶臺(tái)MS而言本來就是已知的，而且，借助該序列sync1來實(shí)現(xiàn)按基站BS的時(shí)間結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一同步。因?yàn)橛脩襞_(tái)MS不知道離基站的距離，并由此也不知道所述的信號(hào)傳輸時(shí)間，所以它還譬如借助所述第一同步序列sync1的接收強(qiáng)度來粗略地估測(cè)當(dāng)前的距離。根據(jù)圖2所示的公用信令信道BCCH和接入信令信道RACH之間的分隔時(shí)間g相對(duì)于所述第一同步序列sync1的固定位置，用戶臺(tái)MS譬如可以直接求出所述公用信令信道BCCH的位置，并對(duì)其信息進(jìn)行分析。
當(dāng)在接入信令信道RACH中為用戶臺(tái)MS的首次接入計(jì)算提前時(shí)間時(shí)，除了所述方法的其它考慮之外，如下考慮也是比較有利的。
除接收強(qiáng)度外，靜態(tài)計(jì)算模型還可以考慮比較多個(gè)基站信號(hào)的接收功率和/或接收時(shí)間點(diǎn)(如果兩個(gè)基站信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)-時(shí)幀開始-相同，則所述的用戶臺(tái)極可能是位于小區(qū)的邊緣)；所述先前使用的提前時(shí)間(譬如在先前的通信連接中，或在分組數(shù)據(jù)通信內(nèi)的先前的發(fā)射中)；通往同一基站的先前通信連接的提前時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)；小區(qū)大??；所述無線接口的路徑衰減；用戶臺(tái)在無線小區(qū)內(nèi)的位置；以及在用戶臺(tái)內(nèi)估測(cè)的基站發(fā)射的信道脈沖響應(yīng)(信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間點(diǎn))，等等。通?？砂凑誘A＝2*s/c計(jì)算出所述的提前時(shí)間，其中s為估測(cè)的離所述基站BS的距離(或主信號(hào)路徑)，c為光速。s的估測(cè)越準(zhǔn)確，所述提前時(shí)間的確定也就越準(zhǔn)確。
計(jì)算初始的提前時(shí)間經(jīng)常要承受某種不可靠性。但在不可靠性較大的情況下，優(yōu)先考慮只引起極小沖突可能性的提前時(shí)間是比較有利的。與分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹貜?fù)發(fā)射相比，為首次接入應(yīng)該選擇具有更小沖突可能性的提前時(shí)間。該沖突可能性是如下可能性的一種反映，即其它用戶臺(tái)MS也在所述的接入信令信道RACH內(nèi)進(jìn)行發(fā)射，而且所述的發(fā)射在該接收基站BS處疊加。其它時(shí)隙ts內(nèi)的發(fā)射可能引起這種沖突。通過選擇不同的第二同步序列sync2、選擇每時(shí)隙進(jìn)行多次發(fā)射和選擇發(fā)射功率以便使其在接收基站BS中導(dǎo)致較大的接收功率差異(捕捉效應(yīng))，便可以降低所述的沖突可能性。但發(fā)射時(shí)間點(diǎn)以及所選的提前時(shí)間由此也可起到?jīng)Q定性的作用。
由于所述的第二同步序列sync2與時(shí)隙長度相比非常短，所以為用戶臺(tái)MS選擇可接受的提前時(shí)間有時(shí)會(huì)有較大的選擇余地。于是可以選擇一個(gè)其它用戶臺(tái)不能使用的提前時(shí)間。對(duì)于在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)具有多個(gè)被時(shí)間分隔的序列的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以由基站BS分配多個(gè)提前時(shí)間TA中的一個(gè)。用戶臺(tái)MS離基站BS的距離也有重要作用。處于小區(qū)邊緣的用戶臺(tái)MS只有有限的選擇范圍，因?yàn)樘蟮奶崆皶r(shí)間有可能會(huì)導(dǎo)致用戶臺(tái)MS在如下時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行發(fā)射，即在該時(shí)間點(diǎn)上用戶臺(tái)MS還要接收所述基站BS的發(fā)射。相反，位于小區(qū)中心的用戶臺(tái)MS可以選擇多一些的提前時(shí)間值。
情形1所述用戶臺(tái)MS位于小區(qū)中心。
如果調(diào)節(jié)成TA＝0，則在所述分隔時(shí)間g的結(jié)束處接收所述的同步序列sync2。如果調(diào)節(jié)為TA＝max，則在所述分隔時(shí)間g的開始處接收所述的第二同步序列sync2?？偸窍Ｍ麤]有沖突。估測(cè)誤差是不起作用的，因?yàn)楫?dāng)距離基站BS為100m、且用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)衰減所表示的誤差為10dB時(shí)，所述估測(cè)的距離等于316m。
情形2所述用戶臺(tái)MS距離基站BS為最大的間隔。
如果用戶臺(tái)MS估測(cè)的距離小于20km(最大的小區(qū)半徑)，則所述的第二同步序列sync2與上行方向UL的第一時(shí)隙ts的發(fā)射產(chǎn)生沖突。TA＝max將導(dǎo)致在所述分隔時(shí)間g的結(jié)束處進(jìn)行接收。因此，該提前時(shí)間值(TA＝max)在沖突方面是非常安全的。如果估測(cè)的距離為20～40km，則可能在周圍附近的下行方向DL中與用戶臺(tái)MS的信號(hào)產(chǎn)生沖突。倘若這不是所希望的，那么就可以把20km時(shí)的值確定為所述提前時(shí)間TA的最大允許值。估測(cè)誤差有較大的影響。如果距離為20km，而且用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)衰減所表示的誤差為10dB，則估測(cè)的距離為63km。該誤差是不可忽視的。
在對(duì)基站BS的選擇-通常由用戶臺(tái)MS選擇出其以最大接收強(qiáng)度接收的第一同步序列sync1所屬的那個(gè)基站BS-和所述的通信建立進(jìn)行正確地判定之后，由所述用戶臺(tái)MS通過獲悉第二時(shí)間區(qū)zf2的位置而給基站BS發(fā)射一個(gè)第二同步序列sync2。在此，該用戶臺(tái)利用所述粗略求出的離基站BS的距離來調(diào)整足夠的提前時(shí)間。所述用戶臺(tái)隨后在接入信令信道RACH中將通信建立請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送給基站BS。基站BS借助所述的第二同步序列sync2識(shí)別出用戶臺(tái)MS試圖建立通信，并利用該序列sync2以便按照它進(jìn)行同步，而且隨后對(duì)RACH進(jìn)行分析。如果基站BS能夠分析該RACH的內(nèi)容并分配一個(gè)傳輸信道，那么它就借助一個(gè)特定的確認(rèn)信令向用戶臺(tái)MS發(fā)出該信號(hào)。該確認(rèn)信令譬如可以包括關(guān)于每次在上行方向UL和下行方向DL中需要使用的時(shí)隙ts及擴(kuò)展碼c的數(shù)據(jù)，以及關(guān)于更準(zhǔn)確地同步和調(diào)節(jié)發(fā)射功率的數(shù)據(jù)，或者可以指示出一個(gè)能夠在其上為建立通信而執(zhí)行進(jìn)一步信令交換的特殊業(yè)務(wù)信道。為了詳細(xì)說明所述的時(shí)隙ts，基站BS可以每次用信令發(fā)出關(guān)于離所述第一同步序列sync1的相對(duì)距離的數(shù)據(jù)。
在成功地建立通信之后，由用戶臺(tái)MS周期性地向基站BS發(fā)送一個(gè)第三同步序列sync3，以便被基站用來控制用戶臺(tái)MS的同步。譬如可以如此來控制該第三同步序列sync3的發(fā)射周期，使得只有其擴(kuò)展碼號(hào)與當(dāng)前時(shí)幀號(hào)一致的用戶臺(tái)MS才發(fā)射所述的序列。作為替換方案，也可以譬如根據(jù)每次求出的用戶臺(tái)MS的速度而由基站BS請(qǐng)求發(fā)射所述的序列sync3，其中，由于快速運(yùn)動(dòng)的用戶臺(tái)MS的信號(hào)傳輸時(shí)間變化較快，所以要用比準(zhǔn)靜態(tài)用戶臺(tái)MS小的時(shí)間間隔來發(fā)射所述的序列sync3。
權(quán)利要求
1.在無線通信系統(tǒng)內(nèi)使用戶臺(tái)(MS)同步的方法，所述無線通信系統(tǒng)使用一種按TDD方法組織的無線接口，所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀(fr)的時(shí)隙(ts)，其中，在同一頻帶(B)內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站(BS)通往用戶臺(tái)(MS)的下行方向(DL)傳輸和從用戶臺(tái)(MS)通往基站(BS)的上行方向(UL)傳輸，其特征在于在所述下行方向(DL)的最后一個(gè)時(shí)隙(ts)之后從所述基站(BS)向所述用戶臺(tái)(MS)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列(sync1)，而且由所述用戶臺(tái)(MS)考慮將該第一同步序列(sync1)用于同步。
2.在無線通信系統(tǒng)內(nèi)使用戶臺(tái)(MS)同步的方法，在無線通信系統(tǒng)內(nèi)使用戶臺(tái)(MS)同步的方法，所述無線通信系統(tǒng)使用一種按TDD方法組織的無線接口，所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀(fr)的時(shí)隙(ts)，其中，在同一頻帶(B)內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站(BS)通往用戶臺(tái)(MS)的下行方向(DL)傳輸和從用戶臺(tái)(MS)通往基站(BS)的上行方向(UL)傳輸，其特征在于在所述下行方向(DL)的最后一個(gè)時(shí)隙(ts)之前從所述基站(BS)向所述用戶臺(tái)(MS)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列(sync1)，而且由所述用戶臺(tái)(MS)考慮將該第一同步序列(sync1)用于同步。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在所述第一同步序列(sync1)之前和/或之后設(shè)置一個(gè)第一保護(hù)時(shí)間(gp1)。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在所述用于上行和下行方向(UL，DL)的時(shí)隙(ts)之間設(shè)置一個(gè)分隔時(shí)間(g)。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于當(dāng)試圖建立通信時(shí)，由用戶臺(tái)(MS)在所述上行方向(UL)的第一時(shí)隙(ts)內(nèi)的接入信令信道(RACH)中向所述的基站(BS)發(fā)送一個(gè)通信建立請(qǐng)求信令。
6.如上一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述上行方向(UL)的所述第一時(shí)隙(ts)之前從所述的用戶臺(tái)(MS)發(fā)射至少一個(gè)第二同步序列(sync2)。
7.如上一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述第二同步序列(sync2)之后設(shè)置一個(gè)第二保護(hù)時(shí)間(gp2)。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在所述上行方向(UL)的所述時(shí)隙(ts)內(nèi)總是從所述的用戶臺(tái)(MS)發(fā)射一個(gè)第三同步序列(sync3)。
9.如上一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在所述的時(shí)隙(ts)內(nèi)總是只從一個(gè)用戶臺(tái)(MS)發(fā)射所述的第三同步序列(sync3)。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于總是用提高的發(fā)射功率來發(fā)射所述的同步序列(sync1，sync2，sync3)。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于總是在所述下行方向(DL)的最后時(shí)隙(ts)內(nèi)從所述的基站(BS)發(fā)射公用的信令信道(BCCH)。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于同時(shí)從相鄰的基站(BS)發(fā)射相應(yīng)的所述第一同步序列(sync1)。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于根據(jù)通信量來改變所述用于上行和下行方向(UL，DL)的相應(yīng)時(shí)隙(ts)的數(shù)目，其中每時(shí)幀(fr)的所述時(shí)隙(ts)數(shù)目保持恒定。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于借助通信專用的擴(kuò)展碼(c)來區(qū)分在所述寬帶頻帶(B)內(nèi)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)。
15.無線通信系統(tǒng)，它使用一種按TDD方法組織的無線接口，所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀(fr)的時(shí)隙(ts)，其中，在同一頻帶(B)內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站(BS)通往用戶臺(tái)(MS)的下行方向(DL)傳輸和從用戶臺(tái)(MS)通往基站(BS)的上行方向(UL)傳輸，其特征在于在所述下行方向(DL)的最后一個(gè)時(shí)隙(ts)之后設(shè)置了一個(gè)第一時(shí)間區(qū)(zf1)，它被所述基站(BS)用來向所述的用戶臺(tái)(MS)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列(sync1)。
16.無線通信系統(tǒng)，它使用一種按TDD方法組織的無線接口，所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀(fr)的時(shí)隙(ts)，其中，在同一頻帶(B)內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站(BS)通往用戶臺(tái)(MS)的下行方向(DL)傳輸和從用戶臺(tái)(MS)通往基站(BS)的上行方向(UL)傳輸，其特征在于在所述下行方向(DL)的最后一個(gè)時(shí)隙(ts)之前設(shè)置了一個(gè)第一時(shí)間區(qū)(zf1)，它被所述基站(BS)用來向所述的用戶臺(tái)(MS)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列(sync1)。
17.如權(quán)利要求15或16所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于在所述第一時(shí)間區(qū)(zf1)之前和/或之后設(shè)置了一個(gè)第一保護(hù)時(shí)間(gp1)。
18.如權(quán)利要求15～17中任一項(xiàng)所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于在所述用于上行和下行方向(UL，DL)的時(shí)隙(ts)之間設(shè)置一個(gè)分隔時(shí)間(g)。
19.如上一個(gè)權(quán)利要求所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于在所述上行方向(UL)的第一個(gè)時(shí)隙(ts)之前設(shè)置了一個(gè)第二時(shí)間區(qū)(zf2)，它被所述用戶臺(tái)(MS)用來在試圖建立通信時(shí)發(fā)射一個(gè)第二同步序列(sync2)。
20.如權(quán)利要求15～19中任一項(xiàng)所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于在所述上行方向(UL)的所述時(shí)隙(ts)內(nèi)設(shè)置了一個(gè)第三時(shí)間區(qū)(zf3)，它總是被所述用戶臺(tái)(MS)用來發(fā)射一個(gè)第三同步序列(sync3)。
21.如權(quán)利要求15～20中任一項(xiàng)所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于在所述用于上行和下行方向(UL，DL)的時(shí)隙(ts)之間設(shè)置一個(gè)分隔時(shí)間(g)。
22.如權(quán)利要求14～19中任一項(xiàng)所述的無線通信系統(tǒng)，它被實(shí)施為移動(dòng)無線系統(tǒng)或無線用戶電話系統(tǒng)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明,在無線通信系統(tǒng)中使用一種按TDD方法組織的無線接口,且所述無線接口具有多個(gè)構(gòu)成時(shí)幀的時(shí)隙,其中,在同一頻帶內(nèi)時(shí)間隔開地實(shí)現(xiàn)從基站通往用戶臺(tái)的下行方向傳輸和從用戶臺(tái)通往基站的上行方向傳輸,在所述下行方向的最后一個(gè)時(shí)隙之前或之后從所述基站向所述用戶臺(tái)發(fā)射至少一個(gè)第一同步序列,而且由所述用戶臺(tái)考慮將該第一同步序列用于同步。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1346550SQ00806058
公開日2002年4月24日 申請(qǐng)日期2000年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月9日
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