專利名稱：移動(dòng)通信系統(tǒng)基站間的幀同步系統(tǒng)和應(yīng)用該系統(tǒng)的基站裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用諸如數(shù)字個(gè)人手持電話系統(tǒng)和簡化類型個(gè)人手持電話系統(tǒng)的TDD(時(shí)分全雙工)系統(tǒng)互連基站和移動(dòng)站以便進(jìn)行無線通信。更具體地，本發(fā)明涉及一個(gè)通過改進(jìn)基站間幀同步系統(tǒng)從而有效利用無線頻率的系統(tǒng)。
近來，使用微小區(qū)的簡化類型個(gè)人手持電話系統(tǒng)(此后被稱作PHS)作為一種數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)出來。在不久的將來會(huì)實(shí)際使用這種簡化類型個(gè)人手持電話系統(tǒng)。
圖1是說明常規(guī)PHS基本結(jié)構(gòu)的圖例。多個(gè)PHS基站CS1至CSm被分散排列在一個(gè)服務(wù)區(qū)域中。這些PHS基站CS1至CSm構(gòu)成了被稱作小區(qū)，均具有100至500米半徑的無線區(qū)域Z1至Zm。各個(gè)PHS基站CS1至CSm均與一個(gè)具有一個(gè)PHS連接設(shè)備PM的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(此后簡稱為ISDN)INW相連。
各個(gè)移動(dòng)站PS1至PSn通過由上述PHS基站CS1至CSm構(gòu)成的無線區(qū)域Z1至Zm中的一個(gè)無線信道有選擇地被連接到各個(gè)PHS基站CS1至CSm。通過上述或這個(gè)ISDN以及一個(gè)收費(fèi)電話網(wǎng)絡(luò)SNW，各個(gè)移動(dòng)站PS1至PSn被從這些PHS基站CS1至CSm連接到各個(gè)無線電話TEL1至TELk。通過執(zhí)行PHS基站CS1中的連接控制也可以在移動(dòng)站PS1至PS2之間進(jìn)行直接通信。
PHS具有一個(gè)控制中心CC,CC具有一個(gè)數(shù)據(jù)庫，一個(gè)用戶信息管理數(shù)據(jù)庫，等等。通過ISDN和一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò)PNW把涉及上述移動(dòng)站PS1至PSn和PHS基站CS1至CSm的信息收集到這個(gè)控制中心CC中。根據(jù)這個(gè)信息進(jìn)行諸如鑒權(quán)，計(jì)費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)管理等等的服務(wù)管理和控制。
PHS把時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)用作PHS基站CS1至CSm和移動(dòng)站PS1至PSn之間的尋址系統(tǒng)。并且，PHS把時(shí)分雙向多路復(fù)用(TDD:時(shí)分全雙工)系統(tǒng)用作傳輸系統(tǒng)。
例如，如圖2所示，TDMA-TDD系統(tǒng)的一個(gè)幀由一個(gè)前向鏈路和一個(gè)反向鏈路構(gòu)成。在前向鏈路中，對四個(gè)發(fā)送時(shí)隙T1至T4進(jìn)行時(shí)間分割和多路復(fù)用。在反向鏈路中，對四個(gè)接收時(shí)隙R1至R4進(jìn)行時(shí)間分割和多路復(fù)用。一個(gè)幀長度被設(shè)成5ms，并且發(fā)送和接收中的傳輸速度被設(shè)成384kbps。一個(gè)時(shí)隙長度被設(shè)成大約625μsec，并且除了糾錯(cuò)碼之外，單位時(shí)隙中的信息傳輸速度被設(shè)成32kbps，等等。
在各個(gè)移動(dòng)站PS1至PSn的呼出過程中，各個(gè)PHS基站CS1至CSm向PHS基站CS1至CSm的無線區(qū)域Z1至Zm中存在的各個(gè)移動(dòng)站發(fā)送上述TDMA-TDD幀的定時(shí)信息，并且使用各個(gè)移動(dòng)站的發(fā)送/接收定時(shí)與本站的發(fā)送/接收定時(shí)相互同步。在這種狀態(tài)下，一個(gè)幀中的空閑時(shí)隙和一個(gè)空閑無線頻率被分配給各個(gè)移動(dòng)站用作通信信道。之后，通過使用這個(gè)通信信道在各個(gè)PHS基站和各個(gè)移動(dòng)站之間進(jìn)行無線通信。相應(yīng)地，對于各個(gè)PHS基站CS1至CSm，可以進(jìn)行無線通信，使得多個(gè)位于PHS基站CS1至CSm的無線區(qū)域Z1至Zm中的移動(dòng)站以彼此同步的方式進(jìn)行工作，并且相互之間不會(huì)出現(xiàn)沖突。
但是，在PHS中，各個(gè)PHS基站CS1至CSm通常獨(dú)立地產(chǎn)生TDMA幀并且進(jìn)行通信。相應(yīng)地，不在PHS基站CS1至CSm之間進(jìn)行TDMA幀同步。因而，存在一種情況，即多個(gè)無線區(qū)域彼此相鄰的基站之間會(huì)產(chǎn)生干擾。例如，在基站CSa和CSb以圖3所示的定時(shí)進(jìn)行通信期間，在基站CSb的一個(gè)接收時(shí)隙R4中會(huì)接收到相鄰基站CSa的發(fā)送時(shí)隙T1的發(fā)送信號(hào)。因而，在基站CSb的時(shí)隙T4中會(huì)出現(xiàn)干擾。為了避免這種干擾，必須使用不同于產(chǎn)生干擾的時(shí)隙的另一個(gè)時(shí)隙，或者必須把產(chǎn)生上述干擾的時(shí)隙中使用的無線頻率變成另一個(gè)頻率。
但是，在發(fā)送和接收方向上一個(gè)幀中的時(shí)隙只有四個(gè)。因而，在許多情況下改變上述時(shí)隙并不能避免干擾，于是必須改變頻率。類似地，由于PHS基站之間不存在幀同步，最初可用的通信信道就變成不可用的了。結(jié)果，減少了通信信道的利用率。由于這種減少在用戶數(shù)增加的情況下會(huì)提高呼損率，所以這種減少是不期望的。
因而，通常有幾種在PHS基站之間進(jìn)行幀同步的建議。從同步連接的觀點(diǎn)看，這些建議提供的幀同步系統(tǒng)首先被分成固定連接系統(tǒng)和自主連接系統(tǒng)。
A)固定連接系統(tǒng)這種系統(tǒng)是一種從基站中預(yù)先確定出某個(gè)包含用于同步的定時(shí)信號(hào)的基站的系統(tǒng)。由于已知各個(gè)基站的位置，所以可以近似計(jì)算出基站之間的傳播延遲時(shí)間以便簡單地校正延遲時(shí)間。但是，在各個(gè)基站上必須輸入和設(shè)置不同的數(shù)據(jù)。并且，當(dāng)設(shè)立一個(gè)新基站并且改變基站的加入位置時(shí)，有一個(gè)缺陷，即每當(dāng)發(fā)生改變時(shí)必須重新輸入并且重新設(shè)置數(shù)據(jù)。
B)自主連接系統(tǒng)這種系統(tǒng)是一種根據(jù)某個(gè)固定的規(guī)則選擇一個(gè)包含同步定時(shí)信號(hào)的基站的系統(tǒng)。例如，按照高接收電平優(yōu)先的順序選擇四個(gè)基站，并且選擇其平均定時(shí)。在這種系統(tǒng)中，不必在每個(gè)基站中輸入不同的數(shù)據(jù)，并且能夠容易地處理設(shè)立新基站和改變其加入位置的情況。但是，有必要進(jìn)行重復(fù)計(jì)算以便確定定時(shí)，直到實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的同步。另外，它難以確切知道延遲時(shí)間。
從同步層次的觀點(diǎn)看，幀同步系統(tǒng)還被分成互同步系統(tǒng)，主從同步或主從同步與互同步混合的同步系統(tǒng)。
1)互同步系統(tǒng)這種系統(tǒng)是一種在不把主站點(diǎn)安排成同步源的情況下，根據(jù)從一個(gè)相鄰站點(diǎn)接收的信號(hào)確定本站的幀定時(shí)的系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，存在的問題是，由于基站相互影響，需要很多時(shí)間才能達(dá)到同步，并且同步狀態(tài)受延遲時(shí)間的影響。
2)主從同步或主從同步與互同步混合的同步系統(tǒng)這種系統(tǒng)是一種一個(gè)主站被設(shè)成同步源并且所有其它基站(從站)以和主站同步的方式進(jìn)行工作的系統(tǒng)。如果根據(jù)上層基站的定時(shí)通過一個(gè)同步層次結(jié)構(gòu)使所有的基站彼此同步操作，則建立了完美的主從同步。并且，如果所有基站與上層和/或相同級別的層次的站點(diǎn)同步操作，則建立了混合同步。例如，主站具有一個(gè)使用衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)(GPS)的時(shí)間測量系統(tǒng)，并且使用一個(gè)定時(shí)信號(hào)確定一個(gè)幀定界符，其中該定時(shí)信號(hào)是由這個(gè)時(shí)間測量系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)觸發(fā)信號(hào)來獲取的。在這個(gè)系統(tǒng)中，同步是穩(wěn)定的，但在主站被中斷的情況下有必要進(jìn)行測量等等的工作。
在文章中提出了綜合上述兩類系統(tǒng)的同步系統(tǒng)的具體例子。下面會(huì)簡要描述這些不同的同步系統(tǒng)及其問題。
(a)自主連接互同步系統(tǒng)在這種系統(tǒng)中，接收從多個(gè)周圍基站發(fā)送的突發(fā)信號(hào)，并且根據(jù)該突發(fā)信號(hào)的接收電場強(qiáng)度計(jì)算一個(gè)幀/時(shí)隙的上升時(shí)序的加權(quán)平均值。根據(jù)計(jì)算出的值確定本站發(fā)送突發(fā)信號(hào)的定時(shí)并且發(fā)送該定時(shí)。各個(gè)周圍基站也接收多個(gè)突發(fā)信號(hào)并且類似地根據(jù)接收電場強(qiáng)度計(jì)算出加權(quán)平均值，根據(jù)計(jì)算出的加權(quán)平均值確定本站發(fā)送突發(fā)信號(hào)的定時(shí)。重復(fù)上述過程直到在各個(gè)基站中本站的發(fā)送定時(shí)中的誤差收斂到某個(gè)固定范圍內(nèi)。
在“Y.Akaiwa等人“針對TDMA微小區(qū)系統(tǒng)的自主非集中式基站間幀同步”IEEE VTC＇91會(huì)議，pp.257-262,1991年5月”中詳細(xì)描述了這種系統(tǒng)。
在這種系統(tǒng)中，各個(gè)基站自主工作，因而有不需要控制中心的控制的好處。但是，這種系統(tǒng)有下面各種問題。(1)需要一個(gè)專門的，在所有時(shí)間內(nèi)監(jiān)視周圍基站的接收器，因而系統(tǒng)規(guī)模較大并且增加了費(fèi)用。(2)基站之間的幀定時(shí)誤差收斂到一個(gè)固定值所需的時(shí)間隨著基站數(shù)量的增加而增加。(3)直到通過反復(fù)上述過程以達(dá)到所有基站的幀定時(shí)收斂之前難以保持穩(wěn)定。(4)由于校正基站之間距離差導(dǎo)致的傳播延遲發(fā)散所需的校正次數(shù)是一個(gè)固定值，在收斂后不能保證幀定時(shí)精度。
(b)固定連接互同步系統(tǒng)這種系統(tǒng)是一種補(bǔ)償上述自主連接互同步系統(tǒng)的缺陷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本上與自主連接互同步系統(tǒng)相同。但是，在這種系統(tǒng)中，各個(gè)基站不監(jiān)視在本站周圍的其它基站的所有發(fā)送突發(fā)信號(hào)，但只監(jiān)視預(yù)先確定的多個(gè)基站并且進(jìn)行同步。因而預(yù)先把本站周圍的，作為監(jiān)視目標(biāo)的基站的位置座標(biāo)和本站的位置座標(biāo)輸入到各個(gè)基站。各個(gè)基站檢查一個(gè)接收突發(fā)信號(hào)中包含的基站ID號(hào)，根據(jù)其基站的位置座標(biāo)和本基站的位置座標(biāo)計(jì)算出基站之間的距離，并且根據(jù)計(jì)算出的距離值，通過校正傳播延遲時(shí)間來確定出本站的發(fā)送幀定時(shí)。
在“H.kazama等人“TDMA-TDD通信系統(tǒng)基站中的半自主同步”，IEICE Trans.Commun.,Vol.E77-B,PP.862-867,1994年6月”中詳細(xì)描述了這種系統(tǒng)。
在這種系統(tǒng)中，改進(jìn)了傳播延遲時(shí)間的校正精度，使得在收斂后有幀定時(shí)極其精確的好處。但是，這種系統(tǒng)存在著下面各種問題。即，(1)需要一個(gè)專門的，在所有時(shí)間內(nèi)監(jiān)視一個(gè)參與基站的接收器，因而增加了建設(shè)的費(fèi)用。(2)由于在這個(gè)同步系統(tǒng)因區(qū)域供電中斷而受到干擾時(shí)連接路徑會(huì)丟失，所以在收斂穩(wěn)定性方面存在著很困難的問題。(3)有必要預(yù)先向各個(gè)基站提供大量諸如周圍基站的正確位置座標(biāo)的個(gè)體信息，因而難以管理這種信息。
(c)自主連接主從同步系統(tǒng)在這種系統(tǒng)中，預(yù)先確定一個(gè)在建立同步中被作為信源的主基站，和接收這個(gè)主基站的發(fā)送突發(fā)信號(hào)并且根據(jù)這個(gè)突發(fā)信號(hào)進(jìn)行同步的從基站。并且，按層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成從基站組。在同步開始時(shí)，主站被設(shè)成最高層次級別，而從站被設(shè)成最低層次級別。在所接收的信號(hào)中，各個(gè)基站與層次高于其本身的上層站點(diǎn)的信號(hào)同步操作。通過把本站的層次從其上層站點(diǎn)向下降低一層并且重新設(shè)置這個(gè)層次結(jié)構(gòu)，從而自主推動(dòng)這種系統(tǒng)同步。例如，作為最高層站點(diǎn)的主基站根據(jù)來自GPS的高精度時(shí)間信息確定出幀定時(shí)。
在“J.Chang“無線個(gè)人通信中無線端口之間的自主時(shí)間同步”，IEEE Trans.VT,Vol.43,No.1,pp.27-32,1994年2月”中詳細(xì)描述了這種系統(tǒng)。
在這種系統(tǒng)中，沒有必要進(jìn)行互同步，因而存在同步收斂時(shí)間比(a)和(b)的收斂時(shí)間短的好處。但是，這種系統(tǒng)有下面各種問題。即，(1)需要一個(gè)專門的，在所有時(shí)間內(nèi)監(jiān)視周圍基站的接收器，必須隨時(shí)和一個(gè)同步信號(hào)一起發(fā)送本站的層次，因而系統(tǒng)規(guī)模較大并且增加了費(fèi)用。(2)處理實(shí)際使用中的問題的測量(例如，處理因不期望的意外事件而沒有可以發(fā)送信號(hào)的主基站的情況的方法)不精確。(3)當(dāng)層次數(shù)量增加時(shí)，由于傳播延遲時(shí)間中的差錯(cuò)隨著基站之間距離的增加而增加，所以層次的增加是有限制的。(4)由于必須進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，所以同步收斂時(shí)間相對較長。
由于可以得到穩(wěn)定的同步并且不會(huì)受到增加新基站和中斷基站工作的影響，所以在上述基站間幀同步系統(tǒng)中自主連接主從同步系統(tǒng)是最好的。但是，在這種自主連接主從同步系統(tǒng)中，有必要進(jìn)行控制和發(fā)送同步層次直到收斂的操作，因而基站的構(gòu)成變得復(fù)雜了。
在日本專利申請公開號(hào)8-289359中本申請的發(fā)明人提出了一種能夠克服這些缺點(diǎn)的基站間幀同步系統(tǒng)。
但是，在這個(gè)日本專利申請公開號(hào)8-289359的技術(shù)中，各個(gè)基站在一個(gè)幀同步控制周期中產(chǎn)生本站的幀定時(shí)，而這個(gè)控制周期是根據(jù)時(shí)間分割設(shè)置的多個(gè)幀同步控制周期中的任意一個(gè)周期。因而，當(dāng)完全產(chǎn)生一個(gè)上層基站上的幀定時(shí)時(shí)，在下一個(gè)幀同步控制周期開始之前，不會(huì)再產(chǎn)生幀定時(shí)。相應(yīng)地，在所有基站達(dá)到同步之前需要更多的時(shí)間。
如上所述，按傳統(tǒng)方式提出的基站間幀同步系統(tǒng)有各種缺點(diǎn)。
本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)是為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的基站裝置，其中該系統(tǒng)在不使用同步層次控制的情況下，通過自主主從同步能夠簡單地進(jìn)行基站間的幀同步。
本發(fā)明的第二個(gè)目標(biāo)是為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不中斷正在通信的基站的通信工作的情況下可以進(jìn)行幀同步。
本發(fā)明的第三個(gè)目標(biāo)是為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)很少受基站間的傳播延遲和基站內(nèi)的電路延遲的影響。
為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目標(biāo)，本發(fā)明的一個(gè)基站間幀同步系統(tǒng)包括在一個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)分散排列并且被連接到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)基站，其中有至少一個(gè)主基站和多個(gè)從基站；通過一個(gè)時(shí)分雙向多路復(fù)用系統(tǒng)被無線連接到多個(gè)基站的多個(gè)移動(dòng)站，其中主基站包括接收外部提供的高精度時(shí)間信息的時(shí)間信息接收裝置；為時(shí)分多路復(fù)用連接產(chǎn)生參考幀定時(shí)的參考幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，其中參考幀定時(shí)與根據(jù)時(shí)間信息設(shè)置的預(yù)定同步建立定時(shí)相互同步；向位于本站周圍的多個(gè)與參考幀定時(shí)同步的從基站發(fā)送一個(gè)控制信道信號(hào)的第一控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，其中從基站包括控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置，其中從來自主基站或其它從基站的一個(gè)控制信道信號(hào)的第一個(gè)接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期；本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置設(shè)置的控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收到來自主基站或一個(gè)其它從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)，并且當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自主基站或其它從基站中多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)；第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，在控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束之后該裝置發(fā)送與本站幀定時(shí)同步的各個(gè)控制信道信號(hào)?；狙b置分散排列在一個(gè)服務(wù)區(qū)域中并且被用作通過時(shí)分雙向多路復(fù)用系統(tǒng)與多個(gè)移動(dòng)站無線連接的多個(gè)基站中的一個(gè)從基站，基于本發(fā)明的基站裝置包括控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置，其中從來自其它基站的一個(gè)控制信道信號(hào)的第一個(gè)接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期；本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收到來自一個(gè)其它基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)，并且當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自其它基站中多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的一個(gè)接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)；控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，在控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束之后該裝置發(fā)送與本站幀定時(shí)同步的各個(gè)控制信道信號(hào)。
在上述各個(gè)從基站中，當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生與多個(gè)幀定時(shí)中具有最超前相位的幀定時(shí)同步的本站幀定時(shí)。在這種系統(tǒng)中，在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)，當(dāng)接收到分別來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生的多個(gè)幀定時(shí)中具有最超前相位的幀定時(shí)被識(shí)別成一個(gè)周期中的第一幀定時(shí)，其中在一個(gè)幀間隔上設(shè)置該周期，該幀間隔是從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始的，而該時(shí)間點(diǎn)從控制信道信號(hào)的第一接收時(shí)間點(diǎn)偏移了大約半個(gè)時(shí)間間隔。
在上述各個(gè)從基站中，對于一個(gè)在從多個(gè)基站接收控制信道信號(hào)時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)的不同系統(tǒng)，當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)中具有最大接收電平的接收定時(shí)產(chǎn)生與本站幀定時(shí)。并且，也可以通過一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成這個(gè)不同的系統(tǒng)，其中每當(dāng)接收多個(gè)控制信道信號(hào)時(shí)，計(jì)算出所接收的多個(gè)控制信道信號(hào)的接收電平平均值，選擇一個(gè)接收電平平均值等于或大于一個(gè)預(yù)定值的控制信道信號(hào)并且根據(jù)接收定時(shí)的平均值產(chǎn)生本站的幀定時(shí)。
為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目標(biāo)，本發(fā)明的基站裝置只在一個(gè)幀同步控制周期的所有時(shí)間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)接收，以便完成至少本站的幀定時(shí)產(chǎn)生，其中上述周期從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，而該時(shí)間點(diǎn)與主站的預(yù)定同步建立定時(shí)幾乎相同。從一個(gè)控制信道信號(hào)的第一接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期，該信號(hào)在上述幀同步控制周期內(nèi)來自于其它基站。當(dāng)在這個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收到來自上述其它基站中的一個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)。當(dāng)在上述控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自上述其它基站中的多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，還根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)。各個(gè)控制信道信號(hào)被發(fā)送到本站周圍的與所產(chǎn)生的本站幀定時(shí)同步的其它基站。
對于這個(gè)裝置，根據(jù)主基站中的高精度時(shí)間信息產(chǎn)生參考幀定時(shí)，并且控制信道信號(hào)被發(fā)送到周圍的與這個(gè)參考幀定時(shí)同步的從基站。與此相反，各個(gè)從基站只在幀同步控制周期的所有時(shí)間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)接收，以便完成至少本站的幀定時(shí)產(chǎn)生，其中上述周期從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，而該時(shí)間點(diǎn)與預(yù)定同步建立定時(shí)幾乎相同。根據(jù)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)來自其它基站的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)，該周期是從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始的預(yù)定周期，在這個(gè)幀同步控制周期內(nèi)首先在該時(shí)間點(diǎn)上接收來自上述其它基站的控制信道信號(hào)?？刂菩诺佬盘?hào)還被發(fā)送到周圍的與所產(chǎn)生的本站幀定時(shí)同步的從基站。即，根據(jù)到主基站的距離幀同步的一個(gè)域被拓寬到周圍的從基站。
因而，進(jìn)行幀同步操作以便減少同步所需的時(shí)間，該操作使用一個(gè)不需要積分(integrative)運(yùn)算的自主連接主從同步系統(tǒng)。
并且，每24小時(shí)間隔進(jìn)行主基站中的參考幀定時(shí)產(chǎn)生操作和各個(gè)從基站中的幀同步控制操作。因而，沒有必要隨時(shí)接收來自一個(gè)上層基站的，用于幀同步的控制信道信號(hào)。相應(yīng)地，不需要專門的，用于幀同步的接收器，因而壓縮了基站的結(jié)構(gòu)并且減少了建設(shè)的費(fèi)用。并且，沒有必要隨時(shí)控制本站的層次并隨時(shí)發(fā)送這個(gè)層次和一個(gè)控制信號(hào)，因而相應(yīng)簡化了控制。
為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目標(biāo)，提供本發(fā)明的基站間幀同步系統(tǒng)，當(dāng)在相同于普通幀同步控制周期的時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信時(shí)，在從基站中，幀同步系統(tǒng)還包括在基站和移動(dòng)站之間的通信結(jié)束后設(shè)置幀同步控制周期的幀同步起始擴(kuò)展裝置。
相應(yīng)地，當(dāng)幀同步控制周期的起始被延遲時(shí)，期望第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置把表明是否進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信的信息，或表明是否適合用作幀同步控制的參考的信息加到控制信道信號(hào)中，并且具有該信息的控制信道信號(hào)被發(fā)送到其它從基站。
當(dāng)幀同步控制周期的起始被延遲時(shí)，期望本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置只根據(jù)未加入表明進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信的信息，或禁止成為幀同步控制的參考的信息的控制信道信號(hào)產(chǎn)生出本站幀定時(shí)。并且，幀同步系統(tǒng)還包括在至少一個(gè)幀同步控制周期內(nèi)禁止接收一個(gè)對話連接請求的對話連接請求禁止裝置。
對于這樣的裝置，當(dāng)在通信期間啟動(dòng)普通幀同步控制周期時(shí)，優(yōu)先進(jìn)行通信并且在通信結(jié)束后進(jìn)行幀同步。因而，沒有立即中斷通信的缺點(diǎn)。并且，幀同步控制起始的擴(kuò)展信息被包含在來自正進(jìn)行通信的一個(gè)從基站的控制信道信號(hào)內(nèi)，因而幀同步控制的起始得到擴(kuò)展。接著從這個(gè)從基站發(fā)送該信息。因而，可以從用于幀同步的信號(hào)中除去上述控制信道信號(hào)，即表明沒有幀同步被結(jié)束的信息的信號(hào)。這樣，可以隨時(shí)在正確的定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)。
為了實(shí)現(xiàn)第三個(gè)目標(biāo)，本發(fā)明的基站間幀同步系統(tǒng)在一個(gè)從基站的第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置中具有定時(shí)調(diào)整裝置。在這個(gè)定時(shí)調(diào)整裝置中，根據(jù)推測的延遲信息動(dòng)態(tài)設(shè)置控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)。
定時(shí)調(diào)整裝置動(dòng)態(tài)設(shè)置發(fā)送定時(shí)，使得一個(gè)總時(shí)間基本上是一個(gè)幀周期的整數(shù)倍，其中這個(gè)總時(shí)間包括從一個(gè)基站向本站發(fā)送控制信道信號(hào)的推測傳播延遲時(shí)間，從這個(gè)控制信道信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)開始到檢測到這個(gè)控制信道信號(hào)表明的幀定時(shí)之間所需的檢測時(shí)間，從幀定時(shí)的檢測時(shí)間點(diǎn)到產(chǎn)生本站幀定時(shí)之間所需的產(chǎn)生時(shí)間，和直到控制信道信號(hào)以同步于產(chǎn)生的本站幀定時(shí)的方式被發(fā)送出去所需的發(fā)送時(shí)間。
在這種情況下，在各個(gè)從基站中傳播延遲時(shí)間被固定設(shè)置成0或一個(gè)預(yù)定值。否則，傳播延遲時(shí)間被設(shè)成不確定的。定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)接收的控制信道信號(hào)的接收電平推測用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。并且，可以使用一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)用于產(chǎn)生幀定時(shí)的控制信道信號(hào)的接收電平，從該控制信道中發(fā)送方基站發(fā)送的表明發(fā)送電平的信息，或每當(dāng)接收用于產(chǎn)生幀定時(shí)的控制信道信號(hào)時(shí)相應(yīng)存儲(chǔ)在這個(gè)基站的當(dāng)前發(fā)送電平信息中的發(fā)送電平信息推測出控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。當(dāng)只根據(jù)控制信道信號(hào)的接收電平推測出控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間時(shí)，控制信道信號(hào)的發(fā)送電平被設(shè)成與主基站和從基站的發(fā)送電平相同。并且，定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)接收的控制信道信號(hào)的接收電平，和該控制信道信號(hào)中表明發(fā)送方基站的發(fā)送電平的信息，推測出用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間，而發(fā)送電平信息存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)表明各個(gè)基站中的控制信道信號(hào)發(fā)送電平的發(fā)送電平信息，其中在用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)中，定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)控制信道信號(hào)中來自發(fā)送方基站的發(fā)送方基站識(shí)別信息，通過存儲(chǔ)在發(fā)送電平信息存儲(chǔ)裝置中的發(fā)送電平信息判斷出接收的控制信道信號(hào)的接收電平，并且根據(jù)發(fā)送電平和接收電平推測出控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。
對于這樣的裝置，定時(shí)調(diào)整裝置被安排在各個(gè)從基站的第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置中，并且由這個(gè)定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)推測的延遲信息動(dòng)態(tài)設(shè)置控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)。因而，可以在具有高精度的基站間傳播延遲和基站內(nèi)電路延遲的情況下進(jìn)行幀同步。
如上所述，本發(fā)明的基站間幀同步系統(tǒng)具有至少一個(gè)主基站和多個(gè)排列在這個(gè)主基站周圍的從基站。在主基站中，在一個(gè)根據(jù)外部接收的高精度時(shí)間信息間斷設(shè)置的預(yù)定同步設(shè)置時(shí)間上產(chǎn)生用于時(shí)分雙向多路復(fù)用的參考幀定時(shí)。預(yù)定控制信道信號(hào)被發(fā)送到本站周圍的，與所產(chǎn)生的參考幀定時(shí)同步的上述從基站。并且，在各個(gè)從基站中，在一個(gè)幀同步控制周期的所有時(shí)間內(nèi)只進(jìn)行信號(hào)接收以便完全產(chǎn)生至少本站的幀定時(shí)，上述控制周期從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，而該時(shí)間點(diǎn)幾乎與主基站的上述同步建立時(shí)間相同。在上述幀同步控制周期內(nèi)從來自上述主基站或其它從基站的控制信道信號(hào)的第一接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期。當(dāng)在這個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收來自上述主基站或一個(gè)其它從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)。當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)分別接收來自上述主基站或其它從基站中的從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這些控制信道信號(hào)中的一個(gè)接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)。以和產(chǎn)生的本站幀定時(shí)同步的方式發(fā)送各個(gè)控制信道信號(hào)。
在本發(fā)明的基站裝置中，在一個(gè)幀同步控制周期的所有時(shí)間內(nèi)只進(jìn)行信號(hào)接收以便完全產(chǎn)生至少本站的幀定時(shí)，上述控制周期從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，而該時(shí)間點(diǎn)幾乎與主基站的預(yù)定同步建立時(shí)間相同。在上述幀同步控制周期內(nèi)從來自其它基站的控制信道信號(hào)的第一接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期。當(dāng)在這個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收來自一個(gè)其它基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)。當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)分別接收來自其它基站中的多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這些控制信道信號(hào)中的一個(gè)接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)。以和產(chǎn)生的本站幀定時(shí)同步的方式發(fā)送各個(gè)控制信道信號(hào)。
相應(yīng)地，可以為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的基站裝置，其中該系統(tǒng)在不使用同步層次控制的情況下，通過自主主從同步能夠簡單地進(jìn)行基站間的幀同步。
并且，在本發(fā)明的基站間幀同步系統(tǒng)中，當(dāng)在相同于一個(gè)從基站的普通幀同步控制周期的時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信時(shí)，在基站和移動(dòng)站之間的通信結(jié)束后建立從基站的幀同步控制周期。相應(yīng)地，可以為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不中斷正在通信的基站的通信工作的情況下可以進(jìn)行幀同步。
并且，在本發(fā)明的基站間幀同步系統(tǒng)中，定時(shí)調(diào)整裝置被安排在一個(gè)從基站的第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置中。在這個(gè)定時(shí)調(diào)整裝置中根據(jù)推測的延遲信息動(dòng)態(tài)設(shè)置控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)。相應(yīng)地，可以為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供一種基站間幀同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)很少受基站間的傳播延遲和基站內(nèi)的電路延遲的影響。
圖1是說明一個(gè)PHS基本結(jié)構(gòu)的簡圖2是說明TDMA-TDD系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖例；圖3是用于說明傳統(tǒng)PHS系統(tǒng)的問題的圖例；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站排列結(jié)構(gòu)的圖例；圖5是說明圖4的系統(tǒng)中的一個(gè)主基站的結(jié)構(gòu)的電路模塊圖；圖6是說明圖4的系統(tǒng)中的一個(gè)從基站的結(jié)構(gòu)的電路模塊圖；圖7是說明圖4的系統(tǒng)中的基站之間的幀同步操作的時(shí)序圖；圖8是說明控制信道信號(hào)的發(fā)送操作的一個(gè)例子的時(shí)序圖；圖9是說明選擇一個(gè)幀單元中可見的，在最早的定時(shí)到達(dá)的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)的處理的時(shí)序圖；圖10是說明圖6的基站中的延遲時(shí)間校正功能的時(shí)序圖。
下面將參照


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖4是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站平面布局圖。
在圖4中，該系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域被分成小服務(wù)區(qū)域G1,G2,…。一個(gè)主站CS1,CS2,…，和許多從基站CS100,CS200,…，被排列在各個(gè)小服務(wù)區(qū)域G1,G2,…中。主站CS1,CS2,…，的排列位置幾乎被設(shè)置在小服務(wù)區(qū)域G1,G2,…的中心部分中。
上述主基站CS1,CS2,…，和相應(yīng)的從基站CS100,CS200,…，構(gòu)成均具有大約100至500m半徑的無線區(qū)域。在這些基站和這些無線區(qū)域中未示出的移動(dòng)站之間進(jìn)行使用TDMA-TDD系統(tǒng)的無線傳輸。上述基站均通過一個(gè)ISDN用戶線路與未示出的，作為一個(gè)數(shù)字公用網(wǎng)絡(luò)的ISDN相連，并且還通過這個(gè)ISDN與這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)未示出的控制中心相連?？刂浦行膶儆谠撓到y(tǒng)的移動(dòng)站進(jìn)行諸如登記，鑒權(quán)，計(jì)費(fèi)處理等等的管理和控制。
當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)針對商業(yè)場所的系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)基站通過一個(gè)數(shù)字分機(jī)與一個(gè)數(shù)字專用交換機(jī)相連。
上述主基站CS1,CS2,…，和從基站CS100,CS200,…，分別構(gòu)成如下。
圖5是說明這些基站中的主基站CS1,CS2,…，的電路結(jié)構(gòu)的模塊圖。各個(gè)主基站CS1,CS2,…，均由一個(gè)發(fā)送/接收部分10，一個(gè)控制部分30，和一個(gè)參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40構(gòu)成。
例如，發(fā)送/接收部分10具有兩個(gè)進(jìn)行空間分集的天線11a,11b。一個(gè)天線轉(zhuǎn)換器12選擇天線11a,11b接收的來自移動(dòng)站的無線調(diào)制波信號(hào)，并且接著通過一個(gè)發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換器13把信號(hào)輸入到接收電路14。在接收電路14中，把上述無線調(diào)制波信號(hào)與對應(yīng)于頻率合成器15產(chǎn)生的一個(gè)無線信道的本振信號(hào)混合并且被轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)。接收的中頻信號(hào)被解調(diào)器16解調(diào)并且接著在一個(gè)時(shí)分多路復(fù)用/分解電路17中被分解成每個(gè)時(shí)隙。一個(gè)解碼電路18對這個(gè)分解的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)解碼處理和語音解碼處理，以便把再生成的語音數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)ISDN線路上。
與此相反，一個(gè)編碼電路19對從ISDN線路發(fā)送的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理和語音編碼處理，并且把數(shù)據(jù)輸入到時(shí)分多路復(fù)用/分解電路17。在這個(gè)時(shí)分多路復(fù)用/分解電路17中，對語音數(shù)據(jù)和另一個(gè)信道的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)隙多路復(fù)用。這些多路復(fù)用傳輸數(shù)據(jù)被輸入到一個(gè)調(diào)制器20，在調(diào)制器20中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字調(diào)制信號(hào)并且被輸入到一個(gè)發(fā)送電路21。在發(fā)送電路21中，把上述數(shù)字調(diào)制信號(hào)與對應(yīng)于頻率合成器15產(chǎn)生的無線信道的本振信號(hào)混合并且頻率轉(zhuǎn)換成無線調(diào)制波信號(hào)。通過發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換器13和天線轉(zhuǎn)換器12把這個(gè)無線調(diào)制波信號(hào)提供給天線11a,11b,并且從天線11a,11b被發(fā)送到移動(dòng)站。
參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40接收從一個(gè)系統(tǒng)發(fā)送的時(shí)間信息，該系統(tǒng)是諸如衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)(GPS)的、能夠以高精度獲取時(shí)間信息的系統(tǒng)。參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40根據(jù)這個(gè)接收時(shí)間信息在一個(gè)預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)幀定時(shí)信號(hào)作為參考。因而，這個(gè)參考幀定時(shí)信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)間被設(shè)在一個(gè)主基站中提供最低通信傳輸量的時(shí)區(qū)內(nèi)。例如，有選擇地把這個(gè)產(chǎn)生時(shí)間設(shè)在早晨2點(diǎn)。即，參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40每天在到達(dá)2點(diǎn)時(shí)刷新并產(chǎn)生幀定時(shí)。
控制部分30具有一個(gè)時(shí)鐘/控制電路31，一個(gè)時(shí)鐘同步抽取電路32，一個(gè)定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生電路33和一個(gè)幀定時(shí)檢測/控制電路34。時(shí)鐘/控制電路31從控制中心和移動(dòng)站接收一個(gè)控制信號(hào)，并且控制整個(gè)一個(gè)基站的操作。時(shí)鐘/控制電路31還具有在一個(gè)預(yù)定周期從控制中心接收時(shí)間信息并且根據(jù)這個(gè)時(shí)間信息進(jìn)行定時(shí)操作的功能。上述時(shí)間信息被用來設(shè)置同步建立周期，并且不需要上述參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40用于產(chǎn)生參考幀定時(shí)信號(hào)的高精度時(shí)間信息中的高精度。相應(yīng)地，從控制中心通過ISDN到達(dá)基站的延遲時(shí)間不會(huì)產(chǎn)生問題。
例如，時(shí)鐘同步抽取電路32由一個(gè)PLL電路構(gòu)成并且產(chǎn)生與通過ISDN線路從ISDN發(fā)送的信號(hào)時(shí)鐘同步的時(shí)鐘頻率。此時(shí)，從ISDN發(fā)送到相應(yīng)ISDN線路的時(shí)鐘頻率被加以同步，使得所有基站可以在相同的時(shí)鐘頻率下工作。
幀定時(shí)檢測/控制電路34使參考幀定時(shí)與上述參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40產(chǎn)生的參考幀定時(shí)信號(hào)同步。
定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生電路33與上述時(shí)鐘同步抽取電路32抽取的時(shí)鐘同步，并且產(chǎn)生一個(gè)與上述幀定時(shí)檢測/控制電路34產(chǎn)生的參考幀定時(shí)同步的主基站內(nèi)部工作時(shí)鐘。
當(dāng)在上述幀定時(shí)檢測/控制電路34中設(shè)置參考幀定時(shí)時(shí)，各個(gè)主基站CS1,CS2,…，在時(shí)鐘/控制電路31的控制下，在與上述參考幀定時(shí)同步的定時(shí)上，向周圍從基站發(fā)送一個(gè)控制信道信號(hào)。
圖6是說明從基站CS100,CS200,…的電路結(jié)構(gòu)的模塊圖。在圖6中，用相同的標(biāo)號(hào)表示與圖5中相同的部分，并且在下面的描述中省略了對相同部分的詳細(xì)描述。
各個(gè)從基站CS100,CS200,…，均具有一個(gè)發(fā)送/接收部分10和一個(gè)控制部分50。控制部分50具有一個(gè)時(shí)鐘/控制電路51，一個(gè)時(shí)鐘同步抽取電路52，一個(gè)定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生電路53和一個(gè)幀定時(shí)檢測/控制電路54。
與上述各個(gè)主基站CS1,CS2,…，的時(shí)鐘/控制電路31類似，時(shí)鐘/控制電路31從控制中心和移動(dòng)站接收一個(gè)控制信號(hào)，并且控制整個(gè)一個(gè)基站的操作。時(shí)鐘/控制電路31還在一個(gè)預(yù)定周期從控制中心接收時(shí)間信息并且根據(jù)這個(gè)時(shí)間信息進(jìn)行定時(shí)操作，并且把從早晨2點(diǎn)開始的一個(gè)固定周期設(shè)置成幀同步控制周期。并且，時(shí)鐘/控制電路51具有對話連接請求接收禁止功能，用于禁止接收在幀同步控制周期內(nèi)產(chǎn)生的對話連接請求并且防止在幀同步控制周期內(nèi)開始進(jìn)行通信。
與上述各個(gè)主基站CS1,CS2,…，的時(shí)鐘同步抽取電路32類似，時(shí)鐘同步抽取電路52通過使用一個(gè)PLL電路產(chǎn)生一個(gè)與通過ISDN線路從一個(gè)ISDN發(fā)送的信號(hào)時(shí)鐘同步的時(shí)鐘頻率。
幀定時(shí)檢測/控制電路54具有一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置功能和一個(gè)本站幀定時(shí)設(shè)置功能。
因而，在控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置功能中，在早晨2點(diǎn)幀同步控制周期開始后，在首先接收到從另一個(gè)基站CS發(fā)送的一個(gè)控制信道信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)上開始控制信道信號(hào)觀察周期。例如，如圖7所示，這個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期的時(shí)間長度被設(shè)成大于控制信道信號(hào)的發(fā)送周期(例如100ms)(例如，控制信道信號(hào)發(fā)送周期的幾倍至幾十倍)。
在本站的幀定時(shí)設(shè)置功能中，根據(jù)控制信道信號(hào)觀察周期中的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)。在這種情況下，當(dāng)接收來自多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，從這些控制信道信號(hào)中選擇一個(gè)控制信道信號(hào)并且根據(jù)這個(gè)選擇的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)設(shè)置本站幀定時(shí)。
與各個(gè)主基站CS1,CS2,…，的定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生電路33類似，定時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生電路53與上述時(shí)鐘同步抽取電路52抽取的時(shí)鐘同步，并且產(chǎn)生一個(gè)與上述幀定時(shí)檢測/控制電路54產(chǎn)生的參考幀定時(shí)同步的從基站內(nèi)部工作時(shí)鐘。
并且，時(shí)鐘/控制電路51具有一個(gè)設(shè)置幀定時(shí)的控制信道信號(hào)發(fā)送控制功能。在這個(gè)發(fā)送控制功能中，當(dāng)在上述幀定時(shí)檢測/控制電路54中設(shè)置本站幀定時(shí)時(shí)，在與這個(gè)本站幀定時(shí)同步的定時(shí)上向周圍從基站發(fā)送設(shè)置幀定時(shí)的控制信道信號(hào)。這個(gè)控制信道信號(hào)的發(fā)送控制功能具體由一個(gè)控制信道信號(hào)產(chǎn)生功能功能和一個(gè)發(fā)送定時(shí)調(diào)整功能構(gòu)成。在控制信道信號(hào)產(chǎn)生功能中，以包含本站ID和說明該站點(diǎn)是否進(jìn)行通信的信息的預(yù)定格式產(chǎn)生控制信道信號(hào)。在發(fā)送定時(shí)調(diào)整功能中，把這個(gè)控制信道信號(hào)產(chǎn)生功能產(chǎn)生的控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)調(diào)整到最優(yōu)定時(shí)，其中基站之間的傳播延遲和基站內(nèi)部的電路處理延遲是最優(yōu)的。
下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)。下面的解釋以圖4所示的小服務(wù)區(qū)域G1,G2,…，中的一個(gè)小服務(wù)區(qū)域G1為例。圖7至10是說明這個(gè)基站間幀同步系統(tǒng)的操作的時(shí)序圖。
首先，在一個(gè)主基站CS1中，當(dāng)從一個(gè)GPS發(fā)送的高精度時(shí)間信息所說明的同步建立時(shí)間是早晨2點(diǎn)時(shí)，如圖7(a)所示在參考幀定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備40中產(chǎn)生一個(gè)參考幀定時(shí)信號(hào)。這樣，在幀定時(shí)檢測/控制電路34中根據(jù)上述參考幀定時(shí)信號(hào)把主基站CS1中的一個(gè)幀設(shè)成圖7(b)所示的那樣。例如，如圖7(c)所示，在與該幀同步的定時(shí)產(chǎn)生一個(gè)控制信道信號(hào)并且發(fā)送到周圍的從基站CS100,CS200,…。
例如，如圖8所示，這個(gè)控制信道信號(hào)的發(fā)送周期被設(shè)置成20個(gè)幀，即100ms的周期。并且，如圖8所示，說明一個(gè)基站編號(hào)的一個(gè)CS-ID信號(hào)和一個(gè)附加位被包含在控制信道信號(hào)中。
與此相反，當(dāng)在時(shí)鐘/控制電路51中設(shè)置成上述同步建立時(shí)間的當(dāng)前時(shí)間是早晨2點(diǎn)時(shí)，在各個(gè)從基站CS100,CS200,…，中開始一個(gè)幀同步控制周期。當(dāng)幀同步控制周期開始時(shí)，各個(gè)從基站CS100,CS200,…，被設(shè)置到在包含一個(gè)TDMA幀的前向鏈路的所有周期中只進(jìn)行信號(hào)接收的模式。在這個(gè)幀同步控制周期中，同步從主基站CS1擴(kuò)展到周圍的從基站。這個(gè)幀同步控制周期包含一個(gè)從主基站開始直到同步到達(dá)一個(gè)最遠(yuǎn)基站的周期。但是，這個(gè)周期可以從同步被終止的各基站順序終止。
現(xiàn)在假定主基站CS1的一個(gè)無線區(qū)域被設(shè)成圖4的G10。在這種情況下，在位于上述無線區(qū)域G10中的各個(gè)從基站CS100至CS104中接收從主基站CS1發(fā)送的，用于設(shè)置幀定時(shí)的一個(gè)控制信道信號(hào)。
當(dāng)在幀同步控制周期開始后首先接收一個(gè)具有固定或更高電平的控制信道信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘/控制電路51在各個(gè)從基站CS100至CS104中設(shè)置一個(gè)從這個(gè)定時(shí)到控制信道信號(hào)的一個(gè)觀察周期的固定周期，并且存儲(chǔ)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)。這里，控制信道信號(hào)的觀察周期被設(shè)成大于控制信道信號(hào)的發(fā)送間隔(100ms)。
當(dāng)控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束時(shí)，幀定時(shí)檢測/控制電路54選擇一個(gè)合適的，存儲(chǔ)到時(shí)鐘/控制電路51的定時(shí)。幀定時(shí)檢測/控制電路54校正本站幀定時(shí)，使得本站幀定時(shí)與選擇的定時(shí)同步。幀定時(shí)檢測/控制電路54接著進(jìn)行一個(gè)幀同步操作。當(dāng)進(jìn)行完幀同步操作時(shí)，釋放所有的接收模式并且以和設(shè)置的幀定時(shí)同步的方式發(fā)送控制信道信號(hào)。此時(shí)，以隨機(jī)方式設(shè)置各個(gè)從基站CS100至CS104中的屬于20幀周期內(nèi)的幀的控制信道信號(hào)。因而，無線線路中各個(gè)從基站中的控制信道信號(hào)沖突概率較低。當(dāng)控制信道信號(hào)彼此沖突時(shí)，在一個(gè)相應(yīng)基站中重新設(shè)置控制信道信號(hào)。
當(dāng)上述從基站CS100至CS104發(fā)送控制信道信號(hào)時(shí)，在其它從基站中接收這些控制信道信號(hào)，而這些從基站被排列在從基站CS100至CS104的無線區(qū)域中。例如，如圖4所示，從基站CS101的一個(gè)無線區(qū)域G11中的各個(gè)從基站CS110至CS112接收來自從基站CS101的控制信道信號(hào)。類似地，從基站CS104的一個(gè)無線區(qū)域G12中的各個(gè)從基站CS105至CS107接收來自從基站CS104的控制信道信號(hào)。
在這些從基站CS110至CS112和CS105至CS107中，在幀同步控制周期開始后首先接收來自各個(gè)從基站CS100至CS104的控制信道信號(hào)。接著，通過類似于從基站CS100至CS104的操作進(jìn)行幀同步并接收控制信道信號(hào)。
當(dāng)從基站CS110至CS112和CS105至CS107發(fā)送控制信道信號(hào)時(shí)，在其它的從基站中分別接收這些控制信道信號(hào)，這些從基站被排列在從基站CS110至CS112和CS105至CS107的無線區(qū)域中。例如，如圖4所示，在從基站CS111的無線區(qū)域G13中的各個(gè)從基站CS113,CS114接收來自從基站CS111的控制信道信號(hào)。
類似地，來自一個(gè)從基站的控制信道信號(hào)被順序發(fā)送到比這個(gè)從基站距離更遠(yuǎn)的從基站，并且以同步于所接收的控制信道信號(hào)的方式進(jìn)行幀同步。
也就是說，在各個(gè)從基站中，根據(jù)到達(dá)各個(gè)主基站CS1,CS2,…的距離自主設(shè)置本站的層次。這樣，由自主連接主從同步系統(tǒng)完成了幀同步操作。
如果進(jìn)行了上層基站的幀同步并且接收了來自這個(gè)基站的控制信道信號(hào)，則各個(gè)從基站立即開始幀同步操作。相應(yīng)地，與日本專利申請公開號(hào)8-289359相比，可以更有效地進(jìn)行幀同步操作并且縮短了所有基站完成幀同步所需的時(shí)間。
在這個(gè)實(shí)施例的幀同步系統(tǒng)中，當(dāng)完成上述幀同步建立操作時(shí)，進(jìn)行下面各種特征控制。首先說明當(dāng)接收到來自多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)本站的幀同步建立功能。
例如，在位于主基站CS1的無線區(qū)域G10的從基站CS103,CS104中只接收主基站CS1的控制信道信號(hào)(分別導(dǎo)致發(fā)送延遲τ13,τ14)。因而，如圖7(g)和7(k)所示，只能采取一種幀定時(shí)。相應(yīng)地，如圖7(e)和7(i)所示，在從基站CS103,CS104中，本站的幀定時(shí)與基于主基站控制信道信號(hào)的接收幀定時(shí)同步。
但是，如圖7(h)和7(l)所示，當(dāng)從基站CS103,CS104開始發(fā)送控制信道信號(hào)時(shí)，離從基站CS103,CS104相對較近的位置上的一個(gè)從基站CS107接收從上述從基站CS103,CS104發(fā)送的控制信道信號(hào)(分別導(dǎo)致發(fā)送延遲τ37,τ47)。相應(yīng)地，如圖7(o)所示，可以采取兩種幀定時(shí)。因而，從基站CS107檢測接收的各個(gè)控制信道信號(hào)的接收電平并且選擇一個(gè)具有較高接收電平的控制信道信號(hào)。根據(jù)所選擇的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)設(shè)置本站的幀定時(shí)，并且按照與這個(gè)幀定時(shí)同步的定時(shí)發(fā)送控制信道信號(hào)。例如，如圖7(m)所示，如果在從基站CS107中檢測到從基站CS103的控制信道信號(hào)的接收電平較高，則從基站CS107校正本站的幀定時(shí)，使得本站的這個(gè)幀定時(shí)與從基站CS103的控制信道信號(hào)接收定時(shí)同步。并且，如圖7(p)所示，從基站CS107以同步于本站的校正幀定時(shí)的方式發(fā)送控制信道信號(hào)。
在接收到多個(gè)控制信道信號(hào)時(shí)，一個(gè)計(jì)算各個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)的平均值并且根據(jù)該平均值設(shè)置本站幀定時(shí)的方法，和一個(gè)計(jì)算接收電平的加權(quán)平均值的方法被認(rèn)為是另一個(gè)本站幀定時(shí)設(shè)置功能。
并且，有一個(gè)選擇具有最短距離的同步路徑的方法。即該方法選擇一個(gè)同步路徑，其中信號(hào)以在一個(gè)幀單元中可見的最短定時(shí)到達(dá)。
下面參照圖9描述該方法。如上所述，從基站CS103的控制信道信號(hào)被延遲了如圖9(a)和圖9(b)所示的一段發(fā)送延遲τ37并且被從基站CS107接收。從基站CS104的控制信道信號(hào)被延遲了如圖9(c)和圖9(d)所示的一段發(fā)送延遲τ47并且被從基站CS107接收。
在圖9的例子中，較早接收到從基站CS104來的控制信道信號(hào)。但是，當(dāng)在重復(fù)的幀單元中出現(xiàn)這些控制信道信號(hào)時(shí)，如圖9(f)所示的那樣提供這些控制信道信號(hào)。在這種情況下，難以根據(jù)從基站CS107的一個(gè)幀定界符判定哪個(gè)控制信道信號(hào)夾在一個(gè)幀中首先到達(dá)。但是，當(dāng)傳遞幀同步直到彼此同步的信號(hào)路徑之間的差值為1km時(shí)，這些控制信道信號(hào)之間的定時(shí)差大約為3.3μs。相應(yīng)地，從一個(gè)幀間隔(5ms)的角度看，從基站CS103的控制信道信號(hào)和從基站CS104的控制信道信號(hào)之間的接收定時(shí)差值足夠地小。因而，可以說把各個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)設(shè)置到幀中一個(gè)短時(shí)間內(nèi)的收集狀態(tài)(gathering state)上。
因而，收集狀態(tài)上的接收定時(shí)中最早的接收定時(shí)被設(shè)置成具有到主基站CS1幀定時(shí)的最小延遲的定時(shí)，以便在該定時(shí)中進(jìn)行同步。如圖9(g)所示，作為一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的例子，具有和幀間隔相同的間隔(5ms)，并且被從控制信道信號(hào)觀察周期的開始時(shí)間點(diǎn)偏移了半個(gè)幀的定時(shí)被設(shè)置成定時(shí)測量的定界符。當(dāng)控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束時(shí)，選擇在該定界符中能夠被判定具有最早定時(shí)的定時(shí)并且把該定時(shí)設(shè)成本站的幀定時(shí)。
期望把用于定時(shí)測量的定界符從接收定時(shí)的收集狀態(tài)上的一個(gè)持續(xù)周期的中心偏移半個(gè)幀。但是，與幀間隔相比，接收定時(shí)的收集狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間足夠地短。相應(yīng)地，沒有可以嚴(yán)格設(shè)置成半個(gè)幀長的從收集狀態(tài)持續(xù)周期的中心開始的偏移量。因而，這個(gè)偏移量可以被近似地設(shè)成半個(gè)幀長。如上所述，可以用控制信道信號(hào)觀察周期的開始時(shí)間點(diǎn)，即被當(dāng)作一個(gè)參考的第一控制信道信號(hào)接收時(shí)間點(diǎn)來確定定界符。
下面描述校正基站之間的控制信道信號(hào)傳播延遲和基站內(nèi)產(chǎn)生的電路操作延遲的功能。圖10是說明該功能的時(shí)序圖。
現(xiàn)在考慮根據(jù)另一個(gè)基站CSa的控制信道信號(hào)進(jìn)行基站CSb的幀同步。在這種情況下，從天線端觀察，基站CSa的控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)如圖10(a)所示。在傳播期間這個(gè)信號(hào)被延遲了D2并且按照圖10(b)的定時(shí)到達(dá)基站CSb的天線端。這個(gè)信號(hào)經(jīng)過接收電路14，解調(diào)器16等等，并且被輸入到幀定時(shí)檢測/控制電路54。在這個(gè)幀定時(shí)檢測/控制電路54中，按照圖10(c)的定時(shí)把這個(gè)信號(hào)檢測成幀定時(shí)。從在天線端接收該信號(hào)開始到檢測出幀定時(shí)的時(shí)間D3是接收端的延遲時(shí)間。
從幀定時(shí)檢測到一個(gè)幀定時(shí)信號(hào)的產(chǎn)生之間的時(shí)間偏移被設(shè)成D4。這個(gè)時(shí)間偏移D4是相對于下面描述的延遲時(shí)間調(diào)整值而言的。例如，一個(gè)幀間隔被設(shè)成5ms。根據(jù)圖10(d)所示的本站幀同步定時(shí)按照圖10(e)的定時(shí)產(chǎn)生控制信道信號(hào)。相應(yīng)地，從圖10(c)到圖10(e)的時(shí)間是D4+5ms×i。這里，i是一個(gè)整數(shù)。發(fā)送端的延遲時(shí)間D5是直到這個(gè)控制信道信號(hào)碼按照圖10(f)所示的定時(shí)，從天線11a,11b一端通過調(diào)制器20，發(fā)送電路21等等被發(fā)送到空中所需的時(shí)間。這里，以和圖10(d)所示的幀定時(shí)同步的方式產(chǎn)生控制信道信號(hào)。但是，如果需要時(shí)間來產(chǎn)生這個(gè)控制信道信號(hào)，則這個(gè)時(shí)間被加到延遲時(shí)間D5上以作為發(fā)送端的延遲時(shí)間。
考慮到幀同步，期望把圖10(a)和10(b)所示的信號(hào)相位設(shè)置成相同的相位。即期望把這些控制信道信號(hào)之間的產(chǎn)生時(shí)間差設(shè)置成幀周期5 ms的整數(shù)倍。即足以把(D2+D3+D4+D5)設(shè)成5ms的整數(shù)倍。D4是一個(gè)調(diào)整值而D2,D3和D5是大大小于幀周期的時(shí)間。因而，實(shí)際上足以把上述時(shí)間和設(shè)成5ms。相應(yīng)地，調(diào)整時(shí)間D4=5ms-D2-D3-D5。
這里，D3和D5是根據(jù)基站電路的設(shè)計(jì)或?qū)嶋H測量已知的值。D2是基站之間的傳播延遲并且根據(jù)其距離和狀態(tài)的不同而具有不同的值。但是，D2通常有幾個(gè)μs。相應(yīng)地，即使在忽略D2并且D2被假定為0的情況下也不會(huì)使幀同步系統(tǒng)顯著惡化。
但是，當(dāng)不期望使幀同步系統(tǒng)惡化時(shí)，假定一個(gè)平均延遲時(shí)間并且可以把該時(shí)間提供成一個(gè)固定值。如果可以分別推測基站之間的傳播延遲時(shí)間，則可以有效地使用這個(gè)推測值。
即在一個(gè)基站中，以和本站幀定時(shí)同步的方式產(chǎn)生控制信道碼并且把該控制信道碼當(dāng)作控制信道信號(hào)從一個(gè)天線發(fā)送出去。從產(chǎn)生到發(fā)送之間的發(fā)送端延遲時(shí)間是已知的。從在天線上接收控制信道信號(hào)到檢測出幀定時(shí)之間的接收端延遲時(shí)間也是已知的。并且推測基站之間的傳播延遲時(shí)間。從檢測幀定時(shí)到產(chǎn)生一個(gè)幀定時(shí)信號(hào)之間的調(diào)整時(shí)間被設(shè)成一個(gè)值，其中通過從一個(gè)幀周期時(shí)間中減去發(fā)送端延遲時(shí)間，接收端延遲時(shí)間和假定或推測的基站間傳播延遲時(shí)間可以提供這個(gè)值。這樣，可以更精確地設(shè)置基站之間的幀定時(shí)。
下面描述推測上述傳播延遲時(shí)間的具體例子。
已知有幾個(gè)說明空中傳播的阻尼特性的模型。例如，有一個(gè)已知的模型，其中一個(gè)阻尼量和普通城市空間中的距離的3.5次冪成比例。在另一個(gè)模型中，在某個(gè)距離以內(nèi)，阻尼量和距離的3次冪成比例，并且在這個(gè)距離或更遠(yuǎn)的距離上阻尼量和距離的4次冪成比例。在任何模型中，通過一個(gè)距離M的函數(shù)可以推測出一個(gè)衰減值Q。即衰減值Q可以被表示如下。
Q=f(M)相應(yīng)地，如果現(xiàn)在把某個(gè)基站CSk的控制信道信號(hào)的發(fā)送功率設(shè)成PTk，并且在另一個(gè)基站CSm中把這個(gè)控制信道信號(hào)的接收功率檢測成PRm,k，則通過QKm=PTk/PRm,k來計(jì)算這兩個(gè)基站CSk和CSm之間的衰減值Q。
在這種情況下，衰減效應(yīng)大大改變了接收功率。相應(yīng)地，有必要從一個(gè)基站CS接收多個(gè)控制信道信號(hào)并且把這些控制信道信號(hào)的接收電平最大值設(shè)成PRm,k。這樣，如果使用上述距離和衰減值之間的關(guān)系的逆函數(shù)f-1()，則可以通過下面的方式計(jì)算基站CSk和CSm之間的距離Mkm。
Mkm=f-1(Qkm)即，由于距離和傳播延遲被設(shè)成等比例關(guān)系，則在已知一個(gè)參與基站的發(fā)送功率和到達(dá)本站的接收功率的情況下，可以推測基站之間的傳播延遲Dkm。通常認(rèn)為建筑物反射產(chǎn)生的多通路效應(yīng)使衰減值和距離之間的關(guān)系偏離了上述公式。但是，基站被排列在相對可見的位置上，并且在使用小衰減值，即最大接收電平的情況下有較大的概率發(fā)送直射電波。相應(yīng)地，可以推測出一個(gè)相對正確的傳播延遲量。
由于所有基站的發(fā)送功率通常彼此相等，在已知接收功率的情況下可以推測出延遲量。對于這個(gè)延遲量，通過接收來自幀定時(shí)檢測/控制電路54的，表明接收電平的信號(hào)可以計(jì)算出傳播延遲時(shí)間。例如，在幀定時(shí)檢測/控制電路54中設(shè)置一個(gè)表明接收電平和傳播延遲時(shí)間之間關(guān)系的存儲(chǔ)器表。
當(dāng)基站的發(fā)送功率彼此不等時(shí)，把一個(gè)直接表明發(fā)送功率的信號(hào)或一個(gè)間接表明諸如劃分發(fā)送功率等級值的發(fā)送功率的信號(hào)當(dāng)作控制信道信號(hào)內(nèi)容的一部分插入到一個(gè)附加位上。這樣，在接收端可獲知一個(gè)正確的衰減值，因而可以推測出傳播延遲時(shí)間。
當(dāng)在控制信道信號(hào)中沒有發(fā)送表明發(fā)送功率的信號(hào)時(shí)，如果在基站中提供了表明相鄰基站數(shù)量和發(fā)送電平的表格，則通過控制信道信號(hào)中表明發(fā)送方基站的一個(gè)信號(hào)CS-ID可以知道發(fā)送電平。這樣，可以更精確地進(jìn)行基站之間的幀同步。
在推測各個(gè)情況下的傳播延遲時(shí)間的方法中，選擇具有最大接收電平的接收控制信道信號(hào)的定時(shí)比選擇最早定時(shí)和使用圖9所說明的定時(shí)更好。
現(xiàn)在，說明如何處理在幀同步控制周期內(nèi)存在一個(gè)正在通信，即對話或發(fā)送數(shù)據(jù)的基站的情況。如上所述，幀同步控制周期被設(shè)在午夜，這時(shí)通信傳輸量非常低。但是，不能說在幀同步控制周期內(nèi)沒有通信。當(dāng)在幀同步控制周期內(nèi)進(jìn)行通信時(shí)，非常不期望強(qiáng)制中斷這種正在進(jìn)行的通信。但是，由于各個(gè)周圍從基站把幀定時(shí)的相位確定到從這個(gè)進(jìn)行通信的基站發(fā)送的控制信道信號(hào)的幀定時(shí)的相位上，所以不期望該基站繼續(xù)通信。
因而，在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)一個(gè)基站進(jìn)行通信時(shí)，一個(gè)表明正在通信的“正在通信模式”被設(shè)置到控制信道信號(hào)中的一個(gè)附加位上，并且發(fā)送這個(gè)控制信道信號(hào)。當(dāng)在正進(jìn)行通信的各個(gè)基站中開始普通幀同步控制周期時(shí)，或者當(dāng)在普通幀同步控制周期內(nèi)開始通信時(shí)，中斷幀定時(shí)檢測/控制電路54的幀定時(shí)設(shè)置操作，保持當(dāng)前的本站幀定時(shí)并繼續(xù)進(jìn)行通信。當(dāng)通信結(jié)束時(shí)，釋放上述“正在通信模式”并且設(shè)置一個(gè)新的幀同步控制周期。接著操作幀定時(shí)檢測/控制電路54，以便通過從一個(gè)周圍基站接收控制信道信號(hào)來執(zhí)行設(shè)置本站幀定時(shí)的控制，其中幀同步控制已經(jīng)結(jié)束。
與此相反，在幀同步控制周期內(nèi)，在幀定時(shí)檢測/控制電路54中，一個(gè)與正進(jìn)行通信的基站相鄰的基站根據(jù)接收的控制信道信號(hào)的狀態(tài)決定是否從正進(jìn)行通信的基站發(fā)送所接收的控制信道信號(hào)。當(dāng)決定基站不進(jìn)行通信時(shí)，從幀同步控制中去掉這個(gè)控制信道信號(hào)。相應(yīng)地，當(dāng)進(jìn)行通信的基站位于基站周圍時(shí)，在不對進(jìn)行通信的基站產(chǎn)生任何影響的情況下可以進(jìn)行普通幀同步。
可以構(gòu)造幀同步系統(tǒng)，使得在幀同步控制周期內(nèi)不從一個(gè)移動(dòng)站，另一個(gè)基站，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)等等接收新的通信連接請求。在這種情況下，在幀同步控制周期內(nèi)不進(jìn)行新的通信，但在不中斷通信的情況下可以通過通信控制有效地進(jìn)行幀同步控制。當(dāng)以這種方式拒絕接收新的通信請求時(shí)，由于幀同步控制周期只有幾秒那么短并且?guī)娇刂票辉O(shè)置在小通信傳輸周期內(nèi)，所以對通信的影響很小。在時(shí)鐘/控制電路51中進(jìn)行上述控制。
也可以構(gòu)造幀同步系統(tǒng)，使得在幀同步控制周期內(nèi)允許進(jìn)行對話，盡管這種系統(tǒng)變得稍微復(fù)雜一些。在這種情況下，控制信道和一個(gè)對話信道被設(shè)置到不同的信道上，并且設(shè)置一個(gè)區(qū)分控制信道信號(hào)的標(biāo)志以便同時(shí)接收和發(fā)送控制信道信號(hào)并且進(jìn)行對話。也可以構(gòu)造幀同步系統(tǒng)，使得在對話結(jié)束同時(shí)通過幀同步控制信號(hào)進(jìn)行幀同步。
可以通過下述方式使用該標(biāo)志。上面描述了如何把表示正進(jìn)行通信的標(biāo)志設(shè)置到正進(jìn)行通信的基站的控制信道信號(hào)上，該標(biāo)志的一個(gè)目標(biāo)是指示從幀同步控制的定時(shí)參考中去掉控制信道信號(hào)。因而，通過把標(biāo)志的含義從“正在通信”改成“定時(shí)參考禁止”可以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例。
當(dāng)幀同步控制周期開始時(shí)，所有基站在一個(gè)“定時(shí)參考禁止”的標(biāo)志條件下開始操作，不管是否正在通信。不在進(jìn)行通信的基站被設(shè)置在全部接收模式，因而不發(fā)送控制信道信號(hào)。正在通信的基站輸出具有“定時(shí)參考禁止”標(biāo)志的控制信道信號(hào)。結(jié)束幀同步控制的基站關(guān)閉“定時(shí)參考禁止”標(biāo)志并且發(fā)送控制信道信號(hào)。
另一方面，當(dāng)在終止幀同步控制之前接收到通信請求時(shí)，則一次性終止全部接收模式并且可以允許進(jìn)行通信。此時(shí)，控制信道信號(hào)被保持在“定時(shí)參考禁止”狀態(tài)上。接著，在終止通信后模式再次返回到全部接收模式，并且操作可以返回到進(jìn)行幀同步控制的操作。
本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例。例如，在上述實(shí)施例中PHS也作為一個(gè)例子被說明。但是本發(fā)明也可以被應(yīng)用于諸如數(shù)字個(gè)人手持電話系統(tǒng)的另一個(gè)TDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明也被有效地應(yīng)用于多址系統(tǒng)是除TDMA系統(tǒng)之外的諸如CDMA和FDMA系統(tǒng)的系統(tǒng)的情況。這是由于在基站之間需要進(jìn)行幀同步，以便在一個(gè)TDD系統(tǒng)被用于上行和下行傳輸?shù)那闆r下，不會(huì)使另一個(gè)基站的發(fā)送信號(hào)對本站的接收信號(hào)產(chǎn)生影響。
并且，在上述實(shí)施例中，一個(gè)與基站相連的通信網(wǎng)絡(luò)被設(shè)成諸如ISDN的有線通信網(wǎng)絡(luò)，但也可以被設(shè)成使用無線傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。
并且，在不偏離本發(fā)明的特性的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以被體現(xiàn)在各種修改之中。
權(quán)利要求
1移動(dòng)通信系統(tǒng)中的一個(gè)基站間幀同步系統(tǒng)，其中包括在一個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)分散排列并且被連接到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)基站，其中有至少一個(gè)主基站和多個(gè)從基站；通過一個(gè)時(shí)分雙向多路復(fù)用系統(tǒng)被無線連接到上述多個(gè)基站的多個(gè)移動(dòng)站，其中上述主基站包括接收外部提供的高精度時(shí)間信息的時(shí)間信息接收裝置；為上述時(shí)分多路復(fù)用連接產(chǎn)生參考幀定時(shí)的參考幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，其中參考幀定時(shí)與根據(jù)時(shí)間信息設(shè)置的預(yù)定同步建立定時(shí)相互同步；向上述位于本站周圍的多個(gè)與參考幀定時(shí)同步的從基站發(fā)送一個(gè)控制信道信號(hào)的第一控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，其中上述從基站包括控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置，其中從一個(gè)控制信道信號(hào)的第一個(gè)接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期，而上述控制信道信號(hào)在上述幀同步控制周期內(nèi)來自上述主基站或其它從基站；本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，當(dāng)在上述控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置設(shè)置的控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收到來自上述主基站或一個(gè)其它從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)，并且當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自上述主基站或其它從基站中多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)；第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，在上述控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束之后該裝置發(fā)送與上述本站幀定時(shí)同步的各個(gè)控制信道信號(hào)。
2如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生與多個(gè)幀定時(shí)中具有最超前相位的幀定時(shí)同步的本站幀定時(shí)。
3如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)，當(dāng)接收到分別來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，根據(jù)這些控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生的多個(gè)幀定時(shí)中具有最超前相位的幀定時(shí)被識(shí)別成一個(gè)周期中的第一幀定時(shí)，其中在一個(gè)幀間隔上設(shè)置該周期，該幀間隔是從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始的，而該時(shí)間點(diǎn)從控制信道信號(hào)的第一接收時(shí)間點(diǎn)偏移了大約半個(gè)時(shí)間間隔。
4如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中當(dāng)在控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自主基站或其它從基站中的多個(gè)從基站的控制信道信號(hào)時(shí)，本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)中具有最大接收電平的接收定時(shí)產(chǎn)生本站幀定時(shí)。
5如權(quán)利要求1,2或4中任何一個(gè)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中當(dāng)在幾乎相同于普通幀同步控制周期起始的時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信時(shí)，幀同步系統(tǒng)還包括在基站和移動(dòng)站之間的通信結(jié)束后設(shè)置幀同步控制周期的幀同步起始擴(kuò)展裝置。
6如權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置把表明是否進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信的信息，或表明是否適合用作幀同步控制的參考的信息加到控制信道信號(hào)中。
7如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置只根據(jù)未加入表明進(jìn)行基站和移動(dòng)站之間的通信的信息，或禁止成為幀同步控制的參考的信息的控制信道信號(hào)產(chǎn)生出本站幀定時(shí)。
8如權(quán)利要求1,2或4中任何一個(gè)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中幀同步系統(tǒng)還包括在至少一個(gè)幀同步控制周期內(nèi)禁止接收一個(gè)對話連接請求的對話連接請求禁止裝置。
9如權(quán)利要求1,2或4中任何一個(gè)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置包括產(chǎn)生與本站幀定時(shí)同步的控制信道信號(hào)的控制信道信號(hào)產(chǎn)生裝置；根據(jù)推測的延遲信息動(dòng)態(tài)設(shè)置上述控制信道信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的控制信道信號(hào)的發(fā)送定時(shí)的定時(shí)調(diào)整裝置。
10如權(quán)利要求9所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述定時(shí)調(diào)整裝置動(dòng)態(tài)或固定地設(shè)置上述發(fā)送定時(shí)，使得一個(gè)總時(shí)間基本上是一個(gè)幀周期的整數(shù)倍，其中這個(gè)總時(shí)間包括從一個(gè)基站向本站發(fā)送控制信道信號(hào)的推測傳播延遲時(shí)間，從這個(gè)控制信道信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)開始到檢測到這個(gè)控制信道信號(hào)表明的幀定時(shí)之間所需的檢測時(shí)間，從幀定時(shí)的檢測時(shí)間點(diǎn)到產(chǎn)生本站幀定時(shí)之間所需的產(chǎn)生時(shí)間，和直到控制信道信號(hào)以同步于產(chǎn)生的本站幀定時(shí)的方式被發(fā)送出去所需的發(fā)送時(shí)間。
11如權(quán)利要求10所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中在各個(gè)從基站中上述傳播延遲時(shí)間被固定設(shè)置成0或一個(gè)預(yù)定值。
12如權(quán)利要求10所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)接收的控制信道信號(hào)的接收電平推測用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。
13如權(quán)利要求12所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中控制信道信號(hào)的發(fā)送電平被設(shè)成與主基站和從基站的發(fā)送電平相同。
14如權(quán)利要求10所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中上述定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)接收的控制信道信號(hào)的接收電平，和該控制信道信號(hào)中表明發(fā)送方基站的發(fā)送電平的信息，推測出用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。
15如權(quán)利要求10所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)，其中還包括發(fā)送電平信息存儲(chǔ)裝置，該裝置存儲(chǔ)表明上述多個(gè)基站中的控制信道信號(hào)發(fā)送電平的發(fā)送電平信息，其中在用于產(chǎn)生本站幀定時(shí)的控制信道信號(hào)中，上述定時(shí)調(diào)整裝置根據(jù)上述控制信道信號(hào)中來自發(fā)送方基站的發(fā)送方基站識(shí)別信息，通過存儲(chǔ)在發(fā)送電平信息存儲(chǔ)裝置中的發(fā)送電平信息判斷出接收的控制信道信號(hào)的接收電平，并且根據(jù)上述發(fā)送電平和接收電平推測出控制信道信號(hào)的傳播延遲時(shí)間。
16分散排列在一個(gè)服務(wù)區(qū)域中并且被用作通過時(shí)分雙向多路復(fù)用系統(tǒng)與多個(gè)移動(dòng)站無線連接的多個(gè)基站中的一個(gè)從基站的基站裝置，該基站裝置包括控制信道信號(hào)觀察周期設(shè)置裝置，其中從來自其它基站的一個(gè)控制信道信號(hào)的第一個(gè)接收時(shí)間點(diǎn)開始的一個(gè)預(yù)定周期被設(shè)成一個(gè)控制信道信號(hào)觀察周期；本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置，當(dāng)在上述控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)只接收到來自一個(gè)上述其它基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這個(gè)控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)，并且當(dāng)在上述控制信道信號(hào)觀察周期內(nèi)接收到分別來自上述其它基站中多個(gè)基站的控制信道信號(hào)時(shí)，該裝置根據(jù)這些控制信道信號(hào)的一個(gè)接收定時(shí)產(chǎn)生本站的幀定時(shí)；控制信道信號(hào)發(fā)送裝置，在上述控制信道信號(hào)觀察周期結(jié)束之后該裝置發(fā)送與本站幀定時(shí)同步的各個(gè)控制信道信號(hào)。
全文摘要
一個(gè)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站間幀同步系統(tǒng)包括至少一個(gè)主基站和多個(gè)從基站。主基站被提供了接收外部提供的高精度時(shí)間信息的時(shí)間信息接收裝置,根據(jù)時(shí)間信息產(chǎn)生一個(gè)參考幀定時(shí)的參考幀定時(shí)產(chǎn)生裝置,以和參考幀定時(shí)同步的方式向從基站發(fā)送一個(gè)控制信道信號(hào)的第一控制信道信號(hào)發(fā)送裝置。各個(gè)從基站被提供了根據(jù)來自主基站和其它從基站的控制信道信號(hào)的接收定時(shí)產(chǎn)生一個(gè)本站幀定時(shí)的本站幀定時(shí)產(chǎn)生裝置,以和本站幀定時(shí)同步的方式發(fā)送一個(gè)控制信道信號(hào)的第二控制信道信號(hào)發(fā)送裝置。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1214821SQ97193280
公開日1999年4月21日 申請日期1997年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者矢幡明樹, 三島克彥, 辻村論 申請人:株式會(huì)社東芝