專利名稱：發(fā)送到基站的分組式無(wú)線電信號(hào)的時(shí)間同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從分組源發(fā)送到無(wú)線電基站的分組式無(wú)線電信號(hào)的同步。
在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，正常情況下單個(gè)基站與一個(gè)特定移動(dòng)站交換信號(hào)。隨著此移動(dòng)站的移動(dòng)，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)站被“切換”到另一個(gè)基站時(shí)，不同的基站針對(duì)此移動(dòng)執(zhí)行信號(hào)的發(fā)送和接收功能。這種方法被應(yīng)用在模擬無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)中，但是在使用CDMA(碼分多址)無(wú)線鏈路的地方，這種方法將要被修改。CDMA的特點(diǎn)使得多個(gè)基站能夠向一個(gè)特定移動(dòng)站發(fā)送信號(hào)和從一個(gè)特定移動(dòng)站接收信號(hào)，有一種方式被稱為軟切換，它能使這種情形平滑地轉(zhuǎn)變?yōu)橹挥幸粋€(gè)單獨(dú)的基站與該移動(dòng)站通信的情形。當(dāng)幾個(gè)基站接收到這些信號(hào)時(shí)，使用一個(gè)幀選擇器來(lái)選取從該移動(dòng)站接收到的最佳信號(hào)。如果該移動(dòng)站正在通過(guò)丘陵地區(qū)或有許多高大建筑物的地區(qū)，那么最強(qiáng)的信號(hào)被頻繁地從一個(gè)基站轉(zhuǎn)到另一個(gè)基站。如果該移動(dòng)站從最大極限范圍內(nèi)的幾個(gè)基站中的每個(gè)基站接收同一個(gè)數(shù)字幀，那么該移動(dòng)站也執(zhí)行選取最強(qiáng)信號(hào)和確認(rèn)該信號(hào)為最終使用的信號(hào)的功能。
無(wú)論何時(shí)向一個(gè)特定移動(dòng)站增加一個(gè)提供呼叫服務(wù)的附加基站，由于該后續(xù)的附加的基站必須同已經(jīng)提供呼叫服務(wù)的其它基站同步，由此產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題。一些工具可用來(lái)提供同步的功能，但是這些工具無(wú)法被有效地集成到一個(gè)設(shè)計(jì)方案中。這些工具如下1.每個(gè)基站從用于導(dǎo)航目的的一組衛(wèi)星單元接收精確的時(shí)間。使用基站的天線能夠很容易地檢測(cè)來(lái)自于這些衛(wèi)星的信號(hào)。
2.移動(dòng)交換中心向每個(gè)被發(fā)送到基站的幀發(fā)送一個(gè)序列號(hào)。這些幀被以20毫秒的間隔發(fā)送，并按照實(shí)現(xiàn)的間隔時(shí)間到達(dá)基站；該間隔時(shí)間比移動(dòng)站所能容忍的時(shí)間要長(zhǎng)些。
本發(fā)明解決了上述問(wèn)題，并對(duì)以前的技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，其方法是根據(jù)所接收到的一個(gè)特定序列號(hào)的分組，基站計(jì)算出該特定序列號(hào)的分組被要求到達(dá)的時(shí)間，以便該分組能夠被在該序列號(hào)指定的時(shí)間按照從衛(wèi)星輸入所獲得的時(shí)間發(fā)送；使用這個(gè)計(jì)算出來(lái)的時(shí)間和實(shí)際被接收到的時(shí)間，基站計(jì)算出兩者之間的偏差，并將該偏差的指示發(fā)送給移動(dòng)交換中心或其它分組源；根據(jù)接收到的這個(gè)指示，移動(dòng)交換中心按照此偏差設(shè)法提前或延遲這些分組的發(fā)送。如果必要的話，發(fā)送給其它基站的分組可能不得不被延遲20毫秒的間隔時(shí)間或者更多的間隔時(shí)間。使用本方法的優(yōu)點(diǎn)是所有基站基本上是同時(shí)地發(fā)送同一個(gè)CDMA幀，即使從移動(dòng)交換中心向基站發(fā)送這些信號(hào)的時(shí)間是完全不同的。


圖1描述了同時(shí)地向一個(gè)特定移動(dòng)單元發(fā)送信號(hào)以及從一個(gè)特定移動(dòng)單元接收信號(hào)的擁有三個(gè)基站的蜂窩系統(tǒng)。
圖2和圖4是對(duì)移動(dòng)交換中心向基站發(fā)送分組時(shí)所使用的偏差進(jìn)行調(diào)整的流程圖；和圖3是一個(gè)定時(shí)圖，描述了基站和分組源之間的同步處理。
圖1是一個(gè)在基站和移動(dòng)站之間使用CDMA發(fā)送及在移動(dòng)交換中心和基站之間使用分組發(fā)送的蜂窩系統(tǒng)的圖示方框圖。MSC1是控制呼叫的移動(dòng)交換中心。本標(biāo)準(zhǔn)即臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)634、修訂版A(IS634A)要求該分組在與分組序列號(hào)相應(yīng)的正確時(shí)間上發(fā)送；該序列號(hào)是每隔16個(gè)分組重復(fù)循環(huán)的一個(gè)4比特?cái)?shù)。當(dāng)分組源與無(wú)線電發(fā)射機(jī)相距很遠(yuǎn)時(shí)，必須要求移動(dòng)交換中心或其它分組源與接收該分組的基站保持同步。而且，對(duì)于2個(gè)或超過(guò)2個(gè)的基站正在向一個(gè)移動(dòng)站發(fā)送同一個(gè)分組的這種情況，即軟切換的情況，重要的是第一個(gè)基站被保持同步，以便使必須同時(shí)地發(fā)送的后續(xù)附加的基站在沒(méi)有額外信號(hào)中斷情況下也能夠被保持同步。
圖2顯示了使原始附加基站同步的過(guò)程。MSC向基站發(fā)送包含某序列號(hào)的分組(動(dòng)作框201)。該基站接收此分組(動(dòng)作框203)。然后，針對(duì)該序列號(hào)的分組的發(fā)送，為了在CDMA系統(tǒng)時(shí)間發(fā)送該分組，基站根據(jù)CDMA系統(tǒng)時(shí)間(從衛(wèi)星信號(hào)獲得的)計(jì)算出該分組的到達(dá)的時(shí)間，并減去已被收到的序列號(hào)的分組應(yīng)當(dāng)已被接收的時(shí)間(動(dòng)作框205)。然后基站向移動(dòng)交換中心發(fā)送計(jì)算所得的結(jié)果，即偏差(動(dòng)作框207)。移動(dòng)交換中心調(diào)整該序列號(hào)和發(fā)送時(shí)間以匹配所要求的偏差(動(dòng)作框209)。然后，MSC在已被調(diào)整的發(fā)送時(shí)間發(fā)送已被調(diào)整了的序列號(hào)的下一個(gè)分組(動(dòng)作框211)。
圖3描述了定時(shí)問(wèn)題和分組到達(dá)時(shí)間誤差(PATE)的計(jì)算。左邊是基站的時(shí)間線。寬的短劃線是基站中所接收到的來(lái)自衛(wèi)星系統(tǒng)的時(shí)間刻度。每個(gè)這樣的刻度與特定的實(shí)際的時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)。在基站的時(shí)間坐標(biāo)的左邊是半刻度線，表明每個(gè)分組的被要求的到達(dá)時(shí)間，以便該分組能夠在被要求的時(shí)間被無(wú)線電發(fā)送。因此，標(biāo)有“序列號(hào)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)為K”的虛線箭頭的左端終止在基站時(shí)間線的某個(gè)時(shí)刻，以表明由大小寫的序列號(hào)所標(biāo)識(shí)的分組應(yīng)該已經(jīng)被接收的時(shí)間，以便該分組能夠在正確的時(shí)間被發(fā)送到移動(dòng)站。
右邊垂直線表示在移動(dòng)交換中心的時(shí)間。寬的刻度標(biāo)志表示移動(dòng)交換中心的重復(fù)時(shí)鐘時(shí)間。在圖2中，小寫的序列號(hào)表示初始的、預(yù)同步的分組的分組號(hào)，而大寫的序列號(hào)表示已被同步了的分組的序列號(hào)。在時(shí)間線的左邊是短刻度標(biāo)志表示特定的分組在同步之前將被發(fā)送的時(shí)間。因此，被標(biāo)識(shí)為“k”的左邊的半刻度標(biāo)志表示序列號(hào)為“k”的原始分組被發(fā)送給基站的時(shí)間。
時(shí)間線右邊的短刻度標(biāo)志表示在進(jìn)行PATE調(diào)整后到達(dá)的已被修正了的偏差。利用該已被修正了的偏差，MSC在某個(gè)時(shí)間發(fā)送每個(gè)分組，以便基站在正確的時(shí)間接收該分組。在特定的例子中，MSC在K+2分組所被要求的到達(dá)的時(shí)間和K+3分組所被要求的到達(dá)的時(shí)間之間的某個(gè)時(shí)刻發(fā)送序列號(hào)為k的分組?；居?jì)算出序列號(hào)為“k”的分組的實(shí)際的到達(dá)時(shí)間和序列號(hào)為“K”的分組所被要求或被期望的到達(dá)時(shí)間之間的偏差。該差值即是PATE。然后，基站將PATE之值發(fā)送回給MSC，而MSC根據(jù)PATE的調(diào)整值調(diào)整其偏差。MSC完成此偏差的調(diào)整后，便根據(jù)時(shí)間線右邊的半刻度標(biāo)志發(fā)送這些分組，而不是根據(jù)該MSC的時(shí)間線左邊的半刻度標(biāo)志發(fā)送這些分組。因此，如圖中連接MSC和基站時(shí)間的底端箭頭所示，MSC在正確的到達(dá)時(shí)間向基站發(fā)送序列號(hào)為K+6的分組。
圖4說(shuō)明對(duì)一個(gè)呼叫附加一個(gè)支線(leg)的過(guò)程。這是為了實(shí)現(xiàn)所謂的切換所必須的過(guò)程，即移動(dòng)站正在從2個(gè)或更多的基站接收信號(hào)時(shí)進(jìn)行的切換。新的基站要求在MSC給現(xiàn)有的呼叫附加一個(gè)支線(動(dòng)作框401)。按照這些標(biāo)準(zhǔn)MSC在同時(shí)給所有的基站發(fā)送分組(動(dòng)作框403)。新的基站計(jì)算出實(shí)際的時(shí)間與被期望的時(shí)間之間的差值，并將此結(jié)果發(fā)送給MSC(動(dòng)作框405)。如果新的基站要求一個(gè)較早時(shí)間的幀，那么MSC利用此結(jié)果調(diào)整發(fā)送時(shí)間并可能將序列號(hào)調(diào)整得較高(動(dòng)作框407)。MSC在新的時(shí)間向所有的基站發(fā)送已被調(diào)整了的序列號(hào)的下一個(gè)分組(動(dòng)作框409)。如果序列號(hào)已被調(diào)整，那么原始基站將接收到被標(biāo)志為較晚發(fā)送的幀，并將其立刻發(fā)送，同時(shí)對(duì)下一個(gè)間隔的分組進(jìn)行緩沖(動(dòng)作框411)。
在碼分多址(CDMA)無(wú)線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)中，提供了多個(gè)支線(leg)的軟切換。在此所描述的方法適合于使用類似于IS634A標(biāo)準(zhǔn)的其它分組式無(wú)線系統(tǒng)，因?yàn)橛羞@樣一個(gè)要求分組源要與無(wú)線電發(fā)射機(jī)相距很遠(yuǎn)，而且分組源規(guī)定了分組的廣播發(fā)送時(shí)間。當(dāng)軟切換被數(shù)字無(wú)線電技術(shù)所支持時(shí)，它僅要求在不同的基站之間的同步。
以上描述僅是申請(qǐng)人的發(fā)明的一個(gè)首選實(shí)施例。許多其它的方法在不違背本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠由該領(lǐng)域中那些一般技術(shù)人員所獲得。因此，本發(fā)明僅由后附的權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.對(duì)在分組式無(wú)線鏈路中發(fā)送的分組的定時(shí)進(jìn)行調(diào)整的方法，包括步驟從分組的一個(gè)周期序列的源發(fā)送帶有用于第一個(gè)分組的近似發(fā)送時(shí)間的指示符的上述第一個(gè)分組；在一個(gè)無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)，計(jì)算上述第一個(gè)分組的實(shí)際的接收的時(shí)間和被期望的接收的時(shí)間之間的偏差以便在上述近似指定的時(shí)間發(fā)送所述第一分組；向上述分組源發(fā)送上述偏差；調(diào)整指定的發(fā)送時(shí)間和來(lái)自上述分組源的發(fā)送的時(shí)間的指示符以符合上述偏差；從而后續(xù)分組在某個(gè)時(shí)間被從上述源來(lái)發(fā)送，以便它們針對(duì)指定的發(fā)送的時(shí)間，在被要求的到達(dá)的時(shí)間在上述無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)被接收。
2.權(quán)利要求1的方法，其中計(jì)算偏差的步驟包括檢測(cè)用來(lái)確定上述指定的發(fā)送的時(shí)間的時(shí)間信號(hào)的步驟。
3.權(quán)利要求2的方法，其中上述時(shí)間信號(hào)是從全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)中接收的。
4.權(quán)利要求1的方法，近而包括步驟識(shí)別出為發(fā)送上述分組而添加一個(gè)附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)的要求；向上述附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)發(fā)送帶有第二個(gè)分組的第二個(gè)近似的發(fā)送時(shí)間的指示符的上述第二個(gè)分組；在上述附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)，計(jì)算出上述第二分組的實(shí)際的接收的時(shí)間和被要求的接收的時(shí)間之間的偏差以便在上述第二個(gè)近似的指定的時(shí)間發(fā)送上述第二個(gè)分組；向上述分組源發(fā)送上述第二個(gè)偏差；計(jì)算出指定的發(fā)送時(shí)間和來(lái)自上述分組源的發(fā)送的時(shí)間的一個(gè)候選的新的指示符，以符合上述第二種偏差的要求；將上述候選的新的指示符與上述指示符進(jìn)行比較；選擇上述指示符和上述候選的新的指示符的任意一個(gè)，向要求最早發(fā)送的無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)發(fā)送分組，以便能夠在上述被要求的時(shí)間到達(dá)該無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)。
5.一種針對(duì)在分組式無(wú)線電鏈路中發(fā)送的分組的定時(shí)進(jìn)行調(diào)整的裝置，包括從分組的一個(gè)周期序列的源發(fā)送帶有第一個(gè)分組的近似的指定的發(fā)送時(shí)間的指示符的所述第一個(gè)分組的裝置；在無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)，計(jì)算出上述第一個(gè)分組的實(shí)際的接收的時(shí)間和被要求的接收的時(shí)間之間的偏差以便在上述近似的指定的時(shí)間發(fā)送上述第一分組；向從上述分組源發(fā)送的上述裝置發(fā)送被計(jì)算出來(lái)的偏差的裝置；對(duì)指定的發(fā)送時(shí)間的指示符和來(lái)自后續(xù)分組的上述源的發(fā)送的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，以符合上述偏差的要求的裝置；從而后續(xù)分組被在某個(gè)時(shí)間從上述源來(lái)發(fā)送，以便它們針對(duì)指定的發(fā)送的時(shí)間，在被要求的到達(dá)的時(shí)間能夠被上述無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)接收。
6.權(quán)利要求5的裝置，近而包括檢測(cè)用來(lái)確定上述指定的發(fā)送的時(shí)間的時(shí)間信號(hào)的裝置。
7.權(quán)利要求6的裝置，其中檢測(cè)時(shí)間信號(hào)的上述裝置包括檢測(cè)從一個(gè)全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)所獲得的時(shí)間信號(hào)的裝置。
8.權(quán)利要求5的裝置，近而包括識(shí)別出為發(fā)送上述分組而添加一個(gè)附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)的要求的裝置；帶有第二個(gè)近似的發(fā)送時(shí)間的指示符的上述分組源向上述附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)發(fā)送第二個(gè)分組的裝置；在上述附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)，計(jì)算出上述第二個(gè)分組的實(shí)際的接收的時(shí)間和被要求的接收的時(shí)間之間的偏差，以便在上述第二個(gè)近似的指定的時(shí)間發(fā)送上述第二個(gè)分組的裝置；在上述附加的發(fā)射機(jī)站點(diǎn)，向上述分組源發(fā)送上述第二個(gè)偏差的裝置；在上述分組源，計(jì)算出指定的發(fā)送時(shí)間和來(lái)自上述分組源的發(fā)送的時(shí)間的一個(gè)候選的新的指示符以符合上述第二種偏差的要求；在上述分組源，將上述候選的新的指示符與上述指示符進(jìn)行比較的裝置；和在上述分組源，選擇上述指示符和上述候選的新的指示符的任意一個(gè)，向要求最早發(fā)送的任何一個(gè)無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)發(fā)送分組，以便該分組在上述被要求的時(shí)間能夠到達(dá)任意一個(gè)無(wú)線電發(fā)射機(jī)站點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及從分組源向無(wú)線電基站站點(diǎn)發(fā)射分組,以便無(wú)線電基站站點(diǎn)能夠在正確的有效的時(shí)間發(fā)送這些分組的方法和裝置。根據(jù)從衛(wèi)星輸入獲得的接收信號(hào),每個(gè)無(wú)線電基站站點(diǎn)擁有一個(gè)獨(dú)立的精確的時(shí)間源。基站計(jì)算出帶有指定的時(shí)間標(biāo)志的信號(hào)的到達(dá)的時(shí)間和帶有該被指定的時(shí)間標(biāo)志的信號(hào)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)到達(dá)的時(shí)間兩者之間的偏差以便以定時(shí)方式發(fā)送該信號(hào)。該偏差被返回給分組源并被分組源用來(lái)提前或延遲未來(lái)分組的發(fā)送。
文檔編號(hào)H04L7/00GK1249641SQ9911885
公開日2000年4月5日 申請(qǐng)日期1999年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月17日
發(fā)明者阿伯特·約瑟夫·索耶 申請(qǐng)人:朗迅科技公司