PL192830B1

PL192830B1 - Sposób synchronizacji czasowej drugiej stacji bazowej przez pierwszą stację bazową w systemie telekomunikacyjnym

Info

Publication number: PL192830B1
Application number: PL341838A
Authority: PL
Inventors: Charles E. Wheatley; Edward G.Jr. Tiedemann
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2006-12-29
Also published as: BG104592A; FI120813B; PL341838A1; BR9906959B1; TR200002055T2; CN1684395A; BG64661B1; KR20080097495A; WO1999037037A1; EP1821430A3; HUP0100858A2; IL136952A; IL136952A0; NO20003631D0; FI20001485L; CA2316260C; CZ301668B6; BR9906959A; KR100773612B1; KR20010034164A

Abstract

1. Sposób synchronizacji czasowej drugiej stacji bazowej przez pierwsza stacje bazowa w systemie telekomunikacyjnym, znamienny tym, ze mierzy sie okres opóznienia przewidziany na transmisje i po- twierdzenie przyjecia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy lacznosci z pierw- sza stacja bazowa i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej, przesyla sie informacje z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej dla wspomagania drugiej stacji bazowej przy odbio- rze transmisji ze stacji ruchomej, odbiera sie w dru- giej stacji bazowej transmisje przesylane przez sta- cje ruchoma i odnotowuje sie czas odbioru, okresla sie w drugiej stacji bazowej ocene opóznienia, które wystepuje miedzy nadawaniem przez stacje rucho- ma i odbiorem przez druga stacje bazowa, oblicza sie wartosc korekcji synchronizacji na podstawie oceny opóznienia, czasu odbioru w drugiej stacji bazowej transmisji ze stacji ruchomej do drugiej stacji bazowej oraz okresu opóznienia przewidziane- go na transmisje i potwierdzenie przyjecia. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób synchronizacji czasowej drugiej stacji bazowej przez pierwszą stację bazową w systemie telekomunikacyjnym.

Znana metoda modulacji dostępu zwielokrotnionego przez podział kodowy CDMA jest jedną z metod realizacji łączności, w której występuje duża liczba użytkowników systemu. Znane są także inne metody, na przykład wielo dostęp z podziałem czasu TDMA, zwielokrotniony dostęp przez podział częstotliwości FDMA i metody modulacji AM, na przykład modulacja jednowstęgowa z kompansją amplitudy ACSSB, jednak metoda CDMA ma zalety w stosunku do innych metod modulacji.

Zastosowanie metod CDMA w systemie telekomunikacyjnym o wielokrotnym dostępie jest przedstawione w opisie patentowym USA nr 4 901 307, dotyczącym systemu telekomunikacyjnego o wielokrotnym dostępie i widmie rozproszonym, stosującego satelitę lub przekaźniki naziemne i w opisie patentowym USA nr 5 103 459, dotyczącym systemu i sposobu wytwarzania przebiegów sygnałów w systemie telefonii komórkowej CDMA. Metoda realizacji łączności ruchomych CDMA została znormalizowana w Stanach Zjednoczonych Ameryki przez Telecommunications Industry Association w normie TIA/EIA/IS 95-A, dotyczącej zgodności stacji ruchomej ze stacją bazową w przypadku dualnego systemu komórkowego o widmie rozproszonym. Wymienione opisy patentowe przedstawiają metodę o wielokrotnym dostępie, w której duża liczba użytkowników stacji ruchomych, z których każda ma urządzenie nadawczo-odbiorcze, komunikuje się przez przekaźniki satelitarne lub naziemne stacje bazowe, znane również jako komórkowe stacje bazowe, stosując sygnały komunikacyjne CDMA o widmie rozproszonym. W przypadku stosowania połączeń CDMA możliwe jest wielokrotne wykorzystanie widma częstotliwościowego, co umożliwia zwiększenie liczby użytkowników systemu i wydajności systemu.

Znany jest także sposób jednoczesnego demodulowania danych, które były przesyłane różnymi torami propagacji z jednej stacji bazowej i jednoczesnego demodulowania danych dostarczanych nadmiarowo z więcej niż jednej stacji bazowej, przedstawiony w opisie patentowym USA nr 5 109 390, dotyczącym odbiornika zbiorczego w komórkowym systemie telekomunikacyjnym CDMA, w którym oddzielnie demodulowane sygnały są łączone dla oceny przesyłanych danych o większej niezawodności niż dane demodulowane przez dowolny tor lub z dowolnej stacji bazowej.

Procedury przekazywania są ogólnie podzielone na dwie kategorie - przekazywanie twarde i przekazywania miękkie. W przypadku przekazywania twardego, kiedy stacja ruchoma opuszcza wyjściową stację bazową i przechodzi na stację bazową docelową, wtedy stacja ruchoma przerywa połączenie telekomunikacyjne z wyjściową stacją bazową, a następnie ustala nowe połączenie telekomunikacyjne ze stacją bazową docelową. W przypadku przekazywania miękkiego, stacja ruchoma tworzy połączenie telekomunikacyjne ze stacją bazową docelową przed przerwaniem połączenia telekomunikacyjnego z wyjściową stacją bazową. Zatem przy przekazywaniu miękkim stacja ruchoma przez pewien okres czasu jest w łączności nadmiarowej zarówno ze stacją wyjściową, jak i stacją bazową docelową.

Przekazania miękkie są znacznie mniej podatne na utratę połączeń niż przekazania twarde. Ponadto, kiedy stacja ruchoma przechodzi w pobliżu granicy zasięgu stacji bazowej, może realizować powtarzalne żądania przekazania w odpowiedzi na niewielkie zmiany w środowisku. Problem ten, nazwany zjawiskiem ping-pongowania, ulega również znacznej redukcji przy przekazywaniu miękkim. Proces realizacji przekazywania miękkiego jest przedstawiony szczegółowo w opisie patentowym USA nr 5 101 501, dotyczącym sposobu i systemu do realizacji przekazywania miękkiego przy łączności w komórkowym systemie telefonicznym CDMA.

Znana jest udoskonalona metoda realizacji przekazania miękkiego, przedstawiona w opisie patentowym USA nr 5 267 261, dotyczącym wspomaganego przez stację bazową przekazywania miękkiego w komórkowym systemie telekomunikacyjnym CDMA, w którym proces przekazywania miękkiego jest udoskonalony przez pomiar w stacji ruchomej natężenia sygnałów sterujących, nadawanych przez każdą stację bazową. Te pomiary natężenia sygnałów sterujących wspomagają proces przekazywania miękkiego przez ułatwienie identyfikacji nadających się do realizacji przekazania, kandydujących stacji bazowych.

Te kandydujące stacje bazowe są dzielone na cztery zestawy. Pierwszy zestaw, nazwany zestawem aktywnym, zawiera stacje bazowe, które aktualnie pozostają w łączności ze stacją ruchomą. Drugi zestaw, nazwany zestawem kandydatów, zawiera stacje bazowe, których sygnały zostały określone jako mające natężenie dostateczne do zastosowania ich przez stację ruchomą, lecz aktualnie

PL 192 830 B1 niesą stosowane. Stacje bazowe są dodawane do zestawu kandydatów, kiedy ich zmierzona energia sterująca przekracza zadany poziom TADD. Trzeci zestaw to zestaw stacji bazowych, które znajdują się w pobliżu stacji ruchomej i które nie są włączone do zestawu aktywnego i zestawu kandydatów. Czwartym zestawem jest zestaw pozostały, który zawiera wszystkie inne stacje bazowe.

We wspomnianej we wstępie normie IS-95 kandydująca stacja bazowa charakteryzuje się przesunięciem fazy sekwencji pseudoszumu PN kanału sterującego. Kiedy stacja ruchoma dokonuje przeszukania dla określenia natężenia sygnału sterującego z kandydującej stacji bazowej, dokonuje operacji korelacji, w której odebrany filtrowany sygnał jest korelowany z zestawem hipotez przesunięcia sekwencji PN. Sposób i urządzenie do wykonywania operacji korelacji są przedstawione szczegółowo w opisie patentowym USA nr 5 644 591 dotyczącym sposobu i urządzenia do realizacji uzyskiwania przeszukiwania w systemie telekomunikacyjnym CDMA.

Opóźnienie propagacji między stacją bazową i stacją ruchomą nie jest znane. To nieznane opóźnienie powoduje nieznane przesunięcie w kodach PN. Proces przeszukiwania ma na celu określenie tego nieznanego przesunięcia w kodach PN. W tym celu stacja ruchoma przesuwa w czasie sygnał wejściowy generatorów przeszukiwania kodów PN. Zakres przesunięcia przeszukiwania jest nazywany oknem przeszukiwania. Okno przeszukiwania jest umieszczone centralnie wokół hipotezy przesunięcia PN. Stacja bazowa nadaje do stacji ruchomej komunikat wskazujący przesunięcia PN sygnałów sterujących stacji bazowej w jej pobliżu fizycznym. Stacja ruchoma centruje okno przeszukiwania wokół hipotezy przesunięcia PN.

Właściwy rozmiar okna przeszukiwania zależy od kilku czynników, w tym od priorytetu sygnału sterującego szybkości procesorów przeszukiwania i przewidywanego rozrzutu opóźnienia odbieranych sygnałów wielotorowych. Standardy CDMA IS-95 określają trzy parametry okna przeszukiwania. Przeszukiwanie sygnałów sterujących zarówno w aktywnym, jak i w kandydującym zestawie jest regulowane przez okno przeszukiwawcze „A. Sygnały sterujące zestawu sąsiedniego są przeszukiwane w oknie „N, a sygnały sterujące zestawu pozostałego są przeszukiwane w oknie „R. Rozmiary okna przeszukiwania zamieszczono poniżej w tabeli 1, gdzie segment wynosi

1,2288MHz

Tabel a 1

SRCH WIN A SRCH WIN N SRCH_WIN_R	Rozmiar okna (segmentów PN)	SRCH WIN A SRCH WIN N SRCH_WIN_R	Rozmiar okna (segmentów PN)
0	4	8	60
1	6	9	80
2	8	10	100
3	10	11	130
4	14	12	160
5	20	13	226
6	28	14	320
7	40	15	452

Dobór rozmiarów okna jest kompromisem między szybkością przeszukiwania i prawdopodobieństwem utraty silnego toru znajdującego się poza oknem przeszukiwania.

Stacja bazowa nadaje do stacji ruchomej komunikat, który określa hipotezy PN, które stacja ruchoma powinna przeszukać w stosunku do własnego przesunięcia PN. Na przykład, wyjściowa stacja

PL 192 830 B1 bazowa może polecić stacji ruchomej poszukiwanie 128 segmentów PN sygnału sterującego przed własnym przesunięciem PN. Stacja ruchoma w odpowiedzi ustawia demodulator przeszukiwania na 128 segmentów przed wyjściowym cyklem segmentu i poszukuje sygnału sterującego, stosując okno przeszukiwania scentrowane wokół określonego przesunięcia. Kiedy stacja ruchoma otrzymuje polecenie przeszukiwania hipotezy PN dla określenia zasobów dostępnych do wykonania przekazania, krytyczne jest to, że przesuniecie PN sygnału sterującego stacji bazowej docelowej jest bardzo bliskie w czasie ukierunkowanemu przesunięciu. Szybkość przeszukiwania ma znaczenie krytyczne w pobliżu granic zasięgu stacji bazowej, ponieważ opóźnienia w wykonywaniu koniecznych przeszukań powodują utratę połączeń.

W systemach CDMA synchronizacja stacji bazowej jest uzyskiwana przez zaopatrzenie każdej stacji bazowej w odbiornik globalnego systemu określania położenia GPS. Jednak zdarzają się przypadki, w których stacja bazowa może nie być w stanie odebrać sygnału GPS. Na przykład, w metrze i tunelach sygnał GPS jest tłumiony w takim stopniu, że niemożliwe jest wykorzystanie go do synchronizacji czasowej stacji bazowych lub mikrostacji bazowych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że mierzy się okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej, przesyła się informację z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej dla wspomagania drugiej stacji bazowej przy odbiorze transmisji ze stacji ruchomej, odbiera się w drugiej stacji bazowej transmisje przesyłane przez stację ruchomą i odnotowuje się czas odbioru, określa się w drugiej stacji bazowej ocenę opóźnienia, które występuje między nadawaniem przez stację ruchomą i odbiorem przez drugą stację bazową, oblicza się wartość korekcji synchronizacji na podstawie oceny opóźnienia, czasu odbioru w drugiej stacji bazowej transmisji ze stacji ruchomej do drugiej stacji bazowej oraz okresu opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.

Korzystnie odbiera sięw drugiej stacji bazowej komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.

Korzystnie komunikat przesyła się do drugiej stacji bazowej z pierwszej stacji bazowej.

Korzystnie komunikat przesyła się przez pierwszą stację bazową do drugiej stacji bazowej przez sterownik stacji bazowej przy łączności z pierwszą stacją bazową i drugą stacją bazową.

Korzystnie odbiera się transmisję z wielu stacji ruchomych, wybiera się stację ruchomą najbardziej prawdopodobną do zdolności łączności z drugą stacją bazową, i przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.

Korzystnie wybór stacji ruchomej wykonuje się przez wybór stacji ruchomej najdalszej względem pierwszej stacji bazowej.

Korzystnie przez pierwszą stację bazową określa się stację ruchomą najdalszą od pierwszej stacji bazowej zgodnie ze stanem układu rozpraszania PN w stacji ruchomej.

Korzystnie wybór wykonuje się zgodnie z sektorem pierwszej stacji bazowej przy łączności ze stacją ruchomą.

Sposób według drugiego wykonania wynalazku polega na tym, że mierzy się okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej, odbiera się w drugiej stacji bazowej transmisje przesyłane przez stację ruchomą i odnotowuje się czas odbioru, określa się ocenę opóźnienia, które występuje między nadawaniem przez stację ruchomą i odbiorem przez drugą stację bazową i oblicza się wartość korekcji synchronizacji zgodnie z oceną opóźnienia, odnotowanym czasem odbioru oraz zmierzonym okresem opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.

Korzystnie odbiera sięw drugiej stacji bazowej komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej dla wspomagania drugiej stacji bazowej przy odbiorze transmisji ze stacji ruchomej.

Korzystnie przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej.

Korzystnie podczas przesyłania komunikatu z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej przesyła się komunikat z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej przez sterownik stacji bazowej przy łączności z pierwszą stacją bazową i drugą stacją bazową.

Korzystnie podczas przesyłania komunikatu z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej odbiera się w pierwszej stacji bazowej transmisje z wielu stacji ruchomych, wybiera się stację ruchomą

PL 192 830 B1 najbardziej prawdopodobną do zdolności łączności z drugą stacją bazową i przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.

Korzystnie podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą najdalszą względem pierwszej stacji bazowej.

Korzystnie podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą najbliższą względem pierwszej stacji bazowej.

Korzystnie podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie ze stanem układu rozciągania PN w stacji ruchomej.

Korzystnie podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie z sektorem pierwszej stacji bazowej wykorzystywanej do łączności ze stacją ruchomą.

Korzystnie podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie ze zmierzonym okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.

Sposób synchronizacji stacji bazowej z bezprzewodowym systemem komunikacyjnym po włączeniu stacji bazowej według wynalazku polega na tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej, podczas którego to odbioru dostarcza się do stacji bazowej informację o identyfikacji stacji ruchomej, ocenia się odległość stacji bazowej do stacji ruchomej zgodnie z pierwszym okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej i drugim okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z drugiej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z drugą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do drugiej stacji bazowej, oraz odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej zgodnie z dostarczaną informacją i ocenianą odległością i reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z odbieranymi sygnałami.

Sposób polega na tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej zgodnie z sygnałem synchronizacji dostarczanym ze sterownika stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej i reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z przesunięciem czasu między ocenianym przesunięciem PN stacji ruchomej i rzeczywistym przesunięciem PN stacji ruchomej.

Sposób polega na tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej zgodnie z sygnałem synchronizacji dostarczanym ze sterownika stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej, reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z odbieranymi sygnałami, dostarcza się do stacji ruchomej przesuniecie kodowe PN stacji bazowej i przesyła się sygnały o kolejno zwiększonych poziomach mocy ze stacji bazowej zgodnie z regulowaną synchronizacją, aż stacja ruchoma wykryje przesyłane sygnały.

Korzystnie podczas dostarczania do stacji ruchomej identyfikacji stacji bazowej, dostarcza się do stacji ruchomej kod sterujący PN.

Korzystnie synchronizuje się regulację czasową stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą.

Korzystnie podczas synchronizacji regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą, inicjuje się łączność miedzy stacją bazową i stacją ruchomą, mierzy się pierwszy okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania ze stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności ze stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do stacji bazowej, mierzy się drugi okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą i z powrotem ze stacji ruchomej do co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą, mierzy się w stacji ruchomej różnicę czasu między czasem odbioru nadawania z co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą i czasem odbioru nadawania ze stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą oraz oblicza się wartość korekcji synchronizacji na podstawie zmierzonego pierwszego okresu opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia, zmierzonego drugiego okresu opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia i zmierzonej różnicy czasu.

PL 192 830 B1

Korzystnie powtarza się synchronizację regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną, stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą dla wszystkich stacji ruchomych w obszarze pokrycia stacji bazowej.

Korzystnie podczas synchronizacji regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą stosuje się sposób według zastrzeżenia 1.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie sposobu i systemu do realizacji synchronizacji czasowej w takich warunkach, w jakich część sieci jest w stanie odbierać scentralizowany sygnał synchronizacji i uzyskiwać dzięki niemu synchronizację, a część stacji bazowych nie jest w stanie odbierać scentralizowanego sygnału synchronizacji. Stacja bazowa odniesienia zachowuje synchronizację czasową przez odbiór scentralizowanego sygnału synchronizacji lub innymi środkami.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia schemat blokowy konfiguracji bezprzewodowego systemu telekomunikacyjnego, zawierającego stację bazową odniesienia i podrzędną stację bazową, fig. 2 - wykres ilustrujący różne transmisje między stacją ruchomą, synchroniczną stację bazową i asynchroniczną stację bazową oraz odpowiednie przedziały czasu, fig. 3 - sieć działań sposobu synchronizacji stacji bazowej, która nie jest w stanie odbierać scentralizowanego sygnału synchronizacji, fig. 4 - schemat blokowy stacji ruchomej według wynalazku, fig. 5 - schemat blokowy układu przeszukiwania w stacji ruchomej według wynalazku, fig. 6 - schemat blokowy modulatora kanału ruchu stacji ruchomej według wynalazku, fig. 7 schemat blokowy stacji bazowej według wynalazku, fig. 8 - schemat blokowy systemu transmisji stacji bazowej według wynalazku i fig. 9 - schemat blokowy układu odbiornika według wynalazku.

Figura 1 przedstawia stację ruchomą 60, która jest w łączności ze stacją bazową 62 odniesienia, gdy jest ona z grubsza biorąc w obszarze pokrycia zaznaczonym linią granicy 61. Stacja bazowa 62 odniesienia jest zsynchronizowana z resztą sieci za pomocą centralnego systemu synchronizacji, na przykład globalnego systemu określania położenia GPS. W odróżnieniu od tego, podrzędna stacja bazowa 64 z obszarem zasięgu oznaczonym przez granicę pokrycia 63 nie jest zsynchronizowana z centralnym systemem synchronizacji przez niezależne środki, jak na przykład GPS dostępny dla stacji bazowej 62. Sterownik 66 stacji bazowej trasuje połączenia z publicznej komutowanej sieci telefonicznej PSTN do stacji bazowej 62 lub 64 za pomocą linii lub innych środków. Ponadto dla podrzędnej stacji bazowej 64 przez linie jest zapewniana synchronizacja częstotliwości.

W ciągu krótkich okresów czasu synchronizacja częstotliwości odbywa się z dopuszczalnym stopniem dokładności przez linie. Jednak w układach opartych na liniach występują zwykle problemy, które powodują błędy synchronizacji możliwe do korelacji według wynalazku. Z powodu zależności między fazą i częstotliwością, nieciągła korekcja fazy umożliwia wykorzystanie w razie potrzeby mniej dokładnych źródeł częstotliwościowych.

Figura 2 ilustruje transmisje i odpowiednie przedziały czasu stosowane do synchronizacji czasowej podrzędnej stacji bazowej 64 z synchronizowaną regulacją czasową stacji bazowej 62 odniesienia. Tor 500 sygnału ilustruje transmisję sygnału łącza do przodu ze stacji bazowej 62 odniesienia do stacji ruchomej 60 w przedziale czasu transmisji t1. W stacji ruchomej 60 początek transmisji ramek przez łącze zwrotne jest wyrównany w czasie z początkiem przesyłania ramek przez łącze do przodu. To wyrównanie czasowe jest określone w normie LS-95 i uwzględnione w sprzęcie projektowanym zgodnie z normą.

Transmisja 502 przedstawia nadawanie ramki łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60do stacji bazowej 62 odniesienia. Czas transmisji t1 sygnału 500 ze stacji bazowej 62 do stacji ruchomej 60 jest równy czasowi transmisji sygnału 502 ze stacji bazowej 62 do stacji ruchomej 60, również t1. Ze względu na to, że stacja bazowa 62 zna czas, w którym nadała sygnał 500 i zna czas, w którym odebrała sygnał 502, to stacja bazowa 62 może obliczyć czas opóźnienia RTD1 przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia, który jest pierwszą wartością konieczną do obliczenia błędu synchronizacji T0' -T0.

Tor sygnału 504 stanowi transmisję sygnału łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60 innym torem propagacji do podrzędnej stacji bazowej 64. Czas, w którym sygnał 504 przebywa drogę od stacji ruchomej 60 do podrzędnej stacji bazowej 64 jest oznaczony jako czas transmisji t2. Czas, w którym sygnał 504 łącza zwrotnego dochodzi do podrzędnej stacji bazowej 64, jest czasem odbioru T2 sygnału. Czas transmisji sygnału 506 łącza do przodu od podrzędnej stacji bazowej 64 ze stacji ruchomej 60 jest również równy czasowi transmisji t2. Ponadto, podrzędna stacja bazowa 64 mierzy różnicę czasu między czasem odbioru przez nią sygnału łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60 i czasem nadania

PL 192 830 B1 przez nią sygnału łącza do przodu do stacji ruchomej 60. Ta różnica czasu jest oznaczona jako czas opóźnienia RTD2. Znajomość tych czasów pozwala na obliczenie błędu synchronizacji T0' -T0, którego sposób obliczania podano poniżej.

Po pierwsze na podstawie fig. 2 widać, że:

T2 = t1 + t2 oraz (1) t1 + DT = T0' + t2 (2)

Przy przestawieniu wyrazów równań (1) i (2) uzyskuje się:

T2 + DT= T0'+ 2t2 (3)

2· t 2 = T2 -T0' + DT (4)

Dla uproszczenia zapisu określa się nową zmienną RTD2 jako: RTD2 = T2 -T0' (5)

Odnosząc równania względem T0:

RTD2 DT =_² J-^t2 2 2 ⁽⁶⁾

T2 = T0 + t1 + t2 (7)

Zatem:

T2 -T0 = t1 + t2 oraz (8)

RTD2 = 2.· t2 - DT

Po podstawieniu widać, że błąd synchronizacji T0' -T0 jest równy: T0' - T0 = t1- t2+ DT

T0' - T0 = t1 RTD DT + 22 + DT (9) (10)

RTD₁ RTD₂ DT

To' - To =-¹ +-² +2 2 2 (11)

To' -To=

RTD₁ J DT - RTD₂ (12)

Kiedy stacja bazowa 64 zna wartość błędu synchronizacji To' -To, reguluje w czasie synchronizację stacji bazowej 62. Te pomiary są podatne na błędy, więc wiele pomiarów wykonuje się nadmiarowo dla zapewnienia dokładności korekcji synchronizacji. Sposób i urządzenie do pomiaru każdej z niezbędnych wartości czasów z równania (12) zostaną opisane poniżej. W tym celu dokonuje się pomiaru czasu opóźnienia RTD1 przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.

Figura 3 przedstawia sieć działań sposobu synchronizacji podrzędnej stacji bazowej 64 dla regulacji w czasie stacji bazowej 62 odniesienia. W kroku 3oo sposób synchronizacji rozpoczyna się przy łączności stacji ruchomej 6o ze stacją bazową 62 odniesienia i w zasięgu łączności z podrzędną stacją bazową 64. W kroku 3o2 mierzy się czas opóźnienia RTD1 przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia sygnału przesyłanego ze stacji bazowej 62 odniesienia do stacji ruchomej 6o i z powrotem ze stacji ruchomej 6o do stacji bazowej 62 odniesienia. Odbywa się to przez wyrówny8

PL 192 830 B1 wanie granic ramek odbieranych przez stację ruchomą 60 z granicami ramek nadawanych przez stację ruchomą 60. Zatem czas opóźnienia RTD1 przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia mierzy się jako różnicę czasu między początkiem ramek nadawanych przez stację bazową 62 odniesienia i początkiem ramek odbieranych przez stację bazową 62 odniesienia ze stacji ruchomej 60.

Na fig. 4 ramki łącza do przodu danych ze stacji bazowej 62 odniesienia są odbierane przez antenę 2 i podawane przez duplekser 3 do odbiornika RCVR 4. Odbiornik 4 zmniejsza częstotliwość, filtruje i wzmacnia odbierany sygnał oraz dostarcza go do układu przeszukiwania 50 i demodulatorów ruchu 54. Układ przeszukiwania 50 przeszukuje kanały sterujące zgodnie z listą otoczenia dostarczaną przez stację bazową 62 odniesienia. Lista otoczenia jest podawana jako dane sygnalizacyjne w kanale ruchu ze stacji bazowej 62 odniesienia. Do procesora sterującego 55 jest dostarczany sygnał wskazujący początek ramek odbieranych ze stacji bazowej 62 odniesienia. Procesor sterujący 55 generuje i dostarcza sygnał wyrównania czasowego do modulatora ruchu 58, który wyrównuje początek ramek nadawanych ze stacji ruchomej 60 z początkiem ramek odbieranych w stacji ruchomej 60.

Ramki danych od użytkownika stacji ruchomej 60 są podawane do modulatora ruchu 58, który w odpowiedzi na sygnał synchronizacji z procesora sterującego 55 wyrównuje czasowo ramki nadawane przez nadajnik TMTR 56z ramkami odbieranymi przez stację ruchomą 60 ze stacji bazowej 62 odniesienia. Ramki łącza zwrotnego mają zwiększaną częstotliwość, są filtrowane i wzmacniane w nadajniku 56, a następnie są podawane przez duplekser 3 dla nadania do anteny 2.

Figura 6 wyjaśnia wykrywanie stacji ruchomej 60 przez podrzędną stacją bazową 64 i przedstawia modulator 58 kanału ruchu stacji ruchomej 60. Ramki danych są dostarczane do formatera 200 ramki, który generuje i dołącza zestaw bitów cyklicznej kontroli nadmiarowej CRC i generuje zestaw stopki. Formater 200 ramki działa na przykład zgodnie z protokołem formatowania ramki znormalizowanym w standardzie IS-95.

Formatowana ramka danych jest dostarczana do kodera 202, który koduje dane w sposób zapewniający detekcję i korekcję błędu. Koder 202 jest na przykład koderem splotowym. Symbole kodowanych danych są dostarczane do układu przeplatania 204, który zmienia uporządkowanie symboli zgodnie z zadanym formatem przeplatania. Przestawione symbole są dostarczane do układu odwzorowania Walsha 206, który odbiera na przykład osiem kodowanych symboli i odwzorowuje zestaw symboli w 64-segmentową sekwencję Walsha. Symbole Walsha są dostarczane do układu rozpraszania 208, który rozprasza symbole Walsha zgodnie z długim kodem rozpraszania. Generator 210 długiego kodu PN generuje sekwencję pseudoszumu PN, która rozprasza dane i różnicuje dane względem danych transmitowanych łączem zwrotnym z innych stacji ruchomych w sąsiedztwie.

Dane są transmitowane na przykład zgodnie z formatem modulacji poczwórnego kluczowania przesunięcia fazy QPSK, w którym kanały Ioraz Q są rozpraszane zgodnie z krótką sekwencją PN. Rozproszone dane są dostarczane do układów rozpraszania 214 i 216, które realizują drugą operację rozpraszania danych zgodnie z krótką sekwencją PN dostarczaną przez generatory PN1 i PNQ 212 i 218.

W kroku 304 podrzędna stacja bazowa 64 odbiera sygnał łącza zwrotnego nadawany przez stację ruchomą 60. Sterownik 66 stacji bazowej wysyła do podrzędnej stacji bazowej 64 sygnał wskazujący przesunięcie kodu PN, który stacja ruchoma 60 stosuje do rozpraszania sygnału łącza zwrotnego. W odpowiedzi na ten sygnał ze sterownika 66 stacji bazowej, podrzędna stacja bazowa 64 dokonuje wyszukiwania stacji ruchomej 60 ulokowanej centralnie wokół przesunięcia PN wskazywanego przez sygnał ze sterownika 66 stacji bazowej.

Bank podrzędnej stacji bazowej 64 ładuje na przykład generator 106 długiego kodu PN przeszukiwania i przedstawione na fig. 9 generatory 108 i 110 krótkiego kodu PN, zgodnie z sygnałem ze sterownika 66 stacji bazowej. Proces wyszukiwania podrzędnej stacji bazowej 64 jest opisany szczegółowo poniżej.

Figura 7 przedstawia układ podrzędnej stacji bazowej 64, w której jest odbierany sygnał ze sterownika 66 stacji bazowej, określający PN stacji ruchomej 60. Komunikat jest dostarczany do procesora sterującego 100. W odpowiedzi procesor sterujący 100 oblicza zakres przeszukiwania okna, umieszczony centralnie względem określonego przesunięcia PN. Procesor sterujący 100 dostarcza parametry przeszukiwania do układu przeszukiwania 101 i w odpowiedzi na te parametry podrzędna stacja bazowa 64 przeprowadza wyszukiwanie sygnału nadawanego przez stację ruchomą 60. Sygnał odebrany przez antenę 102 podrzędnej stacji bazowej 64 jest dostarczany do odbiornika 104, który zmniejsza częstotliwość, filtruje i wzmacnia odebrany sygnał oraz doprowadza go do układu przeszukiwania 101. Ponadto odebrany sygnał jest dostarczany do demodulatorów ruchu 105, które

PL 192 830 B1 demodulują dane ruchu łącza zwrotnego i dostarczają te dane do sterownika 66 stacji bazowej. Sterownik 66 stacji bazowej z kolei dostarcza dane do sieci PSTN.

Figura 9 przedstawia bardziej szczegółowo układ przeszukiwania 101. Ocena przesunięcia PN stacji ruchomej 60 jest dostarczana do procesora sterującego 100 ze sterownika 66 stacji bazowej. W odpowiedzi na ocenę przesunięcia PN, dostarczaną przez sterownik 66 stacji bazowej, procesor sterujący 100 generuje hipotezę wstępną długiej sekwencji PN i hipotezę wstępną krótkiej sekwencji PN do wyszukiwania, które ma być wykonane przez podrzędną stacją bazową 64. Bank procesora sterującego 100 ładuje rejestry przesuwne generatorów PN 106, 108 i 110.

Sygnał, który jest odbierany przez antenę 102, ma zmniejszaną częstotliwość, jest filtrowany i wzmacniany przez odbiornik 104 oraz przesyłany do korelatora 116, który dokonuje korelacji odebranego sygnału względem połączonych hipotez długiej i krótkiej sekwencji PN. Hipoteza złożonej sekwencji PN jest generowana przez pomnożenie hipotezy krótkiej sekwencji PN, generowanej przez generatory PN 108 i 110, przez hipotezę długiej sekwencji PN, generowanej przez generator PN 106, przez układy mnożenia 112 i 114. Jedna z hipotez złożonych sekwencji PN jest stosowana do eliminacji rozproszenia kanału I, a druga do eliminacji rozproszenia kanału Q odebranego sygnału QPSK.

Te dwa powstałe przez eliminację rozproszenia sygnały PN są podawane do procesorów 118 i 120 szybkiej transformacji Hadamarda, które dokonują korelacji sygnałów po eliminacji rozproszenia z wszystkimi możliwymi symbolami Walsha dla dostarczenia macierzy wynikowych amplitud do układu obliczania 122 energii (I2 + Q2). Układ obliczania 122 energii oblicza energię elementów macierzy amplitud i podaje wartości energii do detektora maksimum 124, który wybiera korelację maksimum energii. Wartości maksymalnej energii korelacji są dostarczane do akumulatora 126, który gromadzi wartości energii dla zestawu symboli Walsha i na podstawie tych zgromadzonych wartości energii podejmowana jest decyzja co do możliwości przejmowania stacji ruchomej 60 przy takim przesunięciu PN.

Zostanie teraz opisana wstępna regulacja synchronizacji przez podrzędną stację bazową. Po uzyskaniu dostępu do stacji ruchomej 60, w bloku 306 podrzędna stacja bazowa 64 reguluje synchronizację tak, żeby stacja ruchoma 60 była w stanie pomyślnie uzyskać dostęp do transmisji łącza do przodu. Podrzędna stacja bazowa 64 oblicza wstępną regulację synchronizacji przez określenie różnicy między przesunięciem PN, przy którym odebrała ona sygnał łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60 i przesunięciem PN, które stacja bazowa 62 odniesienia stosowała do odbioru sygnału łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60. Wykorzystując tę różnicę przesunięcia PN, podrzędna stacja bazowa 64 reguluje synchronizację sygnału sterującego w taki sposób, żeby stacja ruchoma 60, gdy wyszukuje sygnał sterujący, znajdowała się wewnątrz okna przeszukiwania stacji ruchomej 60.

Zostanie teraz opisane wykrywanie dostępu do podrzędnej stacji bazowej przez stację ruchomą. Przy wyszukiwaniu sygnału stacji ruchomej, konieczne jest, aby podrzędna stacja bazowa 64 miała pewien wskaźnik czasu. Błąd czasowy podrzędnej stacji bazowej 64 jest utrzymywany na przykład na wartości 1 ms lub poniżej za pomocą alternatywnego mechanizmu synchronizacji. Istnieją mechanizmy umożliwiające podrzędnej stacji bazowej 64, która nie jest w stanie otrzymywać sygnału GPS, utrzymywanie czasu na poziomie o mniejszej dokładności. Jednym z możliwych sposobów osiągnięcia pewnego stopnia synchronizacji wstępnej jest ręczne ustawianie czasu podrzędnej stacji bazowej 64 w pewnych przedziałach czasu. Drugim sposobem jest ustawienie czasu przy użyciu odbiornika WWV. W odróżnieniu od sygnału GPS, scentralizowany sygnał synchronizacji WWV jest przesyłany z bardzo małą częstotliwością i jest w stanie przenikać do tuneli i metra. Jednak odbiorniki WWV nie są w stanie zapewnić stopnia synchronizacji czasowej, potrzebnego do realizacji połączeń CDMA.

Podrzędna stacja bazowa 64 reguluje synchronizację na przykład zgodnie z założeniem, że stacja ruchoma 60 znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie podrzędnej stacji bazowej 64. Zatem początkowa regulacja synchronizacji odbywa się przy hipotezie, że nie będzie żadnego opóźnienia propagacji między podrzędną stacją bazową 64 i stacją ruchomą 60. Następnie podrzędna stacja bazowa 64 reguluje generatory sekwencji PN 72 i 74 z wyprzedzeniem w czasie, które uwzględnia coraz większe czasy opóźnienia między podrzędną stacją bazową 64 i stacją ruchomą 60. Po odbiorze przez stację ruchomą 60 kanału sterującego podrzędnej stacji bazowej 64, zastosowanie normalnych procedur końcowej regulacji synchronizacji podrzędnej stacji bazowej 64 następuje zgodnie z obliczeniami opisanymi powyżej.

W standardzie IS-95 kanały sterujące różnych stacji bazowych różnią się od siebie fazą generatorów PN. Stacja bazowa 62 odniesienia poleca stacji ruchomej 60 wyszukanie podrzędnej stacji bazowej 64 za pośrednictwem listy otoczenia. Stacja bazowa 62 odniesienia wskazuje za pomocą danych sygnalizacyjnych, że sygnał sterujący podrzędnej stacji bazowej 64 może być odebrany przy

PL 192 830 B1 przesunięciu fazy PN, które jest opisane względem odebranego przesunięcia PN stacji bazowej 62 odniesienia. Ten komunikat jest demodulowany i dekodowany przez demodulatory ruchu 54 i dostarczany do układu przeszukiwania 50. W odpowiedzi układ przeszukiwania 50 wykonuje przeszukiwanie ześrodkowane na przesunięciu fazy PN wokół fazy PN wskazanej w sygnale od stacji bazowej 62 odniesienia.

Sygnał sterujący jest zwykle generowany przez liniowy, sprzężony zwrotnie rejestr przesuwny. W celu odbioru sygnału sterującego z podrzędnej stacji bazowej 64, stacja bazowa 62 musi być zsynchronizowana z odbieranymi sygnałami z podrzędnej stacji bazowej 64, zarówno w fazie F, jak i częstotliwości w. Celem operacji przeszukiwania jest znalezienie fazy F odbieranego sygnału. Jak to opisano wcześniej, stosunkowo dokładną synchronizację częstotliwości zapewnia się dla podrzędnej stacji bazowej 64 za pomocą łącza ze sterownika 66 stacji bazowej. Sposób, za pomocą którego stacja ruchoma znajduje fazę odbieranego sygnału, polega na badaniu zestawu hipotez fazowych, nazwanych oknem przeszukiwania i stwierdzeniu, czy jedna z hipotez przesunięcia jest prawidłowa.

Figura 5 przedstawia bardziej szczegółowo układ poszukiwania 50 stacji ruchomej. Przez antenę 2 jest odbierany sygnał z widmem rozproszonym. Zadaniem urządzenia jest osiągnięcie synchronizacji między sekwencjami szumu pseudolosowego PN, wytwarzanymi przez generator 20 sekwencji PN i odebranym sygnałem o widmie rozproszonym, które jest rozproszone przez identyczne sekwencje PN o nieznanej fazie, nadawanym przez podrzędną stację bazową 64. Zarówno generator sygnału sterującego niepokazany na rysunku, jak i generator PN 20 stanowią rejestry przesuwne o maksymalnej długości, które wytwarzają sekwencje kodu PN do rozpraszania i eliminacji rozpraszania sygnałów sterujących. Zatem operacja osiągnięcia synchronizacji między kodami stosowanymi do eliminacji rozproszenia odbieranego sygnału sterującego i kodem PN rozpraszania odbieranego sygnału sterującego obejmuje określanie przesunięcia czasu rejestru przesuwnego.

Sygnał o widmie rozproszonym jest dostarczany przez antenę 2 do odbiornika 4. Odbiornik 4 zmniejsza częstotliwość, filtruje i wzmacnia sygnał oraz dostarcza sygnał do eliminatora rozproszenia 6 eliminacji przeplotu, który mnoży odebrany sygnał przez kod PN wytwarzany przez generator PN 20. Wskutek podobnego do losowego charakteru kodów PN, iloczyn kodu PN i odebranego sygnału powinien być równy w zasadzie zeru, z wyjątkiem punktu synchronizacji.

Sterownik przeszukiwania 18 przekazuje hipotezę przesunięcia do generatora PN 20. Hipoteza przesunięcia jest określana odpowiednio do sygnału przesyłanego do stacji ruchomej 60 przez stację bazową 62 odniesienia. Odebrany sygnał jest modulowany przez poczwórne kluczowanie przesunięcia fazy QPSK, tak że generator PN 20 dostarcza do eliminatora rozproszenia 6 sekwencje PN dla składowej modulacyjnej Ii oddzielną sekwencję dla składowej modulacyjnej Q. Eliminator rozproszenia 6 mnoży sekwencję PN przez odpowiadającą jej składową modulacyjną i podaje dwa wyjściowe iloczyny składowe do koherentnych sumatorów 8 i 10.

Koherentne sumatory 8 i 10 sumują iloczyny na długości sekwencji iloczynu oraz reagują na sygnały ze sterownika przeszukiwania 18 dla przestawiania, blokowania i ustawiania okresu sumowania. Sumy iloczynów są podawane z koherentnych sumatorów 8i 10 do elementu podnoszącego do kwadratu 12, który oblicza kwadrat każdej sumy i dodaje je do siebie.

Element podnoszący do kwadratu 12 przekazuje sumę kwadratów do niekoherentnego sumatora 14. Niekoherentny sumator 14 określa wartość energii na postawie sygnału wyjściowego z elementu podnoszącego do kwadratu 12 i służy do przeciwdziałania skutkom niezgodności częstotliwościowej między zegarami nadawczymi stacji bazowych i zegarem odbiorczym stacji ruchomej oraz pomaga w statystycznej detekcji w środowisku zaniku sygnałów. Niekoherentny sumator 14 dostarcza sygnał energetyczny do komparatora 16, który porównuje wartość energii z zadanymi wartościami progowymi, dostarczanymi przez sterownik przeszukiwania 18. Wynik każdego porównania jest następnie podawany zwrotnie do sterownika przeszukiwania 18. Wynikowe sprzężenie zwrotne do sterownika przeszukiwania 18 zawiera zarówno energię korelacji, jak i przesunięcie PN, które wystąpiło w pomiarze.

Według wynalazku sterownik przeszukiwania 18 daje na wyjściu fazę PN, przy której jest zsynchronizowany z podrzędną stacją bazową 64. To przesunięcie jest stosowane do obliczania błędu czasowego w sposób opisany poniżej.

Gdy stacja ruchoma 60 wykrywa podrzędną stację bazową 64, oblicza różnicę między czasem odebrania sygnału z podrzędnej stacji bazowej 64 i czasem odebrania sygnału ze stacji bazowej 62 odniesienia. Ta wartość jest dostarczana do generatora 52 komunikatów, który generuje komunikat wskazujący wartość różnicy. Komunikat jest przesyłany jako dane sygnalizacyjne łączem zwrotnym do

PL 192 830 B1 stacji bazowej 62 odniesienia i podrzędnej stacji bazowej 64, które wysyłają komunikat z powrotem do sterownika 66 stacji bazowej.

Następnie jest realizowany pomiar opóźnienia między nadawaniem sygnału łącza do przodu z podrzędnej stacji bazowej 64 i odbiorem sygnału łącza zwrotnego w podrzędnej stacji bazowej 64. W kroku 311 z fig. 3 podrzędna stacja bazowa 64 mierzy różnicę między czasem odbioru T2 przez podrzędną stację bazową sygnału łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60 a czasem nadania T1. przez podrzędną stacją bazową sygnału łączem do przodu do stacji ruchomej 60. Podrzędna stacja bazowa 64 zapamiętuje przesunięcie PN w momencie nadawania przez nią sygnału łącza do przodu, a po wykryciu sygnału łącza zwrotnego ze stacji ruchomej 60, oblicza czas opóźnienia RTD2. Ten obliczony czas opóźnienia jest podawany przez podrzędną stację bazową 64 do sterownika 66 stacji bazowej i obliczanie regulacji synchronizacji jest przeprowadzane.

Zostanie teraz opisana regulacja synchronizacji podrzędnej stacji bazowej 64. Sterownik 66 stacji bazowej dokonuje w odpowiedzi obliczenia zgodnie z równaniem (12) i wysyła wskazanie potrzebnej regulacji synchronizacji do podrzędnej stacji bazowej 64. Powracając do fig. 7, sygnał regulacji synchronizacji jest odbierany przez podrzędną stację bazową 64 w procesorze sterującym 100, który generuje i dostarcza sygnał sterujący do procesora 99 regulacji synchronizacji, wytwarzający sygnał zmieniający czas synchronizacji źródła 98 o wartość wskazaną w sygnale ze sterownika 66 stacji bazowej.

Zostanie teraz opisane przekazanie czasu nie w warunkach przekazywania miękkiego. Ta procedura jest ważna dla przypadku, w którym stacja ruchoma 60 pracuje w warunkach przekazywania miękkiego, to znaczy, gdy stacja ruchoma ma zestawione łącza zarówno ze stacją bazową 62 odniesienia, jak i podrzędną stacją bazową 64. Zestawienie łączy ze stacjami bazowymi zarówno odniesienia, jak i podrzędną, umożliwia stacji bazowej 62 odniesienia określić czas opóźnienia RTD1 i podrzędnej stacji bazowej określić czas opóźnienia RTD2. Na podstawie wartości czasów opóźnienia RTD1 i RTD2 dokonuje się oceny błędu synchronizacji T0' - T0. Jednak podrzędna stacja bazowa 64 jest na przykład synchronizowana ze stacją bazową 62 odniesienia jak następuje, gdy stacja ruchoma 60 nie jest w łączności zarówno ze stacją bazową 62 odniesienia, jak i podrzędną stacją bazową 64.

Zakładając, że stacja ruchoma 60 komunikuje się ze stacją bazową 62 odniesienia, wartość czasu opóźnienia RTD1 jest określana jak opisano powyżej. Ponadto stacja ruchoma 60 i stacja bazowa 62 odniesienia są w łączności przez sterownik 66 stacji bazowej. Długi kod PN, za pomocą którego stacja ruchoma 60 rozprasza transmisję łącza zwrotnego do stacji bazowej 62 odniesienia, jest znany stacji bazowej 62 odniesienia. Stacja bazowa 62 odniesienia przesyła długi kod PN do podrzędnej stacji bazowej 64 przez sterownik 66 stacji bazowej. Poza tym, przy wykorzystaniu toru transmisji przez sterownik 66 stacji bazowej, stacja bazowa 62 odniesienia nadaje do podrzędnej stacji bazowej 64 listę wartości czasów opóźnienia RTD1, z których każda jest związana z jednym długim kodem PN stosowanym przez jedną stację ruchomą 60 dla rozpraszania sygnałów łącza zwrotnego, nadawanych przez stację ruchomą 60 przy łączności ze stacją bazową 62 odniesienia. Każda stacja ruchoma 60 jest związana z jednym konkretnym długim kodem PN i wartością czasu opóźnienia RTD1. Podrzędna stacja bazowa 64 wykorzystuje następnie informację o długim kodzie PN do próby odbioru jednej lub więcej spośród transmisji łącza zwrotnego ze stacji ruchomych 60. Ponieważ stacje ruchome 60 nie pracują w warunkach przekazywania miękkiego, to sygnał odebrany przez podrzędną stację bazową 64 ze stacji ruchomych będzie słaby. Zatem podrzędna stacja bazowa 64 będzie zwykle wymagała zgromadzenia dużej liczby segmentów PN do wykrycia stacji ruchomej 60, która jest obsługiwana przez stację bazową 62 odniesienia.

Podrzędna stacja bazowa 64 wyszukuje stacje ruchome 60 pojedynczo na podstawie długich kodów PN, które podrzędna stacja bazowa 64 odebrała ze stacji bazowej 62 odniesienia. Zatem, jeżeli po upływie rozsądnej ilości czasu, podrzędna stacja bazowa 64 nie wykryła pomyślnie transmisji łącza zwrotnego z pierwszej stacji ruchomej 60, to podrzędna stacja bazowa 64 zaczyna poszukiwanie transmisji łączem zwrotnym z drugiej stacji ruchomej 60. Stacja bazowa 62 odniesienia wspomaga na przykład określanie, którą ze stacji ruchomych 60 najprawdopodobniej wykryje podrzędna stacja bazowa 64. Jest to dokonywane na przykład przez określanie odległości stacji ruchomych 60 od stacji bazowej 62 odniesienia. Ponadto wykorzystuje się informację dotyczącą sektora, z którego nadaje każda stacja ruchoma 60. To znaczy, że jeżeli stacja ruchoma znajduje się w stosunkowo dużej odległości od stacji odniesienia, na co wskazuje na przykład informacja otrzymywana podczas wykonywania algorytmu sterowania mocą i stacja ruchoma 60 znajduje się w sektorze, który jest sąsiedni względem podrzędnej stacji bazowej 64, wtedy występuje większe prawdopodobieństwo, że stacja ruchoma 60 zostanie

PL 192 830 B1 wykryta przez podrzędną stację ruchomą 64. Współdziałanie stacji bazowej 62 odniesienia przy określaniu, która ze stacji ruchomych 6o zostanie wykryta z największym prawdopodobieństwem przez podrzędną stację bazową 64, sprzyja skróceniu czasu potrzebnego na wykrycie stacji ruchomej przez podrzędną stację bazową 64.

Po odbiorze przez podrzędną stację bazową 64 transmisji ze stacji ruchomej przez łącze zwrotne, podrzędna stacja bazowa 64 określa czas odbioru T2 transmisji łącza zwrotnego i otrzymuje ocenę czasu transmisji t2 ze stacji ruchomej 6o do podrzędnej stacji bazowej 64, którą oznaczono przez g2. Podrzędna stacja bazowa 64 następnie ocenia To'= T2 -(g2 + t1)= T2 -(g2 + RTD1/2), przy czym g2 nie jest mierzone bezpośrednio. Jeżeli położenie stacji ruchomej 6o jest znane, to wtedy g2 jest oceniane na podstawie odległości między stacją ruchomą 6o i podrzędną stacją bazową 64, ponieważ położenie podrzędnej stacji bazowej jest znane. Jeżeli położenie stacji ruchomej 6o nie jest znane, to g2 jest oceniane na podstawie tabeli wartości lub z bazy danych doświadczalnych. To oznacza, że do oceny g2 wykorzystuje się straty toru między stacją ruchomą 6o i podrzędną stacją bazową 64. Straty toru określa się przez pomiar mocy, która jest nadawana i odbierana w podrzędnej stacji bazowej 64. W odróżnieniu od tego, natężenie sygnału odbieranego w stacji ruchomej 6o, na przykład sygnału sterującego, który jest nadawany przez podrzędną stację bazową 64 i odbierany przez stację ruchomą 6o, wykorzystuje się do określania strat toru między stacją ruchomą 6o i podrzędną stacją bazową 64. Tutaj stacja ruchoma 6o nadaje wskazanie dotyczące natężenia sygnału odbieranego w podrzędnej stacji bazowej 64 przez łącze zwrotne.

Błąd czasowy jest równy wartości g2 minus t2, a dokładność czasowa przekazywania jest związana bezpośrednio z dokładnością g2. Ocena jest zwykle dokładna w stopniu mniejszym niż promień komórki. To znaczy, że różnica między oceną g2 i rzeczywistą wartością g2 jest mniejsza od promienia komórki. Zatem w przypadku komórki o promieniu K mil, błąd czasowy związany z t2 wynosi około 5 K ms.

Niezależnie od niedokładności oceny g2, ta metoda przekazywania czasu zapewnia lepszą synchronizację, niż może być zapewniona za pomocą wielu innych środków, na przykład procedury wstecznej. Zatem ocena g2 według wynalazku, w sposób opisany powyżej, zmniejsza rozmiar okien przeszukiwania, a zatem zapewnia, że okna nie są nadmierne. Synchronizacja jest dostatecznie dokładną dla rozróżnienia sygnałów sterujących z różnych źródeł, gdyż sygnały odbierane z dwóch stacji bazowych nie przybywają z tą samą fazą sygnału sterującego PN.

Stosuje się także procedurę dopełniającą, jeżeli stacja ruchoma 6o komunikuje się z podrzędną stacją bazową 64, a nie ze stacją bazową 62 odniesienia. W takim przypadku oceny wymaga czas transmisji t1 zamiast czasu transmisji t2.

Zostanie teraz opisana inicjalizacja podrzędnej stacji bazowej. Opisana powyżej procedura synchronizacji jest ważna dla przypadku, w którym czas systemowy podrzędnej stacji bazowej jest stosunkowo bliski czasowi systemowemu stacji bazowej odniesienia. Jednak w niektórych przypadkach różnica między czasem systemowym stacji bazowej i czasem systemowym stacji bazowej odniesienia jest na tyle duża, że ta procedura staje się nieważna. Na przykład, gdy podrzędna stacja bazowa rozpoczyna pracę, czas systemowy wymaga inicjalizacji. Bez odniesienia zewnętrznego, czas systemowy podrzędnej stacji bazowej będzie wartością dowolną. W innym przypadku, gdy nie ma stacji ruchomej w obszarze między stacją bazową odniesienia a podrzędną stacją bazową w ciągu stosunkowo długiego okresu czasu, czas systemowy podrzędnej stacji bazowej może skumulować znaczny błąd, to znaczy dryft o znacznej wartości względem czasu systemowego stacji bazowej odniesienia, ponieważ oscylator utrzymujący czas systemowy dryfuje względem odniesienia stosowanego przez stację bazową odniesienia. W takich przypadkach według wynalazku stosuje się następującą procedurę.

Kiedy podrzędna stacja bazowa 64 zostaje najpierw włączona, ta podrzędna stacja bazowa 64 może nie mieć odpowiedniej synchronizacji, ponieważ żadne przekazanie czasu nie wystąpiło jeszcze między podrzędną stacją bazową 64 i dowolnym odniesieniem synchronizacji, jak na przykład źródłem sygnału GPS lub stacją bazową 62 odniesienia. Zatem, gdy energia jest dostarczana najpierw do podrzędnej stacji bazowej 64, łącze do przodu do transmisji z tej podrzędnej stacji bazowej nie jest włączone. Początkową synchronizację otrzymuje się, na przykład stosując procedurę wsteczną, zakładając, że nie są dostępne żadne dokładniejsze środki. Podrzędna stacja bazowa 64 ma wtedy rozsądną ocenę do właściwej synchronizacji, która jest dostateczna do umożliwienia podrzędnej stacji bazowej 64 uzyskania synchronizacji za pośrednictwem metody łącza zwrotnego. Po dokonaniu tego, podrzędna stacja bazowa 64 włącza transmisję łącza do przodu z małą mocą. Jeżeli stacja ruchoma 6o znajduje się w obszarze przekazywania miękkiego, to ta stacja ruchoma 6o informuje o obecności nowego sygnału sterującego i następuje przekazanie czasu przy użyciu dokładniejszego sposobu

PL 192 830 B1 z przekazywaniem miękkim według wynalazku, w sposób opisany powyżej. Po dokonaniu tego, moc łącza do przodu tej stacji bazowej jest zwiększana do normalnej mocy eksploatacyjnej, właściwej dla podrzędnej stacji ruchomej 64.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób synchronizacji czasowej drugiej stacji bazowej przez pierwszą stację bazową w systemie telekomunikacyjnym, znamienny tym, że mierzy się okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej, przesyła się informację z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej dla wspomagania drugiej stacji bazowej przy odbiorze transmisji ze stacji ruchomej, odbiera się w drugiej stacji bazowej transmisje przesyłane przez stację ruchomą i odnotowuje się czas odbioru, określa się w drugiej stacji bazowej ocenę opóźnienia, które występuje między nadawaniem przez stację ruchomą i odbiorem przez drugą stację bazową, oblicza się wartość korekcji synchronizacji na podstawie oceny opóźnienia, czasu odbioru w drugiej stacji bazowej transmisji ze stacji ruchomej do drugiej stacji bazowej oraz okresu opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odbiera się w drugiej stacji bazowej komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że komunikat przesyła siędo drugiej stacji bazowej z pierwszej stacji bazowej.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że komunikat przesyła się przez pierwszą stację bazową do drugiej stacji bazowej przez sterownik stacji bazowej przy łączności z pierwszą stacją bazową i drugą stacją bazową.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że odbiera się transmisję z wielu stacji ruchomych, wybiera się stację ruchomą najbardziej prawdopodobną do zdolności łączności z drugą stacją bazową i przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wybór stacji ruchomej wykonuje się przez wybór stacji ruchomej najdalszej względem pierwszej stacji bazowej.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że przez pierwszą stację bazową określa się stację ruchomą najdalszą od pierwszej stacji bazowej zgodnie ze stanem układu rozpraszania PN w stacji ruchomej.
8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wybór wykonuje się zgodnie z sektorem pierwszej stacji bazowej przy łączności ze stacją ruchomą.
9. Sposób synchronizacji czasowej drugiej stacji bazowej przez pierwszą stację bazową, znamienny tym, że mierzy się okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej, odbiera się w drugiej stacji bazowej transmisje przesyłane przez stację ruchomą i odnotowuje się czas odbioru, określa się ocenę opóźnienia, które występuje między nadawaniem przez stację ruchomą i odbiorem przez drugą stację bazową i oblicza się wartość korekcji synchronizacji zgodnie z oceną opóźnienia, odnotowanym czasem odbioru oraz zmierzonym okresem opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że odbiera się w drugiej stacji bazowej komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej dla wspomagania drugiej stacji bazowej przy odbiorze transmisji ze stacji ruchomej.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że podczas przesyłania komunikatu z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej przesyła się komunikat z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej przez sterownik stacji bazowej przy łączności z pierwszą stacją bazową i drugą stacją bazową.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że podczas przesyłania komunikatu z pierwszej stacji bazowej do drugiej stacji bazowej odbiera się w pierwszej stacji bazowej transmisje z wielu stacji ruchomych, wybiera się stację ruchomą najbardziej prawdopodobną do zdolności łączności z drugą stacją bazową i przesyła się komunikat wskazujący identyfikację stacji ruchomej.

PL 192 830 B1
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą najdalszą względem pierwszej stacji bazowej.
15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą najbliższą względem pierwszej stacji bazowej.
16. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie ze stanem układu rozciągania PN w stacji ruchomej.
17. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie z sektorem pierwszej stacji bazowej wykorzystywanej do łączności ze stacją ruchomą.
18. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że podczas wyboru stacji ruchomej najbardziej prawdopodobnej do zdolności łączności z drugą stacją bazową, wybiera się stację ruchomą zgodnie ze zmierzonym okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia.
19. Sposób synchronizacji stacji bazowej z bezprzewodowym systemem komunikacyjnym po włączeniu stacji bazowej, znamienny tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej, podczas którego to odbioru dostarcza się do stacji bazowej informację o identyfikacji stacji ruchomej, ocenia się odległość stacji bazowej do stacji ruchomej zgodnie z pierwszym okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z pierwszej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z pierwszą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do pierwszej stacji bazowej i drugim okresem opóźnienia przewidzianym na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania z drugiej stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności z drugą stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do drugiej stacji bazowej, oraz odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej zgodnie z dostarczaną informacją i ocenianą odległością i reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z odbieranymi sygnałami.
20. Sposób synchronizacji stacji bazowej z bezprzewodowym systemem komunikacyjnym po włączeniu stacji bazowej, znamienny tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej zgodnie z sygnałem synchronizacji dostarczanym ze sterownika stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej i reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z przesunięciem czasu między ocenianym przesunięciem PN stacji ruchomej i rzeczywistym przesunięciem PN stacji ruchomej.
21. Sposób synchronizacji stacji bazowej z bezprzewodowym systemem komunikacyjnym po włączeniu stacji bazowej, znamienny tym, że odłącza się transmisję od stacji bazowej, otrzymuje się synchronizację początkową w stacji bazowej zgodnie z sygnałem synchronizacji dostarczanym ze sterownika stacji bazowej, odbiera się w stacji bazowej sygnały przesyłane ze stacji ruchomej, reguluje się synchronizację stacji bazowej zgodnie z odbieranymi sygnałami, dostarcza się do stacji ruchomej przesuniecie kodowe PN stacji bazowej i przesyła się sygnały o kolejno zwiększonych poziomach mocy ze stacji bazowej zgodnie z regulowaną synchronizacją, aż stacja ruchoma wykryje przesyłane sygnały.
22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że podczas dostarczania do stacji ruchomej identyfikacji stacji bazowej, dostarcza się do stacji ruchomej kod sterujący PN.
23. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że synchronizuje się regulację czasową stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą sięze stacją ruchomą.
24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że podczas synchronizacji regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą, inicjuje się łączność miedzy stacją bazową i stacją ruchomą, mierzy się pierwszy okres opóźnienia przewidziany na transmisję i potwierdzenie przyjęcia nadawania ze stacji bazowej do stacji ruchomej przy łączności ze stacją bazową i z powrotem ze stacji ruchomej do stacji bazowej, mierzy się drugi okres opóźnienia przewidziany na transmisje i potwierdzenie przyjęcia nadawania z co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą i z powrotem ze stacji ruchomej do co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą, mierzy się w stacji ruchomej różnicę czasu między czasem odbioru nadawania z co najmniej jednej stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą i czasem odbioru nadawania ze stacji bazowej komunikującej się ze stacją ruchomą oraz oblicza się wartość korekcji synchronizacji na podstawie zmierzonego pierwszego okresu opóźnienia przewidzianego

PL 192 830 B1 na transmisję i potwierdzenie przyjęcia, zmierzonego drugiego okresu opóźnienia przewidzianego na transmisję i potwierdzenie przyjęcia i zmierzonej różnicy czasu.
25. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że powtarza się synchronizację regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikująca się ze stacją ruchomą dla wszystkich stacji ruchomych w obszarze pokrycia stacji bazowej.
26. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że podczas synchronizacji regulacji czasowej stacji bazowej z co najmniej jedną stacją bazową komunikującą się ze stacją ruchomą stosuje się sposób według zastrz. 1.