專利名稱：無線系統(tǒng)中的反向同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種在移動和無線通信網(wǎng)中建立和保持反向同步的方法。
我們都知道CDMA系統(tǒng)的容量受到干擾的限制。這些干擾包括來自同一遠程單元的多徑信號之間的符號間干擾(ISI)、來自同一基站的服務(wù)區(qū)中不同遠程單元的信號之間的多址干擾(MAI)、和來自相鄰基站和這些基站服務(wù)的遠程單元的信號之間的相鄰小區(qū)干擾(ACI)。
在發(fā)明人、公開號和名稱分別為李道本、PCT/CN00/00028和″一種具有零相關(guān)窗的擴頻多址編碼方法″的PCT申請中，公開了一種互補正交碼，這里稱為LS碼。LS碼具有″無干擾窗口″的特性，也稱為零相關(guān)窗口特性。作為示例，考慮以下四個長度為8的LS碼(C1，S1)＝(++-+，+---)(C2，S2)＝(+++-，+-++)(C3，53)＝(-+++，--+-)(C4，S4)＝(-+--，---+)當兩個碼之間的時移在(包含首尾的)窗口[-1，+1]的范圍內(nèi)時，這些碼的任意兩個的互相關(guān)是零，除了當沒有時移時，這些碼的任何一個的自相關(guān)是零。因此這四個碼具有[-1，+1]的無干擾窗口。
同樣地以下長度為16的LS碼具有[-3，+3]的無干擾窗口(C1，S1)＝(++-++++-，+---+-++)(C2，S2)＝(++-+---+，+----+--)(C3，S3)＝(+++-++-+，+-+++---)(C4，S4)＝(+++---+-，+-++-+++)如果我們只考慮(C1，S1)和(C2，S2)，則它們具有[-7，+7]的無干擾窗口。
因此當遠程單元向基站傳送利用無干擾窗口為[-n，+n]的一組LS碼調(diào)制的信號時，只要這些信號彼此在n個碼片內(nèi)到達接收基站，這些信號就不會彼此干擾。當來自同一遠程單元的多徑信號和來自不同遠程單元的信號在無干擾窗口內(nèi)到達時，這消除了符號間干擾和多址干擾。
在下文中將LS碼用作正交擴頻碼的無線系統(tǒng)、信號、空中接口將分別稱為LS編碼的無線系統(tǒng)、LS編碼信號和LS編碼的空中接口。
在下文中利用IFW性質(zhì)的正交擴頻碼的無線系統(tǒng)、信號、空中接口將分別稱為IFW無線系統(tǒng)、IFW信號、和IFW空中接口。
所述正交擴頻碼可以是LS碼。
為了估計信號的到達時間，基準時間窗口[t1，t2]可以由所述基站根據(jù)所述無干擾窗口[-n，+n]和目前連接到基站的一組遠程單元確定。調(diào)整來自遠程單元信號的傳輸時間，因此來自所述遠程單元的信號到達基站的時間落入所述基準時間窗口[t1，t2]。
最好，在建立反向同步時，它可以由以下步驟組成所述基站在下行鏈路上傳送同步信號；試圖與所述基站建立反向同步的每個遠程單元在上行鏈路上傳送接入信號到所述基站；基站確定來自遠程單元的每個接入信號的到達時間；所述基站在下行鏈路上發(fā)送接入信號的到達時間和所述基準時間窗口[t1，t2]之間的時間差同時該遠程單元根據(jù)所述時間差調(diào)整其接入信號的發(fā)送時間。
最好，在反向同步保持期間，它可以由以下步驟組成基站確定控制和業(yè)務(wù)信號的到達時間，這些信號來自要求無干擾窗口為[-n，+n]的同一所有遠程單元組；該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時間的遠程單元組發(fā)送時間調(diào)整指令，對應(yīng)的遠程單元相應(yīng)地調(diào)整控制和業(yè)務(wù)信號的發(fā)送時間。
利用基準時間窗口會導(dǎo)致比單個時間點的同步更快的反向同步。因此，不同的遠程單元可以關(guān)于不同的基準時間窗口保持反向同步。


圖1說明具有多個小區(qū)的蜂窩系統(tǒng)。
圖2說明在一個小區(qū)中的基站和多個遠程單元。
圖3說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例中下行鏈路上前向同步信道的結(jié)構(gòu)。
圖4說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例中上行鏈路上反向同步信道的結(jié)構(gòu)。
圖5說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，來自四個不同的遠程單元歸一化到一幀開始的信號的到達時間。
根據(jù)本發(fā)明，正如所實現(xiàn)和廣泛描述的，提供一種系統(tǒng)和方法用于建立和保持遠程單元的反向同步，在此來自同一小區(qū)的遠程單元的信號在零相關(guān)窗口內(nèi)到達小區(qū)中的基站。所述系統(tǒng)包括以下的組件·具有服務(wù)一個地理區(qū)域的多個小區(qū)的蜂窩系統(tǒng)；·每個小區(qū)中的基站使用互補正交碼并向遠程單元傳送碼分復(fù)用和時分復(fù)用信號；·多個遠程單元使用互補正交碼并通過碼分多址和時分多址傳送擴頻信號；本發(fā)明通信系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例，如圖1所示，包括一蜂窩系統(tǒng)，該蜂窩系統(tǒng)包括服務(wù)一地理區(qū)域的多個小區(qū)、每個小區(qū)中的向該小區(qū)中的遠程單元提供下行鏈路信號的基站、和每個小區(qū)中的多個遠程單元。圖2表示小區(qū)中的一個基站和多個遠程單元。該基站包括用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的發(fā)射機和接收機和適當?shù)奶幚砥?。多個遠程單元的每一個包括用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的發(fā)射機、接收機、和適當?shù)奶幚砥鳌?br> 圖3說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例中下行鏈路上的前向同步信道的結(jié)構(gòu)。它被分成多個(N)等長時隙，后面是一間隔。每個時隙利用一擴頻碼擴展。為了減少相鄰的小區(qū)干擾，在不同鄰近小區(qū)中的不同基站對于前向同步信道應(yīng)該使用不同的擴頻碼。例如，前向同步信道可以被分成12個每個128個碼片的時隙，后面是9個碼片的間隔，每個時隙可以利用PCT-CN98/00028中公開的長度為128的LS碼或LS碼的某些變換來擴頻。
圖4說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例中上行鏈路上反向同步信道的結(jié)構(gòu)。它被分成多個(M)等長的接入時隙(AS)，后面是一間隔。每個接入時隙由遠程單元用于向基站發(fā)送接入信號以便反向同步。如圖4所示，接入時隙包括接入信號，接入信號的兩側(cè)具有間隔，以便提供調(diào)整接入信號發(fā)送時間的空間，以使遠程單元與基站實現(xiàn)反向同步。接入信號可以是利用正交碼、例如LS碼或LS碼任何變換的擴頻信號。圖4說明接入信號的一個優(yōu)選實施例，即利用C碼和S碼之間具有某些間隔的LS碼擴頻。
接入時隙的長度根據(jù)接入信號的長度和當遠程單元試圖與基站建立反向同步時從遠程單元到基站的最大時延確定。
為了減少相鄰小區(qū)的干擾，不同的鄰近基站應(yīng)該為反向同步信道上的接入信號使用不同的擴頻碼。
當考慮只在指定時隙和子幀傳送的遠程單元的信號的到達時間時，到達時間歸一化到上行鏈路上20毫秒幀的開始。圖5說明來自四個不同遠程單元信號的到達時間，它們歸一化到20毫秒幀的開始。遠程單元RU1、RU2、和RU3目前連接到基站并利用它們分配的擴頻碼在它們分配的時隙內(nèi)傳送控制和業(yè)務(wù)信號。來自RU1和RU3的傳輸在時間上重疊，但它們使用不同的擴頻碼。遠程單元RU4試圖通過傳送接入信號建立反向同步，在此總是認為接入信號處于接入時隙的中間，當接入信號的到達時間歸一化到上行鏈路的20毫秒幀的開始。
一組遠程單元被認為彼此關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步，如果這組任意兩個遠程單元到達時間之間的時間差不超過n個碼片。
反向同步方法的優(yōu)選實施例包括以下步驟。
1.基站在下行鏈路的前向同步信道上傳送同步信號；2.試圖與基站建立反向同步的每個遠程單元隨機選擇反向同步信道中的接入時隙和在上行鏈路上傳送接入信號到基站；3.基站確定來自遠程單元的每個接入信號的到達時間；4.對于給定的零相關(guān)窗口[-n，+n]，和目前與基站相連的并與零相關(guān)窗口[-n，+n]同步的一組遠程單元，即目前連接的任意兩個遠程單元到達時間之間的時間差不超過n個碼片，基站確定基準時間窗口[t1，t2]，因此如果來自遠程單元的接入信號的到達時間落入[t1，t2]，則它與目前連接的所有遠程單元關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步；5.如果來自遠程單元的接入信號的到達時間落入時間間隔[t1，t2]，則遠程單元對于零相關(guān)窗口[-n，+n]已實現(xiàn)與基站的反向同步，基站向遠程單元發(fā)送擴頻碼的有關(guān)信息以及遠程單元用于傳送控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時隙和子幀，然后遠程單元開始利用分配的擴頻碼和分配的時隙和子幀傳送控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
6.如果來自遠程單元的接入信號的到達時間落在時間間隔[t1，t2]之外，則基站計算到達時間和時間間隔[t1，t2]之間的時間差并在下行鏈路上發(fā)送時間差到遠程單元；遠程單元調(diào)整其接入信號的發(fā)送時間并回到步驟2。
本發(fā)明通信系統(tǒng)的優(yōu)選實施例提供利用時隙和子幀的時分多址和利用LS碼的碼分多址。由基站服務(wù)的一個小區(qū)內(nèi)的遠程單元也許經(jīng)歷不同的時間擴散和傳播環(huán)境。這些遠程單元可以放入具有不同零相關(guān)窗口的不同組。例如，基站附近的遠程單元可以放入零相關(guān)窗口為[-1，+1]的組，因為這些遠程單元的最大時間擴散可以很小，遠離基站的遠程單元可以放入零相關(guān)窗口為[-3，+3]的另一個組。這兩個不同的遠程單元組可以在單獨的時隙和子幀分配控制和業(yè)務(wù)信道。舉例來說，9個時隙(TS0)-子幀對可以被分成三組，一個用于最佳傳播環(huán)境為零相關(guān)窗口
的遠程單元，另一個用于要求零相關(guān)窗口為[-1，+1]的遠程單元和另一個要求零相關(guān)窗口為[-3，+3]的遠程單元。來自同一遠程單元的多徑接入信號可由基站用于決定遠程單元屬于哪一組，哪些時隙和子幀可以分配給遠程單元，它需要哪個相關(guān)窗口建立反向同步。
在遠程單元與基站建立反向同步和開始向基站傳送控制和業(yè)務(wù)信號之后，可以關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]與一組遠程單元利用下面所述的優(yōu)選實施例的同步保持方法保持反向同步1.連接到一基站的多個遠程單元在一些指定的時隙和子幀利用某擴頻碼向基站傳送控制和業(yè)務(wù)信號；2.基站確定來自同一組內(nèi)所有遠程單元的控制和業(yè)務(wù)信號的到達時間，這組遠程單元要求零相關(guān)窗口為[-n，+n]；3.如果這組遠程單元沒有一對的到達時間距離超過n個碼片，則反向同步關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步；否則，該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時間的遠程單元組發(fā)送時間調(diào)整，對應(yīng)的遠程單元相應(yīng)的調(diào)整用于控制和業(yè)務(wù)信號的發(fā)送時間。
利用基準時間窗口會導(dǎo)致比單個時間點的同步更快的反向同步。因此，不同的遠程單元可以關(guān)于不同的基準時間窗口保持反向同步。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說對本發(fā)明的反向同步方法可以作出各種改變是顯而易見的，不會背離本發(fā)明的范圍和精神。本發(fā)明意圖覆蓋落入權(quán)利要求及其等同物的系統(tǒng)和方法的改變和變化。此外，本發(fā)明意圖覆蓋本發(fā)明系統(tǒng)和方法的當前和新的申請。
權(quán)利要求
1.一種反向同步方法，該方法用于利用具有無干擾窗口特征的正交擴頻碼的無線系統(tǒng)，其中來自遠程單元信號的發(fā)送時間關(guān)于預(yù)定的無干擾窗口[-n，+n]調(diào)整，因此來自所述遠程單元的信號到達基站的時間落入所述的預(yù)定無干擾窗口。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述正交擴頻碼是LS碼。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，由所述基站關(guān)于所述無干擾窗口[-n，+n]和目前連接到基站的一組遠程單元確定基準時間窗口[t1，t2]，調(diào)整來自遠程單元信號的發(fā)送時間，因此來自所述遠程單元的信號到達基站的時間落入所述基準時間窗口[t1，t2]。
4.權(quán)利要求3的方法，其中進一步包括以下的步驟建立反向同步所述基站在下行鏈路上傳送同步信號；試圖與所述基站建立反向同步的每個遠程單元在上行鏈路上傳送接入信號到所述基站；基站確定來自遠程單元的每個接入信號的到達時間；所述基站在下行鏈路上發(fā)送到達時間和所述基準時間窗口[t1，t2]之間的時間差同時該遠程單元根據(jù)所述時間差調(diào)整其接入信號的發(fā)送時間。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的方法，其中進一步包括以下的步驟用于反向同步保持基站確定來自同一組所有遠程單元的控制和業(yè)務(wù)信號的到達時間，這組遠程單元要求的無干擾窗口大小為[-n，+n]；該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時間的遠程單元組發(fā)送時間調(diào)整，對應(yīng)的遠程單元相應(yīng)的調(diào)整用于控制和業(yè)務(wù)信號的發(fā)送時間。
全文摘要
一種用于無線系統(tǒng)的反向同步方法,該無線系統(tǒng)利用具有無干擾窗口特征的正交擴頻碼,其中根據(jù)預(yù)定的無干擾窗口[－n,+n]調(diào)整來自遠程單元信號的發(fā)送時間,因此來自所述遠程單元的信號到達基站的時間落入所述預(yù)定的無干擾窗口。當來自同一遠程單元的多徑信號和來自不同遠程單元的信號在無干擾窗口內(nèi)到達時,這消除了符號間干擾和多址干擾。
文檔編號H04B1/707GK1378722SQ00814082
公開日2002年11月6日 申請日期2000年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月5日
發(fā)明者李道本, 陳衛(wèi)東, 高海陽, 何紹明, 張永生, 鄧元華 申請人:連宇通信有限公司