專利名稱：由通信終端確定來(lái)自通信管理設(shè)備的基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不能精確獲知信號(hào)傳播時(shí)間的通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，更具體地涉及在這種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信管理。
背景技術(shù)：
某些通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是那些被稱為“隨機(jī)接入”的網(wǎng)絡(luò)，要求通信終端的發(fā)送具有精確的同步，所述終端連接到它們的通信管理設(shè)備例如基站等。
為了這個(gè)目的，所述網(wǎng)絡(luò)通常周期地通過(guò)它們的通信管理設(shè)備廣播基準(zhǔn)信號(hào)(通常被稱為“偽導(dǎo)頻”信號(hào))，所述基準(zhǔn)信號(hào)代表了連接所述網(wǎng)絡(luò)的終端為了相對(duì)于預(yù)定模型同步它們的發(fā)送而必須用作內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)的時(shí)鐘，所述模型能被配置且通常被周期地廣播。換句話說(shuō)，當(dāng)終端收到偽導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，它將它的內(nèi)部時(shí)鐘鎖定到由所述偽導(dǎo)頻信號(hào)定義的時(shí)鐘。
目前，偽導(dǎo)頻信號(hào)到達(dá)終端所花的時(shí)間按照所述終端的位置變化(在無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的情況下)或者按照傳輸介質(zhì)的特性變化(在異構(gòu)有線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的情況下)，其中，所述終端位置與它所連接的基站的覆蓋區(qū)域相關(guān)，所述傳輸介質(zhì)提供了所述終端與它所連接的通信管理設(shè)備之間的連接。
這種情況尤其是在衛(wèi)星無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)偽導(dǎo)頻信號(hào)的接收時(shí)間依賴于終端的位置，所述終端位于被本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員稱作“射束點(diǎn)(spot)”的任一邊上。
使用陸地和/或衛(wèi)星中繼器的蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也是這種情況。
另外，還有一種情況也是如此，即使用不同種類的傳輸介質(zhì)和/或提供局域和長(zhǎng)途連接(例如橫跨大西洋)的有線網(wǎng)絡(luò)的情況，所述網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致明顯不同的傳播時(shí)間。
在上面引述的情況下，連接到通信管理設(shè)備的每個(gè)終端，在由模型定義的時(shí)間發(fā)送，所述模型與所述設(shè)備相關(guān)并參考了偽導(dǎo)頻的接收時(shí)間；所述設(shè)備因而實(shí)際上在任意時(shí)間而不是精確時(shí)間接收連接到它的終端所發(fā)送的信號(hào)，結(jié)果是終端不能有效同步。更確切的是，因?yàn)椴煌K端的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)之間的時(shí)間差，通信管理設(shè)備的接收時(shí)間窗就不再合適，所述時(shí)間窗被鎖定于設(shè)備自身的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)且和接入時(shí)隙具有同樣的寬度。
為了糾正這些缺點(diǎn)，提出了某些解決方案。
因而，在TDMA型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，例如GSM網(wǎng)絡(luò)，提出了為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最初接入所述網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)終端確定定時(shí)補(bǔ)償(或定時(shí)改善)，所述定時(shí)補(bǔ)償將應(yīng)用于后來(lái)接入的發(fā)送時(shí)間。每個(gè)定時(shí)補(bǔ)償都在基站等級(jí)上確定。它對(duì)應(yīng)于基站和涉及所述基站的基準(zhǔn)內(nèi)部時(shí)間幀的終端之間的往返傳播時(shí)間。定時(shí)補(bǔ)償通過(guò)信道發(fā)送到相關(guān)的終端，以便立即將其應(yīng)用到終端的發(fā)送系統(tǒng)。
這種解決方案的主要不足在于這樣的事實(shí)由于計(jì)算和向連接到基站的、涉及呼叫的終端傳輸時(shí)間補(bǔ)償，它獨(dú)占了每個(gè)基站的資源。而且，這種解決方案不能應(yīng)用到從終端到網(wǎng)絡(luò)的最初接入。
在TDMA型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，例如GMR網(wǎng)絡(luò)(例如Thuraya)等，已經(jīng)提出增加網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)隙之間的保護(hù)時(shí)間，所述接入時(shí)隙被廣播的模型所定義。這種解決方案的主要問(wèn)題在于這樣的事實(shí)它增加了保護(hù)時(shí)間但損失了可用的接入時(shí)隙數(shù)目(原來(lái)8個(gè)中只有4個(gè)保持可用)。一旦終端實(shí)現(xiàn)它的最初接入，如上所述的時(shí)間補(bǔ)償?shù)拇_定和應(yīng)用也就實(shí)現(xiàn)了。
在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，提出了在公用信道上向終端廣播播送表示衛(wèi)星星歷(ephemeredes)的信息。那些星歷然后被每個(gè)終端用來(lái)確定它必須應(yīng)用到它的發(fā)送系統(tǒng)的時(shí)間補(bǔ)償。
例如，在S-UMTS型CDMA網(wǎng)絡(luò)中，為了實(shí)現(xiàn)到所述網(wǎng)絡(luò)的最初接入，終端必須首先偵聽在被稱為“導(dǎo)頻”、“SCH(同步信道)”和“BCH(廣播信道)”的公用信道上發(fā)送的消息，然后等待通過(guò)為廣播數(shù)據(jù)保留的公用信道(稱為FACH)上的小區(qū)廣播服務(wù)接收星歷廣播。這樣的解決方案特別地描述在專利文件EP 1 296 467中。
這種解決方案的缺點(diǎn)在于，它需要通信終端、無(wú)線接口和由終端用來(lái)接入到網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程的適配。

發(fā)明內(nèi)容
在本領(lǐng)域內(nèi)沒(méi)有公知的解決方案能完全令人滿意，因而本發(fā)明的目就是改善這種情況。
為了該目的，提出了計(jì)算通信網(wǎng)絡(luò)(適當(dāng)情況下的隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò))的通信管理設(shè)備和連接到所述設(shè)備的通信終端之間的基準(zhǔn)信號(hào)傳播時(shí)間的方法，所述設(shè)備和終端每一個(gè)都具有相對(duì)于衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(或GNSS網(wǎng)絡(luò)，例如GPS(全球定位系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò))的時(shí)間基準(zhǔn)定義的、且由定位接收器提供的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)。要注意的是，時(shí)間基準(zhǔn)不需要直接來(lái)自GNSS網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星；實(shí)際上，它可以來(lái)自陸地中繼。
這種方法的特征是，其在于-借助于所述設(shè)備，并且在至少一個(gè)(公用或?qū)Ｓ?信令信道上，向終端發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包含基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間的信息，所述基準(zhǔn)信號(hào)與GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)。
-然后，當(dāng)終端接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)和消息時(shí)，用時(shí)間標(biāo)出所述消息的接收，以致終端可以確定消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間的時(shí)間差，并由該時(shí)間差推斷相關(guān)基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間。
-例如，當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)相對(duì)于模型(或圖)定義用于終端時(shí)間同步的基準(zhǔn)(例如偽導(dǎo)頻信號(hào))時(shí)，在終端的等級(jí)上，從傳播時(shí)間推斷表示在設(shè)備和相關(guān)終端之間的往返傳播時(shí)間的時(shí)移，其中所述模型定義了到網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)接入時(shí)隙；然后該時(shí)移被應(yīng)用到模型以將終端的發(fā)送系統(tǒng)鎖定到時(shí)移后的模型，以便在一個(gè)授權(quán)的接入時(shí)隙中，向通信管理設(shè)備傳送接入網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求。
基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息的傳輸可以在同一信令信道上(例如CDMA型網(wǎng)絡(luò)的情況下，在公有信道BCH上)或分開的信道上實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明也提出了用于通信網(wǎng)絡(luò)(適當(dāng)情況下的隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò))的通信管理設(shè)備，其包含的管理裝置適于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)將在(公用或?qū)Ｓ?信令信道上被傳送到連接到所述設(shè)備的終端，并且所述通信管理設(shè)備和每個(gè)終端一樣具有內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，所述內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)相對(duì)于衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(或GNSS網(wǎng)絡(luò))的時(shí)間基準(zhǔn)而定義且由所述設(shè)備包含或連接的GNSS接收器提供。
該設(shè)備的特征在于，所述管理裝置另外適于產(chǎn)生包含信息的消息，其中所述信息表示與GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間，以便在信令信道上將所述消息傳送到終端。
通信管理設(shè)備可以產(chǎn)生每個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息以便在相同的信令信道或兩個(gè)獨(dú)立的信令信道上傳送它們。
本發(fā)明另外提出了用于通信網(wǎng)絡(luò)(適當(dāng)情況下的隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò))的通信終端，所述網(wǎng)絡(luò)包含至少一個(gè)上文描述類型的通信管理設(shè)備。
這種通信終端的特征在于，它包含-接收裝置，適于從來(lái)自衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(或GNSS網(wǎng)絡(luò))的信號(hào)中定義與GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)；和-處理裝置，適于在接收由通信管理設(shè)備在至少一個(gè)(公用或?qū)Ｓ?信令信道上傳送連接到所述設(shè)備的終端的基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息時(shí)，用時(shí)間標(biāo)出所述消息的接收，其中，所述相關(guān)消息包含表示基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送時(shí)間的信息，所述基準(zhǔn)信號(hào)與GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)，然后確定所述消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間的時(shí)間差并由該時(shí)間差推斷與所述消息相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間。
當(dāng)所述基準(zhǔn)信號(hào)相對(duì)于模型定義用于終端的時(shí)間同步的基準(zhǔn)時(shí)，其中所述模型定義了到網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)接入時(shí)隙，終端的處理裝置可以適于從它們已經(jīng)確定的傳播時(shí)間中推斷時(shí)移，所述時(shí)移代表所述設(shè)備和相關(guān)終端之間的信號(hào)的往返傳播時(shí)間，然后將該時(shí)移應(yīng)用到所述模型中。在這種情況下，通信終端包含發(fā)送系統(tǒng)，所述發(fā)送系統(tǒng)適于被同步到時(shí)移后的模型，以在一個(gè)授權(quán)的接入時(shí)隙內(nèi)向通信管理設(shè)備傳送網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求。
本發(fā)明尤其適合于選自FDMA、TDMA和CDMA的隨機(jī)接入通信網(wǎng)絡(luò)，且尤其是那些W-CDMA、衛(wèi)星(或IS-95)或陸地CDAMA2000、TTA、CCSA、(S-)UMTS、GMR、GSM和(S-)GSM/GPRS型網(wǎng)絡(luò)，也可以是經(jīng)由光纖用于光通信的那些網(wǎng)絡(luò)，但不是專用于以上網(wǎng)絡(luò)。然而，本發(fā)明一般涉及所有不能精確獲知信號(hào)傳播時(shí)間的通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是某些有線通信網(wǎng)絡(luò)，例如那些使用電線的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)在參閱下文描述和附圖之后將變得顯而易見，單個(gè)附圖示意性地說(shuō)明了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的一部分的一個(gè)實(shí)施例，該網(wǎng)絡(luò)包含“網(wǎng)關(guān)”型通信管理設(shè)備和全部耦合到衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)的通信終端。
如有必要，附圖構(gòu)成本發(fā)明說(shuō)明書的一部分，并且也有助于本發(fā)明的限定。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的在于，使得連接到通信網(wǎng)絡(luò)的通信終端能夠確定信號(hào)的傳播時(shí)間，所述網(wǎng)絡(luò)在適當(dāng)?shù)那闆r下是隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)。
此處“通信終端”表示能與其它設(shè)備，通過(guò)它們所屬的網(wǎng)絡(luò)，或它自己所屬的網(wǎng)絡(luò)以信號(hào)形式交換數(shù)據(jù)的任意網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因而這可以指例如用戶設(shè)備，諸如固定或便攜式計(jì)算機(jī)、固定或便攜式電話、或個(gè)人數(shù)字助手(PDA)或服務(wù)器。
作為示意性的例子，在下文中考慮的通信網(wǎng)絡(luò)是隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，例如工作在頻分雙工(FDD)模式或時(shí)分雙工(TDD)模式下的3G型CDMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，例如S-UMTS網(wǎng)絡(luò)等。
然而，本發(fā)明不限制于僅僅這種類型的網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上，它涉及通信終端可以利用隨機(jī)接入程序、依靠例如在接入時(shí)隙內(nèi)發(fā)送前同步碼(或接入請(qǐng)求)接入的所有通信網(wǎng)絡(luò)，其中，在通信管理設(shè)備和連接到它的終端之間，存在著信號(hào)傳播時(shí)間的很寬的擴(kuò)展(擴(kuò)散)。因而，本發(fā)明尤其涉及包含無(wú)線中繼器的適當(dāng)情況下是衛(wèi)星型的無(wú)線接入通信網(wǎng)絡(luò)，例如FDMA、W-CDMA、衛(wèi)星(或IS-95)或陸地CDAMA2000、TTA、CCSA、GMR、GSM和S-GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)。然而，本發(fā)明同樣涉及使用異構(gòu)傳輸介質(zhì)和/或提供本地和長(zhǎng)途(例如橫跨大西洋)連接的有線網(wǎng)絡(luò)，例如某些使用光纖、有或沒(méi)有中繼的光網(wǎng)絡(luò)，以及某些使用電線作為通信介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。另外也涉及網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)。
此外，作為示意性的例子，在下文中考慮的通信終端是連接到S-UMTS網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)電話型的用戶設(shè)備(UE)。
如附圖所示，雖然只是寬泛描述，但對(duì)于理解本發(fā)明仍然是足夠詳細(xì)地，衛(wèi)星接入U(xiǎn)MTS(S-UMTS)網(wǎng)絡(luò)可以被視為耦合到衛(wèi)星接入網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)(CN)。
衛(wèi)星接入網(wǎng)絡(luò)包含首先，至少一個(gè)通信管理設(shè)備和至少一個(gè)通信衛(wèi)星SAT，所述通信管理設(shè)備在這里表示為通過(guò)RNC(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器)節(jié)點(diǎn)連接到核心網(wǎng)絡(luò)CN的衛(wèi)星基站(或網(wǎng)關(guān))SG形式，所述通信衛(wèi)星SAT使得能夠在無(wú)線網(wǎng)關(guān)SG和配備衛(wèi)星接收器的用戶設(shè)備UE(此處為移動(dòng)電話)之間交換數(shù)據(jù)。
衛(wèi)星鏈路組成衛(wèi)星接口。而且，RNC提供服務(wù)和控制。它因此被稱為控制和服務(wù)RNC。
網(wǎng)關(guān)SG結(jié)合S-UMTS網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)B，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理信號(hào)且尤其負(fù)責(zé)管理接入到所述S-UMTS網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求。節(jié)點(diǎn)B又與一個(gè)或多個(gè)小區(qū)相聯(lián)系，所述小區(qū)中每一個(gè)都覆蓋無(wú)線區(qū)域，其中可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)用戶設(shè)備UE。節(jié)點(diǎn)B的小區(qū)包含在衛(wèi)星SAT的覆蓋區(qū)域ZC內(nèi)，所述衛(wèi)星SAT與結(jié)合節(jié)點(diǎn)B的網(wǎng)關(guān)SG相聯(lián)系(這里小區(qū)對(duì)應(yīng)于衛(wèi)星射束點(diǎn))。
此外，網(wǎng)關(guān)SG包含衛(wèi)星定位接收器RG1，負(fù)責(zé)分析由衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(在圖中由它的衛(wèi)星SN的星座CS表示)提供的信號(hào)。該衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)是GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)，例如GPS網(wǎng)絡(luò)、GLONASS網(wǎng)絡(luò)或未來(lái)的GALILEO網(wǎng)絡(luò)。要注意的是，提供時(shí)間基準(zhǔn)的信號(hào)不需要直接來(lái)自GNSS網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星；它們可以來(lái)自陸地中繼站。
特別地，GNSS接收器RG1負(fù)責(zé)從接收到的來(lái)自GNSS網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)中確定GNSS網(wǎng)絡(luò)中的當(dāng)前時(shí)間，該當(dāng)前時(shí)間被稱為GNSS時(shí)間(或系統(tǒng)時(shí)間)，以便節(jié)點(diǎn)B將其內(nèi)部時(shí)鐘鎖定到該GNSS時(shí)間。因此，節(jié)點(diǎn)B具有相對(duì)于GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)定義的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)。
該內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)使得節(jié)點(diǎn)B的管理模塊MG能夠產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，這里定義為領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所稱的偽導(dǎo)頻信號(hào)，該信號(hào)將要由網(wǎng)關(guān)SG經(jīng)由衛(wèi)星SAT傳送到位于所述衛(wèi)星SAT的覆蓋領(lǐng)域ZC內(nèi)的用戶設(shè)備UE。在所描述的例子中，和在所有其它類型網(wǎng)絡(luò)中一樣，這種傳輸可以在專用信令信道上實(shí)現(xiàn)。
節(jié)點(diǎn)B也負(fù)責(zé)產(chǎn)生包含定義(時(shí)間)接入間隙的模型的消息，在所述接入時(shí)隙內(nèi)連接到節(jié)點(diǎn)B的用戶設(shè)備UE被授權(quán)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求(或前同步碼)。這些模型一般都能被配置，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)SG經(jīng)由衛(wèi)星SAT且在公用信令信道上周期地廣播到用戶設(shè)備UE。例如，在開槽ALOHA型接入網(wǎng)絡(luò)中，接入時(shí)隙的寬度等于5120時(shí)片(chip)(對(duì)應(yīng)于1.3毫秒)。
在(尤其是)S-UMTS網(wǎng)絡(luò)中，接入時(shí)隙模型被連接到節(jié)點(diǎn)B的用戶設(shè)備用來(lái)確定時(shí)間(時(shí)隙)，在所述時(shí)間(時(shí)隙)中，特別是在每次最初接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)刻，所述終端被授權(quán)發(fā)送信號(hào)到包含所述節(jié)點(diǎn)B的網(wǎng)關(guān)SG。
實(shí)際上，當(dāng)用戶設(shè)備UE請(qǐng)求傳送包含數(shù)據(jù)的消息時(shí)，它必須在最初接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)刻，預(yù)先傳送接入請(qǐng)求(或前同步碼)到網(wǎng)關(guān)SG。為了這樣做，用戶設(shè)備UE產(chǎn)生帶有簽名的前同步碼，所述簽名在開槽ALOHA型接入的情況下延續(xù)N時(shí)片的持續(xù)時(shí)間，例如N＝4096時(shí)片。在S-UMTS網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述簽名從16個(gè)簽名中隨機(jī)抽取。
然后，用戶設(shè)備UE利用專用隨機(jī)接入信道RACH并且在一個(gè)被授權(quán)的接入時(shí)隙內(nèi)發(fā)送采用無(wú)線信號(hào)形式的前同步碼到衛(wèi)星SAT，所述衛(wèi)星SAT覆蓋了用戶設(shè)備UE所位于的小區(qū)。衛(wèi)星SAT然后傳送被簽名的前同步碼到網(wǎng)關(guān)SG，所述網(wǎng)關(guān)SG將前同步碼傳送給節(jié)點(diǎn)B，以便于它啟動(dòng)前同步碼確認(rèn)過(guò)程。只有在所述前同步碼被節(jié)點(diǎn)B確認(rèn)的情況下，與被傳輸?shù)那巴酱a相關(guān)的消息才可以由用戶設(shè)備UE發(fā)送。
如上文所述，只有在一個(gè)被接收的模型定義的授權(quán)接入時(shí)隙期間內(nèi)才可以發(fā)送前同步碼。現(xiàn)在，位于同一小區(qū)(或覆蓋區(qū)域ZC)的所有用戶設(shè)備UE使用的該模型和那些用戶設(shè)備的發(fā)送系統(tǒng)CE必須被同步或鎖定在同一時(shí)間基準(zhǔn)，也就是節(jié)點(diǎn)B的時(shí)間基準(zhǔn)。
在標(biāo)準(zhǔn)的S-UMTS網(wǎng)絡(luò)中，是所述基準(zhǔn)(偽導(dǎo)頻)信號(hào)使得用戶設(shè)備UE能夠定義它們的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，它們的發(fā)送系統(tǒng)CE要鎖定在該基準(zhǔn)信號(hào)上。如果節(jié)點(diǎn)B和連接到它的用戶設(shè)備UE之間的基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間對(duì)于所有的用戶設(shè)備UE來(lái)說(shuō)不相同，則它們的發(fā)送系統(tǒng)被鎖定到不同的時(shí)間基準(zhǔn)(相對(duì)于彼此有時(shí)間差)，導(dǎo)致的結(jié)果是用戶設(shè)備UE的發(fā)送不能同步。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明首先提出了為每個(gè)用戶設(shè)備UE配備GNSS接收器RG2，所述接收器RG2如同網(wǎng)關(guān)SG的接收器RG1，用于分析由GNSS網(wǎng)絡(luò)CS傳輸?shù)男盘?hào)來(lái)確定GNSS時(shí)間(或系統(tǒng)時(shí)間)，以便將它的發(fā)送系統(tǒng)CE鎖定到該GNSS時(shí)間。因此，用戶設(shè)備UE具有相對(duì)于GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)定義的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)。
本發(fā)明也提出了修改GNSS網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)B所包含的管理模塊MG，這樣每次節(jié)點(diǎn)B產(chǎn)生基準(zhǔn)(或偽導(dǎo)頻)信號(hào)時(shí)它也產(chǎn)生包含信息的相關(guān)消息，所述信息表示發(fā)送與GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間，節(jié)點(diǎn)B的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)被鎖定的GNSS網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間基準(zhǔn)上(歸功于GNSS接收器RG1)。
然后，每個(gè)基準(zhǔn)(或偽導(dǎo)頻)信號(hào)及相關(guān)消息被節(jié)點(diǎn)B傳送到網(wǎng)關(guān)SG，以便在至少一個(gè)公用信令信道上將它們傳送到用戶設(shè)備UE。
在S-UMTS網(wǎng)絡(luò)的情況下，更適合在單個(gè)公用信令信道上傳送每個(gè)基準(zhǔn)(或偽導(dǎo)頻)信號(hào)及相關(guān)消息。例如，可能使用信道BCH，所述信道BCH已經(jīng)被節(jié)點(diǎn)B和RNC使用以向連接到它們的用戶設(shè)備UE傳送關(guān)于GNSS網(wǎng)絡(luò)的信息，所述信息例如星歷。此外，在發(fā)起網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求之前，S-UMTS標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求用戶設(shè)備UE偵聽不同的導(dǎo)頻、SCH和BCH信令信道，因此不需要調(diào)整用戶設(shè)備執(zhí)行的無(wú)線接口或者標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接入過(guò)程。
優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn)B產(chǎn)生信息塊(此處為BCH型)，所述信息塊組成每個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)和包含發(fā)送時(shí)間的相關(guān)消息。在CDMA中，一個(gè)時(shí)片(等于260毫微秒)精確等級(jí)的發(fā)送時(shí)間對(duì)于UMTS(W-CDMA)應(yīng)用是足夠的。這種精確尤其減少了包括在隨機(jī)接入信道上的干擾。
然而，可以考慮在兩個(gè)不同的公用信令信道上傳輸每個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)及相關(guān)消息。
為了用戶設(shè)備UE能夠使用包含在與基準(zhǔn)(偽導(dǎo)頻)信號(hào)相關(guān)的消息中的發(fā)送時(shí)間，本發(fā)明提出了為它們配備處理模塊PM。根據(jù)本發(fā)明，該處理器模塊PM負(fù)責(zé)偵聽傳送有與基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)的消息的信令(例如BCH)信道，以檢測(cè)每個(gè)消息和用時(shí)間標(biāo)出關(guān)于GNSS時(shí)間的接收，所述GNSS時(shí)間由GNSS接收器GR2提供且被用來(lái)鎖定發(fā)送系統(tǒng)CE。
當(dāng)處理模塊PM擁有包含在消息中的發(fā)送時(shí)間和所述消息的接收時(shí)間時(shí)，它確定這兩個(gè)時(shí)間的時(shí)間差，且隨后從所述時(shí)間差(通過(guò)簡(jiǎn)單相減)中推斷與所述消息相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)到達(dá)它的用戶設(shè)備UE所花費(fèi)的(所謂“傳播”)時(shí)間。
處理模塊PM也負(fù)責(zé)推斷時(shí)移，所述時(shí)移必須應(yīng)用到所述模型(此處的接入時(shí)隙模型)，以便考慮基準(zhǔn)信號(hào)的往返傳播時(shí)間。為了這樣做，它將它剛推斷出的傳播時(shí)間乘以2，因?yàn)樗鰝鞑r(shí)間僅僅對(duì)應(yīng)外向路徑(從網(wǎng)關(guān)SG到用戶設(shè)備UE)。處理模塊PM隨后將所述時(shí)移應(yīng)用到接入時(shí)隙模型。
于是發(fā)送系統(tǒng)CE只能同步(或鎖定)到被處理模塊PM時(shí)移的模型，以便在所述模型的一個(gè)被授權(quán)的接入時(shí)隙里，按照前面描述的過(guò)程向其節(jié)點(diǎn)B發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求。
連接于同一小區(qū)(或覆蓋區(qū)域ZC)的用戶設(shè)備的發(fā)送系統(tǒng)從現(xiàn)在起鎖定到相同的時(shí)間基準(zhǔn)，所述時(shí)間基準(zhǔn)也構(gòu)成節(jié)點(diǎn)B的時(shí)間基準(zhǔn)，因此用戶設(shè)備的發(fā)送也相對(duì)于彼此同步(這里指時(shí)間上)。這極大地方便了節(jié)點(diǎn)B和連接到它的用戶設(shè)備之間的通信，尤其是接入請(qǐng)求(或前同步碼)的確認(rèn)過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的通信用戶設(shè)備的處理模塊PM和根據(jù)本發(fā)明的通信管理設(shè)備SG的管理模塊MG可以作為電子電路、軟件(或電子數(shù)據(jù)處理)模塊的形式，或電路與軟件的組合來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。
本發(fā)明還提供計(jì)算通信網(wǎng)絡(luò)(適當(dāng)情況下的隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò))的通信管理設(shè)備SG和連接到該管理設(shè)備SG的用戶設(shè)備UE之間的基準(zhǔn)信號(hào)傳播時(shí)間的方法，所述通信管理設(shè)備SG和用戶設(shè)備UE每個(gè)都具有相對(duì)于GNSS網(wǎng)絡(luò)CS的時(shí)間基準(zhǔn)定義的且由GNSS接收器提供的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)。
特別地，該方法借助于在上文描述的通信管理設(shè)備SG和用戶設(shè)備UE執(zhí)行。這種方法的步驟的主要和可選的功能和子功能實(shí)質(zhì)上是等同于組成通信管理設(shè)備SG和用戶終端UE的不同裝置，因此在下文中將只概述執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的主要功能的步驟。
所述方法在于-借助于設(shè)備SG，在至少一個(gè)(公用或?qū)Ｓ?信令信道上發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)及相關(guān)消息到用戶終端UE，所述消息包含表示基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送時(shí)間的信息，所述基準(zhǔn)信號(hào)與GNSS網(wǎng)絡(luò)CS的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)。
-然后，當(dāng)終端UE接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息時(shí)，用時(shí)間標(biāo)出所述消息的接收以致所述終端UE可以確定消息的發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間的時(shí)間差，并由此推斷相關(guān)基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間。
由于本發(fā)明，沒(méi)有必要修改通信標(biāo)準(zhǔn)。此外，由終端實(shí)現(xiàn)的計(jì)算比依賴星歷使用的那些現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)單，所述星歷不再需要被廣播，因而節(jié)省了資源。而且，由于不再需要傳播星歷，在啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求之前，終端不再需要偵聽廣播服務(wù)的信息。同樣，終端的發(fā)送互相同步，這意味著在TDMA型網(wǎng)絡(luò)的情況下可以減少接入時(shí)隙之間的保護(hù)時(shí)間，在CDMA型網(wǎng)絡(luò)的情況下可以顯著減少干擾且傳輸容量因而增加，同時(shí)導(dǎo)致所需發(fā)送功率下降，因?yàn)樗鯟DMA編碼被同步且因而互相正交。
本發(fā)明不受限于上文僅僅作為例子描述的通信終端、通信管理設(shè)備和傳播時(shí)間計(jì)算方法，而是覆蓋落入下面權(quán)利要求范圍內(nèi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員所能作出的所有變體。
這樣，上文描述了采用衛(wèi)星基站(或網(wǎng)關(guān))形式的通信管理設(shè)備，但是通信管理設(shè)備也同樣可以采用基站的形式，例如耦合到GNSS接收器的基點(diǎn)B或BTS。而且，前面的描述指的是隨機(jī)接入衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。然而，本發(fā)明不受限于僅僅隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的這種類型。它涉及通信管理設(shè)備和通信終端之間的信號(hào)傳播時(shí)間存在擴(kuò)展(擴(kuò)散)的所有網(wǎng)絡(luò)，且尤其涉及包括無(wú)線電中繼器、適當(dāng)情況下衛(wèi)星類型的、連接到基站的無(wú)線接入通信網(wǎng)絡(luò)，也涉及使用光纖、有或無(wú)中繼的光網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明不只限于隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，它涉及前面描述的所有通信網(wǎng)絡(luò)，不論是不是有線網(wǎng)絡(luò)，在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不能精確獲知信號(hào)傳播時(shí)間。因此，本發(fā)明不受限于發(fā)送時(shí)間的鎖定，無(wú)論鎖定是指為了初次接入到網(wǎng)絡(luò)的鎖定，還是為了隨后能夠接入到網(wǎng)絡(luò)的鎖定，尤其是在CDMA2000和IS95的網(wǎng)絡(luò)情況下。本發(fā)明可以同樣涉及經(jīng)由包括發(fā)送數(shù)據(jù)和時(shí)間的消息對(duì)定時(shí)器的精確適配，所述消息尤其使用在IP通信和某些移動(dòng)或蜂窩電話中。本發(fā)明可以同樣涉及服務(wù)器、中繼器和路由器，例如為了分析或在業(yè)務(wù)過(guò)載的情況下，在所述中繼器和路由器內(nèi)數(shù)據(jù)可以短暫阻塞。因此，本發(fā)明尤其是在使用專用信令信道的情況下可以減少干繞，和/或優(yōu)化接收機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算在通信網(wǎng)絡(luò)的通信管理設(shè)備(SG)和連接到所述設(shè)備(SG)的通信終端(UE)之間的基準(zhǔn)信號(hào)傳播時(shí)間的方法，所述設(shè)備(SG)和所述終端(UE)每一個(gè)都具有相對(duì)于衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(SG)的時(shí)間基準(zhǔn)定義的且由定位接收器(RG1、RG2)提供的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，其特征是，所述方法在于借助于所述設(shè)備(SG)并且在至少一個(gè)信令信道上，向所述終端(UE)發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息，所述相關(guān)消息包含表示與所述時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的所述基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間的信息，然后，如果所述終端(UE)之一接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)和所述相關(guān)消息，則用時(shí)間標(biāo)出所述消息的接收，以致于所述終端(UE)能夠確定所述消息的所述發(fā)送時(shí)間和所述接收時(shí)間的時(shí)間差，并由該時(shí)間差推斷相關(guān)基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)相對(duì)于模型定義用于所述終端(UE)的時(shí)間同步的基準(zhǔn)，其中所述模型定義了到所述網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)接入時(shí)隙；在終端(UE)的等級(jí)上，從所述傳播時(shí)間推斷時(shí)移，所述時(shí)移表示所述設(shè)備(SG)和相關(guān)終端(UE)之間信號(hào)的往返傳播時(shí)間；然后，該時(shí)移被應(yīng)用到所述模型，以將所述終端(UE)的發(fā)送系統(tǒng)(CE)鎖定到時(shí)移后的模型，以便在一個(gè)授權(quán)接入時(shí)隙內(nèi)向所述通信管理設(shè)備(SG)傳送接入網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)和所述相關(guān)消息在相同的信令信道上傳送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)和所述相關(guān)消息在不同的信令信道上傳送。
5.一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的通信管理設(shè)備(SG)，該設(shè)備包含的管理裝置(MG)適于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)將在信令信道上被傳送至連接到所述設(shè)備(SG)的通信終端(UE)，所述設(shè)備(SG)和每個(gè)所述終端(UE)一樣具有內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，所述內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)相對(duì)于衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(CS)的時(shí)間基準(zhǔn)被定義并且由定位接收器(RG1)提供，其特征在于，所述管理裝置(MG)進(jìn)一步適于產(chǎn)生包含信息的消息，其中所述信息表示與所述時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間，以便在信令信道上將所述消息傳送到所述終端(UE)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的通信管理設(shè)備，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)和所述相關(guān)消息在相同的信令信道上傳送。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的通信管理設(shè)備，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)和所述相關(guān)消息在不同的信令信道上傳送。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)的通信管理設(shè)備，其特征在于，其包含所述定位接收器(RG1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)的通信管理設(shè)備，其特征在于，其耦合到所述定位接收器(RG1)。
10.一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的通信終端(UE)，所述通信網(wǎng)絡(luò)包含根據(jù)權(quán)利要求5到9中任一項(xiàng)的至少一個(gè)通信管理設(shè)備(SG)，所述通信終端(UE)包含的接收裝置(RG2)適于從來(lái)自衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)(CS)的信號(hào)定義與所述定位網(wǎng)絡(luò)(CS)的時(shí)間基準(zhǔn)相關(guān)的內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，其特征在于，其包含的處理裝置(PM)適于當(dāng)接收到由其連接到的所述通信管理設(shè)備(SG)在至少一個(gè)信令信道上發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)和相關(guān)消息時(shí)，用時(shí)間標(biāo)出所述消息的接收，其中所述消息包含表示所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送時(shí)間的信息，然后確定所述消息的所述發(fā)送時(shí)間和所述接收時(shí)間的時(shí)間差，并由該時(shí)間差推斷與所述消息相關(guān)的所述基準(zhǔn)信號(hào)的傳播時(shí)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的通信終端，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)相對(duì)于模型定義用于所述通信終端的時(shí)間同步的基準(zhǔn)，所述模型定義了到所述網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)接入時(shí)隙，所述處理裝置(PM)適于從所述傳播時(shí)間中推斷時(shí)移，所述時(shí)移表示所述設(shè)備(SG)與所述終端(UE)之間的信號(hào)的往返傳播時(shí)間，然后將該時(shí)移應(yīng)用到所述模型；并且，所述通信終端包含的發(fā)送系統(tǒng)(CE)適于被同步到時(shí)移后的模型，以便在一個(gè)所述授權(quán)的接入時(shí)隙內(nèi)，向所述通信管理設(shè)備(SG)傳送網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求。
12.在包含頻分多址、時(shí)分多址和碼分多址的一組網(wǎng)絡(luò)中選擇的隨機(jī)接入通信網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的計(jì)算方法、通信管理設(shè)備(SG)和通信終端(UE)的使用。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)的計(jì)算方法、通信管理設(shè)備(SG)和通信終端(UE)的使用，用于定時(shí)裝置的時(shí)間適配。
全文摘要
包含至少一個(gè)通信管理設(shè)備(SG)的通信網(wǎng)絡(luò)，所述通信管理設(shè)備(SG)所包含的管理裝置(MG)負(fù)責(zé)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)將在信令信道中被發(fā)送至連接到所述設(shè)備的用戶終端(UE)，并且該管理裝置(MG)和每個(gè)所述終端一起被提供內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)，所述內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)相對(duì)于衛(wèi)星定位系統(tǒng)(CS)的定時(shí)裝置而定義。還對(duì)該管理裝置(MG)進(jìn)行配置以致于能夠產(chǎn)生這樣的消息所述消息包含與定時(shí)裝置相關(guān)的基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間的信息，以便在信令信道中將它傳送到用戶終端(UE)。
文檔編號(hào)H04W56/00GK101015140SQ200580019664
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者B·馬丁 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司