專利名稱：用于調(diào)節(jié)無線通信系統(tǒng)中基站間的定時偏移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電信，更具體地涉及無線通信。
技術(shù)背景在無線通信領(lǐng)域，如蜂窩電話技術(shù)，系統(tǒng)典型地包括在該系統(tǒng)要 服務(wù)的區(qū)域內(nèi)分布的多個基站。然后，該區(qū)域內(nèi)的各種移動設(shè)備可以 通過一個或多個基站接入該系統(tǒng)，以及其它互聯(lián)的電信系統(tǒng)。典型地， 當(dāng)移動設(shè)備移動時，在它穿過一個區(qū)域時該移動設(shè)備通過與一個接一 個基站進行通信來維護與該系統(tǒng)的通信。從一個基站移動到另一個基 站的過程一般被稱為軟切換，并且如果移動設(shè)備正在快速移動，則它 發(fā)生得比較頻繁。該移動設(shè)備可以與最近的基站通信，與具有最強信 號的基站通信，與有足夠能力來接受通信的基站通信等。為了切換過程更有效，基站間的內(nèi)部定時被同步。典型地，通過全球定位系統(tǒng)(GPS)信號同步基站。然后，移動設(shè)備通過鎖定到服 務(wù)基站來獲得定時參考。在軟切換的場景中，移動設(shè)備與多于一個的 基站通信。當(dāng)移動設(shè)備處于服務(wù)小區(qū)的邊緣從而它還可以與另 一個基 站或多個基站(例如，非服務(wù)小區(qū))通信時， 一般出現(xiàn)切換。 一般說 來，移動設(shè)備所使用的來自服務(wù)小區(qū)的時間參考應(yīng)該與所有其它基站 的定時同步。同步化的定時使得移動設(shè)備和基站能夠"知到"什么時候 它們應(yīng)該期待傳輸，什么時候能夠自由傳輸。如果設(shè)備沒有被同步， 它可能丟失發(fā)向它的傳輸，因為它在錯誤的時間"期待"傳輸。類似地， 未同步的設(shè)備可能在錯誤的時間傳輸。最近，宣布在緊急條件下GPS系統(tǒng)可能被關(guān)閉"一段時間"，例 如在戰(zhàn)爭、恐怖襲擊等時期。當(dāng)GPS系統(tǒng)被關(guān)閉時，每個基站使用本地振蕩器來生成一個內(nèi)部時間參考。結(jié)果，來自一個基站的時間參 考與來自另一個基站的時間參考相比可能由于各種因素而偏移，例如 不同振蕩器間的不同物理特性，以及不同的振蕩器位于不同的溫度環(huán)境中而表現(xiàn)得稍微不同。GPS系統(tǒng)保持關(guān)閉的時間越長，兩個不同基 站間的偏移或時滯就越大。典型地，無線通信系統(tǒng)具有一個預(yù)選擇的 對該時滯的公差極限。 一旦時滯超過了這些極限，該移動設(shè)備將只能 與它的服務(wù)基站通信，并不能支持切換，這一般被稱為孤烏小區(qū)場景。 如果移動設(shè)備正在以中等速度(例如20公里/小時)移動，其中軟切 換可能需要以每幾秒鐘的頻率發(fā)生，該種情況可能是特別成問題的。 結(jié)果，該呼叫可能每幾秒鐘掉一次。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用于處理上面提出的一個或多個問題的影響。下面提供了 簡化概要以提供對本發(fā)明的某些方法的基本理解。該概要不是對發(fā)明 的詳盡概括。目的不是要標(biāo)記出本發(fā)明的重點或關(guān)鍵要素以及敘述本 發(fā)明的范圍。它的唯一目的是以簡單形式提供一些概念作為后面討論 的更加詳細的描述的序幕。在本發(fā)明的一個方面，提供了 一種用于在無線通信系統(tǒng)中控制通 信的方法。該方法包括擴大響應(yīng)于外部定時信號的缺失而在其中期望 接收傳輸?shù)乃阉鞔翱?。在本發(fā)明的另一個方法，提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中控制 通信的方法。該方法包括相對于搜索窗口修改接收信號的定時。


通過參考下面的與附圖一起的描述，可以更好地理解本發(fā)明，其中相同的參考數(shù)字標(biāo)識相同的元件，并且其中圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的通信系統(tǒng)的方框圖； 圖2描述了圖1的通信系統(tǒng)中的基站和移動設(shè)備的具體實施方式
的方框圖；圖3描述了方法的具體實施方式
的流程圖，該方法可用于控制 BS的搜索窗口，在其中圖l和2的移動設(shè)備和基站期望接收傳輸。雖然易于對本發(fā)明進行各種修改以及選擇可選形式，但通過實例 方式在附圖中示出了它的特定具體實施方式
，并在下文中進行詳細描 述。但是，應(yīng)該理解，下文中的特定具體實施方式
的描述不是要將本 發(fā)明限制在所披露的特殊形式上，相反，本發(fā)明是要覆蓋落在由附屬 權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等價體和可選 方案。
具體實施方式
下面將描述本發(fā)明的說明性的具體實施方式
。為了清楚的目的， 在本說明書中并不描述實際實現(xiàn)的所有特性。當(dāng)然應(yīng)該意識到，在任 何實際具體實施方式
的開發(fā)中，可能做出許多實現(xiàn)指定的決定，以實現(xiàn)開發(fā)人員的特定目標(biāo)，例如兼容與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的限制，這 些可能從一個實現(xiàn)到另一個實現(xiàn)都不同。并且，應(yīng)該意識到，這些開 發(fā)工作量可能是復(fù)雜的和費時的，但是可能不過是受益于本披露的本 領(lǐng)域中的技術(shù)人員所承擔(dān)的例程?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，更具體地，參考圖1，說明了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的通信系統(tǒng)100。為了說明的目的，圖1的通信系統(tǒng)100 是碼分多址(CDMA)，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明可適用于其它支持?jǐn)?shù) 據(jù)和/或語音通信的系統(tǒng)，如IXEV-DO。通信系統(tǒng)100允許一個或多 個移動設(shè)備120通過一個或多個基站130與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)125通信，如因 特網(wǎng)，和/或^>共交換電話網(wǎng)(PSTN) 160通信。移動設(shè)備120可以 是任何形式的設(shè)備，包括蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型 電腦、數(shù)字呼機、無線網(wǎng)卡、和任何其它能夠通過基站130接入數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)125和/或PSTN 160的設(shè)備。在一個具體實施方式
中，通過一個或多個連接139，如T1/E1線 或電路、ATM電路、電纜、光纖數(shù)字用戶線(DSL)等，將多個基 站130連接到無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC) 138。盡管只圖例了一個RNC138，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到，可以使用多個RNC 138來與大 量的基站130進行接口。 一般說來，RNC 138操作以控制和協(xié)調(diào)與之 相連的基站130。圖1的RNC 138—般提供了復(fù)制、通信、運行時間、 系統(tǒng)管理服務(wù)。RNC 138在所說明的具體實施方式
中處理呼叫處理功 能，如設(shè)置和結(jié)束呼叫路徑，并能夠為每個移動設(shè)備120和為每個基 站130所支持的每個扇區(qū)確定前向和/或后向鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸速率。RNC 138還被通過連接145連接至核心網(wǎng)(CN)165，其中連接 145可以釆用任何一種形式，如T1/E1線或電路、ATM電路、電纜、 光纖數(shù)字用戶線(DSL)等。 一般說來，CN165作為到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)125 或PSTN 160的接口而工作。CN 165執(zhí)行多種功能和操作，如移動設(shè) 備的認證，但是CN 165的結(jié)構(gòu)和操作的詳細描述對理解和認識本發(fā) 明不是必需的。因此，為了避免對本發(fā)明不必要的困惑，下文不提供 CN 165的更詳細的內(nèi)容。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)125可以是分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，如根據(jù)網(wǎng)際協(xié)議(IP)的 數(shù)據(jù)網(wǎng)。在請求注解(RFC) 791中描述了 IP的版本，題目為《網(wǎng)際 協(xié)議》，日期為1981年9月。其它的IP版本，如IPv6，或其它無連 接的分組交換標(biāo)準(zhǔn)也可以用在其它具體實施方式
中。在RFC 2460中 描述了IPv6的版本，題目為《網(wǎng)際協(xié)議，版本6(IPv6)標(biāo)準(zhǔn)》，日 期為1998年12月。在其它的具體實施方式
中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)125還可包括 其它類型的基于分組的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。這些基于分組的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實例包 括異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)，幀中繼網(wǎng)絡(luò)等。如文中所使用的，"數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)"可以指一個或多個網(wǎng)絡(luò)、信道、鏈 路、或路徑、以及用于在這些網(wǎng)絡(luò)、信道、鏈路或路徑上路由數(shù)據(jù)的 系統(tǒng)或設(shè)備(如路由器)。這樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，通信系統(tǒng)IOO便利了移動設(shè) 備120和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)125和/或PSTN 160間的通信。但是應(yīng)該理解，圖 1的通信系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)實質(zhì)上是示例性的，并且在通信系統(tǒng)100的 其它具體實施方式
中使用更少或額外的組件也不背離本發(fā)明的精神 和范圍。除非特殊聲明或者從討論中看是顯然的，否則，名詞例如"處理，， 或"計算"或"確定"或"顯示，，等指計算機系統(tǒng)或類似的計算設(shè)備的動 作和過程，其中的類似的計算設(shè)備將計算機系統(tǒng)的寄存器和內(nèi)存中的 以物理的、電子量表示的數(shù)據(jù)操縱并轉(zhuǎn)換成計算機系統(tǒng)的內(nèi)存或寄存 器或其它的信息存儲器、傳輸或顯示設(shè)備中以物理、電子量表示的其 它類似數(shù)據(jù)。現(xiàn)在參考圖2，顯示了與示例性基站130和移動設(shè)備120相關(guān)的 功能結(jié)構(gòu)的一個具體實施方式
的方框圖?；?30包括接口單元200、 控制器210、天線215和多個信道，如共享信道220、數(shù)據(jù)信道230、 控制信道240等。在所示具體實施方式
中的接口單元200控制基站130 和RNC 138(見圖l)間的信息流?？刂破?10—般用來控制天線215 和多個信道220、 230、 240上的數(shù)據(jù)和控制信號的傳輸和接收，并通 過接口單元200將接收到的信息的至少 一部分傳送給RNC 138。移動設(shè)備120與基站130共享特定的功能屬性。例如，移動設(shè)備 120包括控制器250、天線255和多個信道，如共享信道260、數(shù)據(jù)信 道270、控制信道280等?？刂破?50 —般用來控制天線255和多個 信道260、 270、 280上的數(shù)據(jù)和控制信號的傳輸和接收。一般情況下，移動設(shè)備120中的信道260、 270、 280與基站130 中對應(yīng)的信道220、 230、 240通信。在控制器210、 250的操作下， 信道220、 260, 230、 270， 240、 280被用于實現(xiàn)受控調(diào)度以從移動 設(shè)備120到基站130通信。典型地，移動設(shè)備120中的信道260、 270、 280以及基站130 中對應(yīng)的信道220、 230、 240的操作按時隙(PCG)進行操作。例如， 在每個前向鏈路(FL)時隙中，傳輸用于所有連接至基站130的移動 設(shè)備120的控制信息，除了用于這些移動設(shè)備120的至少一部分的用 戶數(shù)據(jù)外，所有都來自單個基站天線。典型地，控制信息可包括與允 許移動設(shè)備120傳輸?shù)亩〞r和速率相關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個方面， 提出了一種方法，其可以非常大地提高軟切換過程中的這些信號的定 時的時滯或偏移相關(guān)的系統(tǒng)公差極限。 一般說來，在軟切換過程中，移動設(shè)備120將試圖與它的當(dāng)前服務(wù)基站和第二或目標(biāo)基站進行通 信。如果在目標(biāo)基站130和移動設(shè)備120間存在定時差，則移動設(shè)備 120可能會在目標(biāo)基站130預(yù)期從移動設(shè)備120接收信號的窗口之外 的時刻向基站130傳輸信號。這樣，目標(biāo)基站將不能正確地從移動設(shè) 備120接收信號，切換過程將失敗。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，可以使用兩種方法來增加公差 極限。首先，當(dāng)GPS系統(tǒng)被關(guān)閉時，可以增大用于移動設(shè)備120和 基站130的搜索窗口的可編程的值。目標(biāo)搜索窗口為移動設(shè)備120提 供較大的公差等級。但是，即使基站130的搜索窗口被最大化了，基 站130上的公差等級可以仍然相對較低。從移動設(shè)備120到基站130 的信號一般位于靠近基站搜索窗口的開始位置。因此，朝一個方向偏 移的公差等級相對較弱，而朝另一個方向偏移的公差等級非常強。在第二方法中，可以向反向鏈路(也即，從移動設(shè)備120到基站 130)信號中引入人工延時。該延時將從移動設(shè)備120到基站130的 信號向基站搜索窗口的中心平移。因為基站搜索窗口在上述第一中方 法中已經(jīng)被增大或最大化了 ，在任一方向上偏移的公差極限都被較好 地平衡并且被聯(lián)合優(yōu)化了 ?？梢詫⑷斯ぱ訒r引入到基站天線和基站基 帶接收機處理器間的多個點中的任何一個上，其包括的位置例如天線 電纜、射頻、信道卡、以及經(jīng)常被實現(xiàn)在硬件中的基帶接收機處理器， 例如實現(xiàn)在專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、 數(shù)字信號處理器(DSP)等。其中可以引入人工延時的一個位置是在 信道卡FPGA中。人工延時可以基于小區(qū)半徑是可編程的。該方法一 般將從移動設(shè)備到基站的信號放在基站搜索窗口內(nèi)的中心。結(jié)果，系 統(tǒng)可在很長時間內(nèi)沒有GPS信號的情況下支持軟切換。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A,示出了在GPS關(guān)閉時間內(nèi)基站130用以增強公 差極限的方法的流程圖。過程開始于方框300，其中基站130確定GPS 已經(jīng)被關(guān)閉。確定GPS已經(jīng)關(guān)閉的過程可以是自動的，或者是與通 信系統(tǒng)IOO相關(guān)的操作人員生成的手動信號的結(jié)果。例如，基站130 可以被配置，如果在預(yù)選時間周期內(nèi)沒有收到任何定時信號，則假定GPS已經(jīng)被關(guān)閉。在方框302，基站130通過增加基站130的搜索窗 口來響應(yīng)GPS被關(guān)閉。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，基站130 將搜索窗口增加到它的最大允許值。隨著基站130的搜索窗口的增加， 任何由移動設(shè)備120傳輸?shù)牟缓蠒r序的信號更容易仍然落入基站130 當(dāng)前更大搜索窗口中，并且仍然被正確地檢測和接收。在方框304，基站130發(fā)送控制信號給移動設(shè)備120，指示移動 設(shè)備120增加它的搜索窗口 。在本發(fā)明一個具體實施方式
中，基站130 可以指示移動設(shè)備120將該移動設(shè)備的搜索窗口增加到它的最大允許 值。隨著移動設(shè)備120的搜索窗口的增加，任何由基站130傳輸?shù)牟?合時序的信號更可能仍然落入移動設(shè)備120當(dāng)前更大的搜索窗口中， 并且仍然被正確地檢測和接收。在方框306，在反向鏈路中引入人工延時以更中心地在基站的搜 索窗口內(nèi)定位移動設(shè)備的傳輸。延時的大小可以是靜態(tài)的或動態(tài)的。 在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，可以激活已知的預(yù)編程延時，以引 入延時，該延時的幅度是基于需要多大的平均延時才能將移動設(shè)備傳 輸放置在基站130的搜索窗口內(nèi)的中心的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)?；蛘?，可以 使用與小區(qū)大小相關(guān)的延時。這個可編程延時在GPS關(guān)閉的整個時 間內(nèi)可以是基本不變的。引入的人工延時的大小可以基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)或已經(jīng)或正在與基站 130進行通信的至少一些移動設(shè)備120的延時測量值?；蛘?，還例如， 人工延時可以基于小區(qū)大小。在可選具體實施方式
中，基于從移動設(shè)備120接收的信號的測量 值周期性地改變延時是有用的。例如，周期性地確定從移動設(shè)備120 接收的信號是否基本在基站搜索窗口內(nèi)的中心是有用的。如果檢測到 很大偏離，基站可以調(diào)節(jié)人工延時以將傳輸重新放置在搜索窗口的中 心。在動態(tài)方法中，在正在從另一個小區(qū)進入軟切換的移動設(shè)備120 上執(zhí)行這些測量是特別有用的。以此方式，可以考慮鄰近基站130生 成的定時信號中的任何偏移，以進一步擴展通信系統(tǒng)在沒有GPS的 情況下正確操作的時間周期。應(yīng)該認識到，圖3中的數(shù)據(jù)流不一定指示方框302、 304和306 中的過程要以所述次序或任何特定順序被觸發(fā)。事實上， 一旦在方框 300中檢測到GPS，所有這三個過程可以被很快地觸發(fā)，在某些應(yīng)用 中是盡可能的快。方框304中的過程足夠來增加用于移動設(shè)備120的 公差極限，而方框302和306中的過程對增加用于基站130的^^差極 限都是有用的。除非特殊聲明或者從討論中看是顯然的，否則，名詞例如"處理" 或"計算"或"確定"或"顯示"等指計算機系統(tǒng)或類似的計算設(shè)備的動 作和過程，其中的類似的計算設(shè)備將計算機系統(tǒng)的寄存器和內(nèi)存中的 以物理的、電子量表示的數(shù)據(jù)操縱并轉(zhuǎn)換成計算機系統(tǒng)的內(nèi)存或寄存 器或其它的信息存儲器、傳輸或顯示設(shè)備中以物理的電子量表示的其 它類似數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到，文中的各種具體實施方式
中所說 明的各種系統(tǒng)層、例程或模塊都是可執(zhí)行的控制單元。該控制單元可 包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、處理器卡(包括一個或 多個微處理器或控制器)或其它控制或計算設(shè)備。本討論中所提到的 存儲設(shè)備可包括一個或多個用于存儲數(shù)據(jù)和指令的機器可讀存儲介 質(zhì)。存儲介質(zhì)可包括不同形式的存儲器，包括半導(dǎo)體存儲設(shè)備，如動 態(tài)或靜態(tài)隨機存取存儲器(DRAM或SRAM)、可擦寫編程的只讀 存儲器(EPROM)、電可擦可編程序只讀存儲器(EEPROM)和閃 存；磁盤，如固定的、軟的、可移動硬盤；其它磁介質(zhì)，包括磁帶； 和光介質(zhì)，如光盤(CD)或數(shù)字視頻盤(DVD)。構(gòu)成各種系統(tǒng)中 的各個軟件層、例程或模塊的指令可被存儲在各個存儲設(shè)備中。當(dāng)被 控制單元執(zhí)行時這些指令將使對應(yīng)的系統(tǒng)執(zhí)行編制的動作。上述的特殊具體實施方式
僅是說明性的，因為本發(fā)明被以不同但 等價的方式進行修改或執(zhí)行，這對受益于文中的教導(dǎo)的本領(lǐng)域的技術(shù) 人員是顯而易見的。并且，對文中所示的結(jié)構(gòu)或設(shè)計的詳細內(nèi)容沒有 任何特意的限制，除了如下面的權(quán)利要求所述。因此，所述的方法和 系統(tǒng)的方法、系統(tǒng)及其一部分可被實現(xiàn)在不同的位置，如無線單元、基站、基站控制器和/或移動交換中心。另外，實現(xiàn)和使用所述系統(tǒng)所 需的處理電路可被實現(xiàn)于專用集成電路、軟件驅(qū)動處理電路、固件、 可編程邏輯設(shè)備、硬件、離散組件或上述組件的組合，這是受益于本 披露的本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所能理解的。因此，顯然上面披露的特定具體實施方式
可被改變或修改，所有這些變化都被認為是處于本發(fā) 明的范圍和精神內(nèi)。因此，文中請求的保護如下面的權(quán)利要求所提出 的。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線通信系統(tǒng)中控制通信的方法，包括擴大一個搜索窗口，在該搜索窗口中響應(yīng)于外部定時信號的缺失而期望接收信號。
2. 權(quán)利要求l所述的方法，其中擴大響應(yīng)于外部定時信號的缺 失而在其中期望接收所述信號的搜索窗口還包括，擴大響應(yīng)于全局定 位信號的缺失而在其中期望接收所述信號的搜索窗口。
3. 權(quán)利要求l所述的方法，還包括相對于該搜索窗口修改所述 信號的定時。
4. 權(quán)利要求3所述的方法，其中相對于該搜索窗口修改所述信 號的定時還包括，修改該信號的定時以將該信號向搜索窗口的中心移 動。
5. —種用于在無線通信系統(tǒng)中控制通信的方法，包括 相對于搜索窗口修改接收信號的定時。
6. 權(quán)利要求5所述的方法，其中相對于搜索窗口修改所述接收 信號的定時還包括，修改所述接收信號的定時以將所述接收信號向搜 索窗口的中心移動。
7. 權(quán)利要求5所述的方法，其中相對于搜索窗口修改所述接收 信號的定時還包括，延遲所述接收信號的定時以將所述接收信號向搜 索窗口的中心移動。
8. 權(quán)利要求5所述的方法，其中相對于搜索窗口修改所述接收 信號的定時還包括，將所述接收信號的定時延遲預(yù)定時間量。
9. 權(quán)利要求5所述的方法，其中相對于搜索窗口修改所述接收 信號的定時還包括，將所述接收信號的定時延遲一個預(yù)定時間量，所 述預(yù)定時間量與該接收信號的傳輸距離相關(guān)。
10. 權(quán)利要求5所述的方法，其中相對于搜索窗口修改所述接收 信號的定時還包括，相對于搜索窗口將接收信號的定時延遲一個時間 量，所述時間量涉及先前信號的定時。
全文摘要
提供了一種用于控制基站和移動設(shè)備間的通信的方法。該方法包括擴大搜索窗口，在該搜索窗口中響應(yīng)于外部定時信號的缺失(例如當(dāng)全球定位系統(tǒng)GPS被關(guān)閉時)而期望接收傳輸。另外或者可選地，該方法還包括相對于搜索窗口修改接收信號的定時，例如通過修改接收信號的定時以將該信號向搜索窗口的中心移動。
文檔編號H04J3/06GK101253703SQ200680027689
公開日2008年8月27日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者暉 葉, 卉 朱 申請人:朗迅科技公司