本發(fā)明是有關(guān)于一種通信系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于一種用于基站時(shí)間同步的通信系統(tǒng)、基站、用戶設(shè)備及其基站的時(shí)間同步方法。

背景技術(shù)：

在未來長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(Long Term Evolution，LTE)系統(tǒng)及先進(jìn)的長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE-Advanced，LTE-A)...等無線寬帶網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，含有分時(shí)雙工(Time Division Duplex，TDD)和分頻雙工(Frequency Division Duplex，F(xiàn)DD)兩種系統(tǒng)模式。一般來說，可用TDD-LTE和FDD-LTE來區(qū)別不同的系統(tǒng)模式。

無論是在LTE或LTE-A系統(tǒng)當(dāng)中，若時(shí)間不同步，都將導(dǎo)致不良的影響。采用TDD的系統(tǒng)可能因?yàn)榛局g或客戶端之間的信號(hào)方向不同而產(chǎn)生干擾。在FDD系統(tǒng)中，為解決異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)高功率與低功率基站之間同頻干擾所采用的增強(qiáng)型細(xì)胞間干擾協(xié)調(diào)(Enhanced Intercell Interference Coordination，eICIC/Further-eICIC)的機(jī)制，則可能因?yàn)榛局g的時(shí)間不同步而無法使用。因此，無論是采用TDD或FDD的系統(tǒng)，時(shí)間同步都將是一項(xiàng)重要的議題。

在第四代通信長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(4G Long Term Evolution，4G LTE)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，電信營(yíng)運(yùn)商可仰賴全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)、IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的精確時(shí)間協(xié)議(Precise Time Protocol，PTP)或是基于無線接口的同步機(jī)制(Radio-Interface Based Synchronization，RIBS)...等協(xié)議來解決基站之間的時(shí)間同步的問題。

然而，采用GPS的時(shí)間同步方法，雖然基站可透過衛(wèi)星達(dá)到精準(zhǔn)校時(shí)的要求，但由于室內(nèi)的基站會(huì)受到室內(nèi)阻隔而無法接收GPS信號(hào)，若額外安裝室外天線又需增加費(fèi)用，成為室內(nèi)型基站無法使用GPS來達(dá)到時(shí)間同步的最大問題。另一方面，采用IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間同步方法除了需要 后端網(wǎng)絡(luò)需支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的PTP協(xié)議之外，有線網(wǎng)絡(luò)也需具備雙向?qū)ΨQ功能，因而對(duì)其應(yīng)用形成了限制。

此外，第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Proiect，3GPP)在版本(Release)12及13中提出無線接口的同步機(jī)制，其主要延伸原本版本9網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(Network Listening)的同步機(jī)制。然而，雖然使用所述無線接口同步機(jī)制的基站可透過回程線路(Backhaul)進(jìn)行基站之間的時(shí)間同步狀態(tài)與層級(jí)信息(stratum level)的協(xié)商交換，但使用此機(jī)制的基站之間的距離不可超過500公尺，或是不可超過四個(gè)傳輸層級(jí)，亦造成許多應(yīng)用上的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)、基站、用戶設(shè)備及其基站的時(shí)間同步方法，使未同步基站可通過用戶設(shè)備的輔助來達(dá)成未同步基站之同步。

本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)。此通信系統(tǒng)包括第一基站、第二基站以及用戶設(shè)備。用戶設(shè)備位于第一基站與第二基站的通信范圍內(nèi)。第二基站傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至第一基站，第一基站與第二基站分別測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以使第二基站依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備。第一基站計(jì)算與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的第一誤差時(shí)間，并將第一誤差時(shí)間傳送給第二基站，使得第二基站透過第一誤差時(shí)間調(diào)整與第一基站之間的時(shí)間差。

本發(fā)明提供一種基站的時(shí)間同步方法，適于具備第一基站、第二基站及用戶設(shè)備的通信系統(tǒng)，且用戶設(shè)備位于第一基站與第二基站的通信范圍內(nèi)。此基站的時(shí)間同步方法包括多個(gè)步驟。首先，第二基站傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至第一基站。第一基站與第二基站分別測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以使第二基站依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備。之后，第一基站計(jì)算與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的第一誤差時(shí)間，并將第一誤差時(shí)間傳送給第二基站。第二基站透過第一誤差時(shí)間調(diào)整與第一基站之間的時(shí)間差。

本發(fā)明提供一種基站，適于透過回程線路與另一基站交換信息，且基站與另一基站的通信范圍內(nèi)含有用戶設(shè)備。此基站包括收發(fā)單元、儲(chǔ)存單元以及處理單元。收發(fā)單元用以與另一基站或用戶設(shè)備收發(fā)信息。儲(chǔ)存單元儲(chǔ)存多個(gè)程序代碼。處理單元耦接儲(chǔ)存單元及收發(fā)單元，存取該些程序代碼以執(zhí)行多個(gè)步驟。首先，在透過收發(fā)單元傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至另一基站并從另一基站接收含有用戶設(shè)備的用戶設(shè)備名單之后，依據(jù)用戶設(shè)備名單測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度。接下來，依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備，并透過收發(fā)單元通知另一基站選擇的用戶設(shè)備。之后，透過收發(fā)單元從另一基站所接收的第一基站與用戶設(shè)備之間的第一誤差時(shí)間調(diào)整與另一基站之間的時(shí)間差。

本發(fā)明提供一種基站的時(shí)間同步方法，適于基站透過回程線路與另一基站交換信息，且基站與另一基站的通信范圍內(nèi)含有用戶設(shè)備。此基站的時(shí)間同步方法包括多個(gè)步驟。首先，傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至另一基站。從另一基站接收含有用戶設(shè)備的用戶設(shè)備名單。依據(jù)用戶設(shè)備名單測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度。依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備，并通知另一基站選擇的用戶設(shè)備。之后，從另一基站接收另一基站與用戶設(shè)備之間的第一誤差時(shí)間，以透過第一誤差時(shí)間調(diào)整與另一基站之間的時(shí)間差。

本發(fā)明提供一種用戶設(shè)備。此用戶設(shè)備位于第一基站與第二基站的通信范圍內(nèi)。此用戶設(shè)備包括收發(fā)單元以及處理單元。收發(fā)單元用以與第一基站及第二基站交換信息。處理單元耦接收發(fā)單元。在處理單元透過收發(fā)單元與第一基站交換信息之后，收發(fā)單元從第一基站接收第一指示信息。處理單元依據(jù)第一指示信息透過收發(fā)單元傳送參考信息至第二基站。之后，收發(fā)單元從第二基站接收同步信息，以及從第一基站接收第二指示信息。處理單元依據(jù)第二指示信息紀(jì)錄與第二基站之間收發(fā)參考信息及同步信息的信息來回時(shí)間，并透過收發(fā)單元傳送信息來回時(shí)間至第一基站，其中參考信息及同步信息為周期性信號(hào)。

本發(fā)明提供一種基站的時(shí)間同步方法。此方法適于位于第一基站與第二基站的通信范圍內(nèi)的用戶設(shè)備。此基站的時(shí)間同步方法包括多個(gè)步驟。首先，與第一基站交換信息。從第一基站接收第一指示信息，并依據(jù)第一指示信息傳送參考信息至第二基站，其中參考信息為周期性信號(hào)。從第二 基站接收一同步信息，其中同步信息為周期性信號(hào)。從第一基站接收第二指示信息，并依據(jù)第二指示信息紀(jì)錄與第二基站之間收發(fā)參考信息及同步信息的信息來回時(shí)間。傳送信息來回時(shí)間至第一基站。

基于上述，本發(fā)明實(shí)施例的未同步基站除了可透過回程線路與已同步基站交換信息之外，已同步基站與未同步基站更可評(píng)估其通信范圍內(nèi)多個(gè)用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以協(xié)調(diào)出一個(gè)用戶設(shè)備。未同步基站與已同步基站還通過此用戶設(shè)備來輔助未同步基站進(jìn)行與已同步基站的時(shí)間同步。據(jù)此，未同步基站不僅不會(huì)受限于室內(nèi)而接收不到GPS信號(hào)的問題，后端網(wǎng)絡(luò)不一定要支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的PTP協(xié)議，還可達(dá)到同步錯(cuò)誤在3μs以內(nèi)的時(shí)間同步要求。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之通信系統(tǒng)的示意圖。

圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站的功能方塊圖。

圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之用戶設(shè)備的功能方塊圖。

圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。

圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站之間選擇輔助之用戶設(shè)備的方法流程圖。

圖6是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之用戶設(shè)備之多普勒偏移的測(cè)量結(jié)果示意圖。

圖7是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之第二基站測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度的示意圖。

圖8是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之第一基站與用戶設(shè)備之間的信息來回時(shí)間的示意圖。

圖9是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以未同步基站之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。

圖10是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。

圖11是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之用戶設(shè)備與第二基站之間的信息來回時(shí)間的示意圖。

圖12是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以未同步基站之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。

圖13是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以用戶設(shè)備之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。

【符號(hào)說明】

100：通信系統(tǒng)

110：第一基站

120：第二基站

130、131、132、133：用戶設(shè)備

210、310：收發(fā)單元

220：儲(chǔ)存單元

230、320：處理單元

R1、R2、R3：通信范圍

RTT1：第一信息來回時(shí)間

RTT2：第二信息來回時(shí)間

S410、S420、S430、S440、S510、S520、S530、S910、S920、S930、S940、S950、S960、S1010、S1020、S1030、S1040、S1050、S1060、S1210、S1220、S1230、S1240、S1250、S1260、S1270、S1310、S1320、S1330、S1340、S1350：步驟

T1：第一誤差時(shí)間

T2：第二誤差時(shí)間

TU1：用戶設(shè)備處理信息所需的時(shí)間

TBS2：第二基站處理信號(hào)所需的時(shí)間

具體實(shí)施方式

本發(fā)明利用在已同步基站與未同步基站的共同通信范圍內(nèi)的用戶設(shè)備，做為未同步基站向已同步基站進(jìn)行時(shí)間同步的輔助。藉此，未同步基 站在取得用戶設(shè)備與已同步基站之間傳輸信息的第一時(shí)間誤差及/或用戶設(shè)備與未同步基站之間傳輸信息的第二時(shí)間誤差，未同步基站即可依據(jù)第一誤差時(shí)間及/或第二誤差時(shí)間，調(diào)整與已同步基站之間的時(shí)間差，從而達(dá)到基站之間的時(shí)間同步。

圖1是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之通信系統(tǒng)的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的通信系統(tǒng)100包括第一基站110、第二基站120以及多個(gè)用戶設(shè)備130、131、132、133。在本實(shí)施例中，第一基站110例如是大型基站(macro BS)，第二基站120例如是向第一基站110進(jìn)行同步的子基站，其可以是微微型基站(Pico BS)、毫微微蜂窩基站(Femto BS)、家用基站或其他類型的基站，本發(fā)明并未對(duì)此有所限制。也就是說，通信系統(tǒng)100可以是異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，例如第一基站110是大型基站，第二基站120是子基站的微微型基站，但非用以限定本發(fā)明，其他各種組合亦在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如第一基站110與第二基站120都是小型基站(Small Cell BS)。

在本實(shí)施例中，第一基站110與第二基站120的實(shí)施態(tài)樣皆相似，故以下將以第二基站120為例來介紹其功能。圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站的功能方塊圖。第二基站120包括收發(fā)單元210、儲(chǔ)存單元220以及處理單元230。收發(fā)單元210具有一般網(wǎng)絡(luò)適配器功能，用以與另一基站(即，第一基站110)或用戶設(shè)備130、131、132、133收發(fā)信息。儲(chǔ)存單元220例如是內(nèi)存、硬盤或是其他任何可用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的元件，并可用以記錄多個(gè)程序代碼或模塊。處理單元230耦接收發(fā)單元210及儲(chǔ)存單元220。處理單元230用以存取儲(chǔ)存單元220所儲(chǔ)存的程序代碼。

用戶設(shè)備130、131、132、133例如是手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本電腦...等的用戶終端，本發(fā)明亦未對(duì)此有所限制。在本實(shí)施例中，用戶設(shè)備130、131、132、133的實(shí)施態(tài)樣皆相似，故以下將以用戶設(shè)備130為例來介紹其功能。圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之用戶設(shè)備的功能方塊圖。用戶設(shè)備130包括收發(fā)單元310以及處理單元320。收發(fā)單元310亦具有一般網(wǎng)絡(luò)適配器功能，用以與第一基站110及第二基站120交換信息。處理單元320耦接收發(fā)單元310。

在本實(shí)施例中，第二基站120的處理單元230及用戶設(shè)備130的處理單元320例如是一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統(tǒng)的處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、多個(gè)微處理器(microprocessor)、一個(gè)或多個(gè)結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理器核心的微處理器、控制器、微控制器、特殊應(yīng)用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、場(chǎng)可程序門陣列電路(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)、任何其他種類的集成電路、狀態(tài)機(jī)、基于進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器(Advanced RISC Machine，ARM)的處理器以及類似品，本發(fā)明并未對(duì)此有所限制。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一基站110與第二基站120可透過回程線路(backhaul)交換信息，但本發(fā)明并不限于此。值得一提的是，由于本實(shí)施例的第一基站110與第二基站120主要通過用戶設(shè)備130、131、132、133的輔助來達(dá)成基站之間的時(shí)間同步。因此，在第一基站110或第二基站120無法接收到同步信號(hào)的情形下，可透過用戶設(shè)備的輔助來達(dá)成基站之間的時(shí)間同步(容后將透過實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的基站的時(shí)間同步方法)。

除此之外，在本實(shí)施例中，由于IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的精確時(shí)間協(xié)議(Precise Time Protocol，PTP)需要后端網(wǎng)絡(luò)支持及有線網(wǎng)絡(luò)需雙向?qū)ΨQ等諸多限制，本發(fā)明實(shí)施例的回程線路在不支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的精確時(shí)間協(xié)議的情形下，來達(dá)成基站之間的時(shí)間同步，但本發(fā)明并不限制于此。并且，由于本發(fā)明實(shí)施例的第一基站110與第二基站120可以是位于室內(nèi)的基站，為避免第一基站110與第二基站120受到室內(nèi)阻隔而無法接收全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)信號(hào)，本發(fā)明實(shí)施例的第一基站110或第二基站120可在接收不到GPS信號(hào)的情形下，來達(dá)成基站之間的時(shí)間同步，但本發(fā)明并不限制于此。

另一方面，請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D1，本實(shí)施例部分的第一基站110的通信范圍R1與部分的第二基站120的通信范圍R2重疊，形成通信范圍R3，其中這里所指部份的通信范圍可以是全部的通信范圍也可以是一部份的通信范圍。用戶設(shè)備130、131位于第一基站110與第二基站120的通信范圍R3內(nèi)，用戶設(shè)備132、133位于第一基站110的通信范圍R1內(nèi)。應(yīng)該注意的是，本實(shí)施例是以用戶設(shè)備130、131、132、133為例做說明，第 一基站110與第二基站120的通信范圍R1、R2及R3內(nèi)還可包括其他的用戶設(shè)備，本發(fā)明并未對(duì)此有所限制。

圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖4，本實(shí)施例的基站的時(shí)間同步方法適用于圖1的通信系統(tǒng)100，以下即搭配通信系統(tǒng)100中的各項(xiàng)元件說明本發(fā)明之基站的時(shí)間同步方法的各個(gè)步驟。

在步驟S410中，第二基站120傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至第一基站110。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙?20剛開機(jī)完畢時(shí)，由于第二基站120尚無法執(zhí)行隨機(jī)接取(random access)程序，因而無法傳送或接收數(shù)據(jù)。第二基站120可以透過營(yíng)運(yùn)、管理與維護(hù)(Operations，Administration，and Maintenance，OAM)服務(wù)器取得鄰近的基站名單，并利用移動(dòng)性管理實(shí)體(Mobility Management Entity，MME)尋找鄰近的已同步基站。當(dāng)?shù)诙?20在鄰近區(qū)域中選定已同步的第一基站110做為目標(biāo)，以與第一基站110的時(shí)間同步時(shí)，第二基站120傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至第一基站110。

在步驟S420中，第一基站110與第二基站120分別測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132、133的信號(hào)穩(wěn)定度，以使第二基站120依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備130。在第一基站110接收到第二基站120的時(shí)間同步請(qǐng)求信息之后，第一基站110會(huì)初步測(cè)量其通信范圍R1內(nèi)用戶設(shè)備130、131、132、133的信號(hào)穩(wěn)定度，并將測(cè)量結(jié)果通知第二基站120，使第二基站120進(jìn)一步依據(jù)測(cè)量結(jié)果評(píng)估可作為向第一基站110進(jìn)行同步的用戶設(shè)備。如此一來，在透過第二基站120與第一基站110的溝通協(xié)調(diào)之下，選擇出適合輔助第二基站120向第一基站110進(jìn)行同步的用戶設(shè)備。為了更詳細(xì)地說明步驟S420，本發(fā)明更詳細(xì)地將步驟S420細(xì)分為步驟S510～S530。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示之基站之間選擇輔助之用戶設(shè)備的方法流程圖。在步驟S510中，第一基站110測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132、133的信號(hào)穩(wěn)定度，并傳送含有用戶設(shè)備130、131、132的用戶設(shè)備名單給第二基站120。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝换?10接收到第二基站120的時(shí)間同步請(qǐng)求信息之后，第一基站110會(huì)初步測(cè)量其通信 范圍R1內(nèi)的用戶設(shè)備130、131、132、133的信號(hào)穩(wěn)定度，以尋找適合輔助第二基站120進(jìn)行同步的用戶設(shè)備。

舉例而言，第一基站110可執(zhí)行隨機(jī)接取程序(Random Access Procedure)測(cè)量各個(gè)用戶設(shè)備130、131、132、133的多普勒偏移(Doppler shift)，但本發(fā)明并不限于此。當(dāng)測(cè)量結(jié)果顯示多普勒偏移之偏移量越趨近于0Hz時(shí)，表示用戶設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)，其信號(hào)穩(wěn)定度也就越高。圖6是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之用戶設(shè)備之多普勒偏移的測(cè)量結(jié)果示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D6，第一基站110測(cè)量出用戶設(shè)備130、131、132、133的多普勒偏移分別為0Hz、0Hz、0Hz、50Hz。因此，多普勒偏移的測(cè)量結(jié)果顯示只有用戶設(shè)備130、131、132是處于靜止的狀態(tài)，表示用戶設(shè)備130、131、132的信號(hào)穩(wěn)定度較高，適合輔助第二基站120進(jìn)行同步。第一基站110會(huì)傳送含有用戶設(shè)備130、131、132的用戶設(shè)備名單給第二基站120。除此之外，第一基站110更指示用戶設(shè)備130、131、132向第二基站120周期性的傳送上行鏈路參考信號(hào)，以供第二基站120進(jìn)一步評(píng)估決定輔助其進(jìn)行同步的用戶設(shè)備。需說明的是，上行鏈路參考信號(hào)例如是探測(cè)參考信號(hào)(Sounding reference signal，SRS)，本發(fā)明亦未對(duì)此有所限制。

當(dāng)?shù)诙?20從第一基站110接收用戶設(shè)備名單之后，在步驟S520中，第二基站120依據(jù)用戶設(shè)備名單再次測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132的信號(hào)穩(wěn)定度。在本實(shí)施例中，第二基站120可測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132的多普勒偏移以及監(jiān)測(cè)上行鏈路參考信號(hào)的周期，以取得用戶設(shè)備130、131、132的信號(hào)穩(wěn)定性，但本發(fā)明并未對(duì)此有所限制。

由于第一基站110在傳送含有用戶設(shè)備130、131、132的用戶設(shè)備名單給第二基站120的同時(shí)，更指示用戶設(shè)備130、131、132向第二基站120周期性的傳送上行鏈路參考信號(hào)。因此，第二基站120可依據(jù)所接收的用戶設(shè)備名單監(jiān)測(cè)用戶設(shè)備130、131、132的上行鏈路參考信號(hào)的周期，并依據(jù)上行鏈路參考信號(hào)再次測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132的多普勒偏移。如此一來，第二基站120除了可進(jìn)一步評(píng)估決定輔助其進(jìn)行同步的用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度之外，也用以確定可輔助第二基站120進(jìn)行時(shí)間同步的用戶設(shè)備是否依然處于靜止的狀態(tài)。

舉例來說，圖7是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之第二基站測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度的示意圖。但應(yīng)注意的是，由于用戶設(shè)備132不在第二基站120的通信范圍R2內(nèi)，故只有用戶設(shè)備130、131的上行鏈路參考信號(hào)可被第二基站120監(jiān)測(cè)到。因此，第二基站120僅能夠測(cè)量出用戶設(shè)備130、131的信號(hào)穩(wěn)定度。

在本實(shí)施例中，第二基站120偵測(cè)用戶設(shè)備130、131所傳送的上行鏈路參考信號(hào)，以再次測(cè)量用戶設(shè)備130、131的多普勒偏移。如圖7所示，測(cè)量結(jié)果顯示出用戶設(shè)備130、131的多普勒偏移分別為0Hz、0Hz，表示用戶設(shè)備130、131依然處于靜止的狀態(tài)。此外，第二基站120還監(jiān)測(cè)用戶設(shè)備130、131的上行鏈路參考信號(hào)的周期。假設(shè)第二基站120觀察用戶設(shè)備130、131五次的周期時(shí)間，取得用戶設(shè)備130的平均SRS周期誤差為±0％以及用戶設(shè)備131的平均SRS周期誤差為±5％(如圖5所示)。需說明的是，本發(fā)明并未對(duì)監(jiān)測(cè)上行鏈路參考信號(hào)周期的次數(shù)有所限制，只要在監(jiān)測(cè)N次周期之后，選擇符合要求且周期誤差偏移最小的用戶設(shè)備做為輔助同步的基準(zhǔn)即可。

在步驟S530中，第二基站120依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備130。根據(jù)上述第二基站120對(duì)用戶設(shè)備130、131的信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果，雖然測(cè)量結(jié)果皆顯示用戶設(shè)備130、131處于靜止的狀態(tài)，但由于用戶設(shè)備130的平均SRS周期誤差偏移小于用戶設(shè)備131，用戶設(shè)備130的信號(hào)穩(wěn)定度仍高于用戶設(shè)備131。因此，第二基站120將選擇用戶設(shè)備130做為輔助，以進(jìn)行與第一基站110的時(shí)間同步。同時(shí)，第二基站120會(huì)將所選擇的用戶設(shè)備130通知第一基站110，以執(zhí)行接下來的基站的時(shí)間同步的步驟。

請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D4的步驟，在步驟S430中，第一基站110計(jì)算與用戶設(shè)備130之間收發(fā)信息的第一誤差時(shí)間T1，并將第一誤差時(shí)間T1傳送給第二基站。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一基站110除了可透過執(zhí)行隨機(jī)接取程序測(cè)量各個(gè)用戶設(shè)備130、131、132、133的多普勒偏移之外，第一基站110還可測(cè)量與各個(gè)用戶設(shè)備130、131、132、133的第一信息來回時(shí)間(Round Trip Time，RTT)RTT1，計(jì)算與各個(gè)用戶設(shè)備130、131、132、133之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1。

舉例來說，圖8是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之第一基站與用戶設(shè)備之間的信息來回時(shí)間的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D8，第一基站110與用戶設(shè)備130的第一信息來回時(shí)間RTT1包括第一基站110傳送信息至用戶設(shè)備130所需的時(shí)間、用戶設(shè)備130處理該信息所需的時(shí)間T_U1以及用戶設(shè)備130回傳信息至第一基站110所需的時(shí)間。第一基站110將第一信息來回時(shí)間RTT1扣除用戶設(shè)備130處理該信息所需的時(shí)間T_U1，即為第一基站110與用戶設(shè)備130之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1(即，包括第一基站110傳送信息至用戶設(shè)備130所需的時(shí)間及用戶設(shè)備130回傳信息至第一基站110所需的時(shí)間)。

在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝换?10得知第二基站120選擇用戶設(shè)備130做為輔助時(shí)間同步的用戶設(shè)備時(shí)，第一基站110會(huì)與用戶設(shè)備130執(zhí)行隨機(jī)接取程序，以測(cè)量與用戶設(shè)備130的第一信息來回時(shí)間RTT1，并依據(jù)第一信息來回時(shí)間RTT1計(jì)算與用戶設(shè)備130之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1，以向第二基站120提供進(jìn)行同步的信息(即，第一誤差時(shí)間TI)。

在步驟S440中，第二基站120透過第一誤差時(shí)間T1調(diào)整與第一基站110之間的時(shí)間差。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙?20取得用戶設(shè)備130與已同步的第一基站110之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1之后，第二基站120將其時(shí)間往前調(diào)整第一誤差時(shí)間T1，藉此縮短與第一基站110之間的時(shí)間差，以進(jìn)行與第一基站110之間的時(shí)間同步。如此一來，第二基站120不僅可透過第一誤差時(shí)間T1向已同步的第一基站110進(jìn)行同步，第二基站120向已同步的第一基站110進(jìn)行同步的同步錯(cuò)誤也能達(dá)到小型蜂巢式基站論壇(Small Cell Forum)的同步錯(cuò)誤在3μs以內(nèi)的時(shí)間同步要求。

圖9是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以未同步基站之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2及圖9，本實(shí)施例的未同步基站適用于圖2的第二基站120，以下即搭配第二基站120中的各項(xiàng)元件說明本發(fā)明之基站的時(shí)間同步方法的各個(gè)步驟。

在步驟S910中，第二基站120透過收發(fā)單元210傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至另一基站。在步驟S920中，第二基站120透過收發(fā)單元210從另一基站接收含有用戶設(shè)備的用戶設(shè)備名單。在步驟S930中，處理單元230依據(jù)用戶設(shè)備名單測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度。在步驟S940中，處理單 元230依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備，并透過收發(fā)單元210通知另一基站選擇的用戶設(shè)備。在步驟S950中，第二基站120透過收發(fā)單元210從另一基站接收另一基站與用戶設(shè)備之間的第一誤差時(shí)間。在步驟S960中，處理單元230透過第一誤差時(shí)間調(diào)整與另一基站之間的時(shí)間差。

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)及基站的時(shí)間同步方法，首先透過已同步基站與未同步基站分別測(cè)量其共同通信范圍內(nèi)多個(gè)用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以協(xié)調(diào)出適合輔助未同步基站進(jìn)行時(shí)間同步的用戶設(shè)備。之后，已同步基站計(jì)算與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的誤差時(shí)間，并將其傳送給未同步基站，以使未同步基站透過該誤差時(shí)間調(diào)整與已同步基站之間的時(shí)間差，從而達(dá)到基站之間的時(shí)間同步。據(jù)此，本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)通過用戶設(shè)備的輔助使未同步基站進(jìn)行時(shí)間同步，不但解決了其他同步機(jī)制所遭遇的問題，亦可滿足小型蜂巢式基站論壇(Small Cell Forum)同步錯(cuò)誤在3μs以內(nèi)的時(shí)間同步要求。

另一方面，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，做為輔助未同步基站進(jìn)行同步的用戶設(shè)備更可支持紀(jì)錄與未同步基站之間傳輸信號(hào)的信息收發(fā)時(shí)間，并將其回報(bào)給所連接的已同步基站。待已同步基站與未同步基站互相交換信息之后，未同步基站將能夠更精準(zhǔn)的向已同步基站進(jìn)行同步。以下將以實(shí)施例詳細(xì)說明。

圖10是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖10，本實(shí)施例的基站的時(shí)間同步方法亦適用于圖1的通信系統(tǒng)100，以下即搭配通信系統(tǒng)100中的各項(xiàng)元件說明本發(fā)明之基站的時(shí)間同步方法的各個(gè)步驟。

在步驟S1010中，第二基站120傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至第一基站110。在步驟S1020中，第一基站110與第二基站120分別測(cè)量用戶設(shè)備130、131、132、133的信號(hào)穩(wěn)定度，以使第二基站120依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備130。在步驟S1030中，第一基站110計(jì)算與用戶設(shè)備130之間收發(fā)信息的第一誤差時(shí)間T1，第一基站110更指示用戶設(shè)備130紀(jì)錄并回傳用戶設(shè)備130與第二基站120之間收發(fā)信息的第二信息來回時(shí)間RTT2。上述步驟S1010～S1030的實(shí)施方式系分別與前述實(shí)施例中的步驟S410～S430相同或相似，故相關(guān)說明請(qǐng)參照上述，在此不再贅述。

與前述實(shí)施例最大的不同是，在步驟S1030中，若用戶設(shè)備130支持紀(jì)錄與未同步的第二基站120之間傳輸信號(hào)的信息收發(fā)時(shí)間，第一基站110還可指示用戶設(shè)備130紀(jì)錄并回傳用戶設(shè)備130與第二基站120之間收發(fā)信息的第二信息來回時(shí)間RTT2。由于第二基站120在接收上行鏈路參考信號(hào)時(shí)，會(huì)響應(yīng)于該上行鏈路參考信號(hào)而周期性的回傳同步信號(hào)。因此，第一基站110更指示用戶設(shè)備130紀(jì)錄用戶設(shè)備130傳送上行鏈路參考信號(hào)至第二基站120的時(shí)間以及從第二基站120接收同步信號(hào)的時(shí)間，并指示將其回傳至第一基站110。藉此，第一基站110可取得用戶設(shè)備130與第二基站120之間的第二信息來回時(shí)間RTT2。需說明的是，同步信息例如是主要同步信息號(hào)或次要同步信號(hào)(Primary synchronization signal/Secondary synchronization signal，PSS/SSS)，本發(fā)明亦未對(duì)此有所限制。

舉例來說，圖11是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例繪示之用戶設(shè)備與第二基站之間的信息來回時(shí)間的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D11，用戶設(shè)備130與第二基站120之間收發(fā)信息的第二信息來回時(shí)間RTT2包括用戶設(shè)備130傳送上行鏈路參考信號(hào)(SRS)至第二基站120所需的時(shí)間、第二基站120處理該上行鏈路參考信號(hào)所需的時(shí)間T_BS2以及第二基站120回傳同步信息(PSS/SSS)至用戶設(shè)備130所需的時(shí)間。而在本實(shí)施例中，用戶設(shè)備130可紀(jì)錄其傳送上行鏈路參考信號(hào)至第二基站120的時(shí)間以及從第二基站120接收同步信息的時(shí)間，以取得第二信息來回時(shí)間RTT2。之后，用戶設(shè)備130將第二信息來回時(shí)間RTT2回復(fù)給第一基站110。

在步驟S1040中，第一基站110將第一誤差時(shí)間T1連同第二信息來回時(shí)間RTT2傳送給第二基站120。在本實(shí)施例中，第一基站110除了回傳其用戶設(shè)備130之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1給第二基站120之外，更將用戶設(shè)備130與第二基站120之間收發(fā)信息的第二信息來回時(shí)間RTT2一并回復(fù)給第二基站120。

在步驟S1050中，第二基站120通過第二信息來回時(shí)間RTT2計(jì)算與用戶設(shè)備130之間收發(fā)信息的第二誤差時(shí)間T2。在本實(shí)施例中，第二基站120可將第二信息來回時(shí)間RTT2扣除其處理上行鏈路參考信號(hào)所需的時(shí)間TBS2，即為用戶設(shè)備130與第二基站120之間傳輸信號(hào)的第二誤差 時(shí)間T2(即，包括用戶設(shè)備130傳送上行鏈路參考信號(hào)至第二基站120所需的時(shí)間以及第二基站120回傳同步信息至用戶設(shè)備130所需的時(shí)間)。

在步驟S1060中，第二基站120透過第一誤差時(shí)間T1及第二誤差時(shí)間T2調(diào)整與第一基站之間的時(shí)間差。當(dāng)?shù)诙?20取得用戶設(shè)備130與已同步的第一基站110之間傳輸信號(hào)的第一誤差時(shí)間T1，以及用戶設(shè)備130與第二基站120之間傳輸信號(hào)的第二誤差時(shí)間T2之后，第二基站120將其時(shí)間往前調(diào)整第一誤差時(shí)間T1及第二誤差時(shí)間T2的總和，藉此縮短與第一基站110之間的時(shí)間差，以進(jìn)行與第一基站110之間的時(shí)間同步。如此一來，第二基站120透過用戶設(shè)備130的輔助不僅更精準(zhǔn)的向已同步的第一基站110進(jìn)行時(shí)間同步，亦更加縮小了同步錯(cuò)誤在3μs以內(nèi)的時(shí)間同步要求。

圖12是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以未同步基站之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。在步驟S1210中，傳送時(shí)間同步請(qǐng)求信息至另一基站。在步驟S1220中，從另一基站接收含有用戶設(shè)備的用戶設(shè)備名單，并從用戶設(shè)備接收參考信息，其中參考信息為周期性信號(hào)。在步驟S1230中，依據(jù)用戶設(shè)備名單測(cè)量用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以及響應(yīng)于參考信息而回復(fù)用戶設(shè)備同步信息，其中同步信息為周期性信號(hào)。在步驟S1240中，依據(jù)信號(hào)穩(wěn)定度的測(cè)量結(jié)果選擇用戶設(shè)備，并通知另一基站選擇的用戶設(shè)備。在步驟S1250中，從另一基站接收另一基站與用戶設(shè)備之間的第一誤差時(shí)間及與用戶設(shè)備之間收發(fā)參考信息及同步信息的信息來回時(shí)間。在步驟S1260中，通過信息來回時(shí)間計(jì)算與用戶設(shè)備之間收發(fā)參考信息或同步信息的第二誤差時(shí)間。在步驟S1270中，透過該第一誤差時(shí)間及第二誤差時(shí)間調(diào)整與該另一基站之間的時(shí)間差。

圖13是依照本發(fā)明上述實(shí)施例以用戶設(shè)備之角度繪示之基站的時(shí)間同步方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D3及圖13，本實(shí)施例的用戶設(shè)備適用于圖3的用戶設(shè)備130，以下即搭配用戶設(shè)備130中的各項(xiàng)元件說明本發(fā)明之基站的時(shí)間同步方法的各個(gè)步驟。

在步驟S1310中，用戶設(shè)備130透過收發(fā)單元310與第一基站交換信息。在步驟S1320中，用戶設(shè)備130透過收發(fā)單元310從第一基站接收第一指示信息，并依據(jù)第一指示信息透過收發(fā)單元310傳送參考信息至第二 基站，其中參考信息為周期性信號(hào)。在步驟S1330中，用戶設(shè)備130透過收發(fā)單元310從第二基站接收同步信息，其中同步信息為周期性信號(hào)。在步驟S1340中，用戶設(shè)備130透過收發(fā)單元310從第一基站接收第二指示信息，處理單元320依據(jù)第二指示信息紀(jì)錄與第二基站之間收發(fā)參考信息及同步信息的信息來回時(shí)間。在步驟S1350中，用戶設(shè)備130透過收發(fā)單元310傳送信息來回時(shí)間至該第一基站。

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)及基站的時(shí)間同步方法，用戶設(shè)備可支持紀(jì)錄信息收發(fā)時(shí)間的功能，使得基站可指示用戶設(shè)備紀(jì)錄并回傳與未同步基站之間傳輸信號(hào)的信息收發(fā)時(shí)間。因此，未同步基站不僅可取得已同步基站與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的第一誤差時(shí)間，還可取得其與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的第二誤差時(shí)間。據(jù)此，未同步基站透過第一誤差時(shí)間及第二誤差時(shí)間可更精準(zhǔn)的調(diào)整與已同步基站之間的時(shí)間差，從而達(dá)到基站之間的時(shí)間同步。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提出的通信系統(tǒng)、基站、用戶設(shè)備及其基站的時(shí)間同步方法，未同步基站除了可透過回程線路與已同步基站交換信息、之外，已同步基站與未同步基站更分別測(cè)量其通信范圍內(nèi)用戶設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定度，以協(xié)調(diào)出一個(gè)穩(wěn)定度高的用戶設(shè)備做為輔助，使未同步基站可依據(jù)用戶設(shè)備與同步基站之間的傳輸誤差時(shí)間，調(diào)整與已同步基站之間的時(shí)間差，從而達(dá)到基站之間的時(shí)間同步。如此一來，本發(fā)明實(shí)施例的基站的時(shí)間同步方法，通過用戶設(shè)備的輔助使未同步基站向已同步基站進(jìn)行時(shí)間同步，未同步基站不僅不會(huì)受限于室內(nèi)而接收不到GPS信號(hào)的問題，后端網(wǎng)絡(luò)不一定要支持IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)所定義的PTP協(xié)議，還可達(dá)到同步錯(cuò)誤在3μs以內(nèi)的時(shí)間同步要求。除此之外，若用戶設(shè)備可支持紀(jì)錄信息收發(fā)時(shí)間的功能，未同步基站不僅可取得已同步基站與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的誤差時(shí)間，還可取得其與用戶設(shè)備之間收發(fā)信息的誤差時(shí)間，以更精準(zhǔn)的向已同步基站進(jìn)行時(shí)間同步。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。