CN101395842B - 发送定时控制系统和方法与其中使用的移动台 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是将基站内定时相关器的检测范围保持到所需的最小值，并减小定时相关器的电路尺寸和降低功率要求。在无线移动台发送数据信号前，其发送称为前导信号的信号以测量到基站的发送定时。如果基站使用具有受限的电路尺寸的定时相关器检测到前导信号，则基站将发送允许信号发送给移动台。如果移动台在其已发送了前导信号后在给定的时段上未能接收到发送允许信号，则移动台根据从基站连续发送的控制信号的接收电功率和由控制信号携带的信息在改变的发送定时重传前导信号。移动台重复地重传前导信号直到其接收到发送允许信号。如果无线移动台从基站收到发送允许信号，则移动台在发送允许信号的接收紧前发送的前导信号的发送定时发送数据信号。

Description

发送定时控制系统和方法与其中使用的移动台

技术领域

本发明涉及一种在移动通信系统中对于数据的发送定时控制系统和方法，以及其中使用的移动台。

背景技术

现在，移动电话系统在传输速率上变得更高，并且在功能上变得更强。所述传输速率——以前是9.6kbps或者28.8kbps——近来已经增至384kbps或者14.4Mbps，并且将在未来扩展到30Mbps或者甚至100Mbps。为了实现所述高传输速率，安排了各种技术的引入，所述各种技术包括OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)以及分集接收和传输功率控制。

在这些情况下，要求无线基站具有许多功能和高处理能力。结果，存在对于新的无线基站的开发的、关于增高的制造成本和增高的功率要求的担心。

本发明集中关注用于测量从无线移动台发送的信号的接收定时的定时相关器，以简化无线基站。所述定时相关器是功能装置，用于确定在具有预定模式的信号和在偏移定时(shifted timings)处的接收信号之间的互相关的多个点(称为延迟图)，以便执行分集接收，并且用于确定最高相关数的定时。所述定时相关器也被称为路径搜索器，并且对于RAKE接收的CDMA通信系统是不可缺少的功能装置。

一般，如在专利文件1(JP-A第2003-283373号)内的图8和段落[0004]内所公开的那样，定时相关器根据由其无线基站覆盖的区域的半径而加宽其相关确定定时的范围，并且增大其电路尺寸。这是因为无线移动台在它们自己的定时发送各自的信号，并且散布在所述区域内，以致它们具有对于所述无线基站的不同的传播延迟时间。如果无线移动台考虑发送信号的定时，则设置在无线基站中的定时相关器的检测范围可以被保持为所需要的最小值，并且因此可以减小其电路尺寸。

专利文件1：JP-A第2003-283373号

发明内容

本发明要解决的问题：

如上所述，无线基站具有定时相关器，用于测量从无线移动台发送的无线信号的接收定时。所述定时相关器的电路尺寸依赖于无线移动台和无线基站之间的传播延迟时间的变化幅度。一般，当由无线基站覆盖的面积越宽，传播延迟时间的变化越大，由此使得定时相关器的电路尺寸越大。因此，如果由无线基站覆盖的面积变得越宽，则执行路径搜索的所述定时相关器的电路尺寸变得越大，并且其电路具有不可避免的越高的功率要求。

已经考虑到上述问题而产生本发明，本发明的目的是提供一种发送定时控制系统和方法以及一种移动台，所述发送定时控制系统和方法用于将在无线基站内的定时相关器的检测范围保持到所需要的最小值，并且用于减小所述定时相关器的电路尺寸和降低其功率要求，所述移动台用于在这样的发送定时控制系统和方法中使用。

用于解决问题的手段

根据本发明，提供了一种数据发送定时控制系统，用于控制从移动台向基站的数据发送的定时，其中，所述移动台包括：用于在由周期性参考定时和偏移值(offset value)的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的装置；用于如果响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号未被接收到，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的装置；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在所述发送允许信号被接收到的定时之前的所述发送定时发送数据的装置。

根据本发明，提供了一种数据发送定时控制系统，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述移动台包括：用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的装置；用于如果响应于基站对于发送允许请求信号的接收而从基站发送的发送允许信号未被接收到，则将所述发送定时改变一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的装置；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在所述发送允许信号的定时之前的所述发送定时发送数据的装置。

根据本发明，提供了一种数据发送定时控制方法，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述移动台执行处理，所述处理包括以下步骤：在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的步骤；如果响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号未被接收到，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的步骤；以及，如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的所述发送定时发送数据的步骤。

根据本发明，提供了一种数据发送定时控制方法，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述移动台执行处理，所述处理包括以下步骤：在由周期参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的步骤；如果响应于基站对于发送允许请求信号的接收而从基站发送的发送允许信号未被接收到，则将所述发送定时改变一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的步骤；以及，如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的所述发送定时发送数据的步骤。

根据本发明，提供了一种移动台，所述移动台包括以下装置：用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的装置；用于如果响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号未被接收到，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的装置；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的所述发送定时发送数据的装置。

根据本发明，提供了一种移动台，其包括：用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的部件；用于如果响应于基站对于发送允许请求信号的接收而从基站发送的发送允许信号未被接收到，则将所述发送定时改变一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的装置；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在所述发送允许信号被接收到的定时之前的所述发送定时发送数据的装置。

根据本发明，提供了一种用于使得计算机操作移动台以用于控制到基站的数据发送定时的程序，所述程序包括以下处理：用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号向所述基站发送的处理；用于如果响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号未被接收到，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的处理；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在所述发送允许信号被接收到的定时之前的所述发送定时发送数据的处理。

根据本发明，提供了一种用于使得计算机操作移动台以用于控制到基站的数据发送定时的程序，所述程序包括以下处理：用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的处理；用于如果响应于基站对于发送允许请求信号的接收而从基站发送的发送允许信号未被接收到，则将所述发送定时改变一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到所述发送允许信号被接收到的处理；以及，用于如果所述发送允许信号被接收到，则在紧接在所述发送允许信号被接收到的定时之前的所述发送定时发送数据的处理。

下面说明本发明的操作。首先，在无线移动台发送无线数据信号之前，其发送被称为前导信号的发送允许请求信号以测量到无线基站的发送定时。如果所述无线基站使用具有受限的电路尺寸的定时相关器检测到所述前导信号，则所述无线基站随后将发送允许信号发送给所述无线移动台。

如果无线移动台在其发送了所述前导信号后的给定的时段上未能接收到所述发送允许信号，则所述无线基站基于从所述无线基站连续发送的控制信号的接收电功率和由所述控制信号携带的信息在改变的发送定时重传所述前导信号。所述无线移动台重复地重传所述前导信号直到其接收到所述发送允许信号。如果所述无线移动台从所述无线基站接收到所述发送允许信号，则所述无线移动台随后在紧接在所述发送允许信号的接收之前发送的前导信号的发送定时发送数据信号。

根据本发明，减小了设置在无线基站内的定时相关器的电路尺寸，并且降低了所述无线基站的功率需求和制造成本。

附图说明

图1是本发明实施例应用到的无线基站的示意性功能方框图；

图2是本发明实施例应用到的无线移动台的示意性功能方框图；

图3是示出了本发明实施例的操作的时序图；以及

图4是示出了本发明实施例的操作的时序图。

附图标号的说明

1         无线基站

2         无线移动台

11，21    天线

12，22    无线调制器

13，23    基带处理器

14，24    控制器

131,231   定时相关器

132,232   RAKE接收器

133,233   符号速率信号处理器

134,235   扩展器

234       发送定时调整器

具体实施方式

下面参见附图说明本发明的实施例。图1和2是本发明实施例应用到的无线基站1和无线移动台2的方框图，示出了根据一般CDMA方案的无线基站和无线移动台的配置。

根据本实施例，可以减小设置在无线基站1内的定时相关器131的电路尺寸。

前导信号经由天线11输入到无线调制器12，所述前导信号是从图2所示的无线移动台2发送的发送允许请求信号，无线调制器12将所述前导信号解调为提供给基带信号处理器13的基带信号。

在基带信号处理器13内，定时相关器131执行路径搜索以检测所述基带信号。当检测到所述基带信号时，其信息经由RAKE接收器132发送到符号速率处理器133。符号速率处理器133产生作为发送允许信号的代码序列。其后，扩展器134对发送允许信号执行扩展处理，并且无线调制器12对发送允许信号执行调制处理。然后所述发送允许信号从天线11发送到无线移动台。控制器14具有与高级设备和网络接口的功能，并且根据从所述高级设备发送的各种设置来控制天线11、无线调制器12和基带信号处理器13。

图2中所示的无线移动台2具有一般的无线移动台的物理层配置。根据本实施例，在符号速率信号处理器233和扩展器235之间布置了用于调整发送定时的发送定时调整器234。

前导信号和无线数据信号由符号速率信号处理器233作为代码序列而产生，并且之后，被发送定时调整器234保持直到预定发送定时。然后，所述前导信号和无线数据信号输入到扩展器235。扩展器235对前导信号和无线数据信号执行扩展处理，随后，无线调制器22调制所述前导信号和无线接收信号。经调制的前导信号和无线数据信号被从天线21发送到图1所示的无线基站。

从无线基站1发送的发送允许信号通过无线调制器22解调为基带信号。所述被解调的发送允许信号提供给基带信号处理器23。在基带信号处理器23中，定时相关器231执行信号检测处理。当检测到信号时，其信息经由RAKE接收器232发送到符号速率信号处理器233和控制器24。控制器24具有与高级层功能装置接口的功能，并且根据从所述高级功能装置发送的各种设置来控制天线21、无线调制器22和基带处理器23。

图3是示出本实施例的操作的时序图，图4是示出了其操作定时的示意图。本实施例以举例的方式应用到根据一般CDMA方案的移动电话系统，所述移动电话系统包括图1所示的无线基站1和图2所示的无线移动台2。假定在所述移动电话系统开始操作之前，无线移动台将已经事先从无线基站接收到包括有关无线基站的信息的控制信号。

在无线移动台2发送无线数据信号之前，其发送已经在其本身和无线基站1之间确定的前导信号。无线移动台2在发送定时发送无线数据信号，所述发送定时由预定的参考定时和由无线基站指示的初始偏移时间Ta(或者预定的初始偏移时间)的和表示。

当无线移动台2接收控制信号时(步骤S1)，无线移动台2测量控制信号的接收电功率Prx(步骤S2)。所述控制信号包括上述的初始偏移时间Ta、无线基站的小区的区域半径R(随后将要使用的另一个参数)、从无线基站发送的控制信号在无线基站处的发送电功率Ptx、前导信号信息以及发送允许信号信息。无线移动台2所接收到的控制信号获取各种信息(步骤S3)。

然后，无线移动台2将在步骤S3获取的初始偏移时间Ta设置为发送定时的偏移(步骤S4)，发送前导信号(步骤S5)，并且等待给定时段(步骤S6)。

在步骤S5中发送的前导信号到达无线基站1。所述前导信号在下述范围之外的定时到达无线基站1，在所述范围内，无线基站1的定时相关器131可以检测信号，并且无线基站1不能接收前导信号(步骤S7)。因此，无线基站1不向无线移动台2返回响应。

因为在步骤S6中，无线移动台2在所述给定时段逝去时未从无线基站接收响应，即发送允许信号，所以无线移动台2计算用于改变发送定时的时间Tdiff和从参考定时起的新的偏移时间Tb(步骤S8)，将在步骤S8内获取的偏移时间Tb设置为发送定时的偏移(步骤S9)，并且再一次发送前导信号(步骤S10)。

此时，通过具有以下变量(参数)的函数来确定Tdiff：

(1)由无线基站覆盖的区域的半径R；

(2)从无线基站连续发送的控制信号在无线基站处的发送电功率Ptx；

(3)从无线基站连续发送的控制信号在无线移动台处的接收电功率Prx；以及

(4)已经发送前导信号的次数Np。

具体，可以通过Tdiff＝αR(Ptx-Prx)+βNp+γ(α，β，γ是校正系数)，或者Tdiff＝αR+δ(Ptx-Prx)+βNp+γ(α、δ、β、γ是校正系数)表示。

假定R、Ptx由来自无线基站的控制信号指示，如上所述。R的值越大，认为来自无线基站的传播延迟越大，并且因此，可能使得发送定时中的改变越大。通过计算Ptx和Prx之间的差来确定在无线发送路径上的电功率的衰减。Ptx和Prx之间的差值越大，则无线移动台和无线基站的差越大，并且认为传播延迟越大，因此可能使得发送定时中的改变越大。根据已经发送前导信号的次数Np，可以增大或者减小发送定时中的改变。

在无线移动台2内，发送定时调整器234在不同的时间Tdiff重复地发送所述前导信号，直到无线基站1的定时相关器131检测到所述前导信号。假定当无线移动台2在用参考定时和偏移定时Tb的和表示的定时发送前导信号时，无线基站1检测前导信号(步骤S11)。

已经检测到了前导信号，则无线基站1发送已经在其本身和无线移动台2之间确定的发送允许信号(步骤S12)。无线移动台2接收所述发送允许信号，并且产生无线数据信号(步骤S13)。无线移动台2在前面用于发送前导信号的、用参考定时和偏移定时Tb的和表示的定时发送无线数据信号(步骤S14)。发送的无线数据信号在定时相关器的检测范围内被无线基站1接收(步骤S15)，并且其后被解码。

本发明不限于上述实施例，但是也适用于根据另一个方案的移动通信网络或者分布式自治无线网络。所述无线数据信号可以是随机访问信道类型的或者是专用信道类型的，并且用于确定Tdiff的变量不限于在所述实施例中所述的那些。

而且，其中由无线移动台发送前导信号所消耗的电功率可以被修改的方式为所述系统提供了不同的特征。例如，如果无线移动台使用最大的发送电功率来发送前导信号，则虽然其可能大大干扰从其它无线移动台发送的信号，但是通过所述无线基站几乎可以确定地检测到所述前导信号，只要其落入定时相关器的检测范围内。因此所述无线移动台可以立即发送无线数据信号，导致改进的吞吐量。

相反，如果前导信号不干扰从其它无线移动台发送的信号，则所述无线移动信号可以在Tdiff的值已经改变后立即使用少量的发送电功率来发送前导信号。如果没有返回发送允许信号，则所述无线移动信号可以使用略微增高的发送电功率来发送前导信号，而Tdiff的值仍然保持不变。可以重复该处理直到返回发送允许信号。

上述实施例的定时控制操作的操作顺序可以作为程序存储在诸如ROM等的记录介质中，并且可以被计算机读取和执行。

Claims (8)

1.一种数据发送定时控制系统，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述数据发送定时控制系统包括用于所述移动台的以下装置：

用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的装置；

用于如果未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到接收到所述发送允许信号的装置；以及，

用于如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的装置，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

2.一种数据发送定时控制系统，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述数据发送定时控制系统包括用于所述移动台的以下装置：

用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的装置；

用于如果未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则将所述发送定时改变一次，在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到接收到所述发送允许信号的装置；以及，

用于如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的装置，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

3.根据权利要求1或者2的数据发送定时控制系统，其中，所述数据发送定时控制系统还包括用于所述基站的以下装置：

用于将响应于所述发送允许请求信号的接收的所述发送允许信号发送给所述移动台的装置。

4.一种数据发送定时控制方法，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述移动台执行处理，所述处理包括以下步骤：

在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的步骤；

如果未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号直到接收到所述发送允许信号的步骤；以及，

如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的步骤，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

5.一种数据发送定时控制方法，用于控制从移动台到基站的数据发送的定时，其中，所述移动台执行处理，所述处理包括以下步骤：

在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给所述基站的步骤；

如果未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则将所述发送定时改变一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到接收到所述发送允许信号的步骤；以及，

如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的步骤，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

6.根据权利要求4或者5的数据发送定时控制方法，其中，所述基站执行处理，所述处理包括以下步骤：

将响应于对所述发送允许请求信号的接收的所述发送允许信号发送给所述移动台的步骤。

7.一种用于移动台的数据发送定时控制设备，包括：

用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给基站的装置；

用于如果未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则在改变发送定时的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到接收到所述发送允许信号的装置；以及，

用于如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的装置，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

8.一种用于移动台的数据发送定时控制设备，包括：

用于在由周期性参考定时和偏移值的和表示的发送定时将发送允许请求信号发送给基站的装置；

用于未接收到响应于所述基站对于所述发送允许请求信号的接收而从所述基站发送的发送允许信号，则改变所述发送定时一次，并且在改变发送电功率的同时重复地重传所述发送允许请求信号，直到接收到所述发送允许信号的装置；以及，

用于如果接收到所述发送允许信号，则以紧接在接收到所述发送允许信号的定时之前的发送定时发送数据的装置，

其中，根据下列来确定在发送定时中的改变：由所述基站覆盖的区域的半径，从所述基站发送的控制信号在所述基站处的发送电功率，所述控制信号在所述移动台处的接收电功率以及发送所述发送允许请求信号的次数。

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