CN1127818C - 在一个无线通信系统中用户站的同步的方法 - Google Patents

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Abstract

为了改善同步，根据本发明建议，只要一个用户站以大于基本数据传送率传输，一个另外的用户站就在同一时隙内仅仅周期地发射信道测试序列，即使不存在要传输的数据。为了准备对于最后的用户站的数据传输的接收，使用了这个用户站，其使用一个提高的数据传送率并且在比较数据传送率中需要较少的同步资源，和这个用户站的混合工作，该用户站目前没有数据传输。

Description

在一个无线通信系统中用户站的同步的方法
技术领域
本发明涉及在一个无线通信系统中用户站的同步的方法，特别适合于处在一个包传输模式中的用户站。
背景技术
在无线通信系统中借助于电磁波通过无线接口传输数据(例如语言、图像信息或另外的数据)。无线接口涉及在一个基站和用户站之间的通信，其中用户站可以是移动站或位置固定的无线中继站。以处在预先规定于各自系统的频带内的载频实现电磁波的辐射。对于未来的无线通信系统，例如UMTS(通用移动电信系统)或第3代另外的系统，频率预先规定在大约2000MHz的频带内。
对此，对于第3代移动无线系统需要一个TDD(时分复用)和一个FDD(频分复用)模式。对于TDD模式，应当在上行和下行方向的一个第一频带内使用TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)用户分离方法的组合，其中在二个传输方向的时隙内，通过中间时隙的切断或较大地降低发射功率使用一个数据串方式的传输。对于TDD模式，预先规定在上行方向上发射无线字组，其在二个数据部分中间包含一个用于信道评估的信道测试序列。
对于FDD模式，在该模式中给上行和下行方向分配了不同的频带(第二和第三频带)，使用了一个CDMA用户分离方法。
从第二代移动无线系统中，比如GSM移动无线系统(全球移动通信系统)，参见J.Biala的文章“移动无线和智能网络”，Vieweg出版社，1995，270-71页，在一个任意访问的信道中使用了已知的信道测试序列，其由用户站发射，由基站在计算校正值的情况下分析利用。校正值被发送回用户站，并且在那在同步时要考虑该校正值。
在第三代移动无线通信的无线通信系统中，应当支持不同的业务、语言和数据业务。对此，业务的数据传送率大概是很不同的，其中无线通信系统的参数选择必须胜任所有的业务组合。对此，另外预先规定，所有的用户站必须充分同步地运行。也必须充分地同步具有最低数据传送率、基本数据的用户站。因此用于同步用户站的无线接口的巨大资源必须够用。
发明内容
本发明基于这个任务，给出一个用户站的同步方法，该方法能够很好地使用无线接口的资源，并且能够快速接收数据传输。通过具有权利要求1的特征的方法解决了这个任务。本发明的有益改进取自从属权利要求。
根据本发明建议，只要一个用户站以大于基本数据传送率传输，一个另外的一用户站就在同一时隙内仅仅周期地发射信道测试序列，即使不存在要传输的数据。为了准备对于前一个用户站的数据传输的接收，使用了这个用户站，其使用一个提高的数据传送率并且在比较数据传送率中需要较少的同步资源，和这个用户站的混合工作，该用户站目前没有数据传输。
根据本发明的一个有益的改进，仅仅发射信道测试序列的用户站在一个“准备”模式中等待下面要传输的数据。“准备”模式预先确定连接程序状态，其中，通过永久地同步用户站数据传输的立即的重新接收是可能的。通过一个另外的用户站在一个时隙中和/或在一个可适应个别需要的重复传送率之后实现信道测试序列的发射，该传送率是由基站分配给用户站。也分配一个各自的信道测试序列和也许可能的代码相位。对此，选出时隙，在这些时隙中可以支配同步资源。也选择一个重复的传送率，其保证校正值的足够的现实性。如果用户站慢慢地移动，则在无线接口上的转移比也仅仅慢慢地改变，或在多个用户站处在“准备”模式的情况下仅可以支配少量的资源，因此在二个发射之间的间隔可能是大的。
为了简化信道测试序列的计算，并且为了尽可能地利用同步资源，多个用户站同时使用一个相同的信道测试序列并且由用户站以不同的代码相位发射信道测试序列是有益的。因此，必须定义少量的信道测试序列，或者可以有效地使用一组存在的信道测试序列，尽可能地区分这些信道测试序列的一部分。再后者的情况中使网络图变得简单。此外，具有不同代码相位的这样的信道测试序列是正交的，以基站的一定的时间同步为前提。
如果多个用户站使用相同的信道测试序列，而不同的代码相位，则在信道评估时在基站中使用用于多个用户站的传输信道的信道评估的周期的相关是有益的。因此通过不同的测试窗容易分离各个用户站的结果。为了提高测试精度也可以使用用户站的多个信道测试序列用于确定校正值。
用户的非常不同的数据传送率得出，通过无线接口同时管理语言通信中的用户和数据包通信中的用户。特别有益的是对于包传输模式中的用户来说使用了根据本发明方法，因为在这种情况下用较长的间隔取代短时的数据传输循环，并且数据传送率特别不稳定。占用几倍基本数据传送率的业务释放一个另外用户站的同步资源。
为了抑制干扰，在检查时间一致传输的数据时建议按照DE 41 21356 A1一个共同的检查(joint detection)，或建议使用一个按照DE197 47 454的横向滤波器以消除最强的干扰信号。对于可以运行于二种模式的用户站来说有益地使用了适合于TDD和FDD传输方法的一个共同的检查算法。通过更好地使二个传输模式相适应，在用户站中尽可能的相同的信号处理是可能的。因此对于二种模式使用有关相同的时隙长度。
为了通过分配附加代码或改变扩展因数使用灵活的容量提高(软件容量)的优点，频带是宽带的，并且以一个用户独特的或信道独特的扩展代码扩展数据部分。
附图描述
根据附图详细阐述本发明的实施例
图示
图1移动无线网的方框图，
图2具有数据部分的无线字组，
图3没有数据部分的无线字组，
图4无线字组的叠加，
图5TDD和FDD传输方法的信道结构的概要说明，和
图6同步的流程图。
具体实施方式
在图1中描述的无线通信系统在其结构上与一个已知的GSM移动无线网一致，其包括多个移动交换中心MSC，这些移动交换中心互相交联，或者建立到固定网络PSTN的通路。此外，这些移动交换中心MSC与各至少有关基站控制器BSC连接。各个基站控制器BSC重新使到至少一个基站BS的连接成为可能。一个如此的基站BS可以是一个无线中继站，其通过无线接口建立到用户站、例如移动站MS的无线连接。
在图1中示范性地描述了三个无线连接，其用于传输有用信息和在三个移动站MS与一个基站BS之间的信令信息，其中给一个移动站MS分配二个数据信道DK1和DK2，并且给另外的移动站MS各分配一个数据信道DK3或者DK4。每个数据信道DK1...DK4代表一个用户信号。
操作和维护中心OMC实现移动无线网或者其中部分移动无线网的控制和维护功能。按照本发明的无线通信系统使用这个结构的功能；可是该功能也可以应用到另外的无线通信系统上，在该无线通信系统中可以使用本发明。
通过一组相同的标记-例如一个码片序列(Chipfolge)，传输信道形成扩展代码。一个确定的标记用于一个传输信道，并且因此是信道独特的。此外，通过载频和在TDD模式下附加通过一个时隙标明一个传输信道。假设，移动站MS的第一部分传输语言信息，移动站MS的第二部分传输数据包。
移动站MS在上行方向上同时，也就是说在一个时隙ts内发送无线字组。多个时隙形成一帧。在数据传输期间，这些无线字组包含一个信道测试序列ma作为中间部分，根据图2其嵌入在二个数据部分da中。可是，在数据包模式中登记(eingebucht)的移动站MS目前处在一个“准备”模式中，并且等待下面要传输的数据，发送一个按照图3的无线字组。对此，紧接着的数据包的传输方向是不重要的。“准备”模式说明了一个状态，在该状态中用户站在一个无线蜂窝中发出信号，并且存在一个半持续的连接，可是其不要求永久的数据传输。
按照图3的无线字组，其被发送仅用于信道测试和同步的目的，仅仅包括一个信道测试序列ma。节省了数据部分。仅仅有选择地发送非常少的数据量用于信令目的。
根据图4，按照图2和3的无线字组在通过无线接口传输时叠加，并且在基站BS中一起接收。可以根据一个扩展代码区分各个用户信号的的数据部分da。信道测试序列ma是同样的，却存在相移。信道测试序列包括一个较长的码片序列，可是为了简化其描述为一个三角函数。在图4中描述了，仅在三个连接内传输数据-不同的阴影线，可是四个移动站MS也发送一个信道测试序列ma。四个移动站MS中的一个也发射一个没有要传输的数据的信道测试序列。事先确定，移动站MS必须在哪一个时隙ts中并且以哪一种重复传送率发射。
同步传输无线字组，也就是说一个时隙ts的移动站MS发出的信道测试序列ma同时到达无线蜂窝的基站BS上。为了区分这些信道测试序列ma，这些信道测试序列由移动站MS以不同的代码相位发射。每个移动站MS发射相同的序列，但是这些序列围绕一个各自的数值环状的偏移。通过信道测试序列ma的代码相位偏移的发射，基站BS为了计算信道测试序列ma可能实施一个周期性的相关。
通过周期性的相关，对于每个移动站MS来说产生一个测试窗，为了时间上同步移动站MS，该测试窗使一个分别确定各自的校正值成为可能。为了改善特别适合于快速移动的移动站MS的信道评估，内推多个信道测试序列ma的计算，或在一个较快计算的情况下外推多个信道测试序列的计算。
接收方的信号处理包括，在信道测试序列ma的计算期间至少一个横向滤波器的滤波系数的确定，在一个一级或多级的横向滤波器中数据部分da的数据的检查和横向滤波器的输出结果的译码。如同在DE197 33 860中，对于共同的检查来说数字的信号处理可以有选择地用于横向滤波器。基本脉冲和横向滤波器的选择的扩大可以引用德国专利说明书DE 197 47 454。信号检查的这种方式可以在二个传输方向中使用。
图5指出了在二个传输方法上在基站BS和移动站MS之间的无线接口。在不同的频带FB1、FB2、FB3中的传输是彼此同步的。对此使用了例如B＝1.6MHz的宽带的频带。
对于二个传输方法和二个传输方向，多个用户的信号同时在一个频带FB1、FB2、FB3中传输，其中根据各自的扩展代码实现区分。因此，使用一个CDMA(码分多址)用户分离方法，通过分配一个或多个扩展代码或改变扩展因数，该方法能够简单地匹配在基站BS和移动站MS之间的连接的数据传送率。
在TDD传输方法中，在转换点后跟随一个时间间隔，其由移动站MS任意地作为请求资源分配的访问信道使用。在上行方向UL上，在时隙中使用一个数据串方式的传输，其中一个由移动站MS发射的无线字组在二个数据部分da中间分别包含一个信道测试序列ma。为了接收信号的更好的可分离性，在无线字组之间预先规定传输停顿作为安全间隔。
在FDD传输方法中，上行和下行方向UL、DL具有与TDD传输方法的下行方向DL同样并且一致的结构。在连续的传输期间信道传输序列ma和数据部分da周期性地交替传输。
根据图6，移动站MS当其处在“准备”模式时发射一个信道测试序列ma。该信道测试序列ma由基站BS接收并且测定。基站BS从中确定一个校正值ta，其给出时间上的偏差，移动站MS使发射时刻偏移这个时间上的偏差。在下行方向上该校正值ta被传输到移动站MS，并且由移动站接收并计算。在在紧接着的无线字组发射中，考虑校正值，移动站MS自身同步。

Claims (13)

1.在一个无线通信系统中用户站(MS)同步的方法，其中用户站(MS)通过无线接口与一个基站(BS)通信，
在上行方向(UL)上用户站(MS)为了数据传输发射无线字组，其具有数据部分(da)和信道测试序列(ma)，
基站(BS)计算信道测试序列(ma)，并且把各自的校正值(ta)传输给用户站(MS)用于同步，
用户站(MS)接收校正值(ta)，并且在其同步时考虑校正值，
其特征在于，
只要一个用户站(MS)以大于基本数据传送率传输，一个另外的用户站(MS)就仅仅周期地发射信道测试序列(ma)，即使不存在要传输的数据。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，仅发射信道测试序列(ma)的用户站(MS)在“准备”模式时等待下面要传输的数据。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，给处在“准备”模式的用户站(MS)分配一个用于发射信道测试序列(ma)的可适应个别需要的重复传送率，其中重复传送率说明具有要发射的信道测试序列(ma)的帧同没有要发射的信道测试序列(ma)的比例。
4.按照权利要求2或3的方法，其特征在于，给处在“准备”模式的用户站(MS)分配一个用于发射信道测试序列(ma)的时隙(ts)。
5.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，多个用户站(MS)同时使用一个相同的信道测试序列(ma)，这些信道测试序列(ma)由用户站(MS)以不同的代码相位发射。
6.按照权利要求5的方法，其特征在于，在信道评估的情况下，在基站(BS)中使用一个周期的相关，其用于多个用户站(MS)的传输信道的信道评估，其中，可以使用一个用户站(MS)的多个信道测试序列(ma)用于确定校正值(ta)。
7.按照权利要求5的方法，其特征在于，基站(BS)给用户站(MS)信令化要使用的信道测试序列(ma)和代码相位。
8.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，通过无线接口同时供给语言通信的用户站(MS)和数据包通信的用户站(MS)。
9.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，校正值(ta)涉及用户站(MS)的时间上的同步。
10.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，在数据检查时，由时间一致传输的数据实施一个共同的检查或实施一个横向滤波以消除至少一个干扰信号。
11.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，有选择地根据TDD或FDD传输方法实施数据传输，其中在不同的频带(FB1、FB2、FB3)中使用相同的时隙长度。
12.按照上述权利要求1到3之一的方法，其特征在于，对于数据传输所使用的频带(FB1、FB2、FB3)是宽带的，并且以一个用户或信道独特的扩展代码扩展数据部分(da)。
13.按照要求1的方法用于数据包传输模式中的用户站(MS)的应用。
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