CN1156187C

CN1156187C - 基站设备和帧同步获取方法

Info

Publication number: CN1156187C
Application number: CNB001038141A
Authority: CN
Inventors: ��һ; 三好宪一; 平松胜彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2004-06-30
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: US6298248B1; JP2000253446A; EP1033831A3; CN1266342A; EP1033831A2

Abstract

在启动常规通信之前，本发明的一基站设备通过控制天线选择部分113而将用于获取帧同步的天线101连接到选择器105，在水平方向扩展通信区，直接从作为同步参照物的一基站设备接收发送信号，并获取帧同步。在获取帧同步之后，所述设备使用天线102和103与存在于通信区中的移动台设备进行通信。因此，即使作为同步参照物的基站设备不存在于常规通信区中，本发明的设备也能够确实检测到帧定时，从而防止在基站设备之间发生干扰。

Description

基站设备和帧同步获取方法

本发明涉及无线通信系统中的基站设备和帧同步获取方法，其中帧同步是在基站设备之间获取的。

在无线通信系统中，为删除基站设备之间的干扰以增强系统性能，如在日本未审查的专利公开文本HEI5-308333中，有时采用这样一种方法：其中帧同步是在多个基站设备之间获取的，并且使基站设备之间的发送时隙的定时和接收时隙的定时相同。

图1是说明包括传统的基站设备的无线通信系统的图。假定基站设备(BS)12使其帧定时与当前作为帧同步的参照物的基站设备11的帧定时同步。进一步假定基站设备11执行与存在于基站设备11的通信区31中的移动台设备(MS)21和23进行的通信，基站设备12执行与存在于基站设备12的通信区32中的移动台设备22进行的通信，并且基站设备13启动通信。

基站设备13在启动常规通信之前获取作为帧同步的参照物的基站设备11的帧定时。在这种情况下，由于基站设备11存在于基站设备13的通信区33之外，故基站设备13不能直接从基站设备11接收信号。

因此，基站设备13使其帧定时与基站设备12的帧定时同步，以便间接与基站设备11帧同步。基站设备13在获取帧同步之后启动与存在于其通信区33中的移动台设备24进行的通信。

因此，在传统的基站设备检测要同步的相邻基站设备的帧定时的情况下，该传统的基站设备检测与其最接近存在的相邻基站设备的帧定时，并且以与这种相邻基站设备的帧定时同步的方式进行通信。

图2是说明在完成帧同步获取之后每个基站设备的帧定时的图。

如图2所示，由于每个基站设备(BS)从另一个基站设备接收发送信号以检测定时所造成的差错，从相应基站设备到各移动台设备(MS)的帧发送定时不是完全同步，造成了几乎与保护时间(GT)相等的差错。

由于基站设备11和12之间的发送定时差错是在保护时间的范围之内，故两个基站设备都不在保护时间部分发送消息，在两个基站设备之间不发生干扰。同样，在基站设备12和13之间也不发生干扰。

然而，基站设备之间的帧同步差错会累积，结果使基站设备11的发送信号的某些部分与基站设备13的某些部分在时间上相互重叠，造成了有时候在基站设备11和13之间发生干扰的情况。

这种干扰发生在图1的斜线部分，其中基站设备11的通信区和基站设备13的通信区相互重叠。因此，如图2所示，当基站设备13在某个帧向移动台设备24发送信号，并且基站设备11在下一帧向移动台设备23发送信号时，会发生干扰。

因此，在传统的基站设备中，当以帧定时作为帧同步的参照信号的基站设备不存在于某个设备的通信区中时，该设备不能直接获取帧同步，而只能间接获取帧同步，造成了基站设备之间的帧定时差错变大、并且发生干扰的问题。

本发明的一个目的是提供一种基站设备和帧同步方法，在作为帧同步的参照物的一基站设备不存在于一常规通信区中时，所述基站设备和帧同步方法不会造成基站设备之间的干扰。

本发明的基站设备通过下列方式来达到上述目的：控制天线的方向性，以直接用天线从作为帧同步参照物的基站接收发送信号；检测作为同步参照物的基站设备的发送定时；以及，按照检测的发送定时来控制本发明的基站设备的发送定时。

通过结合附图参照下列详细描述，本发明的上述和其它目的和特征将在下文中更充分地体现出来，附图中以举例方式示出了本发明的一个例子，其中：

图1是说明包括传统的基站设备的一种无线通信系统的图；

图2是按照传统的帧同步系统的示意图；

图3是说明按照本发明第一实施例的基站设备的结构的方框图；

图4是说明包括按照本发明第一实施例的基站设备的无线通信系统的图；

图5是说明包括按照本发明第一实施例的基站设备的无线通信系统的另一幅图；

图6A是按照本发明第一实施例的基站设备的发送定时图；

图6B是按照本发明第一实施例的基站设备的发送定时图；

图6C是按照本发明第一实施例的基站设备的发送定时图；

图7是说明按照本发明第二实施例的基站设备的结构的方框图；

图8是说明包括按照本发明第二实施例的基站设备的无线通信系统的图；和

图9是说明按照本发明第三实施例的基站设备的结构的方框图。

下面将参照附图具体描述本发明的实施例。

(第一实施例)

图3是说明按照本发明第一实施例的基站设备的结构的方框图。

开关104向选择器105输出在天线101到103中的一个接收的信号，同时向天线101到103中的一个输出从选择器105输出的发送信号，以便发送该信号。

选择器105将经过开关104的信号输出到接收部分106，同时向开关104输出来自发送部分112的输出信号。

接收部分106使通过选择器105接收的信号经受比如放大和频率转换等的处理，以输出到解调部分107。解调部分107对来自接收部分106的输出信号执行检测处理，以输出到UW检测部分108。

UW检测部分108从来自解调部分107的输出信号中提取接收的消息，在接收的信号中检测唯一字部分，并将表示唯一字结束时间的相邻站的定时信息输出到定时差值检测部分109。

定时检测部分109检测本设备的定时与从UW检测部分108输出的相邻站的定时之间的差值，并且输出定时差值信息，该信息是输入到定时控制部分110的检测结果。

定时控制部分110按照在定时差值检测部分109中检测的定时差值信息来控制发送部分112的发送定时。

调制部分111将所述唯一字插入发送消息中，然后执行调制处理，并将所得信号输出到发送部分112。发送部分112使来自调制部分111的输出信号经受比如放大和频率转换等的处理，并按照基于从定时控制部分110输出的控制信号的定时来将所得信号输出到选择器105。

天线选择部分113控制开关104，同时根据方向性控制信息而从天线101到103中选择用于发送和接收的一天线。

图4和图5是说明包括按照本实施例的基站设备的无线通信系统的图。图4是顶视图，而图5是正视图。

在图4中，假定基站设备212的帧定时当前与作为同步的参照物的基站设备(下文中称为“同步主控站”)211的帧定时同步，同步主控站211与存在于主控站211的通信区231中的移动台设备221和223进行通信，基站设备212与存在于设备212的通信区232中的移动台设备222进行通信，并且图3中所示的基站设备213启动通信。

基站设备213在启动通信之前获取帧同步。在这种情况下，通过选择用于帧同步的天线，设备213扩展水平方向的通信区。在图4中，通信区234用于由基站设备213使用以获取帧同步。

在图5中，用于获取帧同步的天线101指向基站设备211的方向，并提供通信区，该通信区在水平方向上比指向移动台设备的其它通信区的水平方向宽。

基站设备213按照来自天线选择部分113的控制信号将天线101连接到开关105，在水平方向扩展通信区，从而能够直接从同步主控站211接收发送信号。

在获取帧同步之后，基站设备213使用天线102和103与存在于通信区中的移动台设备224和225进行通信。此外，用于获取帧同步的天线101不用于进行发送。

接下来利用图6A、图6B和图6C具体解释在按照本实施例的基站设备中的帧同步的校正操作。图6A、图6B和图6C示出了在帧同步被校正情况下的帧定时图。图6A示出了同步主控站的发送信号的帧定时图，而图6B示出了在基站设备213仅基于该设备的定时信息发送一信号的情况下该设备的发送信号的帧定时图。

当前，基站设备213的唯一字的结束时间与主控同步站的唯一字的结束时间相差X[秒]，该时间差相应于发送定时的差错。定时差值检测部分109检测所述基站设备与同步主控站之间的发送时间差X，并且定时控制部分110控制发送部分112中的发送定时，将其设置成超前X[秒]。图6C示出了在发送定时被控制之后基站设备213的发送信号的帧定时图。

因此，通过扩展通信区，由于有可能直接接收从作为同步参照物的基站设备发送来的信号，即使在这样的基站设备不存在于常规通信区中的情况下，也能够防止在基站设备之间发生干扰。

此外，在本实施例中，尽管通过利用开关来切换天线而扩展了用于获取帧同步的通信区，但也可以通过在与地面垂直的方向上向上改变天线的方向性，或者增加天线的高度来扩展通信区。这些操作不需要用于切换天线的开关。

(第二实施例)

第二实施例解释了基站设备通过用自适应阵列接收方法(adaptive arrayreception method)检测帧定时来直接接收从同步主控站发送的信号的情况。

图7是用于解释按照本发明第二实施例的基站设备的示意结构的方框图。此外，在图7所示的基站设备中，对与图3所示的基站设备相同的部件赋予了与图3相同的标记，以省略对它们的描述。

选择器304将在天线301接收的信号输出到接收部分307，同时将来自发送部分112的输出信号输出到天线301。选择器305将在天线302接收的信号输出到接收部分308，同时将来自发送部分112的输出信号输出到天线302。选择器306将在天线303接收的信号输出到接收部分309，同时将来自发送部分112的输出信号输出到天线303。

接收部分307使通过选择器304接收的信号经受比如放大和频率转换等的处理。接收部分308使通过选择器305接收的信号经受比如放大和频率转换等的处理。接收部分309使通过选择器306接收的信号经受比如放大和频率转换等的处理。

组合部分310按照由组合方法控制部分311指令的组合方法来组合从接收部分307到309输出的接收信号，并将所得信号输出到解调部分107。组合方法控制部分311根据组合方法控制信息来控制组合部分310中的组合方法。

图8是说明包括按照本实施例的基站设备的无线通信系统的图。

在图8中，假定图7所示的基站设备412使其帧定时与同步主控站411的帧定时同步。基站设备412在启动通信之前用自适应阵列接收方法来扩展通信区。在图8中，基站设备412利用全方向天线来获得通信区421，并进一步在获取帧同步时利用自适应阵列接收方法来获得通信区422。

如图8所示，当采用全方向天线时，由于同步主控站411存在于设备412的通信区421的外部，故基站设备412不能从基站设备411接收信号。相反，当采用自适应阵列接收方法时，由于基站设备412能够通过将天线方向指向基站设备411的方向而以使基站设备411存在于设备412的通信区422的内部的方式来形成通信区，故设备412能够直接接收来自基站设备411的发送信号。

此外，由于在利用与同步主控站411的信道相同的信道发送信号的干扰站413的方向上形成空点，故基站设备412删除来自干扰站413的干扰信号，从而能稳定地接收来自基站设备411的发送信号。

因此，当获取帧同步时，利用自适应阵列接收方法来执行接收能使设备从远离该设备而存在的所需站台接收发送信号，进一步删除来自干扰站台的干扰信号，因此能够确定地使其帧定时与作为帧同步的参照物的基站设备的帧定时同步。

此外，尽管本实施例描述了使用三个接收天线的情况，本发明可在使用四个或更多个天线的情况下获得与上述情况相同的效果。

此外，在本实施例中检测同步主控站的帧定时的情况下。尽管将自适应阵列处理方法用作删除干扰的组合方法，但使用比如自适应分集接收方法(adaptive diversity reception method)等的其它方法来删除干扰也很有效。

(第三实施例)

图9是用于解释按照本发明第三实施例的基站设备的示意结构的方框图。此外，在图9所示的基站设备中，对与图7所示的基站设备相同的部件赋予了与图7相同的标记，以省略对它们的描述。

UW检测部分108从来自解调部分107的输出信号中提取接收的消息，在接收的信号中检测唯一字部分，并将表示唯一字结束时间的相邻站的定时信息输出到定时差值检测部分109和异步检测部分501。

定时控制部分110按照在定时差值检测部分109中检测的定时差值信息来控制发送部分，并控制发送信号的发送定时，同时将本设备的定时信息输出到异步检测部分501。

异步检测部分501在常规通信中根据从定时控制部分110输入的设备的定时信息以及从UW检测部分108输入的同步主控站的定时信息来监视本设备的帧定时是否与同步主控站的帧定时同步。当本设备的帧定时与同步主控站的帧定时为同步时，异步检测部分501将组合方法控制部分311的组合方法改变为自适应阵列接收方法，以扩展通信区，并利用扩展后的通信区来执行帧同步处理。

因此，按照本实施例的基站设备在常规通信中监视本设备的帧定时是否与同步主控站的帧定时同步，并且当本设备的帧定时与同步主控站的帧定时不同步时，通过扩展通信区来接收从同步主控站发送的信号，并使其帧定时与同步主控站的帧定时同步。按照上述处理过程，即使在所述设备在启动常规通信之前获取帧同步，之后该设备的发送定时与同步主控站的发送定时产生差异，然后发送定时变为异步的情况下，该设备也能够再次获得帧同步。此外，在所述基站设备安装之后在该设备周围又安装新的基站设备，并且该新设备的帧定时与按照本实施例的基站设备的帧定时不同步的情况下，本实施例的设备也能够从新基站设备中获得帧同步。

如上面所述的，按照本发明的基站设备和帧同步获取方法，由于能够通过扩展本设备的天线方向而直接从作为帧同步的参照物的基站设备接收发送信号，因而可确定地检测到帧定时。

本发明并不限于上面所述的实施例，而是在不偏离本发明的范围的情况下可以有许多变化和修改形式。

本申请是基于1999年3月4日提交的日本专利申请No.HEI11-056811而提交的，在此将该日本专利申请的全部内容以参考方式特别地包含进来。

Claims

1.一种基站设备，包含：

方向性控制器，控制天线的方向性，以直接用所述天线接收来自作为同步参照物的另一基站设备的发送信号；

定时检测器，用于检测所述作为同步参照物的另一基站设备的发送定时；和

发送定时控制器，用于按照在所述定时检测器中检测的发送定时来控制所述基站设备的发送定时。

2.如权利要求1所述的基站设备，其中所述方向性控制器控制一自适应阵列天线的方向性，以便不接收来自会与所述基站设备发生干扰的干扰站的发送信号。

3.如权利要求1所述的基站设备，还包含：

异步检测器，用于检测所述基站设备和所述作为同步参照物的另一基站设备之间的发送定时的差值，

其中所述发送定时控制器在所述异步检测部分检测到差值的情况下校正所述发送定时。

4.一种用于基站设备的帧同步获取方法，包含步骤：

控制天线的方向性，以直接用所述天线接收来自作为同步参照物的另一基站设备的发送信号；

检测所述作为同步参照物的另一基站设备的发送定时；和

按照检测的发送定时来控制所述基站设备的发送定时。

5.如权利要求4所述的用于基站设备的帧同步获取方法，还包含步骤：

控制一自适应阵列天线的方向性，以便不接收来自会与所述基站设备发生干扰的干扰站的发送信号。

6.如权利要求4所述的用于基站设备的帧同步获取方法，还包含步骤：

检测所述基站设备和所述作为同步参照物的另一基站设备之间的发送定时的差值；和

在所述异步检测部分检测到差值的情况下校正所述发送定时。