CN1157870C - 移动电信系统的改进 - Google Patents

Abstract

所述方法用以确定在两个基站i和j之间双向测量的传播时延何时涉及最早路径而不涉及迟后路径。一旦达到同步，传播时延的测量与预定范围比较，如果在所述范围内则被存储。后续传播时延的测量也与预定范围比较，只有当它们在所述范围内且优于当前所存储的测量值时被存储。

Description

移动电信系统的改进

本发明涉及移动电信系统的改进。

UMTS地面无线接入时分双工(UTRA TDD)模式是以码分多址(CDMA)和混合时分多址(TDMA)的组合为基础的。本专业技术人员都明白UMTS是通用移动电信系统的缩略词。

在包括组合TD-CDMA多址方案的UTRA TDD模式中，可靠操作要求顺应电信系统中各个基站之间的同步。而且，该模式也要求向隶属于各个基站的移动台提供位置信息。为了最大化系统容量也期望基站之间的同步。因而，基站之间的同步必须达到时隙、帧和多帧的水平，其中多帧是几个帧的反复循环。

共同未决的英国专利申请0007143.1和0007144.9(分别以GB2353671和GB2356774发表)描述了一种在电信系统的多个基站之间实现同步的方法，它包括在每个小区提供随机接入信道。移动台通过随机接入信道接收资源单元，基站使用一个小区中的随机接入信道以将同步信号传送到系统中的其他站。

这些基站通过基站之间的传送实现共同的同步。这涉及测量基站之间在双向上的定时差值或偏移量，以消除传播时延的影响。定时差值或偏移量被报告回中心无线网络控制器(RNC)，无线网络控制器计算必要的定时更新并发送回基站。

如果测量精确并且时钟都以同一速率运行，理论上该方法可以达到完美的同步。

共同未决的英国专利申请GB9927919.2和0010363.0(以GB2356776发表)描述了实现定时测量的方法。然而，该方法受由表现为最强测量的噪音或由最早路径不能稳定被识别而引起的潜在错误的影响。

因而，本发明的目的在于提供一种能够显著减少错误测量的方法。

按照本发明的第一方面，提供一种维持基站之间同步的方法，该方法包括在两个基站之间执行反复的传播时延的测量的步骤，该步骤包括以下子步骤：

a)在所述两个基站之间传送信号；

b)计算初始传播时延；

c)存储所述初始传播时延；

d)进一步在所述两个基站之间传送信号；

e)计算后续传播时延；

f)确定所述后续传播时延是否在预定范围内；

g)如果在所述预定范围内且小于所述先前存储的传播时延则存储所述后续传播时延，否则忽略所述后续传播时延；

h)重复步骤e)到g)。

按照本发明的第二方面，基于本发明第一方面的方法，其特征在于子步骤(b)包括：

${\mathrm{\τ}}_{i,j}=\frac{d_{i,j}+d_{j,i}}{2}$

b1)确定初始传播时延

是否达到以下要求：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\max }$

其中τ^min _i，j和τ^max _i，j分别是可接受传播时延预定范围的最小值和最大值；并且d_i，j和d_j，i分别是基站i和j之间在相反方向上的时差，

b2)响应肯定的判断，进行到子步骤(c)；以及

b3)响应否定的判断，反复进行子步骤(a)和(b)。

按照本发明的第三方面，基于本发明第一或第二方面的方法，其特征在于子步骤(f)包括确定后续传播时延τ^m _i，j是否满足以下要求，其中τⁿ _i，j是先前存储的传播时延：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n-\mathrm{\&Delta;}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^m<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ是一个小的余量；

响应肯定的判断，进行到子步骤(g)；以及

响应否定的判断，反复进行子步骤(d)到(e)。

按照本发明的第四方面，基于本发明第一或第二方面的方法，其特征在于，由此后续传播时延τ^m _i，j只有小于先前存储的传播时延τⁿ _i，j才被存储的子步骤(g)的测试被以下测试取代：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^m<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ是一个小的余量。

按照本发明的第五方面，基于本发明第四方面的方法，其特征在于Δ＝0.25码片。

根据本发明，RNC可以过滤测量值以获得一致性，从而显著减少错误测量值的使用。

本发明中，在两个基站之间进行双向的测量，结果包括涉及传播时延的成分和涉及时差的成分。理想地，这样的双向测量应该抵消传播时延的成分，但是由于唯一使之一致的方法是在最早路径上进行测量，因而只有当在两种情况下测量同一路径时才有可能。

然而，最初可能在一个方向测量最早路径并在另一个方向测量迟后路径，但是由于达到了同步，最早路径将在两个方向上被测量。

而且，有可能由于衰落而失去最早路径，并在最早路径和迟后路径之间切换。因而期望知道测量何时基于迟后路径并忽略它们。

当执行双向测量时，他们都由两个成分组成。考虑具有下标i和j的两个基站。当基站j传送到基站i时，它测量时差d_i，j：

d_i，j＝δ_i，j+τ_i，j                                 (1)其中δ_i，j是基站i的时钟超前基站j的时钟的时间，并且τ_i，j＝τ_j，i是两个基站之间的传播时延。

而且，对在反方向的测量：

d_j，i＝δ_j，i+τ_j，i

现在，δ_j，i＝-δ_i，j使得

d_j，i＝-δ_i，j+τ_i，j                               (2)

将等式(1)(2)相加得出

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}=\frac{d_{i,j}+d_{j,i}}{2}$

对给出的展开式，τ_i，j是限定的。简单地，τ_i，j＞0且τ_i，j＜d_max/c，其中d_max是基站之间的最大范围，c是光速。有必要人为增加d_max以将光线路径无效的情况考虑在内。

另外，如果知道基站i和j的位置，在可能需要提供定位服务时，τ_i，j可以进行更严格的限定。

根据本发明的方法，在此时利用以下界限进行测试，即：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<\frac{d_{i,j}+d_{j,i}}{2}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\max }$

任何一对不能通过测试的基站之间的定时差值d_i，j和d_j，i被认为不可靠而不被使用。应当指出，由于测量可以在差别相当大的时间内进行的，可能有必要稍微扩展界限以便把发生在测量d_i，j和d_j，i之间的时钟偏差考虑在内。

假定测量时间的初始窗口是10⁶码片，且假定τ^min _i，j＝0并且τ^max _i，j＝50。在这种情况下，错误发生在测试窗口内的测量的可能性大大减少。而且，即使错误发生在测试窗口内，由于错误本身相当地小，它的影响也小。

随着同步处理的继续进行，通过比较旧测量值和新测量值可以改进测试。例如，令dⁿ _i，j为d_i，j的第n次测量。那么，

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n=\frac{d_{i,j}^n+d_{j,i}^n}{2}$

然后可以估计

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n-\mathrm{\&Delta;}<\frac{d_{i,j}^{n+1}+d_{j,i}^{n+1}}{2}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ是一个小的余量。当然，在这种情况下，不能保证dⁿ _i，j和dⁿ _j，i是比dⁿ⁺¹ _i，j和dⁿ⁺¹ _j，i好的测量值。

但是，该方法可以用来检测何时定时测量探测到比最早路径迟的路径。这通过存储τⁿ _i，j先前的值实现，且当新测量执行时测试变成

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^m<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ通常对应0.25码片。

如果测试为真，则存储的τⁿ _i，j被τ^m _i，j取代并采用该测量值。如果测试不为真，则存储的τⁿ _i，j不被τ^m _i，j取代并不采用该测量值。

这样，存储的值趋向于基于最早路径，使得只有基于最早路径的测量值才被使用。

由于时钟之间的漂移，该方法可能太严格而无法在同步的前阶段执行。这种情况下，可以一开始就使用更宽的界限(如果适当的话也可以没有界限)。当探测到一个合理程度的同步时，可以再施加更严格的测试。这种合理程度的同步可以被探测到，例如，通过估计所计算的定时更新的幅度。

容易理解本发明只适用于当达到同步的情况，否则传播时延将会有一个明显的增加，它不涉及测量迟后路径。

应当理解本发明的方法允许减少、而不是增加用以确定最早路径的所测量的传播时延。

Claims (5)

1.一种维持基站之间同步的方法，该方法包括在两个基站之间执行反复的传播时延的测量的步骤，该步骤包括以下子步骤：

a)在所述两个基站之间传送信号；

b)计算初始传播时延；

c)存储所述初始传播时延；

d)进一步在所述两个基站之间传送信号；

e)计算后续传播时延；

f)确定所述后续传播时延是否在预定范围内；

g)如果在所述预定范围内且小于所述先前存储的传播时延则存储所述后续传播时延，否则忽略所述后续传播时延；

h)重复步骤e)到g)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于子步骤(b)包括：

b1)确定初始传播时延

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}=\frac{d_{i,j}+d_{j,i}}{2}$

是否达到以下要求：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\max }$

其中τ^min _i，j和τ^max _i，j分别是可接受传播时延预定范围的最小值和最大值；并且d_i，j和d_j，i分别是基站i和j之间在相反方向上的时差，

b2)响应肯定的判断，进行到子步骤(c)；以及

b3)响应否定的判断，反复进行子步骤(a)和(b)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于子步骤(f)包括确定后续传播时延τ^m _i，j是否满足以下要求，其中τⁿ _i，j是先前存储的传播时延：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n-\mathrm{\&Delta;}<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^m<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ是一个小的余量；

响应肯定的判断，进行到子步骤(g)；以及

响应否定的判断，反复进行子步骤(d)到(e)。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由此后续传播时延τ^m _i，j只有小于先前存储的传播时延τⁿ _i，j才被存储的子步骤(g)的测试被以下测试取代：

${\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^{\min }<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^m<{\mathrm{\&tau;}}_{i,j}^n+\mathrm{\&Delta;}$

其中Δ是一个小的余量。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于Δ＝0.25码片。