CN1210434A - 使用接收机站检测相邻基站之间定时差异的时分多址蜂窝通信系统 - Google Patents

使用接收机站检测相邻基站之间定时差异的时分多址蜂窝通信系统 Download PDF

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Abstract

在时分多址蜂窝移动通信系统中,第一与第二基站分别提供相邻网孔的覆盖。接收机站位于基站覆盖区域部分重叠的区域中,用于分别从第一与第二基站中接收第一与第二同步信号,以检测接收的同步信号之间的时间差异。随后,接收机站将时间差数据传送给第一与第二基站,此数据代表检测的时间差异和第一与第二基站的信道识别符。第一与第二基站利用下行链路业务信号,时分多路复用时间差异数据,并广播多路复用的时间差异数据。

Description

用接收站检测相邻基站间 定时差的时分多址蜂窝通信系统
本发明一般涉及时分多址(TDMA)蜂窝移动通信系统的网孔间转移技术，和更具体的涉及在转移操作期间使移动站与相邻网孔位置的基站同步的技术。本发明特别对节省TDMA移动站的电池消耗有用。
日本公开专利说明书昭4-371028公开了TDMA蜂窝通信系统的移动站。在周期性的空闲时隙期间，移动站从与当前通信的基站相邻的基站中接收信号。从接收的信号中，移动站检测相邻基站的识别符并将它存储在存储器中。同时，从这个基站发射的帧号也进行检测并存储在存储器中。所存储的帧号随后与从通信基站接收的帧号进行比较并且在两个基站之间检测帧间差异。该过程对所有相邻基站进行重复。所检测的帧间差异数据绘在一张表中变换到各个基站。当移动站从一个基站中接收转移指令信号时，它从变换图表中读出相应的帧差异数据以调整它的定时。
由于现有技术要求移动站持续监视空闲时隙来从周围基站收集定时数据，所以它承受相当大的电池消耗。此外，现有技术要求移动站装备足够的硬件来处理接收的信号。进一步，由于在周期空闲时隙间隙上，移动站从非通信基站寻找同步信号，所以现有技术需要花时间收集定时数据。
因此，本发明的目的是提供与TDMA移动站有关的各种问题的有效的解决方法。
根据本发明的第一方面，提供一种时分多址蜂窝移动通信系统，它包括各自提供覆盖相邻网孔的第一和第二基站。接收机站位于基站的覆盖部分重叠的区域中，接收机站分别从第一和第二基站中接收第一、第二同步信号，检测接收同步信号之间的时间差异，并且将代表着所测时间差异和第一和第二基站的信道识别符的通信时间差异数据传送到第一和第二基站。第一和第二基站利用下行链路业务信号提供时分多路复用时间差异数据并广播多路复用时间差异数据。安排一个移动站从第一基站中接收多路复用时间差异数据并根据时间差异数据，相对于第二基站进行定时调整。
在一个特定的方面中，安排移动站将接收的时间差异数据存储在存储器中，在空闲时隙期间，根据周围基站的相对场强从存储器中读出存储的时间差异数据，并根据从存储器中读出的数据所代表的时间差异进行定时调整。移动站将定时调整的结果通知第一基站。利用定时调整的结果，第一基站确定：移动站将转移到哪个基站。优选地，为了通过无线电链路查找同步信号并在完成同步处理时将接收间隔返回正常而进行的定时调整之后，安排移动站扩展时分双工操作的接收间隔。
本发明将结合附图进一步详细地进行描述，其中：
图1是表示在本发明的TDMA蜂窝移动通信网络中采用的无线电站的地理位置的图；
图2是图1的每个接收机站的方框图；
图3是与基站A和B有关的接收机站的操作流程图；
图4是用于存储其它基站的定时差异数据的基站A的变换表的示意图；
图5是基站的定时器中断程序的流程图；
图6是将利用语音时隙多路复用的定时数据从基站发射到移动站的下行链路语音信道的结构的示意图；和
图7是移动站操作的流程图。
参见图1，本发明的TDMA(时分多址)蜂窝移动通信网络表示的一简化的例子。多个无线电基站A，B，C，D和E为公开的目的以群表示，基站A位于群的中心。由基站A至E定义的服务区域或网孔与相邻基站的服务区域或网孔部分重叠。为清楚起见，基站A与其它基站具有大的重叠区域。在这些重叠区域中，提供分别利用控制链路1、2、3与4连到基站A并且通过控制链路11、12、13与14又连到基站B，C，D与E的无线电接收机站R1、R2、R3与R4。
因为所有的接收机站具有相同的结构，所以接收机站R1作为示例以便在图2中说明其细节。接收机站R1包括用于从基站A与B中接收信号的天线20。接收机21连到天线20，接收机能在控制器25的控制下调谐到分配给基站A与B的控制信道的频率上以便检测调谐频率的基带。接收机21的输出提供给同步检测器22，同步检测器22将输入信号与预定的同步位码形进行比较并在它们一致的时候产生一个输出。提供时间差异检测器23以检测同步检测器22的输出与定时发生器24所产生的基准定时信号之间的定时差异。时间差异检测器23与定时发生器24的操作由控制器25进行控制。存储器26连到控制器25以便存储时间差异数据。线路发射机27与28连到控制器25以便发射存储的时间差异数据给有关的基站即基站A与B。
控制器25的操作将借助于图3的流程图进行描述。在步骤30，控制器25将接收机21设置到基站A的控制信道。流程进行到步骤31以便检测引线“a”上的同步检测器22的输出，并查看同步位码形是否在基站A的控制信道中检测到。如果判定是肯定的，流程从步骤31前进到步骤32，将定的发生器24设置为基站A的同步定时。以这种方式，接收机站R1的定时发生器24与基站A同步。控制器25现在前进到步骤33以便将接收机21设置到基站B的控制信道，并随后前进至步骤34，以便监视同步检测器22的输出和查看同步位码形是否在基站B的控制信道中检测到。如果判定是肯定的，控制器从步骤34前进到步骤35，以便通过控制线路“B”启动时间差异检测器23来检测基站B的同步定时与接收机站R1的基准定时之间的定时差异。控制器25通过读出线路“C”接收检测的时间差异，并将它与基站A和B的控制信道识别符一起存储在存储器26中(步骤36)。在步骤37，代表基站A与B之间的时间差异的数据和基站B的控制信道的识别符周期性地从存储器26中读出，并经过线路发射机27发射给基站A，同时，代表同一时间差异的数据和基站A的控制信道的识别符从存储器26中读出，并经过线路发射机28发射给基站B。以这种方式在接收机站R1获得的时间差异数据只对于移动站MS在任一方向穿越基站A与B的边界时有用。
由于基站的操作条件可根据时间和四周的温度变化，所以上述的程序以周期性的间隔重复以便更新存储器26的内容。
以类似的方式，其它接收机站确定它们的时间差异数据，并利用控制信道识别符将它发射给有关的基站。具体地，接收机站R2产生代表基站A与C之间的时间差异的数据，并利用基站C的控制信道识别符将它发送给基站A，和利用基站A的控制信道识别符将它发射给基站C。接收机站R3产生代表基站A与D之间时间差异的数据，并利用基站D的控制信道识别符将它发射给基站A，和利用基站A的控制信道识别符将它发射给基站D。接收机站R4产生代表基站A与E之间时间差异的数据，并将它利用基站E的控制信道识别符发射给基站A，和利用基站A的控制信道识别符将它发射给基站E。
基站A通过控制链路1、2、3与4从接收机站R1、R2、R3和R4中接收这样的时间差异数据，并将它们存储在变换表中。如图4所示，基站B、C、D与E的控制信道识别符相对基站A变换为相应的时间差值。
如图5所示，基站A通过从变换表中读出时间差数据(步骤50)并将此数据插入图6所示的下行链路语音(业务)信道的预定时隙60中(步骤51)来以周期性间隔执行定时器中断程序。
下面将结合图7流程图描述图1的移动站MS在离开基站A的网孔位置区域并进入与基站B重叠区域时的操作。
在进入重叠区域之前，移动站MS在下行链路业务信道的空闲时隙期间从周围基站中不断地接收信号以确定其相对场强，以及在下行链路业务信道的预定时隙上接收从基站A中广播的时间差异数据以便以与图5所示相同的格式存储接收的时间差异数据(步骤70)。因此，移动站具有基站A的变换表的复制件，当移动站进入基站A与B的重叠区域并且在基站B上接收的信号强度超过预定义门限时，在后续空闲时隙期间，移动站查找变换表的复制件以便以预定场强的下降顺序读出时间差异数据。具体地，当移动站检测空闲时隙(步骤71)时，它查找变换表以便读出一个时间差异数据，即示例中的基站B的时间差异数据。在步骤73，移动站设置到从变换表读出的时间差异数据所指定的业务信道上并随后根据读出的时间差异数据调整其接收定时(步骤74)。由于基站A与B之间的时间差异值唯一地由接收机站R1的位置确定，所以它稍不同于其他在移动站当前位置上所导出的时间差异值。为了克服时间差异错误，操作在时分双工模式中的移动站的接收间隔扩展以增加接收同步信号的机会(步骤75)。移动站执行与相邻基站特定业务信道的同步过程(步骤76)、复位接收间隔为正常，并设置移动站到当前下行链路业务信道(步骤77)和返回到程序的开始点。上面过程对于当前业务信道的每个后续空闲时隙进行重复，并且移动站将与周围基站同步的结果通知基站A，以便允许它确定移动站将转移到哪个基站。随后从基站A发送转移指令信号给移动站。

Claims (6)

1、一种时分多址(TDMA)蜂窝移动通信系统，包括：
分别提供覆盖相邻网孔的第一与第二基站；
位于所述基站部分重叠的覆盖区域中的接收机站，所述接收机站分别从所述第一与第二基站中接收第一与第二同步信号、检测接收的同步信号之间的时间差异，并将时间差异数据传送给所述第一与第二基站，所述数据代表检测的时间差异和所述第一与第二基站的信道识别符；
所述第一与第二基站利用下行链路业务信号时分多路复用所述时间差异数据，并广播多路复用的时间差异数据；和
移动站，用于从所述第一基站中接收多路复用的时间差异数据，并根据所述时间差异数据相对所述第二基站进行定时调整。
2、根据权利要求1的TDMA蜂窝移动通信系统，其特征在于所述移动站设计为：
将接收的时间差异数据存储在存储器中；
根据周围基站的相对场强在空闲时隙期间从存储器中读出存储的时间差异数据；
设置移动站到读出的时间差异数据的信道识别符所指定的无线电链路上；
根据从存储器中读出的数据所代表的时间差异进行所述定时调整；和
将所述定时调整结果通知第一基站。
3、根据权利要求2的TDMA蜂窝移动通信系统，其特征在于在进行所述定时调整之后，所述移动站设计为扩展时分双工操作的接收间隔以便通过所述无线电链路查找所述无线电链路上的同步信号和返回接收间隔为正常。
4、使移动站与时分多址(TDMA)蜂窝移动通信系统的基站同步的方法，包括以下步骤：
a)在第一与第二基站覆盖区域部分重叠的区域中安装接收机站；
b)在所述接收机站上分别从所述第一与第二基站中接收第一和第二同步信号；
c)检测接收的同步信号之间的时间差异；
d)将时间差异数据传送给所述第一与第二基站，所述数据代表检测的时间差异和所述第一与第二基站的信道识别符；
e)在所述第一与第二基站上利用下行链路业务信号时分多路复用所述时间差异数据，并广播多路复用的时间差异数据；和
f)在所述移动站上从所述第一基站中接收多路复用的时间差异数据，并根据所述时间差异数据相对第二基站进行定时调整。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于步骤(f)还包括以下步骤：
将接收的时间差异数据存储在存储器中；
根据周围基站的相对场强从存储器中读出存储的时间差异数据；
将移动站设置到由读出的时间差异数据指定的无线电链路；
根据从存储器中读出的数据所代表的时间差异进行所述定时调整；和
将定时结果通知第一基站。
6、根据权利要求5的方法，其特征在于还包括以下步骤：
在所述定时调整进行之后，扩展时分双工操作的接收间隔；
通过所述无线电链路，查找同步信号；和
将接收间隔返回正常。
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