CZ20002599A3

CZ20002599A3 - Způsob časové synchronizace využitím mobilních stanic v CDMA komunikačním systému

Info

Publication number: CZ20002599A3
Application number: CZ20002599A
Authority: CZ
Inventors: Charles E. Wheatley Iii.; Edward G. Tiedemann Jr.
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2000-11-15
Also published as: EP1821430A3; NO317101B1; EP1048128A1; US7295531B2; NZ505285A; RO121246B1; MXPA00006936A; KR100941161B1; NO20003631D0; NO20003631L; KR100773612B1; AU746708B2; KR20080097495A; KR100975863B1; RU2006138270A; RU2222102C2; CN100456645C; IL168802A; AU2230799A; BG104592A

Description

Vynález se týká komunikačních systémů, přičemž předmětem vynálezu je zejména nový zdokonalený způsob a zařízení pro synchronizaci základnové stanice pomocí signálů, jenž jsou vyslány z mobilní stanice, přičemž ta je ve stejném čase ve spojení se synchronizovanou základnovou stanicí.

Dosavadní stav techniky

CDMA modulace { code dívision multiple access modulation ) je jedna z více technologií, jenž umožňují komunikovat většímu počtu uživatelé tohoto systému. Ikdyž jsou známy i jiné technologie, jako například TDMA ( časový multiplex ), EDMA ( frekvenční multiplex ) a AM modulace, z nichž lze například uvést amplitudovou modulaci s potlačeným postranním pásmem ( ACSSB ), CDMA modulace má podstatné výhody oproti uvedeným modulačním technologiím. Použití CDMA modulace v komunikačním systému s větším počtem uživatelů je popsáno v U.S. patentu s číslem 4,901,307, jehož název zní SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS ( Multiplexní systém s rozloženým spektrem, využívající satelitů nebo pozemních zesilovačů.” ) a v U.S. patentu s číslem 5,103,459, jehož • * · • · · ♦ · • · * ·· ♦ · • · · ·· ··* • · · ·· ·· název zní SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNÁL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM ( Zařízení a způsob pro generování signálů v CDMA celulárním telefonním systému. ). Způsob poskytování CDMA mobilních komunikačních služeb byl ve Spojených státech amerických standartizován Asociací telekomunikačního průmyslu normou TIA/EIA/IS-95-A, jejíž název zní Mobil Station - Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (Norma pro kompatibilitu mezi mobilní stanicí a základnovou stanicí duálního celulárního systému s rozloženým spektrem.), na který se v předloženém vynálezu odkazuje jako na IS-95.

Ve výše uvedených patentech je popsána technologie, pomocí které mezi sebou může komunikovat větší počet uživatelů mobilní stanice, z nichž každý vlastní zařízení pro přenos dat, přičemž komunikace je zprostředkována pomocí satelitních zesilovačů nebo pozemních základnových stanic ( ty jsou též známy pod jménem celulární základnová stanice nebo centrála buňky ) a jsou používány CDMA komunikační signály s rozloženým spektrem. Při používání CDMA komunikační technologie může být frekvenční spektrum opakovaně po sobě znovu využíváno, což umožňuje zvýšit počet uživatelů systému. Použitím CDMA modulace se též dosáhne mnohem vyšší spectrální efektivity než jaké je možné dosáhnout pomocí jiných multiplexních modulací.

Způsob pro simultální demodulace dat, pro jejichž přenos byly použity různé přenosové cesty z jedné základnové stanice, a způsob pro simultální demodulace dat, jenž byla • · « 4

4 * 4

4 ··· • 4 • 4

4 4 4 • 4 44 vyslána v redundantním množství z více jak jedné základnové stanice, je popsán v U.S. patentu s číslem 5,109,390 { patent '390 ), jehož název zní DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM (Přijímač různých typů signálů v CDMA celulárním komunikačním systému.). V patentu '390 jsou odděleně namodulované signály zkombinovány za účelem vytvoření aproximace přenesených dat, přičemž j dosaženo daleko vyšší spolehlivosti než v případě dat demodulovaných po přenosu jednou jedinou přenosovou cestou nebo demodulovaných jednou jedinou základnovou stanicí.

Předání je možné obecně rozdělit do dvou kategorií - na přerušované předání a na nepřerušované předání. K přerušovanému předání dojde tehdy, pokud mobilní stanice, jenž opustila oblast počáteční základnové stanice a vstoupila do oblasti cílové základnové stanice, přeruší svůj komunikační spoj s počáteční základnovou stanicí a poté vytvoří nový komunikační spoj s cílovou základnovou stanicí. K nepřerušovanému předání dojde tehdy, pokud mobilní stanice vytvoří komunikační spoj s cílovou základnovou stanicí ještě před přerušením komunikačního spoje s počáteční základnovou stanicí. Proto je mobilní stanice v případě nepřerušovaného předání po určitou dobu v redundantním kontaktu jak s počáteční základnovou stanicí, tak i s cílovou základnovou stanicí.

U nepřerušovaných předání je daleko nižší pravděpodobnost, že hovor bude přerušen, než jak je tomu u přerušovaného předání. Pohybuje-li se mobilní stanice navíc v blízkosti hranice dosahu základnové stanice, může v důsledeku malých • · • · ♦ φ • · · · • ♦ φ · · · φ φ · φφ změn v okolí opakovaně podávat žádosti o předání. Tento problém, nazývaný také ping-pongové předávání, je též vyhovujícím způsobem vyřešen nepřerušovaným předáním. Způsob vykonání nepřerušovaného předání je detailně popsán v U.S. patentu s číslem 5,101,501, jehož název zní METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM (Způsob a zařízení pro zajištění nepřerušovaného předání v komunikačním CDMA celulárním telefonním systému.).

Zdokonalený způsob nepřerušovaného předání je popsán v U.S. patentu s číslem 5,267,261, jehož název zní MOBIL STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM (Nepřerušované předání, využívající mobilní stanice, v CDMA celulárním komunikačním systému.). V systému podle patentu '261 je proces nepřerušovaného předání vylepšen změřením intenzity pilotních signálů, vyslaných každou základnovou stanicí, přičemž toto měření je provedeno v mobilní stanici. Tato měření intenzity pilotích signálů nacházejí upatnění v procesu nepřerušovaného předání díky tomu, že ulehčují identifikaci základnových stanic, vhodných pro provedení předání.

Tyto vhodné základnové stanice je možné rozdělit do čtyř skupin. První skupina, označovaná jako skupina aktivních stanic, zahrnuje základnové stanice, které momentálně komunikují s mobilní stanicí. Druhá skupina, označovaná jako skupina vhodných stanic, zahrnuje základnové stanice, jejichž intenzita signálu byl změřena a vyhodnocena jako dostatečující k tomu, aby je bylo možné použít pro mobilní • ··· stanici, přičemž ale tyto základnové stanice nejsou zrovna používány. Základnové stanice jsou přesunuty do skupiny vhodných stanic v případě, že jejich změřené pilotní energie překročí předem určenu prahovou hodnotu T_ADD. Třetí skupinou je skupina základnových stanic, které jsou v dosahu mobilní stanice ( a které nejsou obsaženy ani ve skupině aktivních stanic a ani ve skupině vhodných stanic ). Čtvrtou skupinou je skupina zbývajících stanic, jenž se skládá ze všech ostatních základnových stanic.

V IS-95 je vhodná základnová stanice charakterizována fázovým posunem pseudošumové (PN) sekvence svého pilotního kanálu. Když mobilní stanice zjišťuje intenzitu pilotního signálu vhodné základnové stanice, provede operaci korelace, během které je odfiltrovaný přijatý signál porovnán s řadou hypotéz PN posunu. Způsob a zařízení pro provedení operace korelace je detailně popsán v U.S. patentové přihlášce se sériovým číslem 08/687,694, podané 26. července 1996, jejž název zní METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM (Způsob a zařízení pro vyhledání dosažitelné stanice v CDMA komunikačním systému.).

Není přitom známo zpoždění, dané konečnou rychlostí šíření signálu mezi základnovou stanicí a mobilní stanicí. Toto neznámé zpoždění vytváří neznámý posun PN kódů. Vyhledávací proces má za úkol určit neznámý posun v PN kódech. Za tímto účelem mobilní stanice časově posunuje výstupy generátorů PN kódu svého hledače. Velikost rozsahu vyhledávacího posunu je nazývána vyhledávací rozsah. Střed vyhledávacího rozsahu je

Φ · i • φφφ φ φ φφ φφ φ φφφ

Φ φ φ φ » φ* φφφ φ φ · φ φ φ φ φ * φ φ φ · «φ φφ nastaven na hodnotu hypotézy PN posunu. Základnová stanice vyšle mobilní stanici, nacházející se v její blízkosti, zprávu obsahující informaci o PN posunech pilotních signálů základnové stanice. Mobilní stanice nastaví střed svého vyhledávacího rozsahu na hodnotu hypotézy PN posunu.

Vhodná velikost vyhledávacího rozsahu závisí na několika faktorech, mezi než patří priorita pilotního signálu, rychlost vyhledávacích procesorů a očekávané prodloužení zpoždění na vícekanálových přijímačích. CDMA normy (IS-95) definují tři parametry vyhledávacího rozsahu. Vyhledávání pilotních signálů jak ve skupině aktivních stanic, tak i ve skupině vhodných stanic je řízeno vyhledacím rozsahem A. Pilotní signály skupiny sousedních stanic jsou vyhledávány v rozsahu N a pilotní signály skupiny zbývajících stanic jsou vyhledávány v rozsahu R. Velikosti vyhledávacích rozsahů jsou uvedeny níže v Tabulce 1, kde jeden znak odpovídá 1 / 1,2288 MHz.

Vyhledávací rozsah A Vyhledávací rozsah N Vyhledávací rozsah R	Velikost rozsahu ( PN znaky )
0	4
1	6
2	8
3	10
4	14
5	20
6	28
7	40

444 * 4 *

4

4 • 4 • 444 • 4

4

4· ·

• 44

Vyhledávací rozsah A Vyhledávací rozsah N Vyhledávací rozsah R	Velikost rozsahu ( PN znaky )
8	60
9	80
10	100
11	130
12	160
13	226
14	320
1 15	452

Určování velikostí rozsahů je kompromis mezi rychlostí vyhledávání a pravděpodobností minutí silného signálu, nacházejícího se mimo vyhledávací rozsah.

Základnová stanice vyšle mobilní stanici zprávu, jejíž obsah udává PN hypotézy, jenž by mobilní stanice měla hledat okolo svého vlastního PN posunu. Například počáteční základnová stanice může sdělit mobilní stanici, aby hledala pilotní signál 128 PN znaků od vlastního PN posunu. Mobilní stanice v reakci na to nastaví svůj demodulátor vyhledávače ve výstupním obvodu na 128 znaků a hledá pilotní signál, přičemž používá vyhledávací rozsah se středem nastaveným na určený posun. Jakmile mobilní stanice jednou začne vyhledávat PN hypotézy za účelem zjištění stanic, jenž jsou k dispozici pro provedení předání, je nutné, aby PN posun pilotního signálu cílové základnové stanice byl časově velmi blízko skutečnému posunu. Rychlost vyhledávání má velký význam v blízkosti hranic dosahu základnové stanice, protože • 4 • ·44 • · · 4 4 4 1M 4 4 4 4 · • · · · 4 4 4 4 4 « ·· ··· «4 ·« «4 «· zpoždění ve vykonání nezbytných hledání může vyústit v přerušení hovoru.

V CDMA systémech ve Spojených státech amerických je synchronizace základnové stanice dosaženo tím, že do každé základnové stanice je zabudován přijímač systému GPS ( Global Positioning Satellite ) . Avšak v některých případech není možné, aby základnová stanice byla schopna přijímat GPS signál. Například v metru nebo v tunelech je GPS signál utlumen takovým způsobem, že není možné použít GPS přijímače pro účely synchronizace časování základnových stanic nebo microzákladnových stanic. Předložený vynález navrhuje způsob a zařízení pro synchronizaci časování za těchto okolností, kdy část základnových stanic není schopna přijímat centralizovaný časovači signál a kdy část sítě je schopna přijímat centralizovaný časovači signál a díky němu je schopna se časově sesynchronizovat.

Podstata vynálezu

Podstatou předloženého vynálezu je nový zdokonalený způsob a zařízení pro synchronizaci času základnové stanice, která není schopna přijímat centralizovaný časovači signál v síti, kde část základnových stanic je schopna přijímat centralizovaný časovači signál. Referenční základnová stanice je časově synchronizována pomocí příjmu centralizovaného časovacího signálu nebo jiným způsobem. U výhodného provedení vynálezu se referenční základnová stanice synchronizuje pomocí přijímače GPS signálu.

• « • f ·♦

A · ·«· ··««·· A · 4 «· ««· » t · · · • A 999 99 »9 99 ··

Podřízené základnové stanice nejsou patřičně sesynchronizovány, protože nejsou například schopny přijímat centralizovaný časovači signál.

Podle předloženého vynálezu podřízená základnová stanice dosáhne synchronizace s referenční základnovou stanicí pomocí zpráv vyslaných a přijatých mobilní stanicí v oblasti nepřerušeného předání mezi referenční základnovou stanicí a podřízenou základnovou stanicí. Nejprve je referenční základnovou stanicí změřeno zpoždění obousměrné cesty mezi mobilní stanicí a referenční základnovou stanicí. Poté podřízená základnová stanice hledá do té doby, než přijme signál vyslaný mobilní stanicí, jenž je též označován jako signál zpětného spoje. V reakci na přijeti signálu zpětného spoje podřízená základnová stanice seřídí své časování takovým způsobem, že mobilní stanice může přijmout svůj signál, jenž je též označován jako signál dopředného spoje. Tento krok může být zbytečný, není-li velikost chyby časování podřízené základnové stanice podstatná.

Jakmile mobilní stanice získá signál z podřízené základnové stanice, změří a ohlásí rozdíl mezi časem, který signál potřebuje k tomu, aby urazil vzdálenost od referenční základnové stanice a mobilní stanice, a časem, který signál potřebuje k tomu, aby urazil vzdálenost od podřízené základnové stanice a mobilní stanice. Poslední důležité měření je provedeno podřízenou základnovou stanicí a je zaměřeno na zjištění velikostí časového rozdílu mezi časem, ve kterém podřízená základnová stanice přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice, a časem, ve kterém • * 99·

9

9 • · 9 · *99 9 9 podřízená základnová stanice vyslala signál k mobilní stanici.

Později blíže popsaná řada výpočtů, používajících změřené časové hodnoty, je provedena za účelem zjištění časového rozdílu mezi podřízenou základnovou stanicí a referenční základnovou stanicí. Seřízení časování podřízené základnové stanice je provedeno v souladu s výsledky těchto výpočtů. Mělo by být řečeno, že u výhodného provedení vynálezu jsou všechna zmíněná měření provedena během normálního provozu IS-95 CDMA komunikačního systému.

Přehled obrázků na výkresech

Samotný vynález, jeho součásti a výhody budou blíže vysvětleny pomocí následujícího podrobného popisu za použití obrázků, jenž slouží referenční zdroj pro identifikaci charakteristických prvků.

Obr. 1 zobrazuje blokový diagram uspořádání sítě bezdrátového komunikačního systému, obsahujícího referenční základnovou stanici a podřízenou základnovou stanici.

Obr. 2 zobrazuje diagram možných přenosů mezi mobilní stanicí, synchronní základnovou stanicí a asynchronní základnovou stanicí a také zobrazuje odpovídající časové intervaly.

Obr. 3 zobrazuje vývojový diagram způsobu synchronizace φ φ φ φ • *φφφ φ φ · φ φ φφφ φ φ φφφ φ · základnové stanice, která memůže přijímat centralizovaný časovači signál.

Obr. 4 zobrazuje blokový diagram mobilní stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 5 zobrazuje blokový diagram hledávače v mobilní stanici podle předloženého vynálezu.

Obr. 6 zobrazuje blokový diagram provozního kanálového modulátoru mobilní stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 7 zobrazuje blokový diagram základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 8 zobrazuje blokový diagram přenosového systému základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 9 zobrazuje blokový diagram přijímacího systému základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

I. Přehled výpočtu chyby časování

V souladu s obr. 1 je mobilní stanice 60 ve spojení s referenční základnovou stanicí 62, přičemž se nachází na hranici oblasti pokryté signálem základnové stanice, jenž je vymezena hranicí 61. Referenční základnová stanice 62 je synchronizována se zbytkem sítě pomocí centrálního časovacího systému, jakým například může být GPS ( Global Positioning System ). Naopak podřízená základnová stanice 64 není synchronizována pomocí nezávislého centrálního časovacího systému jako v případě základnové stanice 62, kde je k dispozici systém typu GPS. Ovladač 66 základnové stanice přepojuje hovory s veřejné přepínačové telefonní sítě (PSTN) do základnové stanice 62 nebo 64 pomocí TI linky nebo pomocí jiných prostředků.

Během krátkých časových úseků může být frekvenční synchronizace prováděna s akceptovatelným stupněm přesnosti pomocí TI linek a to použitím metod, které jsou již známy ze stavu techniky. Avšak řešení využívající TI linek k zajištění přenosu frekvenční informace je v podobných obvodech problematické. Takovéto problémy potom vytvářejí chyby časování, které však mohou být opraveny použitím předloženého vynálezu. Jelikož frekvence a fázový posun jsou ve vzájemném vztahu, využívá vynález nepravidelné opravy fázového posunu, což podle potřeby umožní používat méně přesné zdroje kmitočtu.

Obr. 2 zobrazuje diagram přenosu a odpovídající časové intervaly při synchronizaci časování podřízené základnové stanice 64 se synchronizovaným časováním referenční základnové stanice 62. Signálová cesta 500 zobrazuje přenos signálu dopředného spoje z referenční základnové stanice 62 na mobilní stanici 60. Časový interval, během kterého nastave tento přenos je označen ti. u mobilní stanice 60 je začátek přenosu rámců zpětným spojem časové shodný

« « 4 • 4 4

4 4 • 44 s příchodem rámců dopřeného spoje. Tato časová shoda je standartizována IS-95 a je již v souladu s ní implementována na hardwarové úrovni zařízení. Proto je potřeba uvést, že metody a zařízení pro vytvoření této časové shody jsou již známy.

Přenos 502 znázorňuje přenos rámce zpětného spoje z mobilní stanice 60 k referenční základnové stanici 62. Čas (ti), který potřebuje signál 500, aby vykonal cestu od základnové stanice 62 k mobilní stanici .60, je rovný času ( také ti ), který potřebuje signál 502 k vykonání cesty od základnové stanice 62 k mobilní stanici 60. Protože základnová stanice 62 zná čas, ve kterém odvysílala signál 500 a zná čas, ve kterém přijala signál 502, může základnová stanice 62 vypočítat zpoždění obousměrné cesty (RDTi), což je první hodnota nutná pro výpočet časové chyby { tpý -to ) .

Signálová cesta 504 je přenos signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60, jenž se šíří po jiné přenosové cestě směrem k podřízené základnové stanici 64.. Čas, který signál 504 potřebuje na cestu od mobilní stanice 60 k podřízené základnové stanici 64, je označen jako t2. Čas, během kterého signál 504 zpětného spoje dosáhne základnové stanice 64 je označen jako Tg. Čas, který potřebuje signál 506 dopředného spoje na cestu od základnové stanice 64 k mobilní stanici 60 je taktéž označen tg. Navíc podřízená základnová stanice 64 může změřit časový rozdíl mezi časem, kdy přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice 60, a časem, ve kterém vyslala signál dopředného spoje k mobilní stanici 60. Tento časový rozdíl je označen jako RTDa- Známe-li tyto

- 14 * - — „ • * tta k * · k k * k * • * · * k · ··* · · k « k » · kkk kkkkk ·· ··· ·· ·· · e>

časy, je možné spočítat časovou chybu ( to' - to ) . Způsob výpočtu časový chyby to' je popsán níže.

Z obr. 2 je možné vyčíst, že :

T₂ = ti + t₂ a ti + DT = T_o' + T₂ (1) (2)

Pokud vhodně použijeme výrazy z rovnic (1) a (2) , je možné napsat následující rovnice :

T2 + DT = T_o' + 2.t₂ (3)

2.t₂ = T₂ - To' + DT (4)

Za účelem zjednodušení zápisu je zavedena nová proměna RTD₂, která je definována následujícím způsobem :

RTD₂ = T₂ - To’ :5)

Z obr. 2 vyplývá, že t₂ = RTD₂/2 + DT/2 T₂ = Tq + ti + t₂

Proto

T₂ - To - ti + t₂RTD₂ = 2.t₂ - DT :6) • · fe fe • ·

·· • fefefe fe fe «

fe fefe >·

Pomocí substituce l2e získat výraz, ze kterého vyplývá, že časová chyba (Tg¹ - To) je rovna :

To’- T_o = ti - t₂ + DT (9)

T₀ ^T~T₀ = ti -[ RTD₂/2 + DT/2 ] + DT (10)

T_o’-T₀ = RTDi/2 - RTD₂/2 + DT/2 (11)

T_o'-T_o = [ RTD_X + DT - RTD₂ ] / 2 (12)

Jakmile jednou základnová stanice 64 zná velikost své časovači chyby (Tq ^_ To)> může své časování takovým působem seřídit, že se sesynchronizuje s časováním základnové stanice 62. Tato měření jsou však zatížena chybami, takže u výhodného příkladu provedení vynálezu je proveden vetší počet meření, která nejsou nezbýtně nutná, aby se zajistila potřebná míra přesnosti opravy časování.

Způsob a zařízení pro měření každého z časů, uvedených v rovnici (12), je popsán níže.

II. Měření zpoždění (RTDi) obousměrné cesty

Obr. 3 zobrazuje vývojový diagram způsobu podle předloženého vynálezu pro synchronizaci podřízené základnové stanice 64 vzhledem k časování referenční základnové stanice 62. Způsob synchronizace začíná ve fázi 300 vývojového * ··· diagramu. Mobilní stanice 60 komunikuje s referenční základnovou stanicí 62 a nachází se v komunikačním dosahu podřízené základnové stanice (4. Ve fázi 302 vývojového diagramu je změřeno zpoždění RTDi obousměrné cesty signálu, dané cestou od referenční základnové stanice 62 k mobilní stanici 60 a zpět od mobilní stanice 60 k referenční základnové stanici 62. Toto je provedeno porovnáním hraničních prvků rámce přijatého mobilní stanici 60 s hraničními prvky rámce vyslaného mobilní stanice 60. Způsob a zařízení, jenž jsou schopny provést toto porovnání, jsou již dobře známy ze stavu techniky. Zpoždění (RTD_i) obousměrné cesty je tedy dáno časovým rozdílem mezi začátkem rámců vyslaných referenční základnovou stanicí 62 a začátkem rámců přijatých referenční základnovou stanicí 62 od mobilní stanice 60.

V souladu s obr. 4 jsou datové rámce dopředného spoje z referenční základnové stanice 62 přijaty anténou 2 a přes duplexer 3 jsou přivedeny do přijímače _4. Přijímač provede směšování, filtraci a zesílení přijatého signálu a ten přivede do hledače 50 a provozních demodulátorů 54. Hledač 50 vyhledá pilotní kanál v souladu se seznamem sousedních stanic, jenž je poskytnut referenční základnovou stanicí 62. Seznam sousedních stanic má podobu signáln9ch dat na provozním kanále z referenční základnové stanice 62. Signál, indikující začátek přijatých rámců z referenční základnové stanice 62, je přiveden ke kontrolnímu procesoru 55. Kontrolní procesor 55 vygeneruje časový porovnávací signál, který přivede do provozního modulátoru 58, jenž porovná začátky rámců vyslaných z mobilní stanice 60 se začátky * ··· rámců přijatými mobilní stanicí 60.

Rámce dat uživatele mobilní stanice 60 jsou přivedeny do provozního demodulátoru 58, který v závislosti na časovacím signálu od kontrolního procesoru 55 časově vyrovná rámce vyslané vysílačem 56 s rámci přijatými mobilní stanicí 60 od referenční základnové stanice 62. Rámce zpětného spoje jsou ve vysílači 56 namodulovány, vyfiltrovány a zesíleny a poté jsou přes duplexer 3 přivedeny k anténě 2, kterou jsou odvysílány.

III. Přijetí signálu mobilní stanice podřízenou základnovou stanicí

Obr. 6 zobrazuje provozní kanálový demodulátor 58 mobilní stanice 60. Rámce dat jsou přivedeny na vstup formátovacího zařízení 200. U výhodného příkladu provedení vynálezu formátovací zařízení 200 vygeneruje a přidruží sadu kontrolních bitů cklické redundance (CRC) a vygeneruje sadu koncových bitů. U výhodného příkladu provedení vynálezu je formátovací zařízení 200 založeno na protokolu formátování rámců, standartizovaném v roce 1995 a detailněji popsaném v U.S. patentu s číslem 5,600,754, jehož název zní METHOD AND SYSTEM FOR ARRANGEMENT OF VOCODER DATA FOR MASKING OF TRANSMISSION CHANNEL INDUCED ERRORS (Způsob a zařízení pro uspořádání dat z vokodéru za účelem maskování chyb, vyvolaných přenosovým kanálem.).

Zformátovaný rámec dat je přiveden na vstup kodéru 202, • · ► * * « >99·

99 • e • · «·« ·· ·· * který zakóduje data pomocí kódů, jenž umožní detekci a korekci chyb. U výhodného příkladu provedení vynálezu je kodér 202 konvoluční kodér. Zakódované datové symboly jsou přivedeny na vstup přeskupovacího zařízení 204, které přeskupí symboly v souladu s předem daným přeskupovacím formátem. Přeskupené symboly jsou přivedeny do Walshova mapovacího zařízení 206. U výhodného příkladu provedení vynálezu přijme Walshovo mapovací zařízení 206 osm zakódovaných symbolů a zobrazí tuto sadu symbolů v podobě 64 znakové Walshovy sekvence. Walshovy symboly jsou přivedeny na rozprostíracího zařízení 208, jenž rozprostře Walshovy symboly v souladu s dlouhým rozprostírajícím kódem. Generátor 210 dlouhého PN kódu vygeneruje pseudošumovou (PN) sekvenci, které rozprostře spektrum dat a odliší je od zpětným spojem vyslaných dat z jiných mobilních stanic, které se nacházejí v blízkém okolí.

U výhodného příkladu provedení vynálezu jsou data namodulována pomocí modulačního formátu, využívajícího klíčování s čtvrtinovým fázovým posuvem (QPSK), přičemž spektrum kanálů I a Q je modulací rozprostřeno podle krátké PN sekvence. Spektrálně rozprostřená data jsou přivedena na vstup rozprostíracích zařízení 214 a 216, která provedou v pořadí druhé spektrální rozprostření dat podle krátké PN sekvence, již vygenerovaly příslušné PN generátory 212 a 218 (PNi a PN_q) .

Ve fázi 3Q4 vývojového diagramu přijme podřízená základnová stanice 64 signál zpětného spoje vyslaného mobilní stanicí 60. Ovladač 66 základnové stanice vyšle · · ¹ • 4 ··

4« ··· signál podřízené základnové stanici 64 obsahující informaci o posunu PN kódu, jenž mobilní stanice 62 používá ke spektrálnímu rozprostření svého signálu zpětného spoje. V reakci na tento signál od ovladače 66 základnové stanice vyhledá podřízená základnová stanice 64 mobilní stanicí 60 naladěnou na daný PN posun, sdělený pomocí signálu z ovladače 66 základnové stanice.

U výhodného příkladu provedení příkladu vynálezu podřízená základnová stanice 64 nastaví generátor 106 dlouhého PN kódu svého hledače a generátory 108 a 110 krátkého PN kódu (zobrazeno na obr. 9) v souladu se signálem z ovladače 66 základnové stanice. Hledači proces podřízené základnové stanice 64 je blíže popsán v následujícím popise.

Obr. 7 zobrazuje systém podřízené základnové stanice 64. V podřízené základnové stanici 64 je přijat signál z ovladače 60 základnové stanice, který obsahuje informaci o PN mobilní stanice 60. Tato zpráva je přivedena do kontrolního procesoru 100. V reakci na ni kontrolní procesor 100 vypočítá vyhledávací rozsah okolo specifického PN posunu. Kontrolní procesor 100 předá vyhledávací parametry hledači 101 a v souladu s těmito parametry podřízená základnová stanice 64 vyhledá signál vyslaný mobilní stanicí 60. Signál přijatý anténou 102 podřízené základnové stanice 64 je přiveden do přijímače 104, který provede smíšení, filtraci a zesílení přijatého signálu a poskytne jej hledači 101. Přijatý signál je navíc přiveden na vstup provozních demodulátorů 105, které demodulují provozní data zpětného spoje a tato data poskytnou ovladači 60 základnové stanice.

V · · * φ · · * φ φ * » * φ · » ·· ·· φ · φ · ♦ φ « ··* φ · φ · · φφ φ·* φ · · • · · » ·** φ · · ·· ·

Ovladač 66 základnové stanice je pak pošle do veřejné přepínačové telefonní sítě.

Obr. 9 podrobněji zobrazuje hledač 101. Demodulace signálu zpětného spoje je detailněji popsána v U.S. patentové přihlášce se sériovým číslem 08/372,632, podané 13. ledna 1995, jejíž ná2ev zní CELL SITE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM (Architektura demodulátoru celulární základny pro multiplexní komunikační systém s rozprostřeným spektrem.) a také je popsána v U.S. patentové přihlášce se sériovým číslem 08/316,177, podané 30. září 1994, jejíž název zní MULTIPATH SEARCH PROCESOR FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM (Vícekanálový vyhledávací procesor pro multiplexní systém s rozprostřeným spektrem.). Odhad PN posunu mobilní stanice 60 je z ovladače 66 základnové stanice přiveden do kontrolního procesoru 100. V reakci na odhad PN posunu, provedený ovladačem 60 základnové stanice, kontrolní procesor 100 vygeneruje počáteční hypotézu dlouhé PN sekvence a počáteční hypotézu krátké PN sekvence pro účely vyhledávání prováděného podřízenou základnovou stanicí 64. U výhodného příkladu provedení vynálezu kontrolní procesor 100 přepíše posuvné registry PN generátorů 106, 108 a 110.

Signál přijatý anténou 102 je smísen, odfiltrován a zesílen a je předán korelátoru 116. Korelátor 116 porovná přijatý signál s kombinovanými hypotézami dlouhé a krátké PN sekvence. U výhodného příkladu provedení vynálezu je hypotéza PN sekvence vygenerována pomocí pronásobení krátké

9 * · »

9 · *

v * » • * ··· ·

• · ··· •

999 · ··

PN hypotézy, vygenerované PN generátory 108 a 110, s dlouhou PN sekvencí, vygenerovanou PN generátorem 106. Jedna ze zkombinovaných hypotéz PN sekvence je použita k odstranění spektrálního rozprostření kanálu I a druhá je použita k odstranění spektrálního rozprostření kanálu Q přijatého QPSK signálu.

Poté, co jsou obs PN signály zbaveny spektrálního rozprostření, jsou přivedeny do procesorů 128 a 120 pro rychlou Hadamardovu transformaci (FHT). Návrh a činnost procesorů pro rychlou Hadamardovu transformaci je detailněji popsán v podané U.S. patentové přihlášce se sériovým číslem 08/173,460, podané 2. prosince 1993, jejíž název zní METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING A FAST HADAMARD TRANSFORM (Způsob a zařízení pro vykonávání rychlé Hadamardovy transformace.). FHT procesory 118 a 120 porovnají spektrálního rozprostření zbavené signály se všemy možnými Walshovými symboly za účelem vytvoření matice výsledných amplitud pro účely zařízení 122 vypočítávajícího energii (I²+Q²) . Zařízení 122 vypočítávající energii vypočítá energii prvků amplitudové matice a předá hodnotu energie detektoru 124 maxim, který vybere maximumálně korelující energie. Maximálně korelující energie jsou předány akumulátoru 126, který sbírá energie pro většinu Walshových symbolů a na základě těchto akumulovaných energií je provedeno rozhodnutí, jaká mobilní stanice 60 může být dosažena na tomto PN posunu.

A A A

A « A A

A A « ··

A AA

A A ·

A • AA i « · · • A ··· • · ’ • A A*

IV. Počáteční přizpůsobení časování podřízenou základnovou stanicí

Jakmile je jednou dosaženo mobilní stanice 60, seřídí podřízená základnová stanice 64 ve fázi 306 vývojového diagramu své časování tak, že mobilní stanice 60 je schopna úspěšně přijímat vysílaní dopředného spoje. Podřízená základnová stanice 64 vypočítá počáteční přizpůsobení časování zjištěním rozdílu mezi PN posunem, na kterém byl přijat signál zpětného spoje z mobilní stanice 60, a PN posunem, který referenční základnová stanice 62 použila pro příjem signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60. Využitím tohoto rozdílu v PN posunu podřízená základnová stanice 64 přizpůsobí časování svého pilotního signálu takovým zůsobem, že když mobilní stanice 60 začne vyhledávat její pilotní signál, bude se nacházet ve vyhledávacím rozsahu mobilní stanice 60.

V. Přijeti signálu podřízené základnové stanice mobilní stanicí

Při hledání signálu mobilní stanice je potřeba, aby podřízené základnové stanici 64 byl nějakým způsobem indikován čas. U výhodného příkladu provedení vynálezu je časová chyba podřízené základnové stanice 64 držena na úrovni nebo pod úrovní 1 ms pomocí náhradního synchronizačního způsobu. Existují způsoby, které umožní podřízené základnové stanici 64, jenž není schopna přijímat GPS signál, uchovat čas s menším stupněm přesnosti. Jedním

4 4 · • 4 4 4 4

4 4 4 ·4 *

« ·· * * · • 4 «44 • 4 4

4· ·* možným způsobem, jak získat určitou počáteční synchronizaci, je po určitých časových úsecích manuálně nastavovat čas podřízené základnové stanice 64. Jiným způsobem je nastavovat čas pomocí WWV přijímače, přičemž implementace tohoto způsobu je již dobře známa ze stavu techniky. Na rozdíl od GPS signálu je WWV centralizovaný časovači signál přenášen na velmi nízkých frekvencích a je schopen proniknout do tunelů nebo podjezdů. WWV přijímače však nejsou schopny zajistit vyšší míru přesnosti, potřebnou pro CDMA komunikace.

U výhodného příkladu provedení vynálezu podřízená základnová stanice 64 seřídí své časování předpokládaje, že mobilní stanice 60 je umístěna přímo v těsné blízkosti podřízené základnové stanice 64. Počáteční časování je potem provedeno za předpokladu, že lze zanedbat zpoždění dané konečnou rychlostí šíření signálu mezi podřízenou základnovou stanicí 64 a mobilní stanici 60. Poté podřízená základnová stanice 64 časově seřídí své generátory 72 and 7 4 PN sekvence tak, že posune čas kupředu, čímž vykomenzuje větší a větší zpoždění dané konečnou rychlostí Šíření signálu mezi podřízenou základnovou stanicí 64 a mobilní stanicí 60. Jakmile mobilní stanice 60 přijme pilotní kanál podřízené základnové stanice 64, je možné pomocí obvyklých metod provést podle výše popsaných výpočtů konečné seřízení časování podřízené základnové stanice 64.

Jak je již známo ze stavu techniky a též ze standardu IS95, pilotní kanály různých základnových stanic se od sebe navzájem odliší fází svých PN generátorů. Referenční

	- 24 -	·· ·« ·· ··
základnová	stanice 62 nakáže mobilní	stanici 60 vyhledat
podřízenou	základnovou stanici 64	v seznamu sousedních
stanic. Referenční základnová stanice	62 pomocí signálních

dat oznámí, že je možné přijmout pilotní signál podřízené základnové stanice 64 s PN fázovým posunem, který je popsán vzhledem k přijatému PN posunu referenční základnové stanice 62. Tato zpráva je demodulována a dekódována provozními demodulátory 54 a je přivedena do hledače 50. V reakci na to hledávač 50 vyhledá PN fázový posun okolo PN fáze sdělené signálem referenční základnové stanice 62.

Pilotní signál je obvykle vygenerován lineárním zpětnovazebním registrem, jehož implementace je detailněji popsána ve zmíněných patentech. Za účelem získání pilotního signálu z podřízené základnová stanice 64 se mobilní stanice 60 musí sesynchronizovat s přijatými signály z podřízené základnové stanice 64 a to jak fázově ( f ) , tak i frekvenčně ( w ) , Cílem vyhledávací operace je určit fázi přijatého signálu ( f ). Jak již bylo dříve uvedeno, relativně přesná frekvenční synchronizace může být u podřízené základnové stanice 64 provedena pomocí TI spoje z ovladače 66 základnové stanice, což je již známo ze stavu techniky. Způsob, kterým mobilní stanice nalezne fázi přijatého signálu, je založen na testování řady odhadů fáze ( což také bývá označováno jako vyhledávací rozsah ) a určení, zda-li je jedna z posunových hypotéz správně.

Obr. 5 podrobněji zobrazuje hledač 50 mobilní stanice. Signál s rozprostřeným spektrem je přijat anténou 2. Účelem zařízení je sesynchronizovat sekvence 20 pseudináhodného » 4 ·

I 4 «

I · ·

4· ·* • 444 ··»

I · · · » 4 ♦·· ► 4 4 • 4 ·· odpovídáj ících synchronizace šumu (ΡΝ), vygenerovné generátorem 20 ΡΝ sekvence, a přijatý signál s rozprostřeným spektrem, jenž je spektrálně rozprostřen identickými PN sekvencemi s neznámýmou fází, vyslanými podřízenou základnovou stanicí 64. U výhodného příkladu provedení vynálezu jsou oba generátory pilotních signálů, generátor 76 ( viz obr. 7 ) a PN generátor 20, posuvné registry s maximální délkou, jenž generují PN kódové sekvence pro spektrální rozprostírání a odstraňování pilotních signálů. Proces vytvoření mezi kódy, používaných k odstranění spektrálního rozprostření přijatého pilotního signálu a PN rozprostíracího kódu přijatého pilotního signálu, je založen na určení časového posunu v posuvném registru.

Signál s rozprostřeným spektrem je z antény 2 přiveden do přijímače 4. Přijímač 4 smísí, odfiltruje a zesílí signál a přivede jej do části obvodu 6, která odstraní spektrální rozprostření. Tato část obvodu 6 vynásobí přijatý signál s PN kódem, vygenerovaným PN generátorem 20. PN kódy mají povahu náhodných šumů, a proto by produkt, získaný operací vzájemného vynásobení PN kódu a přijatého signálu, měl nabývat z větší části nulových hodnot, vyjma okamžiku přesně synchronizace.

Ovladač 18 hledače poskytne PN generátoru 20 hypotézu posunu. Tato hypotéza posunu je určena v souladu se signálem vyslaným referenční základnovou stanicí 62 k mobilní stanici 60. U výhodného příkladu provedení vynálezu je přijatý signál namodulován pomocí modulačního formátu, využívající klíčování s Čtvrtinovým fázovým posuvem (QPSK). PN generátor » 9 9 • 9 9

9 9

9 9 • ··· • · • 9

9· ··* • · · * · • · *

9«

99 pak vytvoří PN sekvenci pro modulační složku I a samostatnou sekvenci pro modulační složku Q a poskytne je části obvodu _6, ve které probíhá odstraňování spektrálního rozprostření pásma. Tato část obvodu 6 vynásobí PN sekvenci se svojí odpovídající modulační složkou a poskytne produkty obou výstupních složek koherentním akumulátorům 8 a 10.

Koherentní akumulátory 8 a 10 sečtou všechny složky produktu po celé délce sekvence. U koherentních akumulátorů 8 a 10 je možné resetovat, přečíst a nastavit sčítací periodu pomocí signálů z ovladače 18 hledače. Posčítané hodnoty produktů jsou ze sčítaček 8 a 10 přivedeny do mocnícího zařízení 14. Mocnící zařízení 14 vypočítá druhou mocninu každé nasčítané hodnoty a sečte tyto druhé mocniny dohromady.

Hodnota sečtených druhýh mocnin je z mocnícího zařízení 12 přivedena do nekoherentního kombinovačního zařízení 14. Nekoherentní kombinační zařízení 14 určí hodnotu energie z výstupu mocnícího zařízení 12. Nekoherentní akumulátor 14 slouží k potlačení vlivů frekvenčních odlišností mezi hodinovým signálem, vyslaným základnovou stanicí, a hodinovým signálem, přijatým mobilní stanicí, a vylepšuje detekční statistiku ve tlumícím prostředí. Nekoherentní akumulátor 14 poskytne signál s informací o energii porovnávacímu zařízení 16. Porovnávací zařízení 16 porovná hodnotu energie s předem určenými prahovými hodnotami, jenž jsou dány ovladačem 18 hledače. Výsledek každého porovnání je potom zpětnou vazbou přiveden do ovladače 18 hledače. Výsledky, jenž jsou přivedeny zpětnou vazbou do ovladače 18 » · 9 · «99 + «9 · ·*· · » 9 * · «9 9 * · 4 ·

4« ·· *· *· • « · • « 9 ·9 • · · · ·

9« 999 hledače, obsahují informaci o energii korelace a výsledném změřeném PN posunu.

U předloženého vynálezu ovladač 18 hledače poskytuje k dispozici na svém výstupu PN fázi, na které se sesynchronizoval se základnovou stanicí 64. Tento posun je použit k vypočítání časové chyby, jak již bylo dříve popsáno.

U výhodného příkladu provedení vynálezu, u kterého mobilní stanice 60 přijímá podřízenou základnovou stanici 64, vypočítá mobilní stanice 60 rozdíl mezi časem, ve kterém přijala signál z podřízené základnové stanice 64, a časem, ve kterém přijala signál z referenční základnové stanice 62. Tato hodnota je přivedena do informačního generátoru 52, jenž vygeneruje zprávu, která obsahuje informaci o hodnotě rozdílu. Tato 2práva je po zpětném spoji vyslána v podobně signálních dat do referenční základnové stanice 62 a podřízené základnové stanice 64, jenž tuto zprávu odešlou zpět do ovladače 66 základnové stanice.

VI. Měření zpoždění mezi vysláním signálu dopředného spoje z podřízené základnové stanice a přijetím signálu zpětného spoje v podřízené základnové stanici

Ve fázi 311 vývojového diagramu podřízená základnová stanice 64 změří rozdíl mezi časem, ve kterém podřízená základnová stanice přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice 60 (Tz) r a časem, ve kterém podřízená základnová φ φ • ·· • »»φ » · φ * · φ • Φ φφφ φ φ φ · φ I φ φ ·

I φ · φ ♦ Φ φ· stanice vyslala svůj signál dopředného spoje k mobilní stanici 60 (Ti) . Podřízená základnová stanice 64 uloží PN posun v čase, kdy vyšle svůj signál dopředného spoje, a po detekci signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60 vypočte časový rozdíl RTD₂. U výhodného příkladu provedení vynálezu je tento vypočítaný časový rozdíl poskytnut podřízenou základnovou stanicí 64 ovladači 66 základnové stanice a ve vypočtu seřízení Časování se pokračuje v základnové stanici 66. Se znalostí dosavadního stavu techniky je možné snadno pochopit, že předložený vynález by bylo možné lehce rozšířit i na případ, kdy jsou vypočty prováděny v základnových stanicích nebo mobilních stanicích.

VII. Seřízení časování podřízené základnové stanice

V reakci na to provede ovladač 66 základnové stanice výpočet popsaný rovnicí (12) a pošle informaci o nezbytném seřízení časování podřízené základnové stanici 64 Jak je zobrazeno na obr. 7, je signál s informací o seřízení časování přijat kontrolním procesorem 100 podřízené základnové stanice 64. Kontrolní procesor 100 vygeneruje kontrolní signál a poskytne jej k dispozici procesoru 99 seřízení časování. Procesor 99 seřízení časování vygeneruje signál, který změní čas hodin 98 o tolik, kolik je udáno signálem z ovladače 66 základnové stanice.

« · * • * * Μ > · » · ·«· • · ♦ · β · fr· « ♦ » · # ·*· • · * *

VIII. Sdílení času bez nepřerušovaného předání

Výše popsaný proces seřizování je platný v případech, ve kterých mobilní stanice 60 probíhá nepřerušované předání základnových stanic ( jinými slovy, mobilní stanice vytvořila spoje jak s referenční základnovou stanicí 62, tak i s podřízenou základnovou stanicí 64 ) . Vytvoření spojů s referenční i s podřízenou základnovou stanicí umožní referenční základnové stanici 62 určit RTDi a také umožní podřízené základnové stanici 64 určit RTD2. Z hodnot RTDj a RTD2 je možné odhadnout Časovou chybu Τ _ο_' . Když mobilní stanice 60 není v kontaktu ani s referenční základnovou stanicí 62, ani s podřízenou základnovou stanicí 64, může být podřízená základnová stanice 64 sesynchronizována s referenční základnovou stanicí 62 v souladu s výhodným příkladem provedení předloženého podle následujícího popisu.

Předpokládaje, že mobilní stanice 60 komunikuje s referenční základnovou stanicí 62, je možné zjistit velikost RTDj, již dříve popsaným způsobem. Mobilní stanice 60 a referenční základnová stanice 64 jsou navíc výhodně v kontaktu pomocí ovladače 66 základnové stanice. Referenční základnové stanici 62 je znám dlouhý PN kód, pomocí kterého mobilní stanice 60 spektrálně rozprostírá svůj přenos zpětného spoje k referenční základnové stanici 62. V souladu s předloženým vynálezem referenční základnová stanice 62 sdělí dlouhý PN kód podřízené základnové stanici 64 pomocí ovladače 66 základnové stanice. Navíc referenční základnová stanice 62 využije komunikační cesty přes ovladač 66 základnové stanice a pošle podřízené základnové stanici 62 * * 9·» 9*9 9 9 99 9 · · 9 9 999 9 9 · · 9

9» 9 99 9 9999

9*9 »9 99 ·9 99 seznam hodnot ^RTDi za účelem spektrálního rozprostření zpětného spoje, vyslaného mobilní stanicí 60 při komunikaci s referenční základnovou stanicí 62, přičemž každá z hodnot seznamu RTDi je přiřazena jednomu dlouhému PN kódu používanému jednou mobilní stanicí 60. Je vhodné zdůraznit, že každé mobilní stanici 60 je přiřazen jeden specifický PN kód a RTDi hodnota. Podřízená základnová stanice 64 poté používá informaci o dlouhém PN kódu k přijímání jednoho nebo více vysílání zpětného spoje z mobilních stanic 60. Jelikož mobilní stanice 60 neprovádí nepřerušované předání základnových stanic, je signál přijatý podřízenou základnovou stanicí 64 z mobilní stanice 60 slabý. Proto bude podřízená základnová stanice 64 obvykle potřebovat získat větší počet PN znaků, aby byla schopna zjistit mobilní stanici 60, jenž je obsluhována referenční základnovou stanicí 62.

Podřízená základnová stanice 64 vyhledá mobilní stanice 60 v souladu s dlouhými PN kódy, které podřízená základnová stanice 64 přijme od referenční základnové stanice 62. Proto nepovede-li se po uplynutí rozumného množství Času podřízené základnové stanicí 64 nalézt vysílání zpětného spoje z první mobilní stanice 60, pak podřízená základnová stanice 64 začne hledat vysílání zpětného spoje z druhé mobilní stanice 60. V souladu s výhodným příkladem provedením vynálezu se referenční základnová stanice 62 podílí na určení té mobilní stanice 60, u které je má podřízená základnová stanice 64 nejvyšší pravděpodobnost, že ji bude schopna nalézt. Toto lze s výhodou provést určením vzdálenosti mobilních stanic 60 od referenční základnové stanice 62. Navíc je využíváno • · * « ♦ · » » »«· » · * » • · · · · * ··· * « · * # * ·« ·«· ·· ·· « « «

0 ·

0 · * 0 ·· 00 informace o oblasti, ze které vysílají jednotlivé mobilní stanice 60. Nachází-li se v tomto případě mobilní stanice v relativně velké vzdálenosti od referenční stanice ( což může být vyhodnoceno například posouzení výsledku algoritmu na kontrolu výkonu ), a mobilní stanice 60 je v sektoru, nacházejícím se v blízkosti podřízené základnové stanice 64, pak existuje větší pravděpodobnost, že mobilní stanice 60 bude nalezena podřízenou základnovou stanicí 64. Mělo by být zřejmé, že v případě, kdy se referenční základnová stanice 62 podílí na určení mobilních stanic 60, které mají nejvyšší pravděpodobnost být nalezeny podřízenou základnovou stanicí 64, je snížena délka časového úseku potřebná k tomu, aby podřízená základnová stanice 64 nalezla mobilní stanici.

Jakmile podřízená základnová stanice 64 jednou přijme vysílání zpětného spoje z mobilní stanice, podřízená základnová stanice 64 určí příchozí čas vysílání zpětného spoje (T2) a obdrží odhad t2 ( zpoždění mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou základnovou stanicí 64 ), jenž je označován c[2. Podřízená základnová stanice 64 poté určí

To’ = T₂ - (g₂ + tj = T₂ - (g₂ + RTD1/2) .

Mělo by být řečeno, že 32 není přímo změřeno. Je-li známa poloha mobilní stanice 60, pak je možné odhadnout Cfe pomocí vzdálenosti mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou základnovou stanicí 64, jelikož poloha podřízené základnové stanice je známa. Není-li známa poloha mobilní stanice 60, je možné odhadnout £2 odečtením z tabulky hodnot nebo z empiricky vytvořené databáze. To znamená, že zpoždění při šíření « · fe fe fe ·*· i » * fe «♦· *

.· fe «· fe ·· • · fe fe fe fe • · · · fe « · fe > « fe * * fe fe fe fe ·· ·* signálu mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou základnovou stanicí 64 může být použito pro odhad ^g. Zpoždění při šíření signálu je možné určit změřením velikosti výkonu, který je vyslán a přijat podřízenou základnovou stanicí 64. Informaci o intenzitě signálu přijatého mobilní stanicí 60 ( jako například pilotní signál, jenž je vyslán podřízenou základnovou stanicí 64 a přijat mobilní stanicí 60 ) je též možné použít k určení zpoždění pří šíření signálu mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou základnovou stanicí 64. U takového příkladu provedení předloženého vynálezu pošle mobilní stanice 60 podřízené základnové stanice přes zpětný spoj informaci o síle přijatého signálu.

Časová chyba je rovna hodnotě cfg mínus tg. Proto je přesnost přenosu času přímo úměrná přesnosti Cfg. Velikost chyby odhadu je obvykle menší než poloměr buňky. To znamená, že rozdíl mezi odhadem cjg a skutečnou hodnotou cfg je menší než poloměr buňky. Proto u buňky s poloměrem K mil má chyba časování, daná tg, velikost asi 5K ms.

Navzdory nepřesnosti odhadu cfg může tato metoda přenosu času zaručit lepší časování než jaké může poskytnout mnoho jiných způsobů a zařízení, jako například zpětný přenos. Proto odhadování cjg podle výše popsaného způsobu v souladu s předloženým vynálezem může snížit velikost vyhledávacích rozsahů a tedy i zaručit, že vyhledávací rozsahy nebudou nadhodnoceny. Předložený vynález také poskytuje způséb časování, který je dostatečně přesný na to, aby přijaté signály ze dvou různých základnových stanic nedorazily se stejnou pilotní PN fází, což umožní odlišit pilotní signály * * 444

4 * »

4*4 • 4 4 4 4·4 4

4 4 ·

44

s různým původem.

Mělo by být téže řečeno, že je možné i používat komplementární způsob, a to v případě, kdy mobilní stanice 60 komunikuje s podřízenou základnovou stanicí 64 a ne s referenční základnovou stanici 64. V takovém případě je potřeba namísto proměně tg odhadnout proměnou ti.

IX. Počáteční nastaveni podřízené základnové stanice

Výše popsaný způsob seřízení lze použít tehdy, je-li systémový čas podřízené základnové stanice relativně blízko systémovému času referenční základnové stanice. V některých případech je však rozdíl mezi systémovým časem referenční základnové stanice a systémovým časem referenční základnové stanice tak velký, že na něj není možné použít popsaný způsob seřízení časování. Například je-li podřízená základnová stanice uvedena do provozu jako první, musí být systémový čas počátečně nastaven. Bez externí reference by systémový čas podřízené základnové stanice měl jen náhodnou hodnotu. V jiné situaci, kdy se v oblasti mezi referenční základnovou stanicí a podřízenou základnovou stanicí nenachází po relativně dlouhý časový úsek žádná mobilní stanice, systémový čas podřízené základnové stanice může být zatížen velmi podstatnou chybou { jinými slovy by se systémový čas referenční základnové stanice posunul o nezanedbatelnou míru ) . To je dáno vlivem hodinového oscilátoru, jenž určuje chod systémového času s ohledem na chod času v referenční základnové stanici. V podobných případech je podle předloženého vynálezu navržen následující způsob.

A A A *

A A ·· • A A • A AA

AA

A A A··

A A A

A A ·

AA A··

A A A

A A A A

A A A • A

Když podřízená základnová stanice 64 je uvedena do chodu jako první, nemusí mít podřízená základnová stanice 64 vhodné Časování, jelikož se do té doby neodehrálo seřízení času mezi podřízenou základnovou stanicí 64 a nějakým externím referenčním zdrojem času, jakým může být například GPS nebo referenční základnová stanice 62. Proto v souladu s výhodným příkladem provedení vynálezu, používaném v situaci, kdy je do chodu uvedena nejdříve podřízená základnová stanice 64, není povoleno vysílání po dopřednému spojí z podřízené základnové stanice. Počáteční časování je s výhodou získáno pomocí zpětného přenosu za předpokladu, že není k dispozici přesnější zařízení. Podřízená základnová stanice 64 má potom k dispozici rozumný odhad přesného časování, který je dostatečný k tomu, aby podřízená základnová stanice 64 získala čas pomocí způsobu využívajícího zpětný spoj. Tento způsob byl popsán v oddíle VIII. Jakmile je jednou proveden tento úkon, podřízená základnová stanice 64 povolí přenosy dopředného spoje s nízkým výkonem. Nachází-li se mobilní stanice 60 v oblasti pro nepřerušované předání, pak mobilní stanice 60 ohlásí přítomnost nového pilotního signálu a je možné seřídit Čas pomocí mnohem přesnějšího způsobu podle vynálezu, který se používá v dosahu základnových stanic a byl již popsán výše. Jakmile je provedeno toto seřízení času, je možné zvýšit výkon dopředného spoje odpovídající základnové stanice na úroveň provozního výkonu, jenž vyhovuje provozu podřízené základnové stanice 64.

Zastupuje:

Dr. Pavel Zelený • · ··· • P · ··

JUDr. Pavel Zelený advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 • » « » » e * «· ··· ·· ·» * » * » Φ ke ♦

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob synchronizace času první základnové stanice s referenční základnovou stanicí, skládající se ze:

- změření délky zpoždění obousměrné cesty přenosů z referenční základnové stanice do mobilní stanice a zpět z mobilní stanice do referenční základnové stanice za komunikace s referenční základnovou stanicí ;

- sdělení informace z referenční základnové stanice první základnové stanici za účelem podpory první základnové stanice při příjmu komunikačních informací z mobilní stanice;

- příjmu mobilní stanicí vyslaných komunikačních informací první základnovou stanicí a zaznamenání času příjmu;

- určení odhadu zpoždění první základnovou stanicí, přičemž zpožděním je míněna prodleva, které nastane mezi odvysíláním mobilní stanicí a příjmem první základnovou stanicí;

- vypočítání hodnoty korekce časování, založeném na odhadu zpoždění, času příjmu první základnovou stanicí » vysílání z mobilní stanice k první základnové stanici a zmeřené délky zpoždění obousměrné cesty.