DE10106807A1 - Verfahren und Kommunikationsvorrichtung zum Synchronisieren von Stationen in einem Funk-Kommunikationssystem, insbesondere Mobilfunksystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Synchronisieren von Stationen (MS, MSx, BS) in einem Funk-Kommunikationssystem, wobei zur Übertragung von Daten zwischen zumindest jeweils zwei Stationen (MS, MSx; MS, BS) zumindest eine Kommunikationsverbindung über eine Schnittstelle (V) betrieben wird und zur Synchronisierung anderer Stationen (MS; MSx) von einer Station (BS; MS) ein Synchronisierungssignal (S) über die Schnittstelle (V) übertragen wird. DOLLAR A Um eine Station (MS; MSx) auch in einem unkoordinierten System oder entfernt von einer Basisstation (BS) betreiben zu können, wird vorgeschlagen, die das Synchronisierungssignal (S) übertragende Station BS; MS) das Synchronisierungssignal (S) entsprechend der eigenen Synchronisierung erzeugen und übertragen zu lassen. Dadurch können Synchronisierungssignale (S) auch von Stationen (MS) empfangen werden, die sich selber nur anhand anderer Stationen (BS) synchronisiert haben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Synchroni­ sieren von Stationen in einem Funk-Kommunikationssystem mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Kommunikationsvorrichtung mit Einrichtungen zum Durch­ führen eines solchen Verfahrens.

Bei digitalen Funk-Kommunikationssystemen, beispielsweise dem Mobilfunksystem GSM (Global System for Mobile Communicati­ ons), werden Informationen wie beispielsweise Sprache, Bild­ information oder andere Daten mit Hilfe von elektromagne­ tischen Wellen über eine Funkschnittstelle übertragen. Die Funkschnittstelle dient als eine Verbindung zwischen einer Basisstation und einer Vielzahl von Teilnehmerstationen, wo­ bei die Teilnehmerstationen beispielsweise Mobilstationen o­ der ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequen­ zen, die in einem für das jeweilige System vorgesehenen Fre­ quenzband liegen.

Um den Bedarf des zur Verfügung stehenden Spektrums an der knappen Ressource "Trägerfrequenz" besser zu decken, wurden synchrone Multiplexverfahren auf der Basis eines frequenz-, Zeit- und/oder spreizcodeselektiven Vielfachzugriffs zur Ver­ teilung der Übertragungskapazität eines Kanals auf mehrere Verbindungen eingeführt. Hierzu wird in Absprache zwischen Sender und Empfänger unter Einbeziehung eventueller Vermitt­ lungsknoten ein vorgegebenes Raster aus sende- und empfangs­ synchronen Frequenzbändern, Zeitschlitzen und/oder Codesequenzen genutzt. Die Sender ordnen die Daten der einzelnen Verbindungen diesem Raster zu und die Empfänger separieren aus dem empfangenen Datenstrom die für sie bestimmten Daten. Für die dritte Mobilfunkgeneration UMTS (Universal Mobile Te­ lecommunications System) sind z. B. zwei Modi vorgesehen, wo­ bei ein Modus einen FDD-Betrieb (Frequency Division Duplex) und der andere Modus einen TDD-Betrieb (Time Division Duplex) zugrunde legt. Diese Modi finden ihre Anwendung in unter­ schiedlichen Frequenzbändern, wobei beide Modi ein codetei­ lendes CDMA-Teilnehmer-Separierungsverfahren (CDMA: Code Di­ vision Multiple Access) unterstützen.

Bei solchen Kommunikationssystemen, insbesondere einem Mobil­ funksystem mit CDMA-Komponente, bei dem die einzelnen Teil­ nehmerstationen oder einzelne Verbindungen durch die Verwen­ dung von verschiedene Spreiz- und Scramblingcodes unterschie­ den werden, ist ein unkoordinierter Betrieb der einzelnen Teilnehmer nicht möglich. Voraussetzung ist eine zuvor ge­ plante zellulare Netzstruktur, in der sich ortsfeste Basis­ stationen befinden. Mittels einer solchen Anordnung sind eine Codevergabe und deren Optimierung nur zentral möglich. Insbe­ sondere ist eine Synchronisierung auf eine gemeinsame Taktung und/oder Frequenz verschiedener miteinander kommunizierender Stationen erforderlich.

Zur Erfüllung dieser Forderungen wird eine zentrale Steuerung der Codezuweisung, der zeitlichen Synchronität und der ein­ zelnen Sendeleistungen eingesetzt. Dies kann mit der bekann­ ten zellularen Struktur von Mobilfunksystemen aufwandsgünstig erreicht werden, wobei Codezuweisung, Leistungsregelung und zeitliche Steuerung der Mobilfunk-Teilnehmerstationen zentral durch eine Basisstation innerhalb der Zelle ausgeführt wer­ den. Man spricht hier von koordinierten aber auch durch Netzplanung optimierten Systemen, die bei allen öffentlichen und lizensierten Mobilfunksystemen Anwendung finden. Es handelt sich aber nicht um dezentrale Verfahren zur Synchronisierung oder Codevergabe, sondern um Verfahren, die nur den Betrieb eines koordinierten Funksystems ermöglichen.

Bei bisher bekannten Mobilfunksystemen wird somit von einem geplanten zellularen Netzwerk mit ortsfesten Basisstationen ausgegangen. Unter diesen Voraussetzungen kann angenommen werden, dass die Basisstationen mit einem genauen Frequenz­ normal ausgestattet sind und über einen Synchronisierungska­ nal ein in der Regel bekanntes Signal aussenden. Mit Hilfe dieses Signals können sich die mobilen Teilnehmerstationen in Frequenz und Zeit synchronisieren. Nach erfolgreicher Syn­ chronisation können dann von der mobilen Teilnehmerstation weitere Informationen auf anderen Kanälen empfangen und gele­ sen werden, die von der Basisstation ausgesendet werden. In einem Netz, in dem es keine ortsfesten Basisstationen gibt oder in dem Basisstationen nur in geringer Dichte aufgestellt sind, können sich die mobilen Teilnehmerstationen nicht syn­ chronisieren.

Innerhalb solcher Kommunikationssysteme, insbesondere inner­ halb von Mobilfunksystemen mit TDMA-Komponente, fehlt jedoch ein Synchronisierungsverfahren, das einen unkoordinierten Be­ trieb der einzelnen Teilnehmerstationen ermöglicht. Bei Sys­ temen, bei denen nicht von einer zuvor geplanten zellularen Netzstruktur ausgegangen werden kann, in der sich zentrale ortsfeste Basisstationen befinden, ist eine erforderliche Synchronisierung unabhängiger Basis- oder Teilnehmerstationen nicht möglich. Insbesondere besteht das Problem, wie sich einzelne Stationen untereinander in Frequenz und Zeit syn­ chronisieren, wenn nicht immer auf eine ortsfeste Referenz, wie z. B. auf eine Basisstation mit höherer Frequenzgenauig­ keit, zurückgegriffen werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bzw. Kommunikationsvorrichtungen zum Synchronisieren von Funk- Stationen untereinander in Frequenz und/oder Zeit vorzuschla­ gen, wenn nicht oder zeitweilig nicht auf eine ortsfeste Re­ ferenz zurückgegriffen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. die Kommunikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafterweise kann durch das Verfahren zum Synchronisie­ ren von Stationen in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem zur Synchronisierung anderer Stationen von einer Station ein Synchronisierungssignal über die Schnittstelle übertragen wird und das Synchronisierungssignal entsprechend der eigenen Synchronisierung dieser Station erzeugt und übertragen wird eine Synchronisierung anderer Stationen dezentral und tempo­ rär erfolgen, wobei die zumeist mobilen Stationen nicht un­ tereinander bekannt oder koordiniert sein müssen. Bei einem solchen System muss entsprechend auch nicht mehr von einer zuvor geplanten zellularen Netzstruktur ausgegangen werden, in der sich zentrale ortsfeste Basisstationen befinden.

In einem Netz, in dem es keine ortsfesten Basisstationen gibt oder in dem Basisstationen nur in geringer Dichte aufgestellt sind, können sich entsprechend ausgestattete Kommunikations­ vorrichtungen, insbesondere mobile Teilnehmerstationen adhoc untereinander synchronisieren. Insbesondere kann eine netz­ weite grobe Synchronisation verschiedener Stationen erreicht werden, wobei die Synchronisierung von Station zu Station weitergegeben wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Wenn das Synchronisierungssignal oder ein weiteres Signal den momentanen Synchronisierungsgrad der Station signalisiert, können andere das Synchronisierungssignal empfangende Statio­ nen feststellen, ob dieses empfangene Synchronisierungssignal zu einer Verbesserung der eigenen Synchronisierung führen kann.

Insbesondere die Form und/oder die Häufigkeit der Übertragung des Synchronisierungssignals oder ein in dem Signalisierungs­ signal übertragener Wert des Synchronisierungsgrads können verwendet werden, um den momentanen Synchronisierungsgrad der Station zu signalisieren, die das Synchronisierungssignal aussendet. Dadurch können sich Stationen mit niedrigem Syn­ chronisierungsgrad nach Stationen mit höherem Synchronisie­ rungsgrad synchronisieren.

Wenn die sich synchronisierende Station ihren Synchronisie­ rungsgrad um zumindest eine Einheit gegenüber dem Synchroni­ sierungsgrad der das Synchronisierungssignal sendenden Stati­ on erniedrigt, kann berücksichtigt werden, dass bei einer solchen Synchronisierung oftmals eine Verschlechterung der Synchronisierung ergibt. Entsprechend kann auch berücksich­ tigt werden, das sich die Synchronisierung mit der Zeit ver­ schlechtert, wenn die synchronisierte Station ihren Synchro­ nisierungsgrad pro vorbestimmter verstrichener Zeitdauer seit ihrer letzten eigenen Synchronisierung reduziert.

Um zu verhindern, dass eine Station sich nach einer schlecht synchronisierten Station synchronisiert, kann festgelegt wer­ den, dass die Station nach Unterschreiten eines niedrigsten oder eines festgelegt niedrigen Wertes kein Synchronisierungssignal überträgt. Die Station überträgt jedoch zweckmä­ ßigerweise trotz Unterschreiten eines niedrigsten oder eines festgelegt niedrigen Wertes ein Synchronisierungssignal, falls kein anderes Synchronisierungssignal auf der Schnitt­ stelle detektiert wird, um eine Kommunikation zwischen zwei Stationen entfernt von anderen Stationen zu ermöglichen.

Die Verwendung eines solchen Verfahrens und/oder einer ent­ sprechenden Kommunikationsvorrichtung ist in einem unkoordi­ nierten Mobilfunksystem mit zellularer und/oder nicht- zellularer Struktur möglich. Insbesondere Stationen in einem Mobilfunksystem mit TDMA- und/oder FDMA- und/oder CDMA- Betriebsart können um derartige Funktionen zur Synchronisie­ rung erweitert werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine einfache Form eines Funk- Kommunikationsnetzes mit einer Kommunikationsverbin­ dung zwischen einer Netzstation und einer Teilnehmer­ station sowie dieser Teilnehmerstation und einer wei­ teren Teilnehmerstation.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das nachfolgend beschriebene Verfahren insbesondere in einem Kommunikationssystem, z. B. einem Mobilfunksystem anwendbar. Das beispielhaft dargestell­ te Mobilfunksystem als ein für sich bekanntes Funk- Kommunikationssystem weist eine Vielzahl von Netzelementen auf, insbesondere netzseitig Mobilvermittlungsstellen MSC, Einrichtungen RNM zum Zuteilen von funktechnischen Ressour­ cen, als Sende-/Empfangseinrichtungen Basisstationen BS und teilnehmerseitig in der untersten Hierarchieebene als Sende- /Empfangseinrichtungen Teilnehmerstationen MS.

Die Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind und von denen hier nur eine dargestellt ist, stellen den Zugang zu einem Festnetz oder einem anderen Funknetz her. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNM zum Zuteilen von funktechni­ schen Ressourcen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNM er­ möglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basis­ station BS. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funk­ schnittstelle V eine Verbindung zu Teilnehmerstationen, z. B. mobilen Stationen MS oder anderweitigen mobilen und stationä­ ren Endgeräten aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird vor­ teilhafterweise zumindest eine Funkzelle Z gebildet. Bei ei­ ner Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen Z ver­ sorgt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit eigenständi­ ger Synchronisierung von Stationen untereinander, sind solche Einrichtungen und die Bereitstellung von Zellen Z jedoch auch gänzlich entbehrlich.

In Fig. 1 ist beispielhaft eine bestehende Verbindung V zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisierungsinforma­ tionen zwischen einer mobilen Station MS und einer Basissta­ tion BS dargestellt. Übertragungen in Aufwärtsrichtung UL (Uplink) erfolgen von der Basisstation BS zur mobilen Station MS, Übertragungen in Abwärtsrichtung DL (Down Link) in umge­ kehrter Richtung. Weiterhin ist ein Organisierungskanal (FACH oder BCCH: Broadcast Control CHannel) dargestellt, der zur Übertragung von Nutz- und Signalisierungsinformationen mit einer definierten Sendeleistung von jeder der Basisstationen BS für alle mobilen Stationen MS im Bereich der Funkzelle Z bereitgestellt wird. Insbesondere können mit derartigen Organisierungskanälen auch Synchronisierungsinformationen zur Synchronisierung einer Teilnehmerstation hinsichtlich Zeit und Frequenz übertragen werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Teil­ nehmerstation MS und/oder eine Netzstation, wie die Basissta­ tion BS, eine Einrichtung Y bzw. X auf, die zum eigenständi­ gen Synchronisieren der Station anhand empfangener Signale ausgelegt ist. Diese Einrichtung wertet dazu bevorzugt spe­ zielle, nachfolgend beschriebene Synchronisierungssignale S beliebiger anderer Stationen oder sonstiger Signalquellen mit z. B. einer festen Taktung aus.

Für das dabei angewendete Synchronisierungsverfahren werden von Stationen oder vorhandenen festen Synchronisierungsquel­ len auf der Luftschnittstelle entsprechend bei den zu syn­ chronisierenden Stationen MS, BS auswertbare Synchronisie­ rungssignale S ausgesendet.

Vorteilhafterweise senden auch die mobilen Teilnehmerstatio­ nen MS solche Synchronisierungssignale S aus. Dadurch kann eine andere Station MSx, die sich außerhalb der Reichweite der Basisstation BS aber innerhalb der Reichweite der Teil­ nehmerstation MS befindet, ebenfalls ein Synchronisierungs­ signal S empfangen und sich relativ zu der Teilnehmerstation MS synchronisieren. Dieses Verfahren setzt dadurch vorteil­ hafterweise keine zellulare Netzstruktur voraus.

Die Teilnehmerstation MS sendet insbesondere in Abhängigkeit von ihrer momentan erreichten, z. B. in Stufen eingeteilten Synchronisierungsgenauigkeit, im folgenden Synchronisierungs­ grad genannt, ein solches Synchronisierungssignal in bestimm­ ter Häufigkeit aus. Mit der Art oder einem bestimmten Wert des Synchronisierungssignales wird signalisiert, welche Genauigkeit diese Teilnehmerstation MS hinsichtlich ihrer Zeit und/oder Frequenz hat. Damit wird auch innerhalb eines unko­ ordinierten Netzes eine Hierarchie eingeführt.

Der Synchronisierungsgrad kann entsprechend in eine Anzahl von Stufen, z. B. 32 Stufen, eingeteilt werden. Ortsfeste Sta­ tionen mit exakter bzw. sehr genauer Referenz signalisieren regelmäßig den höchsten Synchronisierungsgrad. Auf dieses Synchronisierungssignal sollten sich alle mobilen Teilnehmer­ stationen MS, MSx synchronisieren.

Teilnehmerstationen mit geringerem Synchronisierungsgrad kön­ nen sich so nach Teilnehmerstationen mit höherem Synchroni­ sierungsgrad synchronisieren. Empfängt eine Teilnehmerstation MS, MSx verschiedene Synchronisierungssignale S. so wählt sie das Synchronisierungssignal S mit dem höchsten Synchronisie­ rungsgrad aus.

Vorzugsweise registrieren bzw. übernehmen die weiteren Teil­ nehmerstationen MSx ihre Synchronisierung um eine Einheit er­ niedrigt. Bei der Synchronisation bzw. bei Übernahme des Syn­ chronisierungsgrades wird der Synchronisierungsgrad entspre­ chend um eine Stufe erniedrigt werden, um dadurch den mögli­ chen Ungenauigkeiten während des Synchronisierungsprozesses Rechnung zu tragen.

Es ist zu erwarten, dass aufgrund einer Drift des lokalen Os­ zillators in den Teilnehmerstationen MS, MSx der Synchroni­ sierungsgrad mit der Zeit abnehmen wird. Diese Drift ist je nach Güte der Oszillatorschaltung unterschiedlich und auch von Schwankungen der Umgebungstemperatur und der Versorgungs­ spannung der Schaltung abhängig. Dennoch kann ein mittlerer "worst-Case" bzw. Schlechtestfall-Wert für eine Station be­ stimmt werden, der als Parameter für die kontinuierliche Reduzierung des Synchronisierungsgrades über die Zeit verwendet werden kann. Eine Reduzierung von z. B. 1 ppm/min führt dazu, dass der Synchronisierungsgrad pro Minute reduziert wird, was wiederum das auszusendende Synchronisierungssignal verändert.

Der aktuelle Synchronisierungsgrad der Station MS, MSx kann auch die Häufigkeit bestimmen, mit der das Synchronisierungs­ signal abgestrahlt wird. Bei kleineren Grad wird das Signal entsprechend seltener abgestrahlt. Nach Unterschreiten der niedrigsten oder einer festgelegten niedrigen Stufe soll kein Synchronisierungssignal abgestrahlt werden. Falls kein ande­ res Signal auf der Luftschnittstelle detektiert wird, kann jedoch trotzdem noch ein Synchronisierungssignal S ausgesen­ det werden, um zwei unabhängige Teilnehmerstationen MS und MSx untereinander zu synchronisieren.

So ist es z. B. auch möglich, bei gewählter Beispielparametri­ sierung von 32 Stufen und einer maximalen Drift von 1 ppm/min während einer Zeitspanne von über 30 Minuten den Synchroni­ sierungsgrad herunterzusetzen, wenn während dieser Zeit keine erneuter Synchronisierungsvorgang möglich war. Die Wahr­ scheinlichkeit, dass gerade bei einer mobilen Teilnehmersta­ tion MS während dieser Zeitspanne ein Synchronisierungssignal mit höheren Synchronisierungsgrad detektiert wird, ist rela­ tiv hoch. Je nach Mobilität und Dichte der Teilnehmerstatio­ nen Ms, MSx kann so für alle Teilnehmerstationen in einem Netz eine grobe, insbesondere zeitliche Synchronisation er­ reicht werden, um z. B. eine Zeitschlitzstruktur, wie sie bei TDMA-Systemen verwendet wird, zu erstellen oder aufrecht zu erhalten.

Außerdem ist es mit diesem Verfahren möglich, einen hohen Synchronisierungsgrad, welcher z. B. von einer ortsfesten Sta­ tion BS verbreitet wird, durch Mehrfachweitergabe ("multihops") über weitaus größere Fläche zu verteilen, als die Reichweite der ortsfesten Station BS alleine zulassen würde.

Vorteilhafterweise sollte die Anzahl der Synchronisierungs­ weitergaben beschränkt werden. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass wie vorstehend beschrieben, bei jedem Synchronisierungsvorgang der weitergereichte Synchronisie­ rungsgrad um eine Einheit erniedrigt wird. Bei dem Parametri­ sierungsbeispiel würde dies bedeuten, dass maximal 31 Hops bzw. Weitergaben möglich wären.

Durch die Anpassung des von der jeweiligen Teilnehmerstation ausgesendeten Synchronisierungssignals in Form und Häufigkeit in Abhängigkeit vom Synchronisierungsgrad soll erreicht wer­ den, dass die Synchronisierungssignale der Teilnehmerstatio­ nen sicherer und öfter detektiert werden können, die einen höheren oder sichereren Synchronitätsgrad besitzen.

Wird die "Form" des Synchronisierungssignales als Parameter für den Synchronisierungsgrad gewählt, kann die Form z. B. durch zeitliche Länge, Signalleistung, zeitliche Position in­ nerhalb eines Fensters, Belegung der Träger bei Mehrträger­ systemen, Verwendung von bestimmten Codes oder Codegruppen bei CDMA-Systemen bestimmt werden. So ist es offensichtlich, dass die Signale, die eine größere Signalleistung haben und/oder eine längere Zeit belegen und/oder in reservierten Positionen in einem Zeitrahmen ausgesendet werden und/oder durch bestimmte Trägerbelegungsmuster bei Mehrträgerverfahren definiert sind und/oder reservierte Codes bei CDMA-Systemen verwenden und/oder öfter ausgesendet werden eine höhere De­ tektionswahrscheinlichkeit besitzen und somit einen sicheren und genaueren Synchronisierungsvorgang ermöglichen.

Durch die Einführung eines solchen hierarchischen Synchronisierungsverfahrens, bei dem mit Hilfe von bestimmten Synchro­ nisierungssignalen die Synchronisierungsgenauigkeit des Sen­ ders in Stufen signalisiert wird, wird die gegenseitige Syn­ chronisation von zuvor unkoordinierten Teilnehmerstationen in sogenannten adhoc Netzwerken innerhalb eines Genauigkeitsbe­ reiches ermöglicht. Unter Verwendung dieser Synchronisie­ rungssignale werden vorteilhafterweise weitere Regeln einge­ führt, bei denen die höchstmögliche Synchronisierungsgenauig­ keit unter einer Gruppe von zuvor nicht synchronisierten Teilnehmerstationen erreicht wird und eine Synchronität über eine weitaus größere Fläche erreicht wird.

Dieses Verfahren kann innerhalb eines Kommunikationssystems für mobile Teilnehmerstationen, z. B. bei fahrzeug-basierten Teilnehmerstationen, angewendet werden. Ein solches Kommuni­ kationssystem kann für Flottenmanagement, Verkehrslenkung, Fahrer-Information und für Anwendungen zur Erhöhung der Ver­ kehrssicherheit eingesetzt werden, wie dies bei dem sogenann­ ten FleetNet-Projekt des deutschen Bundesministeriums für Forschung und Technologie geplant ist.

Vorteilhafterweise kann ein bestehendes standardisiertes Mo­ bilfunksystem, wie z. B. mit der UMTS TDD-Betriebsart, durch dieses Verfahren für den Einsatz in unkoordinierten fahrzeug­ basierten Netzen angepaßt werden und damit die notwendige ge­ genseitige Synchronisation ermöglicht werden. Die UTRA TDD- Betriebsart verwendet als Vielfachzugriffsverfahren eine CDMA- und TDMA-Komponente. Die TDMA-Komponente kann aller­ dings nur dann genutzt werden, wenn alle Teilnehmerstationen zumindest grob zeitlich synchronisiert sind. Aber auch das Vielfachzugriffsverfahren auf Code-Ebene setzt prinzipiell eine zeitliche Synchronisation voraus.

Bei dem UTRA TDD-System sind die einzelnen Zeitschlitze mit Hilfe eines Schutzintervalls getrennt, welches derzeit ca. 25 µs lang ist. Das Ziel sollte entsprechend darin bestehen, ei­ ne zeitliche Synchronisation innerhalb des halben Schutzin­ tervalls von ca. 12 µs zu erreichen. Bei einer angenommenen Worst-case-Drift von 1 ppm/min kann berechnet werden, dass sich die Teilnehmerstation für mehr als 30 Minuten innerhalb dieses Genaugkeitsbereiches von +-12 µs befinden. Soll eine Funkverbindung zwischen zwei Teilnehmerstationen MS und MSx aufgebaut werden, so kann in einem weiteren Synchronisie­ rungsschritt die notwendig höhere Synchronisierungsgenauig­ keit zwischen diesen beiden Teilnehmerstationen MS, MSx her­ gestellt werden.

Für z. B. fahrzeugbasierte Anwendungen wird nur eine sehr ge­ ringe Dichte ortsfester Stationen (access points) geplant, die eine genaue Frequenzreferenz (z. B. GPS unterstützt) be­ sitzen, wohingegen die Anzahl von fahrzeuggebundenen Sen­ der/Empfängerstationen (Transceivern) bzw. Teilnehmerstatio­ nen MS, MSx dahingegen vergleichsweise sehr hoch geplant ist. Als Stationen mit einer Frequenzreferenz können insbesondere Stationen mit einem GPS-Empfänger (GPS: Global Positioning System) eingesetzt werden. Insbesondere die hohe Mobilität der Teilnehmerstationen MS, MSx und die beschriebenen Mehr­ fachweitergaben/Multihops unterstützen dieses Verfahren und stellen sicher, dass sich alle in diesem Netzwerk befindenden Teilnehmer zeitlich synchronisieren können.

Auch ein Teil der mobilen Teilnehmerstationen kann mit GPS- Empfängern, z. B. zur Unterstützung der Navigation eines Fahr­ zeugs, ausgestattet sein. Allerdings können die Anforderungen bei dieser Klasse von GPS-Empfängern an eine Frequenz- und Zeitgenauigkeit nicht so hoch gestellt werden. Außerdem führt die durch Abschattung nur bedingte Verfügbarkeit des GPS- Signales bei mobilen GPS-Empfängern dazu, dass diese Referenz zeitweise nur mit reduzierter Genauigkeit verwendet werden kann. Dennoch ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe des GPS- Empfängers im Fahrzeug ein mittlerer bis schlechter Synchro­ nisierungsgrad durch interne Synchronisation mit Hilfe der GPS-Referenz auf einen besseren Synchronisierungsgrad verbes­ sert werden kann, wenn das GPS-Signal zu diesem Zeitpunkt mit vergleichsweise höherer Frequenz- und Zeitgenauigkeit verfüg­ bar ist. Durch das zuvor beschriebene Verfahren ist es mög­ lich, dass sich andere mobile Teilnehmerstationen auf diese Teilnehmerstationen aufsynchronisieren und somit ihren Syn­ chronisierungsgrad ebenfalls verbessern können.

Claims (14)

1. Verfahren zum Synchronisieren von Stationen (MS, MSx, BS) in einem Funk-Kommunikationssystem, wobei
zur Übertragung von Daten zwischen zumindest jeweils zwei Stationen (MS, MSx; MS, BS) zumindest eine Kommunikationsver­ bindung über eine Schnittstelle (V) betrieben wird und
zur Synchronisierung anderer Stationen (MS; MSx) von einer Station (BS; MS) ein Synchronisierungssignal (S) über die Schnittstelle (V) übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die das Synchronisierungssignal (S) übertragende Station (BS; MS) das Synchronisierungssignal (S) entsprechend der ei­ genen Synchronisierung erzeugt und überträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Synchronisierung hinsichtlich Frequenz und/oder Zeit er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Synchronisierungssignal (S) oder ein weiteres Signal ei­ nen momentanen Synchronisierungsgrad der Station (BS; MS) signalisiert.

4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Form und/oder Häufigkeit der Übertragung des Synchroni­ sierungssignals (S) abhängig vom momentanen Synchronisie­ rungsgrad der Station (BS; MS) erfolgt und/oder ein Wert des Synchronisierungsgrads übertragen wird.

5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem sich Stationen (MS) mit niedrigem Synchronisierungsgrad nach Stationen (BS) mit höherem Synchronisierungsgrad synchronisieren.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5, bei dem die sich synchronisierende Station (MS; MSx) ihren Synchroni­ sierungsgrad um zumindest eine Einheit gegenüber dem Synchro­ nisierungsgrad der das Synchronisierungssignal (S) sendenden Station (BS; MS) erniedrigt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-6, bei dem die synchronisierte Station (MS) ihren Synchronisierungsgrad pro vorbestimmter verstrichener Zeitdauer seit ihrer letzten eigenen Synchronisierung reduziert.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, bei dem die Station (MS) nach Unterschreiten eines niedrigsten oder eines festgelegt niedrigen Wertes kein Synchronisierungssig­ nal (S) überträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Station (M5) trotz Unterschreiten eines niedrigsten oder eines festgelegt niedrigen Wertes ein Synchronisierungssignal (S) überträgt, falls kein anderes Synchronisierungssignal (S) auf der Schnittstelle (V) detektiert wird.

10. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die das Synchronisierungssignal (S) übertragende Station (MS) zur eigenen Synchronisierung ein GPS-Signal eines GPS- Empfängers verwendet.

11. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem von einer anderen Station Synchronisierungssignale (S) über­ nommen werden und die eigene, übernommene Synchronisierung als neues Synchronisierungssignal an noch andere Stationen übertragen wird.

12. Kommunikationsvorrichtung für ein Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von über eine Schnittstelle (V) kommuni­ zierenden Stationen (MS, BS, MSx), wobei die Kommunikations­ vorrichtung zumindest eine Sende-/Empfangseinrichtung und zu­ mindest eine Steuereinrichtung aufweist, die zum Erzeugen ei­ nes über die Schnittstelle (V) zu übertragenden Synchronisie­ rungssignals (S) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Erzeugen des Synchronisierungssig­ nals (S) entsprechend der eigenen Synchronisierung ausgebil­ det ist.

13. Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Kommunikati­ onsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch in einem unkoordinierten Mobilfunksystem mit zellularer und/oder nicht-zellularer Struktur.

14. Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Kommunikati­ onsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch in einem Mobilfunksystem mit TDMA- und/oder FDMA- und/oder CDMA-Betriebsart.