DE19911480C2 - Verfahren zur Synchronisation von Basisstationen eines Funk-Kommunikationssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sendeleistungsregelung in einem Funk-Kommunikationssystem, insbesondere in einem Mobilfunksystem.

In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (bei­ spielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnitt­ stelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmer­ stationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elek­ tromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Funk-Kommunikationssysteme, beispiels­ weise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Fre­ quenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.

Wie in den DE 198 18 325 und EP 0 954 122 offenbart, ist bei einem TDD-Übertragungsverfahren (time division duplex) eine Synchronität zwischen den Basisstation vonnöten, um Interferenzen zu minimieren. In EP 0 954 122 ist beispiels­ weise angeben, daß im Sinne eines Schneeballprinzips sich die Basisstationen nacheinander an einer zuvor synchronisierten Basisstation orientieren und ihre Sendezeitpunkte danach aus­ richten. Aus dem in Deutschland betriebenen C-Netz ist es ferner bekannt, eine zentrale Basisstation als Zeitreferenz zu nutzen, auf die sich umliegende Basisstationen ständig synchronisieren können. Bei diesen Verfahren ist eine zen­ trale Kontrolle bzw. Auslösung der Synchronisation nötig, die entsprechend überwacht werden muß. Der Aufwand ist entspre­ chend groß und steigt bei einer Verdichtung des Funk-Kommuni­ kationssystems weiter an.

Weitere Synchronisationsverfahren sehen hochstabile Zeitre­ ferenzen in den Basisstationen vor, z. B. hochstabile Oszilla­ toren oder GPS-Empfänger (global positioning system). Diese Mittel sind jedoch sehr aufwendig und müssen in jeder Basisstation lokal vorgehalten werden. Bei der Nutzung von GPS kann eine in geschlossenen Räumen installierte Basis­ station nicht synchronisiert werden, da der Funkkontakt zum GPS-Satelliten fehlt.

Für die dritte Mobilfunkgeneration sind zwei Modi vorgesehen, wobei ein Modus einen FDD-Betrieb (frequency division dup­ lex), siehe ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98, vom 25.8.1998, und der andere Modus einen TDD-Betrieb (time division duplex), siehe DE 198 27 700, bezeichnet. Die Be­ triebsarten finden in unterschiedlichen Frequenzbändern ihre Anwendung und verwenden jeweils Zeitschlitze.

Aus ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98, vom 25.8.1998, ist in den Kapiteln 2.3.3.2.3 und 6.3 für den FDD- Modus ein Synchronisationsverfahren zur Synchronisation von Teilnehmerstationen beschrieben, das Synchronisationssequen­ zen nutzt, die in jedem Zeitschlitz (slot) gesendet werden. Damit ist eine Synchronisation der Teilnehmerstationen auf den Beginn des Zeitschlitzes möglich. Durch die Abfolge der Aussendungen einer zweiten Synchronisationssequenz wird sig­ nalisiert, welche Kodegruppe (scrambling code) von der Basis­ station verwendet wird. Weiterhin ist davon auch der Rahmen­ beginn ableitbar.

Aus der EP 0 954 122 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Signale einer Basisstation eines Funk-Kommunikationssystems von einer zweiten Basisstation zumindest zeitweilig ausgewer­ tet werden, wobei die zweite Basisstation entsprechend der Auswertung der Signale eine Synchronisation durchführt.

Aus der EP 0 592 209 A1 ist ein Verfahren zur Inter- Basisstations-Synchronisation in einem Mobilfunksystem bekannt, bei dem in einem von den Basisstationen jeweils ausgesendeten Kontrollsignal eine Synchronisationsaufbau- Information enthalten ist, die anzeigt, ob die Basisstation eine Synchronisation etabliert hat oder nicht.

Aus der DE 42 12 194 A1 ist ein Verfahren zum Synchronisieren eines Basisband-Demodulators in einem Radioempfängers bekannt, bei dem ein Basisbandsignal von einem Radiosender in Form von Bursts in Zeitschlitzen übertragen wird. Ein Zeit­ schlitz weist dabei zusätzlich zu einem Datenwort einen Syn­ chronisierungsteil mit einem vorgegebenen, festen Bitmuster zur Synchronisation des Radioempfängers auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sychronisation von Basisstationen anzugeben, das eine dezentrale und selbstregelnde Synchronisation mit einem ge­ ringen Aufwand ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ermöglicht vorteilhaft eine Synchronisie­ rung von benachbarten Basisstationen eines Funk-Kommunikati­ onssystems. Hierbei können sich die jeweiligen Basisstation mittels der von weiteren Basisstationen gesendeten erfin­ dungsgemäßen Basisstationssynchronisationssequenzen synchro­ nisieren, wodurch eine homogene Zeitbasis entsteht, wodurch vor­ teilhaft Interferenzstörungen verringert werden. Hierzu sind vorteilhaft keine zusätzlichen physikalischen Verbindungen zum Netz und ein Aufbau einer hierarchischen Struktur zur Synchronisation erforderlich. Die Basisstationssynchronisati­ onssequenz kann in einfacher Weise in die Signalisierung des bekannten Synchronisierungskanals eingebunden werden, wodurch ein geringer technischer Aufwand erreicht wird.

Um möglichst wenig Systemressourcen für "Broadcast"-Zwecke in dem beschriebenen TDD-Modus zu verbrauchen, werden die Syn­ chronisationssequenzen gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in Zeitschlitzen gesendet, in denen zusätzlich Informationen eines allgemeinen Organisationskanals übertragen werden. Damit muß nur eine geringe Anzahl von Zeitschlitzen in der Ab­ wärtsrichtung ständig bereitgehalten werden. Die Freiheits­ grade der Asymmetrie beider Übertragungsrichtungen beim TDD- Modus wird kaum eingeschränkt.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung werden vor­ teilhaft durch eine Wahl der Synchronisationssequenzen und/oder deren Abfolge weitere Informationen übertragen. Hierdurch wird eine schnellere Betriebsbereitschaft der Teilnehmer- und Basisstationen ermöglicht. Die weiteren Informa­ tionen betreffen beispielsweise eine Rahmensynchronisation, von der Basisstation verwendete Mittambeln, Spreizkodes oder allgemeine Kodes oder Angaben zur Konfiguration des allgemei­ nen Organisationskanals. Ein hoher Kodierungsgewinn wird er­ zielt, wenn sich die Kodierung der weiteren Information durch Wahl und/oder Abfolge der Synchronisationssequenzen über meh­ rere Zeitschlitze erstreckt.

Einer weiteren Weiterbildung zufolge sind die Synchronisati­ onssequenz und/oder die Basisstationssynchronisationssequenz unmodulierte orthogonale Gold Codes. Damit kann das Synchro­ nisationsverfahren sowohl für den TDD- als auch für den FDD- Modus eingesetzt werden. Die Interferenzen des Synchronisati­ onskanals auf die übrigen Verbindungen wird erfindungsgemäß beim FDD-Modus verringert.

Das Synchronisationsverfahren ist auch für Funk-Kommunikati­ onssysteme geeignet, bei denen die Zeitschlitze Teil eines TDD-Übertragungsschemas mit breitbandigen Kanälen sind. Hier­ bei können auch mehrere Zeitschlitze pro Rahmen für die Syn­ chronisation benutzt werden. Für Multimode-Teilnehmerstatio­ nen können somit Teile der Detektionseinrichtung für beide Modi verwendet werden.

Die Genauigkeit der Synchronisation wird entsprechend weite­ rer Weiterbildungen verbessert, wenn die Basisstation die Ba­ sisstationssynchronisationssequenzen einer möglichst großen Anzahl von benachbarten weiteren Basisstationen auswertet. Da eine Basisstation in der Regel von einer Vielzahl von weite­ ren Basisstationen umgeben ist, wird somit die Synchronität zu all diesen Basisstationen hergestellt. Vorteilhafterweise wird die Synchronisation basierend auf einer Mittelung von Empfangszeitpunkten der Basisstationssynchronisationssequen­ zen mehrerer Basisstationen durchgeführt. Damit wird die re­ lative Verschiebung der Sendezeitpunkte von Basisstationen in einer Gegend auf einen geringen tolerierbaren Wert gebracht. Bei dieser Mittelung kann es vorgesehen sein, daß eine unter­ schiedliche Wichtung der Empfangszeitpunkte bezüglich unter­ schiedlicher Basisstationen berücksichtigt wird. Zum Beispiel bedeutet ein hoher Empfangspegel in der Regel eine benach­ barte Basisstation in geringer Entfernung oder mit besonders großen Störeinfluß, so daß für die Beziehung zu dieser Basis­ station die Synchronisation besonders wichtig ist. Der Wich­ tungsfaktor ist deshalb für deren Signal groß.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die An­ zahl Informationselemente der Basisstationssynchronisations­ sequenz größer als die Anzahl Informationselemente der Syn­ chronisationssequenz, die der Synchronisierung der Teilneh­ merstationen dienen, gewählt. Dieses bietet den Vorteil, daß die effektive Reichweite der gesendeten Basisstationssynchro­ nisationssequenz bei der Übertragung über die Funkschnitt­ stelle vergrößert wird. Hierdurch muß die Basisstationssyn­ chronisationssequenz nicht mit einer höheren Sendeleistung gesendet werden, um von den benachbarten Basisstationen mit einer ausreichenden Empfangsqualität empfangen werden zu kön­ nen.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird die Basisstationssyn­ chronisationssequenz derart gewählt, daß sie keine Korrela­ tion mit der Synchronisationssequenz zu Synchronisierung von Teilnehmerstationen aufweist, da sich beispielsweise eine Kommunikationsverbindung aufbauende Teilnehmerstationen an­ sonsten auf einen falschen Zeitbezug synchronisierten.

Die Basisstationssynchronisationssequenz wird einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge mit der Synchronisations­ sequenz multiplext, wobei der zeitliche Zyklus entsprechend einer weiteren Ausgestaltung größer als der zeitliche Zyklus der Synchronisationssequenz gewählt wird. Durch das Multiplexen wird vorteilhaft die Signalisierungslast verringert, wo­ bei die Basisstationssynchronisationssequenz beispielsweise nur in jedem 50sten bis 1000sten Zeitrahmen gesendet wird. Diese große Periodizität ist im Vergleich zu der Periodizität der Synchronisationssequenz, die in jedem Zeitrahmen gesendet wird, ausreichend, da sich die Synchronität der Basisstatio­ nen in diesem Zeitraum nur um einen maximal tolerierbaren Zeitversatz verändert. Vorteilhaft wird hierdurch weiterhin die Servicequalität für die Teilnehmerstationen nur unwesent­ lich verschlechtert.

Die Periodizität der Basisstationssynchronisationssequenz kann beispielsweise in dem allgemeinen Organisationskanal signalisiert werden, so daß zusätzlich eine Fehlinterpreta­ tion durch die Teilnehmerstationen ausgeschlossen wird.

Zur Unterscheidung der unterschiedlichen Basisstationssyn­ chronisationssequenzen am Ort der Basisstation kann entspre­ chend zweier weiterer Weiterbildungen der Erfindung den Ba­ sisstationen jeder Basisstation ein unterschiedlicher Zeit­ punkt, beispielsweise ein jeweiliger Zeitrahmen, bzw. jeder Basisstation eine individuelle Basisstationssynchronisations­ sequenz zugewiesen werden. Die einzelnen Basisstationssyn­ chronisationssequenzen können dabei entsprechend den bekann­ ten Synchronisationssequenzen aus einer gemeinsamen Basisse­ quenz abgeleitet werden, wodurch ein gutes Korrelationsver­ halten erreicht werden kann. Das gleichzeitige Senden der Ba­ sisstationssynchronisationssequenzen ermöglicht vorteilhaft eine schnelle Synchronisierung der Basisstation.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders in Funk-Kommunikationssystemen mit TDD-Übertragungsverfahren vorteilhaft, wenn z. B. einzelne Zeitschlitze eines Rahmens für die Auf- oder Abwärtsrichtung von unterschiedlichen Ba­ sisstationen benutzt werden. Hierbei können die Basisstationen im gleichen Frequenzband die Aussendungen der anderen Ba­ sisstationen mit den vorhandenen Empfängern auswerten. Es wird keinerlei zusätzliche Hardware benötigt. Für UMTS ist ein breitbandiges Frequenzband vorgesehen, wobei sich inner­ halb des Frequenzbandes gleichzeitig übertragene Signale an­ hand eines verbindungsindividuellen Spreizkodes unterschei­ den.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie­ genden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer FDD-Funkschnitt­ stelle zwischen einer Basisstation und Teilnehmersta­ tionen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer TDD-Funkschnitt­ stelle,

Fig. 4 ein beispielhaftes Multiplexen von Synchronisations­ sequenzen auf einen Zeitrahmen, und

Fig. 5 eine beispielhafte Struktur eines Synchronisationska­ nals.

Das in der Fig. 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Wei­ terhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zum Zuteilen von funktechni­ schen Ressourcen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC er­ möglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basis­ station BS. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funk­ schnittstelle eine Verbindung zu weiteren Funkstationen, z. B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeräten aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumin­ dest eine Funkzelle gebildet. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen versorgt. Ein Operations- und War­ tungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktiona­ lität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssy­ steme übertragbar, in denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.

In der Fig. 2 ist die Funkübertragung im FDD-Modus in Ab­ wärtsrichtung von der Basisstation zu den Teilnehmerstationen schematisch gezeigt, wobei wie in ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98, vom 25.8.1998, Fig. 9, eine Rahmenstruk­ tur vorausgesetzt wird. Ein Superrahmen enthält 72 Rahmen fr1, fr2, . . fri, . . fr72, wobei jeder einzelne Rahmen fr16 Zeitschlitze ts1, ts2, . ., tsi, . ., ts16 umfaßt. Innerhalb eines Zeitschlitzes tsi werden parallel unterschiedliche Kanäle SCH, DPCH, CCPCH angeboten, wobei sich die Informationen der Kanäle SCH, DPCH, CCPCH durch eine Spreizung mit individuel­ len Spreizkode unterscheiden.

Von der Vielzahl möglicher Kanäle ist ein erster Kontrollka­ nal CCPCH mit einer festen Datenrate gezeigt, der eine aus 8 Bit bestehende Pilotsequenz pilot enthält, die von einem Da­ tenteil data gefolgt ist. Die Pilotsequenz pilot dient zur Kanalschätzung. Ein einem Teilnehmer zugeordneter physikali­ scher Kanal DPCH besteht aus Kontrollkanal DPCCH und einem Datenkanal DPDCH. Ersterer enthält eine Pilotsequenz pilot, Angaben zur Leistungsregelung TPC und Angaben zur Dienstkom­ bination TFI. Letzerer enthält gespreizte Daten data.

In einem Synchronisationskanal SCH werden Synchronisations­ sequenzen cp, cs mit einer vorbekannten Signalform gesendet, die den Teilnehmerstationen als Referenz für eine zeitliche Synchronisation dienen. Bei diesem FDD-Übertragungsverfahren sind die Frequenzbänder für die Aufwärtsrichtung und die Ab­ wärtsrichtung getrennt.

Die Rahmenstruktur der Funkübertragung im TDD-Modus ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente (time di­ vision multiple access) ist eine Aufteilung eines breitbandi­ gen Frequenzbereichs in mehrere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, beispielsweise 16 Zeitschlitze ts0 bis ts15 vorge­ sehen, die einen Zeitrahmen fr bilden. Ein Frequenzband er­ streckt sich über einen Frequenzbereich B. Ein Teil der Zeit­ schlitze wird in Abwärtsrichtung DL und ein Teil der Zeit­ schlitze wird in Aufwärtsrichtung UL benutzt. Beispielhaft ist ein Asymmetrieverhältnis von 3 : 1 zugunsten der Abwärts­ richtung DL gezeigt. Bei diesem TDD-Übertragungsverfahren entspricht das Frequenzband B für die Aufwärtsrichtung UL dem Frequenzband B für die Abwärtsrichtung DL. Gleiches wieder­ holt sich für weitere Trägerfrequenzen. Durch die variable Zuordnung der Zeitschlitze ts für Auf- oder Abwärtsrichtung UL, DL können vielfältige asymmetrische Ressourcenzuteilungen vorgenommen werden.

Innerhalb der Zeitschlitze werden Informationen mehrerer Ver­ bindungen in Funkblöcken übertragen. Die Daten d sind verbin­ dungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c, gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindun­ gen durch diese CDMA-Komponente (code division multiple access) separierbar sind. Die Spreizung von einzelnen Symbo­ len der Daten d bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer T_sym Q Chips der Dauer T_chip übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den verbindungsindividuellen Spreizkode c.

Die verwendeten Parameter der Funkschnittstelle für beide Übertragungsmodi sind vorteilhafterweise:
Chiprate: 4.096 Mcps
Rahmendauer: 10 ms
Anzahl Zeitschlitze: 16
Dauer eines Zeitschlitzes: 625 µs
Chips pro Zeitschlitz: 2560
Spreizfaktor: variabel
Modulationsart: QPSK
Bandbreite: 5 MHz
Frequenzwiederholungswert: 1

Diese Parameter ermöglichen eine bestmögliche Harmonisierung des TDD- und des FDD-Modus für die 3. Mobilfunkgeneration.

Nach der Fig. 10 in dem Dokument ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98, vom 25.8.1998, werden zwei Synchronisa­ tionssequenzen cp, cs in jedem Zeitschlitz ts der FDD-Funk­ schnittstelle gesendet. Die erste Synchronisationssequenz cp besteht aus einem unmodulierten orthogonalen Gold Kode mit einer Länge von 256 chips und wird in jedem Zeitschlitz ts übertragen. Die erste Synchronisationssequenz cp ist die gleiche für alle Basisstationen BS und stimmt zeitlich mit dem Beginn des allgemeinen Organisationskanals BCCH überein. Die zweite Synchronisationssequenz cs besteht ebenfalls aus einem unmodulierten orthogonalen Gold Kode mit einer Länge von 256 chips. Die zweite Synchronisationssequenz cs wird parallel zu der ersten Synchronisationssequenz cp gesendet und kann von Zeitschlitz zu Zeitschlitz neu gewählt werden.

Durch die Wahl und Abfolge der zweiten Synchronisationsse­ quenzen cs über mehrere Aussendungen entstehen bei der Ver­ wendung von 17 verschiedenen unmodulierten orthogonalen Gold Codes mit 256 Chip Länge viele unterschiedliche Möglichkeiten, weitere Informationen zu übertragen. Durch diese große Anzahl von Möglichkeiten ist der Kodierungsgewinn groß, so daß die Synchronisationssequenzen cp, cs beispielsweise auch mit geringerer Leistung gesendet werden können.

In dem TDD-Modus werden entsprechend der dargestellten Funk­ schnittstelle der Fig. 4 die Synchronisationssequenzen cp, cs beispielsweise in den beiden Zeitschlitzen ts0, ts8 des Syn­ chronisationskanals SCH in Abwärtsrichtung DL übertragen, wo­ bei beispielsweise eine zeitliche Trennung der Synchronisati­ onssequenzen cp, cs innerhalb der Zeitschlitze ts zur ökono­ mischen Nutzung der Funkressourcen möglich ist.

Zur gegenseitigen Synchronisation von benachbarten Basissta­ tionen BS1, BS2, BS3, wie sie in der Fig. 1 beispielhaft dar­ gestellt sind, wird der beschriebene Synchronisationskanal SCH verwendet. Die Basisstationen BS1, BS2, BS3 senden peri­ odisch in jeweiligen Zeitschlitzen ts, wie gemäß der Fig. 4 in den Zeitschlitzen ts0 und ts8, eine Basisstationssynchronisa­ tionssequenz cbs. Diese beispielsweise von der Basisstation BS1 gesendete Basisstationssynchronisationssequenz cbs wird von den jeweils benachbarten weiteren Basisstationen BS2, BS3 empfangen und die Zeitlagen der Sequenzen cbs ausgewertet. Hierbei wird die jeweilige Zeitlage, gegebenenfalls mit einem Wichtungsfaktor gewichtet, der Basisstationssynchronisations­ sequenz cbs miteinander verglichen und die eigene Synchroni­ tät der Basisstation BS im Verhältnis zu den empfangenen Se­ quenzen cbs gesteuert.

Wie in der Fig. 1 offenbart, bildet jede Basisstation BS1, BS2, BS3 eine Funkzelle. Die Größe der Funkzelle wird in der Regel durch die Reichweite des allgemeinen Organisationska­ nals BCCH, der von den Basisstationen BS1, BS2, BS3 mit einer jeweils maximalen Sendeleistung gesendet wird, bestimmt.

Die Basisstationen BS1 bis BS3 sind entweder am gleichen Standort untergebracht und versorgen unterschiedliche Sekto­ ren oder sind an unterschiedlichen Standorten montiert. Damit überlappen sich die Abstrahlungsdiagramme der Basisstationen BS1, BS2, BS3 und somit ihre Funkzellen zumindest teilweise. Die gezeigte Aufstellung der Basisstationen BS1, BS2, BS3 zu­ sammen mit einer Aufteilung der Zeitschlitze ts auf die drei Basisstationen BS1, BS2, BS3 führt zu sehr hohen Anforderun­ gen an die Synchronisation, da sich die Aussendungen der Ba­ sisstationen BS1 bis BS3 an keinem Ort der Funkzellen unge­ wollt überlagern sollen.

Die Synchronisation der benachbarten Basisstationen BS1, BS2, BS3 über die Funkschnittstelle wird durch sich ständig wiederholendes Senden, Empfangen, Messen und Auswerten der Zeitlagendifferenzen zwischen den beteiligten Nachbar-Basis­ stationen solange durchgeführt, bis die Zeitlagendifferenz durch Anpassung der Sendezeitpunkte beseitigt und die Synchronität erreicht ist.

Da der Synchronisationskanal SCH zur Vermeidung von Interfe­ renzstörungen in den Funkzellen nicht mit einer höheren Sen­ deleistung als der allgemeine Organisationskanal BCCH gesen­ det werden kann, wird die Anzahl der chips in der Basisstati­ onssynchronisationssequenz cbs im Vergleich zu den Synchroni­ sationssequenzen cp, cs erfindungsgemäß erhöht. Anstelle ei­ ner Sequenz von 256 chips, die aus einer Kombinationen von 16 bestehenden Gold-Kodesequenzen mit jeweils 16 chips besteht, weist die Basisstationssynchronisationssequenz cbs beispiels­ weise eine um den Faktor 8 entprechend 2048 chips höhere An­ zahl chips auf. Die Basisstationssynchronisationssequenz cbs kann dabei in gleicher Weise wie die Synchronisationssequen­ zen cp, cs mittels eines Gold Kodes gebildet werden. Die Ver­ längerung der Sequenz um den Faktor 8 bedeutet einen effekti­ ven Prozessgewinn beim Empfang der Sequenz in der jeweils benachbarten Basisstation, so daß die effektive Reichweite der Basisstationssynchronisationssequenz cbs deutlich erhöht wird. Dieser Prozessgewinn beträgt ca. 10 dB gegenüber einem Verlust von ca. 4 dB aufgrund einer beispielsweise doppelten Entfernung.

Die Basisstationssynchronisationssequenzen cbs der jeweiligen Basisstationen BS1, BS2, BS3 können beispielsweise aus einer gemeinsamen Basissequenz abgeleitet werden, sie müssen zudem gute gegenseitige Korrelationseigenschaften aufweisen, so daß der Basisstation BS1 ein gleichzeitiger Empfang aller Basis­ stationssynchronisationssequenzen cbs der jeweils benachbar­ ten weiteren Basisstationen BS2, BS3 ermöglicht wird. In gleicher Weise kann die Wahl der Basissequenz und der daraus abgeleiteten Basisstationssynchronisationssequenzen cbs der­ art erfolgen, daß eine Fehlinterpretation oder Verwechselung durch eine Teilnehmerstation MS mit einer Synchronisationsse­ quenz cp, cs verhindert wird, da diese zu einer falschen Syn­ chronisation der Teilnehmerstation MS führen würde.

Die Basisstationssynchronisationssequenz cbs wird mit den Synchronisationssequenzen cp, cs zur Synchronisierung der Teilnehmerstationen MS zeitlich multiplext, wie es symbolisch in der Fig. 4 angegeben ist. So ersetzt die Basisstationssyn­ chronisationssequenz cbs entsprechend der Fig. 4 beispiels­ weise zyklisch die zweite Synchronisationssequenz cs, wobei als zeitlicher Zyklus cyclecbs bzw. Periodizität beispiels­ weise jeder n-te Zeitrahmen fr mit n = 50 bis 1000 gewählt werden kann. Dieses entspricht einer Periodizität von ca. 500 ms bis 10 s. Durch diese vorteilhaft sehr große Periodizi­ tät erfolgt praktisch keine negative Beeinflussung der Über­ tragungsqualität für die Teilnehmerstationen MS. Zudem ist diese Periodizität zur Synchronisation der Basisstationen BS1, BS2, BS3 ausreichend, wenn die Erzeugung der Zeitbasis in den Basisstationen BS1, BS2, BS3 mit ausreichend genauen technischen Mitteln wie beispielsweise Lokaloszillatoren er­ folgt.

Vorteilhaft kann weiterhin die Periodizität, mit der die Ba­ sisstationssynchronisationssequenz cbs gesendet wird, bei­ spielsweise von den Basisstationen BS1, BS2, BS3 in dem all­ gemeinen Organisationskanal BCCH signalisiert werden, so daß den Teilnehmerstationen MS angezeigt wird, in welchen Zeitrahmen fr sie den Synchronisationskanal SCH nicht zur ei­ genen Synchronisierung verwenden dürfen.

Das erfindungsgemäße Synchronisationsverfahren beruht zwar auf der Gleichzeitigkeit der Aussendung der Basisstationssynchronisationssequenzen cbs, kann jedoch z. B. durch zusätzliche Offset-Werte derart modifiziert werden, daß zwischen den Aussendezeitpunkten zweier Basisstationen BS2, BS3 eine konstante, starre Zeitverschiebung erreicht wird. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn unterschiedliche Zellgrößen von den Basisstationen zu versorgen sind und in vorgebbaren Zonen, beispielsweise dem Übergang zwischen beiden Zellen (wichtig für Handover), die Aussendungen der weiteren Basisstationen BS2, BS3 gleichzeitig am Ort der Basisstation BS1 eintreffen sollen. Ist der Zellrand nicht genau in der Mitte zwischen den Basisstationen und somit die jeweilige Entfernung unterschiedlich, dient der Offset zur Anpassung an die reale Übertragungszeit.

Claims (15)

1. Verfahren zur Synchronisation von einer Anzahl von Basis­ stationen (BS1 . . .) eines Funk-Kommunikationssystems, bei dem
von den Basisstationen (BS1 . . .) zyklisch jeweils zumindest eine Synchronisationssequenz (cp, cs) zur Synchronisierung von Teilnehmerstationen (MS), die sich in den Funkversor­ gungsgebieten der Basisstationen (BS1 . . .) befinden, in ei­ nem Synchronisationskanal (SCH) gesendet wird,
zusätzlich zyklisch jeweils zumindest eine Basisstations­ synchronisationssequenz (cbs) von den Basisstationen (BS1 . . .) in dem Synchronisationskanal (SCH) gesendet wird,
die Basisstationssynchronisationssequenz (cbs) zyklisch die Synchronisationssequenz (cp, cs) zumindest teilweise ersetzt, und
von einer jeweiligen Basisstation (BS1 . . .) die Basisstati­ onssynchronisationssequenzen (cbs) von zumindest zwei be­ nachbarten weiteren Basisstationen (BS2, BS3 . . .) empfangen und für die Synchronisation berücksichtigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Synchronisationssequenz (cp, cs) und die Basisstations­ synchronisationssequenz (cbs) in Zeitschlitzen (ts) gesendet werden, in denen zusätzlich Informationen eines Organisati­ onskanals (BCCH) übertragen werden.

3. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der Basisstation (BS1) die Basisstationssynchronisations­ sequenzen (cbs) einer möglichst großen Anzahl der benachbar­ ten weiterer Basisstationen (BS2, BS3 . . .) empfangen werden.

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Synchronisation basierend auf einer Mittelung von Emp­ fangszeitpunkten der Basisstationssynchronisationssequenzen (cbs) der benachbarten weiteren Basisstationen (BS2, BS3 . . .) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem bei der Mittelung eine unterschiedliche Wichtung der Emp­ fangszeitpunkte bezüglich unterschiedlicher benachbarter wei­ terer Basisstationen (BS2, BS3 . . .) berücksichtigt wird.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Synchronisationssequenz (cp, cs) und/oder die Basisstati­ onssynchronisationssequenz (cbs) unmodulierte orthogonale Gold Codes sind.

7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem in der Synchronisationssequenz (cp, cs) und/oder in der Ba­ sisstationssynchronisationssequenz (cbs) weitere Informatio­ nen kodiert werden, die eine Rahmensynchronisation und/oder von den Basisstationen (BS1, BS2 . . .) jeweils verwendete Spreizkodes (c) betreffen.

8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine Anzahl Informationselemente (chip) der Basisstationssyn­ chronisationssequenz (cbs) größer als eine Anzahl der Infor­ mationselemente (chip) der Synchronisationssequenz (cp, cs) gewählt wird.

9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Basisstationssynchronisationssequenz (cbs) derart gewählt wird, daß keine Korrelation mit der für die Synchronisation von Teilnehmerstationen (MS) verwendeten Synchronisationsse­ quenz (cp, cs) auftritt.

10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Basisstationssynchronisationssequenz (cbs) mit der Syn­ chronisationssequenz (cp, cs) zeitlich multiplext wird.

11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der zeitliche Zyklus (cyclecbs) für die Basisstationssynchro­ nisationssequenz (cbs) größer als der zeitliche Zyklus der Synchronisationssequenz (cp, cs) gewählt wird.

12. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Basisstationssynchronisationssequenzen (cbs) zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten von den Basisstationen (BS1, BS2 . . .) gesendet werden.

13. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von den Basisstationen (BS1, BS2 . . .) eine jeweils individu­ elle Basisstationssynchronisationssequenz (cbs) gesendet wer­ den.

14. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Funkschnittstelle innerhalb eines Frequenzbandes (B) ge­ mäß einem TDD-Teilnehmerseparierungsverfahrens in mehrere, jeweils einen Zeitrahmen (fr) bildende Zeitschlitze (ts) or­ ganisiert ist, wobei die Zeitschlitze (ts) wahlweise in Auf- oder Abwärtsrichtung (UL, DL) benutzt werden.

15. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Frequenzband (B) breitbandig ist und sich innerhalb des Frequenzbandes (B) gleichzeitig übertragene Signale anhand eines verbindungsindividuellen Spreizkodes (c) unterscheiden.