DE19916063C1

DE19916063C1 - Synchronising method for radio communication system

Info

Publication number: DE19916063C1
Application number: DE1999116063
Authority: DE
Inventors: Stefan Bahrenburg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-04-10
Also published as: CN1346550A; EP1166467A1; WO2000062445A1; CN1185808C

Abstract

The method involves using a radio interface organised according to a TDD method with several time slots (ts) forming a time frame (fr). The transmission in down link (DL) direction from a base station (BS) to subscriber stations (MS) and in up link direction (UL) from subscriber stations to a base station is carried out temporally separated in the same frequency band (B). At least a first synchronising sequence (sync1) is transmitted from the base station to the subscriber stations after the last time slot for the down link direction. The first synchronising sequence is considered for a synchronisation by the subscriber stations.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Funk-Kommunika tionssystem zur Synchronisation von Teilnehmerstationen, ins besondere ein Mobilfunksystem.The invention relates to a method and a radio communication tion system for the synchronization of subscriber stations, ins special a mobile radio system.

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.In radio communication systems, information (at for example, language, image information or other data) Using electromagnetic waves over a radio cut place transferred. The radio interface refers to a connection between a base station and subscriber stations, the subscriber stations being mobile stations or can be fixed radio stations. The blasting of the elec tromagnetic waves occur with carrier frequencies, those in the frequency band provided for the respective system lie. For future radio communication systems, for example the UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) or other 3rd generation systems are frequencies in the free frequency band of approx. 2000 MHz is provided.

Aus dem Dokument von der CATT "TD-SCDMA Radio Transmission Technology For IMT-2000", Draft V.0.4, September 1998, insbe sondere Seiten 11 und 14, (TD-SCDMA - Time Division Synchro nous Code Division Multiple Access) ist ein nach einem TDD- Verfahren organisiertes Funk-Kommunikationssystem für die 3. Generation Mobilfunk bekannt. Die in diesem Dokument auf der Seite 11, Fig. 4.1 angegebene Struktur der Funkschnittstelle weist einen Zeitrahmen mit darin angeordneten Zeitschlitzen auf, die wahlweise für eine Signalübertragung in Abwärtsrich tung oder in Aufwärtsrichtung verwendet werden können. Ein physikalischer Übertragungskanal in dem ersten Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung wird für die Übertragung eines allge meinen Signalisierungskanals (CCPCH - Primary Common Control Physical Channel) und ein physikalischer Übertragungskanal in dem ersten Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung wird für ei nen Zugriffssignalisierungskanal (PRACH - Physical Random Access Channel) verwendet. In jedem Zeitrahmen ist somit je weils zumindest ein Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung und für die Aufwärtsrichtung vorgesehen. Die weiteren Zeit schlitze können abhängig vom Verkehrsaufkommen in der jewei ligen Übertragungsrichtung flexibel zugewiesen werden.From the document of the CATT "TD-SCDMA Radio Transmission Technology For IMT-2000", Draft V.0.4, September 1998, in particular pages 11 and 14, (TD-SCDMA - Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) is a Radio communication system organized according to a TDD method for the 3rd generation of mobile communications. The structure of the radio interface specified in this document on page 11, FIG. 4.1 has a time frame with time slots arranged therein, which can be used either for signal transmission in the downward direction or in the upward direction. A physical transmission channel in the first time slot for the downlink is used for the transmission of a general signaling channel (CCPCH - Primary Common Control Physical Channel) and a physical transmission channel in the first time slot for the uplink is used for an access signaling channel (PRACH - Physical Random Access Channel ) used. In each time frame, therefore, at least one time slot is provided for the downward direction and for the upward direction. The other time slots can be flexibly assigned depending on the traffic volume in the respective direction of transmission.

Weiterhin ist auf der Seite 14, Kapitel 4.4, eine Schutzzeit (G2) zwischen den Zeitschlitzen für die Abwärtsrichtung und für die Aufwärtsrichtung angegeben, die eine Synchronisation der Sendeeinrichtung einer Teilnehmerstation, die einen Ver bindungsaufbauversuch unternimmt, mit der Basisstation ermög licht. Diese Schutzzeit ermöglicht durch eine verlängerte Verarbeitungszeit eine größere maximale Distanz zwischen der Basisstation und den Teilnehmerstationen. Eine weitere Schutzzeit (G1) vor dem ersten Zeitschlitz für die Ab wärtsrichtung wird für eine Transition zwischen dem Empfangs fall und dem Sendefall in der Basisstation verwendet.There is also a protection time on page 14, chapter 4.4 (G2) between the time slots for the downward direction and specified for the upward direction, which is a synchronization the transmitting device of a subscriber station that a Ver attempted to establish a connection with the base station light. This protection period is made possible by an extended Processing time a larger maximum distance between the Base station and the subscriber stations. Another Protection time (G1) before the first time slot for the Ab downward direction is for a transition between reception case and the transmission case used in the base station.

Dieses Funk-Kommunikationssystem basiert auf einer Synchronisation der empfangenen Signale von mehreren Teilnehmerstationen in der Basisstation, um die orthogonalen Eigenschaften der Spreizkodes (CDMA-Kodes) sicherzustellen und eine auftretende Interferenz zwischen mehreren benachbarten physikalischen Übertragungskanälen in den Zeitschlitzen für die Aufwärtsrichtung zu verringern. Da die Kapazität eines CDMA-Funk-Kommunikationssystems hauptsächlich durch die Interferenz zwischen benachbarten Kanälen beschränkt wird, wird unter anderem in dem bekannten CDMA- Mobilfunksystem IS-95 eine schnelle Sendeleistungsregelung für die Aufwärtsrichtung zur Begrenzung der Interferenz eingesetzt. Von einer derartigen schnellen Sendeleistungsregelung kann bei dem beschriebenen TD-SCDMA- System aufgrund der Synchronität vorteilhaft abgesehen werden, ohne daß eine Degradierung der Systemkapazität auftritt. Gleichwohl werden hohe Anforderungen an den synchronisierten Empfang der Teilnehmersignale am Ort der Basisstation gestellt. Hierzu müssen die Teilnehmerstationen eine genaue Kenntnis über ihre jeweilige Entfernung zu der Basisstation und über die Zeitstruktur der Basisstation besitzen. Voraussetzung ist weiterhin, daß alle Basisstationen miteinander synchronisiert sind.This radio communication system is based on one Synchronization of the received signals from several Subscriber stations in the base station to the orthogonal Ensure properties of the spreading codes (CDMA codes) and an occurring interference between several neighboring physical transmission channels in the Decrease time slots for the upward direction. Since the Capacity of a CDMA radio communication system mainly by the interference between adjacent channels is restricted, among other things, in the known CDMA Mobile radio system IS-95 a fast transmission power regulation for the upward direction to limit the interference used. Such a quick one With the TD-SCDMA- System advantageous because of the synchronicity apart without degrading system capacity occurs. Nevertheless, high demands are placed on the synchronized reception of the subscriber signals at the location of the Base station set. The subscriber stations must do this a precise knowledge of their respective distance to the Base station and the time structure of the base station have. The prerequisite is that everyone Base stations are synchronized with each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem anzugeben, die basierend auf einem Funk-Kommunikationssystem mit einem TDD-Verfahren eine Synchronisation des Empfangs von Teilnehmersignalen am Ort der Basisstation ermöglichen.The invention has for its object a method and to specify a radio communication system based on a radio communication system with a TDD method Synchronization of the reception of subscriber signals at the location of the Allow base station.

Diese Aufgabe wird durch die Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 und durch das Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen der Ansprüche 14 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.This task is accomplished by the Method with the features of claims 1 and 2 and through the radio communication system with the features of the claims 14 and 15 solved. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.

Erfindungsgemäß wird in einem Funk-Kommunikationssystem, das eine gemäß einem TDD-Verfahren organisierte Funkschnittstelle mit mehreren, jeweils einen Zeitrahmen bildenden Zeitschlit zen nutzt, wobei die Übertragung in Abwärtsrichtung von ei ner Basisstation zu Teilnehmerstationen und in Aufwärtsrich tung von den Teilnehmerstationen zu der Basisstation zeitlich getrennt in einem gleichen Frequenzband erfolgt, vor oder nach einem letzten Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung von der Basisstation zumindest eine erste Synchronisationssequenz zu den Teilnehmerstationen gesendet, und von den Teilnehmer stationen die erste Synchronisationssequenz für eine Synchro nisation berücksichtigt. According to the invention in a radio communication system a radio interface organized according to a TDD method with several time slots, each forming a time frame Zen uses, whereby the transmission is downward from egg base station to subscriber stations and in uplink time from the subscriber stations to the base station done separately in the same frequency band, before or after a last time slot for the downward direction of the base station at least a first synchronization sequence sent to the subscriber stations, and by the subscribers stations the first synchronization sequence for a synchro taken into account.

Die erste Synchronisationssequenz kann dabei in einem speziell in dem Zeitrahmen vorgesehenen ersten Zeitfeld von der Basis station gesendet werden.The first synchronization sequence can be in a special in the time frame provided by the base first time field station will be sent.

Diese erfindungsgemäße Anordnung des Sendens einer ersten Syn chronisationssequenz in Abwärtsrichtung in dem Zeitrahmen be sitzt gegenüber einer beispielhaften Anordnung zu Beginn des Zeitrahmens den Vorteil, daß die Signalisierungssequenz keinen negativen Einfluß auf den Empfang von Signalen in den nachfol genden Zeitschlitzen für die Abwärtsrichtung hat. Wird bei spielsweise von benachbarten Basisstationen parallel jeweils eine erste Signalisierungssequenz gesendet, werden diese ab hängig von einer jeweiligen Entfernung der Basisstationen zu der empfangenden Teilnehmerstation mit einer unterschiedlichen Verzögerung empfangen und können sich gegebenenfalls mit in dem ersten Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung gesendeten Sig nalen überlagern, was zu einer erhöhten Interferenz führt und die Empfangsqualität verringert. Um diese Degradierung der Empfangsqualität auszugleichen, müßte die erste Synchronisati onssequenz beispielsweise in einem Joint-Detection-Algorithmus berücksichtigt werden, was nachteilig eine erhöhte Komplexität der Teilnehmerstation erforderlich macht.This inventive arrangement of sending a first syn Chronization sequence in the downward direction in the time frame sits opposite an exemplary arrangement at the beginning of the Time frame the advantage that the signaling sequence none negative influence on the reception of signals in the successor time slots for the downward direction. Will at for example from neighboring base stations in parallel a first signaling sequence is sent, these are from depending on the respective distance of the base stations the receiving subscriber station with a different Delay received and, if necessary, with in the first time slot for the downlink sig overlap, which leads to increased interference and the reception quality is reduced. To this degradation of the The first synchronization would have to balance reception quality onssequence, for example, in a joint detection algorithm are taken into account, which disadvantageously increases complexity the subscriber station requires.

Eine einen Verbindungsaufbauversuch ausführende Teilnehmersta tion nutzt diese erste Synchronisationssequenz, die beispiels weise eine in der Teilnehmerstation bekannte Symbolfolge auf weist und mit einer erhöhten Sendeleistung gesendet wird, um das Ende der in Abwärtsrichtung gesendeten Zeitschlitze bzw. den Beginn des ersten Zeitschlitzes in Aufwärtsrichtung zu ermitteln. Weiterhin kann diese Sequenz für die Auswahl einer geeigneten Basisstation für einen Verbindungsaufbau verwendet werden. Da in diesem ersten Zeitfeld keine weitere Signalüber tragung stattfindet, wird hierdurch eine schnelle Synchronisa tion der Teilnehmerstation erzielt. Gleichzeitig kann die Teilnehmerstation eine erste Abschätzung hinsichtlich der Ent fernung zu der Basisstation aus dem Verhältnis zwischen der Sendeleistung und der Empfangsstärke durchführen, wenn der Teilnehmerstation die Sendeleistung, mit der die erste Syn chronisationssequenz von der Basisstation gesendet wird, be kannt ist. Von den weiteren Teilnehmerstationen, die sich ebenfalls in einem Funkversorgungsbereich der Basisstation oder einer benachbarten Basisstation befinden, wird diese Se quenz in gleicher Weise für eine Synchronisation auf die Zeitstruktur der Basisstation sowie beispielsweise für eine Verbindungsübergabeprozedur (Handover) verwendet.A subscriber station executing a connection attempt tion uses this first synchronization sequence, for example have a symbol sequence known in the subscriber station points and is transmitted with an increased transmission power the end of the time slots transmitted in the downward direction or the beginning of the first time slot in the upward direction determine. This sequence can also be used to select a suitable base station used for establishing a connection become. Since there are no further signals in this first time field carrying takes place, this will result in a quick synchronization tion of the subscriber station achieved. At the same time, the Subscriber station a first estimate regarding the Ent distance to the base station from the relationship between the Perform transmission power and reception strength if the Subscriber station the transmission power with which the first syn chronization sequence is sent from the base station, be is known. Of the other subscriber stations that are also in a radio coverage area of the base station or a neighboring base station, this Se quenz in the same way for a synchronization to the Time structure of the base station and for example for a Handover procedure used.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die erste Synchronisationssequenz auch vor dem letzten Zeit schlitz für die Abwärtsrichtung angeordnet werden. Vorteilhaft kann hierdurch in gleicher Weise beispielsweise die Position des ersten Zeitschlitzes für die Aufwärtsrichtung innerhalb des Zeitrahmens von der Teilnehmerstation ermittelt werden. Vorteilhaft wird durch diese Anordnung der ersten Synchronisa tionssequenz in dem Zeitrahmen ermöglicht, daß eine Teilneh merstation, die sich beispielsweise an der Funkzellgrenze be findet und einen Übertragungskanal in dem ersten Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung zugewiesen bekommen hat, in der Lage ist, weitere erste Synchronisationssequenzen von benachbarten Basisstationen zu empfangen und auszuwerten, bevor sie selbst mit dem Senden in Aufwärtsrichtung beginnt. Da die ersten Syn chronisationssequenzen der weiteren Basisstationen gegebenen falls mit einer größeren zeitlichen Verzögerung von der Teil nehmerstation empfangen werden, diese jedoch in der Teilneh merstation bezüglich einer möglichen Verbindungsübergabe aus gewertet werden müssen, steht der Teilnehmerstation ein größe res Zeitfeld zum Empfangen der ersten Synchronisationssequen zen zur Verfügung. Das beschriebene Problem kann alternativ hierzu dadurch gelöst werden, daß die Teilnehmerstation einen Interzell-Handover für die Signalübertragung in Aufwärtsrich tung anregt, bei dem ein bzw. mehrere Übertragungskanäle in einem anderen Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung zugewiesen werden. Diese Lösung erfordert jedoch nachteilig einen größe ren Signalisierungsaufwand sowie eine unter Umständen nicht akzeptable zeitliche Verzögerung.According to an alternative embodiment of the invention the first synchronization sequence also before the last time slot for the downward direction. Advantageous can position the position in the same way of the first time slot for the upward direction within of the time frame can be determined by the subscriber station. This arrangement of the first Synchronisa is advantageous tion sequence in the time frame enables a participant merstation, for example, located at the radio cell boundary finds and a transmission channel in the first time slot has been assigned for the upward direction is, further first synchronization sequences from neighboring Base stations to receive and evaluate before themselves starts sending upwards. Since the first Syn given chronological sequences of the other base stations if with a greater time delay from the part subscriber station are received, but this in the participant merstation regarding a possible connection transfer must be evaluated, the subscriber station is one size res time field for receiving the first synchronization sequences zen available. The problem described can be alternative can be solved in that the subscriber station one Intercell handover for signal transmission in upward direction device in which one or more transmission channels in assigned to another time slot for the uplink become. However, this solution disadvantageously requires a size ren signaling effort and possibly not acceptable time delay.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird vor und/oder nach der ersten Synchronisationssequenz resp. dem ersten Zeitfeld eine erste Schutzzeit vorgesehen. Durch dieses zusätzliche signalfreie Zeitfeld wird sichergestellt, daß eine Teilnehmerstation, die Signale in dem vorangehenden bzw. nach folgenden Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung empfängt, die erste Synchronisationssequenz nicht für die Detektion berück sichtigen muß resp. die erste Synchronisationssequenz keinen negativen Einfluß auf die Empfangsqualität hat. Dieser Fall kann beispielsweise bei einer Verarbeitung einer außergewöhn lich langen Kanalimpulsantwort in der Teilnehmerstation und einer dadurch möglichen zeitlichen Überschneidung von mehreren Signalen auftreten.According to a first development of the invention and / or after the first synchronization sequence resp. the a first protection time is provided in the first time field. Because of this additional signal-free time field ensures that a Subscriber station, the signals in the previous or after receives the following time slot for the downlink that the first synchronization sequence is not used for the detection must see resp. the first synchronization sequence none has a negative influence on the reception quality. This case can, for example, when processing an exceptional long channel impulse response in the subscriber station and a possible temporal overlap of several Signals occur.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den Zeitschlitzen für die Abwärts- und Aufwärtsrichtung eine Separationszeit vorgesehen. Diese Separationszeit beinhaltet keine Informationen und dient der Basisstation für eine Tran sition vom Sende- zum Empfangsfall. Gleichzeitig wird die Se parationszeit von der einen Verbindungsaufbauversuch ausfüh renden Teilnehmerstation genutzt, da diese noch keine genauen Kenntnis über die Entfernung zu der Basisstation und der not wendigen Vorhaltzeit besitzt, um ein synchrones Eintreffen der gesendeten Signale am Ort der Basisstation sicherzustellen. Weiterhin ermöglicht die Separationszeit Teilnehmerstationen, die sich in einer großen Distanz zu der Basisstation befinden, ein vorzeitiges Senden von Signalen in Aufwärtsrichtung im Vergleich zu Teilnehmerstationen mit einer geringeren Distanz. Die Länge der Separationszeit entspricht beispielsweise einer doppelten maximalen Signallaufzeit zuzüglich einer gesamten internen Verarbeitungszeit. Diese Länge bestimmt gleichzeitig den maximalen Radius der Funkzelle der Basisstation. Seitens der Basisstation wird die Separationszeit konstant gehalten, währenddessen die Separationszeit seitens der Teilnehmersta tionen individuell um die spezifische Vorhaltzeit für das vor zeitige Senden verkürzt wird.According to a further development of the invention, between the time slots for the downward and upward direction Separation time provided. This separation time includes no information and serves as the base station for a train sition from send to receive. At the same time, the Se paration time from which to attempt to establish a connection used subscriber station, since these are not yet precise Knowledge of the distance to the base station and the emergency has agile lead time to ensure that the ensure sent signals at the location of the base station. Furthermore, the separation time enables subscriber stations which are at a great distance from the base station, a premature transmission of signals in the upward direction in the Compared to subscriber stations with a shorter distance. The length of the separation time corresponds to one, for example twice the maximum signal runtime plus an entire internal processing time. This length determines at the same time the maximum radius of the radio cell of the base station. On the part of the base station keeps the separation time constant, the separation time on the part of the participant sta individually around the specific lead time for the timely sending is shortened.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird von der den Verbindungsaufbauversuch ausführenden Teilnehmerstation ein Verbindungsaufbauwunsch in einem Zugriffssignalisierungs kanal in einem ersten Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung zu der Basisstation signalisiert. Dieser Zugriffssignalisierungs kanal kann beispielsweise in einem spezifischen fest allokier ten Übertragungskanal des ersten Zeitschlitzes angeordnet sein.According to a further development of the invention the subscriber station carrying out the connection establishment attempt a connection establishment request in an access signaling channel in a first time slot for the upward direction signaled to the base station. This access signaling Channel can, for example, be allocated in a specific fixed manner th transmission channel of the first time slot arranged his.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorangehenden Weiterbildung wird von der Teilnehmerstation zumindest eine zweite Synchronisati onssequenz vor dem ersten Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung gesendet. Hierfür kann ein spezifisches zweites Zeitfeld vor gesehen werden oder die zweite Synchronisationssequenz wird in der Separationszeit gesendet. Einer weiteren Ausgestaltung zufolge ist nach der zweiten Synchronisationssequenz bzw. nach dem zweiten Zeitfeld eine zweite Schutzzeit vorgesehen.According to one embodiment of the previous training at least a second synchronization from the subscriber station sequence before the first time slot for the upward direction Posted. A specific second time field can be set up for this be seen or the second synchronization sequence is in the separation time sent. Another embodiment according to is after the second synchronization sequence or after a second guard time is provided in the second time field.

Die zweite Synchronisationssequenz wird in der Basisstation für eine Synchronisation auf die Zeitstruktur der Teilnehmer station verwendet. Bei einer Teilnehmerseparierung gemäß einem CDMA-Verfahren führt die Basisstation beispielsweise eine Ent spreizung der von der Teilnehmerstation in dem Zugriffssigna lisierungskanal gesendeten Informationen bezüglich des Verbin dungsaufbauwunsches durch, wobei die Signale mit den bekannten Spreizkodes korreliert werden und hierdurch der von der Teil nehmerstation verwendete Spreizkode ermittelt werden kann. Ist die Basisstation nachfolgend in der Lage, die Informationen der Teilnehmerstation auszuwerten, so signalisiert sie der Teilnehmerstation in einem nachfolgenden Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung beispielsweise Informationen bezüglich eines zu verwendenden Dienstekanals bzw. eines direkt zugewiesenen Übertragungskanals, einer genauen Adjustierung der Synchroni sation sowie einer Anpassung der Sendeleistung. Die Zuweisung eines Kanals kann vorteilhaft erfolgen, in dem die Basissta tion jeweils den Zeitschlitz relativ zu der ersten Synchroni sationssequenz angibt. Hierdurch ist in der Teilnehmerstation keine Kenntnis über beispielsweise den Zeitrahmenbeginn erfor derlich, da alle Angabe relativ zu der Position der ersten Synchronisationssequenz gemacht werden.The second synchronization sequence is in the base station for synchronization to the time structure of the participants station used. With a participant separation according to a For example, the base station performs a CDMA procedure spreading of the subscriber station in the access signal Information channel sent regarding the connection by the desired construction, the signals with the known Spreading codes are correlated and thereby that of the part spreading code used station station can be determined. Is the base station subsequently able to receive the information to evaluate the subscriber station, so it signals Subscriber station in a subsequent time slot for the Downward direction, for example, information regarding a service channel to be used or a directly assigned one Transmission channel, a precise adjustment of the synchronizer sation and an adjustment of the transmission power. The assignment a channel can advantageously take place in which the base sta tion each time slot relative to the first synchronization station sequence indicates. This is in the subscriber station No knowledge of, for example, the start of the time frame This is because all information is relative to the position of the first Synchronization sequence are made.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird in den Zeitschlitzen für die Aufwärtsrichtung von den Teilnehmersta tionen jeweils eine dritte Synchronisationssequenz gesendet, die in der Basisstation beispielsweise für eine Schätzung der erforderlichen Vorhaltzeit verwendet wird. Hierfür wird ein spezifisches drittes Zeitfeld in den Zeitschlitzen vorgesehen, das beispielsweise den Beginn des jeweiligen Zeitschlitzes darstellt. Die dritte Synchronisationssequenz wird nur von jeweils einer Teilnehmerstation in einem Zeitschlitz gesendet, so daß die Basisstation in jedem Zeitschlitz nur eine dritte Sequenz auswerten muß. Die Teilnehmerstationen senden bei spielsweise sukzessiv von Zeitrahmen zu Zeitrahmen jeweils die dritte Synchronisationssequenz. In dem Zugriffssignalisie rungskanal, der wie oben beschrieben in dem ersten Zeitschlitz für die Aufwärtsrichtung angeordnet ist, kann beispielsweise auf das dritte Zeitfeld verzichtet werden, da dieser Kanal nur für einen Verbindungsaufbau genutzt und nicht dauerhaft einer Verbindung zugewiesen wird.According to a further development of the invention, the Time slots for the upward direction from the subscriber stations a third synchronization sequence is sent, those in the base station, for example, for an estimate of the required lead time is used. For this, a specific third time field provided in the time slots, for example the start of the respective time slot represents. The third synchronization sequence is only from sent to a subscriber station in a time slot, so that the base station only has a third in each time slot Must evaluate sequence. The subscriber stations send for example, successively from time frame to time frame third synchronization sequence. In the access signal channel that, as described above, in the first time slot is arranged for the upward direction, for example the third time field can be dispensed with, since this channel only used to establish a connection and not permanently one Connection is assigned.

Die zweite Schutzzeit zwischen dem Senden der zweiten Synchro nisationssequenz und dem Beginn des ersten Zeitschlitzes für Aufwärtsrichtung mit dem dritten Zeitfeld für die dritte Syn chronisationssequenz stellt sicher, daß keine nachteilige In terferenz zwischen den Signalen der Sequenzen am Ort der Ba sisstation auftritt. Dieser Fall kann beispielsweise auftre ten, wenn die Teilnehmerstation eine geringere als die reale Distanz zu der Basisstation schätzt und die zweite Synchroni sationssequenz mit einer nicht ausreichenden Vorhaltzeit sen det, wodurch die Kanalimpulsantwort der zweiten Synchronisati onssequenz nachteilig zeitlich in den ersten Zeitschlitz für Aufwärtsrichtung hineinragt.The second guard time between sending the second synchro sequence and the beginning of the first time slot for Upward direction with the third time field for the third syn Chronization sequence ensures that no adverse In interference between the signals of the sequences at the location of the Ba sisstation occurs. This case can occur, for example if the subscriber station is less than the real one Estimates the distance to the base station and the second synchronizer station sequence with insufficient lead time det, whereby the channel impulse response of the second synchronizer sequence disadvantageously in time in the first time slot for Protrudes upwards.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird von der Basisstation zumindest ein allgemeiner Signalisierungskanal in dem jeweils letzten Zeitschlitz für die Abwärtsrichtung gesen det. Hierdurch ist vorteilhaft die Position dieses allgemeinen Signalisierungskanals eindeutig bezüglich der ersten Synchro nisationssequenz definiert, unabhängig von einer aktuellen Anzahl für die Abwärtsrichtung verwendeter Zeitschlitze, so daß die Teilnehmerstation schnell auf diesen allgemeinen Sig nalisierungskanal zugreifen kann. In dem allgemeinen Signali sierungskanal kann neben allgemeinen Informationen bezüglich des Systems, der verwendeten Spreizkodes usw. auch eine Angabe der aktuellen Konfiguration der verwendeten Zeitschlitze für die Abwärts- und Aufwärtsrichtung enthalten sein, so daß die Teilnehmerstation den Beginn eines Zeitrahmens ermitteln kann.According to a further embodiment of the invention, the Base station at least one general signaling channel in the last time slot for the downward direction det. This makes the position of this general advantageous Signaling channel clearly related to the first synchro nization sequence defined, regardless of a current one Number of time slots used for the downward direction, see above that the subscriber station quickly on this general Sig channel can access. In the general signali In addition to general information regarding the of the system, the spreading codes used etc. also an indication the current configuration of the time slots used for the downward and upward directions may be included so that the Subscriber station can determine the start of a time frame.

Für den Fall, daß das Funk-Kommunikationssystem derart ausge staltet ist, daß die Zeitrahmen benachbarter Basisstationen eine jeweils unterschiedliche Konfiguration der Anzahl von Zeitschlitzen für die Abwärts- und Aufwärtsrichtung aufweisen können, können die ersten Synchronisationssequenzen der umlie genden Basisstationen von der Teilnehmerstation empfangen wer den. Relativ zu dieser ersten Synchronisationssequenz kann die Teilnehmerstation unmittelbar die Positionen der Separations zeit, des ersten Zeitschlitzes für die Aufwärtsrichtung sowie den allgemeinen Signalisierungskanal bestimmen, da diese Kon figuration in dem gesamten Netzwerk identisch ist.In the event that the radio communication system out is that the time frames of neighboring base stations a different configuration of the number of Have time slots for the downward and upward direction can, the first synchronization sequences of the base stations received by the subscriber station the. Relative to this first synchronization sequence, the Participant station immediately the positions of the separations time, the first time slot for the upward direction and determine the general signaling channel, since this Kon figuration is identical across the network.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie genden Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the enclosed ing drawings explained in more detail.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems, Fig. 1 is a block diagram of a radio communication system, especially a mobile radio system,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen TDD-Funkschnittstelle, und Fig. 2 is a schematic representation of a TDD radio interface according to the invention, and

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Verbindungsaufbau. Fig. 3 is a flow diagram of a method according to the invention when establishing a connection.

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. Die Größe der Funkzelle wird in der Regel durch die Reichweite des allgemeinen Organisations kanals BCCH, der von den Basisstationen BS mit einer jeweils maximalen Sendeleistung gesendet wird, bestimmt. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen versorgt. Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile da von. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk- Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.The mobile radio system shown in FIG. 1 as an example of a radio communication system consists of a multiplicity of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one device RNC for allocating radio technical resources. Each of these RNC devices in turn enables a connection to at least one base station BS. Such a base station BS can interface via a radio interface to other radio stations, e.g. B. Mobile stations MS or other mobile and stationary devices. At least one radio cell is formed by each base station BS. The size of the radio cell is usually determined by the range of the general organization channel BCCH, which is sent by the base stations BS with a maximum transmission power. In the case of sectorization or hierarchical cell structures, several radio cells are also supplied per base station BS. An operation and maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the mobile radio system or for parts of it. The functionality of this structure can be transferred to other radio communication systems in which the invention can be used, in particular for subscriber access networks with a wireless subscriber line.

Die Rahmenstruktur der Funkübertragung im TDD-Modus ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente (time di vision multiple access) ist eine Aufteilung eines breitbandi gen Frequenzbereichs in mehrere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, beispielsweise 10 Zeitschlitze ts0 bis ts9 vorge sehen, die einen Zeitrahmen fr bilden. Ein Frequenzband B er streckt sich über einen bestimmten Frequenzbereich. Ein Teil der Zeitschlitze wird in Abwärtsrichtung DL und ein Teil der Zeitschlitze wird in Aufwärtsrichtung UL benutzt. Beispiel haft ist ein Asymmetrieverhältnis von 3 : 2 zugunsten der Ab wärtsrichtung DL gezeigt. Bei diesem TDD-Übertragungsverfah ren entspricht das Frequenzband B für die Aufwärtsrichtung UL dem Frequenzband B für die Abwärtsrichtung DL. Gleiches wie derholt sich für weitere Trägerfrequenzen. Durch die variable Zuordnung der Zeitschlitze ts für Auf- oder Abwärtsrichtung UL, DL können vielfältige asymmetrische Ressourcenzuteilungen vorgenommen werden.The frame structure of the radio transmission in TDD mode can be seen from FIG. 2. According to a TDMA (time di vision multiple access) component, a division of a broadband frequency range into a plurality of time slots ts of the same length of time, for example 10 time slots ts0 to ts9, is provided, which form a time frame fr. A frequency band B extends over a certain frequency range. Some of the time slots are used in the downward direction DL and some of the time slots are used in the upward direction UL. An asymmetry ratio of 3: 2 in favor of the downward direction DL is shown as an example. In this TDD transmission method, the frequency band B for the upward direction UL corresponds to the frequency band B for the downward direction DL. The same thing is repeated for other carrier frequencies. Due to the variable assignment of the time slots ts for upward or downward direction UL, DL, a variety of asymmetrical resource allocations can be made.

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. Information from several connections is transmitted in radio blocks within the time slots. The data d are connection-individually spread with a fine structure, a spreading code c, so that on the receiving side, for example, n connections can be separated by this CDMA component (code division multiple access). The spreading of individual symbols of the data d causes the duration t _chip to be transmitted within the symbol duration t _sym Q chips. The Q chips form the connection-specific spreading code c.

Die verwendeten Parameter der Funkschnittstelle für den TDD- Modus sind vorteilhafterweise:
The parameters of the radio interface used for the TDD mode are advantageously:

Chiprate: 2 . 1.1136 Mcps
Rahmendauer: 5 ms
Anzahl Zeitschlitze: 10
Dauer eines Zeitschlitzes: 500 µs
Symbole pro Zeitschlitz: 40,5
Spreizfaktor: variabel, max. 16
Modulationsart: DQPSK oder 16 QAM
Bandbreite: 1,4 MHz
Frequenzwiederholungswert: 1Chip rate: 2. 1.1136 Mcps
Frame duration: 5 ms
Number of time slots: 10
Duration of a time slot: 500 µs
Symbols per time slot: 40.5
Spreading factor: variable, max. 16
Modulation type: DQPSK or 16 QAM
Bandwidth: 1.4 MHz
Repeat frequency value: 1

Zwischen den Zeitschlitzen für die Abwärts- DL und für die Aufwärtsrichtung UL ist ein Umschaltpunkt SP vorgesehen, den die Teilnehmerstationen MS bzw. die Basisstation BS für die Transition zwischen Empfangsfall und Sendefall bzw. umgekehrt nutzen. Der Zeitraum um den Umschaltpunkt ist unterhalb des allgemeinen Strukturbilds der Funkschnittstelle beispielhaft dargestellt. Hierbei sind alle erfindungsgemäßen Ausgestal tungen angegeben. Die nachfolgenden Angaben bezüglich der Pa rameter und der jeweiligen Anzahl Symbole sind Beispiele, die in der technischen Realisierung spezifischen Bedingungen oder hinsichtlich einer Harmonisierung mit weiteren Systemen ange paßt werden können.Between the time slots for the downlink DL and for the A switchover point SP is provided for the upward direction UL the subscriber stations MS or the base station BS for the Transition between reception case and transmission case or vice versa use. The period around the switchover point is below the general structure diagram of the radio interface as an example shown. Here are all Ausgestal invention specified. The following information regarding the Pa rameter and the respective number of symbols are examples that in the technical implementation specific conditions or regarding harmonization with other systems can be fit.

Aufgezeigt ist jeweils beispielhaft der Fall, daß sowohl der allgemeine Signalisierungskanal BCCH (Broadcast Control Chan nel) sowie der Zugriffssignalisierungskanal RACH (Random Access Channel), die in ihrer Grundstruktur bereits aus dem bekannten GSM-Mobilfunksystem bekannt sind, jeweils einen gleichen Spreizkode c, beispielsweise den Spreizkode 0, in dem letzten Zeitschlitz ts für die Abwärtsrichtung DL bzw. in dem ersten Zeitschlitz ts für die Aufwärtsrichtung UL nutzen. Die beiden Zeitschlitze ts sind in der Fig. 2 nur als Aus schnitt angegeben, die allgemeine Struktur eines Zeitschlit zes für die Aufwärtsrichtung UL ist in dem unteren Bereich der Fig. 2 offenbart.The example shows that both the general signaling channel BCCH (Broadcast Control Chan nel) and the access signaling channel RACH (Random Access Channel), which are already known in their basic structure from the known GSM mobile radio system, each have the same spreading code c, for example use the spreading code 0 in the last time slot ts for the downward direction DL or in the first time slot ts for the upward direction UL. The two time slots ts are shown in FIG. 2 only as an excerpt, the general structure of a time slot for the upward direction UL is disclosed in the lower area of FIG. 2.

In dem ersten Beispiel des Umfeldes des Umschaltpunktes SP ist zwischen dem letzten Zeitschlitz ts für die Abwärtsrich tung DL und dem ersten Zeitschlitz ts für die Aufwärtsrich tung UL eine Separationszeit g von 12 Symbolen vorgesehen. Zeitlich vor der Separationszeit g ist ein erstes Zeitfeld zf1 mit 4 Symbolen vorgesehen, das die Basisstation BS zum Senden einer ersten Synchronisationssequenz sync1 nutzt. Um eine Interferenz zwischen in dem letzten Zeitschlitz ts für die Abwärtsrichtung DL gesendeten Signalen und der ersten Synchronisationssequenz sync1 zu vermeiden, ist dem ersten Zeitfeld zf1 eine erste Schutzzeit gp1 von 2 Symbolen vorge schaltet. Zeitlich nach der Separationszeit g ist ein zweites Zeitfeld zf2 von 3 Symbolen vorgesehen, das von einer einen Verbindungsaufbauversuch unternehmenden Teilnehmerstation MS zur Signalisierung eines Verbindungsaufbauwunsches genutzt wird. Hierbei kann das zweite Zeitfeld zf2 alternativ auch in die Separationszeit g integriert werden. Wiederum zur Vermei dung von Interferenzstörungen am Ort der Basisstation BS, beispielsweise aufgrund einer zu großen Übertragungsverzöge rung, kann nach dem zweiten Zeitfeld zf2 eine zweite Schutz zeit gp2 von 2 Symbolen vorgesehen werden. In dem ersten Zeitschlitz ts sowie in allen weiteren Zeitschlitzen ts für die Aufwärtsrichtung UL ist ein drittes Zeitfeld zf3 von 2 Symbolen vorgesehen, das von den Teilnehmerstationen MS ab wechselnd für eine Signalisierung einer dritten Synchronisa tionssequenz sync genutzt wird. Die dritte Synchronisations sequenz sync3 wird von der Basisstation BS für die Regelung der Vorhaltzeit verwendet.In the first example of the environment of the switching point SP is between the last time slot ts for the downlink device DL and the first time slot ts for the upward direction UL a separation time g of 12 symbols is provided. Before the separation time g is a first time field zf1 provided with 4 symbols that the base station BS to Sending a first synchronization sequence sync1 uses. Around an interference between in the last time slot ts for the downward direction DL sent signals and the first Avoiding sync1 synchronization sequence is the first Time field zf1 a first protection time gp1 of 2 symbols switches. There is a second after the separation time g Time field zf2 provided by 3 symbols, that of one Attempt to establish a connection attempting subscriber station MS used to signal a connection request becomes. Here, the second time field zf2 can alternatively also in the separation time g can be integrated. Again to avoid interference interference at the location of the base station BS, for example due to excessive transmission delays tion, a second protection can be provided after the second time field zf2 time gp2 of 2 symbols can be provided. In the first Time slot ts and in all other time slots ts for the upward direction UL is a third time field zf3 of 2 Symbols provided that depend on the subscriber stations MS alternately for signaling a third Synchronisa tion sequence sync is used. The third synchronization Sequence sync3 is used by the base station BS for the regulation the lead time used.

In dem zweiten Beispiel ist das erste Zeitfeld zf1 zeitlich vor dem letzten Zeitschlitz ts für die Abwärtsrichtung DL an geordnet, das beispielsweise von jeweils einer ersten Schutz zeit gp1 umrahmt ist, um eine Interferenzbeeinflussung mit den umliegenden Zeitschlitzen ts zu vermeiden. Die Separati onszeit g folgt bei diesem Beispiel unmittelbar dem letzten Zeitschlitz ts für die Abwärtsrichtung DL.In the second example, the first time field zf1 is temporal before the last time slot ts for the downward direction DL ordered, for example by a first protection time gp1 is framed to influence interference to avoid the surrounding time slots ts. The Separati ons time g follows the last one in this example Time slot ts for the downward direction DL.

Die Struktur eines Zeitschlitzes ts für die Aufwärtsrichtung UL weist neben dem beschriebenen dritten Zeitfeld zf3 für die dritte Synchronisationssequenz sync3 zwei Datenblöcke mit je weils 16 Symbolen sowie eine Trainingssequenz tseq mit einer Länge von 8 in der Basisstation BS bekannten Symbolen auf, die für eine Kanalschätzung verwendet werden. Abgeschlossen wird der Zeitschlitz ts mit einer dritten Schutzzeit gp3 von 0,5 Symbolen zur Kompensation unterschiedlicher Signallauf zeiten der Verbindungen in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen ts. Ein Zeitschlitz ts für die Abwärtsrichtung DL entspricht bis auf das dritte Zeitfeld zf3 dieser Struktur, wobei die aufgrund des Fehlens des dritten Zeitfeldes zf3 nicht verwen deten Symbole beispielsweise zusätzlich für die Datenübertra gung oder für eine Verlängerung der Trainingssequenz tseq verwendet werden können.The structure of a time slot ts for the upward direction In addition to the third time field zf3 described for the UL third synchronization sequence sync3 two data blocks each because 16 symbols and a training sequence tseq with one Length of 8 symbols known in the base station BS, used for channel estimation. Completed the time slot ts with a third guard time gp3 of 0.5 symbols to compensate for different signal runs times of the connections in successive time slots ts. A time slot ts for the downward direction DL corresponds except for the third time field zf3 of this structure, the do not use zf3 due to the absence of the third time field symbols, for example, for data transfer or for an extension of the training sequence tseq can be used.

In der Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, bei dem beispielhaft ein Verbindungs aufbauversuch von einer Teilnehmerstation MS durchgeführt wird.In Fig. 3 is a flowchart of the inventive method is given in which an example of a connection establishment attempt is performed by a subscriber station MS.

Die Basisstation BS sendet periodisch einen allgemeinen Sig nalisierungskanal BCCH sowie eine erste Synchronisationsse quenz sync1 in Abwärtsrichtung DL entsprechend der in der Fig. 2 beschriebenen Struktur. Sowohl der allgemeine Signalisie rungskanal BCCH als auch die erste Synchronisationssequenz sync1 werden mit einer erhöhten Sendeleistung gegenüber nor malen Verkehrsverbindungen gesendet, um auch Teilnehmersta tion MS in einer großen Entfernung von der Basisstation BS, beispielsweise am Funkzellenrand, eine ausreichende Empfangs qualität zu gewährleisten.The base station BS periodically sends a general signaling channel BCCH and a first synchronization sequence sync1 in the downward direction DL in accordance with the structure described in FIG. 2. Both the general signaling channel BCCH and the first synchronization sequence sync1 are sent with an increased transmission power compared to normal traffic connections in order to ensure that station MS at a great distance from the base station BS, for example at the radio cell edge, has an adequate reception quality.

Von der Teilnehmerstation MS, die noch keine Kommunikations verbindung über die Basisstation BS unterhält, wird die erste Synchronisationssequenz sync1 in dem Zeitrahmen fr ermittelt, da deren Symbolfolge der Teilnehmerstation MS per se bekannt ist, und mittels der Sequenz sync1 eine erste Synchronisation auf die Zeitstruktur der Basisstation BS durchgeführt. Da der Teilnehmerstation MS die Entfernung zu der Basisstation BS und somit die Signallaufzeit nicht bekannt ist, führt sie weiterhin eine grobe Abschätzung der aktuellen Distanz anhand beispielsweise der Empfangsstärke der ersten Synchronisati onssequenz sync1 durch. Aufgrund der in der Fig. 2 dargestell ten festen Positionen der Separationszeit g, des allgemeinen Signalisierungskanals BCCH sowie des Zugriffssignalisierungs kanals RACH relativ zu der ersten Synchronisationssequenz sync1 kann die Teilnehmerstation MS beispielsweise unmittel bar die Position des allgemeinen Signalisierungskanals BCCH ermitteln und dessen Informationen auswerten.From the subscriber station MS, which does not yet have a communication connection via the base station BS, the first synchronization sequence sync1 is determined in the time frame fr, since the symbol sequence of the subscriber station MS is known per se, and by means of the sequence sync1 a first synchronization to the time structure of the Base station BS performed. Since the subscriber station MS does not know the distance to the base station BS and thus the signal propagation time, it continues to carry out a rough estimate of the current distance using, for example, the reception strength of the first synchronization sequence sync1. On the basis of the fixed positions of the separation time g shown in FIG. 2, the general signaling channel BCCH and the access signaling channel RACH relative to the first synchronization sequence sync1, the subscriber station MS can, for example, determine the position of the general signaling channel BCCH directly and evaluate its information.

Unabhängig von anderen Betrachtungen des Verfahrens ist es vorteilhaft, folgende Überlegungen bei der Berechnung einer Vorhaltzeit für einen Erstzugriff der Teilnehmerstation MS im Zugriffssignalisierungskanals RACH zu berücksichtigen.Regardless of other considerations of the process, it is advantageous to consider the following when calculating a Lead time for a first access of the subscriber station MS in Access signaling channel RACH to be considered.

Ein statistisches Berechnungsmodell sollte neben der Emp fangsstärke auch einen Vergleich von Empfangsleistung und/oder Empfangszeitpunkten von Signalen mehrerer Basissta tionen (ist der Empfangszeitpunkt - Zeitrahmenbeginn - von Signalen zweier Basisstation gleich, so befindet sich die Teilnehmerstation wahrscheinlich am Zellrand), die zuvor be nutzten Vorhaltzeiten (z. B. bei vorherigen Verbindungen oder vorherigen Aussendungen innerhalb einer Paketdatenverbin dung), einen Trend der Entwicklung der Vorhaltzeiten von vor herigen Verbindungen zur gleichen Basisstation, die Zell größe, eine Pfaddämpfung der Funkschnittstelle, die Position der Teilnehmerstation innerhalb einer Funkzelle und eine ge schätze Kanalimpulsantwort (Signalstärke und Zeitpunkt) der Aussendungen der Basisstation in der Teilnehmerstation be rücksichtigen. Generell läßt sich die Vorhaltzeit nach TA = 2 . s/c berechnen, wobei s die geschätzte Entfernung (oder der Hauptsignalpfad) von der Basisstation BS und c die Lichtge schwindigkeit ist. Je genauer die Schätzung für s, um so ge nauer auch die Vorhaltzeitbestimmung.In addition to the Emp catch strength also a comparison of reception power and / or times of reception of signals from several base stations tion (is the time of reception - time frame start - of Signals of two base stations are the same, that is Subscriber station probably on the edge of the cell), previously used lead times (e.g. for previous connections or previous transmissions within a packet data link dung), a trend in the development of lead times from before connections to the same base station, the cell size, path attenuation of the radio interface, the position the subscriber station within a radio cell and a ge estimate channel impulse response (signal strength and timing) of the Broadcasts from the base station in the subscriber station take into account. The lead time can generally be calculated according to TA = 2nd Calculate s / c, where s is the estimated distance (or the Main signal path) from the base station BS and c the light is dizziness. The more accurate the estimate for s, the more ge more precisely, the lead time determination.

Die Berechnung der initialen Vorhaltzeit wird häufig mit ei ner gewissen Unsicherheit belastet sein. Es ist jedoch vor teilhaft, bei großer Unsicherheit eine Vorhaltzeit zu bevor zugen, die eine geringe Kollisionswahrscheinlichkeit hervor ruft. Für einen Erstzugriff sollte eine Vorhaltzeit mit ge ringer Kollisionswahrscheinlichkeit im Vergleich zu wieder holten Aussendungen für eine Paketdatenübertragung gewählt werden. Die Kollisionswahrscheinlichkeit ist ein Abbild für die Wahrscheinlichkeit, daß auch andere Teilnehmerstationen MS im Zugriffssignalisierungskanals RACH senden und bei der empfangenden Basisstation BS sich die Aussendungen überla gern. Die Kollisionen können durch Aussendungen in anderen Zeitschlitzen ts hervorgerufen werden. Durch die Wahl unter schiedlicher zweiter Synchronisationssequenzen sync2, einem mehrfachen Senden pro Zeitschlitz und einer Sendeleistung, die bei der empfangenden Basisstation BS zu größeren Emp fangsleistungsunterschieden führt (Capture Effect), kann die Kollisionswahrscheinlichkeit verringert werden. Doch auch der Sendezeitpunkt und damit die gewählte Vorhaltzeit spielt eine entscheidende Rolle.The calculation of the initial lead time is often done with ei certain uncertainty. However, it is before partial, in case of great uncertainty, a lead time before that have a low probability of collision calls. For a first access, a lead time with ge ringer collision probability compared to again fetched transmissions selected for a packet data transmission become. The collision probability is an image for the probability that other subscriber stations Send MS in the access signaling channel RACH and at the receiving base station BS the transmissions overlaid gladly. The collisions can be caused by emissions in others Time slots ts are caused. By choosing from different second synchronization sequences sync2, one multiple transmissions per time slot and one transmission power, the Emp at the receiving base station to larger performance differences (capture effect), the Collision probability can be reduced. But also that The time of transmission and thus the selected lead time plays a role decisive role.

Da die zweiten Synchronisationssequenzen sync2 im Vergleich zur Zeitschlitzlänge eher kurz sind, stehen mitunter für die Teilnehmerstation MS eine große Auswahl akzeptabler Vorhalt zeiten zur Auswahl. Dann sollte eine Vorhaltzeit gewählt wer den, die anderen Teilnehmerstationen wahrscheinlich nicht zu gänglich ist. Bei Paketdatendiensten mit mehreren zeitlich in einem Zeitschlitz separierten Sequenzen kann eine von mehre ren Vorhaltzeiten TA von der Basisstation BS zugewiesen wer den. Auch die Distanz der Teilnehmerstation MS zur Basissta tion spielt eine Rolle. Eine Teilnehmerstation MS am Funk zellrand hat einen begrenzten Spielraum, da eine zu große Vorhaltzeit evtl. zu einem Senden der Teilnehmerstation MS bereits zu einem Zeitpunkt führt, zu dem Teilnehmerstationen MS noch Aussendungen der Basisstation BS empfangen wollen. Dagegen hat eine Teilnehmerstation MS in der Zellmitte einige Vorhaltzeitwerte zu Auswahl.Since the second synchronization sequences sync2 in comparison are rather short for the time slot length, sometimes stand for the Subscriber station MS a large selection of acceptable reserve times to choose from. Then a lead time should be chosen to the other subscriber stations probably not is common. For packet data services with several times in Sequences separated by a time slot can be one of several ren retention times TA assigned by the base station BS the. The distance from the subscriber station MS to the base station tion plays a role. A subscriber station MS on the radio zellrand has limited scope because it is too large Lead time possibly for sending the subscriber station MS leads to subscriber stations at a time MS still want to receive transmissions from the base station BS. In contrast, a subscriber station MS has some in the middle of the cell Selection of lead time values.

Fall 1: Die Teilnehmerstation MS ist in der Zellmitte. Wird TA = 0 eingestellt, so wird die Synchronisationssequenz sync2 am Ende der Separationszeit g empfangen. Wird TA = max eingestellt, so wird die zweite Synchronisationssequenz sync2 zu Beginn der Separationszeit g empfangen. Es sind jeweils kaum Kollisionen zu erwarten. Ein Schätzfehler spielt kaum eine Rolle, da bei 100 m Entfernung von der Basisstation BS und einen Fehler durch log normal fading von 10 dB die ge schätzte Entfernung gleich 316 m beträgt.Case 1: The subscriber station MS is in the middle of the cell. If TA = 0 is set, the synchronization sequence sync2 received at the end of separation time g. If TA = max is set, the second synchronization sequence sync2 received at the beginning of the separation time g. They are each hardly any collisions to be expected. An estimation error hardly plays a role because at 100 m distance from the base station BS and an error caused by log normal fading of 10 dB estimated distance is 316 m.

Fall 2: Die Teilnehmerstation MS hat einen Maximalabstand zur Basisstation BS.Case 2: The subscriber station MS has a maximum distance from Base station BS.

Falls die Teilnehmerstation MS eine Distanz kleiner 20 km (maximaler Zellradius) schätzt, so kollidiert die zweite Syn chronisationssequenz sync2 mit den Aussendungen des ersten Zeitschlitzes ts für die Aufwärtsrichtung UL. Ein TA = max führt zu einem Empfang am Ende der Separationszeit g. Dieser Wert der Vorhaltzeit (TA = max) ist somit sehr sicher bezüg lich der Kollisionen. Wird eine Entfernung zwischen 20 und 40 km geschätzt, dann sind Kollisionen mit Signalen von Teilneh merstationen MS in Abwärtsrichtung DL in der nahen Umgebung möglich. Falls dies nicht gewünscht ist, so kann der maximal erlaubte Wert für die Vorhaltzeit TA mit dem Wert für 20 km festgelegt werden. Schätzfehler haben einen größeren Einfluß. Ist die Entfernung 20 km und der Fehler durch log normal fa ding 10 dB so ist die geschätzte Entfernung 63 km. Dieser Fehler ist nicht mehr vernachlässigbar.If the subscriber station MS is less than 20 km away (maximum cell radius), the second syn collides Chronization sequence sync2 with the broadcasts of the first Time slot ts for the upward direction UL. A TA = max leads to reception at the end of the separation time g. This The value of the lead time (TA = max) is therefore very secure of the collisions. Is a distance between 20 and 40 km estimated, then there are collisions with signals from participant merstations MS in the downward direction DL in the vicinity possible. If this is not desired, then the maximum permitted value for the lead time TA with the value for 20 km be determined. Estimation errors have a greater impact. Is the distance 20 km and the error by log normal fa Thing 10 dB so the estimated distance is 63 km. This Mistakes are no longer negligible.

Nach einer positiven Entscheidung über die Auswahl der Basis station BS - die Teilnehmerstation MS wählt in der Regel die Basisstation BS aus, deren erste Synchronisationssequenz sync1 sie mit der größten Empfangsstärke empfängt - und den Verbindungsaufbau sendet die Teilnehmerstation MS unter Kenntnis der Position des zweiten Zeitfeldes zf2 eine zweite Synchronisationssequenz sync2 zu der Basisstation BS. Hierbei verwendet sie die grob ermittelte Entfernung zu der Basissta tion BS, um eine ausreichende Vorhaltzeit (Timing Advance) einzustellen. Nachfolgend sendet sie in dem Zugriffssignali sierungskanal RACH Signale über den Verbindungsaufbauwunsch zu der Basisstation BS. Die Basisstation BS erkennt anhand der zweiten Synchronisationssequenz sync2, daß eine Teilneh merstation MS einen Verbindungsaufbauversuch unternimmt und nutzt die Sequenz sync2, um sich auf diese zu synchronisieren und anschließend den RACH auszuwerten. Ist die Basisstation BS in der Lage, den Inhalt des RACH auszuwerten und einen Übertragungskanal zuzuweisen, so signalisiert sie dieses mit tels einer speziellen Bestätigungssignalisierung zu der Teil nehmerstation MS. Die Bestätigungssignalisierung kann bei spielsweise Angaben über jeweils in Aufwärts- UL und Ab wärtsrichtung DL zu verwendende Zeitschlitze ts und Spreiz kodes c, sowie Angaben bezüglich einer genaueren Synchroni sierung und Sendeleistungsregelung umfassen, oder auf einen speziellen Dienstekanal verweisen, auf dem ein weiterer Sig nalisierungsaustausch für den Verbindungsaufbau stattfinden kann. Zur Spezifizierung der Zeitschlitze ts kann die Basis station BS jeweils eine Angabe bezüglich der relativen Di stanz zu der ersten Synchronisationssequenz sync1 signalisie ren.After a positive decision about the choice of the base station BS - the subscriber station MS usually selects the Base station BS, whose first synchronization sequence sync1 receives them with the greatest reception strength - and that Connection establishment sends the subscriber station MS under Knowledge of the position of the second time field zf2 a second Synchronization sequence sync2 to the base station BS. Here it uses the roughly determined distance to the base station tion BS to ensure a sufficient lead time (timing advance) adjust. It then sends i in the access signal RACH sation channel Signals about the connection establishment request to the base station BS. The base station BS recognizes on the basis of the second synchronization sequence sync2 that a participant merstation MS tries to establish a connection and uses the sequence sync2 to synchronize with it and then evaluate the RACH. Is the base station BS is able to evaluate the content of the RACH and one Assign transmission channel, so it signals this by means of a special confirmation signaling to the part slave station MS. The confirmation signaling can at for example, information about upward UL and down downward direction DL to use time slots ts and spread codes c, as well as information regarding a more precise synchronization sation and transmission power control, or on a refer to a special service channel on which another Sig nalization exchange take place for the connection establishment can. The base can be used to specify the time slots ts station BS is an indication of the relative Di punch to the first synchronization sequence sync1 signalisie ren.

Nach einem erfolgreichen Verbindungsaufbau sendet die Teil nehmerstation MS periodisch eine dritte Synchronisationsse quenz sync3 zu der Basisstation BS, die von dieser für die Steuerung der Synchronisation der Teilnehmerstation MS ver wendet wird. Die Periodizität des Aussendens der dritten Syn chronisationssequenz sync3 kann beispielsweise derart gesteu ert werden, daß nur die Teilnehmerstation MS die Sequenz sen det, deren Spreizkodenummer mit einer jeweils aktuellen Zeitrahmennummer übereinstimmt. Alternativ kann das Aussenden der Sequenz sync3 auch beispielsweise abhängig von einer je weils ermittelten Geschwindigkeit der Teilnehmerstationen MS von der Basisstation BS angefordert werden, wobei eine sich schnell bewegende Teilnehmerstation MS aufgrund einer schnell variierenden Signallaufzeit die Sequenz sync3 in kleineren Zeitabständen als eine quasi stationäre Teilnehmerstation MS sendet.After a successful connection establishment, the part sends subscriber station MS periodically a third synchronization quenz sync3 to the base station BS by this for the Control of the synchronization of the subscriber station MS ver is applied. The periodicity of the transmission of the third syn Chronization sequence sync3 can be controlled in this way, for example be ert that only the subscriber station MS sen the sequence det whose spread code number with a current one Time frame number matches. Alternatively, sending out the sequence sync3 also depends, for example, on each Weil determined speed of the subscriber stations MS be requested from the base station BS, one being fast moving subscriber station MS due to a fast varying signal transit time the sequence sync3 in smaller Time intervals as a quasi-stationary subscriber station MS sends.

Claims

1. A method for synchronizing subscriber stations (MS) in a radio communication system which uses a radio interface organized according to a TDD method with a plurality of time slots (ts) each forming a time frame (fr), the transmission in the downlink direction (DL) from egg ner base station (BS) to the subscriber stations (MS) and in the upward direction (UL) from the subscriber stations (MS) to the base station (BS) takes place in a separate frequency band (B), characterized in that after a last time slot (ts) for the downward direction (DL) from the base station (BS) at least a first synchronization sequence (sync1) to the subscriber stations (MS) is sent, and from the subscriber stations (MS) the first synchronization sequence (sync1) for synchronization is taken into account.

2. Procedure for the synchronization of subscriber stations (MS) in a radio communication system, which according to one TDD procedure organized radio interface with several time slots (ts) each forming a time frame (fr) uses, the transmission in the downlink (DL) of egg ner base station (BS) to the subscriber stations (MS) and in Upward direction (UL) from the subscriber stations (MS) to the Base station (BS) separated in time in the same fre quenzband (B) takes place, characterized in that before a last time slot (ts) for the downward direction (DL) from the base station (BS) at least a first synchro nization sequence (sync1) to the subscriber stations (MS) ge is sent, and the first from the subscriber stations (MS) Synchronization sequence (sync1) for a synchronization be is taken into account.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that before and / or after the first synchronization sequence (sync1) a first protection time (gp1) is provided.

4. The method according to any preceding claim, characterized in that between the time slots (ts) for the up and down direction device (UL, DL) a separation time (g) is provided.

5. The method according to any preceding claim, characterized in that from a subscriber station (MS) when establishing a connection try to establish a connection in an access signal sationskanal (RACH) in the first time slot (ts) for the Upward direction (UL) to the base station (BS) signals becomes.

6. The method according to the preceding claim, characterized in that before the first time slot (ts) for the uplink (UL) at least a second synchro from the subscriber station (MS) nization sequence (sync2) is sent.

7. The method according to the preceding claim, characterized in that after the second synchronization sequence (sync2) a second one Protection time (gp2) is provided.

8. The method according to any preceding claim, characterized in that in the time slots (ts) for the upward direction (UL) of the subscriber stations (MS) each have a third synchronization tion sequence (sync3) is sent.

9. The method according to the preceding claim, characterized in that the third syn. of only one subscriber station (MS) chronization sequence (sync3) in the time slots (ts) det.

10. The method according to any preceding claim, characterized in that the synchronization sequences (sync1, sync2, sync3) each are sent with an increased transmission power.

11. The method according to any preceding claim, in which characterized in that from the base station (BS) at least one general signal i sation channel (BCCH) in the last time slot (ts) for the downlink (DL) is sent.

12. The method according to any preceding claim, characterized in that the respective number of time slots (ts) for the upward and downward direction (UL, DL) depending on traffic coming is changed, the number of time slots (ts) is kept constant per time frame (fr).

13. The method according to the preceding claim, in which characterized in that within the broadband frequency band (B) at the same time transmitted signals using a connection-specific Spreading codes (c) can be distinguished.

14. Radio communication system, which according to a TDD Ver organized radio interface drive with several, each uses a time frame (fr) forming time slots (ts) where when transmitting downlink (DL) from a base station (BS) to subscriber stations (MS) and in upward direction device (UL) from the subscriber stations (MS) to the base station tion (BS) separated in time in the same frequency band (B) takes place characterized in that after a last time slot (ts) for the downward direction (DL) a first time field (zf1) is provided, which is the basis station (BS) for sending at least a first synchronization onssequenz (sync1) to the subscriber stations (MS) uses.

15. Radio communication system, which according to a TDD Ver organized radio interface drive with several, each uses a time frame (fr) forming time slots (ts) where when transmitting downlink (DL) from a base station (BS) to subscriber stations (MS) and in upward direction device (UL) from the subscriber stations (MS) to the base station tion (BS) separated in time in the same frequency band (B) takes place characterized in that before a last time slot (ts) for the downward direction (DL) a first time field (zf1) is provided, which is the basis station (BS) for sending at least a first synchronization onssequenz (sync1) to the subscriber stations (MS) uses.

16. Radio communication system according to claim 14 or 15, characterized in that a first before and / or after the first time field (zf1) Protection time (gp1) is provided.

17. Radio communication system according to one of claims 14 to 16, characterized in that between the time slots (ts) for the up and down direction device (UL, DL) a separation time (g) is provided.

18. Radio communication system according to the previous An saying characterized in that before the first time slot (ts) for the uplink (UL) a second time field (zf2) is provided, which is a participant merstation (MS) for sending a second synchronization quenz (sync2) when trying to establish a connection.

19. Radio communication system according to one of claims 14 to 18, characterized in that in the time slots (ts) for the upward direction (UL) third time field (zf3) is provided, which the subscriber stations (MS) each Weil to send a third synchronization sequence Use (sync3).

20. Radio communication system according to one of claims 14 to 19, characterized in that between the time slots (ts) for the up and down direction device (UL, DL) a separation time (g) is provided.

21. Radio communication system according to one of claims 13 to 18 operating as a cellular system or wireless subscriber locking system is realized.