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HINTERGRUND
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Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Datenkommunikation
und spezieller auf Techniken zum zeitlichen Ausrichten von Übertragungen
von mehreren Basisstationen in einem CDMA-Kommunikationssystem.
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Hintergrund
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Drahtlose
Kommunikationssysteme werden weithin eingesetzt zum Vorsehen verschiedener
Arten von Kommunikation einschließlich von Sprach- und Paketdatendiensten.
Diese Systeme können
basiert sein auf Techniken mit Codemultiplex-Vielfachzugriff (code
division multiple access, CDMA, Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (time
division multiple access, TDMA) oder einigen anderen Vielfachzugriffstechniken.
CDMA-Systeme können
bestimmte Vorteile über
andere Systemarten vorsehen, einschließlich erhöhter Systemkapazität. Ein CDMA-System
ist typischerweise ausgelegt um einem oder mehreren Standards zu
entsprechen, wie z. B. IS-95, cdma2000 und W-CDMA-Standards, die in der Technik bekannt
sind.
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Ein
CDMA-System kann zum Unterstützen von
Sprach- und Datenkommunikation betrieben werden. Während einer
Kommunikationssitzung (z. B. einem Sprachanruf) kann sich ein Terminal
in aktiver Kommunikation mit einer oder mehreren Basisstationen
befinden, die in einem „Aktivsatz" („active set") von dem Terminal
platziert werden. Während
es sich im Soft-Handover bzw. der sanften Übergabe (oder im Soft-Handoff
bzw. der sanften Weitergabe) befindet, kommuniziert das Terminal
gleichzeitig mit mehreren Basisstationen, was eine Diversität gegen schädliche Pfadeffekte
vorsehen kann. Das Terminal kann auch Signale von einer oder mehreren
anderen Basisstationen für
andere Übertragungsarten
empfangen, wie beispielsweise Pilotreferenzen, Rundrufe bzw. Pages,
Broadcast-Nachrichten usw.
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In Übereinstimmung
mit dem W-CDMA-Standard ist es für
die Basisstationen nicht erforderlich, dass sie synchron betrieben
werden. Wenn sie asynchron betrieben werden, von der Perspektive eines
Terminals aus, könnte
das Timing bzw. die Zeitsteuerung (und somit die Funkrahmen) von
den Basisstationen zeitlich nicht ausgerichtet sein, und die Referenzzeit
von jeder Basisstation kann von jener von den anderen Basisstationen
verschieden sein.
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Während es
sich im Soft-Handover befindet, empfängt ein Terminal gleichzeitig
Datenübertragungen
(z. B. Funkrahmen) von mehreren Basisstationen. Um sicherzustellen,
dass die Funkrahmen an dem Terminal innerhalb eines bestimmten Zeitfensters
ankommen, so dass sie richtig verarbeitet und wiedergewonnen bzw.
aufgedeckt werden können, sieht
der W-CDMA-Standard
einen Mechanismus vor, wodurch die Startzeit von den terminalspezifischen
Funkrahmen von jeder Basisstation zu dem Terminal eingestellt werden
kann. Typischerweise, bevor eine neue Basisstation zu dem Aktivsatz
des Terminals hinzugefügt
wird, wird das Timing dieser Basisstation relativ zu jenem von einer
Referenzbasisstation durch das Terminal bestimmt, und an das System
berichtet. Das System instruiert dann die neue Basisstation ihr
Sendetiming bzw. ihre Sendezeitsteuerung für das Terminal derart einzustellen, dass
die von dieser neuen Basisstation gesendeten Funkrahmen ungefähr zeitlich
mit den Funkrahmen von den anderen aktiven Basisstationen ausgerichtet sind.
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Für den W-CDMA-Standard
kann die Zeitdifferenz zwischen einer neuen Kandidatenbasisstation und
einer Referenzbasisstation mittels einer „SFN-SFN-beobachteten Zeitdifferenztyp
Typ 1-Messung" (wobei
SFN die Systemrahmennummer (system frame number = SFN) bezeichnet)
berichtet werden. Diese Messung beinhaltet zwei Teile. Der erste Teil
sieht die Zeitsteuerung auf Chipebene bzw. das Chipebenen-Timing
zwischen den zwei Basisstationen vor, welches abgeleitet werden
kann durch Detektieren des Timings von den Pseudo-Rausch-(pseudo
noise PN)Sequenzen, die genutzt werden um die Abwärtsverbindungssignale
von diesen Basisstationen zu entwürfeln (descramble). Der zweite
Teil sieht die Zeitsteuerung auf der Rahmenebene bzw. Rahmenebenen-Timing
zwischen den zwei Basisstationen vor, welches abgeleitet werden
kann durch Verarbeiten (d. h. Demodulieren und Decodieren) eines
Broadcast-Kanals bzw. Rundsendekanals, der durch die Basisstationen
gesendet bzw. übertragen
wird. Diese zwei Teile werden in eine Berichtsnachricht eingekapselt,
die von dem Terminal an das System gesendet wird.
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In
bestimmten W-CDMA-Systemkonfigurationen ist nur das Timing auf Chipebene
erforderlich, um die Funkrahmen von einer neu hinzugefügten Basisstation
zeitlich auszurichten. Dies kann beispielsweise der Fall sein, falls
die Basisstationen synchron betrieben werden und das Timing auf
Rahmenebene durch das System bereits bekannt ist. In diesem Fall kann
die Forderung, dass das Terminal das Timing auf Rahmenebene sowie
auch das Timing auf Chipebene misst und berichtet (wie durch den
aktuellen W-CDMA-Standard
gefordert) die Performance verschlechtern. Erstens, falls das Terminal
gezwungen wird den Broadcast-Kanal von einer Kandidaten-Basisstation
zu verarbeiten, bevor die Basisstation zur Kommunikation ausgewählt werden
kann, dann kann die Soft-Handover-Region auf nur einen Teil von
dem Abdeckungsgebiet der Basisstation limitiert sein, und wäre dadurch
begrenzt wo der Broadcast-Kanal empfangen werden kann. Zweitens,
führt die
Verarbeitung von dem Broadcast-Kanal zu zusätzlichen Verzögerungen,
was die Performance verschlechtern kann.
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Deshalb
gibt es in der Technik einen Bedarf nach Techniken zum zeitlichen
Ausrichten von Übertragungen
von mehreren Basisstationen zu einem Terminal bzw. Endgerät. Eine
derartige Technik ist es, die erforderliche Zeitdifferenz (d. h.
nur Timing auf Chipebene oder sowohl Timing auf Chipebene als auch
auf Rahmenebene) von einem Terminal in einem W-CDMA-System für Handover
und andere Anwendungen vorzusehen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aspekte
der Erfindung sehen verschiedene Schemata zum zeitlichen Ausrichten
von Datenübertragungen
von mehreren Basisstationen zu einem Terminal vor. Um die zeitliche
Ausrichtung zu erreichen, werden Zeitdifferenzen zwischen den Ankunftszeiten
von Übertragungen
von den Basisstationen, wie sie an dem Terminal beobachtet werden,
bestimmt und für
das System vorgesehen. Das System nutzt dann die Timing-Information
zum Einstellen des Timings an den Basisstationen derart, dass die
terminalspezifischen Funkrahmen, die von den Basisstationen gesendet
werden, an dem Terminal innerhalb eines bestimmten Zeitfensters
ankommen,
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In
einem ersten Schema wird eine Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen
in einen „fein
aufgelösten" Teil und einen „grob aufgelösten" Teil partitioniert
und nur der erforderliche Teil bzw. die erforderlichen Teile werden
berichtet, wenn sie angefragt werden. Für das W-CDMA-System kann eine SFN-SFN
Typ 1-Messung in eine Zeitdifferenz auf Rahmenebene und eine Zeitdifferenz
auf Chipebene partitioniert werden. Wann immer es angefordert wird,
Zeitdifferenzmessungen für
eine Liste von einer oder mehreren Basisstationen durchzuführen und
zu berichten, misst das Terminal das Timing bzw. die Zeitsteuerung
auf Chipebene für
jede Basisstation in der Liste relativ zu einer Referenzbasisstation.
Zusätzlich
misst das Terminal auch das Timing auf Rahmenebene und fügt diese
Information in die SFN-SFN Typ 1-Messung nur ein, falls es erforderlich ist
(z. B. nach Anweisung durch das System). Andernfalls, falls das
Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich ist bzw. nicht gefordert
wird, kann das Terminal den Rahmenebenenteil auf einen vorher bestimmten
Wert setzen, welcher ein bekannter fester Wert (z. B. Null), irgendein
durch das Terminal ausgewählter
willkürlicher
Wert sein kann und welcher durch das System ignoriert werden kann,
welcher ein Wert für
das Timing auf Rahmenebene sein kann, der bereits im Voraus durch
verschiedene Mittel (z. B. vorangegangene Messungen von der gleichen
Zelle, Übertra gungen
von dem System und sofort) bereits bekannt sein kann oder der irgendein
anderer Wert sein kann.
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In
einem zweiten Schema wird die Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen
durch das Terminal bestimmt und zwar basierend auf partieller bzw. teilweiser
Decodierung von einigen von den Basisstationen, die durch das Terminal
empfangen werden. Für
das W-CDMA-System kann das Terminal einen primären gemeinsamen Steuerkanal
(primary common control channel, P-CCPCH) für eine Anzahl von Basisstationen
decodieren, die basierend auf einem bestimmten Kriterium (z. B.
der empfangenen Signalstärke)
ausgewählt
werden können.
Falls eine bestimmte Anzahl von (z. b. zwei oder mehr) decodierten
Basisstationen den gleichen Systemrahmennummer-(system frame number,
SFN)Wert an einem bestimmten Zeitpunkt besitzen, dann kann eine
synchrone Systemkonfiguration durch das Terminal abgeleitet werden
und das Timing auf Chipebene, nicht jedoch das Timing auf Rahmenebene,
wird für
die verbleibenden Basisstationen bestimmt.
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In
einem dritten Schema wird das Timing für das Terminal durch die Basisstationen
ermittelt, basierend auf einer Aufwärtsverbindungsübertragung von
dem Terminal. Die durch das System wiedergewonnene Timing-Information kann
dann genutzt werden zum Einstellen des Timings von den Abwärtsverbindungsübertragungen
an das Terminal.
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In
einem vierten Schema wird die Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen
durch das System, basierend auf a priori Kenntnis von dem Layout und
den Größen von
den Zellen in dem System ermittelt. Falls die Abdeckungsgebiete
von den Basisstationen ausreichend klein sind, dann ist die zeitliche Unsicherheit
aufgrund von Signalausbreitungsverzögerungen auch klein (z. B.
einige wenige Chips oder weniger). Für das W-CDMA-System kann die
Zeitdifferenz zwischen einem gemeinsamen Kanalrahmen und einem dedizierten
Kanalrahmen bestimmt werden (z. B. für die Referenzbasisstation)
und alle anderen Basisstationen können mit der gleichen Zeitdifferenz
zwischen ihren gemeinsamen und dedizierten Kanalrahmen assoziiert
werden.
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Die
obigen Schemata können
für verschiedene
Anwendungen genutzt werden, wie z. B. harte bzw. hard und sanfte
bzw. soft Handovers und Positionsbestimmung und möglicherweise
andere Anwendungen. Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren, eine
Vorrichtung und ein System gemäß den Ansprüchen 1,
14 bzw. 27 vor, die verschiedene Aspekte, Ausführungsbeispiele und Merkmale
der Erfindung implementieren, wie es detaillierter unten beschrieben
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Ziele, Art und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn
man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche
Bezugszeichen durchgehend Entsprechendes bezeichnen, und wobei die
Figuren Folgendes zeigen:
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1 ist
ein Diagramm von einem drahtlosen Kommunikationssystem, das eine
Anzahl von Nutzern unterstützt
und geeignet ist zum Implementieren verschiedener Aspekte der Erfindung;
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2A bis 2D sind
Diagramme, die drei unterschiedliche synchrone Systemkonfigurationen und
eine asynchrone Systemkonfiguration darstellen;
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3A bis 3C sind
Flussdiagramme von einem Prozess zum Bestimmen von Zeitdifferenzen
für eine
Anzahl von Basisstationen, gemäß drei unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung; und
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4 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel von einer Basisstation
und einem Terminal
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 ist
ein Diagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems 100,
das eine Anzahl von Nutzern unterstützt und geeignet ist zum Implementieren
verschiedener Aspekte der Erfindung. Das System 100 beinhaltet
eine Anzahl von Basisstationen 104, die eine Abdeckung
für eine
Anzahl von geografischen Regionen 102 vorsehen. Die Basisstation
wird auch häufig
als ein Basistransceiversystem (BTS) bezeichnet und die Basisstation
und ihr Abdeckungsgebiet werden häufig gemeinsam als eine Zelle
bezeichnet. Das System 100 kann ausgelegt sein zum Implementieren
von einem oder mehreren CDMA-Standards, wie z. B. dem IS-95, W-CDMA, cdma2000
und anderen Standards oder einer Kombination daraus.
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Wie
in 1 gezeigt, sind verschiedene Endgeräte bzw.
Terminals 106 über
das System hinweg verstreut. In einem Ausführungsbeispiel kann jedes Terminal 106 mit
einer oder mehreren Basisstationen 104 auf der Abwärtsverbindung
und der Aufwärtsverbindung
jederzeit kommunizieren, abhängig davon
ob oder ob nicht das Terminal aktiv ist und ob oder ob nicht es
sich im Soft-Handover bzw. der sanften Übergabe befindet. Die Abwärtsverbindung
(d. h. die Vorwärtsverbindung)
bezieht sich auf Übertragungen
von der Basisstation zu dem Terminal und die Aufwärtsverbindung
(d. h. die Rückwärtsverbindung) bezieht
sich auf Übertragungen
von dem Terminal zu der Basisstation.
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Wie
in 1 gezeigt, sendet die Basisstation 104a zum
Terminal 106a auf der Abwärtsverbindung, Basisstation 104b sendet
zu den Terminals 106b, 106c und 106i,
Basisstation 104c sendet zu den Terminals 106d, 106e und 106f usw.
In 1 zeigt die durchgezogene Linie mit dem Pfeil
eine nutzerspezifische Datenübertragung
von der Basisstation zu dem Terminal an. Eine unterbrochene Linie
mit dem Pfeil zeigt an, dass das Terminal Pilot- und andere Signalisierung
empfängt,
nicht jedoch nutzerspezifische Datenübertragung von der Basisstation
empfängt.
Wie in 1 gezeigt, sind die Terminals 106b, 106f, 106g und 106i im
Soft-Handover und jedes von diesen Terminals kommuniziert gleichzeitig
mit mehreren Basisstationen. Die Aufwärtsverbindungskommunikation
ist der einfacheren Darstellung wegen in 1 nicht
gezeigt.
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Jedes
Terminal ist mit einem Aktivsatz (active set) assoziiert, der eine
Liste von einer oder mehreren „aktiven" Basisstationen mit
denen das Terminal kommuniziert, beinhaltet. Diese aktive Basisstation
bzw. diese aktiven Basisstationen senden gleichzeitig Funkrahmen
an das Terminal und die Übertragung
von jeder aktiven Basisstation wird als eine Funkverbindung (Radio
Link) in der W-CDMA-Terminologie bezeichnet. Eine der Basisstationen
in dem Aktivsatz wird als eine Referenzbasisstation bezeichnet bzw.
nominiert. Zum Beispiel kann das Terminal die Basisstation mit dem
stärksten
empfangenen Signal als die Referenzbasisstation bezeichnen, oder das
System kann anzeigen, welches die Referenzbasisstation ist und zwar
in einer gemeinsamen Nachricht oder einer dedizierten Nachricht.
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In Übereinstimmung
mit dem W-CDMA-Standard können
die Basisstationen in dem System derart betrieben werden, dass sie
alle miteinander synchronisiert sind, oder sie können derart betrieben werden,
dass sie asynchron zueinander sind. Diese Wahl von synchronem oder
asynchronem Betrieb ist abhängig
von der Art und Weise mit der das System durch einen Netzwerkbetreiber
betrieben wird. Ein W-CDMA-System kann auch derart betrieben werden,
dass einige von den Basisstationen synchronisiert sind, während andere
Basisstationen nicht synchronisiert sind. Verschiedene mögliche Konfigurationen
für die
Basisstationen in dem System werden unten beschrieben.
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2A ist
ein Diagramm, das eine erste Systemkonfiguration (S1) darstellt,
in der eine Anzahl von Basisstationen (z. B. drei in diesem Beispiel)
synchron betrieben werden mit zeitlich ausgerichtetem Rahmenbeginn
und Nummerierung. Für
diese Konfiguration beginnen die Funkrahmen auf den gemeinsamen
Kanälen
(d. h. gemeinsame Kanalrahmen) für die
Basisstationen zu ungefähr
der gleichen Zeit für jeden
Rahmen (d. h. bei tn, tn+1 usw.).
Die gemeinsamen Kanäle
sind Kanäle,
die genutzt werden zum Übertragen
von Information an alle Terminals und beinhalten typischerweise
den Paging-Kanal,
Broadcast-Kanal usw. Die Synchronisation zwischen den Basisstationen
wird bezeichnet durch die zeitliche Beziehung zwischen den gemeinsa men
Kanalrahmen für
die Basisstationen, die ungefähr
zeitlich konstant sind, außer
für möglicherweise
kleine Fluktuationen um einen nominalen Wert herum. In dieser Konfiguration
sind die Systemrahmennummer-(SFN)Werte für die gemeinsamen Kanalraten
zu jedem Zeitpunkt für
alle drei Basisstationen die gleichen.
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2B ist
ein Diagramm, das eine zweite Systemkonfiguration (S2) darstellt,
in der eine Anzahl von Basisstationen auch synchron betrieben wird,
mit zeitlich ausgerichtetem Rahmenstart aber nicht ausgerichteter
Rahmennummerierung. In dieser Konfiguration beginnen die gemeinsamen
Kanalrahmen von den Basisstationen ungefähr zur gleichen Zeit Die SFN-Werte
für die
gemeinsamen Kanalrahmen zu jedem Zeitpunkt könnten jedoch für alle Basisstationen
nicht die gleichen sein.
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2C ist
ein Diagramm, das eine dritte Systemkonfiguration (S3) darstellt,
in der eine Anzahl von Basisstationen synchron betrieben wird, aber
mit nicht ausgerichtetem Rahmenbeginn und nicht ausgerichteter Rahmennummerierung.
In dieser Konfiguration beginnen die gemeinsamen Kanalrahmen von
den Basisstationen nicht zu der gleichen Zeit, sondern sind stattdessen
voneinander um einige (konstante) Werte versetzt. Konsequenterweise könnten die
SFN-Werte für
die gemeinsamen Kanalrahmen zu jedem bestimmten Zeitpunkt für alle Basisstationen
nicht die gleichen sein.
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Wie
es hierin verwendet wird, beinhaltet eine „synchrone Konfiguration" jede Konfiguration
in der das System eine Kenntnis von der relativen Timing-Differenz
bzw. Zeitsteuerungsdifferenz zwischen den Basisstationen mit irgendeinem
gewünschten
Grad an Genauigkeit hat. Die Basisstationen könnten oder könnten nicht
basierend auf unterschiedlichen unsynchronisierten Uhren bzw. Takten betrieben
werden. Falls jedoch das System irgendwelche Mittel besitzt zum
Bestimmen der relativen Timing-Differenz zwischen den Basisstationen
(z. B. durch explizite Messungen oder implizit, falls es a priori
bekannt ist, dass die Basisstationen synchronisiert sind), dann
könnten
die Basisstationen als in der synchronen Konfiguration betrieben,
erachtet werden.
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2D ist
ein Diagramm, das eine vierte Systemkonfiguration (A1) darstellt,
in der eine Anzahl von Basisstationen asynchron betrieben wird.
In dieser Konfiguration sind die Basisstationen nicht synchronisiert,
und die zeitliche Beziehung zwischen den gemeinsamen Kanalrahmen
für diese
Basisstationen driftet bzw. wandert über die Zeit. Die gemeinsamen
Kanäle
für jede
Basisstation sind typischerweise miteinander ausgerichtet, aber
nicht auf jene von den anderen Basisstationen. Der Langzeitmittelwert
von dieser Drift kann Null sein oder kann irgendein von Null verschiedener
Wert sein (d. h. die Zeitdifferenz zwischen den Basisstationen kann
kontinuierlich zunehmen oder abnehmen). Wegen dem asynchronen Betrieb
ist es nicht wahrscheinlich, dass die gemeinsamen Kanäle für diese
Basisstationen zur gleichen Zeit beginnen (außer durch Zufall). Des Weiteren
ist es nicht wahrscheinlich, dass die SFN-Werte für die gemeinsamen Kanalrahmen
zu irgendeinem bestimmten Zeitpunkt für alle Basisstationen die gleichen
sind.
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Für den Soft-Handover
in einer asynchronen Konfiguration, wie jener die in 2D gezeigt
ist, sind die Übertragungen
von mehreren Basisstationen nicht synchronisiert und die nutzerspezifischen Funkrahmen
für ein
bestimmtes Terminal werden wahrscheinlich durch die Basisstationen
zu unterschiedlichen Zeiten beginnend, gesendet (außer sie sind
zeitlich kompensiert). Ferner kann die Ausbreitungszeit von der Übertragung
von jeder Basisstation einzigartig sein, und sie ist abhängig von
der Distanz zwischen der Basisstation und dem Terminal. Somit ist
es wahrscheinlich, dass die nutzerspezifischen Übertragungen von unterschiedlichen
Basisstationen durch das Terminal zu unterschiedlichen Zeiten empfangen
werden (wiederum außer
zeitlich kompensiert). (Für
das W-CDMA-System sind nur die nutzerspezifischen Datenübertragungen
zeitlich kompensiert, nicht jedoch die Übertragungen auf den gemeinsamen
Kanälen).
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Für die in 2D gezeigte
asynchrone Konfiguration sind die von der Basisstation 2 empfangenen
Funkrahmen (1158, 1159, ...) zeitlich durch ΔT1,2 von
der Basisstation 1 empfangenen Funkrahmen (202, 203, ...) versetzt,
wobei ΔT1,2 ein positiver oder negativer Wert sein
kann, abhängig
davon ob der Start von einem designierten Rahmen von der Basisstation
2 früher
oder später
ist als der Start bzw. Beginn von einem anderen designierten Rahmen
von der Basisstation 1. In ähnlicher
Weise sind die von der Basisstation 3 empfangenen Funkrahmen (3102, 3103,
...) zeitlich versetzt um ΔT1,3 von der Basisstation 1 empfangenen Funkrahmen.
Die zeitlichen Differenzen oder Versetze ΔT1,2 und ΔT1,3 sind nicht durch eine bestimmte Beziehung
definiert, und können
ferner von Rahmen zu Rahmen variieren. Für eine asynchrone Systemkonfiguration
kann die Zeitdifferenz ΔTX,Y im Allgemeinen irgendwelche (zufällige) Werte
annehmen, da (1) die Basisstationen asychron mit einer definierten
Timingbeziehung senden und (2) die Ausbreitungszeiten von den Basisstationen
zu dem Terminal variabel sind und teilweise abhängig von der Position des Terminals
sind.
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Für einige
Funktionen ist es nützlich
oder notwendig, die Ankunftszeiten von den (gemeinsamen) Übertragungen
von mehreren Basisstationen zu kennen. Die Signalankunftszeiten,
wie sie durch das Terminal gemessen werden, können dann genutzt werden zum
Berechnen der Zeitdifferenzen zwischen den von verschiedenen Basisstationen
empfangenen Übertragungen.
Die Zeitdifferenzen können
dann für
verschiedene Funktionen, wie z. B. für Hard- und Soft-Handovers
genutzt werden.
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Soft-Handover-Verarbeitung
bedingt das Evaluieren von einer oder mehreren neuen Kandidaten-Basisstationen
zum Einbeziehen in den Aktivsatz von einem Terminal. Zum Ermöglichen
von Soft-Handover in dem W-CDMA-System
berichtet das Terminal (d. h. eine Nutzerausrüstung (User Equipment, UE)
in der W-CDMA-Terminologie) an das Kommunikationssystem (d. h. das
UMTS Funkzugangsnetzwerk (UMTS Radio Access Network, UTRAN) in der W-CDMA-Terminologie)
eine Zeitdifferenzmessung und eine Signalqualitätsmessung für jede neue Kandidaten-Basisstation,
die zum Einbezug in den Ak tivsatz von dem Terminal zu berücksichtigen
ist. Die Signalqualitätsmessung
kann genutzt werden um zu entscheiden, ob oder ob nicht die Kandidaten-Basisstation in den
Aktivsatz des Terminals einzubeziehen ist. Und die Zeitdifferenzmessung
kann genutzt werden zum Einstellen des Timings von der Datenübertragung
an das Terminal, wie unten beschrieben ist.
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Hard-Handover-Verarbeitung
bedingt das Ersetzen des aktuellen Aktivsatzes für ein Terminal mit einem neuen
möglicherweise
disjunkten Aktivsatz auf der gleichen oder einer anderen Frequenz. Das
System bestimmt die relative Zeitdifferenz zwischen den gemeinsamen
und dedizierten Rahmen für
alle Mitglieder in dem neuen Aktivsatz, selbst wenn der neue Aktivsatz
aus einer einzelnen Basisstation besteht. Die Referenz-Basisstation
für den neuen
Aktivsatz wird typischerweise in einer Nachricht angezeigt, die
an das Terminal für
den Hard-Handover gesendet wird.
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Die
Zeitdifferenz wird typischerweise zwischen einer neuen Kandidaten-Basisstation
und der Referenz-Basisstation gemessen. Die Referenz-Basisstation ist
eine spezielle Basisstation in dem Aktivsatz, die als solche durch
das Terminal oder das System bestimmt wird. Falls das Terminal noch
nicht in aktiver Kommunikation mit dem System ist (d. h. noch nicht
in dedizierten Kanälen
ist), dann ist die Referenz-Basisstation die Basisstation auf der
das Terminal aktuell „campiert" („camped"), d. h. die Basisstation
von der das Terminal seine Broadcast-Kanäle empfängt und an die es die Messungen
sendet, die vor dem Aufbau von dedizierten Kanälen erforderlich sind, was
typischerweise direkt beim Handover durchgeführt wird.
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Für jede neue
Kandidaten-Basisstation, die zum Einbeziehen in den Aktivsatz des
Terminals ausgewählt
wird (für
Hard- oder Soft-Handover) kann das Terminal die neue Basisstation
instruieren, ihr Timing für
das Terminal zu kompensieren, derart, dass die durch diese neue
Basisstation auf einem dedizierten physikalischen Kanal (dedicated
physcial channel, DPCH) gesendeten Funkrahmen das Terminal ungefähr zu der
gleichen Zeit erreichen werden, wie die Funkrahmen die durch andere
Basisstationen in dem Aktivsatz des Terminals (d. h. die aktuell
aktiven Basisstationen) auf ihren entsprechenden DPCHs gesendet
werden. Im Wesentlichen wird das Timing von den nutzerspezifischen
Funkrahmen auf dem DPCH von jeder aktiven Basisstation für das Terminal relativ
zu dem Timing von Funkrahmen auf den gemeinsamen Kanälen der
Basisstation verschoben, um ähnliche
Ankunftszeiten für
die Funkrahmen auf den DPCHs für
alle aktiven Basisstationen zu erreichen.
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Die
an den aktiven Basisstationen durchgeführte Timing-Kompensation richtet ungefähr den Beginn
von den Funkrahmen von diesen Basisstationen aus, so wie sie an
dem Terminal empfangen werden, und zwar auf ein bestimmtes Zeitfenster
(welches beispielsweise einige wenige Chips überspannen kann). Mit der Timing-Kompensation
werden die nutzerspezifischen Funkrahmen auf den DPCHs (d. h. dedizierte
Kanalrahmen) von allen aktiven Basisstationen ungefähr ausgerichtet,
sogar obwohl ihre gemeinsamen Kanalrahmen zu unterschiedlichen Zeiten
empfangen werden können,
und zwar aufgrund von unterschiedlichen Sendezeiten und unterschiedlichen
Ausbreitungsverzögerungen.
Auf diese Art und Weise kann das Terminal mehrere Signalinstanzen
von allen sendenden Basisstationen innerhalb eines kleineren definierten
Fensters (z. B. 256 Chips) verarbeiten. Falls die Zeitdifferenz
zwischen dem Abwärtsverbindungs-DPCH
und den abwärtsverbindungsgemeinsamen
Kanälen
für eine
bestimmte Kandidaten-Basisstation nicht bestimmt werden kann, dann
könnte
es in Übereinstimmung
mit dem aktuellen W-CDMA-Standard für das System nicht möglich sein,
die Kandidaten-Basisstation
zu dem Aktivsatz des Terminals hinzuzufügen.
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Die
Zeitdifferenz zwischen jeder Kandidaten-Basisstation und der Referenz-Basisstation
für den
Handover ist speziell für
das Terminal. Typischerweise ist eine grobe Zeitdifferenzmessung
(z. B. ein Chip oder schlechtere Auflösung) für den Handover adäquat.
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Die
Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen kann basierend auf verschiedenen Übertragungsarten
von jenen Basisstationen gemessen oder geschätzt werden. Der W-CDMA-Standard
definiert einen (logischen) Broad cast-Steuerkanal (broadcast control
channel, BCCH), der auf einem (Transport-)Broadcast-Kanal (broadcast
channel, BCH) abgebildet wird, welcher ferner abgebildet wird auf
einem (physikalischen) primären
gemeinsamen Steuerkanal (primary common control channel, P-CCPCH).
Der Broadcast-Steuerkanal
ist ein Kanal einer höheren
Schicht, der genutzt wird zum Ausbreiten bzw. Aussenden von Nachrichten
an die Terminals in dem System. Die ausgesendeten Nachrichten bzw.
die Broadcast-Nachrichten werden in Transportblöcken mit 20 Millisekunden (msek
oder ms) codiert, die dann in (10 ms) Funkrahmen auf dem P-CCPCH gesendet
werden. Bei W-CDMA ist 20 ms die Interleaver-Größe, was auch bezeichnet wird
als das Übertragungszeitintervall
(Transmission Time Interval, TTI). Da ein Transportblock 20 ms lang
ist, ist die in jedem Funkrahmen beinhaltete Nummer nicht der reale
SFN-Wert, sondern von einem SFNPrime abgeleitet, d. h. SFN = SFNprime
für den
ersten 10 ms Rahmen von dem 20 ms TTI und SFN) SFNprime + 1 für den letzten
10 ms Rahmen von dem 20 ms TTI. Der Start von den gesendeten Funkrahmen
kann bestimmt werden durch Verarbeiten des SCH und/oder CPICH und
diese Rahmenstartzeiten können
dann genutzt werden als die Signalankunftszeiten für die Basisstationen.
Der Broadcast-Kanal auf dem P-CCPCH
kann ferner verarbeitet (z. B. demoduliert und verarbeitet) werden
zum Wiedergewinnen der Systemrahmennummern von den gesendeten gemeinsamen
Kanalrahmen. Typischerweise wird die Zeitdifferenz zwischen zwei
Basisstationen bestimmt, basierend auf den Signalankunftszeiten
von den frühesten
Mehrpfaden für
diese Basisstationen.
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In Übereinstimmung
mit dem W-CDMA-Standard kann die Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen
durch ein Terminal gemessen werden, und an das System mittels verschiedener
Nachrichtenarten berichtet werden. Der W-CDMA-Standard definiert
eine SFN-SFN-Messung, die eine Anzeige ist für den Zeitversatz ΔTX,Y in 2D. Diese Messung
kann durch das Terminal durchgeführt
und an das System gesendet werden, so dass die Übertragung von einer neuen
Basisstation als Teil von dem Handover-Prozess kompensiert werden
kann. Mehrere Arten von SFN-SFN-Messung werden durch den W-CDMA-Standard unterstützt, wie
unten kurz beschrieben wird.
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Eine „SFN-SFN
beobachtete Zeitdifferenz Typ 1-Messung" (oder einfacher „SFN-SFN Typ 1-Messung") kann genutzt werden
zum Berichten der beobachteten Zeitdifferenz zwischen einer neuen Kandidaten-Basisstation
und der Referenz-Basisstation. Diese Messung beinhaltet sowohl Zeitsteuerung auf
Rahmenebene als auch Zeitsteuerung auf Chipebene, was erreicht werden
kann durch Verarbeiten des Broadcast-Kanals bzw. des P-CCPCH. Der Broadcast-Kanal
und der P-CCPCH werden detaillierter beschrieben in den Dokumenten
mit den Nummern 3GPP TS 25.133, 25.305 und 25.331, die alle für die Öffentlichkeit
verfügbar
sind von der 3GPP-Organisation.
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Zum
Durchführen
einer SFN-SFN Typ 1-Messung für
eine neue Kandidaten-Basisstation verarbeitet das Terminal anfangs
den SCH und/oder CPICH zum Wiedergewinnen der Zeitdifferenz auf Chipebene
zwischen der Kandidaten-Basisstation und der Referenz-Basisstation.
Diese Zeitdifferenz auf Chipebene ist eine Anzeige für die Differenz
zwischen dem Beginn der gemeinsamen Kanalrahmen von diesen zwei
Basisstationen und kann bestimmt werden, basierend auf dem Timing
von dem Pseudo-Rausch-(pseudonoise, PN)Sequenzen, die zum Entwürfeln des
CPICH genutzt werden. Die Zeitdifferenz auf Chipebene besitzt einen
Bereich von [0 ... 38.399] Chips, was ein vollständiger Rahmen (full frame)
ist.
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Zum
Erlangen des Timings auf Rahmenebene verarbeitet das Terminal (d.
h. demoduliert und decodiert) die Broadcast-Kanäle von den Kandidaten-Basisstationen
(und der Referenz-Basisstation, falls diese dem Terminal nicht bereits
bekannt ist) zum Wiedererlangen der Nummer von den gemeinsamen Kanalrahmen
zu einem bestimmten Zeitpunkt. Für
jede Basisstation, die zu berichten ist, verarbeitet das Terminal
20 ms oder mehr von dem Broadcast-Steuerkanal (BCCH), da das Übertragungszeitintervall
(TTI) welches die SFN-Information (SFNprime) beinhaltet, 20 ms lang
ist. Das Terminal bestimmt dann die Differenz in den Systemrahmennummern
für diese
Basisstationen.
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Die
beobachteten SFN- und Chipdifferenzen werden dann kombiniert durch
Nehmen des Modulo 256 von der SFN-Differenz, skalieren des Modulo-Ergebnisses
mit 38.400 und Addieren des skalierten Wertes zu der Timing-Differenz
auf Chipebene, wobei 38.400 die Anzahl von Chips innerhalb eines
10 ms Funkrahmens repräsentiert.
Das kombinierte Ergebnis ist ein Wert, welcher innerhalb eines Bereichs von
[0 .. 256·38.400-1]
Chip fällt,
wobei 256 den maximalen Wert für
die SFN-Differenz nach der Modulo 256-Operation repräsentiert, und in Einheiten
von Rahmen ist. Die Zeitdifferenz zwischen den Kandidaten- und Referenz-Basisstationen
kann somit mit einer Auflösung
von einem Chip berichtet werden. Die SFN-SFN Typ 1-Messung ist detaillierter
beschrieben in den Dokumenten mit den Nummern 3GPP TS 25.133 und
25.331 (Sektion 10.3.7.63).
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Eine „SFN-SFN
beobachtete Zeitdifferenz Typ 2-Messung" (oder einfacher „SFN-SFN Typ 2-Messung") kann auch genutzt
werden zum Berichten der beobachteten Zeitdifferenz zwischen einer Kandidaten-Basisstation
und der Referenz-Basisstation, und beinhaltet nur Timing auf Chipebene.
Das Terminal bestimmt die Differenz des Timings auf Chipebene zwischen
diesen Basisstationen mit einer feineren Auflösung (zwischen ½ Chip
bis 1/16 Chip Auflösung).
Die beobachtete Zeitdifferenz auf Chipebene ist dann repräsentiert
durch einen Wert, der im Bereich von [–1280 .. 1280] Chips fällt. Für die SFN-SFN
Typ 2-Messung muss das Terminal die Systemrahmennummer für die Kandidaten-Basisstation
nicht bestimmen.
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Um
eine Kandidaten-Basisstation zu dem Aktivsatz von einem Terminal
für Handover
hinzuzufügen,
kann die beobachtete Zeitdifferenz zwischen den gemeinsamen Kanalrahmen
für die
Kandidaten- und Referenz-Basisstationen
durch das Terminal gemessen und an das System berichtet werden.
Diese beobachtete Zeitdifferenz kann für das System vorgesehen werden
mittels einer SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht. Um den Handover-Prozess
zu unterstützen,
wird der vollständige
Bereich von der SFN-SFN Typ 1-Messung durch das Terminal in der Berichtsnachricht
vorgesehen. Die ser volle Bereich beinhaltet die Zeitdifferenz auf
Rahmenebene plus die Zeitdifferenz auf Chipebene.
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Die
Nutzung der SFN-SFN Typ 1-Messung zum Berichten der Zeitdifferenz
für eine
Kandidaten-Basisstation für
Handover kann für
verschiedene Situationen weniger als optimal sein, speziell für Systemkonfigurationen
bei denen das Timing auf Rahmenebene nicht notwendig ist. Für die Systemkonfigurationen
S1, S2 und S3, die in den 2A, 2B und 2C gezeigt
sind, sind die Basisstationen synchron und das Timing auf Rahmenebene
für die Basisstationen
ist typischerweise durch das System bekannt. Für diese Systemkonfigurationen
ist es nur notwendig, das Timing auf Chipebene an das System zu
berichten. Und für
die Systemkonfiguration S1 ist die Zeitdifferenz primär aufgrund
von den unterschiedlichen Distanzen zu den Basisstationen und den
kleinen zeitlichen Ungenauigkeiten von der Basisstationssynchronisation.
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Für die SFN-SFN
Typ 1-Messung jedoch, so wie sie aktuell durch den W-CDMA-Standard
definiert ist, müssen
sowohl das Timing auf Rahmenebene als auch das Timing auf Chipebene
durch das Terminal bestimmt und berichtet werden. Zum Bestimmen
des Timings auf Rahmenebene muss der gemeinsame Funkrahmen auf dem
Broadcast-Kanal von der Kandidaten-Basisstation durch das Terminal demoduliert, decodiert
und wiedergewonnen werden, und dies kann aus mehreren Gründen unerwünscht sein.
Erstens, falls der Broadcast-Kanal von einer Kandidaten-Basisstation
für die
Basisstation wiedergewonnen werden muss, um berichtet zu werden
um für möglichen
Handover berücksichtigt
zu werden, dann könnte
die Handover-Region auf nur die Region beschränkt sein, in der der Broadcast-Kanal
wiedergewonnen werden kann, was nur ein Teil von der gesamten Region
sein könnte,
die durch die Kandidaten-Basisstation abgedeckt bzw. versorgt wird.
Zweitens, führt
die Verarbeitung von dem Broadcast-Kanal zu zusätzlichen Verzögerungen
(20 ms oder mehr für
jede gemessene Basisstation), was den Handover-Prozess verlängern und die Performance verschlechtern
kann. Somit ist es unerwünscht
die SFN-SFN Typ 1-Messung (wie sie aktuell durch den W- CDMA-Standard definiert
ist) zu nutzen, um die Zeitdifferenz für eine Kandidaten-Basisstation
zu berichten, falls das Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich
ist.
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In
Systemkonfigurationen, in denen das Timing auf Rahmenebene durch
das System nicht erforderlich ist, muss nur das Timing auf Chipebene
für die
Zeitdifferenz berichtet werden. Dieser Chipversatz kann berichtet
werden unter Verwendung der SFN-SFN Typ 2-Messung, die durch den
W-CDMA-Standard
definiert ist.
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Die
Nutzung von der SFN-SFN Typ 2-Messung zum Berichten des Timings
auf Chipebene für Handover
kann jedoch auch für
verschiedene Situationen unerwünscht
sein. Für
die SFN-SFN Typ 2-Messung ist die spezifizierte Auflösung 1/16
von einem Chip und die Genauigkeitsanforderungen reichen von ½ Chip
(wie aktuell durch den W-CDMA-Standard definiert ist) bis zu 1/16
Chip oder möglicherweise
besser (für
zukünftige
Versionen von dem W-CDMA-Standard). Um die genauere Sub-Chipauflösung zu
erlangen, könnten
kompliziertere und/oder verlängerte
Such- und Akquisitionsprozeduren erforderlich sein.
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Des
Weiteren ist die SFN-SFN Typ 2-Messung ursprünglich dafür gedacht, dass sie zur Positionsbestimmung
genutzt wird, und ihre Nutzung zum Berichten der Zeitdifferenz für Handover-Funktionen kann
zu einigen unerwünschten
Konsequenzen führen.
Gemäß dem aktuellen
W-CDMA-Standard
wird die SFN-SFN Typ 2-Messung nur innerhalb von OTDOA-Nachrichten berichtet.
(OTDOA (observed time difference of arrival) oder beobachtete Zeitdifferenz der
Ankunft ist eine Positionslokalisierungstechnik, die in W-CDMA genutzt
wird, welche ähnlich
zu der E-OTD (enhanced observed time difference) oder verbesserte
beobachtete Zeitdifferenzpositionslokalisierungstechnik, die in
cdma2000 genutzt wird). Somit können
einige OTDOA-bezogene
Nachrichten ausgetauscht werden, als ein Ergebnis des Aufforderns
des Terminals die SFN-SFN Typ 2-Messung zu senden. Auch kann die
SFN-SFN Typ 2-Messung nur durch Terminals unterstützt werden,
die OTDOA unterstützen
und nicht durch alle Terminals, die im Feld eingesetzt werden. Somit
kann man sich auf die SFN-SFN Typ 2-Messung zum Berichten des Timings
auf Chipebene für
Handover nicht verlassen, da einige Terminals die Messung nicht
unterstützen könnten.
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Aspekte
der Erfindung sehen verschiedene Schemata vor zum zeitlichen Ausrichten
von Datenübertragungen
von mehreren Basisstationen an ein Terminal. Um die zeitliche Ausrichtung
zu erreichen, werden die Zeitdifferenzen zwischen den Ankunftszeiten
von den Abwärtsverbindungssignalen,
die von den Basisstationen gesendet werden, so wie sie an dem Terminalbeobachtet
werden, bestimmt, und an das System geliefert (z. B. das UTRAN).
Das System nutzt dann die Timing-Information zum Einstellen des Timings
an den Basisstationen derart, dass die nutzerspezifischen Funkrahmen,
die von den Basisstationen gesendet werden, an dem Terminal innerhalb eines
bestimmten Zeitfensters ankommen. Mehrere Schemata sind unten im
Detail beschrieben und andere Schemata können auch implementiert werden und
liegen innerhalb des Umfangs der Erfindung.
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In
einem ersten zeitlichen Ausrichtungsschema bzw. Zeitausrichtungsschema
wird die Zeitdifferenz zwischen zwei Basisstationen in zwei Teile
partitioniert und nur die erforderlichen Teile bzw. der erforderliche
Teil wird bzw. werden berichtet. Für das W-CDMA-System kann die
SFN-SFN Typ 1-Messung
in das Timing auf Rahmenebene und das Timing auf Chipebene partitioniert
werden, wie oben beschrieben. Wenn immer es angefragt wird, Zeitdifferenzmessungen
für eine
Liste von einer oder mehreren Basisstationen durchzuführen und
zu berichten, misst und berichtet das Terminal das Timing auf Chipebene
für jede
Basisstation in der Liste. Zusätzlich
misst und berichtet das Terminal auch das Timing auf Rahmenebene
und bezieht diese Information ein in die SFN-SFN Typ 1-Messung,
und zwar nur falls es erforderlich ist (z. B. wenn es durch das
System angewiesen wird). Andernfalls, falls das Timing auf Rahmenebene
nicht erforderlich ist, kann das Terminal den Rahmenebenenteil auf
einen vorher bestimmten Wert setzen. Der vorher bestimmte Wert kann
ein bekannter fester Wert (z. B. Null) sein, irgendein durch das
Terminal ausgewählter
willkürlicher
Wert sein und der durch das System ignoriert werden kann, ein Wert
für das
Timing auf Rahmenebene sein, der abgeleitet wird von oder bekannt
ist im Voraus durch verschiedene Mittel (z. B. vorhergehende Messungen
von der gleichen Basisstation, Übertragungen
von dem System usw.) oder irgendein anderer Wert.
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Wie
in den 2A bis 2D gezeigt,
kann das System basierend auf einer oder mehreren Systemkonfigurationen
betrieben werden. Das System kann auch derart betrieben werden,
dass einige von den Basisstationen synchron betrieben werden, während andere
asynchron betrieben werden. Für
synchrone Konfigurationen, wie z. B. jene in den 2A bis 2C gezeigten,
ist das Timing auf Rahmenebene typischerweise bereits durch das
System bekannt, und muss durch das Terminal nicht berichtet werden,
wenn dieses aufgefordert wird Zeitdifferenzmessungen durchzuführen und
zu berichten. Für synchrone
Basisstationen, die festes Timing auf Rahmenebene besitzen, das
durch das System bereits bekannt ist, muss das Timing auf Rahmenebene durch
das Terminal nicht gemessen werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
kann Information vorgesehen werden, um speziell die Basisstationen
zu identifizieren für
die Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich ist. Der Einfachheit
wegen werden diese Basisstationen als „synchrone Basisstationen" bezeichnet, und
zwar unabhängig
davon ob oder ob nicht sie tatsächlich
synchron betrieben werden. Alle anderen Basisstationen für die Timing
auf Rahmenebene erforderlich ist, werden als „asynchrone Basisstationen" bezeichnet, und
zwar unabhängig
davon ob oder ob nicht sie tatsächlich
asynchron betrieben werden. Unter Verwendung dieser Information
werden Zeitdifferenzmessungen auf Rahmenebene durch das Terminal
nicht durchgeführt,
wenn dies nicht erforderlich ist, und das selektive Weglassen von
diesen Messungen kann verschiedene Vorteile vorsehen, wie unten
beschrieben.
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In
einem Ausführungsbeispiel
werden die Identitäten
von den synchronen Basisstationen durch das System an das Terminal
mittels nutzerspe zifischer Nachrichten vorgesehen. Für das W-CDMA-System
wird eine „Messungssteuerungs"-Nachricht an das
Terminal gesendet, und zwar jedes Mal wenn eine Zeitdifferenzmessung
durchzuführen
und zu berichten ist. (Ein Satz von „Standard"- bzw. „default"-Messungen wird in der Systeminformation
definiert, auf gemeinsamen Kanälen
gesendet und wird standardmäßig genutzt
außer
eine Messsteuerungsnachricht wird empfangen). Die Messsteuerungsnachricht
beinhaltet eine Liste von Basisstationen, für die Zeitdifferenzmessungen
angefordert werden. Diese Liste kann die aktuellen aktiven Basisstationen und/oder
die Nachbar-Basisstationen beinhalten, die mögliche Kandidaten-Basisstationen
für Handover sind.
Für jede
Basisstation in der Liste kann die Messsteuerungsnachricht konfiguriert
werden, um eine Anzeige zu enthalten, ob oder ob nicht Timing auf
Rahmenebene für
die Basisstation erforderlich ist. In einer speziellen Implementierung
ist dieser Indikator der „Lese
SFN-Indikator" (Read
SFN Indicator), der durch den W-CDMA-Standard definiert ist, welcher
auf Wahr gesetzt werden kann, falls Timing auf Rahmenebene erforderlich
ist und auch andernfalls auf Falsch gesetzt wird. Durch Wiedergewinnen des
Read SFN Indikators für
jede Basisstation in der Liste ist das Terminal geeignet zu bestimmen,
ob oder ob nicht Timing auf Rahmenebene für die Basisstation erforderlich
ist.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
werden die Identitäten
von den synchronen Basisstationen durch das System an das Terminal
mittels eines Informationselements (Information Element, IE) geliefert,
welches in dem W-CDMA-Standard definiert ist (Dokument Nummer 3GPP
TS 25.331, Sektion 10.3.7.106 mit dem Titel „UE Positioning OTDOA Neighbour
Cell Info"). Das
Informationselement liefert ungefähres Zellentiming, sowie auch
die Zellenstandorte als auch feines Zellentiming. Speziell liefert das
Informationselement das SFN-SFN von der Nachbarzelle mit einer Auflösung von
1/16 von einem Chip und einen Bereich von [0 .. 38.399] Chips und liefert
ferner die SFN-SFN-Drift. Im Allgemeinen kann das Informationselement
durch das Terminal genutzt werden zum Reduzieren des Suchraums und
im Speziellen zum Schätzen
welche Basisstationen synchronisiert sind. In Übereinstimmung mit dem aktuellen
W-CDMA-Standard wird das Informationselement mittels der Messsteuerungsnachricht
an OTDOA-geeignete Terminals gesendet, wenn der Betrieb in einem
dedizierten Modus ist oder mittels der Systeminformationsnachricht
an alle Terminals in der Zelle gesendet und wird genutzt zum Unterstützen der
Terminals zum Durchführen
der Positionslokalisierung. In einem Ausführungsbeispiel kann diese Information
vorgesehen und genutzt werden zum Einengen des Suchraums von Nachbarzellensignalen für Positionslokalisierungsmessungen,
sowie auch für
Messungen, die für
Hard- und Soft-Handovers genutzt werden.
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In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel werden
die Identitäten
von synchronen Basisstationen durch das System mittels Broadcast-Nachrichten vorgesehen,
die auf einem gemeinsamen Kanal (z. B. dem Broadcast-Kanal) gesendet
werden. Die Broadcast-Nachrichten können eine Liste von synchronen
Basisstationen beinhalten, für
die es nicht notwendig ist, das Timing auf Rahmenebene zu berichten.
Alternativ können
die Broadcast-Nachrichten eine
Liste von asynchronen Basisstationen beinhalten, für die es
notwendig ist, das Timing auf Rahmenebene zu berichten. In noch
einem anderen Ausführungsbeispiel
werden die Identitäten
von den synchronen und/oder asynchronen Basisstationen mittels eines
dedizierten Kanals oder irgendeines anderen Kanals an das Terminal
gesendet.
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In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel werden
die Identitäten
von den synchronen und/oder asynchronen Basisstationen an das Terminal
a priori geliefert, und zwar vor der Anfrage nach den Zeitdifferenzmessungen.
Zum Beispiel kann diese Information während eines Rufaufbaus vorgesehen
werden, oder kann in dem Terminal gespeichert werden mittels irgendeiner
vorhergehenden Kommunikation oder Transaktion.
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Nach
dem Empfangen der Identitäten
von synchronen und/oder asynchronen Basisstationen, weiß das Terminal
dass es keinen Bedarf geben könnte
zum Wiedergewinnen der SFN-Werte für einige oder alle von den
Basisstationen. Für
jede Basisstation für
die das Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich ist, kann das
Terminal nur die Zeitdifferenz auf Chipebene zwi schen jener Basisstation
und der Referenzbasisstation mit Bezug auf eine gemeinsame Rahmengrenze
messen, und nur das Timing auf Chipebene berichten. Das Timing auf
Rahmenebene kann auf den vorbestimmten Wert gesetzt werden. Falls
der vorbestimmte Wert Null ist, dann würde der berichtete Wert für die SFN-SFN
Typ 1-Messung innerhalb einen reduzierten Bereichs von [0 .. 38.399] Chips
oder einen Rahmen fallen.
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3A ist
ein Flussdiagramm von einem Prozess zum Messen und Berichten von
Zeitdifferenzmessungen, und zwar in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieser Prozess implementiert das oben beschriebene
erste Zeitausrichtungsschema. Anfangs empfängt das Terminal eine Anfrage
zum Vorsehen von Zeitdifferenzmessungen für eine Liste von Basisstationen,
und zwar im Schritt 312. Diese Anfrage bzw. Aufforderung kann
durch das System für
eine bestimmte Funktion gesendet werden, wie z. B. für Soft-
und Hard-Handovers, Positionsbestimmung usw. Diese Anfrage kann
auch intern durch das Terminal erzeugt werden, z. B. basierend auf
dem Auftreten eines bestimmten Ereignisses, dem Erfüllen einer
bestimmten Bedingung, periodisch wie es durch einen Timer bzw. Zeitgeber
bestimmt wird, usw.
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In
einem Ausführungsbeispiel
identifiziert die Anfrage speziell die Basisstationen für die die
Zeitdifferenzmessungen gewünscht
werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel bestimmt das
Terminal die Zeitdifferenz für
eine Liste von Basisstationen, die als durch das Terminal empfangen
identifiziert werden. Für
dieses Ausführungsbeispiel
kann eine Basisstation als durch das Terminal empfangen erachtet werden,
falls sie eine oder mehrere Anforderungen erfüllt, wie z. B. dass die empfangene
Signalqualität größer ist
als eine oder gleich ist zu einer bestimmten Schwelle. Die empfangenen
Basisstationen würden dann
in der Liste von Basisstationen beinhaltet sein, für die Zeitdifferenzmessungen
berichtet werden.
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Das
Terminal empfängt
auch die Identitäten von
Basisstationen für
die Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich ist, und zwar im Schritt 314.
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Diese
Basisstationen können
einfach als synchrone Basisstationen bezeichnet werden, und alle
anderen Basisstationen können
dann als asynchrone Basisstationen bezeichnet werden. Die Liste von
Basisstationen für
die Zeitdifferenzmessungen gewünscht
werden, kann jede Anzahl von (Null oder mehr) synchronen Basisstationen
und jede Anzahl von (Null oder mehr) asynchronen Basisstationen enthalten.
Die Information, die die synchronen und/oder asynchronen Basisstationen
identifiziert, kann an das Terminal über verschiedene Mittel geliefert
werden, wie z. B. (1) speziell an das Terminal mittels der Anfrage
nach den Zeitdifferenzmessungen gesendet werden, (2) an das Terminal
ausgestrahlt werden über
das Signalisieren auf dem Broadcast-Kanal, (3) für das Terminal vorgesehen sein während einem
Rufaufbau, (4) innerhalb des Terminals durch eine vorhergehende
Aktion gespeichert sein, oder (5) für das Terminal mittels irgendwelcher anderen
Mittel verfügbar
gemacht werden.
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Ansprechend
auf die Anfrage schätzt
das Terminal die Zeitdifferenz auf Chipebene für jede Basisstation in der
Liste, und zwar im Schritt 316. Die Zeitdifferenz auf Chipebene
kann für
jede Basisstation relativ zu dem Timing von der Referenzbasisstation
bestimmt werden, wobei die Referenzbasisstation eine spezielle Basisstation
in dem Aktivsatz des Terminals ist, und sowohl dem System als auch
dem Terminal bekannt ist.
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Für jede Basisstation
in der Liste wird dann eine Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht Timing
auf Rahmenebene für
die Basisstation erforderlich ist, und zwar im Schritt 318.
Dies kann durchgeführt
werden durch Überprüfen ob die
Basisstation synchron oder asynchron ist. Falls Timing auf Rahmenebene
erforderlich ist, dann schätzt
das Terminal die Zeitdifferenz auf Rahmenebene für die Basisstation, und zwar
im Schritt 320. Dies kann durchgeführt werden durch Demodulieren
und Decodieren eines gemeinsamen Kanals (z. B. dem Broadcast-Kanal) von
der Basisstation zum Wiedererlangen der Systemrahmennummer, wie
oben beschrieben. Für
jede asynchrone Basisstation wird dann eine Zeitdifferenzmessung,
basierend auf den geschätzten
Zeitdifferenzen auf Chipebene und auf Rahmenebene gebildet, und
zwar im Schritt 322. Und für jede synchrone Basisstation
für die
das Timing auf Rahmenebene nicht erforderlich ist, wird eine Zeitdifferenzmessung für die Basisstation,
basierend auf der geschätzten Zeitdifferenz
auf Chipebene und dem vorher bestimmten Wert (z. B. Null) gebildet,
und zwar im Schritt 324.
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Die
Zeitdifferenzmessungen für
alle Basisstationen in der Liste (d. h. sowohl synchrone als auch
asynchrone Basisstationen) werden dann an das System berichtet,
und zwar im Schritt 326. In einem Ausführungsbeispiel werden die Zeitdifferenzmessungen
für alle
Basisstationen in eine SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht eingekapselt,
die dann an das System gesendet wird. Das System empfängt die
Berichtsnachricht und stellt das Timing von der Datenübertragung
von jeder ausgewählten
Basisstation an das Terminal ein, und zwar basierend auf der für die ausgewählte Basisstation
geschätzten
Zeitdifferenz. Der Prozess endet dann.
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Das
erste Zeitausrichtungsschema kann genutzt werden für alle Konfigurationen
in denen das Timing auf Rahmenebene durch das System bereits bekannt
ist, und nicht gemessen und berichtet werden muss. Dieses Schema
ist besonders gut geeignet für
synchrone Systemkonfigurationen, wie jene die in den 2A bis 2C gezeigt
sind. In den Systemkonfigurationen S2 und S3 kann der aktuelle Wert
von der Zeitdifferenz auf Rahmenebene ein von Null verschiedener
Wert sein. Das Terminal berichtet jedoch den vorher bestimmten Wert
(z. B. Null) für den
Rahmenebenenteil von der SFN-SFN Typ 1-Messung. Der möglicherweise
fehlerhaft berichtete Wert für
den Rahmenebenenteil beeinflusst nicht die Fähigkeit von dem System neue
Kandidaten-Basisstationen
zu dem Aktivsatz des Terminals hinzuzufügen, da die aktuelle bzw. tatsächliche
Rahmendifferenz (falls sie ein von Null verschiedener Wert ist)
ein konstanter Wert ist, der dem System bereits bekannt ist.
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Das
erste Zeitausrichtungsschema sieht zahlreiche Vorteile vor. Erstens,
muss das Terminal den Broadcast-Kanal nicht demodulieren und decodieren
um die Systemrahmennummer von einer Kandidaten-Basisstation wieder
zu erlangen, wenn diese Information nicht erforderlich ist. Dies
verbes sert die oben bemerkten Nachteile (d. h. kleinerer Handover-Bereich
und zusätzliche
Demodulationsverzögerungen).
Zweitens, durch Einstellen des Rahmenebenenteils auf den vorher
bestimmten Wert ist die Länge
von der SFN-SFN Typ 1-Messnachricht nicht dadurch beeinflusst, ob
oder ob nicht „gültige" Rahmenebeneninformation
in der Nachricht enthalten ist.
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Das
erste Zeitausrichtungsschema nutzt die SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht,
wie durch den W-CDMA-Standard definiert, und erlaubt es dem Terminal
nur die Zeitdifferenz auf Chipebene zu berichten, falls das Timing
auf Rahmenebene dem System bereits bekannt ist. Das System besitzt
die Fähigkeit,
derartige Information auszustrahlen, wie aktuell durch den W-CDMA-Standard
definiert ist. Mit dieser Information müsste das Terminal den Broadcast-Kanal
nicht verarbeiten und wiedergewinnen, um die SFN wiederzugewinnen,
da das Terminal den Rahmenebenenteil für die SFN-SFN Typ 1-Messung auf
den vorher bestimmten Wert setzen kann. Das Terminal würde jedoch
noch die SFN-SFN Typ 1-Messnachricht als eine mit 24 Bits codierte
Zahl senden (da der maximale Bereich der SFN-SFN Typ 1-Messung [0
.. 9.830.399] Chips ist), welche jedoch einen reduzierten Bereich
von [0 .. 38.399] Chips besitzen würde (die acht höchstwertigsten
Bits werden auf Null gesetzt).
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In
einem zweiten Zeitausrichtungsschema wird die Zeitdifferenz zwischen
den zwei Basisstationen durch ein Terminal bestimmt, basierend auf
teilweiser Decodierung von einigen der Basisstationen, die durch
das Terminal empfangen werden. Für
dieses Schema verarbeitet das Terminal anfangs die Abwärtsverbindungssignale,
die von den Basisstationen gesendet werden, um ihre Präsenz zu
detektieren. Das Terminal decodiert ferner den primären gemeinsamen
Steuerkanal (primary common control channel, P-CCPCH) für eine Anzahl
von Basisstationen, die basierend auf einem bestimmten Kriterium
ausgewählt
werden können.
Zum Beispiel, können
die Basisstationen deren empfangene Signalstärken oberhalb einer bestimmten
Schwelle sind (d. h. stark genug um decodiert zu werden), zur Decodierung ausgewählt werden,
mit der am stärksten
empfangenen Basisstation beginnend. In einem Ausfüh rungsbeispiel,
falls zwei oder mehr decodierte Basisstationen den gleichen SFN-Wert
zu einem bestimmten Zeitpunkt besitzen, kann dann eine synchrone
Systemkonfiguration mit zeitausgerichtetem Rahmenstart (z. B. Konfiguration
S1 in 2A) abgeleitet werden. Das Terminal
kann dann hypothetisch annehmen, dass die anderen (schwächer empfangenen
und undecodierten) Basisstationen auch den gleichen SFN-Wert besitzen,
und kann den vorher bestimmten Wert für den Rahmenebenenteil von
den SFN-SFN Typ 1-Messungen
für diese „hypothetischen" Basisstationen berichten.
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3B ist
ein Flussdiagramm von einem Prozess zum Messen und Berichten von
Zeitdifferenzmessungen, und zwar in Übereinstimmung mit einem anderen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieser Prozess implementiert das zweite Zeitausrichtungsschema.
Anfangs empfängt
das Terminal eine Anfrage zum Vorsehen von Zeitdifferenzmessungen für eine Anzahl
von Basisstationen und zwar im Schritt 332. Das Terminal
empfängt
und verarbeitet dann die Abwärtsverbindungssignale
von den Kandidaten- und Referenzbasisstationen, und zwar im Schritt 334.
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Für jede Kandidaten-Basisstation
schätzt das
Terminal die Zeitdifferenz auf Chipebene, z. B. auf eine oben beschriebene
Art und Weise, und zwar im Schritt 336. Das Terminal schätzt auch
die Zeitdifferenzen auf Rahmenebene für zwei oder mehrere Kandidaten-Basisstationen,
und zwar im Schritt 338. Eine Bestimmung wird dann durchgeführt, ob
oder ob nicht das geschätzte
Timing auf Rahmenebene das gleiche für die zwei oder mehreren Kandidaten-Basisstationen
ist, und zwar im Schritt 340. Falls das Timing auf Rahmenebene
das gleiche ist, dann nimmt das Terminal eine synchrone Systemkonfiguration mit
zeitausgerichtetem Rahmenbeginn an und setzt konsequenterweise die
Zeitdifferenz auf Rahmenebene für
jede verbleibende Kandidaten-Basisstation auf den vorher bestimmten
Wert, und zwar im Schritt 344. Andernfalls, falls das Timing
auf Rahmenebene beim Schritt 340 nicht das gleiche ist,
wird die Zeitdifferenz auf Rahmenebene für jede verbleibende Kandidaten-Basisstation
geschätzt,
und zwar im Schritt 342.
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Für jede Kandidaten-Basisstation
wird dann eine Zeitdifferenzmessung, basierend auf der geschätzten Zeitdifferenz
auf Chipebene und entweder der geschätzten Zeitdifferenz auf Rahmenebene oder
dem vorher bestimmten Wert gebildet, und zwar im Schritt 346.
Die Zeitdifferenzmessungen für
die Kandidaten-Basisstationen werden dann an das System berichtet,
und zwar im Schritt 348. Das System empfängt die
berichteten Zeitdifferenzen und stellt das Timing von der Datenübertragung
von jeder ausgewählten
Basisstation zu dem Terminal ein, und zwar basierend auf der für die ausgewählte Basisstation
geschätzten
Zeitdifferenz. Der Prozess endet dann.
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Das
zweite Zeitausrichtungsschema kann ausreichend genaue Zeitdifferenzmessungen
für die in 2A gezeigte
Systemkonfiguration S1 vorsehen, welche durch den Netzwerkbetreiber
wahrscheinlicher als die anderen Systemkonfigurationen, die in den 2B bis 2D gezeigt
sind, eingesetzt wird.
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Da
es keine Garantie dafür
gibt, dass alle Basisstationen synchronisiert sind, falls einige
von ihnen synchronisiert sind, und auch für Fälle in denen der gleiche SFN-Wert
zufälligerweise
bei einem bestimmten Zeitpunkt erlangt wird, kann ein Mechanismus
vorgesehen sein, um dieses Schema zu umgehen, und ein anderes Schema
zu implementieren, um das geforderte Timing auf Rahmenebene vorzusehen.
Zum Beispiel kann eine Nachricht an das Terminal gesendet werden,
falls die berichteten Messungen nicht mit einem Profil für die berichteten
Basisstationen übereinstimmen.
Alternativ kann das Terminal später
bestimmen, dass es nicht fähig
ist, die Funkrahmen von einer hypothetischen bzw. hypothetisierten
Basisstation zu decodieren, weil das Timing auf den falschen Wert
eingestellt worden ist. In jedem Fall, nach dem Empfang einer Anzeige,
dass eine vorher berichtete Zeitdifferenzmessung aufgrund einer
falschen Hypothese fehlerhaft ist, kann das Terminal eine komplette
SFN-SFN Typ 1-Messung durchführen,
und den P-CCPCH für
die hypothetisierte Basisstation decodieren, um das tatsächliche Timing
auf der Rahmenebene zu erlangen.
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In
einem dritten Zeitausrichtungsschema wird das Timing für ein Terminal
durch die Basisstationen, basierend auf einer Aufwärtsverbindungsübertragung
von dem Terminal, festgelegt. Die wiedergewonnene Timing-Information kann
dann genutzt werden zum Einstellen des Timings von den Abwärtsverbindungsübertragungen
an das Terminal.
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In
einem Ausführungsbeispiel
können
die Basisstationen, die nicht in dem Aktivsatz des Terminals, jedoch
in der Nachbarschaft von dem Terminal (d. h. Nachbar-Basisstationen)
sind, durch das System instruiert werden, die Aufwärtsverbindungsübertragung
von dem Terminal zu messen (z. B. eine Übertragung von dem aufwärtsverbindungs-dedizierten
physikalischen Kanal (dedicated physical channel, DPCH)). Falls
die Nachbar-Basisstationen fähig sind
die Aufwärtsverbindungsübertragung
mit ausreichender Stärke
zu empfangen, dann können
sie die Ankunftszeit von der Aufwärtsverbindungsübertragung
genau schätzen.
Basierend auf den geschätzten
Signalankunftszeiten von den Nachbar-Basisstationen und einer a
priori Kenntnis von der zeitlichen Beziehung zwischen gemeinsamen
Kanalrahmen unter den verschiedenen aktiven und benachbarten Basisstationen,
kann das System das richtige Timing für jede Nachbar-Basisstation
bestimmen, die zu dem Aktivsatz des Terminals hinzugefügt werden kann,
so dass die Aufwärtsverbindungsübertragung von
der hinzugefügten
Basisstation an dem Terminal richtig zeitlich ausgerichtet ist.
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Das
dritte Zeitausrichtungsschema kann implementiert werden, ausschließlich basierend
auf Messungen, die an den Nachbar-Basisstationen durchgeführt werden.
Jede Nachbar-Basisstation kann ausgelegt sein, um Empfängerverarbeitungseinheiten
zu beinhalten, die nach den Aufwärtsverbindungsübertragungen
von den Terminals, die in den benachbarten Zellen lokalisiert sind
suchen, und diese verarbeiten. Dieses Schema kann für synchrone
und asynchrone Systemkonfigurationen genutzt werden.
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3C ist
ein Flussdiagramm von einem Prozess zum Bestimmen des Timings für ein Terminal,
basierend auf einer Aufwärtsverbindungsüber tragung,
in Übereinstimmung
mit noch einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieser Prozess implementiert das dritte Zeitausrichtungsschema.
Anfangs empfangen die Kandidaten-Datenbasisstationen die Aufwärtsverbindungsübertragung
von dem Terminal, im Schritt 372, und jede Kandidaten-Basisstation
schätzt
die Signalankunftszeit von der empfangenen Aufwärtsverbindungsübertragung, und
zwar im Schritt 374. Das System erlangt dann die Zeitdifferenzen
für aktive
Basisstationen wieder (d. h. Basisstationen in dem Aktivsatz von
dem Terminal), und zwar im Schritt 376. Die Differenz zwischen
gemeinsamen Kanalrahmen kann in dem System für alle synchronen Systemkonfigurationen
S1, S2 und S3 bekannt sein.
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Das
System schätzt
dann die Zeitdifferenz für
jede Kandidaten-Basisstation,
basierend auf der durch die Kandidaten-Basisstation geschätzten Signalankunftszeit
und den Zeitdifferenzen für
die aktiven Basisstationen, und zwar im Schritt 378. Eine oder
mehrere Kandidaten-Basisstationen können danach für Datenübertragung
an das Terminal ausgewählt
werden, und zwar im Schritt 380. In jenem Fall wird das
Timing von der Datenübertragung
von jeder ausgewählten
Basisstation an das Terminal eingestellt, basierend auf der für die ausgewählte Basisstation
geschätzten
Zeitdifferenz, und zwar im Schritt 382. Der Prozess endet
dann.
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Die
oben beschriebenen Techniken sehen verschiedene Vorteile vor. Erstens,
wenn ein Terminal von einer ersten Basisstation zu einer zweiten
Basisstation weitergegeben wird, dann erlaubt es die Messung von
der SFN-SFN-Zeitdifferenz zwischen diesen Basisstationen zusammen
mit den Hin- und Rücklaufverzögerungsmessungen
bzw. Round Trip Verzögerungsmessungen
(die durch die erste Basisstation durchgeführt werden können) es
der zweiten Basisstation zu bestimmen, wo nach der Aufwärtsverbindungsübertragung
des Terminals zu suchen ist. Dieser Mechanismus ist beschrieben
von Chuck Wheatley in einer Veröffentlichung
mit dem Titel „Self-Synchronizing a CDMA
Cellular Network",
Seiten 320–328,
Microwave Journal, Mai 1999. Zweitens kann die SFN-SFN-Zeitdifferenzmessung
durch die zweite Basisstation genutzt werden zum zeitlichen Ausrichten
ihrer Abwärts verbindungsübertragung derart,
dass sie durch das Terminal zeitlich nahe zu der Abwärtsverbindungsübertragung
von der ersten Basisstation empfangen wird. Andere Vorteile können auch
durch die Nutzung der hierin beschriebenen Techniken erreicht werden.
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4 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel der Basisstation 104 und
dem Terminal 106, die geeignet sind zum Implementieren
verschiedener Aspekte und Ausführungsbeispiele
der Erfindung. Der Einfachheit wegen sind in 1 nur eine
Basisstation und ein Terminal gezeigt. Das Terminal 106 kann
jedoch gleichzeitig mit mehreren Basisstationen 104 kommunizieren,
wenn es sich im Soft-Handover befindet, und kann ferner Nachrichten
von verschiedenen anderen Nachbar-Basisstationen empfangen.
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Auf
der Abwärtsverbindung
werden an der Basisstation 104 nutzerspezifische Daten,
Signalisierung zum Identifizieren synchroner und asynchroner Basisstationen
und Anforderungen für
Zeitdifferenzmessungen an einen Sende-(TX)Datenprozessor 412 geliefert,
welcher die Daten und Nachrichten formatiert und codiert, basierend
auf einem oder mehreren Codierungsschemata zum Vorsehen codierter Daten.
Jedes Codierungsschema kann irgendeine Kombination von zyklischer
Redundanzprüf-(cyclic redundancy
check, CRC), Faltungs-, Turbo-, Blockcodierung und anderer Codierung
oder überhaupt keine
Codierung beinhalten. Typischerweise werden Daten und Nachrichten
unter Verwendung unterschiedlicher Schemata codiert, und unterschiedliche Nachrichtenarten
können
auch unterschiedlich codiert werden.
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Die
codierten Daten werden dann an einen Modulator (MOD) 414 geliefert,
und weiterverarbeitet zum Erzeugen modulierter Daten. Die Verarbeitung durch
den Modulator 414 kann Folgendes beinhalten (1) Abdecken
bzw. Spreizen der codierten Daten mit orthogonalen Codes (z. B.
Codes mit orthogonalem variablen Spreizfaktor (orthogonal variable
spreading factor, OVSF)) zum Kanalisieren der nutzerspezifischen
Daten und Nachrichten in ihre entsprechenden dedizierten Kanäle und Steuerkanäle und (2)
Verwürfeln
der abdeckten Daten mit PN-Sequenzen, die dem Terminal zugewiesen
sind. Die modulierten Daten werden dann an eine Sendereinheit (TMTR) 416 geliefert
und konditioniert (d. h. in ein oder mehrere analoge Signale konvertiert,
verstärkt,
gefiltert und quadratur-moduliert) zum Erzeugen eines abwärtsverbindungs-modulierten
Signals, das geeignet ist zur Übertragung über eine
drahtlose Verbindung. Das abwärtsverbindungs-modulierte
Signal wird dann durch einen Duplexer (D) 418 geleitet,
und mittels einer Antenne 420 an die Terminals gesendet.
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Am
Terminal 106 wird das abwärtsverbindungs-modulierte Signal
durch eine Antenne 450 empfangen, durch einen Duplexer 452 geleitet,
und an eine Empfängereinheit
(RCVR) 454 geliefert. Die Empfängereinheit 454 konditioniert
(z. B. filtert, verstärkt,
herabkonvertiert und digitalisiert) das empfangene Signal und sieht
Tastungen bzw. Abtastwerte vor. Ein Demodulator (DEMOD) 456 empfängt und verarbeitet
dann die Tastungen zum Vorsehen wiedergewonnener bzw. aufgedeckter
Symbole. Die Verarbeitung durch den Demodulator 456 beinhaltet Entspreizen
der Tastungen mit PN-Sequenzen, die mit den Signalankunftszeiten
von den Mehrwegepfaden, die verarbeitet werden, ausgerichtet sind,
Aufdecken der entspreizten Tastungen zum Kanalisieren der empfangenen
Daten und Nachrichten in ihre entsprechenden dedizierten Kanäle und Steuerkanäle und (kohärentes)
Demodulieren der aufgedeckten Daten mit einem wiedergewonnenen Pilot.
Der Demodulator 456 kann einen Rake-Empfänger implementieren,
welcher mehrere Instanzen von dem empfangenen Signal verarbeiten
kann, und Symbole von verschiedenen Mehrwegepfaden kombiniert die zu
der gleichen Basisstation gehören,
um die wiedergewonnenen Symbole vorzusehen.
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Ein
Empfangs-(RX)Datenprozessor 458 decodiert dann die wiedergewonnenen
Symbole zum Wiedergewinnen der nutzerspezifischen Daten und Nachrichten,
die auf der Abwärtsverbindung
gesendet worden sind. Die wiedergewonnenen Nachrichten können an
einen Controller bzw. eine Steuereinrichtung 470 geliefert
werden. Die Verarbeitung durch den Demodulator 456 und
den RX-Datenprozessor 458 ist komplementär zu jener,
die entsprechend durch den Modulator 414 und den TX-Datenprozessor 412 an
der Basisstation 104 durchgeführt worden ist.
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Der
Demodulator 456 kann ferner betrieben werden zum Bestimmen
der Signalankunftszeiten von den empfangenen Basisstationen (z.
B. basierend auf dem Timing von den durch das Terminal erzeugten
PN-Sequenzen) und
zum Ableiten der Zeitdifferenz auf Chipebene zwischen zwei Basisstationen,
basierend auf den Signalankunftszeiten, wie durch den Controller 470 angewiesen.
Alternativ können
die Signalankunftszeiten durch den Demodulator 456 bestimmt
werden, und an den Controller 470 geliefert werden, welcher
dann die Zeitdifferenz auf Chipebene bestimmen kann. Der RX-Datenprozessor 458 kann
ferner betrieben werden zum Wiedergewinnen und Vorsehen der Systemrahmennummern
für die
gemeinsamen Kanalrahmen für
eine oder mehrere empfangene Basisstationen (z. B. die Kandidaten- und
Referenz-Basisstationen) und zwar wie durch den Controller 470 angewiesen.
Der Controller 470 kann dann die Zeitdifferenz auf Rahmenebene
bestimmen, falls und wenn notwendig.
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Der
Controller 470 kann Information darüber empfangen, welche Basisstationen
Timing auf Rahmenebene erfordern, und welche nicht und kann ferner
die Anfrage nach Zeitdifferenzmessungen empfangen. Der Controller 470 weist
dann den Demodulator 456 an, die Timing-Information auf
Chipebene für
die empfangenen Basisstationen vorzusehen, und weist ferner den
RX-Datenprozessor 458 an, die Timing-Information auf Rahmenebene
für bestimmte Basisstationen
vorzusehen, für
die derartige Information erforderlich ist. Der Controller 470 bildet
dann eine SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht
für die empfangenen
Basisstationen.
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Auf
der Aufwärtsverbindung,
am Terminal 106, wird die SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht an
einen TX-Datenprozessor 464 geliefert, welcher dann die
Berichtsnachricht in Übereinstimmung
mit einem definierten Verarbeitungsschema verarbeitet. Die verarbeitete
Nachricht wird dann weiter verarbeitet (z. B. abgedeckt und gespreizt)
durch einen Modulator (MOD) 466 und durch eine Sendereinheit (TMTR) 468 konditioniert,
um ein aufwärtsverbindungs-moduliertes
Signal zu erzeugen, welches dann durch den Duplexer (D) 452 geleitet
wird, und mittels der Antenne 450 an die Basisstationen
gesendet wird.
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An
der Basisstation 104 wird das aufwärtsverbindungs-modulierte Signal
durch die Antenne 420 empfangen, durch den Duplexer 418 geleitet, und
an eine Empfängereinheit
(RCVR) 422 geliefert. Die Empfängereinheit 422 konditioniert
das empfangene Signal und liefert Tastungen bzw. Abtastwerte. Die
Tastungen werden dann verarbeitet (z. B. entspreizt, aufgedeckt
und demoduliert) durch einen Demodulator (DEMOD) 424 und
decodiert (falls notwendig) durch einen RX-Datenprozessor 426 zum Wiedergewinnen
der gesendeten Berichtsnachricht. Die wiedergewonnene Berichtsnachricht
wird dann an einen Controller 430 geliefert, welcher die
Berichtsnachricht an einen Basisstations-Controller (base station
controller, BSC) oder eine andere Systemeinheit weiterleiten kann.
Die Signalstärken
und Zeitdifferenzinformation, die in der Berichtsnachricht enthalten
ist, kann genutzt werden zum Auswählen von einer oder mehrerer
Basisstationen, um diese in den Aktivsatz des Terminals einzubeziehen,
und um die Abwärtsverbindungsübertragungen
von den ausgewählten
Basisstationen richtig zeitlich auszurichten.
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Die
Elemente von dem Terminal 106 und der Basisstation 104 können ausgelegt
sein zum Implementieren verschiedener Aspekte von der Erfindung, wie
oben beschrieben. Die Elemente von dem Terminal oder der Basisstation
können
implementiert sein mittels eines digitalen Signalprozessors (DSP),
einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application
specific integrated circuit, ASIC), einem Prozessor, einem Mikroprozessor,
einem Controller, einem Mikrocontroller, einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung
(field programmable gate array, FPGA), einer programmierbaren logischen
Einrichtung, anderen elektronischen Einheiten oder irgendeiner Kombination
daraus. Einige der hierin beschriebenen Funktionen und Verarbeitung
können
auch implementiert werden mittels Software, die auf einem Prozessor
ausgeführt
wird. Zum Beispiel kann die Schätzung
von den Zeitdifferenzen auf Chipebene und auf Rahmenebene und das
Einkapseln der Zeitdifferenzmessungen in die SFN-SFN Typ 1-Messberichtsnachricht
durch den Controller 470 ausgeführt werden.
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Der
Klarheit wegen sind verschiedene Aspekte, Ausführungsbeispiele und Schemata
speziell für
die SFN-SFN Typ 1-Messung in dem W-CDMA-Standard beschrieben worden.
Das Timing auf Rahmenebene und das Timing auf Chipebene können auch
mittels anderer Mechanismen berichtet werden. Zum Beispiel unterstützt W-CDMA
das Berichten von einem Parameter Tm für das Timing auf Chipebene,
und von Parametern OFF und COUNT-C-SFN für das Timing auf Rahmenebene. Diese
Parameter sind detaillierter beschrieben im Dokument Nr. 3GPP TS
25.402, Sektion 5.
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Die
hierin beschriebenen Techniken können auch
auf andere Kommunikationssysteme angewendet werden, in denen die
Zeitdifferenz in zwei oder mehrere Teile partitioniert werden kann,
die unterschiedliche Auflösungen
und/oder zu unterschiedlichen Messarten gehören. In dem Obigen wird die Zeitdifferenz
in die Chipebenen- und Rahmenebenenteile partitioniert. Für einige
andere Systeme kann die Zeitdifferenz in einen Teil mit feiner Auflösung und einen
Teil mit grober Auflösung
partitioniert werden. Die Zeitdifferenz kann auch auf irgendeine
andere Art und Weise für
irgendwelche andere Systeme partitioniert werden. Für jeden
von diesen Fällen
kann die Messung durchgeführt
werden nur für
den erforderlichen Teil oder die erforderlichen Teile, und ein vorherbestimmter
oder Standardwert kann für
jeden nicht erforderlichen Teil genutzt werden.
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Überschriften
sind hierin nur der Bezugnahme wegen beinhaltet, und zum Helfen
beim Lokalisieren bestimmter Abschnitte. Diese Überschriften sind nicht dazu
gedacht, den Umfang der dort beschriebenen Konzepte zu beschränken, und
diese Konzepte können
Anwendbarkeit in anderen Abschnitten überall in der gesamten Spezifikation
besitzen.
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Die
vorhergehende Beschreibung von den offenbarten Ausführungsbeispielen
ist vorgesehen um es jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung
nachzuvollziehen oder zu nutzen. Verschiedene Modifikationen an
diesen Ausführungsbeispielen
werden den Fachleuten unmittelbar klar sein, und die hierin definierten
generischen Prinzipien können
auf andere Ausführungsbeispiele
angewendet werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Somit
ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die hierin
gezeigten Ausführungsbeispiele
limitiert sein soll, sondern sie soll im weitesten Umfang gewürdigt werden,
wie er durch die Ansprüche
definiert ist.