JP2004535728A - Ｃｄｍａ通信システムにおいて複数の基地局からの時間整列する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の基地局から１つの端末への伝送を時間整列すること。
【解決手段】複数の基地局から１つの端末への伝送を時間整列するための方式。時間整列を達成するためには、該端末で観測される基地局からの伝送の到着時刻の間の差異が決定され、システムに提供され、端末に特定的な無線フレームが特定の時間窓内で端末に到達するように基地局でのタイミングを調整するために使用される。ある方式では、２つの基地局間の時間差はフレームレベルの時間差とチップレベルの時間差に区切られる。時間差の測定を実行し、報告するように要求されると必ず、端末は基準基地局を基準にして候補基地局ごとにチップレベルのタイミングを測定する。さらに、端末はフレームレベルのタイミングも測定し、この情報を必要とされる場合にだけ時間差測定に含める。それ以外の場合、端末はフレームレベルの部分を所定値（例えばゼロ）に設定する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は概してデータ通信に関し、さらに特定するとＣＤＭＡ通信システムにおける複数の基地局からの伝送を時間整列する技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、音声データサービスおよびパケットデータサービスを含む多様な種類の通信を提供するために幅広く展開している。これらのシステムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、あるいはいくつかの他の多元接続技法に基づいてよい。ＣＤＭＡシステムは、システム容量の増加を含む他の種類のシステムに優る特定の優位点を提供してよい。ＣＤＭＡシステムは、通常、当技術で既知であり、参照してここに組み込まれるＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、およびＷ−ＣＤＭＡ規格などの１つまたは複数の規格に準拠するように作られている。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは音声通信およびデータ通信をサポートするために操作されてよい。通信セッション（例えば音声通話）の間、端末は端末の「アクティブな集合」に入れられている１つまたは複数の基地局とアクティブに通信してよい。ソフトハンドオーバ（あるいはソフトハンドオフ）の間、該端末は有害な経路影響に対するダイバシティを提供できる複数の基地局と同時に通信する。また、該端末は、例えばパイロット参照、ページ、一斉送信メッセージ等の他の種類の伝送のために１つまたは複数の他の基地局から信号を受信してもよい。
【０００４】
Ｗ−ＣＤＭＡ規格に従って、基地局は同調して操作される必要はない。非同調で操作されるとき、端末の観点からは基地局のタイミング（従って無線フレーム）は整合されない可能性があり、各基地局の基準時間は他の基地局の基準時間とは異なってよい。
【０００５】
ソフトハンドオーバの間、端末は複数の基地局から同時にデータ伝送（つまり、無線フレーム）を受信する。無線フレームが、それらが適切に処理、回復できるようにある特定の時間窓の中で端末に到達することを確実にするために、Ｗ−ＣＤＭＡ規格は、各基地局から端末への端末に特殊な無線フレームの開始時刻を調整できるようにする機構を提供する。通常は、新しい基地局が端末のアクティブな集合に追加される前に、この基地局の、基準基地局のタイミングを基準にしたタイミングが端末によって決定され、システムに報告される。次に、システムは、この新しい基地局から送信される無線フレームが他のアクティブな基地局からの無線フレームに時間内でほぼ整合されるように、端末のためにその伝送のタイミングを調整するように新しい基地局に命令する。
【０００６】
Ｗ−ＣＤＭＡ規格の場合、新しい候補基地局と基準基地局の間の時間差は（ＳＦＮがシステムフレーム番号を示す）「ＳＦＮ−ＳＦＮ観測時間差１型測定」を介して報告できる。この測定は２つの部分を含む。第１の部分は、これらの基地局からのダウンリンク信号を逆スクランブルするために使用される擬似雑音（ＰＮ）系列のタイミングを検出することによって引き出すことができる２つの基地局間のチップレベルのタイミングを提供する。第２の部分は、基地局によって送信される放送チャネルを処理する（つまり、復調し、復号する）ことによって引き出すことができる２つの基地局間のフレームレベルタイミングを提供する。これらの２つの部分は端末からシステムに送信されるレポートメッセージの中にカプセル化される。
【０００７】
一部のＷ−ＣＤＭＡシステムの構成においては、新規に追加された基地局の無線フレームを適切に時間整列するためには、チップレベルタイミングだけが必要とされる。これは、例えば基地局が同調して操作され、フレームレベルタイミングがすでにシステムによって既知である場合に当てはまる可能性がある。このケースでは、端末に（現在のＷ−ＣＤＭＡ規格によって要求されるように）チップレベルタイミングだけではなくフレームレベルタイミングも測定し、報告するように要求すると、性能が劣化する可能性がある。まず、端末が、基地局を通信のために選択できるようになる前に候補基地局の放送チャネルを強制的に処理させられると、ソフトハンドオーバ領域は基地局のカバレージエリアのごく一部に限られる可能性があり、放送チャネルが受信されてよい場所で境界をつけられるだろう。第２に、放送チャネルを処理すると、性能を劣化する可能性のある追加遅延につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、当技術においては複数の基地局から１つの端末への伝送を時間整列するための技法に対するニーズがある。１つのこのような技法とは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの端末との必要とされる時間差（つまりチップレベルタイミングだけ、あるいはチップレベルタイミングとフレームレベルタイミングの両方）をハンドオーバおよび他の用途に与えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、複数の端末から１つの端末へのデータ伝送を時間整列するための多様な方式を提供する。時間整列を達成するには、端末で観測される複数の基地局からの伝送の到着時刻の時間差が決定され、システムに提供される。次に、システムは複数の基地局から送信される端末に特殊な無線フレームがある特定の時間窓の中で端末に到達するように該タイミング情報を使用し、複数の基地局でタイミングを調整する。
【００１０】
第１の方式では、２つの基地局間の時間差は「細かな解像度」部分と「粗い解像度」部分に区切られ、必要とされる部分（複数の場合がある）だけが必要とされるときに報告される。Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定値はフレームレベル時間差とチップレベル時間差に区切ることができる。１つまたは複数の基地局のリストの時間差測定を実行し、報告するように要求されるときはつねに、端末は基準基地局を基準にしてリストの中の基地局ごとにチップレベルタイミングを測定する。さらに、端末はフレームレベルタイミングも測定し、必要とされる（例えば、システムによって命じられる）場合だけＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定にこの情報を含む。それ以外の場合、フレームレベルのタイミングが必要とされない場合には、端末はフレームレベル部分を、既知の固定値（例えばゼロ）であってよい所定値、端末によって選択され、システムによって無視されてよい任意の値、多様な手段によって事前に既に既知であるフレームレベルタイミングのための値（例えば、同じセルの過去の測定値、システムからの伝送等）、あるいは何か他の値に設定できる。
【００１１】
第２の方式では、２つの基地局間の時間差は、端末によって受信される基地局のいくつかの部分的な復号に基づいて端末によって決定される。Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、端末は、ある特定の基準（例えば、受信信号強度）に基づいて選択してよい数多くの基地局についてプライマリ共通制御物理チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）を復号できる。特定の数の（例えば、２つ以上の）復号された基地局がある特定の時間インスタンスでの同じシステムフレーム番号（ＳＦＮ）値を有する場合、同期システム構成は端末によって推論されてよく、残りの基地局のフレームレベルタイミングではなく、チップレベルタイミングが決定される。
【００１２】
第３の方式では、端末のためのタイミングは、端末からのアップリンク伝送に基づいて基地局によって突き止められる。それから、システムによって回復されたタイミング情報は、端末へのダウンリンク伝送のタイミングを調整するために使用されてよい。
【００１３】
第４の方式では、２つの基地局間の時間差は、システム内のセルのレイアウトとサイズに関する推測的な知識に基づいてシステムによって突き止められる。基地局のカバレージエリアが十分に小さい場合には、信号伝搬遅延による時間の不確実性も小さい（例えば、数チップ以下）。Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、共通チャネルフレームと専用チャネルフレーム間の時間差は（例えば基準基地局について）決定してよく、他の全ての基地局はそれらの共通チャネルフレームと専用チャネルフレーム間の同じ時間差に関連付けられてよい。
【００１４】
前記システムは、ハードハンドオーバとソフトハンドオーバ、位置決定などの多様な用途、およびおそらく他の用途に使用してよい。本発明は、詳細に後述されるように、さらに本発明の多様な態様、実施形態および特徴を実現する方法、端末基地局、および装置を提供する。
【００１５】
本発明の特徴、性質および優位点は、類似する参照文字が完全に相応して識別する図面に関連して解釈されるときにいかに述べられる詳細な説明からさらに明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は多数のユーザをサポートし、本発明の多様な態様を実現できる無線通信システム１００の図である。システム１００は、数多くの地理的な領域１０２にカバレージを提供する数多くの基地局１０４を含んでいる。基地局は一般的に基地トランシーバ局（ＢＴＳ）とも呼ばれ、基地局とこれのカバレージエリアは多くの場合集合的にセルと呼ばれている。システム１００はＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００などの１つまたは複数のＣＤＭＡ規格および他の規格、あるいはその組み合わせを実現するように設計されてよい。
【００１７】
図１に示されているように、多様な端末１０６はシステム全体に分散している。ある実施形態においては、各端末１０６は、端末がアクティブであるかどうか、およびそれがソフトハンドオーバにあるかどうかに応じて任意の指定された瞬間にダウンリンクとアップリンクで１つまたは複数の基地局１０４と通信してよい。ダウンリンク（つまり順方向リンク）は、基地局から端末への伝送を指し、アップリンク（つまり逆方向リンク）は端末から基地局への伝送を指す。
【００１８】
図１に図示されているように、基地局１０４ａはダウンリンクで端末１０６ａに送信し、基地局１０４ｂは端末１０６ｂ、１０６ｃ、および１０６ｉに送信し、基地局１０４ｃは端末１０６ｄ、１０６ｅおよび１０６ｆ等に送信する。図１では、矢印が付いた実線は基地局から端末へのユーザに特定的なデータ伝送を示す。矢印が付いた破線は、端末がパイロットおよび他のシグナリングを受信しているが、基地局からのユーザに特定的なデータ伝送は受信していないことを示している。図１に図示されているように、端末１０６ｂ、１０６ｆ、１０６ｇ、および１０６ｉはソフトハンドオーバにあり、これらの端末の各々は現在複数の基地局と通信している。簡単にするためにアップリンク通信は図１に図示されていない。
【００１９】
各端末は、端末が通信する１つまたは複数の「アクティブな」基地局のリストを含むアクティブな集合と関連付けられている。これらのアクティブな基地局（複数の場合がある）は、同時に端末に無線フレームを送信し、各アクティブな基地局からの伝送はＷ−ＣＤＭＡ専門用語で無線リンクと呼ばれている。アクティブな集合の中の基地局の１つが基準基地局として示されている。例えば、端末は基準基地局として最強の受信信号の基地局を示してよいか、あるいはシステムは共通メッセージまたは専用メッセージでどれが基準基地局であるのかを示してよい。
【００２０】
Ｗ−ＣＤＭＡ規格に従って、システム内の基地局は、それらが全て互いに同期するように操作されてよいか、あるいはそれらは互いに非同期であるように操作されてよい。この同期操作または非同期操作の選択は、システムがネットワーク事業者によってどのように運営されているのかに依存している。Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、他の基地局は同期していないが、基地局のいくつかが同期するように操作されてもよい。システム内の基地局の多様な考えられる構成は後述されている。
【００２１】
図２Ａは、数多くの基地局（例えばこの例では３つ）が時間整列されたフレーム開始および番号付けと同調して操作される第１のシステム構成（Ｓ１）を図解する図である。この構成の場合、基地局のための共通チャネル上の無線フレーム（つまり、共通チャネルフレーム）はフレームごとにほぼ同時に（つまり、ｔ_ｎ、ｔ_ｎ＋１等で）開始する。共通チャネルとは全ての端末に情報を送信するために使用されるチャネルであり、通常ページングチャネル、放送チャネル等を含む。基地局間の同期は名目値あたりでのおそらく小さな変動を除き、時間においてほぼ一定である基地局のための共通機能フレーム間の時間関係性によって示される。この構成では、任意の指定された時間インスタンスでの共通チャネルフレームのシステムフレーム番号（ＳＦＮ）値は３つ全ての基地局に同じである。
【００２２】
図２Ｂは、数多くの基地局が、時間整列されたフレーム開始であるが、整合していないフレーム番号付けと同調して操作される第２のシステム構成（Ｓ２）を図解する図である。この構成では、基地局からの共通チャネルフレームは略同時に開始する。しかしながら、任意の指定時間インスタンスでの共通チャネルフレームのＳＦＮ値は全ての基地局について同じであってはならない。
【００２３】
図２Ｃは、数多くの基地局が同調してであるが、非整合フレーム開始と番号付けとともに操作される第３のシステム構成（Ｓ３）を図解する図である。この構成においては、基地局からの共通チャネルフレームは同時に開始しないが、代わりにいくつかの（定数）値分、互いからオフセットされる。その結果、任意の指定された時間インスタンスでの共通チャネルフレームのＳＦＮ値は全ての基地局について同じでない場合がある。
【００２４】
ここで使用されるように、「同期構成」は、システムが基地局間の相対的なタイミング差に関する知識を望ましい精度まで有する任意の構成を含んでいる。基地局は様々な同期していないクロックに基づいて操作されても、操作されなくてもよい。しかしながら、システムが、基地局間の相対的なタイミング差を決定するための何らかの手段（例えば、明示的な測定によって、あるいは基地局が同期していないと推測的に既知である場合には暗示的に）有する場合、基地局は同期構成で操作されるべきであると見なされてよい。
【００２５】
図２Ｄは、数多くの基地局が非同期で操作される第４のシステム構成（Ａ１）を描く図である。この構成では、基地局は同期しておらず、これらの基地局のための共通チャネルフレーム間の時間関係性は経時的に緩やかに変動する。基地局ごとの共通チャネルは通常互いに対して位置合わされているが、他の基地局の共通チャネルに対しては位置合わせされていない。このドリフトの長期的な平均値はゼロであってよいか、あるいは何らかの非ゼロ値であってよい（つまり、基地局間の時間差は頻繁に増加または減少してよい）。非同期動作のため、これらの基地局の共通チャネルは（偶然にでない限り）同時に開始しないだろう。さらに、任意の指定された時間インスタンスでの共通チャネルフレームのＳＦＮ値は全ての基地局に対して同じとはならない恐れがある。
【００２６】
図２Ｄに図示される構成などの非同期構成でのソフトハンドオーバの場合、複数の基地局からの伝送は同期しておらず、異なる時間に開始する基地局によって、指定された端末のユーザに特定的な無線フレームは（それらが時間補償されない限り）様々なときに開始する基地局によって送信される可能性が高い。さらに、各基地局からの伝送の伝搬時間は一意であってよく、その基地局と端末の間の距離に依存している。従って、様々な基地局からのユーザに特定的な伝送は（やはり時間補償されていない限り）様々なときに端末によって受信される可能性がある。（Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、ユーザに特定的なデータ伝送だけが時間補償されているが、共通チャネル上での伝送は時間補償されていない）。
【００２７】
図２Ｄに図示されている非同期構成の場合、基地局２から受信される無線フレーム（１１５８、１１５９、…）は基地局１から受信される無線フレーム（２０２、２０３、…）から△Ｔ_１，２分時間でオフセットされており、この場合△Ｔ_１，２は、基地局２からの指定されているフレームの開始が基地局１からの別の指定されているフレームの開始より早期であるのか、あるいは後であるのかに応じて正または負の値となる場合がある。同様に、基地局３から受信される無線フレーム（３１０２、３１０３…）は、基地局１から受信される無線フレームから△Ｔ_１，３分オフセットされている。時間差つまりオフセット△Ｔ_１，２と△Ｔ_１，３は特定の関係性によって定義されておらず、フレームごとにさらに変化してよい。一般的には非同期システム構成の場合、時間差△Ｔ_Ｘ，Ｙは（１）基地局は定義された時間関係性なしに非同期で送信する、および（２）基地局から端末への伝搬時間は部分的に端末の位置に依存しているために、任意の（無作為の）値を帯びてよい。
【００２８】
いくつかの機能については、複数の基地局からの（共通）伝送の到着時刻を知っていることが有効または必要である。端末で測定される信号到着時刻は、多様な基地局から受信される伝送間の時間差を計算するために使用できる。それから時間差は、ハードハンドオーバとソフトハンドオーバなどの多様な機能に使用できる。
【００２９】
ソフトハンドオーバ処理は、端末のアクティブな集合の中への包含について１つまたは複数の新しい候補基地局を評価することを伴なう。Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおけるソフトハンドオーバを容易にするためには、端末（つまりＷ−ＣＤＭＡの専門用語ではユーザ装置（ＵＥ））は通信システム（つまり、Ｗ−ＣＤＭＡの専門用語ではＵＭＴＳ無線アクセス網（ＵＴＲＡＮ））に対し、端末のアクティブな集合の中への包含について考慮されるそれぞれの新しい候補基地局のための時間差測定値および信号品質測定値を報告する。信号品質測定値は、端末のアクティブな集合の中に該候補基地局を含むかどうかを決定するために使用されてよい。そして、時間差測定値は、後述されるように端末へのデータ伝送のタイミングを調整するために使用できる。
【００３０】
ハードハンドオーバ処理は、端末のための現在のアクティブな集合を、同じまたは違う周波数での新しい潜在的に交わらないアクティブな集合で置換することを伴なう。システムは、たとえ新しいアクティブな集合がただ１つの基地局から構成されていたとしても、新しいアクティブな集合の全ての構成要素の共通フレームと専用フレーム間の相対的な時間差を求める。新しいアクティブな集合のための基準基地局は通常ハードハンドオーバのために端末に送信されるメッセージに示されている。
【００３１】
時間差は通常新しい候補基地局と基準基地局の間で測定される。基準基地局とは、例えば端末によってあるいはシステムによって指定されるアクティブな集合の中の特定の基地局である。端末がすでにアクティブに通信していない（つまりすでに専用チャネルにない）場合、基準基地局は端末が現在「キャンピング」している基地局、つまり端末がそこからその放送チャネルを受信し、通常はハンドオーバで直接的に行われる専用チャネルのセットアップの前にそこに向かってそれが必要とされる測定値を送信する基地局である。
【００３２】
（ハードハンドオーバであるのか、ソフトハンドオーバであるのかに関係なく）端末のアクティブな集合の中に包含するために選択されるそれぞれの新しい候補基地局の場合、システムは、専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）上のこの新しい基地局によって送信される無線フレームがこれらのそれぞれのＤＰＣＨ上の端末のアクティブな集合（つまり、現在のアクティブな基地局）の中の他の基地局によって送信される無線フレームとほぼ同時に端末に到達するように、新しい基地局に端末に対するそのタイミングを補償するように命令することができる。本質的に、端末のための各アクティブな基本局からのＤＰＣＨ上でのユーザに特定的な無線フレームのタイミングは、全てのアクティブな基地局についてＤＰＣＨ上での無線フレームのために類似した到着時刻を達成するために基地局の共通チャネル上の無線フレームのタイミングを基準にしてシフトされる。
【００３３】
アクティブな基地局で実行されるタイミング補償は、端末で受信されるこれらの基地局からの無線フレームの開始を（例えば数チップに及んでよい）特定の時間窓にほぼ整合する。タイミング補償を用いると、全てのアクティブな基地局からのＤＰＣＨ上のユーザに特定的な無線フレーム（つまり専用チャネルフレーム）は、たとえ共通チャネルフレームが様々な送信時間と様々な伝搬遅延のために様々な時刻で受信されてよいとしても、ほぼ整合されてよい。このようにして、端末はさらに小さな定義された窓（例えば２５６チップ）の中で全ての送信基地局から複数の信号インスタンスを処理できる。ある特定の候補基地局のダウンリンクＤＰＣＨとダウンリンク共通チャネル間の時間差が決定できない場合には、現在のＷ−ＣＤＭＡ規格に従って、端末のアクティブな集合に候補基地局を追加することはシステムにとって不可能である場合がある。
【００３４】
ハンドオーバのための各候補基地局と基準基地局の間の時間差は端末に特定的である。通常、ハンドオーバのためには粗い時間差測定値（例えば、１チップまたはさらに悪い解像度）で十分である。
【００３５】
２つの基地局間の時間差は、これらの基地局からの多様な種類の伝送に基づいて測定または推定されてよい。Ｗ−ＣＤＭＡ規格は、（物理）プライマリ共通制御チャネル（Ｐ−ＣＣＰＨ）にさらにマッピングされる（トランスポート）放送チャネル（ＢＣＨ）にマッピングされる（論理）放送制御チャネル（ＢＣＣＨ）を定義する。放送制御チャネルはシステム内の端末にメッセージを一斉送信するために使用されるさらに高い層のチャネルである。一斉送信されたメッセージは、次にＰ−ＣＣＰＣＨ上で（１０ｍｓ）無線フレームで送信される２０ミリ秒（ｍｓｅｃまたはｍｓ）のトランスポートブロックで符号化される。ＣＤＭＡでは、２０ｍｓは伝送時間インターバルとも呼ばれている、やはり伝送時間発行（ＴＴＩ）とも呼ばれるインタリーバサイズである。トランスポートブロックの長さは２０ｍｓなので、各無線フレームに含まれる数は実際のＳＦＮ値ではなく、ＳＦＮＰｒｉｍｅから引き出される。つまり２０ｍｓのＴＴＩとＳＦＮの最初の１０ｍｓフレームの場合ＳＦＮ＝ＳＦＮｐｒｉｍｅであり、２０ｍｓＴＴＩの後半の１０ｍｓフレームの場合ＳＦＮ＝ＳＦＮＰｒｉｍｅ＋１である。送信された無線フレームの開始は、ＳＣＨおよび／またはＣＰＩＣＨを処理することによって決定され、これらのフレーム開始時刻はそれから基地局のための信号到着時刻として使用してよい。Ｐ−ＣＣＰＣＨ上の放送チャネルは、送信された共通チャネルフレームのシステムフレーム番号を回復するためにさらに処理する（例えば、変調し、処理する）ことができる。通常、２つの基地局間の時間差は、これらの基地局のための最も早期のマルチパスの信号到着時刻に基づいて決定される。
【００３６】
Ｗ−ＣＤＭＡ規格に従って、２つの基地局間の時間差は端末によって測定され多様な種類のメッセージを介してシステムに報告されてよい。Ｗ−ＣＤＭＡ規格は図２Ｄの時間オフセット△Ｔ_Ｘ，Ｙを示すＳＦＮ−ＳＦＮ測定を定義する。この測定は、新しい基地局からの伝送がハンドオーバプロセスの一部として補償されてよいように端末によって行われ、システムに送信することができる。数種類のＳＦＮ−ＳＦＮ測定は、以下に簡略に後述されるようにＷ−ＣＤＭＡ規格によってサポートされている。
【００３７】
「ＳＦＮ−ＳＦＮ観測時間差１型測定」（つまり、さらに簡略には「ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定」）は、新しい候補基地局と基準基地局間の観察された時間差を報告するために使用できる。この測定は、それぞれ放送チャネルとＰ−ＣＣＰＣＨを処理することによって獲得してよいフレームレベルタイミングとチップレベルタイミングの両方ともを含む。放送チャネルおよびＰ−ＣＣＰＣＨは、全てが３ＧＰＰ組織から公に入手可能であり、参照してここに組み込まれる文書番号３ＧＰＰ ＴＳ ２５．１３３、２５．３０５、および２５．３３１にさらに詳しく説明されている。
【００３８】
新しい候補基地局に対しＳＦＮ−ＳＦＮ１測定を実行するためには、端末は当初ＳＣＨおよび／またはＣＰＩＣＨを処理し、候補基地局と基準基地局間のチップレベル時間差を回復する。このチップレベルの時間差はこれらの２つの基地局からの共通チャネルフレームの開始の間の差異を示し、ＣＰＩＣＨを逆スクランブルするために使用される擬似雑音（ＰＮ）系列のタイミングに基づいて決定してよい。チップレベル時間差は、１完全フレームである［０…３８，３９９］チップの範囲を有する。
【００３９】
フレームレベルタイミングを得るためには端末は候補基地局（およびまだ端末に既知でない場合には、基地局）からの放送チャネルを処理し（例えば復調し、符号化する）、ある特定の時間インスタンスでの共通チャネルフレーム数を検索する。報告される各基地局の場合、端末は、ＳＦＮ情報（ＳＦＮＰｒｉｍｅ）を含む伝送時間間隔（ＴＴＩ）の長さが２０ｍｓなので、放送制御チャネル（ＢＣＣＨ）の２０ｍｓ以上を処理する。それから端末はこれらの基地局のシステムフレーム番号の差異を決定する。
【００４０】
観察されたＳＦＮ差異とチップ差異は、次にＳＦＮ差異の２５６を法として取り、３８，４００でモジュロ結果をスケーリングし、スケーリングした値をチップレベルタイミング差異に加算することによって結合され、ここでは、３８，４００は１個の１０ｍｓ無線フレーム内のチップ数を表現する。結合された結果は［０…２５６・３８，４００−１］チップの範囲に該当する値であり、ここでは２５６はモジュロ２５６演算後のＳＦＮ差異の最大値を表し、フレームの単位である。候補基地局と基準基地局間の時間差は、このようにして１つのチップの解像度とともに報告されてよい。ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定は、文書番号３ＧＰＰ ＴＳ ２５．１３３と２５．３３１（第１０．３．７．６３項）にさらに詳しく説明される。
【００４１】
「ＳＦＮ−ＳＦＮ観測時間差２型測定」（つまりさらに簡略には「ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定」）も、候補基地局と基準基地局間の観察された時間差を報告するために使用することができ、チップレベルタイミングだけを含んでいる。端末は、より細かな解像度（例えば、１／２チップから１／１６チップ解像度の間）に合わせてこれらの基地局間のチップレベルタイミングの差異を求める。観察されたチップレベルの時間差は、それから［−１２８０…１２８０］チップの範囲に該当する任意の値によって表される。ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定の場合、端末は候補基地局のシステムフレーム番号を決定する必要がない。
【００４２】
ハンドオーバのために候補基地局を端末のアクティブな集合に追加するためには、共通チャネルフレームと基準基地局間の観察された時間差が端末によって測定され、システムに報告されてよい。この観察された時間差はＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージを介してシステムに提供できる。ハンドオーバプロセスを補助するために、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定の完全な範囲がレポートメッセージで端末によって提供される。この完全な範囲はフレームレベル時間差にチップレベル時間差を加えたものを含む。
【００４３】
ハンドオーバのために候補基地局の時間差を報告するためにＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定を使用することは多様な状況にとって、特にフレームレベルタイミングが必要とされていないシステム構成にとって決して最適ではない可能性がある。図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに図示されているシステム構成Ｓ１、Ｓ２およびＳ３の場合、基地局は同期しており、基地局のフレームレベルタイミングは通常システムによって知られていない。これらのシステム構成の場合、チップレベルタイミングをシステムに報告することが必要とされているだけである。そしてシステム構成Ｓ１の場合、時間差は主に基地局までの異なる距離と、基地局同期の小さな時間の誤りを原因とする。
【００４４】
しかしながら、現在Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって定められているＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定の場合、フレームレベルタイミングとチップレベルタイミングの両方とも端末が決定し、報告する必要がある。フレームレベルタイミングを決定するには、候補基地局の放送チャネル上での共通無線フレームが端末によって復調、復号および回復される必要があり、これは複数の理由から望ましくない場合がある。第１に、基地局がハンドオーバの可能性について報告を受け、考慮されるために、候補基地局の放送チャネルを回復する必要がある場合、ハンドオーバ領域は、放送チャネルが回復できる領域だけに制限される可能性があり、候補基地局によってカバーされる全領域の一部だけにすぎない可能性がある。第２に、放送チャネルを処理した結果、ハンドオーバを引き延ばし、性能を低下させることがある追加遅延（測定される基地局ごとに２０ｍｓ以上）が生じる。従って、フレームレベルタイミングが必要とされない場合に候補基地局の時間差を報告するために（現在Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって定義されている）ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定を使用することは望ましくない。
【００４５】
フレームレベルタイミングがシステムによって必要とされていないシステム構成においては、チップレベルタイミングだけが時間差について報告される必要がある。このチップオフセットはＷ−ＣＤＭＡ規格によって定められるＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定を使用して報告されてよい。
【００４６】
しかしながら、ハンドオーバのためにチップレベルタイミングを報告するためにＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定を使用することは、多様な状況について望ましくない場合もある。ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定の場合、指定された解像度はチップの１／１６であり、精度の要件は（現在Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって定められている）１／２チップから（Ｗ−ＣＤＭＡ規格の将来の改定に備えた）１／１６チップもしくはおそらくそれ以上の範囲となる。さらに正確なサブチップ解像度を獲得するためには、より複雑な、および／または長期の検索手順と取得手順が必要とされる可能性がある。
【００４７】
さらに、ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定は本来は位置決定のために使用されることを目的とし、ハンドオーバ機能のための時間差を報告するためにそれを使用することは何らかの望ましくない結果を生じさせる可能性がある。現在のＷ−ＣＤＭＡ規格に従って、ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定はＯＴＤＯＡメッセージの内側で報告されるにすぎない（ＯＴＤＯＡつまり到着の観察された時間差は、Ｗ−ＣＤＭＡで使用されている位置選定技法であり、ｃｄｍａ２０００で使用されるＥ−ＯＴＤつまり機能拡張された観察時間差位置選定技法に類似している）。従って、いくつかのＯＴＤＯＡ関連のメッセージは、ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定を送信するように端末に要求した結果として交換されてよい。また、ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定はＯＴＤＯＡをサポートする端末によってだけサポートされてよく、フィールドに展開される全ての端末によってサポートされなくてよい。従って、いくつかの端末は測定をサポートしない可能性があるため、ＳＦＮ−ＳＦＮ２型測定はハンドオーバのためのチップレベルタイミングを報告するために信頼することはできない。
【００４８】
本発明の態様が複数の基地局から端末へのデータ伝送を時間整列するための多様な方式を提供する。時間整列を達成するには、端末で観察される基地局から送信されるダウンリンク信号の到着時刻間の時間差が決定され、システム（例えばＵＴＲＡＮ）に提供される。システムは次に、基地局から送信されるユーザに特定な無線フレームがある特定の時間窓内で端末に到達するように、該タイミング情報を使用し、基地局でのタイミングを調整する。複数の方式が以下に詳しく説明され、他の方式も実現されてよく、本発明の範囲内にある。
【００４９】
第１の時間整列メント方式においては、２つの基地局間の時間差は２つの部分に区分され、必要とされる部分（複数の場合がある）だけが報告される。Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定は、前述したようにフレームレベルタイミングとチップレベルタイミングに区分できる。１つまたは複数の基地局のリストの時間差測定を実行、報告するように要求されるとつねに、端末はリストの中の基地局ごとにチップレベルタイミングを測定し、報告する。さらに、端末はフレームレベルタイミングも測定および報告し、（例えば、システムによって命令されるなど）必要とされる場合にだけこの情報をＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定に含める。それ以外の場合、フレームレベルタイミングが必要とされていない場合には、端末はフレームレベル部分を所定値に設定することができる。所定値は既知の固定値（例えばゼロ）、端末により選択され、システムによって無視されてよい任意の値、多様な手段から引き出されるか、あるいは多様な手段（例えば、同じ基地局の過去の測定値、システムからの伝送等）によって事前に知られているフレームレベルタイミングの値、あるいは何らかの他の値であってよい。
【００５０】
図２Ａ〜図２Ｄに図示されるように、システムは１つまたは複数のシステム構成に基づいて操作できる。システムは、他のものが非同期で操作されている一方、基地局のいくつかが同調して操作されるように操作されてもよい。図２Ａ〜図２Ｃに図示されている構成のような同期構成の場合、フレームラベルタイミングは通常システムによってすでに知られており、時間差測定を実行し、報告するように要求されたときに端末によって報告される必要はない。システムによってすでに知られている固定フレームレベルタイミングを有する同期基地局の場合、フレームレベルタイミングは端末によって測定される必要はない。
【００５１】
ある実施形態において、情報は、フレームレベルタイミングが必要とされていない基地局を特に識別するために提供されてよい。簡単にするために、これらの基地局は、それらが実際に同調して操作されているかどうかに関係なく「同期基地局」と呼ばれている。フレームレベルタイミングが必要とされる他の全ての基地局は、それらが実際に非同期で操作されているかどうかに関係なく「非同期基地局」と呼ばれる。この情報を使用すると、フレームレベル時間差測定は必要とされないときには端末によって行われず、これらの測定の選択的な省略は後述される多様な利点を提供できる。
【００５２】
ある実施形態においては、同期基地局のアイデンティティはユーザに特定的なメッセージを介してシステムにより端末に与えられる。Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、「測定制御」メッセージは、時間差測定が実行、報告されなければならないたびに端末に送信される。（「デフォルトの」測定値の集合は共通チャネルで送信されるシステム情報に定義され、測定制御メッセージが受信されない限りデフォルトによって使用されている。）測定制御メッセージは、時間差測定が要求される基地局のリストを含む。該リストは現在のアクティブな基地局および／またはハンドオーバのための潜在的な候補基地局である近隣基地局を含んでよい。リストの中の基地局ごとに、フレームレベルタイミングが基地局に必要とされているかどうかの表示を含むように測定制御メッセージを構成することができる。特定的な実施形態では、このインジケータは、フレームレベルタイミングが必要とされる場合には真に設定されてよく、それ以外の場合には偽に設定されてよいＷ−ＣＤＭＡ規格によって定められる「ＳＦＮインジケータ読み取り」である。リストの中の基地局ごとにＳＦＮインジケータ読み取りを回復することによって、端末は、フレームレベルタイミングが基地局にとって必要とされているかどうかを判断できる。
【００５３】
別の実施形態においては、同期基地局のアイデンティティは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格（「ＵＥ位置決定ＯＴＤＯＡ近隣セル情報（ＵＥ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ＯＴＤＯＡ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｃｅｌｌ Ｉｎｆｏ）」と題される文書番号第３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１、第１０．３．７．１０６項）に定義される情報要素（ＩＥ）を介してシステムによって端末に提供される。情報要素はセルの位置と細かなセルのタイミングだけではなく、近似セルタイミングも提供する。具体的には、情報要素はチップの解像度が１／１６であり、範囲が［０．．３８，３９９］チップである近隣セルのＳＦＮ−ＳＦＮを提供し、さらにＳＦＮ−ＳＦＮドリフトも提供する。一般的には、情報要素は検索空間を縮小するため、および特にどの基地局が同期しているのかを推定するために使用されてよい。現在のＷ−ＣＤＭＡ規格に従って、情報要素は、専用モードで動作しているときは測定制御メッセージを介してＯＴＤＯＡ機能端末に、あるいはシステム情報メッセージを介してセル内の全ての端末に送信され、端末が位置選定を実行するのを補助するために使用される。ある実施形態においては、この情報はハードハンドオーバとソフトハンドオーバのために使用される測定についてだけではなく、位置選定についても近隣セル信号の検索空間を狭めるために提供され、使用されてよい。
【００５４】
また別の実施形態においては、同期基地局のアイデンティティは共通チャネル（例えば、放送チャネル）で送信される放送メッセージを介してシステムによって提供される。放送メッセージは、フレームレベルタイミングを報告することが必要ではない同期基地局のリストを含む場合がある。代わりに、放送メッセージはフレームレベルタイミングを報告することが必要である非同期基地局のリストを含むことがある。さらに別の実施形態では、同期および／または非同期基地局のアイデンティティは専用チャネルまたは何らか他のチャネルを介して端末に送信される。
【００５５】
さらに別の実施形態では、同期および／または非同期基地局のアイデンティティは、時間差測定の要求の前に推測的に端末に提供される。例えば、この情報は、呼セットアップ中に提供されるか、あるいはいくつかの過去の通信またはトランザクションを介して端末に記憶されてよい。
【００５６】
同期および／または非同期基地局のアイデンティティを受信すると、端末は基地局のいくつかまたは全てのＳＦＮ値を回復する必要がない可能性があることを知っている。フレームレベルタイミングが必要とされていない各基地局について、端末は、共通フレーム境界に関してその基地局と基準基地局間のチップレベル時間差だけを測定し、チップレベルタイミングだけを報告することができる。フレームレベルタイミングは所定値に設定できる。所定値がゼロである場合には、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定の報告された値は［０．．３８，３９９］チップ、つまり１フレームという縮小された範囲に該当するだろう。
【００５７】
図３Ａは本発明の実施形態による時間差測定を測定、報告するためのプロセスのフロー図である。このプロセスは前述された第１の時間整列メント方式を実現する。当初、端末はステップ３１２で基地局のリストに時間差測定を提供するという要求を受け取る。この要求は、例えば、ソフトハンドオーバとハードハンドオーバ、位置決定等のためなどのある特定の機能のためにシステムによって送信されてよい。この要求は、例えば特定のイベントの発生、周期的にタイマによって決定される特定の条件の達成等に基づいて端末によって内部的に作成されてもよい。
【００５８】
ある実施形態においては、要求は、時間差測定が所望される基地局を具体的に識別する。代替実施形態では、端末は、端末によって受信されているとして識別される基地局のリストについて時間差を決定する。この実施形態の場合、基地局は、受信信号品質が在る特定の閾値以上であるなどの１つまたは複数の要件を満たす場合に端末によって受信されていると見なされてよい。受信基地局は、時間差測定が報告される基地局のリストに含まれるだろう。
【００５９】
端末は、ステップ３１４で、フレームレベルタイミングが必要とされない基地局のアイデンティティも受信する。これらの基地局は単に同期基地局として示されてよく、その結果他の全ての基地局は非同期基地局として示されてよい。時間差測定が所望される基地局のリストは、任意の数（ゼロ以上）の同期基地局および任意の数（ゼロ以上）の非同期基地局を含んでよい。同期および／または非同期基地局を識別する情報は、（１）時間差測定に対する要求を介して端末に特に送信される、（２）放送チャネルでのシグナリングを介して端末に一斉送信される、（３）呼セットアップ中に端末に提供される、（４）過去の動作によって端末内に記憶される、あるいは（５）他の何らかの手段を介して端末が使用できるようにされるなどの多様な手段を介して端末に提供されてよい。
【００６０】
要求に応えて、端末はステップ３１６でリストの中の基地局ごとにチップレベル時間差を推定する。チップレベル時間差は、端末のアクティブな集合の中に特定的な基地局であり、システムと端末の両方に既知である基準基地局のタイミングを基準にして基地局ごとに求められてよい。
【００６１】
リストの中の各基地局の場合、ステップ３１８で、フレームレベルタイミングが基地局に必要とされているかどうかの決定が下される。これは、基地局が同期しているか、あるいは非同期なのかをチェックすることによって達成できる。フレームレベルタイミングが必要とされる場合には、端末はステップ３２０で基地局のフレームレベル時間差を推定する。これは、前述されたようにシステムフレーム番号を検索するために基地局から共通チャネル（例えば、一斉送信チャネル）を復調および復号することによって実行されてよい。次に、各非同期基地局の場合、時間差測定はステップ３２２で、推定されたチップレベル時間差とフレームレベル時間差に基づいて形成される。そして、フレームレベルタイミングが必要とされていない同期基地局の場合、時間差測定がステップ３２４で、推定されたチップレベル時間差と所定値（例えばゼロ）に基づいて基地局について形成される。
【００６２】
それから、ステップ３２６で、リストの中の全ての基地局（つまり、同期基地局と非同期基地局の両方）の時間差測定値がシステムに報告される。ある実施形態においては、全ての基地局の時間差測定はＳＦＮ−ＳＦＮ１型レポートメッセージにカプセル化され、次にシステムに送信される。システムはレポートメッセージを受け取り、選択された基地局の推定された時間差に基づいて各選択された基地局から端末へのデータ伝送のタイミングを調整する。それからプロセスは終了する。
【００６３】
第１の時間整列メント方式は、フレームレベルタイミングがシステムによってすでに知られており、測定および報告される必要がない全ての構成のために使用されてよい。この方式は図２Ａ〜図２Ｃに示されている構成などの同期システム構成に特によく適している。システム構成Ｓ２とＳ３では、フレームレベル時間差の実際値は非ゼロ値であってよい。しかしながら、端末はＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定のフレームレベル部分の所定値（例えばゼロ）を報告する。フレームレベル部分のおそらく誤って報告されている値は、（それが非ゼロ値である場合は）実際のフレーム差異はシステムによってすでに知られている定数値であるため、新しい候補基地局を端末のアクティブな集合に追加するシステムの能力に影響を及ぼさない。
【００６４】
第１の時間整列方式は多数の優位点を提供する。第１に、端末は、この情報が必要とされていないときに候補基地局のシステムフレーム番号を回復するために放送チャネルを復調および復号する必要はない。これにより、前述された不利な点（つまり、狭いハンドオーバ領域および追加の復調遅延）が改善される。第２に、フレームレベル部分を所定値に設定することによって、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定メッセージの長さは、「有効な」フレームレベル情報がメッセージに含まれているかどうかによって影響を受けない。
【００６５】
第１の時間整列方式はＷ−ＣＤＭＡ規格によって定義されるようにＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージを使用し、端末が、フレームレベルタイミングがシステムにすでに既知である場合にチップレベル時間差だけを方向できるようにする。システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって現在定義されているように、このような情報を一斉送信する機能を備えている。この情報を用いると、端末はＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定のフレームレベル部分を所定値に設定できるため、端末はＳＦＮを回復するために放送チャネルを処理し、探し出す必要はないだろう。しかしながら、（ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定の最大範囲が［０．．９，８３０，３９９］チップであるため）端末はまだ［０．．３８３９９］チップ（８個の最上位のビットがゼロに設定されている）という縮小した範囲を有するだろうＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定メッセージを２４ビットで符号化された番号として送信するだろう。
【００６６】
第２の時間整列方式では、２つの基地局の時間差は、端末によって受信される基地局のいくつかの部分的な復号に基づいて端末によって決定される。この方式の場合、端末は当初その存在を検出するために基地局から送信されるダウンリンク信号を処理する。端末はさらに、特定の基準に基づいて選択されてよい多くの基地局についてプライマリ共通制御物理チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）を復号する。例えば、その受信信号強度がある特定の閾値を超える（つまり復調されるのに十分強い）基地局が、最強の受信基地局から続けて復号のために選択されてよい。ある実施形態においては、２つ以上の復号された基地局が特定時間インスタンスに同じＳＦＮ値を有する場合には、時間整列されたフレーム開始（つまり、図２Ａに図示されている構成Ｓ１）付きの同期システム構成を推論することができる。次に、端末は他の（さらに弱く受信され、未復号の）基地局も同じＳＦＮ値を有していると仮定することができ、これらの「仮定された」基地局のＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定のフレームレベル部分の所定値を報告することができる。
【００６７】
図３Ｂは、本発明の別の実施形態に従って時間差測定を測定し、報告するためのプロセスのフロー図である。このプロセスは第２の時間整列方式を実現する。当初、端末は、ステップ３３２で、数多くの候補基地局に時間差測定値を提供するという要求を受信する。次に、端末は、ステップ３３４で候補基地局と基準基地局からのダウンリンク信号を受信し、処理する。
【００６８】
各候補基地局の場合、端末は、ステプ３３６で、チップレベル時間差を、例えば前述されたような方法で推定する。また、端末は、ステップ３３８で、２つ以上の候補基地局のフレームレベル時間差を推定する。それから、ステップ３４０で、推定されたフレームレベルタイミングが該２つ以上の候補基地局に対して同じであるかどうかの決定が下される。フレームレベルタイミングが同じである場合には、端末は時間整列されたフレーム開始を備える同期システム構成を仮定し、その結果、ステップ３４４で、それぞれの残りの候補基地局のフレームレベル時間差を所定値に設定する。それ以外の場合、フレームレベルタイミングがステップ３４０で同じではない場合、それぞれの残りの候補基地局のフレームレベル時間差はステップ３４２で推定される。
【００６９】
各候補基地局の場合、時間差測定値は次に、ステップ３４６で、推定されたチップレベル時間差、および推定されたフレームレベル時間差または所定値のどちらかに基づいて形成される。それから、ステップ３４８で、候補基地局の時間差測定値はシステムに報告される。システムは報告された時間差を受け取り、選択された基地局の推定された時間差に基づき、それぞれの選択された基地局から端末へのデータ伝送のタイミングを調整する。それから、プロセスは終了する。
【００７０】
第２の時間整列方式は、図２Ａに図示されているシステム構成Ｓ１に十分に正確な時間差測定値を提供でき、図２Ｂ〜２Ｄに図示されている他のシステム構成より、ネットワーク事業者によって展開される可能性が高い。
【００７１】
全ての基地局が、それらの内のいくつかが同期している場合に同期するという補償はなく、また同じＳＦＮ値がある特定の時間インスタンスで偶然得られるため、この方式を迂回し、必要とされるフレームレベルタイミングを提供するために何か他の方式を実現するための機構が設けられてよい。例えば、メッセージは、報告された測定値が報告されている基地局のプロファイルに一致しない場合に端末に送信されてよい。代わりに、タイミングが誤った値に調整されたため、端末は後で、それが仮定された基地局から無線フレームを復調できるかどうかを確かめてよい。いずれにせよ、過去に報告された時間差測定が誤った仮説のために間違っている旨の表示を受け取ると、端末は完全なＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定を実行し、実際のフレームレベルタイミングを獲得するために仮定される基地局についてＰ−ＣＣＰＣＨを復号してよい。
【００７２】
第３の時間整列方式では、端末のタイミングは端末からのアップリンク伝送に基づいた基地局によって確かめられる。探し出されたタイミング情報は、端末へのダウンリンク伝送のタイミングを調整するために使用されてよい。
【００７３】
ある実施形態においては、端末のアクティブな集合に入っていないが、端末の近隣にある基地局（つまり近隣基地局）は、端末からのアップリンク伝送（例えば、アップリンク専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）での伝送）を測定するようにシステムによって命令されてよい。近隣基地局が十分な強度のアップリンク伝送を受信できる場合には、それらはアップリンク伝送の到着時刻を正確に推定できる。近隣基地局から推定された信号到着時刻および多様なアクティブな基地局と近隣基地局の中の共通チャネルフレーム間の時間の関係に関する推測的な知識に基づいて、システムは、追加された基地局からのダウンリンク伝送が端末で適切に時間整列されるように、端末のアクティブな集合に追加されてよい各近隣基地局の適切なタイミングを決定できる。
【００７４】
第３の時間整列方式は、近隣の基地局で実行される測定だけに基づいて実現できる。各近隣基地局は、近隣セルに位置する端末からのアップリンク伝送を検索し、処理する受信機処理装置を含むように設計されてよい。この方式は同期システム構成と非同期システム構成に使用されてよい。
【００７５】
図３Ｃは、本発明のさらに別の実施形態に従ってアップリンク伝送に基づき端末のタイミングを決定するためのプロセスのフロー図である。このプロセスは第３の時間整列方式を実現する。当初、候補基地局は、ステップ３７２で、端末からのアップリンク伝送を受信し、各候補基地局は、ステップ３７４で、受信されたアップリンク伝送の信号到着時刻を推定する。それから、システムは、ステップ３７６で、アクティブな基地局（つまり、端末のアクティブな集合の中の基地局）の時間差を検索する。共通チャネルフレーム間の差異は全ての同期システム構成Ｓ１、Ｓ２およびＳ３についてシステムで既知であってよい。
【００７６】
次に、ステップ３７８で、システムは候補基地局によって推定される信号到着時刻、およびアクティブな基地局の時間差に基づいて各候補基地局の時間差を推定する。ステップ３８０で、１つまたは複数候補基地局は、それ以降端末へのデータ伝送に選択されてよい。このケースでは、ステップ３８２で、それぞれの選択された基地局から端末へのデータ伝送のタイミングが選択された基地局の推定された時間差に基づいて調整される。それからプロセスは終了する。
【００７７】
前述された技法は多様な優位点を提供する。第１に、端末が第１の基地局から第２の基地局にハンドオーバされると、（第１の基地局によって実行されてよい）往復遅延測定値とともにこれらの基地局間のＳＦＮ−ＳＦＮ時間差の測定値により、第２の基地局が端末のアップリンク伝送をどこで検索したらよいかを決定できる。この機構は、参照してここに組み込まれる１９９９年５月、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｊｏｕｒｎａｌ、３２０〜３２８頁の「ＣＤＭＡセルラーネットワークの自己同期（Self-Synchronizing a CDMA Cellular Network）」と題される論文の中でＣｈｕｃｋ Ｗｈｅａｔｌｅｙによって説明されている。第２に、ＳＦＮ−ＳＦＮ時間差測定値は、それが第１の基地局からのダウンリンク伝送に時間的に近く端末によって受信されるように、このダウンリンク伝送を時間整列するために第２の基地局によって使用されてよい。他の優位点も、ここに説明される技法を使用することによって実現されてよい。
【００７８】
図４は、本発明の多様な態様および実施形態を実現できる基地局１０４と端末１０６の実施形態の簡略化されたブロック図である。簡単にするために、図１にはただ１つの基地局と１つの端末が図示されている。しかしながら、端末１０６は、ソフトハンドオーバ時に複数の基地局と同時に通信してよく、さらに多様な他の近隣基地局からメッセージを受信してよい。
【００７９】
ダウンリンクでは、基地局１０４でユーザに特定なデータ、同期基地局と非同期基地局を識別するためのシグナリング、および時間差測定に対する要求が、コーディングされたデータを提供するために１つまたは複数のコーディング方式に基づいてデータとメッセージをフォーマットし、符号化する送信（ＴＸ）データプロセッサ４１２に提供される。各コーディング方式は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、畳み込み、ターボ、ブロックおよび他のコーディングの任意の組み合わせを含んでよいか、まったくコーディングを含まない。通常、データとメッセージは別々の方式を使用してコーディングし、様々な種類のメッセージも異なってコーディングされてよい。
【００８０】
コーディングされたデータはそれから、変調器（ＭＯＤ）４１４に提供され、変調済みデータを生成するためにさらに処理される。変調器４１４による処理は（１）ユーザに特定的なデータとメッセージをこれらのそれぞれの専用チャネルと制御チャネルにチャネルで運ぶ（ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅ）ために直交符号でコーディングされたデータをカバーすること、および（２）端末に割り当てられたＰＮ系列でカバーされたデータをスクランブルすることを含んでよい。変調されたデータは、それから送信機装置（ＴＭＴＲ）４１６に提供され、無線リンクでの伝送に適したダウンリンク変調信号を発生させるために調整される（例えば、１つまたは複数のアナログ信号に変換され、増幅され、フィルタリングされ、直角変調される）。ダウンリンク変調済み信号は、次にデュプレクサ（Ｄ）４１８を通して送られ、アンテナ４２０を介して端末に送信される。
【００８１】
端末１０６では、ダウンリンク変調済み信号がアンテナ４５０で受信され、デュプレクサ４５２を通して送られ、受信機装置（ＲＣＶＲ）４５４に提供される。受信機装置４５４は、受信された信号を調整し（例えば、フィルタリングし、増幅し、ダウンコンバートし、デジタル化し）、サンプルを提供する。復調器（ＤＥＭＯＤ）４５６は、次にサンプルを受信し、処理して、回復された信号を提供する。復調器４５６による処理は、処理されているマルチパスの信号到着軸に整合されるＰＮ系列でサンプルを逆拡散することと、該逆拡散されたサンプルをデカバリング（ｄｅｃｏｖｅｒ）し、受信されたデータとメッセージをこのそれぞれの専用チャネルと制御チャネルの中にチャネルで運ぶことと、デカバリングされたデータを回復されたパイロットで（コヒーレントに）復調することとを含む。復調器４５６は受信された信号の複数のインスタンスを処理し、同じ基地局に属する多様なマルチパスからの信号を結合し、回復した記号を提供することができるレーキレシーバを実現してよい。
【００８２】
受信（ＲＸ）データプロセッサ４５８は、次に回復された記号を復号し、ダウンリンク上で送信されたユーザに特定なデータとメッセージを回復する。回復されたメッセージはコントローラ４７０に提供されてよい。復調器４５６とＲＸデータプロセッサ４５８による処理は、それぞれ基地局１０４で変調器４１４とＴＸデータプロセッサ４１２によって実行される処理を補足する。
【００８３】
復調器４５６は、コントローラ４７０によって命令されるように、（例えば、端末により生成されるＰＮ系列のタイミングに基づいて）受信された基地局の信号到着回数を決定するため、および信号到着時刻に基づいて２つの基地局の間のチップレベル時間差を引き出すために操作されてよい。代わりに、信号到着時刻は復調器４５６によって決定され、次にチップレベル差異を決定できるコントローラ４７０に提供されてよい。ＲＸデータプロセッサ４５８は、コントローラ４７０によって命令されるように、１つまたは複数の受信された基地局（例えば、候補基地局と基準基地局）の共通チャネルフレームのシステムフレーム番号を提供する。その結果、コントローラ４７０は必要な場合におよび必要に応じてフレームレベル時間差を決定できる。
【００８４】
コントローラ４７０は、どの基地局がフレームレベルタイミングを必要とし、どの基地局が必要としないのかに関する情報を受信してよく、さらに時間差測定に対する要求を受信してよい。コントローラ４７０は、次に復調器４５６に受信された基地局のチップレベルタイミング情報を提供するように命令し、さらにＲＸデータプロセッサ４５８にフレームレベルタイミング情報を、このような情報が必要とされる特定の基地局に与えるように命令する。その結果、コントローラ４７０は、受信された基地局のＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージを形成する。
【００８５】
アップリンクでは、端末１０６で、ＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージは、次に、定義されている処理方式に従ってレポートメッセージを処理するＴＸデータプロセッサ４６４に提供される。処理されたメッセージは、次に変調器（ＭＯＤ）４６６によってさらに処理され（例えば、カバーされ、拡散され）、次にデュプレクサ（Ｄ）４５２を通して送られ、基地局にアンテナ４５０を介して送信されるアップリンク変調済み信号を発生させるために送信機装置（ＴＭＴＲ）４６８によって調整される。
【００８６】
基地局１０４では、アップリンク変調済み信号がアンテナ４２０によって受信され、デュプレクサ４１８を通して送られ、受信機装置（ＲＣＶＲ）４２２に提供される。受信機装置４２２は、受信された信号を調整し、サンプルを提供する。次に、サンプルは復調器（ＤＥＭＯＤ）４２４によって処理され（例えば、逆拡散され、デカバリングされ、復調され）、（必要な場合には）ＲＸデータプロセッサ４２６によって復号され、送信されたレポートメッセージを回復する。回復されたレポートメッセージは、次に、レポートメッセージを基地局コントローラ（ＢＳＣ）または何か他のシステムエンティティに転送してよいコントローラ４３０に提供される。レポートメッセージに含まれる信号強度と時間差の情報は、端末のアクティブな集合への包含のために１つまたは複数の基地局を選択し、選択された基地局からのダウンリンク伝送を適切に時間整列するために使用されてよい。
【００８７】
端末１０６と基地局１０４の要素は、前述されたように本発明の多様な態様を実現するように設計されてよい。端末または基地局の要素は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス、他の電子装置およびその任意の組み合わせで実現されてよい。ここで説明されている機能および処理のいくつかは、プロセッサで実行されるソフトウェアで実現されてもよい。例えばチップレベル時間差とフレームレベル時間差の推定、および時間差測定値のＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージへのカプセル化は、コントローラ４７０によって実行されてよい。
【００８８】
明確にするために、多様な態様、実施形態および方式は、特にＷ−ＣＤＭＡ規格におけるＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定のために説明されてきた。フレームレベルタイミングとチップレベルタイミングは他の機構を介して報告されてもよい。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡは、チップレベルタイミングのためにパラメータＴｍ、フレームレベルタイミングのためにパラメータＯＦＦとＣＯＵＮＴ−Ｃ−ＳＦＮの報告をサポートする。これらのパラメータは、参照してここに組み込まれる文書番号第３ＧＰＰ ＴＳ ２５．４０２、第５項にさらに詳細に説明されている。
【００８９】
ここに説明された技法は、時間差が、異なる解像度を有する、および／または異なる測定タイプに関する２つ以上の部分に区分されてよい他の通信システムに適用されてもよい。前記では、時間差はチップレベル部分とフレームレベル部分に区分される。いくつかの他のシステムの場合、時間差は細かな解像度部分と粗い解像度部分に区分されてよい。時間差は、他のいくつかのシステムの場合、他のいくつかの方法で区分されてもよい。これらのケースの各々では、測定は必要とされる１つまたは複数のパーツについてだけ実行されてよく、各要求されていない部分には所定値またはデフォルト値が使用されてよい。
【００９０】
参考のために、および特定の項の場所を突き止める上で役立てるためにここには見出しが含まれている。これらの見出しはそこに説明されている概念の範囲を制限することを目的としておらず、これらの概念は明細書全体を通して他の項でも適用できる。
【００９１】
開示された実施形態の前記説明は、当業者が本発明を作る、あるいは使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な変型は当業者に容易に明らかになり、ここに定義されている一般的な原理は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。従って、本発明はここに示されている実施形態に制限されることを目的とするのではなく、ここに開示されている原理および新規特徴と一貫する最も広い範囲を与えられることを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】多数のユーザをサポートし、本発明の多様な態様を実現できる無線通信システムの図である。
【図２Ａ】３つの異なる同期システム構成および非同期システム構成を図解する図（その１）である。
【図２Ｂ】３つの異なる同期システム構成および非同期システム構成を図解する図（その２）である。
【図２Ｃ】３つの異なる同期システム構成および非同期システム構成を図解する図（その３）である。
【図２Ｄ】３つの異なる同期システム構成および非同期システム構成を図解する図（その４）である。
【図３Ａ】本発明の３つの異なる実施形態に従って数多くの基地局の時間差を決定するためのプロセスのフロー図（その１）である。
【図３Ｂ】本発明の３つの異なる実施形態に従って数多くの基地局の時間差を決定するためのプロセスのフロー図（その２）である。
【図３Ｃ】本発明の３つの異なる実施形態に従って数多くの基地局の時間差を決定するためのプロセスのフロー図（その３）である。
【図４】基地局および端末の実施形態の簡略化されたブロック図である。

Claims (31)

1. 無線通信システムにおいて、複数の基地局間のタイミングの差異を報告する方法であって、該複数の基地局が第１の種類の基地局および第２の種類のゼロ以上の基地局を備え、
   前記複数の基地局間の時間差に対する要求を受け取ることであって、ある特定の基地局の時間差測定値が該特定の基地局と基準基地局の間のチップレベル時間差を示す第１の部分と、該特定の基地局と該基準基地局の間のフレームレベル時間差を示す第２の部分とを備え、前記フレームレベル時間差が第１の種類の基地局について報告されることを必要とされないことと、
   前記複数の基地局からダウンリンク信号を受信し、処理することと、
   前記受信したダウンリンク信号に基づき前記複数の基地局のチップレベル時間差を推定することと、
   前記推定されたチップレベル時間差と所定値に基づき第１の種類の基地局の時間差測定値を形成することと、
   前記複数の基地局の時間差測定値を報告することと、
   を備える方法。
2. 前記受信したダウンリンク信号に基づいて第２の種類の基地局のフレームレベル時間差を推定することと、
   前記推定されたチップレベル時間差とフレームレベル時間差に基づき第２の種類の基地局の時間差測定値を形成することと、
   をさらに備える請求項１記載の方法。
3. 前記第１の種類または前記第２の種類であるとして前記複数の基地局の各々を識別する表示を受信することと、
   をさらに備える請求項１記載の方法。
4. 前記表示は、要求に含まれる請求項３記載の方法。
5. 前記表示は、Ｗ−ＣＤＭＡ規格により定義されるＳＦＮインジケータ読み取りである請求項４記載の方法。
6. 前記表示は、共通チャネルを介して送信される請求項３記載の方法。
7. 前記表示は、専用チャネルを介して送信される請求項３記載の方法。
8. 前記所定値はゼロである請求項１記載の方法。
9. 前記第１の種類の基地局は、同調して操作される請求項１記載の方法。
10. 前記第２の種類の基地局は、同調して操作される請求項１記載の方法。
11. 前記通信システムは、ＣＤＭＡ通信システムである請求項１記載の方法。
12. 前記ＣＤＭＡ通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格を実現する請求項１１記載の方法。
13. 前記２つの基地局間のチップレベル時間差は、該２つの基地局からのダウンリンク信号を逆スクランブルするために使用される擬似雑音（ＰＮ）系列の時間オフセットに基づいて推定される請求項１２記載の方法。
14. 前記通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格を実現するＣＤＭＡ通信システムであり、前記２つの基地局間のフレームレベル時間差は、該２つの基地局から共通チャネルで送信される回復された無線フレームに基づいて推定される請求項２記載の方法。
15. 前記共通チャネルは、放送チャネルである請求項１４記載の方法。
16. Ｗ−ＣＤＭＡ規格により定義されるＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージに複数の基地局の時間差測定値をカプセル化することと、
    をさらに備える請求項１２記載の方法。
17. 前記チップレベル時間差は、Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって定義されるパラメータＴｍを介して報告される請求項１２記載の方法。
18. 前記フレームレベル時間差は、Ｗ−ＣＤＭＡ規格によって定義されるパラメータＯＦＦとＣＯＵＮＴ−Ｃ−ＳＦＮを介して報告される請求項１２記載の方法。
19. 無線通信システムにおいて、１つまたは複数の基地局のリストのタイミングを報告する方法であって、該複数の基地局が第１の種類の基地局、および第２の種類のゼロ以上の基地局を備え、
    １つまたは複数の基地局の該リストのタイミングに対する要求を受け取ることであって、リストの中の各基地局の時間差測定値が、基地局と基準局間の細かな解像度時間差を示す第１の部分と、基地局と基準基地局間の粗い解像度時間差を示す第２の部分とを備え、該粗い解像度時間差が第１の種類の基地局には報告されることを必要とされていないことと、
    前記リストの中の基地局および基準基地局からのダウンリンク信号を受信し、処理することと、
    前記受信したダウンリンク信号に基づいてリストの中の各基地局の細かな解像度時間差を推定することと、
    前記基地局の推定される細かな解像度時間差および所定値に基づき第１の種類の基地局ごとに時間差推定値を形成することと、
    前記リストの中の基地局の時間差測定値を報告することと、
    を備える方法。
20. 前記受信したダウンリンク信号に基づき第２の種類の基地局ごとに粗い解像度時間差を推定することと、
    前記基地局について推定される細かな解像度時間差と粗い解像度時間差に基づき、第２の種類の基地局ごとに時間差測定値を形成することと、
    をさらに備える請求項１９記載の方法。
21. 前記細かな解像度時間差は、２つの基地局のチップタイミングの差異に相当する請求項１９記載の方法。
22. 前記粗い解像度時間差は、２つの基地局の無線フレームのフレーム番号付けの差異に相当する請求項１９記載の方法。
23. ＣＤＭＡ通信システムにおいて、複数の候補基地局のタイミングを報告する方法であって、
    候補基地局のタイミングに対する要求を受け取ることであって、候補基地局ごとの時間差測定値が、候補基地局と基準基地局の間のチップレベル時間差を示す第１の部分と、候補基地局と基準基地局の間のフレームレベル時間差を示す第２の部分を備えることと、
    候補基地局と基準基地局からのダウンリンク信号を受信し、処理することと、
    前記受信したダウンリンク信号に基づいて候補基地局ごとにチップレベル時間差を推定することと、
    前記受信したダウンリンク信号に基づいて２つ以上の候補基地局ごとにフレームレベル時間差を推定することと、
    該２つ以上の候補基地局の推定したフレームレベル時間差が等しい場合に、それぞれの残りの候補基地局のフレームレベル時間差を所定値に設定することと、
    前記推定したチップレベル時間差とフレームレベル時間差に基づいて候補基地局ごとに時間差測定値を形成することと、
    前記候補基地局の時間差測定値を報告することと、
    を備える方法。
24. ２つ以上の候補基地局の推定したフレームレベル時間差が等しくない場合に、受信したダウンリンク信号に基づきそれぞれの残りの候補基地局にフレームレベル時間差を推定することと、
    をさらに備える請求項２３記載の方法。
25. ＣＤＭＡ通信システムにおいて、端末のためにデータ伝送のタイミングを決定する方法であって、
    該端末と通信するために潜在的に選択可能な１つまたは複数の候補基地局のそれぞれで端末からアップリンク伝送を受信することと、
    候補基地局ごとに受信されるアップリンク伝送の信号到着時刻を推定することと、
    該端末と通信中の１つまたは複数のアクティブな基地局ごとに時間差を受信することと、
    前記推定した信号到着時刻と、該１つまたは複数の基地局の１つまたは複数の時間差に基づいて候補基地局ごとに時間差を決定することと、
    を備える方法。
26. 該端末との通信のために１つまたは複数の候補基地局を選択することと、
    前記選択された基地局に決定される時間差に基づいてそれぞれ選択された基地局からデータ伝送のタイミングを調整することと、
    をさらに備える請求項２５記載の方法。
27. サンプルを提供するために複数の基地局から送信される信号を受信し、処理するために作動しているフロントエンド装置であって、該複数の基地局が第１の種類のゼロ以上の基地局、または第２の種類のゼロ以上の基地局を備え、２つの基地局の時間差測定値が、該２つの基地局間のチップレベル時間差を示す第１の部分と、該２つの基地局の間のフレームレベル時間差を示す第２の部分を備え、前記フレームレベル時間差が第１の種類の基地局について報告される必要がないフロントエンド装置と、
    該フロントエンド装置に結合され、複数の基地局間のチップレベル時間差を引き出すためにサンプルを受信し、処理するために作動している復調器と、
    該復調器に結合され、チップレベル時間差を受信し、推定されたチップレベル時間差と所定値に基づいて第１の種類の基地局の時間差測定値を形成するために作動しているコントローラと、
    該コントローラに結合され、端末からの伝送のために複数の基地局の時間差測定値を受信し、処理するために作動している送信データプロセッサと、
    を備える無線通信システムの端末。
28. 復調器に結合され、第２の種類の基地局のフレームレベル時間差を引き出すために復調された記号を受信し、処理するために作動している受信データプロセッサと、
    をさらに備え、
    前記コントローラは、前記推定されたチップレベル時間差とフレームレベル時間差に基づいて第２の種類の基地局の時間差測定値を形成するためにさらに作動している請求項２７記載の端末。
29. 前記無線通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格を実現する請求項２７の端末。
30. 前記コントローラは、Ｗ−ＣＤＭＡ規格により定義されるＳＦＮ−ＳＦＮ１型測定レポートメッセージに複数の基地局の時間差測定値をカプセル化するためにさらに作動している請求項２９記載の端末。
31. 前記コントローラは、チップレベル時間差のためのパラメータＴｍおよびフレームレベル時間差のためのパラメータＯＦＦとＣＯＵＮＴ−Ｃ−ＳＦＮを介して複数の基地局の時間差測定値を提供するためにさらに作動している請求項２９記載の端末。

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