MXPA00006936A

MXPA00006936A - Sincronizacion de tiempo asistida con una estacion movil en un sistema de comunicacion de acceso multiple por division de codigo cdma.

Info

Publication number: MXPA00006936A
Application number: MXPA00006936A
Authority: MX
Inventors: Edward G Tiedemann Jr
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2002-07-02
Also published as: KR100975863B1; AU2230799A; RO121246B1; US6307840B1; NO20003631L; CN1288614A; CZ301668B6; CZ20002599A3; CN1684395B; KR20070042586A; JP4373004B2; EP1821430A3; FI120813B; BG104592A; CA2316260A1; TR200002055T2; NZ519641A; RU2294059C2; CN100456645C; UA67758C2

Abstract

En la presente invencion, la estacion base esclava (64) alcanza la sincronizacion con referencia a la estacion base de referencia (62) por medio de mensajes (504) transmitidos desde y recibidos por una estacion movil (60) ya sea en una region independiente suave entre la estacion base de referencia (62) y la estacion base esclava (64) o dentro de un margen que permite que la estacion movil (60) se comunique con la estacion base (64). Cuando la estacion movil (62) no esta en comunicacion con la estacion base de referencia y con la estacion base esclava, entonces el retraso de viaje redondo entre la estacion movil y la estacion base de referencia se mide por la estacion base de referencia (62). La estacion base de referencia (62) comunica el codigo PN usando por la estacion movil a traves del enlace inverso a la estacion base esclava. La estacion base esclava (64) adquiere la senal (504) desde la estacion movil (60) y determina cuando liga la senal de la estacion movil. La estacion de base esclava (64) entonces realiza una estimacion de la longitud del retraso entre la transmision de una senal de la estacion movil (60) de la estacion base esclava (64). En base a esas mediciones y estimados, la estacion base esclava (64) determina el error que esta presente en el tiempo del sistema de la estacion base esclava.

Description

SINCRONIZACIÓN DE TIEMPO ASISTIDA CON UNA ESTACIÓN MÓVIL EN UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE CÓDIGO CDMA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN . Campo de la Invención La invención se refiere a sistemas de comunicación, más particularmente la presente invención se refiere a un método y a un aparato mejorado para sincronizar una estación base por medio de señales transmitidas desde una estación móvil que está concurrentemente en comunicación con una estación base sincronizada. II. Descripción de la técnica relacionada El uso de técnicas de modulación de acceso múltiple por división de código (CDMA) es una de las múltiples técnicas para facilitar las comunicación en las cuales están presentes un gran numero de usuarios del sistema. Aunque se conocen otras técnicas tales como acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) , acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y esquemas de modulación AM tal como banda lateral única de amplitud limitada (ACSSB) , el CDMA tiene una ventaja significante sobre esas otras técnicas de modulación. El uso de las técnicas CDMA en un sistema de comunicación de múltiple acceso se describe en la patente de U.S. no. 4,901,-307, titulada "SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE MÚLTIPLE ACCESO CON ESPECTRO EXTENDIDO USANDO REPETIDORAS POR SATÉLITE O TERRESTRES", y la patente U:S: no. 5,103,459 titulada "SISTEMA Y MÉTODO PARA GENERAL FORMAS DE ONDA DE SEÑAL EN UN SISTEMA TELEFÓNICO CELULAR CDMA", ambas de la misma propietaria de la presente invención e incorporadas como referencia. El método para proporcionar comunicaciones móviles CDMA se estandarizo en los Estados Unidos por medio de la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones en TIA/EIA/IS-95-A titulada Estándar de compatibilidad entre estación móvil y estación base para sistema celular de espectro amplio de ancho de banda de modo usual", llamada aquí como IS-95. En las patentes recientemente mencionadas, se describe una técnica de acceso múltiple en la cual u gran numero de usuarios de la estación móvil cada uno con un transreceptor, se comunican a través de repetidores de satélite o estaciones base terrestres {también llamadas estaciones base celulares o sitios celulares) usando señales de comunicación de amplio espectro de acceso múltiple por división de código {CDMA) . Al usar comunicaciones CDMA, el espectro de frecuencia puede reusarse múltiples veces permitiendo asi un aumento en la capacidad de usuarios del sistema. El uso de las técnicas CDMA da como resultado una eficiencia espectral mucho mayor que la que puede lograrse usando otras técnicas de acceso múltiple. Un método para demodular simultáneamente los datos que han viajado a lo largo de diferentes trayectorias de propagación desde una estación base y para demoduiar simultáneamente los datos proporcionados de forma redundante desde más de una estación base ese describe en la patente d4 U:S: no. 5,109,390 (la patente 390), titulada "RECEPTOR DE DIVERSIDAD EN UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN CELULAR CDMA" , de la misma propietaria de la presente se incorpora. En la patente '390, las señales demoduladas por separado se combinan para proporcionar un estimado de datos transmitidos que tienen una mayor confiabilidad que los datos demodulados por cualquier trayectoria desde cualquier estación base. Los independientes pueden dividirse generalmente en dos categorías independientes duros y suaves . En un independiente duro cuando una estación móvil deja una estación base de origen y entra a una estación base destino, la estación móvil rompe su enlace de comunicación con la estación base de origen y después establece un nuevo enlace de comunicación con la estación base de destino. En los independientes suaves, la estación móvil completa un enlace de comunicación con la estación base de destino antes de romper su enlace de comunicación con la estación base de origen. Asi en independientes suaves, la estación móvil está redundantemente en comunicación con la estación base de origen y la estación base de destino durante un período de tiempo.

Los independientes suaves son menos propensos a interrumpir llamadas que los independientes duros. Además cuando una estación móvil viaja cerca del limite de cobertura de una estación base puede realizar repetidas solicitudes de independientes como respuesta a pequeños cambios en el ambiente. Este problema llamado como juego de ping-pong también se reduce con el independiente suave . El proceso para realizar el independiente suave se describe en la patente de U.S. no. 5,101,501, titulada "MÉTODO Y SISTEMA PARA PROPORCIONAR UN MANOS LIBRE SUAVE EN COMUNICACIONES EN N SISTEMA TELEFÓNICO CELULAR CDMA", de la misma propietaria de la presente. Una técnica de independiente suave mejorada se describe en la patente de U.S. NO. 5,267,261, titulada "INDEPENDIENTE ASISTIDO CON UNA ESTACIÓN MÓVIL EN UN SISTEMA DE COMUNICACIONES CELULARES CDMA" , de la misma propietaria de la presente invención e incorporada como referencia. En el sistema de la patente '261, el proceso de independiente suave se mejora al medir la fuerza de las señales "piloto-" transmitidas por cada estación base en la estación móvil. Esas medidas de fuerza piloto son de ayuda en el proceso de independientes suaves al facilitar la identificación de candidatos a independientes de estación base viables . Los candidatos de la estación base se dividen en cuatro grupos. El primer grupo llamado el Grupo Activo consiste estaciones base que están actualmente en comunicación con la estación móvil . El segundo grupo llamado el Grupo candidato consiste de estaciones bases cuyas señales se ha determinado que tienen la suficiente fuerza para ser usadas en la estación móvil pero que actualmente no están siendo usadas . Las estaciones base son adicionadas al grupo candidato cuando su energía piloto medida excede un umbral predeterminado T^ . El tercer grupo es el grupo es el grupo de estaciones base que están cerca de la estación móvil ( y que no se incluyen en el grupo activo o ei grupo candidato) . Y el cuarto grupo es el Grupo restante que consiste de todas las demás estaciones base. En IS-95, el candidato de estación base está caracterizado por un desplazamiento de fase de la secuencia de seudoruido (PN) de su canal piloto. Cuando la estación móvil busca determinar la fuerza de la señal piloto desde una estación base candidata realiza una operación de correlación en donde la señal recibida filtrada esa correlacionada a un grupo de hipótesis de desplazamiento PN. El método y aparato para realizar la operación de correlación se describe detalladamente en la solicitud de patente de U.S. no de serie 08/687,694, presentada el 26 de julio de 1996, tituladas "MÉTODO Y APARATO PARA REALIZAR ADQUISICIÓN DE BÚSQUEDA EN UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN CDMA", de la misma propietaria de la presente invención e incorporado por referencia.

El retraso de propagación entre la estación base y la estación móvil no es conocida. Este retraso desconocido produce un desplazamiento desconocido en los códigos PN. El proceso de búsqueda pretende determinar ei desplazamiento desconocido en los código PN. Para hace resto la estación móvil desplaza en tiempo al salida de sus generadores de código PN de buscador. El rango del desplazamiento de búsqueda se llama ventana de búsqueda. La ventana de búsqueda se centra alrededor de una hipótesis de desplazamiento PN. Una estación base transmite a la estación móvil un mensaje que indica el desplazamiento PN de los pilotos de estación base en su proximidad física. La estación móvil centrara su ventana alrededor de la hipótesis de desplazamiento PN. El tamaño apropiado de la ventana de búsqueda depende de varios factores incluyendo la prioridad del piloto, la velocidad de ios procesadores de búsqueda y de la extensión de retraso anticipada de múltiples llegadas. Los estándares CDMA (IS-95) definen tres parámetros de ventana de búsqueda. La búsqueda de los pilotos en los grupos activos y candidatos es gobernada por la ventana de búsqueda "A" . Los pilotos del Grupo Vecino se buscan a través de la ventana " " , y el grupo restante de pilotos a través de la ventana "R" . Los tamaños de ventanas de buscador se proveen a continuación en la tabla 1, en donde un circuito integrado es 1/1.2288 MHz.

TABLA 1 El dimensionamiento de las ventanas es una ajuste entre la velocidad de la búsqueda y la probabilidad de perder una trayectoria fuerte que se encuentre fuera de la ventana de búsqueda. La estación base transmite a la estación móvil un mensaje que especifica al hipótesis PN que la estación móvil debe buscar en relación a su propio desplazamiento PN. Por ejemplo, la estación base de origen puede instruir a la estación base que busque un piloto 128 circuitos integrados PN por adelante de su propio desplazamiento PN. La estación móvil en respuesta ajusta su demodulador de buscador 128 circuitos integrados por delante en el ciclo de salida del circuito y busca el piloto usando una ventana de búsqueda centrada alrededor del desplazamiento especificado. Una vez que el móvil recibe la instrucción de buscar una hipótesis PN para determinar los recursos disponibles para realizar un independiente, es critico que el desplazamiento PN del piloto de la estación base de destino es muy cercano en tiempo ai desplazamiento dirigido. La velocidad de búsqueda es de importancia critica cerca de los limites de la estación base debido a los retardos en la realización de las búsquedas necesarias puede conducir a llamadas dobles. En sistemas CDMA en ios Estados Unidos, la sincronización de la estación base se obtiene al proporcionar a cada estación base un receptor satélite de posicionamiento global (GPS) . Sin embargo hay casos en los cuales una estación base no puede recibir al señal GPS. Por ejemplo dentro de subterráneos y túneles la señal GPS se atenúa hasta un grado que prohibe su uso para la sincronización de tiempo de las estaciones base o las microestaciones base. La presente invención provee un método y un sistema para proporcionar sincronización en tiempo en aquellas circunstancias en las cuales una fracción de la redes capaz de recibir una señal de temporización centralizada y obtener de ella la temporización y una porción de las estaciones base que no son capaces de recibir la señal de tiempo centralizada . SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención es un método y aparato nuevos y mejorados para la sincronización en tipo de una estación base que no es capaz de recibir una señal de temporización centralizada en una red en donde algunas de las estaciones base son capaces de recibir la señal de temporizacióon centralizada. Una estación de referencia base tiene sincronización de temporización a través de la recepción de una señal de temporización u otros medios. En la modalidad ejemplificativa, la estación base de referencia sincroniza usando un receptor de satélite de posicionamiento global (GPS) . Las estaciones base esclavas no tienen la capacidad de sincronizar, debido por ejemplo a una incapacidad de recibir la señal de temporización centralizada. En la presente invención, una estación base esclava logra la sincronización con una estación base de referencia a través de mensajes transmitidos desde y recibidos por una estación móvil en la región de manos libre suave entre la estación base de referencia y la estación esclava base. Primero, el retraso de viaje redondeo entre la estación móvil y la estación de referencia se mide por medio de la estación base de referencia. A continuación, la estación base busca hasta que obtiene la señal transmitida por la estación móvil, llamada señal de enlace inverso. En respuesta a la adquisición de la señal de enlace reversa, la estación esclava base ajusta su temporizacación de tal forma que la estación móvil puede adquirir su señal, llamada como señal de enlace directa. Esta etapa puede ser innecesaria si ei error de tiempo en la estación base esclava no es severa. Una vez que la estación móvil adquiere la señal de la estación base esclava, la estación móvil mide y reporta la diferencia entre la cantidad de tiempo que requiere una señal a viajar desde la estación de referencia base a la estación móvil y la cantidad de tiempo que toma la señal en viajar desde la estación base esclava a la estación móvil. La ultima medida necesaria es una medida por parte de la estación base esclava de la diferencia de tiempo entre la estación base esclava recibida por medio de la señal de enlace inverso desde la estación móvil al tiempo en el que la estación base esclava transmitido una señal a la estación móvil . Una serie de cómputos descritos como en detalle aquí se realizan con los valores de tiempo medidos para determinar la diferencia de tiempo entre la estación base esclava y la estación base de referencia. Un ajuste de la temporización de la estación esclava se realiza de acuerdo con esos cómputos. Debe observarse que, en la modalidad preferida, todas las mediciones mencionadas se realizan durante la operación normal de un sistema de comunicación CDMA IS-95. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características, los objetivos y las ventajas de la presente invención se volverán más evidentes a partir de la descripción detallada descrita a continuación al tomarse conjuntamente con los dibujos en los cuales caracteres de referencia iguales identifican correspondientemente lo mismo y en donde: La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra la configuración de red de un sistema de comunicación inalámbrico que consiste de una estación base de referencia y una estación base esclava; La figura 2 es un diagrama que ilustra las diferentes transmisiones entre la estación móvil, la estación de base sincrónica y la estación base asincrónica y los intervalos de tiempo correspondientes ; La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra el método para sincronizar una estación base que es capaz de recibir una señal de temporización centralizada; La figura 4 es un diagrama de bloques de la estación móvil de la presente invención; La figura 5 es un diagrama de bloques del buscador en la estación móvil de la presente invención; La figura 6 es un diagrama de bloques del modulador de canal de trafico de la estación móvil de la presente invención; La figura 7 es un diagrama a bloques de la estación base de la presente invención; LA figura 8 es un diagrama a bloques del sistema de transmisión de la estación base de la presente invención; y La figura 9 es un diagrama de bloque de un siscema receptor de la estación base de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS 1. Vista General del Computo de Errores Refiriéndonos a la figura 1, la estación móvil 60 está en comunicación con la estación base de referencia 62, mientras que apenas se encuentra dentro del área de cobertura delineada por los limites de cobertura de estación base 61.

La estación base de referencia 62 está sincronizada al resto de la red por medio de un sistema de temporización central tal como el sistema de posicionamiento global (GPS) . En contraste la estación base esclava 64 no está sincronizada al sistema de temporización central por medios independientes, tales como GPS disponibles a la estación base 62. Las llamadas de ruta del control de estación base 66 de redes de telefonía conmutadas publicas (PSTN) a una estación base 62 o 64 por medio de una linea TI u otros medios. Además, se provee sincronización de frecuencia se provee a la estación base esclava 62 por medio de las líneas Ti. Durante períodos de tiempo la sincronización de frecuencia puede proporcionarse con un grado aceptable de precisión a través de las líneas TI por métodos bien conocidos en la técnica. Sin embargo, los problemas son comunes en ios esquemas que se basan en una linea TI para proporcionar información de frecuencia. Esos problemas dan como resultados errores de temporización que pueden corregirse por el uso de la presente invención. Debido a la relación entre la fase y la frecuencia, la corrección intermitente de fase de la presente invención permitirá el uso de una fuentes de frecuencia menos precisas cuando sea necesario. Refiriéndonos a la figura 2, una ilustración de la transmisión y los intervalos de tiempo correspondientes usados para sincronizar la temporización de la estación base esclava 64 con la temporización sincronizada de la estación base de referencia 62. La trayectoria de señal 500 ilustra la transmisión de una señal de enlace directa desde la estación base de referencia 62 a la estación móvil 60. El intervalo de tiempo en el cual se realiza la transmisión se designa como ?j.. En la estación móvil 60, el inicio de las transmisiones de marcos en el enlace inverso están alienadas en tiempo con el inicio de las llegadas de marcos en el enlace directo. Esta alineación de tiempo está estandarizada en IS-95 y se incorpora en los circuitos (hardware) designados en conformidad. Por lo tanto debe entenderse que los métodos y los aparatos para realizar esta alineación son bien conocidos en la técnica. La transmisión 502 muestra la transmisión de un marco de enlace inverso desde una estación móvil 60 a la estación de referencia base 62. El tiempo para que una señal 500 viaja desde la estación base 62 a la estación móvil 60 (?j.) es igual al tiempo necesario para que la señal 502 viaje desde la estación base 62 a la estación móvil 60 (también T . Debido a que la estación base 62 conoce el tiempo en el cual la señal transmitida 500 y sabe el momento en el cual recibió la señal 502, la estación base 62 puede computar el tiempo de retraso de viaje redondo (RTDX) , que es el primer valor necesario para el computo del error de tiempo (?0,-?0) . La trayectoria de señal 504 es la transmisión de señal de enlace inverso desde la estación móvil 60 que viaja a lo largo de una trayectoria de propagación diferente a la estación base esclava 64. El tiempo que toma a la señal 504 el viajar desde la estación móvil 60 a al estación base 64 se designa como ?2. El tiempo en el cual la señal de enlace inverso 504 llega a la estación base 64 se designa como T2. El tiempo que toma a la señal de enlace directo 506 el viajar desde la estación base 64 a la estación móvil 60 también es igual a ?2. Además la estación base esclava 64 puede medir la diferencia de tiempo entre el momento en el que recibió la señal de enlace inverso desde la estación móvil 60 y el momento en el que transmitió su señal de enlace directo a la estación móvil 60. Esta diferencia de tiempo es designada como RTD2. Conocer estos tiempos permite el computo del error de tiempo (?„,-?0) . El método de computo del error de tiempo ?0, se describe a continuación. Primero puede observarse en la figura 2 : t2 = ?x + ?2 (1) ?, + ?T= T0. + T2 (2) Al manipular los términos de las ecuaciones (1) y (2) , se observa lo siguiente: T2 + ?T = T0. +2?2 (3) 2T2 = T2-T0, + ?T (4) Para simplificar la ecuación, se define una nueva variable RTD2 como : RTD2 = T2 - T0, (5) De la figura 2 puede observarse que: ?2 = RTD2/2 + ?T/2 (6) T2 = T0 + ?x + ?2 (7) Por lo tanto T2-T0 = ? + ?2 (8) RTD2 = 2?2 - ?T T0, -T0 = ?x - ?2 ?T (9 ) T0 , -T0 = ?j. - [ RTD2/2 + ?T/2 ] + ?T ( 10 ) T0, -T0 = RTDx/2 + RTD2/2 + ?T/2 (11) T0, -T0 = RTD, + ?T + RTD, ( 12 ) 2 Una vez que la estación base 64 conoce la cantidad de su error de temporización (To,-T0) ajusta su temporizacación para sincronizarlo a la temporización de la estación base 62. Esas medidas están sujetas a error, en una modalidad preferida, muchas de las mediciones se realizan redundantemente para asegurar la frecuencia de la corrección de temporizacion. El método y aparato para medir cada uno de los valores de tiempo necesarios en la ecuación (12) . se describe a continuación. II. Medición del Retraso de Viaje redondo (RTDi) La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra el método de la presente invención para sincronizar la estación base esclava 64 a la temporización de la estación base de referencia 62. En la etapa 300, el método de sincronización comienza el método de sincronización, con la estación móvil 60 en comunicación con la estación base de referencia 62 y dentro del rango para conducir las comunicaciones con la estación base esclava 64. En la etapa 302, el tiempo de retraso del viaje redondeo (RTDX) para que una señal viaje desde la estación basa de referencia 62 a la estación móvil y de regreso desde la estación móvil 60 a la estación base de referencia 62. Esto se realiza al alinear los limites del marco de los marcos que son recibidos por la estación móvil 60 con los limites de marco de los marcos que son transmitidos por la estación móvil 60. El método y aparato para proveer está alineación son bien conocidos en la técnica. Asi ei retardo de viaje redondo (RTDX) se mide como la diferencia de tiempo entre el inicio de los marcos transmitidos por la estación base de referencia 62 y el inicio de los marcos recibidos por la estación base de referencia 62 desde la estación móvil 60. Refiriéndonos a la figura 4, marcos de enlace directos de datos desde la estación base 62 son recibidos en la antena 2 y se proveen a través de un duplexor 2 al receptor (RCVR) 4. El receptor 4 reduce, filtra y amplifica la señal recibida y la proporciona a un buscador 50 y a los demoduladores de trafico (TRAFIC DEMODS) 54. El buscador 50 busca los canales piloto de acuerdo con una lista de vecinos proporcionada por la estación base de referencia 62. La lista de vecinos está provista con datos de señalización en el canal de trafico desde la estación base de referencia 62. Una señal que indica el inicio de los marcos recibidos desde la estación base de referencia 62 es provista al procesador de control 55. El procesador de control 55 genera y proporciona una señal de alineación de tiempo al modulador de trafico 58 que alinea el inicio de los marcos transmitidos desde la estación móvil 60 con el inicio de los marcos recibidos en la estación móvil 60. Los marcos de datos del usuario de la estación móvil 60 son proporcionadas ai modulador de trafico 58 que en respuesta a la señal de temporización desde el procesador de control 55 alinea en tiempo los marcos transmitidos a través del transmisor (TMTR) 56 con los marcos recibidos por la estación móvil 60 desde la estación base de referencia 62. Los marcos de enlace inverso son reconvertidos, filtrados y amplificados por medio del transmisor 56 y luego proporcionados a través del duplexor 3 para su transmisión a través de la antena 2. III- Adquisición de la estación móvil por medio de la estación base esclava La figura 6 ilustra el modulador de canal de trafico 58 de la estación móvil 60. Los marcos de datos son proporcionados a un formateador de marcos 200 genera y anexa un grupo de bits de verificación de redundancia (CRC) y genera un grupo de bits de cola. En la modalidad ejemplificativa, el formateador de marcos 200 sigue el protocolo de formato de marco estandarizado en IS-95 y descrito detalladamente en la patente norteamericana no 5,600,754 titulada "MÉTODO Y SISTEMA PARA EL ARREGLO DE DATOS DE CODIFICADOR PARA EL ENMASCARADO DE LOS ' ERRORES INDUCIDOS EN EL CANAL DE TRANSMISIÓN" de la misma propietaria de la presente invención e incorporada como referencia. El marco de datos formateado se provee a un codificador 202 que codifica los datos de error para su corrección y detección. En la modalidad ejemplificativa, el codificador es un codificador convolucional . Los símbolos de datos codificados se proveen a un transformador intermedio 204 que reacomoda los símbolos de acuerdo con un formato de transformación intermedia predeterminado. Los símbolos reordenados se proveen a un mapeador Walsh 206. En la modalidad ejempiificativa, ei mapeador Waish 206 recibe ocho símbolos y mapas codificados que fija los símbolos a una secuencia de Walsh de 64 circuitos integrados . Loe símbolos de Walsh se provee a medios de expansión 208 que expandan ios símbolos de Walsh de acuerdo con un código de expansión largo. El generador de código PN largo 210 genera una secuencia de seudo ruido (PN) que expando los datos y diferencia los datos de los datos del enlace inverso desde otra estación móvil en la vecindad. En la modalidad ejemplificativa, los datos se transmiten de acuerdo con formado de modulación de claves de desplazamiento de fase cuaternarias (QPSK) en donde los canales I y Q se expanden de acuerdo con una secuencia PN corta. Los datos expandidos se proveen a medios de expansión 214 y 216 que realizan una segunda operación de expansione n los datos de acuerdo con una secuencia P corta proporcionada por ios generadores PN (PNX y PNQ) 212 y 218 respectivamente. En la etapa 2304, la estación base esclava 64 adquiere la señal de enlace inversa transmitida por la estación móvil 60. El controládor de estación base 66 envía una señal a la estación base esclava 64 que indica el desplazamiento del código PN que la estación móvil 62 está usando para la expansión de su señal de enlace inverso. En repuesta a esta señal desde el control de estación base 66, la estación de base eslava 64 realiza una búsqueda para la estación móvil 60 centrada alrededor del desplazamiento PN indicado por la señal desde el control de la estación base 66. En la modalidad ejemplificativa el banco la estación base esclava 64 carga su generador PN de código largo de buscador 106 y los generadores PN de código corto 108 y 110 (ilustrado en la figura 9) de acuerdo con una señal desde el control de la estación base 66 . El proceso de búsqueda de la estación base esclava 64 se describe detalladamente más adelante. La figura 7 ilustra el aparato de la estación de base esclava 64. En la estación base esclava 64, una señal del control de estación base 60 indica que el PN de la estación móvil 60 ha sido recibido. Este mensaje se provee por medio del procesador de control 100. En respuesta a esto el procesador de control 100 procesa el rango de búsqueda de ventana centrado en el desplazamiento PN especificado. El procesador de control 100 proporciona los parámetros de búsqueda al buscador 101 y en respuesta a esos parámetros la estación base esclava 64 conduce una búsqueda de la señal transmitida por la estación móvil 50. La señal recibida por la antena 102 de la estación base esclava 64 se provee al receptor 104 que convierte, filtra y amplifica la señal recibida y la alimenta al buscador 101. En adición, la señal recibida es proporcionada a los demoduladores de trafico 105 que demoduian los datos de trafico de enlace inverso y proporcionan esos datos al controlador de la estación base 60. El control de la estación base 66 a su vez la proporciona a un PSTN. La figura 9 ilustra el buscador 101 a mayor detalle . La demodulación de la señal de enlace inversa se describe en detalle en la solicitud de patente norteamericana copendiente no. de serie 08/372,632 presentada el 13 de enero de 1995, titulada "ARQUITECTURA DE DEMODULADOR DE PUNTOS CELULARES PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE ACCESO MÚLTIPLE DE ESPECTRO EXTENDIDO" y en la solicitud de patente norteamericana copendiente no. de serie 08/316,177 presentada el 30 de septiembre de 1994, titulada "PROCESADOR DE BÚSQUEDA DE MÚLTIPLES TRAYECTORIAS ARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE ACCESO MÚLTIPLE DE ESPECTRO EXTENDIDO", ambas de la misma propietaria de la presente invención e incorporadas como referencia. Un estimado del desplazamiento PN de la estación móvil 60 se provee al procesador de control 100 desde el control de estación base 66. En respuesta al estimado de desplazamiento PN proporcionado por el controiador de estación base 60, el procesador de control 100 genera una hipótesis de secuencia PN larga inicial y una hipótesis de secuencia PN corta inicial para que se realice la búsqueda por la estación base esclava 64. En la modalidad ejemplificativa, el banco del procesador de control 100 carga los registros de desplazamiento de los generadores PN 106, 108 y 110. La señal que es recibida por la antena 102 es convertida, filtrada y amplificada y pasada al correlacionador 116. El correlacionador 116 correlaciona la señal recibida a la hipótesis de secuencia PN larga y corta combinadas. En la modalidad ejemplificativa, la hipótesis de secuencia PN se genera al multiplicar la hipótesis PN corta generada por los generadores PN 108 y 110 por medio de la secuencia PN larga generada por el generador PN 106. Una de las hipótesis de secuencia PN combinadas se usa para desexpander el canal I y la otra para desexpander el canal Q de la señal QPSK recibida. Las dos señales desexpandidas se proveen a procesadores de transformación rápida Hadamard (FHT) 118 y 120. El diseño y la operación de los procesadores de transformación Hadamard se describe en detalle en la solicitud de patente norteamericana copendiente no. de serie 08/173,460 presentada el 22 de diciembre de 1993, titulada "MÉTODO Y APARATO PARA REALIZAR UNA TRANSFORMACIÓN HADAMARD RÁPIDA" , de la misma propietaria de la presente invención incorporada como referencia. Los procesadores FHT 118 y 120 correlacionan las señales desexpandidas con todos los símbolos Walsh posibles para proporcionar una matriz de las amplitudes resultantes a los medios de computación de energía (I2+Q2) 122. Los medios de computo de energía 122 calculan la energía de los elementos de matriz de amplitud y proporcionan los valores de energía al detector máximo 124 que seleccionan la máxima correlación de energía. Las energías de correlación máxima se proveen al acumulador 126 que acumula la energía de una pluralidad de símbolos Walsh y en base esas energías acumuladas, se realiza una decisión de si una estación móvil 60 puede ser adquirida en ese desplazamiento PN. IV. Ajustes de temporización iniciales por la estación base esclava Una vez que se adquiere una estación móvil 60, entonces en el bloque 306, la estación base esclava 54 ajusta su temporización de tal forma que la estación móvil 560 podrá adquirir exitosamente sus transmisiones de enlace directo. La estación base esclava 64 calcula los ajustes de tiempo iniciales al determinar la diferencia entre el desplazamiento PN en el cual adquirió la señal de enlace inverso desde la estación móvil 60 y el desplazamiento PN que hace referencia a la estación base 62 usada para la recepción de la señal de enlace inverso desde la estación móvil 60. Usando está diferencia de desplazamiento PN la estación base esclava 64 ajusta la temporización de su señal piloto de tal forma que cuando la estación móvil 60 busca su señal piloto estará dentro de la ventana de búsqueda de la estación móvil 60. V. Adquisición de la estación base esclava por la estación móvil En la búsqueda de la señal de la estación móvil es necesario que la estación base esclava 64 tenga alguna indicación del tiempo. En la modalidad preferida el error de tiempo de la estación base esclava 64 se mantienen en o por debajo de 1 ms por medio de un esquema de sincronización alternativo. Hay esquemas que habilitan la estación base eslava 64 que es incapaz de recibir una señal GPS para mantener el tiempo en un nivel de menor precisión. Un método posible para obtener un grado de sincronización inicial es el de fijar el tiempo manualmente de la estación base esclava 64 en ciertos intervalos. Un segundo método es el de fijar el tiempo usando un receptor WWV, cuya implementación es bien conocida en la técnica. Contrariamente al a señal GPS, la señal de temporización centralizada WWV se transmite a una frecuencia muy baja y es capaz de penetrar en túneles y subterráneos . Sin embargo los receptores WWV no son capaces de proporcionar el grado de sincronización en tiempo necesario para proporcionar las comunicaciones CDMA. En la modalidad ejemplificativa la estación base esclava 64 ajusta su temporización de acuerdo con la pretensión de que la estación móvil 60 está localizada directamente adyacente a la estación base esclava 64. Asi ei ajuste de temporización inicial se realiza bajo la hipótesis de que no habrá retraso de propagación entre la estación esclava base 64 y la estación móvil 60. Después de lo cual la estación base esclava 64 ajusta sus generadores de secuencia N 72 y 74 por delante en el tiempo lo que da cuenta de tiempos de retraso de propagación más y más grandes entre la estación base esclava 64 y la estación móvil 60. Una vez que la estación móvil 60 ha adquirido el canal piloto de la estación base esclava 64 usando procedimientos normales el ajuste final del tiempo para la estación base esclava 64 puede realizarse de acuerdo con los cálculos descritos antes. Como se sabe en la técnica y se ha estandarizado en IS-95 los canales piloto de diferentes estaciones base se distinguen entre si por la fase de sus generadores PN. La estación base de referencia 62 instruye a la estación móvil de buscar la estación base esclava 64 por medio de la lista de vecinos . La estación base de referencia 62 indica por medio de datos de señalización que el piloto de la estación base esclava 64 puede adquirirse con un desplazamiento de fase PN que se describen en relación al desplazamiento PN recibido de la estación base de referencia 62. Este mensaje se demodula y decodifica por medio de los demoduladores de trafico 54 y se provee al buscador 50. En repuesta el buscador 50 realiza una búsqueda centrada en un desplazamiento de fase PN alrededor de la fase Pn indicada en la señal desde la estación base de referencia 62. La señal piloto es típicamente generada por medio de un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, cuya implementación se describe en detalle en las patentes antes mencionadas . Con el fin de adquirir la señal piloto desde la estación base esclava 64, la estación móvil 50 debe sincronizarse a las señales recibidas desde la estación base esclava 64 tanto en fase f y en frecuencia ? . Ei objeto de la operación del buscador es encontrar la fase de la señal recibida f . Como se describe antes, una sincronización de frecuencia relativamente precisa puede ser suministrada a la estación base esclava 64 por medio de un enlace TI desde ei control de la estación base 66 como es conocido en la técnica. El método por medio del cual un móvil encuentra a fase de la señal recibida es al probar un grupo de hipótesis de fase, llamados como ventana de búsqueda y determinar si una de las hipótesis de desplazamiento es correcta. La figura 5 ilustra un buscador de estación móvil 50 con mayor detalle. Una señal de espectro expandida es recibida por la antena 2. El objetivo del aparato es obtener la sincronización entre las secuencias de ruido seudoaleatorias (PN) generadas por el generador de secuencia PN 20 y es recibida por la señal de espectro extendida recibida que es expandida por secuencias PN idénticas de fase desconocida transmitida por la estación base esclava 64. En la modalidad ejemplificativa, tanto el generador de señal piloto 76 (de la figura 7) y el generador PN 20 son registros de desplazamiento de longitud máxima que generan las secuencias de código PN para expander y desexpander las señales piloto respectivamente. Asi la operación de obtener sincronización entre los códigos usados para desexpander la señal piloto recibida y el código de expansión PN de las señal piloto recibida incluye la determinación del desplazamiento de tiempo del registro de desplazamiento. La señal de espectro expandida se provee por la antena 2 al receptor 4. el receptor 4 convierte, filtra y amplifica la señal y proporciona la señal al elemento de desexpansión 6. El elemento de desexpansión 6 multiplica la señal recibida por el código PN generado por el generador PN 20. Debido a la naturaleza en forma de ruido aleatorio de los códigos PN, el producto del código PN y la señal recibida deben ser esencialmente cero excepto en el punto de sincronización. El controlador buscador 18 proporciona una hipótesis de desplazamiento al generador PN 20. La hipótesis de desplazamiento se determina de acuerdo con una señal transmitida a una estación móvil 60 por medio de la estación base de referencia 62. En la modalidad ejemplificativa, la señal recibida es modulada por medio de las teclas de desplazamiento de fase cuaternarias (QPSK) , asi el generador PN 20 proporciona una secuencia PN para el componente de modulación I y una secuencia separada para el componente de modulación Q al elemento de desexpansión 6. El elemento de desexpansión 6 multiplica la secuencia Pn por medio de su componente de modulación correspondiente y proporciona los dos productos de componente de salida a acumuladores coherentes 8 y 10. Los acumuladores coherentes 8 y 10 suman el producto sobre la longitud de la secuencia de producto. Los acumuladores coherentes 8 y 10 responden a las señales del controlador buscador 18 para reactivar, asociar y fijar el período de suma. Las sumas de los productos se proveen desde los sumadores 8 y 10 a medios de cuadratura 14. Los medios de cuadratura 14 saca el cuadrado de las sumas y suma los cuadrados entre si. La suma de los cuadrados se provee por medio de cuadratura 12 a un combinador no coherente 14. El combinador no coherente 14 determina un valor de energía desde la salida de los medios de cuadratura 12. El acumulador no coherente 14 sirve para los efectos de una discrepancia de frecuencia entre los relojes de transmisión de la estación base y el reloj de recepción de la estación móvil y ayuda a las estadísticas de detección en un medio ambiente debilitante. El acumulador no coherente 14 proporciona la señal de energía a los medios de comparación 16. Los medios de comparación 16 comparan el valor de energía a los umbrales predeterminados administrados por los medios controladores del buscador 18. El resultado de cada una de las comparaciones se retroalimenta al controlador buscador 18. Los resultados retroalimentados al controlador del buscador 18 incluyen tanto la energía de la correlación y el desplazamiento PN resultante en la medición. En la presente invención, el controlador de buscador 18 emite la fase PN a la cual se sincroniza a la estación base 64. Este desplazamiento se usa para calcular el error de tiempo como se describe posteriormente. En la modalidad ejemplificativa, cuando la estación móvil 60 adquiere la estación base esclava 64 calcula la diferencia entre el momento en el que recibió la señal de la estación base esclava 64 y el momento en el cual recibió la señal de la estación base de referencia 62. Este valor se provee al generador de mensaje 52 que genera un mensaje que indique el valor de diferencia. El mensaje se transmite como datos de señalización en el enlace inverso a la estación base de referencia 62 y la estación base esclava 64 que envía el mensaje de regreso al controlador de la estación base 64.

VI. Medición del retraso entre la transmisión de la señal de enlace directo desde la estación base esclava y la recepción de la señal de enlace inverso en la estación base esclava En la etapa 311, la estación base esclava 64 mide la diferencia entre el momento en el cual la estación base esclava recibió la señal de enlace inversa desde la estación móvil 60 (T2) y el momento en el cual la estación base esclava transmitido su señal de enlace directo a la estación móvil 60 (Ti) . La estación base esclava 64 almacena el desplazamiento PN en el momento en el que transmite su señal de enlace directo y después de la detección de la señal de enlace inversos desde la estación móvil 60 calcula la diferencia de tiempo RTD2. En la modalidad ejemplificativa, esta diferencia de tiempo calculada es proporcionad por la estación base esclava 64 al controlador de la estación base 66 y el calculo del ajuste de tiempo se realiza en la estación base 66. Se entenderá por alguien experto en la técnica que la presente invención se extiende fácilmente la caso en el cual los cálculos se realizan en las estaciones bases o móviles. VII. Ajuste de temporización de la estación base esclava El controlador de la estación base 66, en respuesta realiza el computo descrito en la ecuación (12) y envía una indicación del ajuste de temporización necesario a la estación base esclava 64. Refiriéndonos de nuevo a la figura 7, la señal de ajuste de temporización es recibida por la estación base esclava 64 en el procesador de control 100. El procesador de control 100 genera y proporciona una seña de control al procesador de ajuste de temporización 99. El procesador de ajuste de temporización 99 genera una señal que cambia el momento de la fuente de temporización 98 por medio de la cantidad indicada en la señal desde el controlador de la estación base 66. VIII. Transferencia de tiempo cuando no se está en independientes suaves El procedimiento de ajuste anterior es valido para el caso en el cual una estación móvil 50 está en independientes suaves (esto es cuando la estación ha establecido enlaces con la estación de referencia 62 y la estación base esclava 64) . El establecimiento de enlaces con las estaciones base de referencia y esclava permite que la estación base de referencia 62 determine el RTDL y la estación base esclava 64 determine el RTD2. De los valores de RTDj. y RTD2, puede realizarse un estimado del error de tiempo T0, . Sin embargo de acuerdo con una modalidad de la presente invención, la estación base esclava 64 puede sincronizarse con la estación base de referencia 62, de la siguiente manera, cuando la estación móvil 60 no está en comunicación con la estación de base de referencia 62 y la estación base esclava 64.

Suponiendo que una estación móvil 60 se está comunicando con la estación base de referencia 62, el valor de RTDX puede determinarse como se describe antes. Además, la estación móvil 60 y la estación base de referencia 64 están preferentemente en comunicación en el controlador de estación base 66. El código PN largo con el cual la estación móvil 60 expande su transmisión en enlace inverso a la estación de base de referencia 62 es conocido par a la estación base de referencia 62. De acuerdo con la presente invención, la estación base de referencia 62, se comunica con el código PN largo a la estación base esclava 64 por medio del control de | estación base 66. Además, al usar la trayectoria de I comunicación a través del controlador de la estación base 66, la estación base de referencia 62 envía a la estación i base esclava 62 una lista de valores de RTDL asociado cada I uno con el código PN largo usado por una estación móvil 60 para expander el enlace inverso transmitido por la estación móvil 60 al comunicarse con la estación base de referencia ! 62. Debe entenderse que cada estación móvil 60 estará ' asociada con un código PN largo particular y un valor RTOj..

, La estación base esclava 64 entonces usa la información de | código PN largo para intentar recibir una o más de las i i transmisiones de enlace inverso desde las estaciones móviles 60. Ya que las estaciones móviles 60 no se encuentran en independientes suave, la señal recibida por la estación base esclava 64 desde las estaciones móviles 60 será débil, por lo tanto la estación base esclava 64 típicamente necesitara acumular un gran numero de tarjetas PN con el fin de detectar una estación móvil 60 que está recibiendo servicio por parte de la estación base de referencia 62. La estación base esclava 64 busca las estaciones móviles 60 uno por una en base a los códigos PN largos que la estación base esclava 64 recibió desde la estación base de referencia 62. Por lo tanto, si después de un tiempo razonable, la estación base esclava 64 no ha sido exitosa al detectar una transmisión de enlace inversa desde una primera estación móvil 60, entonces la estación base esclava 64 empieza a buscar una transmisión de enlace inversa desde una segunda estación móvil 60. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la estación base de referencia 62 ayuda a determinar cual de las estaciones móviles es más probable que la estación base esclava pueda detectar. Esto preferentemente se realiza al determinar la distancia de las estaciones móviles 60 desde la estación base de referencia 62. Además, se usa la información con respecto al sector desde el cual cada estación móvil 60 está transmitiendo. Esto es si la estación móvil se encuentra a una distancia relativamente grande desde la estación de referencia (como se indica por ejemplo por medio de la información obtenida al realizar un algoritmo de control de potencia) , y la estación móvil 60 está en un sector que es adyacente a la estación base esclava 64, entonces existe una mayor probabilidad de que la estación móvil 60 será detectada por la estación base esclava 64. Debe aclararse que cuando la estación base de referencia 62 ayuda a determinar que estaciones móviles 60 son las más probablemente detectable por la estación base esclava 64, se reduce la cantidad de tiempo requerido para, que la estación base esclava 64 detecta una estación móvil . Una vez que la estación base esclava 64 ha adquirido la transmisión desde la estación móvil a través del enlace inverso, la estación base esclava 64 determina el tiempo de llegada de la transmisión de enlace inverso, T2, y obtiene un estimado de ?2 (el retraso desde la estación móvil 60 a la estación base esclava 64) que es denotada con ?2. La estación base esclava 64 entonces estima T0 ' =T2- 2+Q? =Ta- (?2+RTDl/2) . Debe observarse que ?2 no se mide directamente. Si la localización de la estación móvil 60 es conocida, entonces ?2 puede estimarse en base a la distancia entre la estación móvil 60 y la estación base esclava 64, ya que la localización de la estación base esclava se conoce. Si no se conoce la localización de la estación móvil 60, ?2 puede estimarse desde una tabla de valores o desde una base de datos en base a la experiencia. Esto es la perdida de trayectoria entre la estación móvil 60 y la estación base esclava 64 puede usarse para estimar y2. La perdida de trayectoria puede determinarse la medir la cantidad de potencia que se transmite y recibe en la estación base esclava 64. Alternativamente la fuerza de la señal recibida en la estación móvil 60 (tal como una señal piloto que se transmite por la estación base esclava 64 y recibida por la estación móvil 60) puede usarse para determinar la perdida de trayectoria entre la estación móvil 60 y la estación base esclava 64. En tal modalidad de la presente invención, la estación móvil 60 transmite una indicación de la resistencia de la señal recibida a la estación base esclava a través del enlace inverso. El error de tiempo es igual al valor de y2 menos ?2. Por lo tanto la precisión de la transferencia de tiempo este directamente relacionada a la precisión de ?2. El estimado típicamente es preciso a menos del radio de la célula. Esto es la diferencia entre el estimado de p2 y el valor real de b2 es menor al radio de la célula. Asi para una célula con un radio de K millas, el error de temporización debido a ?2 es de aproximadamente 5 Kµs . En vista de la imprecisión del estimado de p2, este método de transferencia de tiempo puede proporcionar mejor temporización que el que puede se proporcionado por muchos otros medios tal como por medio de recuperación. Por lo tanto estimar p2 de acuerdo con la presente invención como se describe antes puede reducir el tamaño de la ventana de búsqueda, y asi asegurar que las ventanas no son excesivas. La presente invención también proporciona temporización que no es lo suficientemente precisa de tal forma que las señales recibidas de dos estaciones base no arriban con la misma fase PN del piloto, permitiendo que se distingan ios pilotos de diferentes orígenes. Debe notarse también que puede usarse un procedimiento complementario si la estación móvil 60 está en comunicación con la estación base esclava 64 y no con la estación base ee referencia 64. En ese caso ?x necesita estimarse en vez de ?2. IX. Inicialización de la estación base esclava El procedimiento de ajuste anterior es valido para el caso en el cual el tiempo del sistema de la estación base esclava es relativamente cercano al tiempo del sistema de la estación base de referencia. Sin embargo, en algunos casos, la diferencia entre el tiempo del sistema de referencia de la estación base y el tiempo del sistema de la estación base de referencia también será lo suficientemente grande para hace inválido este procedimiento. Por ejemplo cuando la estación base esclava se vuelve operativa por primera vez, el tiempo del sistema debe inicializase. Sin una referencia externa, el tiempo del sistema de estación base esclavo será un valor arbitrario. En otro caso, cuando no hay estación móvil en la región entre la estación base de referencia y la estación base esclava durante un período de tiempo relativamente largo, el sistema de la estación base esclava puede acumular un error significante (esto es desviarse del tiempo del sistema de la estación base de referencia por una cantidad significante) debido al oscilador que mantiene el sistema en desviación de tiempo con respecto a la referencia usada por la estación base de referencia. En sos casos, se provee el siguiente procedimiento de inicialización de acuerdo con la presente invención. Cuando una estación base esclava 64 es accionada por primera vez, esa estación base esclava 64 puede no tener la temporización apropiada, ya que no ha ocurrido una transferencia de tiempo entre la estación base eslava 64 y cualquier referencia de temporización externa, tal como una fuente de señal GPS o una estación base de referencia 62. Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, cuando se aplica por primera vez energía a la estación base esclava 64, el enlace directo que se va a transmitir desde la estación base esclava, no está habilitado. La temporización inicial se obtiene preferentemente usando recuperación asumiendo que no hay disponibles medios más precisos . La estación base esclava 64 tiene un máximo razonable para la temporización apropiada que es suficiente para permitir que la estación base esclava 64 adquiera la temporización por medio del método de enlace inverso descrito antes en ai sección VII. Una vez que esto ha sido realizado, la estación base esclava 64 habilita la transmisión de enlace directo con baja potencia. Si una estación móvil 60 está en la región de independientes suaves, entonces la estación móvil 60 reporta la presencia del nuevo piloto y el tiempo puede transferirse usando el método de independientes suaves más preciso de la presente invención como se describe antes. Una vez que esto está hecho, la potencia de enlace directo de está estación base puede aumentar a la potencia operativa normal apropiada para la estación base esclava 64.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en la siguientes : REIVINDICACIONES

1.- Un método para sincronizar ei tiempo de una primera estación base con una estación base de referencia, caracterizado porque comprende los pasos de: medir el intervalo de retraso de viaje redondo de las transmisiones desde la estación base de referencia a una estación móvil en comunicación con la estación base de referencia y de regreso desde la estación móvil a la estación base de referencia; comunicar la información desde la estación base de referencia a la primera estación base para ayudar a la primera estación base a la recepción de las comunicaciones desde la estación móvil; recibir en la primera estación base comunicaciones transmitidas por la estación móvil y anotar el tiempo de recepción; determinar en la primera estación base, un estimado del retraso que se presenta entre la transmisión por la estación móvil y la recepción por la primera estación base; calcular un valor de corrección de temporización en base al estimado del retraso, la recepción de tiempo en la primera estación base de la transmisión de la estación móvil a la primera estación base, y el intervalo de retraso de viaje redondo medido.