RO121246B1

RO121246B1 - Metodă şi sistem pentru sincronizarea de tact aunei staţii, într-un sistem cdma

Info

Publication number: RO121246B1
Application number: ROA200000710A
Authority: RO
Inventors: Charles E. Wheatley Iii; Edward G. Tiedemann Jr.
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2007-01-30
Also published as: HUP0100858A2; JP4448193B2; US7295531B2; EP1821430A2; SK10662000A3; RU2006138270A; PL341838A1; CZ20002599A3; IL136952A; EP1821430A3; ID27751A; IL168802A; PL192830B1; BG104592A; JP2009284481A; KR100941161B1; SK287389B6; TR200002055T2; NZ519641A; RU2294059C2

Abstract

Invenţia se referă la o metodă şi un sistem pentru sincronizarea de tact a unei staţii, într-un sistem CDMA. O a doua staţie de bază (64) obţine sincronizarea cu o primă staţie de bază (62) prin mesaje (504) transmise de la aceasta din urmă şi recepţionate de o staţie mobilă (60), în regiunea de transfer de legătură, progresiv,dintre prima staţie de bază (62) şi a doua staţie de bază (64), sau în cadrul plajei care permite staţiei mobile (60) să comunice cu a doua staţie de bază (64). Când staţia mobilă (60) nu este în comunicaţie nici cu prima, nici cu a doua staţie de bază, atunci întârzierea pe drumul dus-întors (RTD1) dintre staţia mobilă şi prima staţie de bază (62) este măsurată de către prima staţie de bază (62). Prima staţie de bază (62) comunică codul PN utilizat de staţia mobilă (60) pe legătura inversă, către a doua staţie de bază (64). A doua staţie de bază (64)captează semnalul (504) de la staţia mobilă (60) şi determină când ajunge semnalul de la staţia mobilă (60). A doua staţie de bază (64) face apoi o estimare a duratei întârzierii dintre transmisia semnalului de la staţia mobilă (60) către a doua staţie de bază (64) şi determină eroarea care este prezentă în referinţa de timp a sistemului celei de a doua staţii de bază.

Description

Prezenta invenție se referă la o metodă și la un sistem pentru sincronizarea de tact a unei stații, într-un sistem de comunicații CDMA. în special, prezenta invenție se referă la o metodă pentru sincronizarea unei stații de bază prin intermediul unor semnale transmise de la o stație mobilă, care este concomitent în comunicație cu o primă stație de bază, sincronizată.

Modulația de tipul acces multiplu prin divizarea codului (CDMA - code division multiple access) este o tehnică utilizată în comunicații, ce permite ca un număr mare de utilizatori să fie prezenți simultan în sistem. Deși sunt cunoscute și alte tehnici, cum arfi accesul multiplu prin divizarea timpului (TDMA - time division multiple access), accesul multiplu prin divizarea frecvenței (FDMA - frequency division multiple access) și scheme de modulație MA cum ar fi bandă laterală unică cu amplitudine comprimată (ACSSB-amplitude companded single sistemband), CDMA are avantaje semnificative față de aceste tehnici de modulație. Utilizarea tehnicilor CDMA în sisteme de comunicație cu acces multiplu este prezentată în brevetul US 4901307, cu titlul Sistem de comunicație cu acces multiplu de spectru etalat folosind repetoare terestre sau satelit și brevetul US 5103459, cu titlul Sistem și metodă pentru generarea formelor de undă de semnal într-un sistem de telefon celular CDMA, ambele fiind cesionate cesionarului prezentei invenții și conținute în această prezentare. Metoda pentru asigurarea comunicațiilor mobile CDMA a fost standardizată în Statele Unite de Asociația Industriei Telecomunicațiilor în TIA/EIA/IS-95-A cu titlul Standard de Compatibilitate Stație Mobilă - Stație de bază pentru Sistem celular cu spectru etalat de bandă largă în mod dual, menționat în continuare ca IS-95.

în brevetele menționate mai sus, este prezentată o tehnică de acces multiplu, în care un număr mare de utilizatori de stații mobile, fiecare având un emițător-receptor (transceptor), comunică prin repetori satelit sau stații de bază terestre (cunoscute și sub numele de stații celulare de bază sau locații celulare), utilizând semnale de comunicație cu spectru etalat, de tipul acces multiplu prin divizarea codului (CDMA). Prin utilizarea comunicațiilor CDMA, spectrul de frecvență poate fi reutilizat de mai multe ori, prin aceasta permițând o mărire a capacității de utilizare a sistemului. Utilizarea tehnicilor CDMA are ca efect o eficiență spectrală mult mai mare decât aceea care poate fi obținută utilizând alte tehnici de tipul acces multiplu.

O metodă pentru demodulație simultană a datelor care au parcurs căi de propagare diferite de la o stație de bază și pentru demoduație simultană a datelor furnizate redundant de cel puțin o stație de bază este prezentată în brevetul US 5109390, cu titlul Receptor de diversitate într-un sistem de comunicații CDMA, fiind cesionat cesionarului prezentei invenției și conținut în această prezentare. în brevetul US 5109390, semnalele demodulate separat sunt combinate pentru a furniza o estimare a datelor transmise, care are o probabilitate mai mare decât datele demodulate pe oricare dintre căi sau de la oricare stație de bază.

Transferurile de legătură (comutările) pot fi, în general, împărțite în două categorii, transferuri de legătură bruște (nete) și transferuri de legătură progresive. La un transfer de legătură net, când o stație mobilă părăsește o stație de bază origine și intră pe o stație de bază destinație, stația mobilă întrerupe legătura de comunicație cu stația de bază origine și apoi stabilește o nouă legătură de comunicație cu stația de bază destinație. La un transfer de legătură progresiv, o stație mobilă stabilește o legătură de comunicație cu stația de bază destinație înainte de a întrerupe legătura de comunicație cu stația de bază origine. Astfel, la un transfer de legătură progresiv, pentru o perioadă de timp, stația mobilă se va afla în legătură de comunicație și cu stația de bază origine și cu stația de bază destinație.

RO 121246 Β1

La transferuri de legătură progresive, este mult mai puțin probabil să se piardă legă- 1 tura de comunicație. în plus, când o stație mobilă se deplasează aproape de limita de acoperire a unei stații de bază, s-ar putea să facă cereri repetate de transfer de legătură ca urmare 3 a micilor schimbări de condiții de propagare. Această problemă (cunoscută ca ping-pong) este de asemenea substanțial redusă prin transferul de legătură progresiv. Procesul de 5 efectuare al transferurilor de legătură este descris în detaliu în brevetul US 5101501, cu titlul Metodă și sistem pentru asigurarea unui transfer progresiv la comunicații într-un sistem de 7 telefon celular CDMA, fiind cesionat cesionarului prezentei invenției și conținut ca referință în această prezentare. 9

O tehnică îmbunătățită de transfer progresiv de legătură este prezentată în brevetul US 5267261, cu titlul Transfer progresiv asistat de stație mobilă într-un sistem de comuni- 11 cații celular CDMA, fiind cesionat cesionarului prezentei invenției și conținut ca referință în această prezentare. în sistemul din brevetul US 5267261, procesul de transfer de legătură 13 este îmbunătățit prin măsurarea intensității semnalelor pilot transmise de fiecare stație de bază la stația mobilă. Aceste măsurări de intensitate ajută procesul de transfer de legătură, 15 prin facilitarea identificării stațiilor de bază candidate viabile pentru transferul de legătură.

Stațiile de bază candidate pot fi împărțite în patru mulțimi. Prima mulțime, menționată 17 ca Mulțime Activă, cuprinde stațiile de bază aflate în comunicare cu stația mobilă.

A doua mulțime, menționată ca Mulțime Candidată, cuprinde stațiile de bază ale căror 19 semnale au fost determinate ca având suficientă putere pentru a fi utilizate de către stația mobilă, dar nu sunt utilizate la momentul actual. Stațiile de bază sunt adăugate la Mulțimea 21 Candidată atunci când energia lor pilot măsurată depășește un anumit prag TADD.

A treia mulțime este mulțimea stațiilor de bază aflate în vecinătatea stației mobile (și 23 care nu sunt incluse în Mulțimea Activă sau în Mulțimea Candidată), iar a patra mulțime este mulțimea tuturor celorlalte stații de bază. 25 în standardul IS-95, o stație de bază candidată este caracterizată prin decalajul (offset) fazei secvenței de zgomot (PN) a canalului său pilot. 27

Când stația mobilă caută să determine puterea semnalului pilot al unei stații de bază candidate, efectuează o operație de corelare, în timpul căreia semnalul filtrat recepționat este 29 corelat cu o mulțime de ipoteze de decalaj PN. Metoda și aparatul pentru efectuarea operației de corelare este descrisă în detaliu în cererea de brevet US 08/687,694, 31 actualmente brevetul US 5644591, înregistrată pe 26 iulie 1996, cu titlul Metodă și aparat pentru efectuarea achiziției de căutare într-un sistem de comunicații CDMA, fiind cesionat 33 cesionarului prezentei invenții.

întârzierea de propagare între stația de bază și stația mobilă nu este cunoscută. 35 Această întârziere necunoscută produce un salt necunoscut în codurile PN. Procesul de căutare încearcă să determine saltul necunoscut din codurile PN. Pentru a face acest lucru, 37 stația mobilă schimbă din timp ieșirea generatoarelor de coduri PN ale căutătorului său. Plaja saltului de căutare este numită fereastră de căutare. Fereastra de căutare este centrată în 39 jurul unei ipoteze de salt PN. O stație de bază transmite stației mobile un mesaj, indicând decalajele PN ale semnalelor pilot ale stației de bază din apropierea sa fizică. Stația mobilă 41 va centra fereastra de căutare în jurul decalajului PN ipoteză.

Dimensiunea adecvată a ferestrei de căutare depinde de câțiva factori, printre care: 43 prioritatea semnalului pilot, viteza procesoarelor de căutare și întârzierea anticipată pe sosirile multicale. Standardele CDMA (standardul IS-95) definesc trei parametri ai ferestrei 45 de căutare. Căutarea semnalelor pilot în Mulțimea Activă și în Mulțimea Candidată sunt dirijate de Fereastra de Căutare A. Semnalele din Mulțimea învecinată sunt căutate peste 47 fereastra N și peste semnalele pilot din Mulțimea Resturilor R. Dimensiunile ferestrei căutătorului sunt prezentate mai jos în tabelul 1, unde pasul este 49

1,2288 A/Hz

RO 121246 Β1

Tabelul 1

SRCH WIN A	Dimensiune	SRCH WIN A	Dimensiune
SRCH WIN N	fereastră	SRCH WIN N	fereastră
SRCHWINR	(pas PN)	SRCH_WIN_R	(pas PN)
0	4	8	60
1	6	9	80
2	8	10	100
3	10	11	130
4	14	12	160
5	20	13	226
6	28	14	320
7	40	15	452

Dimensionarea ferestrei este un compromis între viteza de căutare și probabilitatea ratării uneia dintre căile puternice ce se află în afara ferestrei de căutare.

Stația de bază transmite stației mobile un mesaj în care specifică ipoteza PN pe care ar trebui să o caute relativ la propriul decalaj PN. Spre exemplu, stația de bază origine poate da stației mobile instrucțiuni de căutare a unui semnal pilot de 128 pași PN înainte de decalajul PN propriu. Ca răspuns, stația mobilă setează demodulatorul căutătorului propriu la 128 pași înainte în ciclul de pași de ieșire și caută semnalul pilot, folosind o fereastră de căutare centrată în jurul decalajului specificat. Odată ce stația mobilă este instruită să caute o ipoteză PN pentru a determina resursele disponibile pentru a efectua un transfer de legătură, este critic ca decalajul PN al semnalului pilot al stației de bază destinație să fie foarte apropiat în timp de decalajul adresat. Viteza de căutare aproape de marginile stației de bază este de importanță critică, deoarece întârzieri în efectuarea căutărilor necesare pot avea ca efect pierderea legăturii telefonice.

în sistemele CDMA din Statele Unite, sincronizarea stațiilor de bază este obținută prin asigurarea fiecărei stații de bază cu câte un receptor GPS (Sistem de Poziționare pe Glob). Cu toate acestea, există cazuri în care o stație de bază nu poate recepționa semnalul GPS. Spre exemplu, în interiorul tunelurilor și al stațiilor de metrou, semnalul GPS este atenuat până la o limită ce face imposibilă utilizarea sa pentru sincronizarea stațiilor de bază sau al microstațiilor de bază.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este de a găsi o soluție pentru efectuarea sincronizării de timp, într-un sistem de comunicații CDMA, în care o parte din rețea este capabilă să recepționeze un semnal de timp centralizat și să obțină sincronizare de la acesta, iar o parte din stațiile de bază nu este capabilă să recepționeze semnalul de timp centralizat.

Metoda conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că aceasta cuprinde:

- măsurarea unui interval de întârziere pe drumul dus-întors al transmisiilor de la prima stație de bază la o stație mobilă, în comunicație cu prima stația de bază, și înapoi, de la stația mobilă la prima stație de bază;

- comunicarea informațiilor de la prima stația de bază la a doua stație de bază, pentru a asista a doua stație de bază la recepționarea comunicațiilor de la stația mobilă;

RO 121246 Β1

- recepționarea la a doua stație de bază a comunicațiilor transmise de stația mobilă 1 și observarea timpului de recepție;

- determinarea unei estimări a întârzierii care apare între transmisia de către stația 3 mobilă și recepționarea de către prima stație de bază; și

- calcularea valorii corecției de sincronizare, cu referire la estimarea menționată a 5 întârzierii, cu timpul de recepție menționat și cu intervalul de întârziere menționat, pe drumul dus-întors măsurat. 7

Sistemul conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că acesta cuprinde o prima stație de bază, configurată astfel încât să măsoare intervalul de întârziere 9 pe drumul dus-întors la transmisia de la prima stație de bază menționată la o stație mobilă în comunicație cu prima stație de bază menționată, și înapoi, de la stația mobilă la prima 11 stație de bază menționată; și o a doua stație de bază configurată astfel încât să recepționeze semnalul transmis de stația mobilă și să noteze timpul de recepție, să determine o estimare 13 a întârzierii care apare între transmisia de către stația mobilă și recepționarea de către prima stație de bază și să calculeze o valoare a corecției de sincronizare, cu referire la estimarea 15 întârzierii, timpul de recepție și cu intervalul de întârziere pe drumul dus-întors măsurat.

Metoda și sistemul conform invenției prezintă următorul avantaj: permit unei stații de 17 bază, care nu are acces la GPS, să poată comunica sincronizat cu o stație mobilă.

Se dă, mai jos, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...9, care 19 reprezintă:

- fig. 1,o schemă bloc ce ilustrează configurația rețelei unui sistem de comunicații 21 fără fir, ce cuprinde o primă stație de bază și o a doua stație de bază;

- fig. 2, o diagramă ce ilustrează diferite transmisii dintre stația mobilă, prima stație 23 de bază și a doua stație de bază și intervalele de timp corespunzătoare;

- fig. 3, o organigramă ce ilustrează metoda pentru sincronizarea unei stații de bază 25 care este incapabilă să recepționeze un semnal de timp centralizat;

- fig. 4, o schemă bloc a stației mobile din prezenta invenție;27

- fig. 5, o schemă bloc a căutătorului din stația mobilă din prezenta invenție;

- fig. 6, o schemă bloc al modulatorului canalului de trafic al stației mobile din prezen- 29 ța invenție;

- fig. 7, o schemă bloc a stației de bază din prezenta invenție;31

- fig. 8, o schemă bloc a sistemului de transmisie al stației de bază din prezenta invenție;33

- fig. 9, o schemă bloc a sistemului de recepționare al stației de bază din prezenta invenție.35

Pentru a descrie mai bine exemplul de realizare preferat, începem cu o privire generală a calculului erorii de sincronizare.37

Referitor la fig. 1, stația mobilă 60 este în comunicație cu prima stație de bază 62, în timp ce se află aproximativ în aria de acoperire delimitată de granița de acoperire 61 a primei 39 stații de bază 62. Prima stație de bază 62 este sincronizată cu restul rețelei printr-un sistem central de sincronizare, cum ar fi un sistem de poziționare pe Glob (GPS). în contrast cu 41 acesta, a doua stație de bază 64 nu este sincronizată la sistemul de sincronizare central prin mijloace independente, cum ar fi GPS, disponibil pentru prima stație de bază 62. Controlerul 43 66 al stației de bază direcționează apelul de la rețeaua de telefonie publică cu comutare (PSTN-public swiched telephone network) către stațiile de bază 62 sau 64 prin mijloacele 45 unei linii T1 (standard) sau prin alte mijloace. în plus, sincronizarea frecvenței este furnizată unei a doua stații de bază 64 prin linii T1. 47

RO 121246 Β1

Pentru scurte perioade de timp, sincronizarea frecvenței poate fi furnizată cu un nivel acceptabil de acuratețe, prin linii T1, prin metode binecunoscute în stadiul tehnicii. Cu toate acestea, problemele sunt obișnuite în schemele care se bazează pe o linie T1 pentru furnizarea informațiilor de frecvență. Aceste probleme au ca efect erori de sincronizare, care pot fi corectate prin folosirea prezentei invenții. Datorită relației dintre fază și frecvență, corecția intermitentă efectuată de prezenta invenție va permite utilizarea unor surse de frecvență mai puțin precisă când este necesar.

Referitor la fig. 2, este prezentată o ilustrare a transmisiei și a intervalelor de timp corespunzătoare, folosite pentru a sincroniza tactul unei a doua stații de bază 64 cu tactul sincronizat al primei stații de bază 62. Calea de semnal 500 ilustrează transmiterea semnalului de legătură directă de la prima stație de bază 62 la stația mobilă 60. Intervalul de timp în care aceasta are loc este notată cu . La stația mobilă 60, începutul transmisiilor de cadru pe legătura inversă este aliniat în timp cu începutul sosirilor de cadru pe legătura directă. Această aliniere în timp este standardizată în standardul IS-95 și implementată în hardware în conformitate cu acesta. De aceea trebuie înțeles că metodele și aparatura pentru efectuarea acestei alinieri sunt binecunoscute în stadiul tehnicii din domeniul comunicațiilor CDMA.

Transmisia 502 ilustrează transmisia inversă de cadru de la stația mobilă 60 la prima stație de bază 62. Timpul pentru ca un semnal 500 să se propage de la prima stație de bază 62 la stația mobilă 60 este x₍. Acest timp este egal cu timpul necesar semnalului 502 să se propage de la stația mobilă 60 la stația de bază 62 (de asemenea τ,). Deoarece stația de bază 62 cunoaște timpul în care transmite semnalul 500 și cunoaște timpul în care primește semnalul 502, stația de bază 62 poate calcula timpul de întârziere dus-întors RTD₄, care este prima valoare necesară în calcularea erorii de timp (T_o' - T_o).

Calea de semnal 504 reprezintă transmisia de semnal de legătură inversă de la stația mobilă 60, propagându-se de-a lungul unei căi de propagare diferită la a doua stație de bază 64. Timpul necesar semnalului 504 pentru a se propaga de la stația mobilă 60 la a doua stație de bază 64 este notat t₂. Momentul de timp la care semnalul de legătură inversă 504 ajunge la a doua stație de bază 64 este notat cu T₂. Timpul necesar unui semnal de legătură directă 506 să se propage de la a doua stație de bază 64 la stația mobilă 60 este de asemenea egal cu t₂. în plus, a doua stație de bază 64 poate măsura diferența de timp dintre momentul când aceasta recepționează semnalul de legătură inversă de la stația mobilă 60 și momentul când aceasta transmite propriul semnal de legătură directă la stația mobilă 60. Această diferență de timp este notată RTD₂. Cunoașterea acestor timpi permite calcularea erorii de timp (T_o'- T_o). Metoda de calcul al erorii de timp (T_o'- T_o) este descrisă mai jos.

Pentru început, se poate observa din fig. 2 că:

T2=Tl+T2.ȘÎ το* + ΔΤ = T_Q’ + xz

Prin prelucrarea algebrică a ecuațiilor 1 și 2, se observă următoarele:

T₂ + ΔΤ = To’ + 2*X2

2*x₂ = T₂—Το’ + ΔΤ (3) (4)

RO 121246 Β1

Pentru a simplifica notațiile, se definește o nouă variabilă RTD₂, astfel:

RTD₂=T₂—T_Q'

Se poate vedea că:

RTD₂ ΔΓ ⁺ 2

T2= To+ τι 4- T2

De aceea:

T₂-Tq = τι +T2. și

RTD₂=2*X2-AT

(5)	3 5
	7

(6) (7) 13

Prin înlocuire, se poate observa că eroarea de timp (T_o'-T_o) este egală cu:

Tq'-Tq = Ti - Τ2⁺ ΔΤ

RTD₂

+ ΔΤ

„. RTD_t RTD₂ , ΔΓ (9) (10) (11)

RTD, +ăT-RTD₂ (12)

Odată ce stația de bază 64 știe valoarea erorii sale de sincronizare (T_o'-T_o), își ajustează tactul astfel încât să-l sincronizeze cu tactul primei stații de bază 62. Aceste măsurări 47 pot fi afectate de erori, astfel încât într-un exemplu de realizare preferat, multe din măsurări sunt efectuate redundant, pentru a asigura acuratețea corecției de sincronizare. 49

RO 121246 Β1

Metoda și sistemul pentru măsurarea fiecăreia dintre valorile de timp necesare în ecuația 12 sunt descrise în continuare.

Prima valoare măsurată este timpul de întârziere dus-întors, RTD,

Fig. 3 este o organigramă ce ilustrează metoda conform invenției pentru sincronizarea stației de bază 64 la tactul primei stații de bază 62. La pasul 300, metoda de sincronizare începe cu stația mobilă 60, aflată în comunicație cu prima stație de bază 62 și în aria de acoperire pentru a efectua comunicații cu a doua stație de bază 64. La pasul 302, timpul de întârziere pe drumul dus-întors RTD, pentru un semnal care se deplasează de la prima stație de bază 62 la stația mobilă 60 și înapoi de la stația mobilă 60 la prima stație de bază 62 este măsurat. Această măsurare este făcută prin alinierea marginilor cadrelor recepționate de stația mobilă 60 cu marginile cadrelor transmise de stația de bază 62. Metoda și aparatura pentru efectuarea acestei alinieri sunt binecunoscute în stadiul tehnicii din domeniu. Astfel, întârzierea pe drumul dus-întors RTD, este măsurată ca și diferența dintre momentul de start al cadrelor transmise de prima stație de bază 62 și momentul de start al cadrelor recepționate de prima stație de bază 62 de la stația mobilă 60.

Referitor la fig. 4, cadrele de date ale legăturii directe de la prima stație de bază 62 sunt recepționate prin antena 2 și furnizate printr-un duplexor 3, receptorului (RCVR) 4. Receptorul 4 transformă, filtrează și amplifică semnalul recepționat și îl furnizează căutătorului 50 și demodulatoarelor de trafic (TRAFFIC DEMODS) 54. Căutătorul 50 caută canalele pilot în concordanță cu o listă a vecinilor, furnizată de prima stație de bază 62. Lista vecinilor este furnizată sub formă de date semnalizatoare pe canalul de trafic de la prima stație de bază 62. Un semnal indicând startul cadrelor recepționate de la prima stație de bază 62 este furnizat procesorului de control 55. Procesorul de control 55 generează și furnizează un semnal de aliniere de timp, modulatorului de trafic 58, care aliniază momentul de start al cadrelor transmise de la stația mobilă 60 cu momentul de start al cadrelor recepționate la stația mobilă 60.

Cadre de date de la stația mobilă 60 a utilizatorului sunt furnizate modulatorului de trafic 58, care, ca răspuns la semnalul de sincronizare de la procesorul de control 55, aliniază cadrele transmise prin transmițătorul (TMTR) 56 cu cadrele recepționate de stația mobilă 60 de la prima stație de bază 62. Cadrele de pe legătura inversă sunt transformate, filtrate și amplificate de transmițătorul 56 și apoi furnizate prin duplexorul 3, pentru transmisie prin antena 2.

Transmisia de date între stația mobila 60 și a doua stație de bază 64 este detaliată în continuare.

Fig. 6 ilustrează modulatorul canalului de trafic 58 al stației mobile 60. Cadrele de date sunt furnizate formatorului de cadre 200. în exemplul de realizare, formatorul de cadre 200 generează și adaugă un set de biți de control de redundanță ciclică (CRC) și generează un set de biți de capăt. în exemplul de realizare, formatorul de cadre 200 se ghidează după protocolul de format cadre, standardizat în IS-95 și descris în detaliu în brevetul US 5600754, cu titlul Metodă și sistem pentru aranjarea datelor unui vocoder pentru mascarea erorilor induse de canalul de transmisie, fiind cesionat cesionarului prezentei invenției și conținut în această prezentare.

Cadrele de date formatate sunt furnizate codorului 202, care codează datele pentru detectarea și corectarea erorilor. în exemplul de realizare, codorul 202 este un codor convoluțional. Simbolurile de date codate sunt furnizate blocului de intercalare 204, care reordonează simbolurile în concordanță cu formatul de intercalare predeterminat. Simbolurile reordonate sunt furnizate comparatorului Walsh 206. în exemplul de realizare, comparatorul Walsh 206 recepționează opt simboluri codate și compară acea mulțime de simboluri cu o secvență Walsh de 64 de pași. Simbolurile Walsh sunt furnizate la mijlocul de etalare 208,

RO 121246 Β1 care împrăștie simbolurile Walsh în concordanță cu un cod lung de etalare. Generatorul de 1 coduri PN lungi 210 generează o secvență de zgomot (PN) care etalează datele și diferențiază datele transmise pe legătura inversă, de datele de la alte stații mobile aflate în 3 vecinătate.

în exemplul de realizare, datele sunt transmise în concordanță cu un format de 5 modulare prin codificare cu salt de fază cuaternar (quaternary phase shift keying-QPSK), în timp ce canalele I și Q sunt etalate în concordanță cu o secvență PN scurtă. Datele etalate 7 sunt furnizate prin mijloacele de etalare 214 și 216, care efectuează o a doua operație de etalare pe date, în concordanță cu o secvență PN furnizată de generatoarele PN PN, 212 și 9 respectiv PN_Q 218.

La pasul 304, a doua stație de bază 64 achiziționează semnalul de legătură inversă 11 transmis de stația mobilă 60. Controlerul 66 al stației de bază trimite un semnal celei de-a doua stații de bază 64, în care indică decalajul de cod PN, pe care stația mobilă 60 îl folo- 13 sește pentru a etala semnalul său de legătură inversă. Ca răspuns la acest semnal de la controlerul 66 al stației de bază, a doua stație de bază 64 efectuează o căutare a stației 15 mobile 60 centrată în jurul decalajului PN indicat de semnalul de la controlerul 66 al stației de bază. 17 în exemplul de realizare, banca celei de a doua stații de bază 64 încarcă generatoarele de coduri PN lungi 106 și generatoarele de coduri PN scurte 108 și 110 (ilustrate în 19 fig. 9), în concordanță cu un semnal de la controlerul 66 al stației de bază, ale căutătorului său. Procesul de căutare al celei de a doua stații de bază 64 este descris în detaliu, în 21 continuare, în această prezentare.

Fig. 7 ilustrează aparatul celei de a doua stații de bază 64. La a doua stație de bază 23 64, este recepționat un semnal de la controlerul 66 al stației de bază, care indică PN al stației mobile 60. Acest mesaj este furnizat de un procesor de control 100. Ca răspuns la 25 acesta, procesorul de control 100 calculează raza ferestrei de căutare centrată în decalajul PN specificat. Procesorul de control 100 furnizează parametrii de căutare căutătorului 101 27 și ca răspuns la acești parametri, a doua stație de bază 64 efectuează o căutare a semnalului transmis de stația mobilă 60. Semnalul recepționat de antena 102 a celei de-a doua 29 stații de bază 64 este furnizat receptorului 104, care transformă, filtrează și amplifică semnalul recepționat și îl furnizează căutătorului 101. în plus, semnalul recepționat este 31 furnizat demodulatoarelor de trafic 105, care demodulează datele de trafic pe legătura inversă și furnizează datele controlerului 66 al stației de bază. Controlerul 66 al stației de 33 bază îl furnizează la rândul său unui PSTN.

Fig. 9 ilustrează căutătorul 101 și mai detaliat. Demodularea semnalului de pe 35 legătura inversă este descris în detaliu în cererea de brevet 08/372,632, actualmente brevetul US 5654979, înregistrată oficial în 13 ianuarie 1995, cu titlul Arhitectură de demo- 37 dulator de stație celulară pentru sistem de comunicații cu acces multiplu cu spectru etalat și în cererea de brevet 08/316,177, înregistrată oficial în 30 septembrie 1994, cu titlul 39 Procesor de căutare multicale pentru sistem de comunicații cu acces multiplu cu spectru etalat, ambele fiind cesionate cesionarului prezentei invenții și conținute în această 41 prezentare. O estimare a decalajului PN al stației mobile 60 este furnizată procesorului de control 100 de către controlerul 66 al stației de bază. Ca răspuns la estimarea decalajului 43 PN, furnizată de controlerul 66 al stației de bază, procesorul de control generează o ipoteză inițială de secvență PN lungă și o ipoteză inițială de secvență PN scurtă, pentru ca a doua 45 stație de bază 64 să efectueze căutarea. în exemplul de realizare, banca procesorului de control 100 încarcă registrele de comutare ale generatoarelor PN 106,108 și 110. 47

RO 121246 Β1

Semnalul este recepționat de antena 102, după care este transformat, filtrat și amplificat și trimis corelatorului 116. Corelatorul 116 corelează semnalul recepționat ipotezei combinate de secvențe PN lungă și scurtă. în exemplul de realizare, ipoteza de secvență PN este generată prin multiplicarea ipotezelor PN scurte, generate de generatoarele PN 108 și 110 cu secvența PN lungă generată de generatoarele PN 106. Una din ipotezele combinate de secvențe PN este utilizată pentru a reduce canalul I și cealaltă este utilizată pentru a reduce canalul Q al semnalului QPSK recepționat.

Cele două semnale PN reduse sunt furnizate unor procesoare de transformare Hadamard rapidă (FHT), 118 și 120. Forma și operarea procesoarelor de transformare Hadamard rapidă sunt prezentate în detaliu în cererea de brevet 08/173,460, actualmente brevetul US 5561618, înregistrată în 22 decembrie 1993, cu titlul Metodă și aparat pentru efectuarea transformării hadamard rapide, fiind cesionat cesionarului prezentei invenții și conținut în această prezentare. Procesoarele FHT 118 și 120 corelează semnalele reduse cu toate simbolurile Walsh posibile, pentru a furniza o matrice a amplitudinilor rezultate din niște mijloace de calculare a energiei (I² + Q²) 122. Mijloacele de calculare a energiei 122 calculează energia elementelor matricei de amplitudine și furnizează valorile energiei unui detector de maxim 124, care selectează corelarea de energie maximă. Energiile maxime de corelare sunt furnizate acumulatorului 126, care acumulează energiile pentru o multitudine de simboluri Walsh și pe baza acestor energii acumulate, se ia o decizie în privința comunicării cu stația mobilă 60 la decalajul PN respectiv.

în continuare, a doua stație de bază 64 calculează o ajustare inițială a sincronizării.

Odată ce este inițiată comunicarea cu stația mobilă 60, a doua stație de bază 64 își ajustează tactul, astfel încât stația mobilă 60 va fi capabilă să capteze transmisiile sale pe legătura directă. Cea de a doua stație de bază 64 calculează o ajustare de tact inițială prin determinarea diferenței dintre decalajul PN la care este captat semnalul de pe legătura inversă de la stația mobilă 60 și decalajul PN utilizat de prima stație de bază 62, pentru recepționarea semnalului de pe legătura inversă de la stația mobilă 60. Utilizând diferența de decalaj PN, a doua stație de bază 64 ajustează tactul semnalului său pilot în așa fel, încât atunci când stația mobilă 60 caută semnalul său pilot, acesta va fi în fereastra de căutare a stației mobile 60.

în continuare, stația mobilă 60 inițiază comunicarea cu a doua stație de bază 64.

Pentru căutarea semnalului stației mobile 60, cea de-a doua stație de bază 64 trebuie să aibă o indicație despre timp. în realizarea preferată, eroarea de timp a celei de-a doua stații de bază 64 este păstrată la sau mai puțin de 1 ms, prin mijloacele unui circuit de sincronizare alternativ. Există circuite care permit celei de a doua stații de bază 64, care este incapabilă să recepționeze un semnal GPS, să măsoare timpul la nivel de precizie laser. O posibilă metodă de obținere a unui grad de sincronizare inițială este de a seta manual timpul celei de a doua stații de bază 64 la anumite intervale. O a doua metodă este setarea timpului prin utilizarea unui receptor WWV, a cărui implementare este binecunoscută în stadiul tehnicii. Spre deosebire de semnalul GPS, semnalul de timp centralizat WWV este transmis la frecvențe foarte joase și este capabil să penetreze în tuneluri și metrouri. Cu toate acestea, receptoarele WWV nu sunt capabile să asigure gradul de sincronizare necesar pentru stabilirea comunicațiilor CDMA.

în exemplul de realizare, a doua stație de bază 64 își ajustează timpul în concordanță cu presupunerea că stația mobilă 60 este localizată adiacent celei de-a doua stații de bază 64. Astfel, ajustarea inițială a timpului este făcută conform ipotezei că nu va exista întârziere de propagare între a doua stație de bază 64 și stația mobilă 60. După aceea, a doua stație de bază 64 își ajustează generatoarele de secvențe PN 76 și 82 cu un pas înainte în timp, ceea ce are ca rezultat timpi de întârziere a propagării din ce în ce mai mari

RO 121246 Β1 între a doua stație de bază 64 și stația mobilă 60. Odată ce stația mobilă 60 a recepționat 1 canalul pilot al celei de a doua stații de bază 64, ajustarea finală a timpului celei de-a doua stații de bază 64 poate fi efectuată utilizând proceduri normale în concordanță cu calculele 3 descrise mai sus.

După cum este știut în stadiul tehnicii și standardizat în IS-95, canalele pilot ale 5 diferitelor stații de bază sunt distinse unul de celălalt prin faza generatoarelor lor PN. Prima stație de bază 62 instruiește stația mobilă 60 să caute o a doua stație de bază 64 prin 7 intermediul listei vecinilor. Prima stație de bază 62 indică prin mijloace de date de semnalizare că semnalul pilot al celei de-a doua stații de bază 64 poate fi achiziționat la un decalaj 9 al fazei PN care poate fi descris relativ la decalajul PN recepționat al primei stații de bază 62. Acest mesaj este demodulat și decodat de demodulatoarele de trafic 54 și furnizat căută- 11 torului 50. Ca răspuns, căutătorul 50 efectuează o căutare centrată pe un decalaj de fază PN în jurul fazei PN indicată în semnalul de la prima stație de bază 62. 13

Semnalul pilot este generat în mod obișnuit de un registru de deplasare cu reacție liniară, a cărui implementare este descrisă în detaliu în brevetele mai sus menționate. Pentru 15 a recepționa semnalul pilot de la a doua stație de bază 64, stația mobilă 60 trebuie să se sincronizeze cu semnalele recepționate de la a doua stație de bază 64 atât în fază, cât și 17 în frecvență. Scopul operației căutătorului este să găsească faza semnalului recepționat.

După cum a fost descris mai înainte, o sincronizare de frecvență relativ precisă poate fi 19 asigurată celei de-a doua stații de bază 64 prin mijloace de legătură T1 de la controlerul 66 al stației de bază, după este cunoscut în stadiul tehnicii. Metoda prin care o stație mobilă 21 găsește faza semnalului recepționat este testarea unui set de ipoteze de fază, menționate ca fereastră de căutare și determinarea dacă o ipoteză de decalare este corectă. 23

Fig. 5 ilustrează și mai detaliat căutătorul 50 al stației mobile. Un semnal de spectru etalat este recepționat de o antenă 2. Scopul aparatului este să obțină sincronizarea între 25 secvențele de zgomot (PN) generate de generatorul 20 de secvențe PN și semnalul de spectru etalat recepționat, care este etalat de secvențe PN identice de fază necunoscută, 27 transmise de a doua stație de bază 64. în exemplul de realizare, și generatorul (nefigurat) de semnal pilot și generatorul PN 20 sunt registre de deplasare de lungime maximă, care 29 generează secvența de cod PN, pentru etalarea și restrângerea respectivelor semnale pilot.

Astfel, operația de obținere a sincronizării între codurile utilizate pentru restrângerea semna- 31

IuIui pilot recepționat și codul de etalare PN al semnalului pilot recepționat implică determinarea decalajului de timp al registrului de deplasare. 33

Semnalul de spectru etalat este furnizat antenei 2 de un receptor 4. Receptorul 4 convertește, filtrează și amplifică semnalul și furnizează semnalul unui element de restrângere 35

6. Elementul de restrângere 6 multiplică semnalul recepționat cu codul PN generat de generatorul PN 20. Datorită zgomotului natural aleator al codurilor PN, produsul dintre codurile 37 PN și semnalul recepționat ar trebui să fie zero în esență, excepție făcând punctul de sincronizare. 39

Controlerul de căutare 18 furnizează o ipoteză de decalaj generatorului PN 20.

Ipoteza de decalaj este determinată în concordanță cu un semnal transmis stației mobile 60 41 de prima stație de bază 62. în exemplul de realizare, semnalul recepționat este modulat prin QPSK (modulare prin codificare cu salt de fază cuaternar), astfel că generatorul PN 20 furni- 43 zează o secvență PN pentru componenta de modulație I și o secvență separată pentru componenta de modulație Q pentru elementul de restrângere 6. Elementul de restrângere 6 45 multiplică secvența PN prin componenta sa de modulație corespunzătoare și furnizează două ieșiri ale produselor componentelor la două acumulatoare coerente 8 și 10. 47

RO 121246 Β1

Acumulatoarele coerente 8 și 10 sumează produsul peste lungimea secvenței de produs. Acumulatoarele coerente 8 și 10 răspund la semnale de la controlerul de căutare 18 pentru resetarea, blocarea și setarea perioadei de sumare. Sumele de produse sunt furnizate de la sumatoarele 8 și 10 la un mijloc de ridicare la pătrat 12. Mijlocul de ridicare la pătrat 12 ridică la pătrat fiecare din sume și adună pătratele.

Suma pătratelor este furnizată de mijlocul de ridicare la pătrat 12 la un combinator necoerent 14. Combinatorul necoerent 14 determină o valoare de energie a ieșirii mijlocului de ridicare la pătrat 12. Acumulatorul necoerent 14 servește pentru a acționa împotriva efectelor discrepanțelor de frecvență dintre semnalele de ceas ale transmisiei stației de bază și semnalul de ceas al recepției stației mobile și ajută la statistica detecției într-un mediu cu variații de intensitate datorate condițiilor de propagare. Acumulatorul necoerent 14 furnizează semnalul de energie la un mijloc de comparare 16. Mijlocul de comparare 16 compară valoarea energiei la pragurile predeterminate furnizate de mijlocul de controler de căutare 18. Rezultatul fiecărei comparații este apoi aplicat ca reacție la controlerul de căutare 18. Rezultatele reacției includ atât energia de corelație, cât și decalajul PN care au rezultat prin măsurare.

La actuala invenție, controlerul de căutare 18 dă la ieșire faza PN la care s-a sincronizat cea de-a doua stație de bază 64. Acest decalaj este folosit la calcularea erorii de timp, cum este descris în continuare în prezenta invenție.

în exemplul de realizare, când stația mobilă 60 recepționează a doua stație de bază 64, stația mobilă 60 calculează diferența dintre momentul de timp când aceasta a recepționat semnalul de la a doua stație de bază 64 și momentul de timp când acesta a recepționat semnalul de la prima stație de bază 62. Această valoare este furnizată la un generator de mesaj 52 care generează un mesaj de indicare a valorii diferenței. Mesajul este transmis ca dată de semnalizare pe legătura inversă (retur) la prima stație de bază 62 și la a doua stație de bază 64 care trimite mesajul înapoi controlerului 66 al stației de bază.

Măsurarea întârzierii dintre transmisia semnalului de legătură directă de la a doua stație de bază 64 și recepția semnalului pe legătura inversă de la a doua stație de bază 64 este detaliată în continuare.

în etapa 311, a doua stație de bază 64 măsoară diferența dintre momentul de timp când a doua stație de bază 64 recepționează semnalul de legătură inversă de la stația mobilă 60 (t₂) și momentul de timp când a doua stație de bază 64 a transmis semnalul său de legătură directă la stația mobilă 60 (tj. A doua stație de bază 64 memorează decalajul PN la momentul de timp când ea transmite semnalul său de legătură directă și până la detectarea semnalului de legătură inversă de la stația mobilă 60 calculează diferența de timp RTD₂. în exemplul de realizare, această diferență de timp calculată este furnizată de a doua stație de bază 64 la controlerul 66 al stației de bază. Va fi înțeles de cineva de specialitate în domeniu că prezenta invenție poate fi ușor extinsă la cazul în care calculul este efectuat la stațiile de bază sau la stațiile mobile.

în continuare, a doua stație de bază 64 calculează o ajustare a tactului în vederea sincronizării.

Controlerul 66 al stației de bază, ca răspuns, efectuează calculul descris de ecuația 12 și trimite o indicație de necesitate a ajustării tactului la a doua stație de bază 64. Referitor din nou la fig. 7, semnalul de ajustare a tactului este recepționat de a doua stație de bază 64 la procesorul de control 100. Procesorul de control 100 generează și furnizează un semnal de comandă la procesorul de ajustare 99 a tactului. Procesorul de ajustare 99 a tactului generează un semnal care schimbă timpul sursei de sincronizare 98 cu valoarea indicată de semnalul de la controlerul 66 al stației de bază.

RO 121246 Β1

Atunci când nu este utilizat transferul de legătură progresiv, timpul de transfer este 1 ajustat.

Procedura de ajustare de mai sus este valabilă în cazul în care o stație mobilă 60 se 3 află în transfer de legătură progresiv (de exemplu, când stația mobilă 60 a stabilit legături și cu prima stație de bază 62 și cu a doua stație de bază 64. Stabilirea de legături atât cu 5 prima stație de bază 62, cât și cu a doua stație de bază 64 permite primei stații de bază 62 să determine RTDî și celei de-a doua stații de bază 64 să determine RTD₂. Din valorile RTD, 7 și RTD₂ poate fi făcută o estimare a erorii de timp T_o’. Totuși, conform unui exemplu de realizare a prezentei invenții, a doua stație de bază 64 poate fi sincronizată cu prima stație de 9 bază 62, în următorul caz, când stația mobilă 60 nu se află în legătură nici cu prima stație de bază 62 și nici cu a doua stație de bază 64. 11

Presupunând că o stație mobilă 60 comunică cu prima stație de bază 62, valoarea RTD, poate fi determinată așa cum este descris mai sus. în plus, este preferabil ca stația 13 mobilă 60 și prima stație de bază 62 să comunice prin controlerul 66 al stației de bază. Codul PN lung, cu care prima stație de bază 60 își etalează transmisia pe legătura inversă către 15 prima stație de bază 62 este cunoscut de către prima stație de bază 62. Conform prezentei invenții, prima stație de bază 62 comunică codul PN lung celei de-a doua stații de bază 6417 prin controlerul 66 al stației de bază. în plus, folosind calea de comunicație prin controlerul 66 al stației de bază, prima stație de bază 62 trimite celei de-a doua stații de bază 64 o listă19 de valori ale RTD,, fiecare fiind asociată cu câte un cod PN lung folosit de către o stație mobilă 60, pentru a etala legătura inversă transmisă de stația mobilă 60 în comunicarea cu21 prima stație de bază 62. Trebuie înțeles faptul ca fiecare stație mobilă 60 va fi asociată cu un cod PN lung particular și cu o anumită valoare RTD_V A doua stație de bază 64 utilizează 23 apoi informația codului PN lung, pentru a încerca să recepționeze una sau mai multe dintre transmisiile pe legătura inversă de la stațiile mobile 60. întrucât stațiile mobile 60 nu se află 25 în transfer de legătură progresiv, semnalul recepționat de a doua stație de bază 64 de la stațiile mobile 60 va fi slab. 27 în consecință, a doua stație de bază 64 va necesita în mod obișnuit să acumuleze un număr mare de pași PN, pentru a detecta o stație mobilă 60 care este deservită de prima 29 stație de bază 62.

A doua stație de bază 64 caută stațiile mobile 60 una câte una, în funcție de codurile 31 PN lungi pe care a doua stație de bază 64 le-a primit de la prima stație de bază 62. în consecință, dacă după un interval de timp rezonabil, a doua stație de bază 64 nu a reușit să 33 detecteze o transmisie pe legătura inversă de la o primă stație mobilă 60, atunci a doua stație de bază începe căutarea unei transmisii pe legătura inversă de la o a doua stație 35 mobilă 60. Conform cu un exemplu de realizare a prezentei invenții, prima stație de bază 62 ajută la a determina care dintre stațiile mobile 60 este cel mai probabil să fie detectată de 37 către a doua stație de bază 64. Acest lucru este realizat preferabil prin determinarea distanței dintre stațiile mobile 60 și prima stație de bază 62. în plus, este folosită informația referi- 39 toare la sectorul din care fiecare stație mobilă 60 emite. Adică, dacă stația mobilă este la relativ mare distanță de prima stație de bază (așa cum este indicat, de exemplu, de infor- 41 mația obținută în timpul unui algoritm de control al puterii) și stația mobilă 60 se află într-un sector adiacent cu a doua stație de bază 64, atunci probabilitatea este mai mare ca stația 43 mobilă 60 să fie detectată de a doua stație de bază 64. Trebuie să fie clar că, prin faptul că prima stație de bază 62 asistă la determinarea acelor stații mobile 60 a căror detectare de 45 către a doua stație de bază 64 este cea mai probabilă, timpul necesar pentru detectarea unei stații mobile 60 de către a doua stație de bază 64 este redus. 47

RO 121246 Β1

Odată ce a doua stație de bază 64 a recepționat transmisia de la stația mobilă 60 prin legătură inversă, a doua stație de bază 64 determină timpul de sosire al transmisiei pe legătură inversă, T₂, și obține o estimare a lui t₂ (întârzierea de la stația mobilă 60 la a doua stație de bază 64) care este notată cu τ₂. A doua stație de bază estimează apoi T_o' = T₂ (τ₂ + τ,) = T₂ - (τ₂ + RTD_1/2). Trebuie observat faptul că τ₂ nu este direct măsurat. Dacă poziția stației mobile 60 este cunoscută, atunci τ₂ poate fi estimat dintr-un tabel de valori sau dintr-o bază de date realizată din experiență. Adică, pierderea de cale dintre stația mobilă 60 și a doua stație de bază 64 poate fi folosită pentru estimarea lui τ₂. Pierderea de cale poate fi determinată prin măsurarea puterii care este transmisă și recepționată la a doua stație de bază 64. Alternativ, puterea semnalului primit la stația mobilă 60 (ca un semnal pilot care este transmis de către a doua stație de bază 64 și recepționat de către stația mobilă 60) poate fi utilizată pentru a determina pierderea de cale dintre stația mobilă 60 și a doua stație de bază 64. într-un astfel de exemplu de realizare a prezentei invenții, stația mobilă 60 transmite un indicator al intensității semnalului recepționat către a doua stație de bază pe legătura inversă.

Eroarea de timp este egală cu valoarea lui τ₂ minus t₂. De aceea, acuratețea transferului de timp este direct proporțională cu acuratețea lui τ₂. Estimarea se face în mod obișnuit la mai puțin din raza celulei. Astfel, diferența dintre estimarea lui τ₂ și valoarea propriu-zisă a lui τ₂ este mai mică decât raza celulei. Astfel, pentru o celulă cu raza de K mile, eroarea de timp datorată lui τ₂ este aproximativ 5Ks.

în ciuda lipsei de acuratețe a estimării lui τ₂, această metodă de transfer de timp poate asigura o sincronizare mai bună decât cea asigurată prin folosirea multor altor mijloace, cum ar fi legătura secundară (backhaul). De aceea, estimarea lui τ₂ΐη concordanță cu prezenta invenție, așa cum este descris mai sus, poate reduce dimensiunea ferestrelor de căutare, și astfel să asigure că ferestrele nu sunt excesiv de mari. Prezenta invenție asigură de asemenea o sincronizare suficient de precisă, astfel ca semnalele recepționate de la cele două stații de bază să nu ajungă cu aceeași fază PN pilot, permițând astfel semnalelor pilot de la diferite origini să fie diferențiate.

Trebuie de asemenea observat că o procedură complementară poate fi utilizată dacă stația mobilă 60 comunică cu a doua stație de bază 64 și nu cu prima stație de bază 62. în acest caz, trebuie estimat în locul lui t₂.

Procedura de inițializare a celei de a doua stații de bază 64, descrisă mai sus, este valabilă pentru cazul în care timpul sistemului celei de-a doua stații de bază 64 este relativ apropiat de timpul sistemului primei stații de bază 62. Cu toate acestea, în unele cazuri, diferența dintre timpul sistemului celei de-a doua stații de bază 64 și timpul sistemului primei stații de bază 62 va fi atât de mare, încât va face această procedură neoperațională. Spre exemplu, când a doua stație de bază 64 devine operațională pentru prima oară, timpul sistemului trebuie inițializat. Fără o referință externă, timpul sistemului stației de bază 64 va avea o valoare arbitrară. într-o altă situație, când nu se află nici o stație mobilă 60 în regiunea dintre prima stație de bază 62 și a doua stație de bază 64, pentru o perioadă de timp relativ lungă, timpul sistemului celei de-a doua stații de bază 64 poate acumula o eroare semnificativă (spre exemplu, devierea față de timpul sistemului primei stații de bază 62 cu o valoare semnificativă) datorată oscilatorului care menține deviația timpului sistemului între anumite limite față de reperul utilizat de prima stație de bază 62. în astfel de cazuri, următoarea procedură de inițializare este asigurată în concordanță cu prezenta invenție.

Când o stație de bază 64 este pornită pentru prima oară, a doua stație de bază 64 poate să nu fie sincronizată, deoarece nu s-a efectuat nici un transfer de timp între a doua stație de bază 64 și vreun reper de timp exterior, cum ar fi o sursă de semnal GPS sau o prima stație de bază 62. De aceea, în concordanță cu un exemplu de realizare a prezentei

RO 121246 Β1 invenții, atunci când a doua stație de bază 64 este pornită pentru prima oară, legătura 1 directă ce trebuie transmisă de la a doua stație de bază nu este activată. Sincronizarea inițială este obținută, preferabil, prin utilizarea legăturii secundare, presupunând că alte 3 mijloace mai precise nu sunt disponibile. A doua stație de bază 64 are apoi o estimare rezonabilă a sincronizării potrivite, care este suficientă pentru a permite celei de-a doua stații de 5 bază 64 să se sincronizeze prin metoda legăturii inverse descrisă mai sus. Odată ce acest lucru a fost făcut, a doua stație de bază 64 activează transmisia pe legătura directă de 7 putere redusă. Dacă o stație mobilă 60 se află în regiunea de transfer de legătură progresiv, stația mobilă 60 raportează apoi prezența unui nou semnal pilot și timpul poate fi transferat 9 utilizând metoda mai precisă de transfer de legătură progresiv a prezentei invenții, așa cum este descris mai sus. Odată ce acest lucru este făcut, puterea pe legătura directă poate fi 11 mărită până la puterea de operare normală potrivită pentru a doua stație de bază 64.

Claims

Revendicări

1. Metodă pentru sincronizarea de tact a unei a doua stații de bază (64) cu o primă stație de bază (62), caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde:17

- măsurarea unui interval de întârziere (1) pe drumul dus-întors al transmisiilor de la prima stație de bază (62) la o stație mobilă (60) în comunicație cu prima stația de bază (62),19 și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază (62);

- comunicarea informațiilor de la prima stație de bază (62) la a doua stație de bază 21 (64), pentru a asista a doua stație de bază (64) la recepționarea comunicațiilor de la stația mobilă (60);23

- recepționarea la a doua stație de bază (64) a comunicațiilor transmise de stația mobilă (60) și observarea timpului de recepție (2);25

- determinarea unei estimări a întârzierii (RTD₂) care apare între transmisia de către stația mobilă (60) și recepționarea de către prima stație de bază (62); și27

- calcularea valorii corecției de sincronizare, cu referire la estimarea menționată a întârzierii cu timpul de recepție menționat (2) și cu intervalul de întârziere menționat, pe 29 drumul dus-întors măsurat (RTD₂).
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în 31 continuare recepționarea la a doua stație de bază (64) a unui mesaj identificativ de identificare a stației mobile (60), cu scopul de a asista recepționarea menționată a semnalului de 33 la stația mobilă (60) la cea de a doua stație de bază (64).
3. Metodă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în 35 continuare transmiterea mesajului identificativ de identificare al stației mobile (60) de la prima stație de bază (62) la a doua stație de bază (64). 37
4. Metodă conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că transmiterea mențio- nată a mesajului de la prima stație de bază (62) la a doua stație de bază (64) cuprinde: 39

- transmiterea mesajului de la prima stație de bază (62) la a doua stație de bază (64) prin intermediul unui controler (66) al stației de bază, care comunică atât cu prima stație de 41 bază (62), cât și cu a doua stație de bază (64).
5. Metodă conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că transmiterea mențio- 43 nată a mesajului de la prima stație de bază (62) la a doua stație de bază (64) cuprinde:

- recepționarea la prima stație de bază (62) a comunicațiilor de la o multitudine de 45 stații mobile;

- selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua 47 stație de bază (64); și

- trimiterea mesajului identificativ de identificare al stației mobile (60). 49

RO 121246 Β1
6. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) cuprinde:

- selectarea unei stații mobile (60) cât mai depărtate de prima stație de bază (64).
7. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) cuprinde:

- selectarea unei stații mobile (60) cât mai apropiate de prima stație de bază (64).
8. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) cuprinde:

- selectarea unei stații mobile (60) în concordanță cu starea unui generator (20) de secvențe PN în stația mobilă.
9. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) cuprinde:

- selectarea unei stații mobile (60) în concordanță cu sectorul primei stații de bază (62), utilizat pentru comunicarea cu stația mobilă (60).
10. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că selectarea stației mobile (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) cuprinde selectarea unei stații mobile (60) în concordanță cu intervalul de întârziere menționat, pe drumul dus-întors măsurat (RTD₂).
11. Sistem pentru sincronizarea de tact a unei a doua stații de bază (64) cu o primă stație de bază (62), conform metodei de la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde:

- o primă stație de bază (62) configurată astfel, încât:

- să măsoare intervalul de întârziere (1) pe drumul dus-întors la transmisia de la prima stație de bază (62) menționată, la o stație mobilă (60) în comunicație cu prima stație de bază (62) menționată, și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază menționată (62);

- o a doua stație de bază (64) configurată astfel, încât:

- să recepționeze semnalul transmis de stația mobilă (60) și să noteze timpul de recepție (2);

- să determine o estimare a întârzierii care apare între transmisia de către stația mobilă (60) și recepționarea de către prima stație de bază (64); și

- să calculeze o valoare a corecției de sincronizare, cu referire la estimarea întârzierii (1), timpul de recepție (2) și cu intervalul de întârziere pe drumul dus-întors măsurat (RTD₂).
12. Sistem conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că a doua stație de bază (64) menționată este în continuare configurată pentru a recepționa un mesaj indicativ al identității stației mobile (60), cu scopul de a asista a doua stație de bază (64) să recepționeze semnalul de la stația mobilă (60).
13. Sistem conform revendicării 12, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este în continuare configurată pentru a transmite mesajul indicativ de identificare al stației mobile (60) la a doua stație de bază (64) menționată.
14. Sistem conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este în continuare configurată pentru a transmite mesajul la a doua stație de bază (64) menționată prin intermediul unui controler (66) al stației de bază, aflat în comunicație cu prima stație de bază (62) menționată, respectiv cu a doua stație de bază (64) menționată.

RO 121246 Β1
15. Sistem conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că prima stație de bază 1 (62) menționată este în continuare configurată astfel, încât:

- să recepționeze semnalele de la o multitudine de stații mobile; și3

- să selecteze o stație mobilă (60) cu cele mai bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază menționată (64).5
16. Sistem conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este configurată astfel, încât să selecteze stația mobilă (60) cu cele mai 7 bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) menționată, ca cea mai îndepărtată stație mobilă (60) de prima stație de bază (62) menționată.9
17. Sistem conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este configurată astfel, încât să selecteze stația mobilă (60) cu cele mai 11 bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) menționată, ca cea mai apropiată stație mobilă (60) de prima stație de bază (62) menționată. 13
18. Sistem conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este configurată astfel, încât să selecteze stația mobilă (60) cu cele mai 15 bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) menționată, în concordanță cu starea unui generator de secvențe PN (20) din stația mobilă. 17
19. Sistem conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este configurată astfel, încât să selecteze stația mobilă (60) cu cele mai 19 bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) menționată, în concordanță cu sectorul primei stații de bază (62), utilizat pentru comunicarea cu stația mobilă (60). 21
20. Sistem conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că prima stație de bază (62) menționată este configurată astfel, încât să selecteze stația mobilă (60) cu cele mai 23 bune șanse de a comunica cu a doua stație de bază (64) menționată, în concordanță cu intervalul de întârziere menționat (RTD2), pe drumul dus-întors măsurat. 25
21. Metodă de sincronizare a unei stații de bază (62) cu un sistem de comunicații fără fir, prin rețeaua de alimentare a stației de bază (62), caracterizată prin aceea că aceasta 27 cuprinde:

- obținerea sincronizării inițiale la stația de bază (62).29
22. Metodă conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că obținerea sincroni- zării inițiale la stația de bază (62) constă în:31

- obținerea sincronizării inițiale la stația de bază (62) în concordanță cu un semnal de sincronizare provenit de la un controler (20) al stației de bază.33
23. Metodă conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că obținerea sincroni- zării inițiale la stația de bază (62) constă în:35

- obținerea timpului inițial la stația de bază (62) în concordanță cu un semnal de sincronizare provenit printr-o legătură secundară.37
24. Metodă conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în continuare:39

- recepționarea la stația de bază (62) a unor semnale transmise de o stație mobilă (60); și41

- ajustarea sincronizării stației de bază (62) în concordanță cu semnalele recepționate, menționate.43
25. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că recepționarea menționată la stația de bază (62) a semnalelor transmise de o stație mobilă (60) cuprinde:45

- obținerea la stația de bază (62) a informațiilor despre identitatea stației mobile (60);

- estimarea la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (62);47

- recepționarea la stația de bază (62) a semnalelor transmise de la stația mobilă (60) în concordanță cu menționata obținere de informații și menționata estimare a distanței.49

RO 121246 Β1
26. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că estimarea menționată la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (60) cuprinde:

- estimarea la stația de bază (62) a întârzierii de timp până la stația mobilă (60).
27. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că estimarea menționată la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (60) cuprinde:

- presupunerea că stația mobilă (60) este localizată adiacent stației de bază (62).
28. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că estimarea menționată la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (60) cuprinde:

- estimarea la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (62) în concordanță cu un interval de întârziere (1), pe drumul dus-întors al transmisiei de la prima stație de bază (62), la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu prima stație de bază (62), și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază (62) menționată.
29. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că estimarea menționată la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (60) cuprinde:

- estimarea la stația de bază (62) a distanței până la stația mobilă (60), în concordanță cu:

- un prim interval de întârziere (1), pe drumul dus-întors al transmisiei de la prima stație de bază (62) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu prima stație de bază (62), și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază (62); și

- un al doilea interval de întârziere pe drumul dus-întors al transmisiei de la a doua (64) stație de bază la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu a doua stație de bază (64), și înapoi, de la stația mobilă (60) la a doua stație de bază (64).
30. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că ajustarea sincronizării stației de bază (62) în concordanță cu semnalele recepționate, menționate, cuprinde:

- ajustarea sincronizării stației de bază (62) în concordanță cu un interval de timp între un interval PN estimat al stației mobile și un interval PN real al stației mobile.
31. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în continuare:

- obținerea la stația mobilă (60) a unei identități a stației de bază (62); și

- transmiterea semnalelor de către stația de bază (60) la niveluri de putere crescute succesiv, în concordanță cu menționata ajustare a sincronizării, până când stația mobilă (60) detectează semnalul transmis.
32. Metodă conform revendicării 31, caracterizată prin aceea că menționata obținere la stația mobilă (60) a unei identități a stației de bază (62) cuprinde:

- obținerea la stația mobilă (60) a unei valori pentru un cod PN pilot.
33. Metodă conform revendicării 31, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în continuare:

- sincronizarea de tact a stației de bază (64) cu cel puțin o stație de bază (62) aflată în comunicație cu stația mobilă (60).
34. Metodă conform revendicării 31, caracterizată prin aceea că menționata sincronizare de tact a stației de bază (64) cu cel puțin o stație de bază (62) aflată în comunicație cu stația mobilă (62) cuprinde:

- inițierea unei comunicații între stația de bază (62) și stația mobilă (60);

- măsurarea unui prim interval de întârziere (1) pe drumul dus-întors al transmisiei de la prima stație de bază (62) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu prima stație de bază (62), și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază (62);

RO 121246 Β1

- măsurarea unui al doilea interval de întârziere pe drumul dus-întors al transmisiei 1 de la a doua stație de bază (64) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu a doua stație de bază (64), și înapoi, de la stația mobilă (60) la a doua stație de bază (64); 3

- măsurarea de către stația mobilă (60) a unei diferențe de timp între timpul de recepție al unei transmisii de la cel puțin o stație de bază aflată în comunicație cu stația 5 mobilă (60), pe de o parte, și timpul de recepție al unei transmisii de la stația de bază aflată în comunicație cu stația mobilă (60), pe de altă parte; și 7

- calcularea unei valori a corecției de timp, bazată pe primul interval de întârziere (1), măsurat pe drumul dus-întors, menționat, pe al doilea interval de întârziere, măsurat pe 9 drumul dus-întors, menționat, și pe menționata diferență de timp, măsurată.
35. Metodă conform revendicării 34, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde 11 în continuare:

- repetarea menționatei sincronizări de tact a stației de bază cu cel puțin o stație de 13 bază aflată în comunicație cu stația mobilă (60), pentru stațiile mobile aflate în aria de acoperire a stației de bază.15
36. Sistem pentru sincronizarea unei stații de bază (62) cu un sistem de comunicații fără fir, prin rețeaua de alimentare a stației de bază (62), conform metodei de la revendicarea17

21, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde un procesor (55) ce obține sincronizarea inițială prin executarea unui set de instrucțiuni.19
37. Sistem conform revendicării 36, caracterizat prin aceea că menționatul procesor (55) obține sincronizarea inițială prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:21

- a obține sincronizarea inițială în concordanță cu un semnal de sincronizare provenit de la controlerul (66) unei stații de bază.23
38. Sistem conform revendicării 36, caracterizat prin aceea că menționatul procesor (55) obține sincronizarea inițială prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:25

- a obține sincronizarea inițială în concordanță cu un semnal de sincronizare obținut printr-o legătură secundară.27
39. Sistem conform revendicării 36, caracterizat prin aceea că menționatul procesor (55) obține sincronizarea inițială prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:29

- a obține sincronizarea inițială în concordanță cu un semnal de sincronizare provenit de la un receptor WWW.31
40. Sistem conform revendicării 36, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde în continuare:33

- un receptor (4) care comunică cu procesorul (55) menționat, configurat pentru a recepționa semnalele transmise de la o stație mobilă (60); și în care:35

- procesorul (55) menționat execută un set de instrucțiuni pentru:

- a ajusta sincronizarea stației de bază în concordanță cu semnalele recepționate. 37
41. Sistem conform revendicării 40, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat execută în continuare un set de instrucțiuni pentru:39

- a obține informații despre identitatea stației mobile (60); și

- a estima o distanță de la stația de bază la stația mobilă (60); și în care receptorul 41 (4) este în continuare configurat pentru:

- a recepționa semnalele transmise de stația mobilă (60) în concordanță cu informa- 43 țiile obținute și distanța estimată.
42. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că procesorul (55) 45 menționat estimează o distanță de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) prin executarea unui set de instrucțiuni pentru: 47

- a estima o întârziere de timp între stația de bază (62) și stația mobilă (60).

RO 121246 Β1
43. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat estimează o distanță de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) prin executarea unui set de instrucțiuni în concordanță cu presupunerea că stația mobilă (60) este localizată adiacent stației de bază (62).
44. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat estimează o distanță de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:

- a estima distanța de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) în concordanță cu intervalul de întârziere (1) pe drumul dus-întors al transmisiei de la o prima stație de bază (62) la stația mobilă (60) aflată în comunicație cu prima stație de bază (62) menționată, și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază menționată (62).
45. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat estimează o distanță de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:

- a estima un prim interval de întârziere (1) pe drumul dus-întors al transmisiei de la prima stație de bază (62) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu prima stație de bază (62), și înapoi, de la stația mobilă (60) la prima stație de bază (62); și

- a estima un al doilea interval de întârziere pe drumul dus-întors al transmisiei de la a doua stație de bază (64) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu a doua stație de bază (64), și înapoi, de la stația mobilă (60) la a doua stație de bază (64).
46. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat ajustează sincronizarea stației de bază (62) în concordanță cu menționata recepționare a transmisiei, prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:

- a ajusta sincronizarea stației de bază (62) în concordanță cu un interval de timp între un interval PN estimat al stației mobile și un interval PN real al stației mobile.
47. Sistem conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde în continuare:

- o stație mobilă (60) configurată astfel, încât să obțină informații despre identitatea stației de bază (62); și

- transmițătorul menționat configurat astfel, încât să transmită semnale pe niveluri de putere crescute succesiv de la stația de bază (62), în concordanță cu ajustarea sincronizării, până când stația mobilă detectează semnalele transmise.
48. Sistem conform revendicării 47, caracterizat prin aceea că stația mobilă (60) este configurată astfel, încât să obțină informații despre o valoare a unui cod PN pilot al stației de bază (62).
49. Sistem conform revendicării 40, caracterizat prin aceea că numitul procesor (55) execută în continuare un set de instrucțiuni pentru sincronizarea de tact a stației de bază (62) cu cel puțin o stație de bază (64) aflată în comunicație cu menționata stație mobilă.
50. Sistem conform revendicării 40, caracterizat prin aceea că numitul procesor (55) sincronizează tactul stației de bază (62) cu cel puțin o stație de bază (64) aflată în comunicație cu stația mobilă, prin executarea unui set de instrucțiuni pentru:

- a iniția o comunicare între stația de bază (62) și stația mobilă (60);

- a măsura un prim interval de întârziere (1) pe drumul dus-întors al transmisiei de la stația de bază (62) la stația mobilă (60) aflată în comunicare cu stația de bază (62), și înapoi, de la stația mobilă (60) la stația de bază (62);

RO 121246 Β1

- a măsura un al doilea interval de întârziere pe drumul dus-întors al transmisiei de 1 la cel puțin o stație de bază (64) aflată în comunicare cu stația mobilă (60), și înapoi, de la stația mobilă (60) la stația de bază (66) aflată în comunicare cu stația mobilă (60) mențio- 3 nată; și

- a calcula o valoare a corecției de timp, în concordanță cu primul interval de întâr- 5 ziere pe drumul dus-întors (1), al doilea interval de întârziere pe drumul dus-întors, și o diferență de timp de la stația mobilă; și în care 7

- stația mobilă este configurată astfel, încât:

- să măsoare diferența de timp dintre timpul de recepție al transmisiei de la cel puțin 9 o stație de bază (64) aflată în comunicație cu stația mobilă (60) și timpul de recepție al transmisiei de la stația de bază (62). 11
51. Sistem conform revendicării 48, caracterizat prin aceea că procesorul (55) menționat repetă sincronizarea de tact a stației de bază (62), cu cel puțin o stație de bază 13 (64) aflată în comunicație cu stația mobilă (60), pentru toate stațiile mobile aflate în aria de acoperire a stației de bază (62). 15