RU2218667C2

RU2218667C2 - Method for base station signal synchronization in radio communication system

Info

Publication number: RU2218667C2
Application number: RU2002101753A
Authority: RU
Inventors: А.В. Гармонов; А.Ю. Савинков; В.Б. Манелис; С.А. Филин
Original assignee: Самсунг Электроникс
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-12-10

Abstract

FIELD: mobile communication systems; synchronizing base stations. SUBSTANCE: for synchronizing base stations frequency errors of their signals are measured, signals of these base stations are corrected with respect to standard base station signal, and estimate errors associated with noise and system inherent interference are minimized. EFFECT: enhanced precision of time and frequency synchronization for base stations. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу синхронизации сигналов базовых станций в системе беспроводной радиосвязи, и может быть использовано в системах радиосвязи второго, третьего и четвертого поколений для синхронизации сигналов базовых станций. The invention relates to the field of radio engineering, in particular to a method for synchronizing base station signals in a wireless radio communication system, and can be used in second, third and fourth generation radio communication systems for synchronizing base station signals.

Системы беспроводной радиосвязи могут строиться как синхронно, так и асинхронно. Под синхронностью системы радиосвязи здесь понимается синхронность передачи сигналов разных базовых станций в прямом канале. Синхронное построение системы связи имеет ряд преимуществ, например:
упрощение процедуры автоматического переключения на другую базовую станцию, когда мобильная станция перемещается из соты в соту,
упрощение процедуры определения местоположения мобильных пользователей.Wireless radio communication systems can be built both synchronously and asynchronously. By synchronicity of a radio communication system is meant synchronicity of the transmission of signals of different base stations in a direct channel. Synchronous construction of a communication system has several advantages, for example:
simplifying the procedure for automatically switching to another base station when the mobile station moves from cell to cell,
Simplification of the location of mobile users.

При синхронном построении системы беспроводной радиосвязи необходимо осуществлять синхронизацию часов всех базовых станций системы. With the synchronous construction of a wireless radio communication system, it is necessary to synchronize the clocks of all base stations of the system.

Возможно использование для целей синхронизации сигналов базовых станций сигнала спутниковой системы GPS, которая описана например, в книге В. Г Карташевского, С.Н. Семенова, Т.В. Фирстова. Сети подвижной связи. М., 2001, с. 59 [1] , или другой аналогичной системы. Такое решение задачи синхронизации требует наличия в составе каждой базовой станции устройства приема сигналов спутников системы GPS, что приводит к увеличению стоимости базовой станции. Кроме того, это делает зависимой работоспособность системы связи от внешней системы, что может быть нежелательно. It is possible to use for the purposes of synchronizing the signals of base stations a signal from the GPS satellite system, which is described, for example, in the book of V. G Kartashevsky, S. N. Semenova, T.V. Firstova. Mobile Networks. M., 2001, p. 59 [1], or other similar system. Such a solution to the synchronization problem requires the presence of a GPS signal receiving device in each base station, which leads to an increase in the cost of the base station. In addition, this makes the operability of the communication system dependent on the external system, which may be undesirable.

Существуют способы автономной синхронизации в системах радиосвязи. К таким способам относится способ, описанный в WO 99/57826: Mеthod of synchronization of a base station network, May 4, 1998, Int. Cl H 04 J 3/06, H 04 В 7/26 [2], который является наиболее близким к заявляемому способу синхронизации сигналов базовых станций в системе радиосвязи. There are autonomous synchronization methods in radio communication systems. Such methods include the method described in WO 99/57826: Method of synchronization of a base station network, May 4, 1998, Int. Cl H 04 J 3/06, H 04 7/26 [2], which is the closest to the claimed method of synchronizing signals of base stations in a radio communication system.

В прототипе [2] рассматривается система радиосвязи, включающая N базовых станций, I контроллеров базовых станций и центр определения местоположения мобильных пользователей. In the prototype [2], a radio communication system is considered, including N base stations, I base station controllers and a location center for mobile users.

Все базовые станции системы радиосвязи предлагается разбить на группы, например, таким образом, что в одну группу входят базовые станции, соединенные с одним контроллером базовых станций. Тогда количество таких групп будет равно количеству контроллеров базовых станций в системе радиосвязи. It is proposed that all base stations of a radio communication system be divided into groups, for example, so that one group includes base stations connected to one base station controller. Then the number of such groups will be equal to the number of base station controllers in the radio communication system.

В каждой группе базовых станций выбирают одну базовую станцию и определяют ее как опорную базовую станцию данной группы базовых станций. Особенность опорной базовой станции группы состоит в том, что время всех базовых станций группы корректируют по времени опорной базовой станции этой группы. In each group of base stations, one base station is selected and defined as a reference base station of a given group of base stations. A feature of the reference base station of the group is that the time of all base stations of the group is adjusted in time by the reference base station of this group.

Одну опорную базовую станцию определяют как эталонную базовую станцию системы радиосвязи, а соответствующую ей группу - как эталонную группу базовых станций. Особенность эталонной группы состоит в том, что время всех групп базовых станций корректируют по времени эталонной группы базовых станций. One reference base station is defined as a reference base station of a radio communication system, and its corresponding group is defined as a reference group of base stations. A feature of the reference group is that the time of all groups of base stations is adjusted according to the time of the reference group of base stations.

Предлагается установить измерительные устройства, таким образом, что каждое измерительное устройство осуществляет измерение взаимного временного рассогласования сигналов не менее одной пары базовых станций, при этом сигнал любой базовой станции принимается не менее чем одним измерительным устройством. It is proposed to install measuring devices in such a way that each measuring device measures the mutual temporal mismatch of signals of at least one pair of base stations, while the signal of any base station is received by at least one measuring device.

Часть измерительных устройств принимает сигналы базовых станций одинаковых групп базовых станций, а часть измерительных устройств - сигналы базовых станций разных групп. Some measuring devices receive signals from base stations of the same groups of base stations, and some measuring devices receive signals from base stations of different groups.

Поэтому L измерительных устройств разбивают на I+1 группу. В i-ую группу измерительных устройств, где i принимает значения от 1 до I, входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций i-й группы. В I+1-ую группу измерительных устройств входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп. Therefore, L measuring devices are divided into I + 1 group. The i-th group of measuring devices, where i takes values from 1 to I, includes measuring devices that measure mutual temporal mismatches of signals of base stations of the i-th group. The I + 1-st group of measuring devices includes measuring devices that measure mutual temporal mismatches of signals of base stations of different groups.

Синхронизацию по времени базовых станций системы радиосвязи осуществляют периодически в два этапа. Time synchronization of base stations of a radio communication system is carried out periodically in two stages.

На первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют временную синхронизацию внутри группы базовых станций, для чего выполняют следующую последовательность действий. At the first stage, for each group of base stations, temporary synchronization is carried out within the group of base stations, for which the following sequence of actions is performed.

Осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы. Carry out the measurement of mutual temporal mismatches of the signals of base stations by means of measuring devices of this group.

Передают измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций этой группы. The measured mutual time differences of base station signals are transmitted to the base station controller of this group.

Каждое измеренное взаимное временное рассогласование можно представить в виде следующей суммы:
ΔT_OBS = ΔT_BTS+ΔT_LOS+ΔT_NLOS,
где ΔT_OBS - измеренное взаимное временное рассогласование между сигналами базовых станций,
ΔT_BTS - истинное временное рассогласование между часами базовых станций,
ΔT_LOS - разница времен на прямое распространение сигналов базовых станций до измерительного устройства,
ΔT_NLOS - разница времен на непрямое (с отражением) распространение сигналов базовых станций до измерительного устройства.Each measured mutual temporal mismatch can be represented as the following sum:
ΔT _OBS = ΔT _BTS + ΔT _LOS + ΔT _NLOS ,
where ΔT _OBS is the measured mutual time difference between the signals of the base stations,
ΔT _BTS is the true temporary mismatch between the clocks of the base stations,
ΔT _LOS - time difference for the direct propagation of base station signals to the measuring device,
ΔT _NLOS - time difference for indirect (with reflection) propagation of base station signals to the measuring device.

В данной сумме величины ΔT_LOS и ΔT_NLOS вносят ошибку в оценку величины ΔT_BTS.
Так как географическое положение базовых станций и измерительных устройств может быть измерено, то разница времен на прямое распространение сигналов базовых станций до измерительного устройства ΔT_LOS может быть учтена и сумма примет вид
ΔT_OBS = ΔT_BTS+ΔT_NLOS.
В прототипе предложен способ уменьшения ошибок, связанных с неопределенностью величины ΔT_NLOS, основанный на избыточности измерений.In this sum, the ΔT _LOS and ΔT _NLOS values introduce an error into the estimate of ΔT _BTS .
Since the geographical position of base stations and measuring devices can be measured, the time difference between the direct propagation of base station signals to the measuring device ΔT _LOS can be taken into account and the sum will take the form
ΔT _OBS = ΔT _BTS + ΔT _NLOS .
The prototype proposed a method of reducing errors associated with the uncertainty of ΔT _NLOS , based on the redundancy of the measurements.

Например, если есть измерения ΔT_OBS,1->2, ΔT_OBS,1->3 и ΔT_OBS,3->2,
где ΔT_OBS,1->2 - измеренное временное рассогласование между сигналами первой и второй базовых станций,
ΔT_OBS,1->3 - измеренное временное рассогласование между сигналами первой и третьей базовых станций,
ΔT_OBS,3->2 - измеренное временное рассогласование между сигналами третьей и второй базовых станций, то в качестве оценки временного рассогласования между сигналами первой и второй базовых станций следует брать минимальную величину из двух величин ΔT_OBS,1->2 и ΔT_OBS,1->3 + ΔT_OBS,3->2. Это правило основано на том, что ошибка ΔT_NLOS принимает только неотрицательные значения.For example, if there are measurements ΔT _{OBS, 1-> 2} , ΔT _{OBS, 1-> 3} and ΔT _{OBS, 3-> 2} ,
where ΔT _{OBS, 1-> 2} is the measured time mismatch between the signals of the first and second base stations,
ΔT _{OBS, 1-> 3} - measured time mismatch between the signals of the first and third base stations,
ΔT _{OBS, 3-> 2} - the measured time mismatch between the signals of the third and second base stations, then as an estimate of the temporary mismatch between the signals of the first and second base stations, you should take the minimum value of the two values ΔT _{OBS, 1-> 2} and ΔT _{OBS, 1-> 3} + ΔT _{OBS, 3-> 2} . This rule is based on the fact that the ΔT _NLOS error takes only non-negative values.

В прототипе предлагается применять это правило к совокупности измерений взаимных временных рассогласований данной группы базовых станций с целью изменения совокупности измерений до тех пор, пока при очередном шаге совокупность измерений не совпадет с полученной на предыдущем шаге. In the prototype, it is proposed to apply this rule to the set of measurements of the mutual temporal discrepancies of this group of base stations in order to change the set of measurements until, at the next step, the set of measurements coincides with that obtained in the previous step.

Полученная таким образом совокупность измерений взаимных временных рассогласований данной группы базовых станций будет содержать не больше ошибок, связанных с непрямым распространением сигналов, чем начальная совокупность. The thus obtained set of measurements of mutual temporal mismatches of this group of base stations will contain no more errors associated with indirect propagation of signals than the initial set.

Таким образом, ошибки, связанные с непрямым распространением сигналов базовых станций на измерительные устройства, могут быть уменьшены. При этом чем избыточнее совокупность измерений взаимных временных рассогласований данной группы базовых станций, тем больше уменьшение ошибок. Thus, errors associated with indirect propagation of base station signals to measurement devices can be reduced. Moreover, the redundant set of measurements of mutual temporal mismatches of this group of base stations, the greater the reduction of errors.

Для каждой базовой станции находят временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы по полученной совокупности измерений взаимных временных рассогласований данной группы базовых станций. For each base station, a temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found from the obtained set of measurements of the mutual temporary mismatches of this group of base stations.

Найденные временные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы передают на соответствующие базовые станции группы. The found temporary mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group are transmitted to the corresponding base stations of the group.

Для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее времени в соответствии с найденным временным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы. For each base station, except the reference base station of the group, its time is adjusted in accordance with the found temporary mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group.

На втором этапе осуществляют временную синхронизацию всех групп базовых станций по эталонной группе базовых станций, для чего выполняют следующую последовательность действий. At the second stage, time synchronization of all groups of base stations is carried out according to the reference group of base stations, for which the following sequence of actions is performed.

Осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы. Measure the mutual temporal mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations by means of measuring devices I + 1 of the 1st group.

Измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций передают в центр определения местоположения мобильных пользователей. The measured mutual time mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations are transmitted to the location center of mobile users.

Для каждой группы базовых станций находят временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций. For each group of base stations, a temporary mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations is found.

Найденные временные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций передают на базовые станции соответствующих групп. The found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations are transmitted to the base stations of the corresponding groups.

Для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их времени в соответствии с найденными временными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций. For base stations of all groups, except the reference group of base stations, their time is adjusted in accordance with the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations.

Таким образом, способ по [2] заключается в следующем:
разбивают все базовые станции системы радиосвязи на I групп базовых станций таким образом, что каждую группу базовых станций обслуживает один контроллер базовых станций,
выбирают в каждой группе базовых станций одну базовую станцию и определяют ее как опорную базовую станцию данной группы базовых станций,
определяют одну опорную базовую станцию как эталонную базовую станцию системы радиосвязи, а соответствующую ей группу - как эталонную группу базовых станций,
устанавливают измерительные устройства, таким образом, что каждое измерительное устройство осуществляет измерение взаимного временного рассогласования сигналов не менее одной пары базовых станций, при этом сигнал любой базовой станции принимается не менее чем одним измерительным устройством,
разбивают измерительные устройства на I+1 группу таким образом, что в i-ую группу измерительных устройств, где i принимает значения от 1 до I, входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций i-й группы, а в I+1-ую группу измерительных устройств входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп,
осуществляют периодически временную синхронизацию сигналов базовых станций в два этапа, при этом на первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют временную синхронизацию внутри группы базовых станций, для чего:
осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы,
передают измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций этой группы,
изменяют совокупность измеренных взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций этой группы, уменьшая таким образом ошибки, связанные с непрямым распространением сигналов от базовых станций до измерительных устройств,
для каждой базовой станции находят временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы,
передают найденные временные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы на соответствующие базовые станции группы,
для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее времени в соответствии с найденным временным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы,
на втором этапе осуществляют временную синхронизацию всех базовых станций системы радиосвязи, для чего:
осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы,
передают измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей,
для каждой группы базовых станций находят временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций,
передают найденные временные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций на базовые станции соответствующих групп,
для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их времени в соответствии с найденными временными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций.Thus, the method according to [2] is as follows:
divide all the base stations of the radio communication system into I groups of base stations in such a way that each group of base stations is served by one base station controller,
select one base station in each group of base stations and define it as a reference base station of this group of base stations,
define one reference base station as a reference base station of a radio communication system, and the corresponding group - as a reference group of base stations,
install measuring devices, so that each measuring device measures the mutual temporal mismatch of signals of at least one pair of base stations, while the signal of any base station is received by at least one measuring device,
the measuring devices are divided into I + 1 groups in such a way that the i-th group of measuring devices, where i takes values from 1 to I, includes measuring devices that measure the mutual time differences of signals of base stations of the i-th group, and in I + 1 the first group of measuring devices includes measuring devices that measure the mutual temporal mismatch of signals of base stations of different groups,
periodically synchronize the signals of the base stations in two stages, while at the first stage for each group of base stations carry out temporary synchronization within the group of base stations, for which:
measure the mutual temporal mismatches of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group,
transmit the measured mutual temporal mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group,
changing the totality of the measured mutual temporal mismatches of the signals of the base stations of this group, thereby reducing errors associated with the indirect propagation of signals from base stations to measuring devices,
for each base station find a temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group,
transmit the found temporary mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group to the corresponding base stations of the group,
for each base station, except the reference base station of the group, carry out the correction of its time in accordance with the found temporary mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group,
at the second stage, time synchronization of all base stations of the radio communication system is carried out, for which:
measure the mutual temporal mismatches of the signals of base stations of different groups of base stations by means of measuring devices I + 1 of the 1st group,
transmit the measured mutual temporal mismatches of the signals of base stations of different groups of base stations to the center for determining the location of mobile users,
for each group of base stations find a temporary mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations,
transmit the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups,
for base stations of all groups except the reference group of base stations, their time is corrected in accordance with the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations.

Способ по [2] обладает следующими существенными недостатками. The method according to [2] has the following significant disadvantages.

Во-первых, в [2] предусмотрена только временная синхронизация базовых станций системы радиосвязи. Вместе с тем, для удовлетворения требованиям по выделенным системе связи частотам, а также для упрощения процедуры автоматического переключения на другую базовую станцию, когда мобильная станция перемещается из соты в соту, необходимо осуществлять частотную синхронизацию базовых станций. First, in [2] only temporary synchronization of base stations of a radio communication system is provided. At the same time, in order to satisfy the requirements for the frequencies allocated to the communication system, as well as to simplify the procedure for automatically switching to another base station when the mobile station moves from cell to cell, it is necessary to synchronize the base stations.

Во-вторых, точность временной синхронизации базовых станций во многом определяется условиями распространения сигналов базовых станций (наличием или отсутствием прямых лучей). В способе по [2] предлагается последовательность действий, направленная на уменьшение ошибок, связанных с непрямым распространением сигналов базовых станций на измерительные устройства, однако получаемая точность синхронизации может быть недостаточна, например, для целей локации. Secondly, the accuracy of the time synchronization of base stations is largely determined by the propagation conditions of the signals of the base stations (the presence or absence of direct rays). The method according to [2] proposes a sequence of actions aimed at reducing errors associated with the indirect propagation of base station signals to measuring devices, however, the obtained synchronization accuracy may be insufficient, for example, for location purposes.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ, - это, во-первых, обеспечение синхронизации базовых станций системы связи по частоте, а, во-вторых, - повышение точности синхронизации базовых станций системы связи по времени. The technical result, which is achieved by the claimed method, is, firstly, ensuring the synchronization of base stations of a communication system in frequency, and, secondly, improving the accuracy of synchronization of base stations of a communication system in time.

Такой результат достигается за счет того, что в заявляемый способ синхронизации сигналов базовых станций в системе радиосвязи, в которой имеется N базовых станций, I контроллеров базовых станций, измерительные устройства и центр определения местоположения мобильных пользователей, при котором:
разбивают все базовые станции системы радиосвязи на I групп базовых станций, таким образом, что каждую группу базовых станций обслуживает один контроллер базовых станций,
выбирают в каждой группе базовых станций одну базовую станцию и определяют ее как опорную базовую станцию данной группы базовых станций,
определяют одну опорную базовую станцию как эталонную базовую станцию системы радиосвязи, а соответствующую ей группу - как эталонную группу базовых станций,
устанавливают измерительные устройства, таким образом, что каждое измерительное устройство осуществляет измерение взаимного временного рассогласования сигналов не менее одной пары базовых станций, при этом сигнал любой базовой станции принимается не менее чем одним измерительным устройством,
разбивают измерительные устройства на I+1 группу таким образом, что в i-ую группу измерительных устройств, где i принимает значения от 1 до I, входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций i-й группы, а в I+1-ую группу измерительных устройств входят измерительные устройства, измеряющие взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп,
осуществляют периодически временную синхронизацию сигналов базовых станций в два этапа, при этом на первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют временную синхронизацию внутри группы базовых станций, для чего:
осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы,
передают измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций этой группы,
для каждой базовой станции находят временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы,
передают найденные временные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы на соответствующие базовые станции группы,
для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее времени в соответствии с найденным временным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы,
на втором этапе осуществляют временную синхронизацию всех базовых станций системы радиосвязи, для чего:
осуществляют измерение взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы,
передают измеренные взаимные временные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей,
для каждой группы базовых станций находят временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций,
передают найденные временные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций на базовые станции соответствующих групп,
для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их времени в соответствии с найденными временными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций, согласно изобретению вводят новую последовательность действий:
определяют на эталонной базовой станции эталонное время и частоту для данной системы радиосвязи,
каждое измерительное устройство дополнительно осуществляет измерение взаимного частотного рассогласования сигналов базовых станций,
параллельно с временной синхронизацией сигналов базовых станций осуществляют периодически частотную синхронизацию сигналов базовых станций в два этапа, при этом на первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют частотную синхронизацию внутри группы базовых станций, для чего:
осуществляют измерение взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы,
передают измеренные взаимные частотные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций этой группы,
для каждой базовой станции временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы находят как взвешенную сумму измеренных взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций этой группы,
для каждой базовой станции находят частотное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы, как взвешенную сумму измеренных взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций этой группы,
передают найденные частотные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы на соответствующие базовые станции группы,
для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее частоты в соответствии с найденным частотным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы, на втором этапе осуществляют частотную синхронизацию всех базовых станций системы радиосвязи, для чего:
осуществляют измерение взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы,
передают измеренные взаимные частотные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей,
для каждой пары групп базовых станций усредняют измеренные взаимные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций этих групп,
для каждой группы базовых станций временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций находят как взвешенную сумму усредненных взаимных временных рассогласований групп базовых станций,
для каждой группы базовых станций находят частотное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций как взвешенную сумму усредненных взаимных частотных рассогласований групп базовых станций,
передают найденные частотные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций на базовые станции соответствующих групп,
для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их частоты в соответствии с найденными временными и частотными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций.This result is achieved due to the fact that in the inventive method of synchronizing the signals of base stations in a radio communication system in which there are N base stations, I base station controllers, measuring devices and a location center for mobile users, in which:
divide all the base stations of the radio communication system into I groups of base stations, so that each base station group is served by one base station controller,
select one base station in each group of base stations and define it as a reference base station of this group of base stations,
define one reference base station as a reference base station of a radio communication system, and the corresponding group - as a reference group of base stations,
install measuring devices, so that each measuring device measures the mutual temporal mismatch of signals of at least one pair of base stations, while the signal of any base station is received by at least one measuring device,
the measuring devices are divided into I + 1 groups in such a way that the i-th group of measuring devices, where i takes values from 1 to I, includes measuring devices that measure the mutual time differences of signals of base stations of the i-th group, and in I + 1 the first group of measuring devices includes measuring devices that measure the mutual temporal mismatch of signals of base stations of different groups,
periodically synchronize the signals of the base stations in two stages, while at the first stage for each group of base stations carry out temporary synchronization within the group of base stations, for which:
measure the mutual temporal mismatches of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group,
transmit the measured mutual temporal mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group,
for each base station find a temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group,
transmit the found temporary mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group to the corresponding base stations of the group,
for each base station, except the reference base station of the group, carry out the correction of its time in accordance with the found temporary mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group,
at the second stage, time synchronization of all base stations of the radio communication system is carried out, for which:
measure the mutual temporal mismatches of the signals of base stations of different groups of base stations by means of measuring devices I + 1 of the 1st group,
transmit the measured mutual temporal mismatches of the signals of base stations of different groups of base stations to the center for determining the location of mobile users,
for each group of base stations find a temporary mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations,
transmit the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups,
for base stations of all groups except the reference group of base stations, their time is corrected in accordance with the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations, according to the invention, a new sequence of actions is introduced:
determine at a reference base station a reference time and frequency for a given radio communication system,
each measuring device additionally measures the mutual frequency mismatch of the signals of the base stations,
in parallel with the time synchronization of the signals of the base stations, the frequency synchronization of the signals of the base stations is carried out periodically in two stages, while at the first stage, for each group of base stations, frequency synchronization is carried out within the group of base stations, for which
measure the mutual frequency inconsistencies of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group,
transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group,
for each base station, the temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found as the weighted sum of the measured mutual time mismatches of the signals of the base stations of this group,
for each base station, find the frequency mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group, as the weighted sum of the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of this group,
transmit the found frequency mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group to the corresponding base stations of the group,
for each base station, except the reference base station of the group, its frequency is adjusted in accordance with the found frequency mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group, in the second stage, frequency synchronization of all base stations of the radio communication system is performed, for which:
measure the mutual frequency inconsistencies of the signals of the base stations of different groups of base stations by means of measuring devices I + 1 of the 1st group,
transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations to the center for determining the location of mobile users,
for each pair of groups of base stations, the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups are averaged,
for each group of base stations, the temporary mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations is found as the weighted sum of the averaged mutual time mismatches of the groups of base stations,
for each group of base stations find the frequency mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations as a weighted sum of averaged mutual frequency mismatches of the groups of base stations,
transmit the found frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups,
for base stations of all groups except the reference group of base stations, their frequency is corrected in accordance with the found time and frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations.

Причем, например, при нахождении временного и частотного рассогласования сигнала базовой станции i-й группы базовых станций от сигнала опорной базовой станции ее группы веса определяют как элементы строки матрицы, псевдообратной к матрице i-й группы базовых станций размерностью [(N_i-1)•K_i], N_i - количество базовых станций группы, К_i - количество измерений взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций группы, в которой каждый столбец соответствует одной из базовых станций группы, за исключением опорной базовой станции группы, а k-ая строка, где k принимает значение от 1 до K_i, соответствует k-му измерению взаимного временного и частотного рассогласования n-й и l-й базовых станций, при этом, если n-ая и l-я базовые станции не являются опорной базовой станцией группы, n-й элемент k-й строки матрицы группы равен 1, l-й элемент k-й строки матрицы группы равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0, если n-ая базовая станция является опорной базовой станцией группы, l-й элемент k-й строки матрицы группы равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0, если l-ая базовая станция являются опорной базовой станцией группы, n -й элемент k-й строки матрицы группы равен 1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0.Moreover, for example, when finding the time and frequency mismatch of the signal of the base station of the i-th group of base stations from the signal of the reference base station, its weight groups are determined as elements of a row of a matrix pseudo-inverse to the matrix of the i-th group of base stations with dimension [(N _i -1) • K _{_i],} N _i - the number of base stations of the group K _i - the number of measurements of time and frequency mutual mismatches base station signal group in which each column corresponds to a group of base stations except the base support hundred tion group, and k-th row, where k takes values from 1 to K _i, corresponds to the k-th dimension relative time and frequency mismatch n-th and l-th base stations, wherein if the n-th and l-I base stations are not the basic base station of the group, the nth element of the kth row of the matrix of the group is 1, the lth element of the kth row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group are 0, if n the base station is the reference base station of the group, the lth element of the kth row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group avny 0 if the l-th base station is the reference base station group, n th element of k-th row of the matrix band is 1, the remaining elements of the k-th group of rows of the matrix are equal to 0.

При нахождении временного и частотного рассогласования сигналов группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций веса определяют как элементы строки матрицы, псевдообратной к матрице совокупности групп размерностью [(I-1)•K] , К - количество усредненных измерений взаимных временных и частотных рассогласований сигналов различных групп базовых станций, в которой каждый столбец соответствует одной из групп базовых станций, за исключением эталонной группы базовых станций, а k-ая строка, где k принимает значение от 1 до K, соответствует k-му, усредненному измерению взаимного временного и частотного рассогласования n-й и l-й групп базовых станций, при этом, если n-ая и l-ые группы базовых станций не являются эталонной группой базовых станций, n-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен 1, l-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0, если n-ая группа базовых станций является эталонной группой базовых станций, l-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0, если l-ая группа базовых станций является эталонной группой базовых станций, n-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен 1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0. When finding the time and frequency mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference group of base stations, the weights are determined as the elements of the matrix row pseudo-inverse to the matrix of the group of groups of dimension [(I-1) • K], K is the number of averaged measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals different groups of base stations, in which each column corresponds to one of the groups of base stations, with the exception of the reference group of base stations, and the k-th row, where k takes a value from 1 to K, corresponds to the kth averaged measurement of the mutual time and frequency mismatch of the n-th and l-th groups of base stations, while if the n-th and l-th groups of base stations are not a reference group of base stations, the n-th element of k of the row row of the matrix of groups of groups is 1, the lth element of the kth row of the matrix of groups of groups is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of groups of groups are 0, if the nth group of base stations is a reference group of base stations, l- the th element of the kth row of the matrix of the set of groups is -1, the remaining element s of the kth row of the matrix of the group of groups are 0, if the lth group of base stations is a reference group of base stations, the nth element of the kth row of the matrix of the group of groups is 1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group of groups are 0.

Сопоставительный анализ с прототипом [2] заявляемого способа синхронизации сигналов базовых станций в системе радиосвязи показывает, что заявляемый способ отличается наличием новых существенных признаков, которые в совокупности позволяют повысить точность синхронизации сигналов базовых станций системы радиосвязи по времени и обеспечить синхронизацию сигналов базовых станций по частоте. Comparative analysis with the prototype [2] of the proposed method for synchronizing base station signals in a radio communication system shows that the claimed method is distinguished by the presence of new significant features, which together allow to increase the accuracy of synchronization of base station signals of a radio communication system in time and to ensure synchronization of base station signals in frequency.

Отличия заявляемого способа от прототипа [2] заключаются в следующем. The differences of the proposed method from the prototype [2] are as follows.

Определяют на эталонной базовой станции эталонное время и частоту для данной системы радиосвязи (этот признак в прототипе [2] отсутствует). The reference time and frequency for a given radio communication system are determined at the reference base station (this feature is absent in the prototype [2]).

Каждое измерительное устройство дополнительно осуществляет измерение взаимного частотного рассогласования сигналов базовых станций (этот признак в прототипе [2] отсутствует). Each measuring device additionally measures the mutual frequency mismatch of the signals of the base stations (this feature is absent in the prototype [2]).

Параллельно с временной синхронизацией сигналов базовых станций осуществляют периодически частотную синхронизацию сигналов базовых станций в два этапа, при этом на первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют частотную синхронизацию внутри группы базовых станций, для чего:
осуществляют измерение взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
передают измеренные взаимные частотные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций этой группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
для каждой базовой станции временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы находят, как взвешенную сумму измеренных взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций этой группы (такой метод нахождения временного рассогласования сигнала базовой станции от сигнала опорной базовой станции позволяет минимизировать ошибки, связанные с шумами и внутрисистемными помехами, и уменьшить ошибки, связанные с непрямым распространением сигналов, что повышает точность получаемого временного рассогласования),
для каждой базовой станции находят частотное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы, как взвешенную сумму измеренных взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций этой группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
передают найденные частотные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы на соответствующие базовые станции группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее частоты в соответствии с найденным частотным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
на втором этапе осуществляют частотную синхронизацию всех базовых станций системы радиосвязи, для чего:
осуществляют измерение взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
передают измеренные взаимные частотные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
для каждой пары групп базовых станций усредняют измеренные взаимные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций этих групп (этот признак в прототипе [2] отсутствует), для каждой группы базовых станций временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций находят как взвешенную сумму усредненных взаимных временных рассогласований групп базовых станций (такой метод нахождения временного рассогласования сигналов группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций позволяет минимизировать ошибки, связанные с шумами и внутрисистемными помехами, и уменьшить ошибки, связанные с непрямым распространением сигналов, что повышает точность получаемого временного рассогласования),
для каждой группы базовых станций находят частотное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций как взвешенную сумму усредненных взаимных частотных рассогласований групп базовых станций (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
передают найденные частотные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций на базовые станции соответствующих групп (этот признак в прототипе [2] отсутствует),
для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их частоты в соответствии с найденными временными и частотными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций (этот признак в прототипе [2] отсутствует).In parallel with the time synchronization of the signals of the base stations, the frequency synchronization of the signals of the base stations is carried out periodically in two stages, while at the first stage, for each group of base stations, frequency synchronization is carried out within the group of base stations, for which:
measure the mutual frequency inconsistencies of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group (this feature is absent in the prototype [2]),
transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group (this feature is absent in the prototype [2]),
for each base station, the temporal mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found as the weighted sum of the measured mutual time mismatches of the signals of the base stations of this group (this method of finding the temporary mismatch of the signal of the base station from the signal of the reference base station allows minimizing noise-related errors and intra-system interference, and reduce errors associated with indirect signal propagation, which increases the accuracy of the resulting time resolution asovaniya)
for each base station, find the frequency mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group, as the weighted sum of the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of this group (this feature is absent in the prototype [2]),
transmit the found frequency mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group to the corresponding base stations of the group (this feature is absent in the prototype [2]),
for each base station, in addition to the reference base station of the group, the correction of its frequency is carried out in accordance with the found frequency mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group (this feature is absent in the prototype [2]),
at the second stage, frequency synchronization of all base stations of the radio communication system is carried out, for which:
measure the mutual frequency inconsistencies of the signals of the base stations of different groups of base stations by means of measuring devices I + of the 1st group (this feature is absent in the prototype [2]),
transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations to the center for determining the location of mobile users (this feature is not in the prototype [2]),
for each pair of groups of base stations, the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups are averaged (this attribute is absent in the prototype [2]), for each group of base stations the temporal mismatch of signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations is found as weighted the sum of the averaged mutual temporal mismatches of the groups of base stations (this method of finding the temporal mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference groups s of base stations allows you to minimize errors associated with noise and intra-system interference, and reduce errors associated with indirect propagation of signals, which increases the accuracy of the resulting temporal mismatch),
for each group of base stations find the frequency mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations as the weighted sum of the averaged mutual frequency mismatches of the groups of base stations (this feature is absent in the prototype [2]),
transmit the found frequency inconsistencies of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups (this feature is absent in the prototype [2]),
for base stations of all groups, except the reference group of base stations, they are corrected for their frequency in accordance with the found time and frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations (this attribute is absent in the prototype [2]).

Наличие новых существенных отличительных признаков, которые в совокупности обеспечивают повышение точности синхронизации по времени сигналов базовых станций и обеспечивают синхронизацию по частоте сигналов базовых станций, позволяют сделать вывод о том, что заявляемый способ отвечает критерию "новизна". The presence of new significant distinguishing features, which together provide an increase in the accuracy of time synchronization of base station signals and provide synchronization in frequency of base station signals, allow us to conclude that the claimed method meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого способа с другими техническими решениями, известными в данной области техники, не позволило выявить признаков, сходных с заявленными в отличительной части формулы изобретения. Comparison of the proposed method with other technical solutions known in the art did not reveal signs similar to those stated in the characterizing part of the claims.

Описание изобретения поясняется графическими материалами. The description of the invention is illustrated by graphic materials.

Фиг. 1 иллюстрирует разбиение базовых станций на группы, выбор эталонной базовой станции, эталонной группы базовых станций и опорных базовых станций в каждой из групп. FIG. 1 illustrates the division of base stations into groups, the selection of a reference base station, a reference group of base stations, and reference base stations in each of the groups.

На фиг. 2 показано размещение измерительных устройств между базовыми станциями и разбиение измерительных устройств на группы. In FIG. Figure 2 shows the placement of measuring devices between base stations and the division of measuring devices into groups.

На фиг. 3 показан пример выполнения измерительного устройства для измерения взаимного временного и частотного рассогласования сигналов двух базовых станций. In FIG. 3 shows an example embodiment of a measuring device for measuring the mutual time and frequency mismatch of signals of two base stations.

Рассмотрим работу заявляемого способа синхронизации базовых станций в системе радиосвязи, используя для этого иллюстративный материал - фиг. 1 и 2. Consider the operation of the proposed method for synchronizing base stations in a radio communication system using illustrative material for this - FIG. 1 and 2.

На фиг. 1 показано I контроллеров базовых станций КБС-1, КБС-2,..., КБС-I. In FIG. 1 shows the I base station controllers KBS-1, KBS-2, ..., KBS-I.

Под управлением контроллера базовых станций КБС-1 находятся базовые станции БС-1-1, БС-1-2, БС-1-3,..., БС-1-N₁.The base stations controller KBS-1 controls the base stations BS-1-1, BS-1-2, BS-1-3, ..., BS-1-N ₁ .

Под управлением контроллера базовых станций КБС-2 находятся базовые станции БС-2-1, БС-2-2,..., БС-2-N₂.The base stations controller KBS-2 controls the base stations BS-2-1, BS-2-2, ..., BS-2-N ₂ .

Под управлением контроллера базовых станций КБС-I находятся базовые станции БС-1-1, БС-1-2,..., БС-1-N_I.The base stations controller KBS-I controls the base stations BS-1-1, BS-1-2, ..., BS-1-N _I.

Соответственно, количество групп равно количеству контроллеров базовых станций I системы связи; в первую группу включают базовые станции БС-1-1, БС-1-2, БС-1-3,..., БС-1-N₁, находящиеся под управлением контроллера базовых станций КБС-1, во вторую группу включают базовые станции БС-2-1, БС-2-2,..., БС-2-N₂, находящиеся под управлением контроллера базовых станций КБС-2, в I-ую группу включают базовые станции БС-I-1, БС-I-2,..., БС-I-N_I, находящиеся под управлением контроллера базовых станций КБС-I.Accordingly, the number of groups is equal to the number of base station controllers I of the communication system; the first group includes base stations BS-1-1, BS-1-2, BS-1-3, ..., BS-1-N ₁ , which are controlled by the base station controller KBS-1, the second group includes base stations BS-2-1, BS-2-2, ..., BS-2-N ₂ stations under the control of the base station controller KBS-2, the 1st group includes base stations BS-I-1, BS- I-2, ..., BS-IN _I , which are under the control of the base station controller KBS-I.

Выбирают в каждой группе базовых станций одну базовую станцию и определяют ее как опорную базовую станцию данной группы базовых станций. На фиг. 1 в качестве опорной базовой станции в первой группе базовых станций выбрана базовая станция БС-1-N₁, во второй группе базовых станций - базовая станция БС-2-N₂, а в I-й группе базовых станций - базовая станция БС-I-N_I.In each group of base stations, one base station is selected and it is defined as a reference base station of a given group of base stations. In FIG. 1 as the reference base station in the first group of base stations is selected, the base station BS-1-N _1, the second group of base stations - BS-2-N ₂ base station, and in the I-th base station group - BS-IN base station _I.

Определяют одну опорную базовую станцию как эталонную базовую станцию системы радиосвязи, а соответствующую ей группу - как эталонную группу базовых станций. На фиг. 1 в качестве эталонной базовой станции определена опорная базовая станция БС-I-N_I I-й группы базовых станций. Соответственно, I-ую группу базовых станций определяют как эталонную группу базовых станций.One reference base station is determined as a reference base station of a radio communication system, and its corresponding group is defined as a reference group of base stations. In FIG. 1, the reference base station BS-IN _{I of the} I-th group of base stations is determined as a reference base station. Accordingly, the 1st group of base stations is defined as a reference group of base stations.

На эталонной базовой станции БС-I-N_I определяют эталонное время и частоту для данной системы радиосвязи.At the reference base station BS-IN _I determine the reference time and frequency for a given radio communication system.

На фиг. 2 показано, что к контроллерам базовых станций и базовым станциям, которые показаны на фиг.1, добавлены измерительные устройства. In FIG. 2 shows that measurement devices are added to the base station controllers and base stations that are shown in FIG.

Измерительное устройство ИУ-1-1 принимает сигналы базовых станций БС-1-1, БС-1-2 и БС-1-3, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований сигналов данных базовых станций. The measuring device IU-1-1 receives the signals of the base stations BS-1-1, BS-1-2 and BS-1-3, in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency mismatches of the data signals of the base stations.

Следует заметить, что измерительное устройство измеряет взаимные временные и частотные рассогласования сигналов всех базовых станций, сигналы которых оно может принимать. При этом по принимаемым сигналам двух базовых станций измеряется как взаимное временное, так и взаимное частотное рассогласование этих сигналов. It should be noted that the measuring device measures the mutual time and frequency mismatches of the signals of all base stations, the signals of which it can receive. In this case, the received signals of two base stations measure both mutual time and mutual frequency mismatch of these signals.

Измерительное устройство ИУ-1-K₁ принимает сигналы базовых станций БС-1-2 и БС-1-N₁, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними.The measuring device IU-1-K ₁ receives the signals of the base stations BS-1-2 and BS-1-N ₁ , in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency mismatches between them.

Измерительные устройства ИУ-1-1,..., ИУ-1-K₁ объединены в первую группу измерительных устройств.Measuring devices IU-1-1, ..., IU-1-K _{1 are} combined in the first group of measuring devices.

Измерительное устройство ИУ-2-1 принимает сигналы базовых станций БС-2-1 и БС-2-2, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними. The measuring device IU-2-1 receives the signals of the base stations BS-2-1 and BS-2-2, in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency discrepancies between them.

Измерительное устройство ИУ-2-K₂, принимает сигналы базовых станций БС-2-2 и БС-2-N₂, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними.The measuring device IU-2-K ₂ receives signals from the base stations BS-2-2 and BS-2-N ₂ , in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency mismatches between them.

Измерительные устройства ИУ-2-1,..., ИУ-2-K₂ объединены во вторую группу измерительных устройств.Measuring devices IU-2-1, ..., IU-2-K _{2 are} combined into a second group of measuring devices.

Измерительное устройство ИУ-I-1 принимает сигналы базовых станций БС-I-1 и БС-I-2, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними. The measuring device ИУ-I-1 receives the signals of the base stations BS-I-1 and BS-I-2, in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency discrepancies between them.

Измерительное устройство ИУ-I-K_I принимает сигналы базовых станций БС-I-2 и БС-I-N_I, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними.The measuring device ИУ-IK _I receives signals of the base stations BS-I-2 and BS-IN _I , in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency mismatches between them.

Измерительные устройства ИУ-I-1,..., ИУ-I-K_I объединены во вторую группу измерительных устройств.Measuring devices ИУ-I-1, ..., ИУ-IK _{I are} combined in the second group of measuring devices.

Измерительное устройство ИУ-(I+1)-1 принимает сигналы базовых станций БС-1-2 и БС-2-1, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними. The measuring device IU- (I + 1) -1 receives the signals of the base stations BS-1-2 and BS-2-1, in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency discrepancies between them.

Измерительное устройство ИУ-(I+1)-2 принимает сигналы базовых станций БС-1-N₁ и БС-2-2, в частности, прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними.The measuring device IU- (I + 1) -2 receives the signals of the base stations BS-1-N ₁ and BS-2-2, in particular, the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency discrepancies between them.

Измерительное устройство ИУ-(I+1)-K принимает сигналы базовых станций БС-2-1 и БС-I-2, в частности прямые лучи данных сигналов, и осуществляет измерение взаимных временных и частотных рассогласований между ними. The measuring device IU- (I + 1) -K receives the signals of the base stations BS-2-1 and BS-I-2, in particular the direct rays of these signals, and measures the mutual time and frequency mismatches between them.

Измерительные устройства ИУ-(I+1)-1, ИУ-(I+1)-2,..., ИУ-(I+1)-K объединены в (I+1)-ую группу измерительных устройств. Measuring devices IU- (I + 1) -1, IU- (I + 1) -2, ..., IU- (I + 1) -K are combined in the (I + 1) -th group of measuring devices.

Синхронизацию сигналов базовых станций системы радиосвязи осуществляют, периодически повторяя два этапа синхронизации. На первом этапе для каждой группы базовых станций осуществляют временную и частотную синхронизацию внутри группы базовых станций. На втором этапе осуществляют временную и частотную синхронизацию групп базовых станций системы радиосвязи между собой. The synchronization of the signals of the base stations of the radio communication system is carried out by periodically repeating the two stages of synchronization. At the first stage, for each group of base stations, time and frequency synchronization is carried out within the group of base stations. At the second stage, time and frequency synchronization of the groups of base stations of the radio communication system among themselves is carried out.

На первом этапе при осуществлении временной и частотной синхронизации внутри группы базовых станций выполняют следующую последовательность действий. At the first stage, during the implementation of time and frequency synchronization within the group of base stations, the following sequence of actions is performed.

Осуществляют измерение взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций посредством измерительных устройств этой группы. Measure the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group.

Поясним подробнее, как можно оценить временное и частотное рассогласование между сигналами двух базовых станций в системе радиосвязи. Let us explain in more detail how to estimate the time and frequency mismatch between the signals of two base stations in a radio communication system.

Пусть система радиосвязи - это система радиосвязи с кодовым разделением каналов. Базовые станции системы радиосвязи передают сигналы, содержащие каналы пилот-сигнала (см. В.Г. Карташевский, С.Н. Семенов, Т.В. Фирстова. Сети подвижной связи. - М.: Эко-Трендз, 2001, с. 45 [3]), причем пилот-сигналы разных базовых станций расширяются разными псевдослучайными последовательностями (ПСП) с одинаковыми периодами, равными Р чипов псевдослучайной последовательности ПСП. Под чипом ПСП следует понимать элементарный временной интервал псевдослучайной последовательности. Let a radio communication system be a code division multiplexed radio communication system. Base stations of a radio communication system transmit signals containing pilot signal channels (see V.G. Kartashevsky, S.N. Semenov, T.V. Firstova. Mobile networks. - M .: Eko-Trends, 2001, p. 45 [3]), and the pilot signals of different base stations are expanded by different pseudo-random sequences (PSP) with the same periods equal to P chips of the pseudo-random sequence of the PSP. Under the chip PSP should be understood as an elementary time interval of a pseudo-random sequence.

На фиг. 3 показан пример выполнения измерительного устройства для измерения взаимного временного и частотного рассогласования сигналов базовых станций. In FIG. 3 shows an example embodiment of a measuring device for measuring the mutual time and frequency mismatch of signals of base stations.

Измерительное устройство для измерения взаимного временного и частотного рассогласования сигналов двух базовых станций в соответствии с фиг. 3 содержит антенну 1, аналоговый приемник 2, блок поиска сигнала первой базовой станции 3, блок поиска сигнала второй базовой станции 4, декодер синхроканала первой базовой станции 5, декодер синхроканала второй базовой станции 6, блок вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7, блок выделения сигнала первой базовой станции 8, блок выделения сигнала второй базовой станции 9, блок оценки набега фазы сигнала первой базовой станции 10, блок оценки набега фазы сигнала второй базовой станции 11 и блок вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов двух базовых станций 12. A measuring device for measuring the mutual time and frequency mismatch of signals of two base stations in accordance with FIG. 3 comprises an antenna 1, an analog receiver 2, a signal search unit of a first base station 3, a signal search unit of a second base station 4, a sync channel decoder of a first base station 5, a sync channel decoder of a second base station 6, a unit for calculating the mutual time deviation of signals of two base stations 7, the signal extraction unit of the first base station 8, the signal extraction unit of the second base station 9, the phase incursion estimation unit of the signal of the first base station 10, the phase incursion estimation unit of the signal of the second base station 11 and the calculation unit in frequency mismatch of signals of two base stations 12.

При этом вход антенны 1 является входом измерительного устройства, выход антенны 1 соединен со входом аналогового приемника 2, выход которого соединен со входами блока поиска сигнала первой базовой станции 3 и блока поиска сигнала второй базовой станции 4 и с первыми входами декодера синхроканала первой базовой станции 5, декодера синхроканала второй базовой станции 6, блока выделения сигнала первой базовой станции 8 и блока выделения сигнала второй базовой станции 9, выход блока поиска сигнала первой базовой станции 3 соединен с первым входом блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7 и со вторыми входами декодера синхроканала первой базовой станции 5 и блока выделения сигнала первой базовой станции 8. The input of the antenna 1 is the input of the measuring device, the output of the antenna 1 is connected to the input of the analog receiver 2, the output of which is connected to the inputs of the signal search unit of the first base station 3 and the signal search unit of the second base station 4 and to the first inputs of the sync channel decoder of the first base station 5 , the sync channel decoder of the second base station 6, the signal extraction unit of the first base station 8 and the signal extraction unit of the second base station 9, the output of the signal search unit of the first base station 3 is connected to the first input m calculation unit mutual time difference of the signals of two base stations 7 and the second inputs of the first decoder sync base station 5 and the signal isolation unit 8, the first base station.

Выход декодера синхроканала первой базовой станции 5 соединен со вторым входом блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7, выход блока поиска сигнала второй базовой станции 4 соединен с третьим входом блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7 и со вторыми входами декодера синхроканала второй базовой станции 6 и блока выделения сигнала второй базовой станции 9. The output of the sync channel decoder of the first base station 5 is connected to the second input of the mutual time mismatch calculation unit of the signals of two base stations 7, the output of the signal search unit of the second base station 4 is connected to the third input of the mutual time mismatch calculation unit of signals of two base stations 7 and to the second inputs of the sync channel decoder the second base station 6 and the signal extraction unit of the second base station 9.

Выход декодера синхроканала второй базовой станции 6 соединен с четвертым входом блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7, выход которого является первым выходом измерительного устройства, выход блока выделения сигнала первой базовой станции 8 соединен со входом блока оценки набега фазы сигнала первой базовой станции 10, выход которого соединен с первым входом блока вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов двух базовых станций 12. The output of the synchro channel decoder of the second base station 6 is connected to the fourth input of the block for calculating the mutual time difference between the signals of two base stations 7, the output of which is the first output of the measuring device, the output of the signal extraction unit of the first base station 8 is connected to the input of the phase incursion estimation block of the signal of the first base station 10 the output of which is connected to the first input of the unit for calculating the mutual frequency mismatch of signals of two base stations 12.

Выход блока выделения сигнала второй базовой станции 9 соединен со входом блока оценки набега фазы сигнала второй базовой станции 11, выход которого соединен со вторым входом блока вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов двух базовых станций 12, выход которого является вторым выходом измерительного устройства. The output of the signal separation unit of the second base station 9 is connected to the input of the phase incursion estimation unit of the signal of the second base station 11, the output of which is connected to the second input of the mutual frequency mismatch signal calculation unit of the two base stations 12, the output of which is the second output of the measuring device.

При этом аналоговый приемник может быть выполнен, например, как описано в патенте US 5103459 "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System", Int. Cl⁵ H 04 L 27/30 [4].In this case, the analog receiver can be made, for example, as described in US Pat. No. 5,103,459 "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System", Int. Cl ⁵ H 04 L 27/30 [4].

Декодер синхроканала первой и второй базовых станций может быть выполнен, например, как описано в [3]. The sync channel decoder of the first and second base stations can be performed, for example, as described in [3].

Блок выделения сигнала первой и второй базовых станций также может быть выполнен, например, как описано в [3], или, как описано в Andrew J. Viterbi, CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison-Wesley Publishing Company, 1995 [5]. The signal extraction unit of the first and second base stations can also be performed, for example, as described in [3], or, as described in Andrew J. Viterbi, CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison-Wesley Publishing Company, 1995 [5].

Блок поиска сигнала первой и второй базовых станций может быть выполнен, например, как описано в [5]. Входной сигнал измерительного устройства, содержащий сигналы первой и второй базовых станций, поступает на вход антенны 1, с выхода которой поступает на вход аналогового приемника 2, содержащего, в том числе синтезатор частоты. The signal search unit of the first and second base stations can be performed, for example, as described in [5]. The input signal of the measuring device, containing the signals of the first and second base stations, is fed to the input of the antenna 1, the output of which is fed to the input of the analog receiver 2, including, including a frequency synthesizer.

С выхода аналогового приемника 2 сигнал поступает на входы блока поиска сигнала первой базовой станции 3 и блока поиска сигнала второй базовой станции 4 и на первые входы декодера синхроканала первой базовой станции 5, декодера синхроканала второй базовой станции 6, блока выделения сигнала первой базовой станции 8 и блока выделения сигнала второй базовой станции 9. From the output of the analog receiver 2, the signal is supplied to the inputs of the signal search unit of the first base station 3 and the signal search unit of the second base station 4 and to the first inputs of the sync channel decoder of the first base station 5, the sync channel decoder of the second base station 6, the signal extraction unit of the first base station 8 and the signal allocation unit of the second base station 9.

Блок поиска сигнала первой базовой станции 3 осуществляет поиск сигнала первой базовой станции внутри области неопределенности длиной Р чипов ПСП. Допустим, что сигнал первой базовой станции был найден в позиции Р₁. Значение найденной позиции сигнала первой базовой станции Р₁ передают с выхода блока поиска сигнала первой базовой станции 3 на первый вход блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7 и на второй вход декодера синхроканала первой базовой станции 5.The signal search unit of the first base station 3 searches for the signal of the first base station within the uncertainty region of the length P of the PSP chips. Assume that the signal of the first base station was found at position P ₁ . The value of the found signal position of the first base station P _{1 is} transmitted from the output of the signal search block of the first base station 3 to the first input of the block for calculating the mutual time deviation of signals of two base stations 7 and to the second input of the sync channel decoder of the first base station 5.

Блок поиска сигнала второй базовой станции 4 осуществляет поиск сигнала второй базовой станции внутри области неопределенности длиной Р чипов ПСП. Допустим, что сигнал второй базовой станции был найден в позиции Р₂. Значение найденной позиции сигнала второй базовой станции P₂, передают с выхода блока поиска сигнала второй базовой станции 4 на второй вход блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7 и на второй вход декодера синхроканала второй базовой станции 6.The signal search unit of the second base station 4 searches for the signal of the second base station within the uncertainty region of the length P of the PSP chips. Assume that the signal of the second base station was found at position P ₂ . The value of the found signal position of the second base station P ₂ is transmitted from the output of the signal search block of the second base station 4 to the second input of the block for calculating the mutual time mismatch of signals of two base stations 7 and to the second input of the sync channel decoder of the second base station 6.

Декодер синхроканала первой базовой станции 5, используя значение найденной позиции сигнала первой базовой станции Р₁, декодирует синхроканал первой базовой станции, получая значение времени первой базовой станции T₁, соответствующее моменту передачи первого чипа ПСП первой базовой станции. Полученное значение времени первой базовой станции T₁ передают с выхода декодера синхроканала первой базовой станции 5 на третий вход блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7.The sync channel decoder of the first base station 5, using the value of the found signal position of the first base station P ₁ , decodes the clock channel of the first base station, obtaining the time value of the first base station T ₁ corresponding to the moment of transmission of the first PSP chip of the first base station. The obtained time value of the first base station T _{1 is} transmitted from the output of the sync channel decoder of the first base station 5 to the third input of the unit for calculating the mutual time mismatch of signals of two base stations 7.

Декодер синхроканала второй базовой станции 6, используя значение найденной позиции сигнала второй базовой станции P₂, декодирует синхроканал второй базовой станции, получая значение времени второй базовой станции T₂, соответствующее моменту передачи первого чипа ПСП второй базовой станции. Полученное значение времени второй базовой станции Т₂ передают с выхода декодера синхроканала второй базовой станции 6 на четвертый вход блока вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7.The sync channel decoder of the second base station 6, using the value of the found signal position of the second base station P ₂ , decodes the sync channel of the second base station, obtaining the time value of the second base station T ₂ corresponding to the moment of transmission of the first PSP chip of the second base station. The obtained time value of the second base station T _{2 is} transmitted from the output of the sync channel decoder of the second base station 6 to the fourth input of the unit for calculating the mutual time mismatch of signals of two base stations 7.

Пусть разность временных расстояний (разность расстояний, поделенная на скорость света) от первой базовой станции до измерительного устройства и от второй базовой станции до измерительного устройства равна Δt_1-->>2.Let the time difference (the difference of distances divided by the speed of light) from the first base station to the measuring device and from the second base station to the measuring device be Δt _{1 - >> 2} .

Блок вычисления взаимного временного рассогласования сигналов двух базовых станций 7 вычисляет взаимное временное рассогласование сигнала первой базовой станции от сигнала второй базовой станции по формуле:
T₁-T₂+(P₁-P₂)T_ch+Δt_1-->>2,
где T_ch - длительность одного чипа ПСП.The unit for calculating the mutual time mismatch of the signals of the two base stations 7 calculates the mutual time mismatch of the signal of the first base station from the signal of the second base station according to the formula:
T ₁ -T ₂ + (P ₁ -P ₂ ) T _ch + Δt _{1 - >> 2} ,
where T _ch is the duration of one memory chip.

Таким образом, на выходе блока 7 и соответственно на первом выходе измерительного устройства получают величину взаимного временного рассогласования сигналов первой и второй базовых станций. Thus, at the output of block 7 and, accordingly, at the first output of the measuring device, the magnitude of the mutual temporal mismatch of the signals of the first and second base stations is obtained.

Блок выделения сигнала первой базовой станции 8, содержащий по меньшей мере генератор опорного сигнала для первой базовой станции и коррелятор, осуществляет выделение сигнала первой базовой станции и передает выделенный сигнал со своего выхода на вход блока оценки набега фазы сигнала первой базовой станции 10. The signal extraction unit of the first base station 8, comprising at least a reference signal generator for the first base station and a correlator, extracts the signal of the first base station and transmits the extracted signal from its output to the input of the phase incursion estimation block of the signal of the first base station 10.

Блок оценки набега фазы сигнала первой базовой станции 10 осуществляет оценку набега фазы сигнала первой базовой станции относительно опорного сигнала за заданный интервал времени Т. Под набегом фазы сигнала первой базовой станции относительно сигнала синтезатора частоты за интервал времени Т следует понимать изменение разности фаз сигнала первой базовой станции и опорного сигнала за интервал времени Т. Значение оцененного набега фазы сигнала первой базовой станции Δφ₁ передают с выхода блока оценки набега фазы сигнала первой базовой станции 10 на первый вход блока вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов базовых станций 12.The unit for estimating the phase incursion of the signal of the first base station 10 estimates the phase incursion of the signal of the first base station relative to the reference signal for a given time interval T. By the phase incursion of the signal of the first base station relative to the signal of the frequency synthesizer for the time interval T, it is understood that and a reference signal for a time interval T. The value of the estimated phase incursion of the signal of the first base station Δφ _{1 is} transmitted from the output of the phase incursion estimation block of the signal of the first base station 10 to the first input of the unit for calculating the mutual frequency mismatch of signals of base stations 12.

Блок выделения сигнала второй базовой станции 9, содержащий по меньшей мере генератор опорного сигнала для второй базовой станции и коррелятор, осуществляет выделение сигнала второй базовой станции и передает выделенный сигнал со своего выхода на вход блока оценки набега фазы сигнала второй базовой станции 11. The signal extracting unit of the second base station 9, comprising at least a reference signal generator for the second base station and the correlator, extracts the signal of the second base station and transmits the extracted signal from its output to the input of the phase incursion estimation block of the signal of the second base station 11.

Блок оценки набега фазы сигнала второй базовой станции 11 осуществляет оценку набега фазы сигнала второй базовой станции относительно сигнала синтезатора частоты за заданный интервал времени Т. Под набегом фазы сигнала второй базовой станции относительно опорного сигнала за интервал времени Т следует понимать изменение разности фаз сигнала второй базовой станции и опорного сигнала за интервал времени Т. Значение оцененного набега фазы сигнала второй базовой станции Δφ₂ передают с выхода блока оценки набега фазы сигнала второй базовой станции 11 на второй вход блока вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов базовых станций 12.The unit for estimating the phase incursion of the signal of the second base station 11 estimates the phase incursion of the signal of the second base station with respect to the frequency synthesizer signal for a predetermined time interval T. By the phase incursion of the signal of the second base station relative to the reference signal for the time interval T, it is understood that and a reference signal for a time interval T. The value of the estimated phase incursion of the signal of the second base station Δφ _{2 is} transmitted from the output of the phase incursion estimation block of the second base station station 11 to the second input of the unit for calculating the mutual frequency mismatch of signals of base stations 12.

Блок вычисления взаимного частотного рассогласования сигналов базовых станций 12 вычисляет взаимное частотное рассогласование сигнала первой базовой станции от сигнала второй базовой станции по формуле:
(Δφ₁-Δφ₂)/T.
Таким образом, на выходе блока 12 и соответственно на втором выходе измерительного устройства получают величину взаимного частотного рассогласования сигналов первой и второй базовых станций.The unit for calculating the mutual frequency mismatch of the signals of the base stations 12 calculates the mutual frequency mismatch of the signal of the first base station from the signal of the second base station according to the formula:
(Δφ ₁ -Δφ ₂ ) / T.
Thus, at the output of block 12 and, respectively, at the second output of the measuring device, the magnitude of the mutual frequency mismatch of the signals of the first and second base stations is obtained.

После этого передают измеренные взаимные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций на контроллер базовых станций данной группы базовых станций. After that, the measured mutual time and frequency mismatches of the base station signals are transmitted to the base station controller of this group of base stations.

Передачу измеренных взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций на контроллер базовых станций данной группы осуществляют через базовые станции данной группы. The transmission of the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group is carried out through the base stations of this group.

Для передачи измеренных взаимных временных и частотных рассогласований с измерительных устройств на базовые станции используют предусмотренный в системе связи радиоинтерфейс между мобильными станциями и базовыми станциями. To transmit the measured mutual time and frequency discrepancies from the measuring devices to the base stations, the radio interface provided by the communication system between the mobile stations and the base stations is used.

Для передачи измеренных взаимных временных и частотных рассогласований с базовых станций на контроллеры базовых станций используют проводные линии связи, соединяющие базовые станции с их контроллерами базовых станций. To transmit the measured mutual time and frequency mismatches from the base stations to the base station controllers, wired communication lines connecting the base stations to their base station controllers are used.

После этого для каждой базовой станции находят временное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы как взвешенную сумму измеренных взаимных временных рассогласований сигналов базовых станций этой группы и находят частотное рассогласование ее сигнала от сигнала опорной базовой станции этой группы как взвешенную сумму измеренных взаимных частотных рассогласований сигналов базовых станций этой группы. After that, for each base station, a temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found as the weighted sum of the measured mutual time mismatches of the signals of the base stations of this group and the frequency mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found as the weighted sum of the measured mutual frequency mismatches signals of base stations of this group.

При нахождении временного и частотного рассогласования сигнала базовой станции i-й группы базовых станций от сигнала опорной базовой станции ее группы веса определяют как элементы строки матрицы, псевдообратной к матрице i-й группы базовых станций. When finding the time and frequency mismatch of the signal of the base station of the i-th group of base stations from the signal of the reference base station, its weight groups are determined as elements of a row of a matrix pseudo-inverse to the matrix of the i-th group of base stations.

Веса, используемые для нахождения временного рассогласования сигнала базовой станции i-й группы базовых станций от сигнала опорной базовой станции ее группы, одинаковы с весами, используемыми для нахождения частотного рассогласования сигнала базовой станции i-й группы базовых станций от сигнала опорной базовой станции ее группы. The weights used to find the temporal mismatch of the signal of the base station of the i-th group of base stations from the signal of the reference base station of its group are the same as the weights used to find the frequency mismatch of the signal of the base station of the i-th group of base stations from the signal of the reference base station of its group.

Матрица i-й группы базовых станций имеет размерность
[(N_i-1)•K_i],
где N_i - количество базовых станций группы,
К_i - количество измерений взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций группы.The matrix of the i-th group of base stations has the dimension
[(N _i -1) • K _i ],
where N _i is the number of base stations of the group,
To _i is the number of measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of the group.

В матрице i-й группы базовых станций каждый столбец соответствует одной из базовых станций группы, за исключением опорной базовой станции группы, а k-ая строка, где k принимает значение от 1 до К_i соответствует k-му измерению взаимного временного и частотного рассогласования n-й и l-й базовых станций, при этом:
если n-ая и l -ая базовые станции не являются опорной базовой станцией группы, n-й элемент k-й строки матрицы группы равен 1, l-й элемент k-й строки матрицы группы равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0,
если n-ая базовая станция является опорной базовой станцией группы, l-й элемент k-й строки матрицы группы равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0,
если l-ая базовая станция являются опорной базовой станцией группы, n-й элемент k-й строки матрицы группы равен 1, остальные элементы k-й строки матрицы группы равны 0.In the matrix of the ith group of base stations, each column corresponds to one of the base stations of the group, with the exception of the reference base station of the group, and the kth row, where k takes a value from 1 to K _i corresponds to the kth measurement of the mutual time and frequency mismatch n -th and l-th base stations, with:
if the n-th and l-th base stations are not the reference base station of the group, the n-th element of the k-th row of the matrix of the group is 1, the l-th element of the k-th row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the k-th row the matrices of the group are 0,
if the nth base station is the reference base station of the group, the lth element of the kth row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group are 0,
if the l-th base station are the group's basic base station, the nth element of the kth row of the matrix of the group is 1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group are 0.

Матрица каждой группы базовых станций, а следовательно и веса, меняется только при изменении конфигурации сети радиосвязи, поэтому ее придется вычислять очень редко (при неизменной конфигурации ее придется вычислять только один раз). The matrix of each group of base stations, and hence the weight, changes only when the configuration of the radio communication network is changed, so it will have to be calculated very rarely (with the same configuration, it will have to be calculated only once).

Найденные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций от сигнала опорной базовой станции группы передают на соответствующие базовые станции группы. При этом для передачи используют проводные линии связи, соединяющие контроллеры базовых станций с их базовыми станциями. The found time and frequency mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group are transmitted to the corresponding base stations of the group. In this case, wired communication lines connecting the controllers of the base stations with their base stations are used for transmission.

После этого для каждой базовой станции, кроме опорной базовой станции группы, осуществляют коррекцию ее времени и частоты в соответствии с найденным временным и частотным рассогласованием ее сигнала от сигнала опорной базовой станции группы. After that, for each base station, except the reference base station of the group, the correction of its time and frequency is carried out in accordance with the found time and frequency mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group.

На втором этапе при осуществлении временной и частотной синхронизации групп базовых станций системы радиосвязи между собой выполняют следующую последовательность действий. At the second stage, during the time and frequency synchronization of the groups of base stations of the radio communication system with each other, the following sequence of actions is performed.

Осуществляют измерение взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций посредством измерительных устройств I+1-й группы. Измерение взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций разных групп базовых станций осуществляют так же, как и ранее. Measure the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations using measuring devices of the I + 1 group. The measurement of mutual time and frequency mismatches of signals of base stations of different groups of base stations is carried out in the same way as before.

Передают измеренные взаимные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций разных групп базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей. The measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations are transmitted to the location center of mobile users.

Передачу измеренных взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей осуществляют через базовые станции и через контроллеры базовых станций. The transmission of the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations to the location center of mobile users is carried out through the base stations and through the controllers of the base stations.

Центр определения местоположения мобильных пользователей связан со всеми контроллерами базовых станций непосредственно или через другие контроллеры базовых станций проводными линиями связи, которые используют для передачи измеренных взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций с контроллеров базовых станций в центр определения местоположения мобильных пользователей. The location center for mobile users is connected to all base station controllers directly or through other base station controllers via wire lines, which are used to transmit the measured mutual time and frequency mismatches of base station signals from base station controllers to the location center of mobile users.

Для базовых станций двух групп базовых станций может проводится одно или более измерений взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций этих групп, или не проводиться ни одного измерения. For base stations of two groups of base stations, one or more measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups may be carried out, or not a single measurement be made.

Если для базовых станций двух групп базовых станций осуществлено более одного измерения взаимных временных и частотных рассогласований сигналов базовых станций этих групп, то измеренные взаимные временные и частотные рассогласования сигналов базовых станций этих групп усредняют. If for base stations of two groups of base stations more than one measurement of the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups is carried out, then the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups are averaged.

После этого, для каждой группы базовых станций находят временное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций как взвешенную сумму усредненных взаимных временных рассогласований групп базовых станций, и находят частотное рассогласование сигналов этой группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций как взвешенную сумму усредненных взаимных частотных рассогласований групп базовых станций. After that, for each group of base stations, find the temporal mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations as a weighted sum of the averaged mutual time differences of the groups of base stations, and find the frequency mismatch of signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations as weighted the sum of the averaged mutual frequency mismatches of the groups of base stations.

При нахождении временного и частотного рассогласования сигналов группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций веса определяют как элементы строки матрицы, псевдообратной к матрице совокупности групп. When finding the time and frequency mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference group of base stations, the weights are determined as elements of a row of a matrix pseudo-inverse to the matrix of the group of groups.

Веса, используемые для нахождения временного рассогласования сигналов группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций, одинаковы с весами, используемыми для нахождения частотного рассогласования сигналов группы базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций. The weights used to find the temporal mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference group of base stations are the same as the weights used to find the frequency mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference group of base stations.

Матрица совокупности групп имеет размерность
[(I-1)•K],
где К - количество усредненных измерений взаимных временных и частотных рассогласований сигналов различных групп базовых станций.The matrix of a group of groups has dimension
[(I-1) • K],
where K is the number of averaged measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals of various groups of base stations.

В матрице совокупности групп каждый столбец соответствует одной из групп базовых станций, за исключением эталонной группы базовых станций, а k-ая строка, где k принимает значение от 1 до K, соответствует k-му усредненному измерению взаимного временного и частотного рассогласования n-й и l-й групп базовых станций, при этом:
- если n-ая и l-ые группы базовых станций не являются эталонной группой базовых станций, n-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен 1, l-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0,
- если n-ая группа базовых станций является эталонной группой базовых станций, l-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен -1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0,
- если l-ая группа базовых станций является эталонной группой базовых станций, n-й элемент k-й строки матрицы совокупности групп равен 1, остальные элементы k-й строки матрицы совокупности групп равны 0.In the matrix of the group of groups, each column corresponds to one of the groups of base stations, with the exception of the reference group of base stations, and the kth row, where k takes a value from 1 to K, corresponds to the kth averaged measurement of the mutual time and frequency mismatch of the nth and l-th group of base stations, with:
- if the nth and lth groups of base stations are not a reference group of base stations, the nth element of the kth row of the matrix of the group of groups is 1, the lth element of the kth row of the matrix of the group of groups is -1, the remaining elements the kth row of the matrix of the set of groups is 0,
- if the n-th group of base stations is a reference group of base stations, the l-th element of the k-th row of the matrix of the population of groups is -1, the remaining elements of the k-th row of the matrix of the population of groups are 0,
- if the l-th group of base stations is a reference group of base stations, the nth element of the kth row of the matrix of the population of groups is 1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the population of groups are 0.

Найденные временные и частотные рассогласования сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций передают на базовые станции соответствующих групп. Передачу осуществляют через контроллеры базовых станций соответствующих групп. Для передачи найденных временных и частотных рассогласований с центра определения местоположения мобильных пользователей на контроллеры базовых станций используют проводные линии связи, соединяющие центр определения местоположения мобильных пользователей и контроллеры базовых станций. The found time and frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations are transmitted to the base stations of the corresponding groups. The transfer is carried out through the controllers of the base stations of the respective groups. To transmit the found time and frequency discrepancies from the center for determining the location of mobile users to the base station controllers, use wired communication lines connecting the center for determining the location of mobile users and base station controllers.

Для базовых станций всех групп, кроме эталонной группы базовых станций, осуществляют коррекцию их времени и частоты в соответствии с найденными временными и частотными рассогласованиями сигналов групп базовых станций от сигналов эталонной группы базовых станций. For base stations of all groups, except the reference group of base stations, their time and frequency are corrected in accordance with the found time and frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations.

Базовые станции, контроллеры базовых станций и центр определения местоположения мобильных пользователей могут быть выполнены, например, как в прототипе [2]. Base stations, base station controllers and a location center for mobile users can be performed, for example, as in the prototype [2].

Заявляемый способ синхронизации базовых станций в системе радиосвязи обладает следующими существенными преимуществами по сравнению с прототипом [2] и другими, известными в данной области техники, изобретениями. The inventive method for synchronizing base stations in a radio communication system has the following significant advantages compared to the prototype [2] and other inventions known in the art.

Во-первых, заявляемый способ позволяет использовать на базовых станциях опорные генераторы меньшей стабильности и, вместе с тем, удовлетворять требованиям по излучению сигналов в соответствии с выделенной сеткой частот. Этот технический эффект достигается за счет введения в способ операций по измерению частотных рассогласований сигналов базовых станций и подстройки их опорных генераторов. Firstly, the inventive method allows the use of reference generators of lower stability at base stations and, at the same time, satisfy the requirements for the emission of signals in accordance with the selected frequency grid. This technical effect is achieved by introducing into the method operations for measuring the frequency mismatches of the signals of the base stations and adjusting their reference generators.

Во-вторых, в заявляемый способ введена новая последовательность операций, относящихся к совокупности измерений временных рассогласований сигналов базовых станций, которая позволяет минимизировать ошибки оценок, связанные с шумами и внутрисистемными помехами, и уменьшить ошибки, связанные с непрямым распространением сигналов базовых станций до измерительных устройств. Secondly, the inventive method introduced a new sequence of operations related to the set of measurements of temporal mismatches of base station signals, which allows to minimize estimation errors associated with noise and intra-system interference, and reduce errors associated with indirect propagation of base station signals to measuring devices.

Перечисленные преимущества заявляемого способа позволяют обеспечить синхронизацию сигналов базовых станций в системе радиосвязи по частоте и повысить точность синхронизации базовых станций системы радиосвязи по времени. These advantages of the proposed method allow for the synchronization of signals of base stations in a radio communication system in frequency and improve the accuracy of synchronization of base stations of a radio communication system in time.

Claims

1. A method for synchronizing base station signals in a radio communication system in which there are N base stations, I base station controllers, measuring devices and a mobile user location center, wherein all base stations of the radio communication system are divided into I groups of base stations in such a way that each a group of base stations is served by one controller of base stations, one base station is selected in each group of base stations and it is defined as a reference base station of a given group of base stations th, one reference base station is determined as the reference base station of the radio communication system, and the corresponding group as the reference group of base stations, the measuring devices are installed in such a way that each measuring device measures the mutual temporal mismatch of signals of at least one pair of base stations, while the signal of any base station is received by at least one measuring device, the measuring devices are divided into I + 1 group so that the meter is in the i-th group devices, where i takes values from 1 to I, includes measuring devices that measure the mutual temporal mismatches of signals of base stations of the i-th group, and I + 1-group of measuring devices include measuring devices that measure the mutual temporal mismatches of signals of base stations of different groups, periodically synchronize the signals of the base stations in two stages, while at the first stage for each group of base stations carry out temporary synchronization within the group of base stations, d To do this, measure the mutual temporal mismatches of the signals of the base stations by means of measuring devices of this group, transfer the measured mutual time mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group, for each base station find the temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group, transmit the found temporary mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station of the group to the corresponding base stations pp, for each base station, except the reference base station of the group, correct its time in accordance with the found temporary mismatch of its signal from the signal of the basic base station of the group, at the second stage, they synchronize all base stations of the radio communication system, for which they measure mutual time mismatches of signals of base stations of different groups of base stations by means of measuring devices of the I + 1 group, transmit the measured mutual time mismatches of signals the base station base of different groups of base stations to the location center of mobile users, for each group of base stations find a temporary mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations, transmit the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups, for base stations of all groups, except the reference group of base stations, carry out the correction of their time in According to the found temporary mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations, characterized in that they determine the reference time and frequency for the given radio communication system on the reference base station, each measuring device additionally measures the mutual frequency mismatch of the signals of the base stations, in parallel with the time the synchronization of the signals of the base stations periodically carry out frequency synchronization of the signals of the base stations in two stages, in this case, at the first stage, for each group of base stations, frequency synchronization is carried out within the group of base stations, for which they measure the mutual frequency mismatches of the signals of the base stations using measuring devices of this group, transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations to the controller of the base stations of this group, for each base station temporary mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group is found as the weighted sum of The mutual mutual temporal mismatches of the signals of the base stations of this group for each base station find the frequency mismatch of its signal from the signal of the reference base station of this group as the weighted sum of the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of this group, transmit the found frequency mismatches of the signals of the base stations from the signal of the reference base station groups to the corresponding base stations of the group, for each base station, except the reference base station of the group, correction of its frequency is determined in accordance with the found frequency mismatch of its signal from the signal of the reference base station of the group, at the second stage, frequency synchronization of all base stations of the radio communication system is carried out, for which they measure the mutual frequency mismatches of the signals of base stations of different groups of base stations using measuring devices I + Of the 1st group, transmit the measured mutual frequency mismatches of the signals of the base stations of different groups of base stations to the center for determining the location Mobile users, for each pair of groups of base stations, the measured mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of these groups are averaged, for each group of base stations the temporal mismatch of the signals of this group of base stations from the signals of the reference group of base stations is found as the weighted sum of the averaged mutual time mismatches of the groups base stations, for each group of base stations find the frequency mismatch of the signals of this group of base stations from signals e coupon group of base stations as a weighted sum of averaged mutual frequency mismatches of groups of base stations, transmit the found frequency mismatches of signals of groups of base stations from the signals of the reference group of base stations to the base stations of the corresponding groups, for base stations of all groups except the reference group of base stations, they are corrected frequencies in accordance with the found time and frequency mismatches of the signals of the groups of base stations from the signals of the reference group of base stations tion.

2. The method according to claim 1, characterized in that when finding the time and frequency mismatch of the signal of the base station of the i-th group of base stations from the signal of the reference base station, its weight group is determined as elements of a matrix row pseudo-inverse to the matrix of the i-th group of base stations with dimension [(N _i - 1) • K _i ], N is the number of base stations of the group, K _i is the number of measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals of the base stations of the group, in which each column corresponds to one of the base stations of the group, with the exception of group base station, and the k-th line, where k takes a value from 1 to K _i , corresponds to the k-th measurement of the mutual time and frequency mismatch of the n-th and l-th base stations, while if the n-th and 1 the base stations are not the basic base station of the group, the nth element of the kth row of the matrix of the group is 1, the lth element of the kth row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group are 0 if The nth base station is the reference base station of the group, the lth element of the kth row of the matrix of the group is -1, the remaining elements of the kth row are the group trices are 0, if the l-th base station is the base station of the group, the nth element of the kth row of the matrix of the group is 1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group are 0.

3. The method according to claim 1, characterized in that when finding the time and frequency mismatch of the signals of the group of base stations from the signals of the reference group of base stations, the weights are determined as elements of a row of a matrix pseudo-inverse to the matrix of a group of groups of dimension [(Il) • K], K - the number of averaged measurements of the mutual time and frequency mismatches of the signals of various groups of base stations, in which each column corresponds to one of the groups of base stations, with the exception of the reference group of base stations, and the kth row, g de k takes a value from 1 to K, corresponds to the kth averaged measurement of the mutual time and frequency mismatch of the nth and lth groups of base stations, while if the nth and lth groups of base stations are not a reference group of base stations, the nth element of the kth row of the matrix of the group of groups is 1, the lth element of the kth row of the matrix of the group of groups is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group of groups are 0 if the nth group of base stations is the reference group of base stations, the l-th element of the k-th row of the population matrix groups is -1, the remaining elements of the kth row of the matrix of the group of groups are 0, if the lth group of base stations is a reference group of base stations, the nth element of the kth row of the matrix of the group of groups is 1, the remaining elements of the kth row matrices of groups are equal to 0.