TW577202B - Method of symbol timing synchronization in communication systems - Google Patents

Description

577202 倒’乙桊號91104424 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域 本發明係關於一通 關於如在分頻多工系統 【先前技術】 在通糸統’如無 接收器通常不會使用同 有兩個各自運作的計時 器。在無線系統中，基 然而，由於成本考量， 動通訊裝置，通常都使 裡，這些價格低廉的計 台所用的計時器，通常 在傳送器與接收器 使在通訊期程開始時傳 器與接收器的符號時序 在一已知的通訊同 屬於傳送器的符號時序 接收的#號，持續的修 時序以傳送器的計時器 法在許多點對點通訊系 運作，只要由不同的無 地台校準。 然而在其它的系統 運作°例如，在一個正 Multiple Access)系統

訊系 中， 線電 一個 器， 地台 無線 用價 時器 較不 使用 送器 經常 步化 。在 正接 為基 統與 線終

統之符號時序同步化方法，更 執行符號時序的方法與裝置。 或其它 計時器 一個在 一般都 終端， 袼低廉 ，比起 精確。 不同計 與接收 會隨時 系統中 該已知 收器符 準，不 一些多 端所接 無線系統中，傳送器與 (cl〇ck)源。相反的/ 傳送器，另一個在接收 有非常精確的計時器。 例如行動電話或其它行 的計時器。在許多例子 與該行動台互動的基地 時器的一個結果是，即 器是完全同步，該傳送 間漂移（d r i f t)。 ’接收器的符號時序從 系統中，一接收器以所 號時序。傳送器的符號 需要做修正。以上的方 重接取系統中都能適當 收到的符號不需要與基 前述的同步化方法並不能有效 頻多工多重接取（0FDM 一基地台同時由多個無線終端 )/7202 修正 曰 4::以修正丨 麵案 五、發明說明（2) ^收正父为頻多工符號。為^ ^ ^ ^ ^ ^ 擾，將由不同益绫終㈣、“？除各無線終端間的干 报有助益的。但是^同的I二二^接f器的符號同步化是 化的傳送器計時，因此：；A::可能有不同且隨時間變 於多個各自獨立且ίΠΐ台接收器計時調整為從屬 不可行的。，ΐί基地台接收器互動的傳送器計時，是 中不：有效則述的同步化系統在咖多重接取系統 【發明内容】 方法本/裝明置係針 在-多重接取二!1系統可以是點對點或多重接取。 訊。接取糸統裡，多個無線終端與一單—基地台通 器符號時序::t ^系ί ’根據本發明’在基地台的接收 計時，使由多線終端各自調整其傳送器 同步。 個…線^鳊接收到的符號與基地台符號時序 同步2據ί::，在無線終端，如行動台，的傳送器計時 範例中，該益唆㈣u ::子號時序同步化。在-器符號時序：i、著=據接收到的信號’修正其接收 數，調整其傳ΐ;符=!終：以其接收器符號時序為函 計時2 傳送器計時電路是從屬於該行動台的接收器 修tt發明，此接收器符號時序與傳送器符號時序的 -一~接收器與傳送器將數位取樣插入或移出一 η . 一 ··一 一:-------- 第6頁 y//ZO2

92‘:二#5日设‘JR Λ_Ά 修正 曰 ^1^104424 五、發明說明（3) ^— 特定符號期間來完成 傳送 〇σ 上 接收器符H ^ ^ ^ ^接收器計時調整一致’例如，當該 時序也要‘別j ^前或延後某個數量，則該傳送器符號 此，在某li t别或延後同樣，或大致相同的數量。因 付唬時序調整稍有差異，如2〇%。 月^與接收器 根據本發明，合德 整 短 號 台 符號會被選為J思二=送=付號時序要修正時，—個OFDM Ζ由所需要的計時修正決定，如夺續時 在不同的庫用Ϊ 常0觸符號較長或較 其持續期間保持不變 付说之外的其它0FDM符 在 根據本發明執行之♦絲細 . 在-段時間内可以使用相同g 一：線終端，如行動 如副載波頻率或一組”都祕4S农曰頻，或相同組的音頻， 換到其它音頻或JL h I立’义率’稱為一佔用時間，在切 系统可為了差動&二、且日頻前組成多個符號時間。這樣的 尔、也』馮了差動调變而切換音 、休幻 例應用裡，根據本發明，此過在一使用佔用時間的範 的第一或最末符號。纟一佔^ =可選擇一佔用時間中 的應用裡，此過渡符號的循環2^的第一個符號被選擇 以達到所要的符號期間。當一 1位符號期間被調整， 為過渡訊號時，此過渡符號的=中的最末符號被選 FFT(快速傅立葉轉換)本體的持=由改變該過渡符號的 環前置定位符號。 1期間來調整，相對於循

第7頁 在-些無線系統裡，-^t訊裝4，如可以是同 ^/7202 92. il. 25 月 曰 修正 i號 91104424 昱、發明說明（4) 二S 5 3或更多的基地台通訊。這可能會發生在’例如當 個，ί 2裝置在由一無線通訊系統的一個蜂巢過渡到另一 東盥银Ϊ圖與一新基地台建立通訊鏈結，但又在失去或結 以^ ^子基地台間的連結之前。在這樣的例子裡，符號可 < k兩個基地台的每一個接收或發送。 盥值^艮^ ^發明的一個特性，與兩個基地台相關的接收器 ^ Α ^ ^ ^ ^時序各自執行。根據本發明，該對應到第一 二人二^仃動裝置的接收器，參考由該第一基地台接收到 :ϋ U ϊ ί!#，決定符號時序調整。此行動裝置關 桩、1第一基地台的符號時序，以從該第一基地台 的符號處理程序同樣的方法做調整，例如同樣的方 樣的數量。纟同樣或類似的方式裡，該對應到第二 之行動農置的接收器’參考由該第二基地台接收到 取樣資才斗’決定符號時序調整。此行動裝置關 到第二基地台的符號時序，以從該第二基地台 到的符唬處理程序同樣的方法做調整，例如同樣的方 數量。®此，一個單一行動裝置可以執行多個 =^時序〇正動作，例如每一與行動裝置通訊的基地台有 :個？作。這些修正可以是彼此獨立的。此修正最好是以 數位完成，但也可在類比域内執行。 5由上述方法以接收器符時調整為函數調整無線裝置之 器符號時序’調整基地台接收器符號時序:與一複數

當描述-QFDM通訊系統範例時，本發明之符號時序修 正技術了應用到廣泛的數位通訊系統，點對點或多重接 J，但不需限制在0FDM或甚至分頻多工進接系統裡。 577202 92.11.25 _ V 案號91104424__生 3 曰 修正_____ '五、發明說明（5) 個無線通訊裝置之傳送器符號時序相符的需要會被減少或 避免。除此之外，傳送傳送器符號時序修正信號到每一個 行動無線裝置，命令某一特定無線裝置如何調整其傳送器 計時的需要也被減少或避免。因此，本發明之方法及裝置 可有助於有效的使用可用之通訊頻寬。 【實施方式】 本發明可廣泛應用到數位通訊系統，點對點或多重接 取，其中一第一通訊裝置與一第二通訊裝置通訊。 圖一為一 OF DM多重接取系統範例1 0 0，其中有許多第 一通訊裝置’即如行動台的無線終端1 〇 4，1 0 6，同時傳送 0FDM信號110，112至一第二通訊裝置，即一單一基地台 100。每一個信號110，112包含一或多個符號，例如〇fdm 符號。無線終端104，106包含天線105，107，用以傳送信 號1 1 0，11 2。基地台1 〇 2有天線1 〇 3用以接收傳輸信號 110 ， 112 。 在此範例系統1 0〇中，OFDM符號包括兩部份，一循環 前置定位符號（cyclic prefix)與一快速傅利葉轉換（fft) 主體。圖9說明一個OFDM符號90 0的例子，其包括總共N組 取樣。循環前置定位符號902有K組取樣，而快速傅利葉轉 換主體904有N-K組取樣。在循環前置定位符號中的κ組取 樣是由複製快速傅利葉轉換主體的末Κ組取樣9 〇 6獲得，再 將它們放在傳送符號中快速傅利葉轉換主體部份9〇4的前 面。因此，一符號的循環前置定位符號9〇2通常是快速傅 利葉轉換主體的末端部份的複製。

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案號91104424_年月日 修正 五、發明說明（6) 號以附加的型式到達基地台的接收器。該基地台接收器使 用一符號窗（symbo 1 wi ndow)來選擇該接收信號11 〇，11 2 的一部份，作為一對應的OFDM符號。此基地台接收器再於 該符號部份完成一快速傅利葉轉換運作，以獲得由每^無 線終端傳輸到基地台的資訊。接收器符號時序則決定要將 符號窗擺在什麼位置。 圖2為一圖表200，說明一根據本發明操作之一基地台 2 04與一範例無線終端2〇2。基地台2〇4可使用系統1〇〇中的 基地台1 0 2。無線終端2 〇 2可使用圖1中系統1 〇 〇之任一無線 終端104, 106。 基地台204傳送信號222至無線終端202，並接收由無 線終端來的信號224。此傳輸與接收信號可包含如〇FDM符 號。該基地台2 0 4包括一計時器2 3 〇，傳送電路2 2 6，接收 電路232，一記憶體236，及一中央處理器240與匯流排225 耦接。此基地台計時器23〇用來提供計時信號以用來控制 1送電路226與接收電路232的符號時序。一相對精確的計 時器用來作基地台計時器23〇。在無線終端2〇2上的計時 器，因為要使無線裝置202的花費降低，比起基地台計 器較不精確。 此基地台的傳送電路包括一固定傳送器符號時序電 路其回應於基地台計時器2 3 0。接收電路同樣地也包含 二固定接收器符號時序電路234，其也回應於基地台計時 = 2^0因此，在系統2〇〇中，基地台並不會以由一獨立盔 ^裝置如無線終端202所接收到的資m，來調整丨改變此、 H h或接收n的。在一單一基地台2 0 4服務多個無

第10頁 577202 月 曰 修正 Μ號 91104494 五、發明說明（7) 線無線終端202的應用裡，本發明的 多數個不同的無線終端2〇2 法； 台符號時序的複雜性。 貝汛凋整基地 圖3為在基地台接收器232所做的運作。 ΪίΪ3台二2接收到的信號從屬於多個不同的處理運：： 在步驟304中，接收信號以一固定速 唬由的取樣。接著在步驟3〇8中，循環前置號被 子 組選出的取樣中。在摒除循環前號;：： ㈣處在取樣組的剩餘部份選擇，使相當寸於號一後接步驟 傅利葉轉換。步驟304，306，308及31〇在°-段 時間内重覆執行以還原該傳輸符號。 t個實例中，基地台102有一電路負責執行圖 :驟==驟。在另一例子，里’部份或全部的功能/ =驟疋由中央處理器240在軟體控制下執行。負責執行圖 :之=的軟體例行程序可儲存在基地台⑽的記憶體挪 中。根據圖3所示之步驟’基地台接收器如以—固定 ^接收信號做取樣。為了解釋方便，假設麵符號的總長 為N個取樣’而0FDM符號的循環前置定位符號為£個取樣。 依據接收器的計時，基地台102在一連串接收到的數 位信號取樣中，重覆選N個取樣，如一組相符於一傳送符 號的取樣。基地台摒除前κ個取樣，保留剩下的Ν-Κ個取 樣。接著對此Ν-Κ個取樣執行一快速傅利葉轉換運作，以 還f由無線終端傳輸的資訊。取樣速率由基地台使用的計 時器230產生’可能會與無線終端2 02所使用的計時器210 ------ 第11頁 五、發明說明（8) 不 >同〔此取樣動作與基地台接收器符號時序皆是固定的， 也就是並不會依接收信號來做調整。 再回到圖2，可看到無線終端包括一個計時器21 〇，孩 收電路206，傳送電路212，記憶㈣ 211带其與匯流排215麵接。計時器210提供一計時信號給 與傳送電路214。由於不同的無線終端2〇2使 器、送器與接收器需週期性的調整，以補 ^ ，°十夺盗速度及/或基地台計時器230速度的不同。 ;己„含一計時控制程細，由中央處理器22〇執 仃冲時控制程序21 8包括軟體及/或其它程序命令，用來 端2〇2與其内的電路206，212，來執行本發明 還ΪίΞΐ:整方法。除了計時控制程序218外，記憶體 還用來儲存終端202要傳送的資料以及所接收到的資料。 ΐίϋ路2〇6以其中所含之一天線接收由基地台2〇4傳 的信號222。接收電路也負責處理此接ί U22 ’如將其數位化及將其分割為符號， 論。接收器符號時序同步化電路208根據本發明， 對接收器符號時序做何種調整，並將符號時序調整資η值 运給傳送電路212中的傳送器符號時序同步化電路2i4 ° f 接收益符號時序同步化電路2〇8調整接收器計時， 其與基地台的傳送電路226之計時相符。 使 無線終端傳iH電賴4貞責產生無線終端所 信號224。此料電路212包含—個廣播信號⑵ 天的 線。此信號包含如〇FDM訊號。傳送器電路 天 器符號時序同步化電路214，週期性的 個傳送 577202

傳，符號時序。此動作可依增加或移除一個或多個要傳送 =，唬來完成，以下將會討論。此電路2丨4所做的符號時 上凋整與接收器符號時序同步化電路2〇8所做的符號時序 調整同方向，且大致上數量相同。由於基地台計時器23〇 =來驅動機地台的接收器電路計時及傳送端計時，假設盔 Ϊ ί端的接收器電路206成功的將無線接收器的計時與基、 ^二傳送器同步化，則對應的無線傳送器電路21 2所做的 =整，將會幫助無線終端傳送電路212與基地台接收 U4同步化。 精由使無線傳送器符號時序調整成為接收器計時變化 門的方法’在基地台計時器23 0與無線終端計時器21〇 時不一致便由上述之符號時序校正的方法補償了， *相當頻繁，例如在每次佔用時間的開始或結束。 ㈠04、、、，線裝/202相對於一固定的基地台的運動，如基地 4，可夕會對接收符號的計時有一些影響。舉例來 i總二ίΐ端遠離基地台0寺，距離的增加可能會使無線 叶算盖ί收益在接收基地台傳送器符號時序產生延遲。要 無線終端的接收器符，日吝库ΜH 了此會希望將 ^ Ψ 0± JU I後，且將無線終端的傳送@ 付琥時序提前。因無線終端 运裔 於以-速率出1 f動導的5虎計時改變傾向 230間的差距所影響符號時、知°十時為210與基地台 終端計時器與一基二夺時序二速率。因此校正由-無線 誤，舍屮把π丄 冲夺為不一致造成的符號時序錯 、 會匕才父正由接收器電路盘值译抑φΜ %必 的影響來的重要。 /、傳送裔電路間距離改變造成

577202 敗.让 25 Ή.;:.:-丨 ， .. ： 、 ' .·; 月 曰 修正 案號 91104424 五、發明說明（10) 運動的影響及無線終端202與基地台2〇4間 影響可以忽略，或以額外的計時控制程文i的 一個實例中，此無線終額2包含—㈣正。在 及/或次程序，設計來校正由無線終端：夺控，序 序變化。此修正可依據’如資訊或週期性：號的傳符送號出時或 由無線終端傳來用來決定傳送及/或接收延遲。這個5 ί 8序中可加在根據本發明之修正計時器計時不—致的程序 為了消除不同無線終端間的0FDM符號干擾，及 0 F D Μ符號間的干擾，由益線線端接你丨 ^ r- ΛΛ m ^ W…琛、、、細接收到的信號與接收器符 J時序”步:匕很重要。特別是接收器符號窗應該要放置 在任何…、線終端來的信號在此符號窗中都會一一 的OFDM符號。 d 丨平 圖4為一時序圖4 〇 〇，說明由兩個無線終端丨〇 4，丨〇 6接 收到的信號與基地台接收器符號時序同步化的一個方案。 列402為由該第一無線終端丨〇4傳送出的兩個循序的符號 X〇，XI。列404為由該第二無線終端1〇6傳送出的兩個循序 的符號Y0，Y1。列406為兩個連續的基地台符號窗W1，[ ，其對應於傳輸的符號資料被選擇視為接收符號的時間週 期。此第一窗W1由時間T1延伸到時間T2。第二窗由時間T3 延伸到時間T4。注意在符號窗W1，W2間有一段時間，即T2 與Τ3間的時間，此時接收到的符號資料不被使用。此段時 間相專或小於该傳送符號的循環前置定位符號。當接收器 付號時序適S的與傳送器符號時序校准，窗^ 1，W 2會對應 於Χ0 ’ Υ0與XI ’ Υ1，如圖4中所示，並由傳送符號中適當 第14頁 577202 92· l i H K : 月 曰 修正 崖號91104伙1 I、發萌親Will) 還原。 * a t而，由不同終端1〇4，1〇6接收到的01?別信號不一定 此收器符號窗可能會導致可能的符號資 ’ ^ 牛列來"兒，圖5提供了一個時序圖5 0 0，其接收到 的0FDM信號並未對齊，你口 ra达—& y 發叹巧 ^ ^ 木釘为例如因為打動台的傳送器並未同 5。圖中列502為第一無線終端1〇4傳送出的符號χ〇， / 4為第一無線終端1 〇6傳送出的符號γ〇，γι。列 μ為連續的基地台符號窗Wl ’w2 ’其對應於傳送的 選擇視為接收訊號的時間週期。圖5中所示之 牦=符，自計時對第一無線終端1〇4的符號會正確接收。 I里於i :無線終端的傳送器與基地台接收器的符號時序 / ^ / ϊ 一無線終端1 〇6傳來的符號便不能適當偵測。 、歹1子裡，並沒有基地台接收器的符號時序可供接 收到的OF DM作辨回半儿 《 J ^ ^

符號。 "& y化，即從無線終端104，106來的OFDM 無Ϊ終端之傳送器不能被同步化，例如在-個 :固符號時序而調整接收器符號時序“ 化，就不能有效運作。 少 你-ί據本發明’與前述的同步化系統不同，該基地a接 谈 的符唬時序。母一個無線終端各自調整其傳 二^ ，使由所有無線終端接收符號 台接收器符號時序同步化。 斤石丨興基地 圖6為一方塊圖60 0，以會用的翻赴，s +么& μ 據本發明執行诵W/貫用的觀點展不無線終端根 --—_^ 丁通5ΪΙ系統中符號時序同步化的部份步驟。> 第15頁 577202 "4' /1 修正 ^^_號 91104424 五、發明說明（12) ，〇2中無、線終端202接收一由基地台2〇4傳送的信號。接 ^ ^步驟604中，接收器計時與同步化電路2〇8將接收器 =時序提前或延後D個取樣，其中D是—個正整數，通常 2 ?的整數。此用來使接收器計時提前或延後的取樣之 2盗符號時序調整資m，如數字D，被傳送到無線終端 :傳，器符號時序同步化電路214。圖6中的箭頭6〇5代表 f匕數值D與此計時修正的$向，及是要提前或延後。 匕=益符號時序同步化電路214將傳送器符號時序提前 或延後與接收器符號時序調整相同，或大致上相 D。依此調整後過的傳送器符號時序而產生的符號， 由無線裝置在步驟606傳送出去。 此在無線終端202調整傳送器計時的方法，可 國=申請書（09/503,040)所描述之由基地台m所接收 夺统中”命” t。在引述的美國專利申請書所描述的 糸統中，母一個無線終端202傳送一特定信號，稱的 時控制信號，至基地台204。基地台204評估接收的° 制信號到達的時間，並傳回一以接收信號為函數之修下二 令/以校正無線終端的傳送計時，因此確保了無 傳送器及基地台的接收器間的同步化。告、、、X 勺 2。2對基地台204有不同的未知傳；延遲線終端 :终端傳，到基地台2。4的信號決定時，這樣的閉迴路個無： (close- loop system)十分有用。 示為 在引用的專利申請書中所描述的閉迴路系統，兩 外的系統資源，即頻寬與功率，來傳送計時^制而要額 地台2 0 4 ’並接著回授修正訊息給無線終端2 〇 號到基 lilies 丨―丨-----^如果閉迴 第16頁 577202 j賛5曰修正 T ’ η、、 、 1 號 ill 04424 襴天 曰 修正 五、發明說明（13) 路路系統只需負責校正無線終端 緩慢計時飄移所造成的不符，則此額=接：器間 如同企圖補償如由無線終端202與基頸地卜Α的貝=並不重要， 成的傳送延遲變動。 σ 2 0 4間距離變化造 然而’如我們在發明背景部份注咅 202通常使用較低廉且較不精 ；m终端 2〇2與基地台204間的定時器飄移非常夺/21〇要無線終端 要用來補償無線終端傳輸器與基接：n系統 大。 或的。十時飄移’則所需的額外資源可能相當 ^據本發明，此無線終端傳送器符號時序的調整 根攄時同步化。明確的說’此無線終端2〇2首先 含數個已知的同步化技術。 夕個方法，包 、考慮本發明中無線終端202執行後的計時同步化 法，偵測接收器符號時序應提前對應之某數量的 :接收信號中的D個取樣。也就是，在基地台2〇4 符，時序比無線終端2〇2的接收器符號時序提前。此一 ^ 時漂移可能是基地台204與無線終端2〇2間計時器不符造 成。根據本發明，一個共用的計時器210用來驅動盔綠^ 端2 0 2中的接收器與傳送器電路2 0 6，21 2。除此之外、，美 地台的接收器符號時序也可能比無線終端2〇2的傳送器^ 號時序提前。為了修正此計時錯誤，根據本發明，、° ^ 線終端將其傳送器符號時序提前相同，或大致上相同數量 第17頁 577202 【 _^案號91104424_年 月 日 修正 五、發明說明（14) 的’來調整此無線終端的接收器計時。 同樣的，當此無線終端2 〇 2偵測到此接收器符號時序 應延後某數量，此無線終端2 0 2也延後其傳送器符號時序 同樣’或大致上相同數量的，例如D個取樣。 如以上討論，圖6顯示在無線終端根據本發明完成的 運作。此顯示的功能可以無線終端中的一中央處理器執行 一個或多個在無線終端記憶體中的程序來完成。每一個無 線終端首先以接收到的信號，修正其接收器符號時序，例 如使用一習知的計時同步化方法。接著，此無線終端的傳 送器符號時序以接收器符號時序同步化為函數，例如從屬 於-做凋整。當接收器符號時序修正後，此無線終端也會 =同樣方向及同樣或本質相同數量的調整，校正其傳送器 符號時序。舉例來說，當此無線終端偵侧到該接收器計時 須延後D個取樣時，此無線終端傳送器計時也會延後d個取 樣。同樣的，當此無線終端偵側到該接收器計時須提前^ 個取樣時，無線終端的傳送器計時也會提前d個取樣。如 果無線終端使用閉迴線計時控制，在一實例中，依據本發 明之計時調整被附加應用，例如除了閉迴線計時控制之 個取 當一 擇一 0FDM 符號 圖7為無線終端的接收器符號時序的

到-個符號時序週期内以製造必要的V時調其整” …、線終端202要調整其傳輸器符號時序，首先合 2來要傳送的剩訊號作為—過渡（如8出〇曰η)、 2 ’即該訊號的持續期間要被修改來執行所希望的 變。舉例來說’ «1^ ’在符號Χ0的期間，此 577202 B2. 11. 25 修正 曰 索號 911044% • *'* .···-.， .. , / 五、發明說明（15) Κ:ΪΪΧ決定^整其傳送器符號時序D個取樣。符號X1接 馬：t : f ?符號。一般來說，此過渡0FDM符號不需要是 迗的下一個0FDM符號。如果該計時調整是要提 ^。1 \ \則此過渡0FDM訊號的期間藉由移除D個取樣縮 =Μ # q該计蚪凋整是要延後D個取樣，則此過渡0FDM符 就的期間藉由增加D個取樣來加長。 德值此選定的過渡符號X1 7〇4加長D個取樣，延 ^傳k為计時D個取樣。此結果是在符號χ〇 7〇2，χ2 7〇6，Χ3 708每個都有^^個取樣，而過渡符號χι 7〇4有“1) =，=。因此，其它非過渡〇FDM符號的持續期間仍保持每 付號N+個^取樣不變。此過渡符號χι與其它在傳送序列 中的其它符？虎，一起由無線終端2〇2傳送到一基地台⑽。 圖8為此過渡OFDM符號的選擇及一改變系統中 咖符號期間的方法，此系統之—無線終端在—段的^為度佔 用時間的週期内，與許多連續符號以同一音頻傳送符號。 此無線終端保持在同一音頻的時期，如副載波頻率，稱 一佔用時間。將一個佔用時間保持在同一音頻之一個目” 的，是要使用差動調變（differential 。 根據本發明之一針對過渡符號選擇的特性，此過、产 OFDM符，被選為一佔用時間中的第一個或最末符號。二果 第二f符號為過渡符號，則此過渡符號的持續期間藉由在 循環前^定位符號部份循環的增加或移除取樣來改變。如 果最末符號為過渡符號，則此過渡符號的持續期間藉由 快速傅-立葉轉換本體部份循環的增加或移除取樣來改 圖8顯不此循環的在循環前置定位符號或快速傅立葉轉換 第19頁 577202 S2. H. 25 ；·.·-； ί . … ；·.，，：..表…： ； ” η : 月 曰 修正 二匕崔號91104424 五、發明說明（16) 本體部份增加或移除&^ ^ ^ 整後的符浐# ώί綠&樣的動作。在做完調整之後，此調 正傻的付唬再由無線終端傳送到基地台。 在圖8中’此佔用時間8^ 丁 J δ 1 υ對應於四個記號8 0 ?，

804，806，808。該第一您咕Qn〇 々 a M Z 议⑽^ e, ^ 第付號802或最末符號808，根據本 發明’被選為過渡符號。 圖1 〇與11為在一佔料間巾改變 符號時序修正。圖1 〇說明&★ A %^上付现以執仃 …_ 兄明取樣加入過渡符號中以延長符號 的例子。D個取樣ί 〇 〇 5，腎接.他 緊接在快速傅立葉轉換主體1 004 的最後κ個取樣1 006之前，被複製並放置於一班K個取樣的 循裱前置定位符號的正常κ個取樣之前，產生一包含k + d個 取樣的循環前置定位符號1〇〇3。如圖1〇中，將〇個取樣循 環複製到符號前面產生一個有N + D個取樣的符號1〇〇〇。 圖11說明取樣由過渡符號中移除，而將符號由正常的 一個符號N個取樣減少成N —D個取樣11〇〇的例子。此縮短是 將循環前置定位符號減少D個取樣丨1〇2，產生一個有K_D個 取樣的循環前置定位符號11 〇3。注意在圖丨丨的例子裡，只 有该符號中的最後K-D個取樣被複製作為循環前置定位訊 5虎 圖11中的虛線表不此D個取樣並不包含在傳送符號 中 〇 圖1 2及1 3說明修改一佔用時間中的最末符號來執行一 符號時序修正。圖1 2說明取樣加入過渡符號中以延長符號 的例子。緊接在K個取樣的循環前置定位符號1 202之後的 快速傅立葉轉換主體的D個取樣1 20 5，被複製到符號的最 後並放置在用來製造循環前置定位符號1 2 〇 2的K個取樣 1 2 0 6之後。依照這個方法，圖1 2中此過渡符號的快速傅立 第20頁 577202

「私U·25條王J 年月9 ； I /fiy,为手號 91104424 年月曰 修正 3—[了系硫一日瓦1]7) 葉轉換主體被D個取樣1 207延長，產生一個有N + D個取樣的 過渡符號1 200和一個有n-K + D個取樣的快速傅立葉轉換主 體。 在圖1 3中’整個符號號長度藉著由被傳送的符號末端 移除D個取樣1 307，縮短為N-D個取樣。此循環前置定位符 號1 302包含K個取樣，是由快速傅立葉轉換主體的末κ個取 樣1 306，在移除D個取樣1 30 7之前複製而來的。 本發明亦可適用於通訊系統，其有一第一通訊裝置同 時與一第二通訊裝置與一第三通訊裝置通訊。 圖1 4說明此第一通訊裝置，即一行動終端1 4 〇 6，正與 該第二與第三通訊裝置，即兩個基地台1402，1404，根據 本發明同時通訊。這樣的情況可能會發生，例如當該行動 終端1406正要進入一個由該第二基地台B 1404服務的新蜂 巢（cell)，但仍然被登記（register)在該第一基地台a 1 402下。此與基地台B 1 404的通訊可能是在結束與舊基地 台1 404的通訊前就登記到此新基地台1 404下。 當與兩個基地台1402，1404通訊時，通常希望行動終 端1 4 0 6保持並調整不同的符號時序窗，以供與每個基地台 1 402，1 404往/返通訊用。圖15展示一方法i 5〇〇，用以在 一行動終端1 406與兩個不同基地台1 402，1 404符號，同時 保持符號時序同步化。 此行動終端符號時序同步化方法1 5 〇 〇由步驟1 5 〇 2開 始’該行動終端1 406接收一代表從基第台14〇2 , 14〇4來的 傳送信號。在步驟1 5 0 4處執行一類比轉數位的操作，將此

第21頁 577202 年月 修正 Μ號91遍· 月 曰 修正 著延兩條獨立的接收器處理路徑處理。 士盆二ϊ一接收器處理路徑由步驟1 506開始，並試圖還原 3:: Λ收到的符號。作為在步驟1 506所執行的接收 ;:心徂沾部份’一符號時序修正運作將用來處理a/d 於睥^ :仆取樣之符號窗，與基地台A 1402的傳送器符

^夺序冋步化。符號時序修正資訊，關於處理由基地台A 、、/ SI】ί f唬’如接收器計時要提前或延後的取樣數，傳 ^ ' Λ稱要傳送到基地台Α的符號的傳送器處理程序 。作為在步驟1510的處理程序部份，用來傳送到 ί if二//號時序，與該行動終端接收器符號時序用來 ^田仉基地台A 1 402來的信號，調整同樣或大致上相 数1 〇 一第二接收器處理路徑由步驟1 508開始，並試圖還原 ΪΓΐΓ理1Λ4接收到的符號。作為在步驟1 508所執行的 ，收益處理程序部份，—符號時序修正運作將用來處理類 比〆、、數位轉換器提供的取樣之符號窗，與基地台Β 1 404的 傳送器符號時序同步化。符號時序修正資訊，關於處理美 地台Β接收到的符號，如接收器計時要提前或延後的取樣£ ί ♦傳送到負責產稱要傳送到基地台Β1404的符號的傳送 益處理程序步驟1512。作為在步驟1512的處理程序部份， 基地台Β 1 404的符號時序，與該行動終端接收 益捋唬時序用來處理從基地台Β丨404來的信號，調整 或大致上相同的數量。 假設步驟1510與1512的輸出都是類比信號，則它們 步驟1 51 4的傳送前可被允許彼此相加〇如果步驟丨〇

第22頁

577202 直號 91104424 五、發明說明（19) 1 51 2的輸出是數位取樣，該數位信號 1 51 4的傳輸前經過數位/類比轉換。 ϋ ^ 美地ϋΐ:方法，一無線終端可以同時接㈣，由不同 ί::ΐί ’對個別的接收器符號時序做修正，再 到不同的無線終端。 付现野序自，對應 體，：依不同的方式操作，例如使用軟 步驟。SUb，i # π > X n 2 述任一單獨或組合的 步驟之纟 不同應用包含執行這些不同方法的 軟硬體一個方式可能用軟體或硬體，*電路，或 當使用軟體時，執行-步驟的方法也 別的以外太路：了用來執行軟體的處理器。因此，除了 器去ί發針對電腦可執行的命令，如控制-機 '!路去執仃上述之-或多個步驟的軟體。 、、、不上所述，本發明之方、、私 可用之通訊㈣，乃一不；多U:有助於有效的使用 釣局責審：委nif:利’以保障該發明者之權益’若 :審查委員有任何稽疑’請不吝來函指示。 知，以上所述，僅為太表 明之材料、流程並不明之-具體實施例’惟本發 之專利範圍内。 斤實施之變化或修飾皆被涵蓋在本案 第23頁

577202

_' 案號 91104424 圖式簡單說明 圖1說明一根據本發明執行之通訊系統。 圖2說明一基地台與一無線終端，可用於圖丨的系統中。 圖3說明圖1中系統所含之接收器所接收到的一組符號之 處理程序。 圖4與圖5說明基地台符號時序，關於基地台接收器的符 號處理。 圖6說明一以無線終端接收器符號時序的調整為函數之一 調整無線終端傳送器符號時序的方法。 圖7說明根據本發明之訊號符時調整，藉由插入取樣到一 用來調整無線終端傳送器計時的符號。 圖8說明一 4占料間與該第一與冑末符，其肖續期間可 用二根據本發明之範例應用修改，使無線終端做 計時修正。 圖9說明一可用圖一中系統傳送的卯⑽符號。 圖1 0與圖11說明改蠻一你用日本& Μ 1 +又羑佔用時間中的第一符號裡的取樣. 使符號時序做調整。 圖1 2與圖1 3說明改變一 /L· gi? 0Β 0 π ~ a + 佔用時間中的最末符號裡的取樣」 使符號時序做調整。 圖14說明一無線終端同時與兩個基地台通訊。

圖1 5纟兒明一根據本路明,丨 如 ^ , 發月的犯例’在一無線終端同時與兩> 基地口通訊時，做符號時序調整的方法。 附件為美國正式申往夕彳暮止描々μ ^ ^ η，φ咬= 優先權文件正本，申請曰為2002· 3月5日申5月旒碼為1〇/〇9〇, 871。 【圖號說明】

第24頁 — 577202 .v. a 25

案號 9110442+ 圖式簡單說明 104無線終端 106無線終端¥ 102基地台 9Π9益治从 204 A地△ 202無線終端（行動台） 20基地σ 206接收器電路 208接收器符號時序同步化電路 & 210計時器 212傳送器電路 21 4傳送器符號時序同步化電路 216記憶體 218計時控制程序 220中央處理器 226傳送器電路 228固定傳送器符號時序23〇基地台計時器 2 3 2接收器電路 2 3 4固定接收器符號時序 236記憶體 240中央處理器 304固定速率取樣 306取出Ν個取樣對應於固定的符號窗 3 0 8摒除循環前置定位符號 31 0取出快速傅立葉轉換 40 2符號Χ0符號XI 40 4符號Υ0符號Υ1 ' 502符號Χ0符號XI 504符號Υ0符號Υ1

1 402基地台A 1 404基地台B 1 4 0 6行動終端

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Claims (1)

1. 577202

   d 案號 91104424 六、申請專利範圍 一種通訊系統之符號時序同步化方法，該方法包括： 决疋一接收器符號時序調整以用來調整一第一通訊 裝置内的接收器符號時序，使與一第二通訊裝置的接 收器符號時序同步化；及 以該決定的接收器符號時序為函數，調整該第一通 訊裝置内的一傳送器符號時序。 2·=申請專利範圍第1項之方法，其中該接收器符號時序 才曰不該符號時序應該要調整一相當於D個數位信號取樣 的數量。 3.如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一通訊裝置為 一無線終端。 4 ·如申呀專利範圍第3項之方法，其中該第二通訊裝置為 一基地台。 5·如申請專利範圍第3項之方法，更包括： 凋整该第一通訊裝置中的接收器符號時序，使該接 收器符號時序延後D個取樣；且 其中調整該第一通訊裝置中的傳送器符號時序的步 驟包含調整該無線終端内的傳送器符號時序，使符號 傳送延後D個取樣’或大致上個取樣。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中延後符號傳送包含 增加D個取樣到一要被該傳送器傳送的符號，藉此增加 該符號的持續期間。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中調整該傳送器符號 汁時的步驟包括此步驟：

   577202 二:'案號91104424__年月 β 修正____ 六、申請專利範圍 選擇一佔用時間中的第一或最末符號其中之一，用 來當作增加該D個取樣之該符號，以調整符號時序。 8 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中一佔用時間中的第 一符號被選為增加D個取樣的符號，該選定之第一符號 有Ν個取樣，該調整符號時序的步驟更包括： 由該第一符號的主體複製D個取樣，並將此D個複製 的取樣插入該符號的開頭，以產生一有N + D個取樣的第 一符號。 9 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中一佔用時間中的最 末符號被選為增加D個取樣的符號，該選定之最末符號 有Ν個取樣，該調整符號時序的步驟更包括： 由該第一符號的主體複製D個取樣，並將個複製 的取樣插入該符號的最後面，以產生一有N + I)個取樣的 最末符號。 1 0 ·如申請專利範圍第3項之方法，更包括： 其中調整該無線終端内之該傳送器符號時序的步驟 包括調整該第一通訊裝置中的該傳送器符號時序，使 符號傳送長：别D個取樣，或大致上D個取樣。 11.如申請專利範圍第10項之方法，其中提前符號傳 含從一要被該傳送器傳送的符號移除1)個取樣，' 少該符號的持續期間。 精此減 12·如中請專利範圍第11項之方法，其中調整該傳 號計時的步驟包括此步驟： "" 選擇一佔用時間中的第一或最末符號其中 577202

   ，以調整符號時序。 其中調整該傳送器符 來當作移除該D個取樣之該符號 1 3·如申請專利範圍第丨丨項之方法， 號計時的步驟包括此步驟： 選擇一佔用時間中的第一符號當作該0個取樣要被 ^除之該符號，以調整符號時序，該第一符號包括N個 符號且開頭有一κ個取樣的循環前置定位符號；且 由該第一符號的循環前置定位符號之£個取樣的開頭 刪除D個取樣，以產生一有N — D個取樣的第一符號，其 中N、D及K都是非零正整數。 1 4.如申明專利範圍第11項之方法，其中一佔用時間中的 最末符號被選為移除D個取樣的符號，該選定之最末符 號有N個取樣，該調整符號時序的步驟更包括·· 由该符號的最後面刪除D個取樣，以產生一有n — d個 取樣的最末符號，其中N與D皆為非零正整數。 1 5 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該決定接收器符號 計時調整的步驟包括： 接收一由該第二通訊裝置傳送的符號時序修正記 .號。 1 6 ·如申請專利範圍第2項之方法，更包括： 調整符號時序D個信號取樣。 17· —種行動通訊裝置，包括： 一計時器； 一接收器符號時序控制電路耦接該計時器，以決定 一接收器符號時序調整，用來將接收器符號時序與廣

   第28頁 577202 曰 號 91104424 六、申請專利範圍 播5虎之付號時序同步化；及 一傳送器符號時序控制電 器符號時序控制電路，該J = = 該接收 发得迗态符號時序控制雷政 由該接收器符號時序調整電路接收符號時序調整， 訊，並使傳送器符號時序調整與該接收器 制電路所做的接收3|符缺拉生一 儿寺序控 方向，或大…時序調整’有同樣的數量及 18. 專利範圍第17項之行動通訊裝置，丨中該 器符號時序控制電路包括： 送 方；傳Ϊ;:選擇一要被傳送的符號來延長或縮式的 方法，以執行該符號時序調整。 、幻 19. 範圍第18項之行動通訊裝置…該選擇 =方法選擇一佔用時間中的第一或最末符號來： 長或縮短’该符號時序控制電路更包括： ―複製電路，當該傳送n符號時序要延後時， 20 II令ί%複製，將複製的符號增加到該選擇要被傳送 拉4 k,及刪除電路，當該傳送器符號時序要提前 、丄負責由該選擇要被傳送的符號刪除取樣。 C第19項之行動通訊裝置，其中該符號 ”、、頻夕工符號，該行動台更包括·· 21 路傳送符號’包括一持續期間被該複製電 a刪除電路更改過之符號。 種通訊系統，包括·· 第一基地台，該第一基地台包括 第29頁 i) 年月 ,修正丨 911044^1 曰 修正 .一基地台計時器， H) 接收器電路，用來接你紅入 該接收器電路有m +接收耦&至該計時器符號， 1U) -傳送器電路^符：；序；且 號，該傳送器電路至該計時器的符 - 有固定的符號時序；且 的符號，且傳送符號至哕楚f ” ”亥第-基地台廣播 置包括： 〜第 土地台，該行動通訊裝 1 )二接收器電路接收由該第一基地台來的作於，此 包括接收器符號時序調整電：：以由 5號時^地I接收到的信？虎為函數，調整接收器 11)二傳送器電路傳送信號至該第一基地台，該傳輸 器電路包括傳送器符號時序控制電路，從屬於 接收器符號時序調整電路，該傳送器符號時序控制電 路對傳送器符號時序做調整，與接收器符號計時調整 電路對接收器符號時序所做的調整相同 或大致相同。 22·如申請專利範圍第21項之系統，其中由該第一基地台 接收到之信號為一符號時序控制信號，用來控制該接 收器電路做符號時序修正。 2 3 ·如申請專利範圍第21項之通訊系統，更包括·· 一第二行動通訊裝置，用來接收由該第一基地台廣 播的符號，且傳送符號至該第一基地台，該行動通訊

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   --911〇4424___车月日__修正 _ 六、申請專利範圍 裝置包括： i) 一接收器電路接收由該第一基地台來的信號，此 接收器電路包括接收器符號時序調整電路，以由該 第一基地台接收到的信號為函數，調整接收器 符號時序；且 1 1 ):傳送器電路傳送信號至該第一基地台，該傳輸 器電路包括傳送器符號時序控制電路，從屬於該 接收器符號時序調整電路，該傳送器記號計時控制電 路對傳送器符號時序做調整，與接收器符號計時調 整電路對接收器符號時序所做的調整相同或大致相 同。 24·如申請專利範圍第23項之系統，更包括： 一第二基地台傳送符號到該第一與第二行動通訊裝 其中該第一行動通訊裝置之接收器符號時序調整電 路包括各自處理由該第一與第二基地台來的符號， 疋符號時序調整的方法；且 該第一行動通訊裝置之傳送器符號時序調整電 ，§分別處理該第一與第二基地台之符號時，以所/ 疋的符號時序調整為函數，分別調整要傳送 ’、 25. 26. 第二基地台的符號時序之方法。 — 如申請專利範圍第23項之系統，其中該第一基 的傳送器為一0FDM傳送器 σ 種用來在通訊裝置中產生符號時序調整的方法，包

   第31頁 577202 案號 91104424 六、申請專利範圍 括一傳送器在一複數個 符號，該方法包括以下 決定在 樣數； 當該符 定的取樣 符號其中 當該符 一佔用時間中 號時序 數增加 之一； 號時序 定的取樣數由該 其中之一中減少 2 7.如申請專利範圍 包括該第一符號 取樣以調整符 數並不改變符號 28·如申請專利範圍 第一符號與最末 在該佔 到該佔 且 在該佔 佔用時 佔用時間中的每一個傳送多個 步驟： 該符號時序要提前或延後的取 用時間中要被延後，則將該決 用時間之一第一符號與一最末 用時間中要被提前，則將該決 間之一第一符號與一最末符號 第26項 或最末 號時序 數以做 第26項 符號兩者之— 之方法 符號兩 之外， 為符號 之方法 29 符號包括 其中增 由該第 取樣至該 樣數。 如申請專 第一符號 一循環前置定 加該第一符號 一符號的主體 第一符號的開 位部分 之取樣 部份複 頭，以 ’其中在該佔用時間中 者之一用來增加或增加 其它剩餘的符號之取樣 時序調整的一部份。 ，其中該佔用時間中該 是該第一符號，該第一 與一主體部份；且 數包括： 製取樣，並插入該複製 增加該第一符號中的取 利範圍第2 6項 與最末符號兩 符號包括一循環前置 之方法，其中該佔用時間中該 者之一是該第一符號，該第 定位部分與一主體部份；且

   第32頁 ' 案號91104424_年月曰 修正_— 六、申請專利範圍 其中減少該第一符號之取樣數包括： 由該循環前置定位部份的開頭移除取樣，以滅少該 第一符號中的取樣數。 3 〇 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該佔用時間中該 一第一訊號與最末符號兩者之一是該最末符號，該最 末符號包括一循環前置定位部分與一主體部份；且 其中增加該最末符號之取樣數包括： 由該第一符號的主體部份複製取樣，並插入該複製 取樣至該第一符號的末端，以增加該第一符號中的取 樣數。 3 1 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該佔用時間中該 一第一符號與最末符號兩者之一是該最末符號； 且其中減少該第一符號之取樣數包括： 由該最末符號的末端移除取樣，以減少該最末符號 中的取樣數。 32· —種通訊裝置，包括： 一傳送器在一複數個佔用時間中的每一個傳送多數 個符號，該傳送器包括： 決定在一佔用時間中符號時序該被提前或延後之取 樣數的方法； 當該符號時序在該佔用時間中要被延後該決定之取 樣數時在，該佔用時間中的一第一符號與一最末符號 之一增加決定的取樣數之方法；且 备邊符號時序在該佔用時間中要被提前該決定之取

   577202 92,11. 2S. --—案號Qnn/i/19/i_年月日 修正 六、申請專利範圍 - ^ 樣數時在，該佔用時間中的一第一符號與一最末符號 之一減少決定的取樣數之方法。 33·如申請專利範圍第32項之裝置，其中該佔用時間中該 一第一符號與最末符號兩者之一是該第一符號，該第 付號包括一循環前置定位部分與一主體部份；且 其中該增加取樣數至該第一符號的方法包括： 由該第一符號的主體部份複製取樣，並插入該複製 取樣至該第一符號的開頭，以增加該第一符號中的取 樣數之方法。

   34. 如申請專利範圍第32項之裝置，其中該佔用時間中該 ^ 符號與最末符號兩者之一是該第一符號，該第 一符號包括一循環前置定位部分與一主體部份；且 其中該減少該第一符號之取樣數的方法包括： 由該循環前置定位部份的開頭移除取樣，以減少該 第一符號中的取樣數之方法。 35. 如申請專利範圍第32項之裝置，纟中該佔用時間中該 -=-符號與最末符號兩者之一是該最末符號，該最 末符號包括一循環前置定位部分與一主體部份；且

   其，該增加取樣數至該最末符號的方法包括： 符號的主體部份複製取樣，並插入該複製 —符號的末端’以增加該第-符號中的取 樣數之方法。 其中該佔用時間中該 是該最末符號，該最 3 6 ·如申請專利範圍第3 2項之裝置， 一第一符號與最末符號兩者之一

   577202 .歲號 91104424 曰 修正 六-、-申請專-利範德' 末符號包括一循環前置定位部分與一主體部份；且 其中該減少該第一符號之取樣數的方法包括： 由該最末符號的末端移除取樣，以減少該最末符號 中的取樣數之方法。

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