TWI411332B - 蜂巢式正交分頻多工系統中之毫微微基地台及其下行鏈路網路同步方法 - Google Patents

蜂巢式正交分頻多工系統中之毫微微基地台及其下行鏈路網路同步方法 Download PDF

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Description

蜂巢式正交分頻多工系統中之毫微微基地台及其下行鏈路網路同步方法 相關申請之交叉引用
本申請要求如下優先權：編號為61/109，999，申請日為2008/10/31，名稱為“Network Synchronization Mechanism to Support Femtocell in Wireless OFDM Systems”之美國臨時申請。其主題於此一併作為參考。
本發明係有關於蜂巢式(cellular)正交分頻多工(orthogonal frequency division multiplexing，以下簡稱為OFDM)系統，且特別有關於蜂巢式OFDM系統中之毫微微基地台之下行鏈路網路同步。
隨著室內(indoor)無線用戶對頻寬之需求持續增長，電信營運商除了自室外基地台提供傳輸頻寬，正嘗試透過室內基地台提供傳輸頻寬。然而，由於無線電訊號之傳播衰減特性，電信營運商難以完全透過室外基地台為室內用戶提供完整之覆蓋性(full coverage)。當前系統之通用解決方式之一係為強波器(repeater)，但它在放大訊號強度的同時也會同時放大干擾訊號，將導致接收之訊號品質之降低且無法進行數位訊號處理。解決此難題之另一方法係為中繼站(relay station)，但目前中繼站尚未大量商業化且其仍處於開發驗證階段。解決此難題之又一方法係為毫微微細胞(femtocell)，其藉由再使用(reuse)特許頻譜(licensed spectrum)作為電信營運商蜂巢式網路基礎建設(infrastructure)之一部分以增強室內覆蓋。
第1圖(先前技術)係為包含巨集(macro)基地台11與毫微微(femto)基地台12之簡化蜂巢式網路10之示意圖。蜂巢式網路10亦包含室外行動台14與室內行動台15。如第1圖繪示，因實體障礙物及/或建築物13產生之反射，巨集基地台11為室外行動台14提供強烈的訊號強度，而為室內行動台15提供相對微弱的訊號強度。另一方面，因毫微微基地台12位於建築物13之內，故毫微微基地台12，存取點(access point)基地台(例如小型室內基地台)，可為室內行動台15提供高強度之訊號與優良的訊號品質。
毫微微細胞被預期將成為4G系統之支援超高速傳輸之重要解決方式。電機與電子工程師學會(以下簡稱為IEEE)802.16m與第三代合作伙伴計劃(以下簡稱為3GPP)RAN WG皆正開發毫微微細胞技術作為全球互聯微波存取(以下簡稱為WiMAX)2.0與高級3GPP長期演進(以下簡稱為LTE-Advanced)系統之部分標準。由於超高速傳輸將導致非常高之功率消耗，且通常其多用於支援處於室內環境之用戶使用之多媒體服務。藉由佈放於室內之毫微微基地台以提供室內使用者超高速傳輸服務，可達到更短之傳輸距離與更低傳輸功率需求以節省更多無線電資源。第2圖(先前技術)係為WiMAX毫微微細胞系統20之系統架構之示意圖。
通常由全球定位系統(global positioning system，以下簡稱GPS)執行蜂巢式網路中之下行鏈路傳輸時序之網路 同步。GPS係為提供可靠定位、導航及時序服務之全球導航衛星系統。然而，毫微微基地台可能無法接收GPS訊號且無法獲得時序參考，因此其硬體所採用之參考時序將無法與巨集基地台達到精確同步。第3圖(先前技術)係為包含GPS 31之蜂巢式網路30之示意圖。蜂巢式網路30亦包含巨集基地台32與巨集基地台33，及毫微微基地台34。如第3圖繪示，巨集基地台32與巨集基地台33可自GPS 31接收GPS訊號，而因毫微微基地台34位於建築物35之內，故其無法接收GPS訊號且無法獲得時序參考。
除GPS外，後端網路(backhaul)之控制訊號亦可幫助實現不同基地台之間的網路同步。然而，毫微微基地台之後端網路連線品質並不穩定，導致其所獲得之時序參考並不精確。第4圖(先前技術)係為WiMAX毫微微細胞系統40中之毫微微基地台之後端網路連線之示意圖。如第4圖繪示，毫微微基地台之後端網路連線普遍被預期為低成本之數位用戶線(xDSL)或有線資料服務介面規格(DOCSIS)連線。毫微微基地台之後端網路連線並非像用於巨集基地台、微型(micro)基地台、微微(pico)基地台之專屬連接那樣穩健(robust)及可靠。此外，控制訊號往返(round trip)之延遲亦會隨時間改變並導致難以獲得精確之參考時序。因此，蜂巢式OFDM系統及/或正交分頻多路存取(orthogonal frequency division multiple access，以下簡稱為OFDMA)系統中之毫微微基地台之下行鏈路網路同步仍係為一項挑戰。
有鑑於此，特提供以下技術方案：
提供一種蜂巢式正交分頻多工系統中用於毫微微基地台之下行鏈路同步之方法。毫微微基地台首先掃描自多個相鄰巨集基地台傳輸之一個或多個之參考訊號。於掃描之前，相鄰巨集基地台之間的下行鏈路傳輸時序已同步至一定的精準度內。以行動台的觀察而言，巨集基地台傳輸之無線電訊號之間的抵達時間差小於OFDM符號之保護區間期間。
毫微微基地台基於掃描結果自一個或多個參考訊號中選定作為同步依據之參考訊號。於本發明實施例中，作為同步依據之參考訊號係為於觀察視窗期間第一個被毫微微基地台有效偵測到之參考訊號。於一實施例中，觀察視窗之長度小於訊框長度之一半但遠大於多個相鄰巨集基地台之間的傳播延遲。作為同步依據之參考訊號之實際抵達時間可藉由使用數位訊號處理加上時序偵測器與時序萃取器之毫微微基地台偵測。
最後，毫微微基地台基於作為同步依據之參考訊號配置其下行鏈路無線電訊號傳輸，以使毫微微基地台與多個相鄰巨集基地台同步。於一實施例中，作為同步依據之參考訊號於下行鏈路訊框之起始邊界首先藉由相鄰巨集基地台傳輸，接著毫微微基地台於特定時間點偵測到此參考訊號，並且毫微微基地台將其下行鏈路訊框之起始邊界設置為與偵測到該參考訊號之時間點相同時序，此時序與當參考訊號第一次被毫微微基地台接收時的時序相同。於另一 實施例中，作為同步依據之參考訊號由相鄰巨集基地台於下行鏈路訊框之起始邊界再加上偏移量的時間點傳輸。毫微微基地台將其下行鏈路訊框之起始邊界設定為該參考訊號被偵測到之時間再加上此偏移量之時間點。
本發明提供之下行鏈路同步之方法，藉由毫微微基地台掃描自多個相鄰巨集基地台傳輸之參考訊號，基於掃描結果確定作為同步依據之參考訊號，基於作為同步依據之參考訊號配置其下行鏈路無線電訊號傳輸，可實現毫微微基地台之下行鏈路網路同步，使其與相鄰巨集基地台同步。
其他實施例及有益效果於下文之實施方式中詳細描述。此發明內容並非用於限定本發明。本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
本發明可藉由閱讀後續之詳細描述與範例並參考附圖得到充分理解。
電信營運商可透過毫微微細胞重複使用相同的特許頻譜以增強室內覆蓋並成為網路有效涵蓋範圍之一部份。於諸如WiMAX毫微微細胞系統之毫微微細胞系統中，室內服務主要由WiMAX毫微微細胞存取點(WFAP)提供。毫微微細胞通常為諸如多媒體服務之室內應用(application)提供非常小的細胞覆蓋(例如小於35米)及超高速傳輸。藉由使用與巨集細胞相同的空中介面及操作於與巨集細胞相同的特許頻譜，網路營運商可降低用於室內覆蓋之巨集細胞之開發成本且提高室內使用者使用其無線通訊服務意願 而從中獲利。然而，對於蜂巢式OFDM及/或蜂巢式OFDMA網路中保持子載波(sub-carrier)之間的正交性(orthogonality)與防止載波間干擾(inter-carrier interference，以下簡稱為ICI)，毫微微細胞與巨集細胞之間的下行鏈路網路同步十分關鍵。
OFDMA已被採用為候選4G技術之下行鏈路傳輸方案。OFDMA既被考慮用於WiMAX 2.0又被考慮用於LTE-Advanced之下行鏈路傳輸。然而，主要由頻率偏置及時間變化引起之ICI係為OFDM網路中之特殊且顯著之難題。為防止ICI，OFDM網路需要每一基地台同步地傳輸以保持子載波之間的正交性。因此，每一基地台傳輸之OFDM符號時序應校準(align)至一定的精確度之內(如誤差小於1 μs)。一般而言，來自不同基地台之無線電訊號之間的抵達時間差應小於OFDM符號之保護區間(guard interval)以防止非期望之ICI。
第5圖係為根據本發明實施例之具有毫微微基地台之蜂巢式OFDM網路50之示意圖。蜂巢式OFDM網路50包含多個巨集基地台51~巨集基地台57、毫微微基地台58及全球定位系統GPS59。巨集基地台51~巨集基地台57自全球定位系統GPS59接收GPS訊號從而獲得可靠與精確的時序參考。因此，巨集基地台51~巨集基地台57之下行鏈路傳輸時序被很好地同步。以行動台的觀察而言，其意味著巨集基地台51~巨集基地台57傳輸之無線電訊號之間的抵達時間差小於OFDM符號之保護區間期間(Tg)。另一方面，毫微微基地台58無法接收GPS訊號以獲 得時序參考。於本發明實施例中，毫微微基地台58接收並掃描自多個巨集基地台51~巨集基地台57傳輸之多個參考訊號，並確定作為同步依據之參考訊號。基於作為同步依據之參考訊號，毫微微基地台58方可獲得時序參考以使毫微微基地台58之下行鏈路傳輸時序與其他巨集基地台51~巨集基地台57之下行鏈路傳輸時序亦很好地同步。
第6圖係為根據本發明實施例之蜂巢式OFDM網路50中之毫微微基地台58之簡化方塊圖。毫微微基地台58包含儲存設備61、中央處理單元(以下簡稱為CPU)62、與天線63耦接之射頻(radio frequency，以下簡稱為RF)模組64、訊號處理模組65、時序偵測器與時序萃取器66、以及時序配置模組67。於第6圖之實施例中，RF模組64經由天線63接收參考訊號68(類比訊號)。訊號處理模組65將類比訊號轉換為數字訊號並輸出參考訊號68之對應序列碼。時序偵測器與時序萃取器66基於序列碼偵測參考訊號68之抵達時間，然後基於參考訊號68之已偵測之抵達時間確定作為同步依據之時序參考。時序配置模組67基於作為同步依據之時序參考配置毫微微基地台58之下行鏈路傳輸時序以實現網路同步。
第7圖係為啟動(activate)蜂巢式OFDM網路中之毫微微基地台之方法之流程圖。於步驟71中，毫微微基地台首先與其後端網路中之伺服器通訊並於開啟電源之後登記(register)至蜂巢式網路。毫微微基地台於後端網路伺服器授權(authorize)前無法傳輸任何無線電訊號。於步驟72中，毫微微基地台與後端網路伺服器通訊以交換其諸如可 支援通道頻寬、通訊協定版本、功率級別、以及多載波支援之服務能力(capability)。此外，後端網路伺服器可告知毫微微基地台其用於毫微微細胞操作之一組參數，諸如中心頻率與指定頻率通道頻寬、傳輸功率、排列(permutation)方案、以及可支援通量(throughput)。於步驟73中，毫微微基地台掃描指定頻率通道上的多個參考訊號。多個參考訊號傳輸自多個相鄰巨集基地台。基於掃描結果，毫微微基地台偵測多個參考訊號中之每一者之抵達時間從而確定作為同步依據之參考訊號(步驟74)。最後，毫微微基地台基於作為同步依據之參考訊號之時序設定其下行鏈路訊框邊界(boundary)以實現毫微微基地台與其他相鄰巨集基地台之間的下行鏈路網路同步(步驟75)。於正確時序配置之後，毫微微基地台可準備啟動下行鏈路傳輸(步驟76)。
啟動蜂巢式OFDM網路中之毫微微細胞之挑戰性的難題係為如何實現下行鏈路網路同步。為解決此難題需要考慮幾個問題。第一，須識別下行鏈路網路同步之目標(scope)。亦即，毫微微基地台須確定其應與OFDM網路中之哪些巨集基地台同步。第二，須從自OFDM網路中之多個巨集基地台傳輸之多個參考訊號中確定作為同步依據之參考訊號。藉由基於作為同步依據之參考訊號配置下行鏈路傳輸時間點，可實現毫微微基地台與其他巨集基地台之間的網路同步。第三，須偵測作為同步依據之參考訊號之實際抵達時間。毫微微細胞可將作為同步依據之參考訊號之確切抵達時間用於其下行鏈路傳輸以實現網路同步。每一問題將於下文中詳細描述。
第8圖係為既具有孤立(isolated)毫微微細胞又具有與巨集細胞重疊(overlapped)毫微微細胞之蜂巢式OFDM網路80之示意圖。蜂巢式OFDM網路80包含巨集基地台81、第一毫微微基地台82、第二毫微微基地台83、以及行動台84。巨集基地台81為細胞85提供訊號覆蓋且係為行動台84之服務基地台，第一毫微微基地台82為細胞86提供訊號覆蓋，以及第二毫微微基地台83為細胞87提供訊號覆蓋。基地台之細胞覆蓋係為行動台可於其內建立連接之最大距離。如第8圖繪示，細胞86孤立於細胞85，而細胞87與細胞85重疊。舉例而言，因行動台84位於細胞86之細胞邊界之外，它自第一毫微微基地台82接收相對微弱的干擾。另一方面，因行動台84位於細胞87之細胞邊界之內，它自第二毫微微基地台83接收相對強烈的干擾。結果，僅當毫微微細胞覆蓋與巨集細胞覆蓋重疊時，由毫微微細胞引起由巨集細胞服務之行動台之干擾難題將變得顯著，並且若毫微微細胞係為孤立細胞，則因非同步傳輸引起之干擾可被忽略。因此，於蜂巢式OFDM網路中，毫微微細胞僅須與附近的具有重疊細胞覆蓋之巨集細胞同步。亦即，毫微微細胞僅掃描自重疊巨集細胞傳輸之參考訊號。
於確定下行鏈路網路同步目標之後，毫微微細胞需自由附近的巨集基地台傳輸之一個或多個參考訊號之中確定作為同步依據之參考訊號。第9圖係為具有與三個巨集細胞重疊之毫微微細胞之蜂巢式OFDM網路90之示意圖。蜂巢式OFDM網路90包含為細胞96提供細胞覆蓋之第一巨集基地台91、為細胞97提供細胞覆蓋之第二巨集基地 台92、為細胞98提供細胞覆蓋之第三巨集基地台93、以及為細胞99提供細胞覆蓋之毫微微基地台94。於第9圖之實例中，細胞99與所有三個巨集細胞96~98重疊，且因毫微微基地台94與其他巨集基地台91~巨集基地台93之間的非同步傳輸產生之干擾不可忽略。為與所有三個巨集基地台91~巨集基地台93同步，毫微微基地台94掃描由所有三個巨集基地台91~巨集基地台93傳輸之多個參考訊號，然後確定哪個參考訊號將作為同步依據之參考訊號，以實現毫微微基地台94與其他巨集基地台91~巨集基地台93之間的下行鏈路同步。
第10圖係為藉由蜂巢式OFDM網路90中之毫微微基地台94接收之多個參考訊號之示意圖。因第一巨集基地台91~第三巨集基地台93係為與毫微微基地台94重疊之巨集細胞，故毫微微基地台94掃描參考訊號(例如第一巨集基地台91~第三巨集基地台93傳輸之前置參考訊號(preamble)或同步訊號)。前置參考訊號係為於頻域中於子載波上調變且於時域中作為第一個OFDM符號傳輸之預設序列。於第10圖繪示之實例中，自巨集基地台91~巨集基地台93傳輸之每一前置參考訊號之抵達時間皆不同，其由多路徑效應與傳播延遲引起。於不同的抵達時間中，不同基地台之前置參考訊號抵達時間之差異主要由傳播延遲(propagation delay)引起，而同一基地台之前置參考訊號抵達時間之差異主要由多路徑效應引起。毫微微基地台94須確定哪個參考訊號應被用作其下行鏈路傳輸同步依據之參考訊號以實現下行鏈路網路同步。於本發明實施例中，毫 微微基地台94始終選擇具有最早抵達時間之參考訊號作為同步依據之參考訊號，無論該參考訊號是由哪個巨集基地台所傳送(通常係地理上最接近毫微微基地台之巨集基地台)。選擇作為同步依據之參考訊號之數學分析於下文中詳細描述。
第11圖係為說明一種新的網路同步方法之蜂巢式OFDM網路100之通用網路拓樸之示意圖。於蜂巢式OFDM網路100中，當傳輸訊號至毫微微基地台3時，巨集基地台1係為擁有最短的傳播延遲之巨集基地台。當傳輸訊號至毫微微基地台3時，巨集基地台2係為任一擁有比巨集基地台1長的傳播延遲之巨集基地台。巨集基地台1傳輸訊號至毫微微基地台3之時間係為t1，且巨集基地台2傳輸訊號至行動台4之時間係為t2。假定行動台4與毫微微基地台3之間的距離小於150米，而毫微微細胞覆蓋通常小於35米。其他時間變量τ、τ1、及τ2繪示於第11圖，其中|τ|>=|τ1|且|τ|>=|τ2|。因巨集基地台1與巨集基地台2已完成同步(例如藉由GPS或藉由後端網路)，故另一重要假設係為TDIFF (BS1，BS2)=|t1+τ1-t2|<=TSYNC ，其中TDIFF (A，B)係為以行動台4的觀察由A及B傳輸之訊號的抵達時間差，且TSYNC 係為兩個不同基地台之間滿足網路同步條件可容忍之OFDM符號的最大抵達時間差。基於網路同步之定義，TSYNC 始終小於保護區間期間TG ，但可假設其大於1微秒。據觀察，若毫微微基地台3將其傳輸時間設置為t1(例如與毫微微基地台3自最近的巨集基地台1接收參考訊號相同之時間)，則可滿足下行鏈路網路同步條 件。亦即，若毫微微基地台3與其最近的巨集基地台1同步，則毫微微基地台3亦與任意分佈之巨集基地台2同步(例如TDIFF (BS1,BS3)<=TSYNC 且TTIFF (BS2,BS3)<=TSYNC )。
第12圖係為說明上述網路同步方法之蜂巢式OFDM網路100之特殊網路拓樸之示意圖。於第12圖繪示之實例中，巨集基地台1、巨集基地台2、毫微微基地台3以及行動台4實體上皆位於同一條線上。假定毫微微基地台3將其下行鏈路傳輸時間設置為t1。結果，TDIFF (BS1,BS3)=|(t1+τ1)-(t1+τ1)|=0，且TDIFF (BS2,BS3)=|(t2-(t1+τ1)|=TDIFF (BS2,BS1)<=TSYNC 。因此，若毫微微基地台3與巨集基地台1同步，則它與巨集基地台1及巨集基地台2皆同步。
請重新參照第11圖繪示之網路100之通用網路拓樸，其中毫微微基地台3亦將其下行鏈路傳輸時間設置為t1。可以看出，當毫微微基地台3與巨集基地台1同步時，即可滿足網路同步條件TDIFF (BS1,BS3)<=TSYNC 與TDIFF (BS2,BS3)<=TSYNC 。首先，可以看出TDIFF (BS1,BS3)=|(t1+τ)-(t1+τ1)|=|τ-τ1|<=2τ(因為τ>=τ1)=2×(毫微微細胞覆蓋/電波傳播速度)<=2×150/(3×108 )=10-6 秒=1微秒<=TSYNC 。因此，巨集基地台1與毫微微基地台3之間的網路同步條件可被滿足。
其次，可以看出TDIFF (BS2,BS3)=|(t1+τ)-t2|。此等式可於兩種不同情景下進一步展開。於第一種情景下，若(t1+τ)>=t2，則TDIFF (BS2,BS3)=t1+τ-t2<=(t2+τ2)+τ-t2(因0<t1<=t2+τ2)=τ+τ2<=2τ(因τ>=τ2)=2×(毫微微細胞覆蓋/ 傳播速度)<=2×150/(3×108 )=10-6 秒=1微秒<=TSYNC 。於第二種情景下，若(t1+τ)<t2，則TDIFF (BS2,BS3)=t2-t1-τ=(t2-t1-τ1)+(τ1-τ)=TDIFF (BS1,BS2)+(τ1-τ)<=TSYNC +(τ1-τ)<=TSYNC (因TDIFF (BS1,BS2)<=TSYNC ，且τ>=τ1)。這樣，巨集基地台2與毫微微基地台3之間的網路同步條件於兩種情景下亦皆被滿足。因此，若毫微微基地台3與自其最近的巨集基地台1傳輸之參考訊號同步，則網路同步條件將可被滿足。
於確定下行鏈路網路同步目標及作為同步依據之參考訊號後，毫微微細胞仍須持續偵測此作為同步依據之參考訊號之實際抵達時間，然後基於此作為同步依據之參考訊號之抵達時間配置其下行鏈路傳輸訊號時間點。
第13圖係為自多個已接收之參考訊號偵測作為同步依據之參考訊號其抵達時間之通用方法示意圖。參考訊號通常由相鄰巨集基地台週期性地(例如每5毫秒一個訊框)傳輸，且第一個已接收之參考訊號可藉由使用預設觀察視窗所鑑別。舉例而言，觀察視窗之長度可小於參考訊號週期長度之一半(例如訊框期間之一半)。如第13圖繪示，因傳輸延遲與多路徑效應通常遠小於訊框期間之一半，故毫微微基地台可於一個觀察視窗內偵知藉由不同基地台傳輸之所有參考訊號之抵達時間。因此，毫微微基地台可於一個觀察視窗內識別並偵測第一個已抵達之參考訊號作為同步依據之參考訊號。
第14圖係為藉由毫微微基地台偵測參考訊號之抵達時間之第一實施例之示意圖。毫微微基地台包含RF模組、 類比數位(以下簡稱為A/D)轉換器、快速傅立葉變換(fast Fourier transform，以下簡稱為FFT)模組、耦接於天線之關聯模組、時序偵測器、時序萃取器以及時序配置模組。於第14圖繪示之實例中，僅一個由巨集基地台傳輸之參考訊號無多路徑效應。RF模組首先於時域中經由天線接收類比參考訊號。然後類比參考訊號由A/D轉換器數位化為數位訊號，此數位訊號於頻域中由FFT模組於時間點t0傳送至已接收之序列中。然後將此已接收之序列與由關聯模組輸入之不同的序列關聯。最後，時序偵測器於時間點t0偵測具有已關聯之序列碼之參考訊號。時序萃取器然後選擇t0作為參考訊號之抵達時間。
第15圖係為偵測具有多路徑效應之參考訊號之抵達時間之第二實施例之示意圖。於第15圖繪示之實例中，僅一個由巨集基地台傳輸之參考訊號具有多路徑效應。因此，毫微微基地台可藉由時序偵測器偵測於不同時間點接收之相同的參考訊號。基於時序偵測器之輸入，時序萃取器接著藉由選擇第一個參考訊號來確定最佳時序參考。時序配置模組然後使用最佳時序參考配置毫微微基地台之下行鏈路傳輸時序以實現網路同步。
第16圖係為偵測具有多路徑效應之多個參考訊號之抵達時間之第三實施例之示意圖。於第16圖繪示之實例中，多個參考訊號由多個巨集基地台傳輸，每一參考訊號皆經歷多路徑衰落(multipath fading)通道。因此，毫微微基地台可藉由時序偵測器偵測於不同時間點接收之不同的參考訊號。基於時序偵測器之輸入，時序萃取器接著藉由選 擇第一個參考訊號(無論由哪個基地台傳輸此參考訊號)確定最佳時序參考。時序配置模組然後使用最佳時序參考配置毫微微基地台之下行鏈路傳輸時間以實現網路同步。
第17圖係為藉由毫微微基地台配置下行鏈路傳輸時序之第一實施例之示意圖。於第17圖繪示之實例中，參考訊號(例如前置參考訊號或同步訊號)由相鄰基地台於下行鏈路訊框之起始(starting)邊界傳輸。毫微微基地台僅將其下行鏈路起始訊框邊界設置為與當毫微微基地台第一次接收參考訊號時之時序相同。
第18圖係為藉由毫微微基地台配置下行鏈路傳輸時序之第二實施例之示意圖。於第18圖繪示之實例中，參考訊號(例如中置參考訊號(mid-amble)或後置參考訊號(post-amble))並非由相鄰基地台於下行鏈路訊框之起始邊界傳輸。於此情形下，毫微微基地台首先估測參考訊號與前置參考訊號之間的時間差。然後毫微微基地台將其下行鏈路起始訊框邊界設置為與當毫微微基地台第一次接收參考訊號時之時序加上同樣的時間差。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特微，並非用來限制本發明之範疇。舉例而言，存在許多不同偵測已接收之參考訊號之時序之方法，使用關聯模組於頻域中匹配已接收之序列僅係為一個實例。任何習知技藝者可依據本發明之精神輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。
10‧‧‧蜂巢式網路
11，81‧‧‧巨集基地台
12，58，82，83，94‧‧‧毫微微基地台
13，35‧‧‧建築物
14，15，84‧‧‧行動台
20，40‧‧‧WiMAX毫微微細胞系統
30‧‧‧包含GPS之蜂巢式網路
31‧‧‧GPS
32至34，51至57，91至93‧‧‧基地台
50，80，90，100‧‧‧蜂巢式OFDM網路
61‧‧‧儲存設備
62‧‧‧CPU
63‧‧‧天線
64‧‧‧RF模組
65‧‧‧訊號處理模組
66‧‧‧時序偵測器與萃取器
67‧‧‧時序配置模組
68‧‧‧參考訊號
71至76‧‧‧步驟
85至87，96至99‧‧‧細胞
下列附圖，其中相似符號係代表相似組件，以說明本發明實施例。
第1圖係為包含巨集基地台與毫微微基地台之簡化蜂巢式網路之示意圖。
第2圖係為WiMAX毫微微細胞系統之系統架構之示意圖。
第3圖係為包含全球定位系統之蜂巢式網路之示意圖。
第4圖係為WiMAX毫微微細胞系統中之毫微微基地台之回載連接之示意圖。
第5圖係為根據本發明實施例之具有毫微微基地台之蜂巢式OFDM網路之示意圖。
第6圖係為根據本發明實施例之蜂巢式OFDM網路中之毫微微基地台之簡化方塊圖。
第7圖係為啟動蜂巢式OFDM網路中之毫微微基地台之方法之流程圖。
第8圖係為既具有孤立毫微微細胞又具有重疊毫微微細胞之蜂巢式OFDM網路之示意圖。
第9圖係為具有與三個巨集細胞重疊之毫微微細胞之蜂巢式OFDM網路之示意圖。
第10圖係為被蜂巢式OFDM網路中之毫微微細胞接收之多個參考訊號之示意圖。
第11圖係為說明一種新的網路同步方法之蜂巢式OFDM網路之汎用型網路拓樸之示意圖。
第12圖係為說明一種新的網路同步方法之蜂巢式OFDM網路之特殊網路拓樸之示意圖。
第13圖係為自多個已接收之參考訊號偵測作為同步依據之參考訊號之抵達時間之普遍方法之示意圖。
第14圖係為偵測參考訊號之抵達時間之第一實施例之示意圖。
第15圖係為偵測具有多路徑效應之參考訊號之抵達時間之第二實施例之示意圖。
第16圖係為偵測具有多路徑效應之多個參考訊號之抵達時間之第三實施例之示意圖。
第17圖係為藉由毫微微基地台配置下行鏈路傳輸時序之第一實施例之示意圖。
第18圖係為藉由毫微微基地台配置下行鏈路傳輸時序之第二實施例之示意圖。
58‧‧‧毫微微基地台
61‧‧‧儲存設備
62‧‧‧CPU
63‧‧‧天線
64‧‧‧RF模組
65‧‧‧訊號處理模組
66‧‧‧時序偵測器與萃取器
67‧‧‧時序配置模組
68‧‧‧參考訊號

Claims (22)

  1. 一種下行鏈路傳輸同步方法，用於一蜂巢式正交分頻多工系統中，該方法包含：a)藉由一毫微微基地台，掃描並接收自多個相鄰巨集基地台傳輸之一個或多個參考訊號；b)自該已接收之一個或多個參考訊號中確定一作為同步依據之參考訊號；以及c)基於該作為同步依據之參考訊號，配置該毫微微基地台之一下行鏈路無線電訊號傳輸，以使該毫微微基地台與該多個相鄰巨集基地台同步。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，於藉由該毫微微基地台掃描該一個或多個參考訊號之前，由該多個相鄰巨集基地台傳輸之多個下行鏈路無線電訊號已達成同步。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，當自兩個基地台傳輸之多個無線電訊號之抵達接收端之時間差小於一正交分頻多工符號之一保護區間時，該兩個基地台達成同步。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該作為同步依據之參考訊號係為於一觀察視窗期間第一個被該毫微微基地台接收之一參考訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該觀察視窗之長度小於一訊框長度的一半，但遠大於該多個相鄰巨集基地台之間的傳播延遲。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方 法，其中，該作為同步依據之參考訊號係為於一下行鏈路訊框之一起始邊界傳輸之一下行鏈路的前置參考訊號，該前置參考訊號被該毫微微基地台於一特定時間點接收，以及該毫微微基地台於該同樣的特定時間點傳輸一下行鏈路訊框。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該作為同步依據之參考訊號於一下行鏈路訊框期間於相對於一起始點一時間差之一時間點傳輸，該作為同步依據之參考訊號被該毫微微基地台於一特定時間點接收，以及該毫微微基地台於該同樣的特定時間點加上該同樣時間差的該時間點傳輸一下行鏈路訊框。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該一個或多個參考訊號包含由一基地台傳輸之具有多路徑效應之一參考訊號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該毫微微基地台係為該蜂巢式正交分頻多工系統中用於室內覆蓋之一存取點基地台，以及該毫微微基地台通過一標準寬頻實體鏈路連接至一後端網路伺服器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之下行鏈路傳輸同步方法，其中，該毫微微基地台與該多個相鄰巨集基地台中之每一者有重疊的細胞覆蓋。
  11. 一種毫微微基地台，用於一蜂巢式正交分頻多工系統，該毫微微基地台包含：一射頻模組，接收由多個相鄰巨集基地台傳輸之一個或多個參考訊號； 一時序偵測器，偵測該一個或多個參考訊號中之每一者之一對應抵達時間；一時序萃取器，基於一作為同步依據之參考訊號之該已偵測之對應抵達時間確定一作為同步依據之時序參考；以及一時序配置模組，基於該作為同步依據之時序參考配置該毫微微基地台之下行鏈路傳輸時序，以使該毫微微基地台與該多個相鄰巨集基地台達成同步。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，當自兩個基地台傳輸之多個無線電訊號於接收端之抵達時間差小於一正交分頻多工符號之一保護區間時，該兩個基地台達成同步。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該作為同步依據之參考訊號係為於一觀察視窗期間第一個被該毫微微基地台接收之一參考訊號，以及該觀察視窗之長度小於一正交分頻多工訊框長度，但遠大於該多個相鄰巨集基地台之間的傳播延遲。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該作為同步依據之參考訊號係為於一下行鏈路訊框之一起始邊界傳輸之下行鏈路的一前置參考訊號，該前置參考訊號被該毫微微基地台於該參考時序接收，以及該毫微微基地台於該同樣的參考時序傳輸一下行鏈路訊框。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該作為同步依據之參考訊號於一下行鏈路訊框期間於相對於一訊框起始點之一時間差之一時間點傳輸，該作為 同步依據之參考訊號被該毫微微基地台於該參考時間點接收，以及該毫微微基地台於該同樣的參考時間點加上該同樣時間差的該時間點傳輸一下行鏈路訊框。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該一個或多個參考訊號包含由一基地台傳輸之具有多路徑效應之一參考訊號。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該毫微微基地台更包含：一關聯模組，於頻域中關聯一個或多個已接收之序列，以使該時序偵測器於時域中偵測該一個或多個已接收之參考訊號之該多個對應抵達時間。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之毫微微基地台，其中，該毫微微基地台係為該蜂巢式正交分頻多工系統中之用於室內覆蓋之存取點基地台，以及該毫微微基地台通過一標準寬頻實體鏈路連接至一後端網路伺服器。
  19. 一種毫微微基地台，用於一蜂巢式正交分頻多工系統，該毫微微基地台包含：一射頻模組，接收由多個相鄰巨集基地台傳輸之一個或多個參考訊號；以及一偵測裝置，偵測該多個參考訊號中之每一者之一對應抵達時間從而確定一作為同步依據之參考訊號之一時序參考，其中，該毫微微基地台基於該作為同步依據之參考訊號之時序參考配置下行鏈路傳輸時序以使該毫微微基地台與該多個相鄰巨集基地台達成同步。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之毫微微基地台，其 中，當自兩個基地台傳輸之多個無線電訊號之抵達時間差小於一預定值時，該兩個基地台達成同步，以及該預定值小於一正交分頻多工符號之一保護區間。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之毫微微基地台，其中，該作為同步依據之參考訊號係為於一觀察視窗期間第一個被該毫微微基地台接收之一參考訊號，以及該觀察視窗之長度小於一訊框長度的一半，但遠大於該多個相鄰巨集基地台之間的傳播延遲。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之毫微微基地台，其中，該偵測裝置包含偵測與確定該作為同步依據之時序參考之一時序偵測器與一時序萃取器。
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