DE60020990T2

DE60020990T2 - System und verfahren zur aufrechterhaltung der aufwärtssynchronisation in einem cdma-kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60020990T2
Application number: DE60020990T
Authority: DE
Inventors: Michael Benz; Xiaoqin Song
Original assignee: Siemens Ltd China; Siemens AG
Current assignee: Siemens Ltd China; Siemens AG
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: CN1154269C; EP1230751B1; DE60020990D1; WO2001024411A1; JP2003510953A; CN1290082A; EP1230751A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft CDMA-Technologie und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation in CDMA-basierten Mobilfunksystemen.
Technischer Hintergrund
Bei den meisten CDMA-Systemen sind die Aufwärtsstrecken asynchron. Das bedeutet, dass die Signale der Teilnehmer zu unterschiedlichen Zeitpunkten am versorgenden Knoten B (der Basisstation) eintreffen. Dadurch stören die von verschiedenen Teilnehmern verwendeten asynchronen Spreizcodes (zum Beispiel pseudozufällige, d. h. PN- (Pseudo Noise-) Folge) einander gegenseitig. Diese Störbeeinflussung ist unter der Bezeichnung Multi-Access-Interference (Störbeeinflussung des Mehrfachzugriffs) bekannt. Da CDMA ein interferenzbegrenztes System ist, hat jede zusätzliche Störbeeinflussung eine Verringerung der Kapazität zur Folge. Ein System mit Aufwärtssynchronisation oder so genanntes synchrones CDMA-System sorgt dafür, dass alle Teilnehmersignale die Basisstation zur gleichen Zeit erreichen. Es verringert die Multi-Access-Interference beträchtlich. Diese Aufwärtssynchronisation (Uplink Synchronization US) führt zu einer höheren Kapazität und vereinfacht den Demodulator im Knoten B auf der Seite der Basisstation.
Eine Synchronisation ist in einem Mobilfunksystem aufgrund der Mehrwege- und Shadow-Fading-Charakteristik (langsamer Schwund) des Mobilfunkkanals schwieriger zu realisieren. Da sich die Kanalcharakteristik häufig mit der Zeit ändert und die Genauigkeit für die Aufwärtssynchronisation hoch sein muss, muss die Aktualisierungsfrequenz des Übertragungstaktes TX der Mobilstation hoch sein. Das Problem besteht darin, wie eine effiziente Möglichkeit gefunden werden kann, um eine Aufwärtssynchronisation zu realisieren und den Systemaufwand in akzeptablen Grenzen zu halten. Die Realisierung der Aufwärtssynchronisation kann in zwei Bestandteile unterteilt werden: Herstellung der Aufwärtssynchronisation und Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation. In der Erfindung wird ein einfaches und effizientes Verfahren zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation beschrieben.
Vom Standpunkt von Schicht 1 aus betrachtet ist die Aufwärtssynchronisation äquivalent zu einem Timing Advance (Taktvorstellung) mit sehr hoher Präzision. Beim gegenwärtigen System existiert ein Schema für das Timing Advance. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Schemas des Timing Advance. Wie in 1 dargestellt, ist eine Ausbreitungsverzögerung vorhanden, wenn die Basisstation (BS) das über die Aufwärtsstrecke gesendete Signal empfängt. Daher wird am Standort der Mobilstation (MS) für die Übertragung über die Aufwärtsstrecke ein Timing Advance für den Burst (Datenpaket) vorgesehen, so dass der an der BS empfangene Burst genau zum richtigen Zeitpunkt eintrifft.
Jedoch werden bei dem existierenden Schema des Timing Advance die Informationen über das Timing Advance von der Schicht 3 aus gesendet. Da die Genauigkeit für die Aufwärtssynchronisation höher ist und die Aktualisierungsfrequenz schneller ist als das Timing Advance, kann das Schema des Timing Advance den Anforderungen der Aufwärtssynchronisation nicht gerecht werden. Bei den gegenwärtigen Mobilfunksystemen gibt es keine Lösung für die Aufwärtssynchronisation. Somit ist das Problem bis zum Zeitpunkt der Erfindung ungelöst.
In US 5.446.727 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Laufzeitkorrektur von Signalen für den Empfang in einem CDMA-Kommunikationssystem beschrieben, wobei beim Empfang eines Signals von einer Teilnehmereinheit eine Basisstation den Ankunftszeitpunkt des empfangenen Signals mit einem Bezugswert vergleicht und anschließend ihrerseits ein Signal, das Informationen zur Laufzeitkorrektur enthält, an die Teilnehmereinheit sendet.
In EP 0673130 wird ein Verfahren zur Herstellung der Synchronisation in einem CDMA-Kommunikationssystem zwischen einer Basisstation und Mobilfunkteilnehmern beschrieben. Die Basisstation sendet an die Mobilfunkteilnehmer ein Signal, in das sie ein Signal eingefügt hat, das für die Ausbreitungsverzögerung und ein Ausbreitungsverzögerungs-Inkrement repräsentativ ist. Bei Empfang dieser Informationen korrigieren die Mobilfunkteilnehmer ihre Muster des Streuspektrums.
In US 5.229.996 wird ein Verfahren zur Korrektur von Laufzeitabweichungen bei Übertragungen zwischen Mobilstationen und einer Basisstation offenbart. Die Synchronisation wird aufrechterhalten, indem Laufzeitabweichungen bei empfangenen Nachrichten erkannt werden, danach Laufzeitanpassungen vorgenommen werden und anschließend während zweier nicht zusammenhängender Zeitintervalle geprüft wird, ob die vorgesehenen Laufzeitanpassungen implementiert wurden.
In „Timing Aspects of Synchronous CDMA" (Den Takt betreffende Aspekte von synchronen CDMA-Systemen) von R. D. J. van Nee, IEEE International Symposium an Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 1994, Seite 439 – 443, werden zwei Methoden beschrieben, die angewendet werden können, um ein CDMA-System sowohl für die Aufwärtsstrecke als auch für die Abwärtsstrecke zu synchronisieren. Durch Anwendung eines neuen Verfolgungssystems, das sowohl Richtfunk- als auch Mehrwege- Parameter schätzt, werden bessere Ergebnisse bei der Synchronisation der Aufwärtsstrecke erzielt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation in CDMA-basierten Mobilfunksystemen mit hoher Genauigkeit und schneller Aktualisierungsfrequenz bereitzustellen, dadurch die Multi-Access-Interference effizient zu verringern und eine höhere Kapazität des CDMA-Systems zu erreichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kommunikationssystem, in dem das obige Verfahren angewendet wird, und die Basisstation und Mobilstation desselben bereitzustellen.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation in einem Mobilfunksystem bereitgestellt, wobei das besagte Mobilfunksystem eine Basisstation und wenigstens eine Mobilstation umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Empfangen von Signalen, die von der besagten Mobilstation gesendet wurden, an der besagten Basisstation;
Messen eines Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der Mobilstation an der besagten Basisstation;
Berechnen eines optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) auf der Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist;
Vergleichen des besagten Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) und des besagten optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) an der besagten Basisstation, um einen Synchronisationsverschiebung- (Synchronization Shift-, SS-) Befehl zum Erhöhen oder Verringern eines aktuellen Timing Advance der Aufwärtsstrecke, das in der besagten Mobilstation verwendet wird, zu erzeugen;
Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls an der besagten Basisstation in einem abwärts gerichteten Physical Layer Burst (Bitübertragungsschicht-Burst) an die besagte Mobilstation, um das besagte aktuelle Timing Advance der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, wobei der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehl in dem besagten signalisierten Burst um die Midamble (Trainingssequenz) herum angeordnet ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein System zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation in einem Mobilfunksystem bereitgestellt, wobei das besagte Mobilfunksystem eine Basisstation und wenigstens eine Mobilstation umfasst, wobei das besagte System Folgendes umfasst: Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von einer der besagten Mobilstationen gesendet werden; Messmittel zu Messen des Takts der gesendeten Signale von der Mobilstation und Erhalten eines Werts US_Ist, der gegenwärtig in der Mobilstation verwendet wird; Berechnungsmittel zum Berechnen eines Werts US_Ziel auf Basis der Messung; Vergleichsmittel zum Vergleichen von US_Ist und US_Ziel, um einen SS-Befehl zum Erhöhen oder Verringern des besagten Werts US_Ist zu erzeugen; Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls in einer Abwärtsstrecke an die besagte Mobilstation, um den besagten Wert US_Ist zu erhöhen oder zu verringern.
Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein Mobilfunksystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst:

eine Basisstation;
wenigstens eine Mobilstation;
wobei die besagte Basisstation Folgendes umfasst:
Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von der besagten Mobilstation gesendet werden;
Messmittel zum Messen eines Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der Mobilstation;
Berechnungsmittel zum Berechnen eines optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) auf Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist;
Vergleichsmittel zum Vergleichen des besagten Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) und des besagten optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) und zum Erzeugen eines Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls zum Erhöhen oder Verringern eines aktuellen Timing Advance der Aufwärtsstrecke, das in der Mobilstation verwendet wird;
Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls in einem abwärts gerichteten Physical Layer Burst an die besagte Mobilstation, um das besagte aktuelle Timing Advance der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, und
wobei die besagte Mobilstation Folgendes umfasst:
Anpassungsmittel zum Erhöhen oder Verringern des besagten aktuellen Timing Advance der Aufwärtsstrecke entsprechend dem besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehl, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehl in dem besagten signalisierten Burst um die Midamble herum angeordnet ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner eine Basisstation in einem Mobilfunksystem bereitgestellt, die Folgendes umfasst:

Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von wenigstens einer Mobilstation gesendet werden;
Messmittel zum Messen eines Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der besagten wenigstens einen Mobilstation;
Berechnungsmittel zum Berechnen eines optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) auf Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist;
Vergleichsmittel zum Vergleichen des besagten Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) und des besagten optimalen Zeitpunkts des Empfangs (USZiel) und zum Erzeugen eines Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls zum Erhöhen oder Verringern eines aktuellen Timing Advance der Aufwärtsstrecke, das in der besagten wenigstens einen Mobilstation verwendet wird;
Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls in einem abwärts gerichteten Physical Layer Burst an die besagte wenigstens eine Mobilstation, um das besagte aktuelle Timing Advance der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehl in dem besagten signalisierten Burst um die Midamble herum angeordnet ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein Mobilfunksystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine Basisstation; wenigstens eine Mobilstation; wobei die besagte Basisstation Folgendes umfasst: Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von einer der besagten Mobilstationen gesendet werden; Messmittel zum Messen des Taktes der gesendeten Signale von der Mobilstation und Erhalten eines Werts US_Ist, der gegenwärtig in der Mobilstation verwendet wird; Berechnungsmittel zum Berechnen eines Werts US_Ziel auf Basis der Messung; Vergleichsmittel zum Vergleichen von US_Ist und US_Ziel, um einen SS-Befehl zum Erhöhen oder Verringern des besagten Werts US_Ist zu erzeugen; Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehls in einer Abwärtsstrecke an die besagte Mobilstation, um den besagten Wert US_Ist zu erhöhen oder zu verringern, und wobei die besagte Mobilstation Folgendes umfasst: Anpassungsmittel zum Erhöhen oder Verringern des besagten Werts US_Ist entsprechend dem besagten Synchronisationsverschiebungs- Befehl sowie der dabei verwendeten Basisstation und Mobilstation.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Prinzipskizze des Schemas des Timing Advance auf der Ebene von Schicht 3 (L3).
2 zeigt eine Prinzipskizze des CDMA-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Prinzipskizze für Beispiele für die Berechnung von US_Ziel gemäß der Erfindung.
4 zeigt ein Beispiel der Position des SS- (Synchronisationsverschiebungs-) Befehls in einem Traffic-Burst.
5 zeigt ein weiteres Beispiel der Position des SS- (Synchronisationsverschiebungs-) Befehls in einem Traffic-Burst, wenn TFCI gesendet wird.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
2 zeigt eine Prinzipskizze des CDMA-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 dargestellt, empfängt die Basisstation die Signale, die über die Aufwärtsstrecke von der Mobilstation übertragen werden. Die Basisstation enthält eine Messeinheit MU zum Messen des Taktes der empfangenen Signale und Erhalten eines Werts US_Ist, der ein (zu einem Timing Advance äquivalenter) Aufwärtssynchronisationswert ist, der gegenwärtig von der Mobilstation verwendet wird; eine Aufwärtssynchronisations-Steuereinheit UC zum Berechnen eines Werts US_Ziel, der als exakt derjenige Wert definiert ist, der für die Aufwärtssynchronisation optimal wäre; eine Vergleichseinheit CU zum Vergleichen des Werts US_Ist mit dem Wert US_Ziel; und eine den SS-Befehl erzeugende Einheit SSU zum Erzeugen eines SS-Befehls entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs. Der SS-Befehl wird über eine Abwärtsstrecke in Schicht 1 L1 an die Mobilstation MS signalisiert, um den in der MS verwendeten Wert von US_Ist anzupassen, zu erhöhen oder zu verringern. Selbstverständlich enthält die Basisstation auch ein Empfangsmittel (nicht dargestellt) zum Empfangen von Signalen, die von der MS gesendet werden; und ein Signalisierungsmittel (nicht dargestellt) zum Senden von Signalen, welche die SS-Befehle enthalten, über eine Abwärtsstrecke zur MS. Dabei kann es sich um einen bekannten Empfänger bzw. Sender handeln, weshalb die entsprechenden Einzelheiten in dieser Patentanmeldung nicht beschrieben werden. Die Sendeeinheit in der MS sendet Signale mit dem Takt US_Ist, und die Anpassungseinheit AU in der MS passt den Wert von US_Ist entsprechend den SS-Befehlen an.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine neue L1 (Schicht 1) Signalisierungs-SS (Synchronisationsverschiebung) verwendet, um die Aufwärtssynchronisation aufrechtzuerhalten. Die SS-Befehle werden in der Abwärtsstrecke der Bitübertragungsschicht gesendet.
Wie in 2 dargestellt, misst die Messeinheit im versorgenden Knoten B oder der Basisstation kontinuierlich den Takt einer Übertragung vom Teilnehmergerät, d. h. von der Mobilstation MS. Auf Basis dieser Messungen berechnet danach die Aufwärtssynchronisations-Steuereinheit UC den Wert US_Ziel. Der Wert US_Ziel ist als exakt derjenige Wert definiert, der für die Aufwärtssynchronisation optimal wäre. Der Aufwärtssynchronisationswert, der gegenwärtig von dem System verwendet wird, ist als US_Ist definiert.
Der SS-Befehl wird anhand der Beziehung zwischen US_Ist und US_Ziel erzeugt und wird verwendet, um US_Ist zu erhöhen oder zu verringern. Somit ist der SS-Befehl ein Befehl für „nach oben" oder „nach unten" und signalisiert nicht den Wert US_Ziel selbst.
Der Wert US_Ist wird in Schritten entsprechend den SS-Befehlen und einer (eine einzige Schrittweite) oder mehreren (mehrere Schrittweiten) vordefinierten Schrittweite(n) geändert. Die kleinste Schrittweite ist zur erforderlichen Genauigkeit der Aufwärtssynchronisation äquivalent.
Der Prozess der Auf wärtssynchronisations-Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen: Die Synchronisations-Steuereinheit UC berechnet einen Zielwert der Aufwärtssynchronisation; ein SS-Befehl wird erzeugt, indem die Werte US_Ist und US_Ziel verglichen werden, wobei der SS-Befehl ein Befehl für „nach oben" oder „nach unten" ist; der SS-Befehl wird von der MS verwendet, um US_Ist in (einem) vordefinierten Schritt(en) zu erhöhen oder zu verringern, der bzw. die im Voraus bekannt ist bzw. sind und/oder im SS-Befehl codiert ist bzw. sind; der SS-Befehl wird in Schicht 1 L1 (SS-Feld in Burst) signalisiert, um die hohe Aktualisierungsfrequenz der Aufwärtssynchronisation zu erzielen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Aufwärtssynchronisation im UTRA-TDD-System oder im TD-SCDMA-System gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die geforderte Genauigkeit für die Aufwärtssynchronisation beträgt zum Beispiel ± 1/8 Chips. Der versorgende Knoten B auf der Seite der Basisstation misst kontinuierlich den Takt einer Übertragung von der MS, erhält den Wert US_Ist und berechnet einen Wert US_Ziel. Auf Basis des Vergleichs der Werte US_Ist und US_Ziel werden SS-Befehle erzeugt und über eine Abwärtsstrecke signalisiert. Der in der MS verwendete Wert US_Ist wird in Schritten entsprechend den SS-Befehlen und einer (eine einzige Schrittweite) oder mehreren (mehrere Schrittweiten) vordefinierten Schrittweite(n) geändert.
3 zeigt eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Berechnung des Werts US_Ziel in der Aufwärtssynchronisations-Steuereinheit UC gemäß der Erfindung.
Die UC dient dem Zweck, den Wert US_Ziel zu berechnen. Aufgrund des Mehrwege-Effekts und der Zeitvarianz des Kanals kann keine perfekte Aufwärtssynchronisation hergestellt werden. Daher hat der Wert US_Ziel den Zweck, denjenigen Takt für die Aufwärtsübertragung zu finden, bei dem das Verhalten der Aufwärtssynchronisation optimal ist. Es sind zwei grundlegende Verfahren möglich; eines ist die langsame UC (Aufwärtssynchronisations-Steuerung), das andere ist die schnelle UC.
Wie in 3 von unten nach oben dargestellt ist, werden drei Bursts (für die Zwecke des Beispiels), die in zeitlicher Aufeinanderfolge von der MS gesendet wurden, an der BS empfangen. Für jeden der Bursts empfängt die BS entsprechende Taps (Abgriffe) einer Impulsantwort IR. Da sich die MS bewegt und sich in einer zeitvarianten Umgebung befindet, ändert sich die IR auf der Seite der BS hinsichtlich Zeit und Leistung, wie in 3 dargestellt.
Bei der langsamen UC, was bedeutet, dass die statistischen Daten der IR benutzt werden, um einen optimalen Wert, den Wert US_Ziel, zu berechnen, ist der Wert US_Ziel äquivalent zur Ausbreitungsverzögerung plus der Verzögerung desjenigen Taps in der IR, der im Mittel die höchste Leistung aufweist. Dieses Verfahren bezieht zusätzlich die mittleren Kenngrößen der IR der Mobilstation mit ein. Daher muss die UC die statistischen Daten der IR kennen.
Bei der schnellen UC ist der Wert US_Ziel äquivalent zur Ausbreitungsverzögerung plus der Verzögerung desjenigen Taps in der IR, der derzeit die höchste Leistung aufweist. Dieses Verfahren müsste das beste Verhalten der Aufwärtssynchronisation liefern, jedoch ändert sich dann der Wert US_Ziel schnell, was eine häufigere Signalisierung von SS-Befehlen über die Abwärtsstrecke zur Folge hat.
Der Wert von US_Ziel kann entweder mit der langsamen UC oder mit der schnellen UC erhalten werden.
Die kleinste Schrittweite ist zur erforderlichen Genauigkeit äquivalent, zum Beispiel 1/8 Chips. Die Schrittweite kann ein fester Wert sein, der in der MS voreingestellt ist. Es ist auch möglich, dass die BS die Schrittweite an die jeweiligen Mobilstationen rundsendet, und dass jede der Mobilstationen die empfangene Schrittweite verwendet, um ihren Wert für US_Ist zu erhöhen oder zu verringern. Die SS-Befehle werden in der Bitübertragungsschicht gesendet, d. h. L1-Signalisierung.
Zum Beispiel lautet der Algorithmus für eine einzige Schrittweite:
Falls US_Ist > US_Ziel, dann ist SS = 0;
falls US_Ist < US_Ziel, dann ist SS = 1.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die SS-Information aus einem Bit. Mehrere Bits können für mehrere Schrittweiten oder als Fehlerschutz verwendet werden. Da SS-Befehle in L1 signalisiert werden, benötigen sie ein spezielles Feld im Burst. Das SS-Feld wird nur in Time-Slots der Abwärtsstrecke hinzugefügt, da die Übertragung von SS nur auf der Abwärtsstrecke benötigt wird.
4 und 5 zeigen zwei Beispiele der Position des Synchronisationsverschiebungs-Befehls SS in einem Traffic-Burst gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 4 dargestellt, ist in diesem Beispiel ein Symbol (zwei Bits) für das SS-Feld reserviert. Das SS-Feld ist um die Midamble herum angeordnet, um einen wirksamen Schutz in zeitvarianten Umgebungen zu erreichen. Der Grund für die Anordnung des SS-Befehls in der Nähe der Midamble besteht darin, dass die oben genannte Messung an der Midamble vorgenommen wird, so dass die Anpassung des Aufwärtssynchronisationswerts an der MS stärker auf dem tatsächlichen Status der Aufwärtssynchronisation basiert und effizienter durchgeführt werden kann. Die SS-Informationen werden in jedem Frame (Datenübertragungsblock) im physikalischen Kanal der Abwärtsstrecke gesendet. 4 zeigt die Position des SS-Befehls in einem Traffic-Burst der Abwärtsstrecke für ein UTRA- (UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) Terrestrial Radio Access) TDD- (Time Division Duplex) System.
Falls ein TFCI (Transport Format Combination Indicator) gesendet wird, wird der SS-Befehl unmittelbar neben dem TFCI übertragen. 5 zeigt die Position des SS-Befehls in einem Traffic-Burst der Abwärtsstrecke, wenn ein TFCI gesendet wird.
Die Anpassung des aktuellen Timing Advance wird nach der folgenden Regel geändert:
US_Ist,neu = US_Ist,alt + Δ_US, falls SS = 1
US_Ist,alt – Δ_US, falls SS = 0
Hierbei ist Δ_US die einzige Schrittweite für die Änderung von US. Bei dieser Implementierung ist Δ_US gleich 1/8 Chips und ist im System vordefiniert.
Aus der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ersichtlich, dass durch die vorliegende Erfindung ein effizientes Verfahren bereitgestellt wird, um die Aufwärtssynchronisation in CDMA-basierten Mobilfunksystemen mit hoher Genauigkeit und hoher Aktualisierungsfrequenz aufrechtzuerhalten. Und demzufolge bewirkt sie eine erhebliche Verringerung der Multi-Access-Interference, führt zu einer höheren Kapazität des CDMA-Systems und ermöglicht ferner eine Vereinfachung des Demodulators auf der Seite der Basisstation.
Vorstehend wurden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist klar, dass Fachleute auf Basis der Beschreibung der vorliegenden Erfindung Änderungen und Modifikationen vornehmen können, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird, der durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche bestimmt wird.

Claims

Verfahren zur Aufrechterhaltung der Aufwärtssynchronisation in einem Mobilfunksystem, wobei das besagte Mobilfunksystem eine Basisstation und wenigstens eine Mobilstation umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von Signalen, die von der besagten Mobilstation gesendet wurden, an der besagten Basisstation; Messen eines Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der Mobilstation an der besagten Basisstation; Berechnen eines optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) auf Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist; Vergleichen des besagten Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) und eines optimalen Zeitpunkts des Empfangs (US_Ziel) an der besagten Basisstation, um einen Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl zum Erhöhen oder Verringern einer aktuellen Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke, die in der besagten Mobilstation verwendet wird, zu erzeugen; Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehls von der besagten Basisstation in einem Funkblock der physikalischen Schicht der Abwärtsstrecke an die besagte Mobilstation, um die besagte aktuelle Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, wobei der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS-) Befehl in dem besagten signalisierten Funkblock um die Mittambel herum angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die besagte Messung an der Mittambel vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl in jedem Rahmen in einem physikalischen Kanal gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die statistischen Daten des Kanals in dem besagten Berechnungsschritt verwendet werden, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Tap in einer Impulsantwort, der derzeit die höchste Leistung aufweist, in dem besagten Berechnungsschritt verwendet wird, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die besagte Mobilstation die aktuelle Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke entsprechend dem besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl mit einer vorgegebenen Schrittweite oder den vorgegebenen Schrittweiten. erhöht oder verringert.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die besagte Schrittweite ein fester Wert ist, der in der besagten Mobilstation voreingestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die besagte Mobilisation die Schrittweite empfängt, die von der besagten Basisstation rundgesendet wird.
Mobilfunksystem, das folgendes umfasst: eine Basisstation; wenigstens eine Mobilstation; wobei die besagte Basisstation folgendes umfasst: Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von der besagten Mobilstation gesendet werden; Messmittel zum Messen eines Istzeitpunkts des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der Mobilstation; Berechnungsmittel zum Berechnen eines optimalen Zeitpunktes des Empfangs (US_Ziel) auf Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist; Vergleichsmittel zum Vergleichen des besagten Istzeitpunktes des Empfangs (US_Ist) und eines optimalen Zeitpunktes des Empfangs (US_Ziel) und zum Erzeugen eines Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehls zum Erhöhen oder Verringern einer aktuellen VorhaltezeitT der Aufwärtsstrecke, die in der Mobilstation verwendet wird; Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehls in einem Funkblock der physikalischen Schicht der Abwärtsstrecke an die besagte Mobilstation, um die besagte aktuelle Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, und wobei die besagte Mobilstation folgendes umfasst: Anpassungsmittel zum Erhöhen oder Verringern der besagten aktuellen Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke entsprechend dem besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl in dem besagten signalisierten Funkblock um die Mittambel herum angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei die besagte Messung an der Mittambel vorgenommen wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl in jedem Rahmen in einem physikalischen Kanal gesendet wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei die statistischen Daten des Kanals in dem besagten Berechnungsschritt verwendet werden, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu berechnen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei ein Tap in einer Impulsantwort, der derzeit die höchste Leistung aufweist, in dem besagten Berechnungsschritt verwendet wird, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu bestimmen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei die besagte Mobilstation ein Anpassungsmittel zum Erhöhen oder Verringern der besagten aktuellen Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke entsprechend dem besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl mit einer vorgegebenen Schrittweite oder den vorgegebenen Schrittweiten umfasst.
Kommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei die besagte Schrittweite ein fester Wert ist, der in der besagten Mobilstation voreingestellt ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 15, wobei die besagte Mobilstation die Schrittweite empfängt, die von der besagten Basisstation rundgesendet wird.
Basisstation in einem Mobilfunksystem, die folgendes umfasst: Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen, die von wenigstens einer Mobilstation gesendet werden; Messmittel zum Messen eines Istzeitpunktes des Empfangs (US_Ist) der gesendeten Signale von der besagten wenigstens einen Mobilstation; Berechnungsmittel zum Berechnen eines optimalen Zeitpunktes des Empfangs (US_Ziel) auf Basis der besagten Messungen, der als optimal für die Aufwärtssynchronisation definiert ist; Vergleichsmittel zum Vergleichen des besagten Istzeitpunktes des Empfangs (US_Ist) und eines optimalen Zeitpunktes des Empfangs (US_Ziel) und zum Erzeugen eines Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehls zum Erhöhen oder Verringern einer aktuellen Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke, die in der besagten wenigstens einen Mobilstation verwendet wird; Signalisierungsmittel zum Signalisieren des besagten Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehls in einem Funkblock der physikalischen Schicht der Abwärtsstrecke an die besagte wenigstens eine Mobilstation, um die besagte aktuelle Vorhaltezeit der Aufwärtsstrecke zu erhöhen oder zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl in dem besagten signalisierten Burst um die Mittambel herum angeordnet ist.
Basisstation nach Anspruch 17, wobei die besagte Messung an der Mittambel vorgenommen wird.
Basisstation nach Anspruch 18, wobei der besagte Synchronisationsverschiebungs- (SS) Befehl in jedem Frame in einem physikalischen Kanal gesendet wird.
Basisstation nach Anspruch 19, wobei die statistischen Daten des Kanals in dem besagten Berechnungsschritt verwendet werden, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu berechnen.
Basisstation nach Anspruch 17, wobei ein Tap in einer Impulsantwort, der derzeit die höchste Leistung aufweist, in dem besagten Berechnungsschritt verwendet wird, um den besagten optimalen Zeitpunkt des Empfangs (US_Ziel) zu bestimmen.