JP2001517892A - Cdma通信システムにおけるタイミング同期を支援された移動局 - Google Patents
Cdma通信システムにおけるタイミング同期を支援された移動局Info
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Abstract
Description
地局と同時に通信している移動局から送信された信号によって基地局を同期化す
る新規で改良された方法と装置に関する。
が存在する通信を容易化するいくつかの技法の内の1つである。時分割多重アク
セス(TDMA)や周波数分割多重アクセス(FDMA)などの他の技法及び振
幅拡張単一側波帯(ACSS)などのAM変調スキームが周知であるとはいえ、
CDMAはこれらの変調技法にない重要な利点を有している。多重アクセス通信
システムでCDMA技法を用いることは、双方共が本発明の譲受人に譲受されて
おり引用してここに組み込まれる、「衛星又は地上中継器を用いたスペクトル拡
散多重アクセス通信システム」(SPREAD SPECTRUM MULTI
PLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USIN
G SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS
)と題された米国特許第4,901,307号と「CDMAセルラー電話システ
ムで信号波形を発生するシステムと方法」(SYSTEM AND METHO
D FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN
A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)と題
された米国特許第5,103,459号とに開示されている。CDMA移動通信
を実行する方法は、本書ではIS−95−Aと呼ばれる「デュアルモード広帯域
スペクトル拡散セルラーシステムの移動局ベースの局コンパティビリティ基準」
(Mobile Station−Base Station Compati
bility Standard for Dual−Mode Wideba
nd Spread Spectrum Cellular System)と
題されたTIA/EIA/IS−95−Aの米電子通信工業会によって米国内で
標準化されている。
割多重アクセス(CDMA)スペクトル拡散通信信号を用いている衛星中継器又
は地上の基地局(セル基地局とかセルサイトとしても知られている)によって通
信する多重アクセス技法が開示されている。CDMA通信を利用することによっ
て、周波数スペクトルは何回でも再使用可能であり、したがって、システムのユ
ーザ容量が増加する。CDMA技法を用いることによって、他の多重アクセス技
法を用いた場合よりも遙かに高いスペクトル効率が得られることになる。
、また、2つ以上の基地局から冗長に提供されたデータを同時に復調する方法が
、本発明の譲受人に譲受され、個々に引用して組み込まれる「CDMAセルラー
通信システムにおけるダイバーシチ受信機」(DIVERSITY RECEI
VERS IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIO
N SYSTEM)と題された米国特許第5,109,390号に開示されてい
る。第‘390号特許では、別々に復調された信号を合成して、どの1つの経路
によって復調された又はどの1つの基地局から復調されたデータよりも高い信頼
性を有する送信済みデータの推定値を提供する。
ドオフに分類される。ハードハンドオフでは、移動局が発信元の基地局から離れ
、宛先の基地局に入ると、この移動局はこの発信元の基地局との自身の通信リン
クを遮断してから宛先の基地局との新しい通信リンクを設立する。ソフトハンド
オフでは、移動局は、発信元の基地局との自身の通信リンクを遮断する前に宛先
基地局との通信リンクを完了する。したがって、ソフトハンドオフでは、移動局
は、発信元の基地局と宛先の基地局との双方と同じ期間にわたって冗長に通信す
る。
加えて、移動局が基地局のカバレージ境界に近づくと、環境の小さい変化に反応
して、ハンドオフ要求を繰り返すことがある。ピンポン現象と呼ばれるこの問題
もまた、ソフトハンドオフによって大幅に軽減される。ソフトハンドオフを実行
するプロセスが、本発明の譲受人に譲受され、個々に引用してここに組み込まれ
る「CDMAセルラー電話システムでの通信にソフトハンドオフを提供する方法
とシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDI
NG A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS
IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)
と題された米国特許第5,101,501号に詳述されている。
通信システムにおける移動局支援ソフトハンドオフ」(MOBILE STAT
ION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA
CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM)と題された
米国特許第5,267,261号に開示されている。第‘261号特許では、ソ
フトハンドオフプロセスは、各基地局から送信された「パイロット」信号の強度
を移動局で測定することによってソフトハンドオフプロセスが改善されている。
これらのパイロット強度の測定値は、存続可能な基地局ハンドオフの候補の識別
を容易化することによるソフトハンドオフプロセスにおける支援の測定値である
。
ばれる第1の集合は、現時点で移動局と通信中の基地局を含むものである。候補
集合と呼ばれる第2の集合は、移動局に対して使用するには十分な強度を持つが
現時点では使用されていないと判断された信号を持つ基地局を含むものである。
所定のしきい値TADDを越えるパイロットエネルギの測定値を持つ基地局は候
補集合に加えられる。第3の集合は、移動局の近傍にある(ただし、アクティブ
集合にも候補集合にも含まれない)基地局の集合である。第4の集合は他のすべ
ての基地局から成る残余集合である。
シーケンスの位相オフセットにより特徴付けられる。基地局は、基地局候補から
のパイロット信号の強度を決定しようと探索する場合、相関操作を実行して、フ
ィルタリングされた受信済み信号を1集合のPNオフセット仮説に対して相関さ
せる。この相関操作を実行する方法と装置が、本発明の譲受人に譲受され、引用
してここに組み込まれる「CDMA通信システムにおいて探索・捕獲を実行する
方法と装置」(METHOD AND APPARATUS FOR PERF
ORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA
COMMUNICATION SYSTEM)と題された、1996年7月26
日に出願された同時係属米国特許出願第08/687,694号に詳述されてい
る。
のズレがPN符号中に発生する。探索プロセスは、このPN符号の未知のズレを
測定しようとする。このために、移動局は、その探索PN符号発生器の出力を時
間的にずらせる。この探索ズレの範囲は探索ウインドウ(search window)と呼ば れる。この探索ウインドウの中心はPNズレ仮説(PN shift hypothesis)の周辺 にある。基地局は、その物理的近傍にある基地局パイロットのPNオフセットを
示すメッセージを移動局に送信する。移動局は自身の探索ウインドウの中心をP
Nオフセット仮説の周辺に位置付けする。
速度や多重経路到達の予測される遅延拡散などを含むいくつかの要因によって異
なる。CDMA基準(IS−95)では、3つの探索ウインドウパラメータを定
義している。アクティブ集合と候補集合双方のパイロットの探索は、探索ウイン
ドウ「A」で統括される。近隣集合のパイロットはウインドウ「N」上で探索さ
れ、残余集合のパイロットはウインドウ「R」上で探索される。探索ウインドウ
のサイズを表1に示すが、ここでチップは1/1.2288MHzである。 表1
を見失う確率とのトレードオフである。
べきであるとするPN仮説を指定するメッセージを送信する。例えば、発信元の
基地局は、移動局に、自身のPNオフセットの前方にあるパイロット128PN
チップを探索するように命令することがある。移動局は、これに反応して、自身
の探索復調器(searcher demodulator)128チップを出力チップサイクルの前方
に設定して、この指定されたオフセットの周辺に中心を持つ探索ウインドウを用
いてこのパイロットを探索する。移動がPN仮説を探索してハンドオフを実行す
るに当たって利用可能なリソースを決定することを命令すると、宛先の基地局パ
イロットのPNオフセットが出力されたオフセットに時間的に非常に近いことが
重要である。探索速度は基地局境界の近傍では非常に重要であるが、その理由は
、必要な探索の実行での遅延は通話をドロップする結果となりかねないからであ
る。
することによって同期される。しかしながら、基地局がGPS信号を受信できな
い場合がある。例えば、地下鉄やトンネル内では、GPS信号は、基地局やマイ
クロ基地局の時間同期には使用できない程度にまで減衰してしまう。本発明は、
ネットワークのフラクション(fraction)が集中したタイミング信号を
受信しこれに基づいてタイミング付けすることが可能であり、同時に、基地局の
1部分がこの集中タイミング信号を受信できないこれらの環境下でタイミングの
同期をとる方法とシステムを提供する。
上でこの集中タイミング信号を受信できない基地局を時間同期する新規で改良型
の方法と装置である。基準基地局は、集中タイミング信号又は他の手段を受信す
ることによってタイミング同期を有する。この例示の実施形態では、基準基地局
は、グローバル ポジショニング衛星(GPS)受信機を用いて同期を取る。ス
レーブ基地局(slave base station)は同期を取る機能がないが、その理由は、例
えば集中タイミング信号を受信することが不可能であるからである。
フトハンドオフ領域にある移動局から送信されたメッセージと該移動局によって
受信されたメッセージとによって基準基地局との同期を取る。最初に、移動局と
基準基地局との間の往復遅延は、基準基地局によって測定される。次に、スレー
ブ基地局は、逆方向リンク信号を呼ばれる移動局から送信された信号を捕獲する
まで探索する。この逆方向リンク信号が捕獲されると、それに反応して、スレー
ブ基地局は、移動局が、順方向リンク信号と呼ばれるその信号を捕獲できるよう
に自身のタイミングを調整する。このステップは、スレーブ基地局のタイミング
誤差があまり深刻でない場合は不必要である。
ろまで信号を送るに要する時間とスレーブ基地局から自身に信号を送るに要する
時間との差を測定して報告する。最後の必要とされる測定値は、スレーブ基地局
が測定する、自移動から逆方向リンク信号を受信した時点と移動局に信号を送信
した局時点の時間差の測定値である。
って、スレーブ基地局間の時間差を決定し、スレーブ基地局のタイミングは、こ
の時間差に従って調整される。以上述べた測定はすべてIS−95CDMA通信
システムの正常な動作中に実行されることに注意すべきである。
を示す図面を参照して以下に記載する詳細な説明を読めばより明瞭となるであろ
う。 I. タイミング誤差の計算の概要 図1を参照すると、移動局60が、基地局カバレージ境界61によって定めら
れるカバレージエリア内にほぼ存在していて基地局62と通信している。基地局
62は、グローバル ポジショニングシステム(GPS)などの中央タイミング
システムによってネットワークの残余との同期を取る。これと対照的に、基地局
64は、中央タイミングシステムとは同期を取られていない。基地局コントロー
ラ66は、PSTNからのコールをT1回線又は他の手段によって基地局62又
は64に対して経路指定する。加えて、T1回線によって基地局64の周波数の
同期を取る。
可能なレベルの精度で周波数の同期を取ることができる。しかしながら、周波数
情報を提供するこれらのスキームではグリッチ(glitches)はよくあることである
。このようなグリッチがあるとタイミング誤差が発生するが、これは本発明によ
って補正可能である。位相と周波数との関係のため、本発明では位相を間欠的に
補正することによって、必要に応じて精度の低い周波数ソースを利用できるよう
にしている。
済みタイミングと同期させるために用いられる送信とそれに対応する時間間隔と
が示されている。信号経路500は、基準基地局62から移動局60への順方向
リンク信号の送信を示している。この送信が発生する時間間隔はτ1と示されて いる。移動局60では、逆方向リンク上でのフレーム送信の開始時点は、順方向
リンク上へのフレームの到達の時点と整合した時間である。この時間整合はIS
−95に標準化されており、また、この整合を実施する方法と装置が技術上周知
のものであるように、この基準に適合させて設計されたハードウエアに組み込ま
れている。
信を示している。信号500が基地局62から移動局69に至るに要する時間(
τ1)は、信号502が基地局602から移動局60に至るに要する時間(これ またτ1)に等しい。基地局62は自身が信号500を送信した時点と信号50 2を受信した時点とを知っているので、基地局602は、時間誤差(τ0’−τ 0 )の計算に必要とされる第1の値である往復遅延時間(RTD1)を計算する
ことが可能である。
に至る逆方向リンクでの信号送信である。信号504が移動局60からスレーブ
基地局64に至るに要する時間はτ2と示される。逆方向リンク信号504が基
地局64に到達する時間はT2と指定される。順方向リンク信号506が基地局
64から移動局60に至るに要する時間もまたτ2に等しい。加えて、スレーブ
基地局64は、自身が逆方向リンク信号を移動局60から受信した時点と自身が
自身の順方向リンク信号を移動局60に送信した時点との時間差を測定すること
ができる。この時間差はRTD2と示される。これらの時間が分かっているので
、時間誤差(τ0’−τ0)を計算できる。時間誤差τ0’を計算する方法を以
下に説明する。
(2) 式(1)と式(2)の項を操作して、次式を得る: T2 +△T=To’ +2・τ2 (3) 2・τ2h=T2−To’+△T (4) この式表示を簡略化するために、新しい変数RTD2を次のように定義する: RTD2=T2−To’ (5) 図2から、次のことが分かる: τ2=(RTD2/2)+(△T/2) ( 6) T2 =T0+τ1+τ2 (7) したがって、 T2−T0 =τ1+τ2、及び (8) RTD2=2・τ2−△T 置換によって、時間誤差(T0’−T0)が次式に等しいことが分かる: T0’−T0=τ1−τ2+△T (9) T0’−T0=τ1−[(RTD2/2)+(△T/2)] ( 10) T0’−T0=(RTD1/2)−(RTD2/2)+(△T/2)] ( 11) T0’−T0=(RTD1+△T−RTD2)/2 ( 12) 基地局64は、自身の時間誤差(T0’−T0)が分かったら、自身を基地局 62のタイミングに同期させるように自身のタイミングを調整する。これらの測
定値は誤差を持つので、ある好ましい実施形態では、これら測定値の多くを冗長
な値として、タイミング補正の精度を保証している。
に説明する。 II. 往復遅延(RTD1)の測定 図3は、スレーブ基地局64を基準基地局62のタイミングに同期させる本発
明による方法を示すフロー図である。ステップ300からこの同期方法は始まっ
て、移動局60は、スレーブ基地局64との通信が可能であるような範囲内で基
準基地局62と通信する。ステップ302では、信号が基準基地局62から移動
局60に走行して移動局60から基準基地局62に戻ってくる往復遅延(RTD 1 )が測定される。これは、移動局60によって受信されているフレームのフレ
ーム境界を移動局60によって送信されているフレームのフレーム境界に整合さ
せることによって実行される。この整合を実行する方法と装置は技術上周知であ
る。したがって、往復遅延(RTD1)は、基準基地局62がフレームの送信を
開始する時点と移動局60から基準基地局62に対するフレームの受信開始時点
との時間差として測定される。
ンテナ2で受信されて、デュプレクサ3を介して受信機(RCVR)4に提供さ
れる。受信機4は受信した信号をダウン変換し、フィルタリングし、増幅してか
ら、それをサーチャ50とトラフィック復調器(TRAFFIC DEMODS
)54に提供する。サーチャ50は、基準基地局62から提供された近隣リスト
に従ってパイロットチャネルを探索する。この近隣リストは、基準基地局62か
らのトラフィックチャネル上の信号通知データとして提供される。基準基地局6
2からの受信されたフレームの開始を示す信号は、制御プロセッサ55に提供さ
れる。制御プロセッサ55は、時間整合信号(a time alignment signal)を発生 して、トラフィック変調器58に提供し、トラフィック変調器58は、移動局6
0から送信されたフレームの開始を移動局60で受信されたフレームの開始と整
合させる。
され、トラフィック変調器58は、制御プロセッサ55からのタイミング信号に
反応して、送信機(TMTR)56を介して送信されたフレームを、基準基地局
62から移動局60で受信されたフレームと時間整合させる。逆方向リンクフレ
ームは、送信機56によってアップ変換され、フィルタリングされ、増幅されて
、アンテナ2から送信するためにデュプレクサ3を介して提供される。 III. スレーブ基地局による移動局の捕獲(acquisition) 図6に移動局60のトラフィックチャネル変調器58を示す。データのフレー
ムは、フレームフォーマッタ(frame formatter)200に提供される。この例示 の実施形態では、フレームフォーマッタ200は、1集合の巡回冗長検査(cycli
c redundancy cheeck)(CRC)ビットを発生して添付して、1集合のテールビ
ットを発生する。この例示実施形態では、フレームフォーマッタ200は、IS
−95に標準化され、本発明の譲受人に譲受され、参照してここに組み込まれる
「送信チャネル誘導誤差をマスクするためのボコーダデータの配置のための方法
とシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR THE ARR
ANGEMENT OF VOCODER DATA FOR THE MAS
KING OF TRANSMISSION CHANNEL INDUCED
ERRORS)と題された米国特許第5,600,754号に詳述されている
フレームフォーマットのプロトコルに従って動作する。
こで、このデータを誤差補正と検出のために符号化する。この例示実施形態では
、エンコーダ202は畳み込みエンコーダである。符号化されたデータ記号はイ
ンタリーバ204に提供され、ここで、所定のインタリーブフォーマットに従っ
て記号を再順序化する(reorder)。再順序化された記号はウオルシュマッパー2 06に提供される。この例示実施形態では、ウオルシュマッパー206は8個の
コーディングされた記号を受信して、その記号集合を64チップウオルシュシー
ケンスにマッピングする。ウオルシュ記号は拡散手段208に提供され、ここで
、ウオルシュ記号を、長拡散符号に従って拡散する。長PN符号発生器210は
、データを拡散して、逆方向リンクからのデータを近傍にある他の移動局から送
信されたデータから区別する。
スに従って拡散される第4位相シフトキーイング(QPSK)変調フォーマット
に従って送信される。拡散データは拡散手段214と216に提供され、ここで
、それぞれPN発生器(PNIとPNQ)212と218によって提供された短
PNシーケンスに従ってデータに対して第2の拡散操作を実行する。
向リンク信号を捕獲する。基地局コントローラ66は、移動局62が自身の逆方
向リンク信号を拡散するために用いているPN符号オフセットを示す信号をスレ
ーブ基地局64に送出する。この信号を基地局コントローラ66から受信すると
それに反応して、スレーブ基地局64は、基地局コントローラ66からの信号が
示すPNオフセットの周辺に中心を持つ移動局60を探索する。
ローラ66からの信号に従って、そのサーチャに長符号PN発生器106並びに
その短符号PN発生器108及び110(図9を参照)を搭載している。スレー
ブ基地局64のサーチャプロセスを以下にさらに詳述する。
地局コントローラ60からの、移動局60のPNを示す信号が受信される。この
メッセージは制御プロセッサ100に提供される。制御プロセッサ100は、こ
れに反応して、指定されたPNオフセットに中心を持つウインドウ探索範囲を計
算する。制御プロセッサ100は探索パラメータをサーチャ101に提供し、こ
のパラメータに反応して、スレーブ基地局64は、移動局60から送信された信
号を探索する。スレーブ基地局64のアンテナ102で受信されたこの信号は受
信機104に提供され、ここで、この受信信号をダウン変換し、フィルタリング
し、増幅して、それをサーチャ101に提供する。さらに、この受信された信号
はトラフィック復調器105に提供され、ここで、逆方向リンクトラフィックデ
ータを復調してそのデータを基地局コントローラ60に提供する。すると、基地
局コントローラ66はそれを公衆電話交換網(PSTN)に提供する。
とも本発明の譲受人に譲受され、参照してここに組み込まれる「スペクトル拡散
多重アクセス通信システムのセルサイト復調器アーキテクチャ」(CELL S
ITE DEMODUKATOR ARCHITECTURE FOR A S
PREAD SPECTRUM MUTIPLE ACCESS COMMUN
ICATION SYSTEM)と題された1995年1月13日に出願された
同時係属米国特許出願第08/372,632号と「スペクトル拡散多重アクセ
ス通信システムの多重経路乱作プロセッサ」(MULTIPATH SEARC
H PROCESSOR FOR A SPREAD SPECTRUM MU
LTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM)と
題された1994年9月30日に出願された同時係属米国特許出願第08/31
6,177号とに詳述されている。移動局60のPNの推定値は基地局コントロ
ーラ66から制御プロセッサ100に提供される。基地局コントローラ60から
提供されたPNオフセットの推定値に反応して、制御プロセッサ100は、スレ
ーブ基地局64によって実行される探索用に初期長PNシーケンス仮説と初期短
PNシーケンス仮説とを発生する。この例示実施形態では、制御プロセッサ10
0のバンクは、PN発生器106、108及び110のシフトレジスタを搭載し
ている。
グされ、増幅されて、相関器116に送られる。相関器116は受信した信号を
合成された長短PNシーケンス仮説に相関させる。この例示実施形態では、PN
シーケンス仮説は、PN発生器108と110が発生した短PN仮説にPN発生
器106が発生した長PNシーケンス仮説を乗算することによって発生する。こ
の合成されたPNシーケンス仮説の内の一方を用いて受信されたQPSK信号の
Iチャネルを逆拡散し、他方を用いてQチャネルを逆拡散する。
は、本発明の譲受人に譲受され、参照してここに組み込まれる「高速アダマード
変換を実行する方法と装置」(METHOD AND APPARATUS F
OR PERFORMING A FAST HADAMARD TRANSF
ORM)と題された1993年12月22日に出願された同時係属米国特許出願
第08/173,460号に詳述されている。FHTプロセッサ118と120
は、この逆拡散された信号を可能なあらゆるウオルシュ符号を相関させて、結果
として得られる振幅のマトリックスをエネルギ計算手段(I2+Q2)122に
提供する。エネルギ計算手段122は、この振幅マトリックスの要素のエネルギ
を計算して、そのエネルギ値を最大値検出器124に提供し、ここで、最大のエ
ネルギ相関を選択する。この最大相関エネルギは累算器126に提供され、ここ
で、複数のウオルシュ符号のエネルギを累算して、これらの累算されたエネルギ
に基づいて、移動局60をそのPNオフセットで捕獲できるか否か判断する。 IV. スレーブ基地局による初期タイミング調整 移動局60が捕獲されると、ブロック306で、スレーブ基地局64が、移動
局60がその順方向リンク送信を成功裏に捕獲できるようにそのタイミングを調
整する。スレーブ基地局64は、自身が逆方向リンク信号を移動局60から捕獲
したPNオフセットと基準基地局62が移動局60から逆方向リンク信号を受信
する際に用いたPNオフセットとの差を決定することによって初期タイミング調
整値を計算する。このPNオフセット差を用いて、スレーブ基地局64は、その
パイロット信号のタイミングを調整し、これによって、移動局60が、そのパイ
ロット信号を探索する場合に、移動局60の探索ウインドウ内にあるようにする
。 V. 移動局によるスレーブ基地局の捕獲 移動局信号を捕獲する際には、スレーブ基地局64にとって時間を示すものを
必要とする。この好ましい実施形態では、スレーブ基地局64の時間誤差は、交
番同期スキームによって1ms以下に維持される。GPS信号を受信できないス
レーブ基地局64に、低レベルの精度で時間を付けることを可能とするスキーム
がある。初期同期の程度を得る1つの可能な方法は、スレーブ基地局64の時間
をある時間間隔で手動で設定することである。第2の方法は、WWV受信機を用
いて時間を設定することである、この実現方法は技術上周知である。GPS信号
と異なって、WWV集中タイミング信号は非常に低い周波数で送信され、したが
って、トンネルや地下鉄中に侵入することができる。しかしながら、WWV受信
機は、CDMA通信を提供するに必要な程度の時間同期を与えることができない
。
局64にすぐ隣接して位置しているという仮定に従って自身のタイミングを調整
する。したがって、初期タイミング調整は、スレーブ基地局64と移動局60の
間に伝搬遅延がないという仮定に基づいてなされる。この後で、スレーブ基地局
64は、スレーブ基地局64と移動局60間の遅延時間が大きくなることを見込
んた時間だけ先行するように、自身のPNシーケンス発生器72と74を調整す
る。移動局60がスレーブ基地局64のパイロットチャネルを捕獲すると、通常
の手順を用いて、スレーブ基地局64のタイミングの最終的な調整は、上記の計
算に従って実行される。
基地局のパイロットチャネルは自身のPN発生器の位相によって互いに区別され
る。基準基地局62は、移動局60に、近隣リストによってスレーブ基地局64
を探索するように命令する。基準基地局62は、信号通信データによって、スレ
ーブ基地局64のパイロットを、基準基地局62の受信済みPNオフセットに対
して記述されたPN位相オフセットで捕獲できることを示す。このメッセージは
、トラフィック復調器54によって復調され、復号化されて、サーチャ50に提
供される。これに反応して、サーチャ50は、基準基地局62からの信号に示さ
れているPN位相に関するPN位相オフセットを中心に探索を実行する。
て発生されるが、その実現方法は上記の特許に詳述されている。スレーブ基地局
64からのパイロット信号を捕獲するために、移動局60は、位相φと周波数ω
の双方の点で、スレーブ基地局64からの受信信号に同期しなければならない。
このサーチャに動作の目的は、受信した信号の位相φを発見することである。す
でに述べたように、比較的正確な周波数同期を、技術上周知な基地局66からの
T1リンクによってスレーブ基地局64に供給することができる。移動が受信信
号の位相を発見するような方法は、探索ウインドウと呼ばれる1集合の位相仮説
を試験するステップと、これらオフセット仮説の内の1つが正しいか否か判断す
るステップと、から成る。
ンテナ2で受信される。この装置の目的は、PNシーケンス発生器20が発生し
た疑似ランダム雑音(PN)シーケンスと、スレーブ基地局64から送信された
未知の位相を持つ同じPNシーケンスによって拡散された受信済みスペクトル拡
散信号と、の間の同期を取ることである。この例示実施形態では、パイロット信
号発生器76(図7)とPN発生器20は双方とも、パイロット信号をそれぞれ
拡散、逆拡散させるためにPN符号シーケンスを発生する最大長シフトレジスタ
である。したがって、受信されたパイロット信号を逆拡散するために用いられる
符号と受信されたパイロット信号のPN拡散符号との間で同期を取る操作には、
シフトレジスタの時間オフセットを決定する操作が伴う。
信号をダウン変換し、フィルタリングし、増幅して、その信号を逆拡散素子6に
提供する。逆拡散素子6は、この受信した信号をPN発生器20が発生したPN
符号で乗算する。PN符号はランダム雑音のような性質を持つため、PN符号と
受信信号との積は、同期の時点以外では実質的にゼロである。
のオフセット仮説は、基準基地局62から移動局60に送信された信号に従って
決定される。この例示の実施形態では、受信された信号は第4位相シフトキーイ
ング(QPSK)によって変調され、したがって、PN発生器20は、I変調成
分のPNシーケンスとQ変調成分の別のシーケンスとを逆拡散素子6に提供する
。逆拡散素子6はPNシーケンスをその対応する変調成分で乗算して、2つの出
力成分の積をコヒーレント累算器(coherent accumulators)8と10に提供する 。
る。コヒーレント累算器8と10は、サーチャコントローラ18からの信号に反
応して、この合計期間をリセットし、ラッチし、設定する。これらの積の和は加
算器8と10から自乗手段14に提供される。自乗手段14はこれら和の各々を
自乗してこれら自乗値を一緒に加算する。
非コヒーレント合成器14は自乗手段12の出力に基づいてエネルギ値を決定す
る。非コヒーレント累算器14は、基地局送信クロックと移動局受信クロック間
の周波数誤差の影響に対向する働きをして、フェージング環境中の統計を検出す
る支援となる。非コヒーレント累算器14は、エネルギ信号を比較手段16に提
供する。比較手段16は、このエネルギ値をサーチャコントローラ手段18から
供給された所定のしきい値と比較する。次に、この比較の各々の結果が探索機コ
ントローラ18にフィードバックされる。この結果のサーチャコントローラ18
へのフィードバックには、相関エネルギの測定値とPNオフセットの測定値の双
方が含まれている。
た際のPN位相を出力する。このオフセットを用いて、以下にさらに述べる時間
誤差を計算する。
がスレーブ基地局64から信号を受信したときの時点と基準基地局62から信号
を受信した際の時点との差を計算する。この値はメッセージ発生器52に提供さ
れ、メッセージ発生器52はこの差の値を示すメッセージを発生する。このメッ
セージは、信号通知データとして逆方向リンクを介して基準基地局62とスレー
ブ基地局64に送信され、これら2つの局はこのメッセージを基地局コントロー
ラ66に送り返す。 VI. スレーブ基地局からの順方向リンク信号の送信とスレーブ基地局での逆
方向リンク信号の受信との間の遅延の測定 ステップ311で、スレーブ基地局64は、自身が逆方向リンク信号を移動局
60から受信したときの時点(T2)と自身が自身の順方向リンク信号を移動局
60に送信した際の時点(T1)との時間差を測定する。スレーブ基地局64は
、自身が自身の順方向リンク信号を送信する際のPNオフセットを記憶しておい
て、移動局60から逆方向リンク信号を検出すると、時間差RTD2を計算する
。この例示の実施形態では、この計算された時間差はスレーブ基地局64から基
地局コントローラ66に提供されて、タイミング調整値の計算は基地局66で実
行される。本発明は、これらの計算が基地局又は移動局で実行される場合にも拡
張されることが当業者には理解されよう。 VII. スレーブ基地局のタイミング調整 これに反応して、基地局コントローラ66は、式(12)の計算を実行して、
必要なタイミング調整値の指示をスレーブ基地局64に送出する。図7をまた参
照すると、タイミング調整信号はスレーブ基地局64のコントロールプロセッサ
100で受信される。コントローラプロセッサ100は制御信号を発生してタイ
ミング調整プロセッサ99に提供する。タイミング調整プロセッサ99は、基地
局コントローラ66からの信号中に示される時間量だけタイミングソース98の
時間を変化させる信号を発生する。
すブロック図である。
隔とを示す図である。
ある。
ろまで信号を送るに要する時間とスレーブ基地局から自身に信号を送るに要する
時間との差を測定して報告する。最後の必要とされる測定値は、スレーブ基地局
が測定する、自身が移動局から逆方向リンク信号を受信した時点と移動局に信号
を送信した時点の時間差の測定値である。
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の基地局を基準基地局に時間同期させる方法であって: 前記基準基地局から前記基準基地局と通信中の移動局への送信と、前記移動局
から前記基準基地局への返送との往復遅延時間間隔を測定するステップと; 前記第1の基地局からの順方向リンク信号の受信時点と、前記基準基地局から
の順方向リンク信号の受信時点との間の第1の時間差を前記移動局において測定
するステップと; 前記移動局からの逆方向リンク信号の受信時点と前記第1の基地局からの順方
向リンク信号の送信時点との間の第2の時間差を前記スレーブ基地局において測
定するステップと; 前記測定された往復遅延時間間隔と前記第1の時間差と前記第2の時間差とに
従ってタイミング補正値を計算するステップと; を具備する前記方法。
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