TW444475B - Mobile station assisted timing synchronization in a CDMA communication system - Google Patents
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Description
4 ιΜ4 75 五、發明說明ο) 發明背景 I.發明範圍 本發明係有關通訊系統。尤其’本發明是關於一種用 以藉由從同時與一同步化之基地台通訊的行動台傳送之 訊號使一基地台同步化的創新與改良之方法及裝置。 I I.相關技藝描述 劃瑀多向近接(CDMA )調變技術之使用只是用以幫助 出現大量系統使用者之通訊的數種技術之一。雖然其他 技術,像是分時多向近接(TDMA),分頻多向近接(F DM A ),及調幅(AM)調變方案像是著名之振幅伸縮單旁波帶 (ACSSB) ’劃碼多向近接(CDMA)具有重要優點優於這些 其他調變技術。多向近接通訊系統中,劃碼多向近接( CDMA)技術之使用揭露於美國專利申請案號4, 901,3 0 7, 標題"使用衛星或者地面再生器之擴散頻譜多向近接通 訊系統,,’及美國專利申請案號5 , 1 0 3, 45 9,標題"於劃 碼多向近接(CDMA )細胞式電話系統中用以產生訊號波 形之***及方法"’兩者讓渡予本發明之受讓人此處並 藉由參考具趙呈現《用以提供劃碼多向近接(CDMA)行 動通訊之方法於美國之標準化係藉由··電信工業協會以 電信工業協會/電子工業協會(TIA/EIAWS_95 —A), 標題”雙模式寬頻擴散頻譜細胞式系統之行動台基地台 相容標準”,此處稱為暫時標準(Is_95)。 方才所述之專利權揭露一種多向近接技術,其中大量 之行動台使用者各具有—收發器,透過衛星再生器或者
C:\Program Files\Patent\55044.ptj 第6頁 4444 75 I ----—----—__________ 五、發明說明(2) 地面基地台(也稱為細胞基地台或者基地台),使用劃 瑪多向近接(CDMA)擴散頻譜通訊訊號進行通訊。藉由 使用劃碼多向近接(CDMA )通訊,可多次重覆使用頻率 頻譜,因此可使系統使用者之容量增加。劃碼多向近接 (CDMA )技術之使用導致相較於其他多向近接技術所能 達成的更高之頻譜效能= ,種用以同時間解調變從一基地台沿著不同傳播路徑 打進之資料’及用以同時間解調變由一個以上之基地台 几長供應之資料的方法揭露於美國專利申請案號51〇9, 390 ( 390專利權)’標題"劃碼多向近接(CDMA )細胞 式通訊^統中之分集接收器”讓渡予本發明之受讓人 此處並藉由參考具體呈現》於,390專利權中,分開之解 調變訊號組合以提供一傳送資料之估計,其相較於由任 何路彳坐或來自任何基地台之解調變資料具有更高之可靠 度。 交遞大致可區分為兩種類別:硬式交遞及軟式交遞。 硬式交遞中,當一行動台離開原始基地台並進入目的地 基地台時’該行動台中斷其與原始基地台之通訊連結’ 之後並建立與目的地基地台之新通訊連結。軟式交遞 |中’行動台先完成與目的地基地台之通訊連结,後才中 丨斷與原始基地台之通訊連結。因此,軟式交遞中,行動 CF某些時段與原始基地台及目的地基地台兩者冗長地通 訊。 軟式交遞相較於硬式交遞較不像取消通話。此外,當
444475 ^__________ __ 五、發明說明(3) 一行動台行進接近基地台之收歛邊界時,對應於環境中 之小改變可能產生重覆交遞之請求。此問題,稱為戶乓 現象’藉由軟式交遞同樣可大幅減少。執行軟式交遞之 處理詳述於美國專利案號5, 1 0 1,5 0 1,標題,,於劃碼多向 ^接(CDMA )細跑式電話系統之通訊中用以提供—軟式 | :,之方法及系統” ’讓渡予本發明之受讓人此處並藉 丨由參考具體呈現〇
I 1 術揭露於美國專利申請案號5, I中輔以軟式交遞近接(圖)細胞式通訊系統 丨處並藉由參考具以台:·气予本發明之受讓人此 丨交遞處理以行動台261專利權之系統中’軟式 丨號強度予以改良,:測量之由各基地台傳送的"指引"訊 :令,藉由活動c引強度測量於軟式交遞處理 丨基地台備用可交遞備用的幫助識別予以輔助。 I含基地台,正與行私為四組。第—組,稱為啟動組,包 含基地台,其訊說通訊1二組,稱為備用組,包 非正在使用。定為足夠用於行動台之強度,; 組 由 丨基地台將加入備用組。J 1丨f:超::f臨界了_時, (不包括啟動組我者:::為鄰近之基地台_ 其他所有基地台钽成a用I)。而第四組為其餘組 暫時標準(IS-95、^ 丨引頻道之擬似雜訊(p ’基地台備用之特微為藉由指 :#二t — * a ( )序列的相位偏移。去, 4 …決疋來自備用基地台之指引訊號強度時=動台搜 ' 執行^項
i 444 75 五、發明說明(4) 關聯作業,其中濾波之接收訊號與一組擬似雜訊(pN ) 偏移假設建立關聯。用以執行關聯作業之方法及裝置詳 述於共同待決之美國專利申請案號08/687, 694,申請於 七月二十六日’一九九六年’標題"於劃碼多向近接( CDMA )通訊系統中用以執行搜尋技藝之方法及裝置", 讓渡予本發明之受讓人此處並藉由參考具體呈現。 基地台及行動台p之傳播延遲無法得知》產生未知之 傳播延遲將使擬似雜訊(PN)碼進行未知之偏移。搜專 處理試圖決定擬似雜訊(PN)碼中之未知偏移β欲完成 此作業,行動台於搜尋器擬似雜訊(ΡΝ)瑪產生器之輸 出時進行偏移。搜尋窗口係以擬似雜訊(ΡΝ )偏移假設 為中心。基地台將一訊息傳送至行動台,指示基地^ 〇 引之擬似雜訊(PN)偏移於其實體附近。行動台搜&二 口之中心將環繞著擬似雜訊(PN )偏移假設。 肉 搜尋窗口之適當大小取決於數個因素,包括指弓丨 先權’搜尋處理器之速度’及多重路徑到達之預定 優 遲擴散。劃碼多向近接(CDMA )標準(暫時標準(2延 95))定義三個搜尋窗口參數。啟動及傷用組兩者指引~ 搜尋由搜尋窗口 " A"支配。鄰近組指引於窗口,,N "搜尋之 而其餘組指引於窗口 " R"。以下表1提供搜尋器窗Q ’ '、 大
1.22S&MHZ 小,其中之切割碼為
豸 444 75 五 '發明說明(5) SRCH_WIN__A SRCHJHNJi SRCH_WIN_R 窗口大小 (擬似雜訊切割 碼PN) SRCH_WIN_A SRCH_WIN_N SRCH_WIN_R 窗口大小 (擬似雜訊切割 碼PN) 0 4 8 60 1 6 9 80 2 8 10 ~~ 100 3 10 11 130 4 14 12 160 5 20 13 226 6 28 14 320 7 40 15 452 表1 窗口大小為搜尋速度與錯過落於搜尋窗口範圍外之強烈 路徑的可能性間之協調。 基地台傳送一指定擬似雜訊(PN )假設之訊息至行動 台,該假設為行動台相對於擬似雜訊(PN )偏移必須搜 尋的。例如,原始基地台可能指示行動台搜尋其擬似雜 |訊(PN )偏移前頭的指引之1 28個擬似雜訊(PN )切割 I碼。回應上,行動台將搜尋器解調變器128個切割碼設 i定於輸出切割碼週期的前頭,並使用以指定之偏移為_ i心的搜尋窗口搜尋指引。一旦行動台受指示搜尋擬似雜 |訊(PN )假設以決定可用以執行交遞之資源,很重要 丨的,目的地基地台指引之擬似雜訊(PN )偏移在時間上 i非常接近導引之偏移。非常重要地’搜尋速度接近基地 |台邊界,因為完成必要搜尋之延遲可導致通話取消。
4444 75 五、發明說明¢6) 美國之劃碼多向近接(CDMA )系統中,藉由將全球定 位衛星(GPS )接收器提供予各基地台,可達成基地台 之同步化。然而,也有情況是:其中之基地台可能無法 接收全球定位衛星(GPS)訊號。例如,地鐵及地下道 中全球定位衛星(GPS )訊號減弱至阻礙用於基地台或 者微基地台之時序同步化的程度。本發明提供一種於這 些環境中,用以提供時序同步化之方法及系統,其中部 分網路可接收集中式時序訊號,並達成該處及無法接收 集中式時序訊號之部分基地台的時序。 發明概述 本發明為一種用以將基地台之時序同步化的創新與改 良之方法及裝置,其中某些基地台可接收網路之集中式 時序訊號,而該基地台無法接收網路之集中式時序訊 號。參考基地台透過集中式時序訊號,或者其他裝置之 接受而取得時序同步化。示範之具體實施例中,參考基 地台使用全球定位衛星(G P S )接收器進行同步化。客 屬基地台缺乏同步化之能力,譬如因為無法接收集中式 時序訊號3 本發明中,從屬基地台透過由參考基地台及從屬基地 台間之軟式交遞區域的行動台所傳送及接收之訊息,與 參考基地台取得同步化。首先,由參考基地台測量行動 台與參考基地台間之環程延遲。其次,從屬基地台進行 搜尋,直到取得由行動台傳送之訊號,稱為反向連結訊 號。對應於反向連結訊號之取得,從屬基地台調整其時
L:\EXT\5B\55044. PTD 第11頁 五、發明說明(7) 序,使得行動台可取得訊號,稱為前向連結訊號。如果 時序誤差於從屬基地台不嚴重,此步驟可能無法成功。 一旦行動台取得來自從屬基地台之訊號,將測量並且 通報:訊號從參考基地台行進到達所花費時間量,與訊 號從從屬基地台行進到達所花費時間量間之差異。所需 之最後測量係由從屬基地台測量:接收來自行動台之反 向連結訊號的時間與傳送訊號至行動台的時間其間之時 間差異》 此處詳述之一連串計算系基於測量之時間值,以決定 從屬基地台與從屬基地台根據此處内容所執行之時序調 整量間的時間差異。應注意的是,提到之所有測量係於 暫時標準(I S-95 )劃碼多向近接(CDMA )通訊系統之 正常作業期間執行。 圖式簡述 本發明之特性,主題,及優點從以下詳述,連同隨附 圖式將更為明確,相似之參考字元貫穿對照予以識別, 其中: 圖1為一區塊圖,說明包含一參考基地台及一從屬基 地台之無線電通訊系統之網路配置; 圖2為一圖式,說明行動台,同步化基地台及非同步 化基地台間之各種傳送及對應之時間區間; 圖3為一流程圖,說明用以將無法接收集中式時序訊 號之基地台同步化之方法; 圖4為本發明行動台之區塊圖;
L:\EXT\55\55044.PTD 苐12頁 4444 7 5 五發明說明(8) 圖5為本發明行動台之搜尋器之區塊圖; 圖6為本發明行動台之通話頻道調變器之區塊圖; 圖7為本發明基地台之區塊圖; 圖8為本發明基地台之傳送系統之區塊圖;及 圖9為本發明基地台之接收器系統之區塊圖。 發明詳述 具體實施例 I.時序誤差計算之概觀 參照圖1,行動台(60)與參考基地台(62)通訊,約略 於由基地台覆蓋邊界(61)描繪之覆蓋區域内。參考基地 台(62)藉由像是全球定位衛星(GPS)之集中式時序系 統與網路其他基地台同步化。相反地,從屬基地台(6 4 ) 並未與集中式時序系統同步化。基地台控制器(6 6 ) 藉由 T1線路或者其他裝置,將通話從公共服務電話網路( PSTN)路徑導引至參考基地台(62)或從屬基地台(64)。 此外,透過T 1線路將頻率同步化提供予從屬基地台(64 )。 對於短的時間區間,藉由技藝中著名之方法,透過T1 線路,可提供具有可接受之精確度的頻率同步化。然 而'這些方案中同樣有glitches,用以提供頻率資訊。 這些g 1 i t ch e s導致時間誤差,可藉由使用本發明予以校 正。由於相位與頻率間之關係,本發明斷斷續續校正相 位,必要時將可使用較不正確之頻率來源。 參照圖2,說明:用以將從屬基地台(6 4 )之時序與參 考基地台(62)已同步化之時序予以同步化之傳送及對應
L:\EXT\55\55044.PTD 第13頁 4^i4 75 五'發明說明(9) 的時間區間/訊號路徑5 0 0說明:從參考基地台(6 2 )至 行動台(6 0 )之前向連結訊號傳送。傳送發生之時間區間 記為r ,。於行動台(6 0 ),反向連結上訊息框傳送之開 始時間為與前向連結上訊息框到達之開始時間對時的時 間。該時間對時方式於暫時標準(I S- 95 )中標準化, 且併入設計與本内容一致之硬體中,使得用以執行此項 對時之方法及裝置於技藝中很著名。 傳送作業5 0 2描述反向連結訊息框從行動台(6 0 )至參 考基地台(62)之傳送。訊號500從參考基地台(62)行進 至行動台(60) (τ!)之時間等於訊號502從參考基地台 (62)行進至行動台(60)(同樣為q)之時間。因為行 動台(62)知道訊號500傳送之時間,且知道訊號502接收 之時間,參考基地台(62)可計算(RTD,),為時間誤差 (rQ’-rD)之計算中第一個必要數值。 訊號路徑5 0 4為從行動台(6 0 )沿著不同之傳播路徑行 進至從屬基地台(64)之反向連結訊號傳送。訊號504從 行動台(6 0 )行進至從屬基地台(6 4 )所花費之時間記為 τ 2。反向連結訊號5 0 4到達從屬基地台(6 4 )之時間記為 T2。前向連結訊號506從從屬基地台(64)行進至行動台( 6 0 )所花費之時間同樣等於r 2。此外,從屬基地台(64) 可測量來自行動台(6 0)之反向連結訊號接收之時間與前 向連結訊號至行動台(6 0 )傳送之時間之間差異的時間。 此時間差異記為RTD2 «得知這些可用於時間誤差(7: Q’ -r 〇 )計算之時間,用以計算時間誤差r /之方法敘述如
L:\EXT\55\55044.PTD 苐丨4頁 4444 75 i五、發明說明(ίο)
I 下。 I 首先從圖2可觀察得知: I TfTi + Xhand (1) I τ: + ΔΤ = T〇, + T2 (2) ! 藉由將(1)及(2)兩等式之項目相乘,得以下結果: | Τ2+ΔΤ = Τ(/十2-τ2 (3) ί ί 2‘τ2 = Τ2-TV + ΔΤ (4)
I
I ! I為簡化代號,一新變數RTD2定義為: rtd2 =Τ2-Ίν (5) 從圖2可知: rtd2 at 2 2 ⑹ T2 -- =τ〇 + + T2 ⑺ :因此, ! | Τ2- T〇 = ^ + ¾ and I RTD2 = 2 · τ2 - ΔΤ 丨經由代入,可知:時間誤(Τ/ -Τβ)等於:
T〇f-T〇 =1 T!,T2 + ΔΤ (9) T0、T0 T 「RTD2 ΔΤ1 e =Tl - -- H--十 ΛΤ .2 2. (10) 444475 五、發明說明(II) (11) (12) 一旦從屬基地台(64)得知時序誤差量(T/ -TQ ),將調 整其時序,可與參考基地台(6 2)之時序同步化。這些測 量主要為對於誤差,所以較佳具體實施例中,許多測量 為冗長地進行,以確保時序校正之正確度。 用以測量等式(1 2)中各必要時間值之方法及裝置敘述 如下11 II. (RTD〗)之測量 圖3為一流程圖,說明本發明用以將從屬基地台(6 4) 與參考基地台(62)同步化之方法。步驟300中,同步化 方法開始,於與從屬基地台(64)指示通訊之範圍内,行 動台(6 0)與參考基地台(62)通訊。步驟3 0 2中,測量訊 號從參考基地台(62)行進至行動台(60),並從行動台( 60)回至參考基地台(62)之(RTDt )時間。可藉由將行 動台(6 0 )接收之訊息框的訊息框邊界與由行動台(6 0)傳 送之訊息框的訊息框邊界對時而完成。用以提供此種對 時之方法及裝置於技藝中很著名。因此,(RTL )之測 量值為由參考基地台(6 2 )傳送之訊息框的開始時間與由 參考基地台(6 2 )所接收來自行動台(6 0 )之訊息框的開始 時間其間之時間差。 „ 一 RTD, RTD, . ΔΤτ〇-τ0=^— T〇r-T〇: RTD, +ΔΤ -2
L:\EXT\55\55044.PTD 第IS頁 444475 五、發明說明(12) 參照圖4 ’來自參考基地台(62)之資料的前向連結訊 息框於天線2接收’並透過雙工器3提供予接收器(RCVR )4。接^收^器4向下轉換,濾波且放大接收之訊號,並提 供予搜哥窃50及通話解調變器(TRAFFIC DEM〇DS ) 54。 ΐ m:由參考基地台(6 2)提供之鄰台清單搜尋指 之鄰台清單從參考基地台(62)於通話頻道 以訊波-貝料形式提供 抵讲 ,Γ ^ Η0 , ^ 供接故來自參考基地台(62)之訊息 ^I 間之指不訊號提供予控制處理器55。控制處 ' 一時序對時訊繞並提供予通話調變器5 8,將 行13 6 0 )傳送訊息框之開始時間與於行動台(6㈧接 收訊息框之開始時間對時a ",自行動台(6 〇 )之使用者資料的訊息框提供予通話調 史器58,對應於來自控制處理器55之時序訊號,將透過 傳,器(TMTR ) 56傳送之訊息框與來自參考基地台(62) 由行動台(6 0 )接收之訊息框對時。反向連結訊息框則向 上轉換,由傳送器56濾波並且放大,然後透過雙工器3 提供’以透過天線2傳送。 Η〗·藉由從屬基地台取得行動台 圖6說明行動台(6 0)之通話調變器5 8。資料之訊息框 提供予訊息框格式製作器2 0 0 ^示範之具體實施例中, 訊息框格式製作器2 0 0產生並附加一組循環檢查碼(CR C )檢查位元且產生一組末位元。示範具體實施例中,訊 息框格式製作器2〇〇遵循暫時標準(IS-95 )標準化之訊 息框格式協定,且詳述於美專利申請案號5,6 0 0,7 5 4,
L:\EXT\55\55044. PTD 第17頁 4444 75 ----^ 五、發明說明(丨3) ·~ -- 傳Γ道感應誤差之罩幕的聲碼器資料 瘦予本發明之受讓人此處教藉由參 格式化之貝料訊息框提供予解碼器2 〇 2 , 便誤差之校正及偵測。千筘罝蹲总—γ , 士 —編碼以 .-a >, ^ „ ib不靶'、紅户、例中,解碼器2〇2 為一迴紋編碼益。、編碼資料之符號提供予交錯器2〇4, 根據預定之交錯格式將符號重排順序。重排之符號提供 予Walsh映射器206。示範具體實施例中,映射器2〇6接 收八個編碼符號,並將該組符號映射至64個切割碼之 Walsh序列。Walsh符號提供予擴散裝置2〇8,根據—長 擴散碼將Walsh符號擴散。長擬似雜訊(pN )碼產生器 2 1 0產生一擬似雜訊(p N )序列,將資料擴散,並將資 料從反向連結傳送之資料與鄰近之其他行動台之資料中 區分。 示範具體實施例中,資料根據正交相位偏移調節( QPSK )調變格式傳送,其中I及q頻道根據短擬似雜訊( PN)序列擴散。擴散之資料提供予擴散裝置214及216, 於資料上,根據由擬似雜訊(PN )產生器(PN[及ΡΝ0) 212及218提供之短擬似雜訊(pN)序列,執行第二個擴 散作業》 步驟304中’從屬基地台(64)請求由行動台(6〇)傳送 反向連結訊號。基地台控制器(66)送出一訊號至從屬基 地台(64)指示一擬似雜訊(pN)碼偏移’其為參考基地 台(62)用以將反向連結訊號擴散。對應於來自基地台控
L:\EXT\55\55044. PTD 第18頁 44475 五、發明說明(14) 制器(6 6 )之訊號’從屬基地台(6 4 )以來自基地台控制 器(66)之訊號所指示之擬似雜訊(PN)偏移為中心’執 行行動台(60)之搜尋。 示範具體實施例中,從屬基地台(64)觸排根據一來自 基地台控制器(6 6 )之訊號,載入其搜尋器長碼擬似雜訊 (PN )產生器1 0 6,及其短碼擬似雜訊(PM )產生器1 0 8 及110 (說明於圖9中)^從屬基地台(64)之搜尋器處理 此處將進一步加以詳述。 圖7說明從屬基地台(64)之裝置。從屬基地台(64) 中,接收一來自行動台(60)指示行動台(60)之擬似雜訊 (PN)之訊號《此訊息由控制處理器1〇〇提供。該處為 回應’控制處理器1 0〇計算以指定之擬似雜訊(PN )偏 移為中心之窗口搜尋範圍。控制處理器1〇〇提供搜尋參 數予搜尋器101,並對應於該等參數從屬基地台(δ4), 指不搜尋由行動台(6〇)傳送之訊號。由從屬基地台(64) 天線1 0 2接收之訊號提供予接收器1 〇 4,向下轉換,濾波 且放大接收之訊號’並提供予搜尋器1〇1。此外,接收 之訊號提供予通話解調變器1〇5,將反向連結通話資料 解調變’並^供6亥資料予行動台(6〇)。基地台控制器( 66 )接著將該資料提供予公共服務電話網路(psΤΝ )。 圖9更詳細s兒明搜尋器。反向連結訊號之解調變詳 述於共同待決之美國專利申請案號〇 8/372, 632,申請於 -月十—日 九九五年’標題"擴散頻譜多向近接通 訊系統之基地台解調變器架構",及共同待決之美國專
444475 五'發明說明(15) 利申請案號08/3 16, 177,申請於九月三十日,一九九四 年,標題” 一擴散頻譜多向近接通訊系統之多重路徑搜 尋處理器",兩者讓渡予本發明之受讓人此處並藉由參 考具體呈現。行動台(6 0 )之擬似雜訊(PN )偏移估計從 基地台控制器(6 6 )提供予控制處理器1 0 〇。對應於由行 動台(60)提供之擬似雜訊(PN)偏移估計,控制處理器 I 0 0產生一啟始長擬似雜訊(PN )序列假設及一啟始短 擬似雜訊(P N )序列假設,用於由從屬基地台(6 4 )執行 之搜尋中。示範具體實施例中,控制處理器1 〇 〇觸排載 入擬似雜訊(PN)產生器106,108及110之偏移暫存器。 由天線1 0 2接收之訊號向下轉換,濾波且放大,並送 至相關器1 1 6 »相關器1 1 6將接收之訊號與組合之長,短 擬似雜訊(P N )序列假設建立關聯。示範具體實施例 中,掇似雜訊(PN )序列假設藉由將擬似雜訊(PN )產 生器1 0 8及1 1 〇產生之短擬似雜訊(p n )假設與擬似雜訊 (PN )產生器1 〇 6產生之長擬似雜訊(PN )序列相乘而 產生。組合之擬似雜訊(PN )序列假設之一用以將I頻 道反擴散’而其他則用以將反向之正交相位偏移調節( QPSK )訊號之Q頻道反擴散。 兩擬似雜訊(PN)反擴散訊號提供予快速Hadamard變 換(FHT)處理器118及120。快速Hadamard變換處理器 之設計及作業詳述於共同待決之美國專利申請案號〇 8 / 173,460’申請於十二月二十二日,一九九三年,標題” 用以執行一快速H A DAM A RD變換之方法及裝置",讓渡予
L:\EXT\55\55044.PTD 第20頁 4444 75 五發明說明(16) 本發明之受讓人此處並藉由參考具體呈現。快速 Hadamard變換(FHT)處理器118及120將反擴散訊號與 所有可能之Wa 1 sh符號建立關聯,將一合量振幅之藏合 提供予能量計算裝置(I2 + Q2 ) 122。能量計算裝置丨22計 算振幅矩陣元素之能量,並提供該能量值予最大檢波器 i 24,選擇最大能量關聯。最大關聯之能量提供予累積器 126 ’累積取多Walsh符號之能量,且以這些累積能置為 基礎,決定以擬似雜訊(PN )偏移是否可取得行動台( 60)- IV.精由從屬基地台之啟始時序調整 一旦取得行動台(60),然後,於區塊3 06,從屬基地台 (64)調整其時序,使得行動台(6〇)可成功地取得前向連 結傳送。從屬基地台U4)藉由:決定取得來自行動台( 6 0)之反向連結訊號的擬似雜訊(pN )偏移,與參考基 地台(62)用以接受來自行動台(6〇〉之反向連結訊號的擬 似雜訊(ΡΙΠ偏移間之差異,計算一啟始時序調整。使 用此項擬似雜訊叫肖移差異,從屬基地台(⑷調整 其指引訊唬之%序’如(’當行動台(6〇)搜尋指引訊號 時’將會在行動台(60)之拽尋窗口内。 V·藉由行動台取得從屬基地台 基地台(64)須具有某些 從屬基地台(6 4 )之時間 保持於或者低於1毫 位衛星(GPS )訊號之 於搜尋行動台之訊號時,從屬 時間指示。較佳具體實施例中, 誤差藉由一代替之同步化方索, 秒。有方案可使無法接收全球定
L:\E\T\55\d5044.PTD 第2丨頁 4444 75 五 '發明說明(17) 從屬基地台(64)將時間維持於較低之正確度。一種取得 啟始同步化程度之可行方法為:以人工將從屬基地台( 6 4)時間設定於某區間内。第二個方法為:使用WW V接收 器設定時間,該實施法於技藝中很著名。不像全球定位 衛星(GPS )訊號,WWV集中之時序訊號以非常低之頻率 傳送,且能夠貫穿至地下道及地鐵。然而,WWV接收器 無法提供劃碼多向近接(CDMA )通訊所需的時間同步化 程度。 示範具體實施例中,從屬基地台(64)根據:行動台( 60)設置於直接相鄰從屬基地台(64)之假設調整其時 序。因此,啟始時序調整為:沒有從屬基地台(64)與行 動台(6 0 )間之傳播延遲的假設。之後,從屬基地台(6 4 ) 調整其擬似雜訊(PN )序列產生器7 2及74前向之時間計 為從屬基地台(6 4 )與行動台(6 0 )間之逐漸增加之傳播延 遲時間。一旦行動台(6 0 )取得從屬基地台(6 4 )之指引頻 道,從屬基地台(6 4 )時序之最後調整可根據上述計算, 使用正常程序執行。 如技藝中所知及暫時標準(I S - 9 5 )之標準化,不同 基地台之指引頻道藉由擬似雜訊(P N )產生器之相位予 以區別。參考基地台(6 2 )以鄰台清單引導行動台(6 0 )搜 尋從屬基地台(64)。參考基地台(62)藉由訊號資料指 示:可於相對於參考基地台(62)接收之擬似雜訊(PN ) 偏移所述之擬似雜訊(PN )相位偏移取得從屬基地台( 6 4)之指引。此訊息解調變,並由通話解調變器5 4解
L:\EXT\05\55Q44.PTD 第22頁 4444 75 五、發明說明(18) 碼,並提供予搜尋器50 β回應上,搜尋器50對於來自參 考基地台(6 2 )之訊號所指示之擬似雜訊(Ρ Ν )相位,以 擬似雜訊(Ρ Ν )相位偏移為中心,執行一項搜尋。 指引訊號通常由線性回授偏移暫存器產生,其實施方 法詳述於上述之專利權中。為從從屬基地台(6 4 )取得指 引訊號,行動台(60)須與所接收來自從屬基地台(64), 相位</>且頻率ω之訊號同步化。搜尋器作業之主題為找 到接收之訊號的相位0。如稍早所述,相對精確頻率之 同步化從基地台控制器(6 6 ),可藉由Τ1連結供給從屬基 地台(6 4 ),如技藝中所知。行動台找到接收之訊號的相 位之方法為··藉由測試一組稱為搜尋窗口之相位假設, 決定是否偏移假設其中之一正確。 圖5詳細說明行動台搜尋器5 0 » —擴散頻譜訊號於天線 2接收。該裝置之主題為:取得由擬似雜訊(ΡΝ )序列 產生器2 0產生之擬似雜訊(ΡΝ )序列與所接收來自從屬 基地台(6 4)傳送之未知相位由同一個擬似雜訊(ρ Ν )序 列擴散之擴散頻譜訊號間之同步化。示範具體實施例 中,(圖7之)指引訊號產生器7 6及擬似雜訊(ΡΝ )產 生器20為最大長度之偏移暫存器,產生之擬似雜訊(ΡΝ )碼序列分別用以將指引訊號擴散及反擴散。因此,取 得用以將接收之指引訊號反擴散之碼與接收之指引訊號 的擬似雜訊(ΡΝ )擴散碼間的同步化作業包括:決定偏 移暫存器之時間偏移。 擴散頻譜訊號由天線2提供予接收器4。接收器4向下
L:\En\55\55044.PTD 第23頁 4444 75 五、發明說明(19) 轉換,濾波且放大該訊號,並提供訊號予反擴散元件 6。反擴散元件6將接收之訊號與由擬似雜訊(pN)產生 器20產生之Μ似雜訊(PN)碼相乘。由於亂數雜訊與擬 似雜訊(ΡΝ )碼之本質相似,擬似雜訊(ρΝ )碼與接收 之訊號的乘積基本上應為零,除了同步化之時間點外。 搜尋器控制器1 8提供一偏移假設予擬似雜訊(ρ ν )產 生器20。偏移假设根據一由參考基地台(g2)傳送至行動 台(60 )之訊號決定。示範具體實施例中,接收之訊號由 正交之相位偏移調節(QPSK )調變,所以擬似雜訊(ρΝ )產生器20提供一 I調變分量之擬似雜訊(ρΝ)序列及— Q調變分量之擴散序列予反擴散元件δ。反擴散元件6將 擬似雜訊(Ρ Ν )序列與其對應之調變分量相乘,並提供 兩輸出分量乘積予連貫累積器8及1〇。 ” 連貫:累積器8及1〇將乘積以乘積序列的長度加總。連 貫累積Is 8及1 0對應於來自搜尋器} 8之訊號用以重置, 2 f ί ΐt總週期。乘積之加總從連貫累積器8及1 0 供予平方裝置“。平方裝置“將每個和平方,並將所 有平方值相加。 該平方和由平方 關組合器1 4從平方 組合器1 4用以阻止 之頻率差異的偏移 相關組合器1 4提供 比較能量值與由搜 裝置1 2提供予非相 裝·置12之輪出決定 基地台傳送時序與 ,並幫助衰減環境 能量訊號予比較裝 尋器控制器裝置1 8 關組合器1 4。非相 一能量值。非相關 行動台接收時序間 t之偵測統計。非 置1 6。比較裝置1 6 所供應之預定臨
L:\EXT\55\a5044.PTD 苐24頁 1444 75 五、發明說明(20) 界。然後各比較結果回授予搜尋器控制器1 8。回授予搜 尋器控制器1 8之結果包括關聯的能量及測量結果的擬似 雜訊(PN)偏移兩者。 本發明中,搜尋器控制器18輸出與從屬基地台(64)同 步化之擬似雜訊(PN )相位。此偏移用以計算時間誤 差,此處將進一步敘述。 示範具體實施例中,當行動台(6 0 )取得從屬基地台( 6 4 ),則計算:從從屬基地台(6 4 )接收訊號的時間,與 從參考基地台(6 2 )接收訊號的時間之間的差異。此項數 值提供予訊息產生器52,產生一差異值之訊息指示。訊 息以訊號資料形式,於反向連結傳送至參考基地台(6 2 ) 及從屬基地台(6 4 ),其再將該訊息送回基地台控制器(6 6) ° VI.來自從屬基地台之前向連結訊號傳送與於從屬基地 台之反向連結訊號接收間之延遲測量 步驟3丨1中,從屬基地台(6 4 )測量:從行動台(6 0 ) (T2 )接收反向連結訊號,與傳送前向連結訊號至行動 台(60) (L )的時間之間的時間差異。從屬基地台(64) 於傳送前向連結訊號時儲存擬似雜訊(ΡΝ)偏移,而於 偵測來自行動台(6 0)之反向連結訊號時計算時間差異 RTD2。示範具體實施例中,此計算而得之時間差異由從 屬基地台(64)提供予基地台控制器(66),而時序調整之 aj*异由基地台控制( 6 6 )指導。熟知此項技藝人士將了 解:本發明可輕易地推廣至其中計算可於基地台或者行
L:\EXT\55\B5044.PTD 第25頁 4444 75 五、發明說明(21) 動台執行之情沉。 V I I,從屬基地台之時序調整 回應時,基地台控制器(6 6 )執行等式(1 2 )中所述之 計算,並傳送一需時序調整之指示予從屬基地台(64)。 回頭參照圖7,時序調整訊號由從屬基地台(64)於控制 處理器100接收。控制處理器100產生並且提供一控制訊 號予時序調整處理器99。時序調整處理器99產生一訊 號*以來自基地台控制器(6 6)之訊號的指示量改變時序 來源9 8之時間。
L:\EXT\5S\55044.PTD 苐26頁
Claims (1)
- 4444 75 六、申請專利範圍 i.—種用以將一第一基地台與一參考基地台時間同步 化之方法,包含以下步驟: 測量一從參考基地台傳送至與該參考基地台通訊之行 動台,及從該行動台回至參考基地台之環程延遲區間; 於行動台測量一來自第一個基地台之前向連結訊號的 接受時間,與來自參考基地台之前向連結訊號的接受時 間之間的第一個時間差異; 於從屬基地台測量一來自行動台之反向連結訊號的接 受時間與來自第一個基地台之前向連結訊號的傳送時間 之間的第二個時間差異;及 根據測量之環程延遲區間,第一個時間差異及第二個 時間差異,計算一時序修正值。L:\EXT\55\55044.PTD 第27頁
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