CZ301668B6

CZ301668B6 - Zpusob pro casovou synchronizaci využitím mobilních stanic v CDMA komunikacním systému

Info

Publication number: CZ301668B6
Application number: CZ20002599A
Authority: CZ
Inventors: E. Wheatley@Charles III.; G. Tiedemann@Edward
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2010-05-19
Also published as: BG104592A; KR20080097495A; WO1999037037A1; FI120813B; AU746708B2; CN100456645C; JP4448193B2; EP1048128A1; NO20003631D0; US6307840B1; RU2425469C2; BR9906959A; JP2009284481A; KR20070042586A; CA2316260C; CN1684395A; US20010022779A1; HUP0100858A2; SK10662000A3; BR9906959B1

Abstract

Zpusob synchronizace casu druhé základnové stanice (64) s první základnovou stanicí (62) zahrnuje kroky: zmerení délky (RTD.sub.1.n.) zpoždení obousmerné cesty prenosu z první základnové stanice (62) do mobilní stanice (60) komunikující s první základnovou stanicí (62) a zpet jako signál (502) zpetného spoje z mobilní stanice (60) do první základnové stanice (62); zmerení, v mobilní stanici (60), prvního casového rozdílu (.DELTA.T) mezi casem príjmu signálu (506) dopredného spoje z druhé základnové stanice (64) a casem príjmu signálu (500) dopredného spoje z uvedené první základnové stanice (62); zmerení, ve druhé základnové stanici (64), druhého casového rozdílu (RTD.sub.2.n.) mezi príjmem signálu (504) zpetného spoje preneseného z mobilní stanice (60) a dobou (T.sub.0.n.') prenosu signálu (506) dopredného spoje z druhé základnové stanice (64) a vypocítání hodnoty korekce casování podle zmerené délky (RTD.sub.1.n.) zpoždení obousmerné cesty, prvního casového rozdílu (.DELTA.T) a druhého casového rozdílu (RTD.sub.2.n.). Zpusob dále zahrnuje: predání prenosu uvedené mobilní stanice (60) z uvedené první základnové stanice (62) uvedené druhé základnové stanici (64).

Description

Způsob pro časovou synchronizaci využitím mobilních stanic vCDMA komunikačním systému.

Qbl.a§ž..teghnilsx

Vynalez se týká komunikačních systémů, přičemž předmětem vynálezu je zejména nový zdokonalený způsob pro synchronizaci základnové stanice pomocí signálů, jenž jsou vyslány z mobilní stanice, přičemž ta jeve stejném čase ve spojení se synchronizovanou základnovou stanicí.

Dosavadní stav techniky

CDMA modulace (code division multiple access modulation) je jedna z více technologií, jenž umožňují komunikovat většímu počtu uživatelé tohoto systému. I když jsou známy i jiné technologie, jako například TDMA (časový multiplex), FDMA (frekvenční multiplex) a AM modulace, z nichž lze například uvést amplitudovou modulaci s potlačeným postranním pásmem (ACSSB), CDMA modulace má podstatné výhody oproti uvedeným modulačním technologiím. Použití CDMA modulace v komunikačním systému s větším počtem uživatelů je popsáno io v patentu US 4 901 307, jehož název zní „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS“ („Multiplexní systém s rozloženým spektrem, využívající satelitů nebo pozemních zesilovačů?⁴) a v patentu US 5 103 459, jehož název zní „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNÁL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM“ („Zařízení a způsob pro generování signálů v CDMA celulámím telefonním systému.“). Způsob poskytování CDMA mobilních komunikačních služeb byl ve Spojených státech amerických standardizován Asociací telekomunikačního průmyslu normou TIA/EIA/IS-95-A, jejíž název zní „Mobil Station-Base Station Compatíbility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System“ („Norma pro kompatibilitu mezi mobilní stanicí a základnovou stanicí duálního celulámího systému s rozloženým spektrem.“), na který se v předloženém vynálezu odkazuje jako na IS-95.

Ve výše uvedených patentech je popsána technologie, pomocí které mezi sebou může komunikovat větší počet uživatelů mobilní stanice, z nichž každý vlastní zařízení pro přenos dat, přičemž komunikace je zprostředkována pomocí satelitních zesilovačů nebo pozemních základnových stanic (ty jsou též známy pod jménem celulámí základnová stanice nebo centrála buňky) a jsou používány CDMA komunikační signály s rozloženým spektrem. Při používání CDMA komunikační technologie může být frekvenční spektrum opakovaně po sobě znovu využíváno, což umožňuje zvýšit počet uživatelů systému. Použitím CDMA modulace se též dosáhne mnohem vyšší spektrální efektivity než jaké je možné dosáhnout pomocí jiných multiplexních modulaci.

Způsob pro simultánní demodulace dat, pro jejichž přenos byly použity různé přenosové cesty zjedná základnové stanice, a způsob pro simultánní demodulace dat, jenž byla vyslána v redundantním množství z více jak jedné základnové stanice, je popsán v patentu US 5 109 390 (patent '390), jehož název zní „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM“ („Přijímač různých typů signálů v CDMA celulámím komunikačním systému.“), V patentu '390 jsou odděleně namodulované signály zkombinovány za účelem vytvoření aproximace přenesených dat, přičemž je dosaženo daleko vyšší spolehlivosti než v případě dat demodulovaných po přenosu jednou jedinou přenosovou cestou nebo demodulova50 ných jednou jedinou základnovou stanicí.

Předání je možné obecně rozdělit do dvou kategorií - na přerušované předání a na nepřerušované předání. K přerušovanému předání dojde tehdy, pokud mobilní stanice, jenž opustila oblast počáteční základnové stanice a vstoupila do oblasti cílové základnové stanice, přeruší svůj komu55 nikaČní spoj s počáteční základnovou stanicí a poté vytvoří nový komunikační spoj s cílovou

-iCZ 301668 B6 základnovou stanicí. K nepřerušovanému předání dojde tehdy, pokud mobilní stanice vytvoří komunikační spoj s cílovou základnovou stanicí ještě před přerušením komunikačního spoje s počáteční základnovou stanicí. Proto je mobilní stanice v případě nepřerušovaného předání po určitou dobu v redundantním kontaktu jak s počáteční základnovou stanicí, tak i s cílovou základ* novou stanicí.

U nepřerušovaných předání je daleko nižší pravděpodobnost, že hovor bude přerušen, než jak je tomu u přerušovaného předání. Pohybuje-1 i se mobilní stanice navíc v blízkosti hranice dosahu základnové stanice, může v důsledku malých změn v okolí opakovaně podávat žádosti o předání, io Tento problém, nazývaný také ping-pongové předávání, je též vyhovujícím způsobem vyřešen nepřerušovaným předáním. Způsob vykonání nepřerušovaného předání je detailně popsán v patentu US 5 101 501, jehož název zní „METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A

SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE

SYSTEM“ („Způsob a zařízení pro zajištění nepřerušovaného předání v komunikačním CDMA 15 celulámím telefonním systému.“).

Zdokonalený způsob nepřerušovaného předání je popsán v patentu US 5 267 261, jehož název zní „MOBIL STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM“ („Nepřerušované předání, využívající mobilní stanice, v CDMA celulámím komunikačním systému.“). V systému podle patentu '261 je proces nepřerušovaného předání vylepšen změřením intenzity „pilotních“ signálů, vyslaných každou základnovou stanicí, přičemž toto měření je provedeno v mobilní stanici. Tato měření intenzity pilotních signálů nacházejí uplatnění v procesu nepřerušovaného předání díky tomu, že ulehčují identifikaci základnových stanic, vhodných pro provedení předání.

Tyto vhodné základnové stanice je možné rozdělit do čtyř skupin. První skupina, označovaná jako skupina aktivních stanic, zahrnuje základnové stanice, které momentálně komunikují s mobilní stanicí. Druhá skupina, označovaná jako skupina vhodných stanic, zahrnuje základnové stanice, jejichž intenzi ta signálu byl změřena a vyhodnocena jako dostačující k tomu, aby je bylo možné použít pro mobilní stanici, přičemž ale tyto základnové stanice nejsou zrovna používány. Základnové stanice jsou přesunuty do skupiny vhodných stanic v případě, že jejich změřené pilotní energie překročí předem určenou prahovou hodnotu T_ADD. Třetí skupinou je skupina základnových stanic, které jsou v dosahu mobilní stanice (a které nejsou obsaženy ani ve skupině aktivních stanic a ani ve skupině vhodných stanic). Čtvrtou skupinou je skupina zbývajících sta35 nic, jenž se skládá ze všech ostatních základnových stanic.

V IS—95 je vhodná základnová stanice charakterizována fázovým posunem pseudošumové (PN) sekvence svého pilotního kanálu. Když mobilní stanice zjišťuje intenzitu pilotního signálu vhodné základnové stanice, provede operaci korelace, během které je odfiltrovaný přijatý signál porovnán s řadou hypotéz PN posunu. Způsob a zařízení pro provedení operace korelace je detailně popsán v US patentové přihlášce se sériovým číslem 08/687 694, podané 26. července 1996, nyní patentu US 5 644 591, jehož název zní „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM“ („Způsob a zařízení pro vyhledávání dosažitelné stanice v CDMA komunikačním systému.“).

Není přitom známo zpoždění, dané konečnou rychlostí šíření signálu mezi základnovou stanicí a mobilní stanicí. Toto neznámé zpoždění vytváří neznámý posun PN kódů. Vyhledávací proces má za úkol určit neznámý posun v PN kódech. Za tímto účelem mobilní stanice časově posunuje výstupy generátorů PN kódu svého hledače. Velikost rozsahu vyhledávacího posunuje nazývána so vyhledávací rozsah. Střed vyhledávacího rozsahu je nastaven na hodnotu hypotézy PN posunu.

Základnová stanice vyšle mobilní stanici, nacházející se v její blízkosti, zprávu obsahující informaci o PN posunech pilotních signálů základnové stanice. Mobilní stanice nastaví střed svého vyhledávacího rozsahu na hodnotu hypotézy PN posunu.

-2CZ 301668 B6

Vhodná velikost vyhledávacího rozsahu závisí na několika faktorech, mezi než patří priorita pilotního signálu, rychlost vyhledávacích procesorů a očekávané prodloužení zpoždění na vícekanáíových přijímačích. CDMA normy (IS—95) definují tři parametry vyhledávacího rozsahu.

Vyhledávání pilotních signálů jak ve skupině aktivních stanic, tak i ve skupině vhodných stanic je řízeno vyhledávacím rozsahem „A“ Pilotní signály skupiny sousedních stanic jsou vyhledávány v rozsahu „N“ a pilotní signály skupiny zbývajících stanic jsou vyhledávány v rozsahu „R^u. Velikosti vyhledávacích rozsahů jsou uvedeny níže v Tabulce l, kde jeden znak odpovídá 1/1,2288 MHz.

Vyhledávací rozsah A Vyhledávací rozsah N Vyhledávací rozsah R	Velikost rozsahu (PN znaky)
0	4
1	6
2	8
3	10
4	14
5	20
6	28
7 '	40
8	60
9	80
10	100
11	130
12	160
13	226
14	320
15	452

Určování velikostí rozsahů je kompromis mezi rychlostí vyhledávání a pravděpodobností minutí silného signálu, nacházejícího se mimo vyhledávací rozsah.

Základnová stanice vyšle mobilní stanici zprávu, jejíž obsah udává PN hypotézy, jenž by mobilní stanice měla hledat okolo svého vlastního PN posunu. Například počáteční základnová stanice může sdělit mobilní stanici, aby hledala pilotní signál 128 PN znaků od vlastního PN posunu. Mobilní stanice v reakci na to nastaví svůj demodulátor vyhledávače ve výstupním obvodu na

128 znaků a hledá pilotní signál, přičemž používá vyhledávací rozsah se středem nastaveným na určený posun. Jakmile mobilní stanice jednou začne vyhledávat PN hypotézy za účelem zjištění stanic, jenž jsou k dispozici pro provedení předání, je nutné, aby PN posun pilotního signálu cílové základnové stanice byl časově velmi blízko skutečnému posunu. Rychlost vyhledávání má velký význam v blízkosti hranic dosahu základnové stanice, protože zpoždění ve vykonání nez25 bytných hledání může vyústit v přerušení hovoru.

-3CZ 301668 Bó

V CDMA systémech ve Spojených státech amerických je synchronizace základnové stanice dosaženo tím, že do každé základnové stanice je zabudován přijímač systému GPS (Global

Positioning Satellite). Avšak v některých případech není možné, aby základnová stanice byla schopna přijímat GPS signál. Například v metru nebo v tunelech je GPS signál utlumen takovým způsobem, že není možné použít GPS přijímače pro účely synchronizace časování základnových stanic nebo mikrozákladnových stanic. Předložený vynález navrhuje způsob a zařízení pro synchronizaci časování za těchto okolností, kdy část základnových stanic není schopna přijímat centralizovaný Časovači signál a kdy část sítě je schopna přijímat centralizovaný časovači signál a díky němu je schopna se časově sesynchronizovat.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody překonává způsob synchronizace času resp. zařízení pro synchronizaci času druhé základnové stanice s první základnovou stanicí, který/é zahrnuje

- změření resp. prostředky pro změření délky RTDi zpoždění obousměrné cesty přenosů z první základnové stanice do mobilní stanice komunikující s první základnovou stanicí a zpět jako signál zpětného spoje z mobilní stanice do první základnové stanice;

- změření resp. prostředky pro změření, v mobilní stanici, prvního časového rozdílu ΔΤ mezi 20 časem příjmu signálu dopředného spoje z druhé základnové stanice a časem příjmu signálu dopředného spoje z uvedené první základnové stanice;

- změření resp. prostředky pro změření, ve druhé základnové stanici, druhého časového rozdílu RTD₂ mezi příjmem signálu zpětného spoje přeneseného z mobilní stanice a dobou To* přenosu signálu dopředného spoje z druhé základnové stanice; a

- vypočítání resp. prostředky pro vypočítání hodnoty korekce časování podle změřené délky

RTDi zpoždění obousměrné cesty, prvního časového rozdílu ΔΤ a druhého časového rozdílu RTD₂, přičemž ve výhodných provedeních dále zahrnuje, jednotlivě nebo v kombinaci:

- předání resp. prostředky pro předání přenosů uvedené mobilní stanice z uvedené první základ30 nové stanice uvedené druhé základnové stanici,

- opakované provádění resp. prostředky pro opakované provádění uvedených měření před provedením výpočtu nastavení časování,

- užití resp. prostředky pro užití průměru uvedených opakovaných měření pro provedení výpočtu nastavení časování,

- nastavení časování resp. prostředky pro nastavení časování druhé základnové stanice tak, aby souhlasilo s časováním uvedené první základnové stanice v případě, že hodnota uvedené korekce času překročí předem stanovenou hodnotu.

S výhodou je uvedené zpoždění obousměrné cesty pro alespoň jeden signál přenesený z uvedené první základnové stanice na mobilní stanici měřeno na uvedené první základnové stanici.

S výhodou je uvedená hodnota korekce času v souladu s chybou časování mezi uvedenou druhou základnovou stanicí a uvedenou první základnovou stanicí a uvedená chyba časování je rovna (RTD, + ΔΤ ~ RTD₂) / 2;

kde RTD, je zpoždění obousměrné cesty pro alespoň jeden přenos z uvedené první základnové stanice na mobilní stanici a přenos z uvedené mobilní stanice na uvedenou první základnovou stanici;

kde ΔΤ je uvedený první časový rozdíl mezi časem, kdy je uvedenou mobilní stanicí přijat přenos z uvedené druhé základnové stanice, a časem, kdy je uvedenou mobilní stanicí přijat přenos z uvedené první základnové stanice; a

-4CZ 301668 B6 kde RTD₂ uvedenou je druhý časový rozdíl pro alespoň jeden přenos mezi druhou základnovou stanicí a uvedenou mobilní stanicí, přičemž uvedený druhý časový rozdíl odpovídá času, kdy je uvedenou druhou základnovou stanicí přijat přenos z uvedené mobilní stanice, a času, kdy je související přenos přenesen z uvedené druhé základnové stanice do mobilní stanice.

Podstatou předloženého vynálezu je nový zdokonalený způsob a zařízení pro synchronizaci času základnové stanice, která není schopna přijímat centralizovaný časovači signál vsítí, kde část základnových stanic je schopna přijímat centralizovaný časovači signál. Referenční první zakladlo nová stanice je Časově synchronizována pomocí příjmu centralizovaného časovacího signálu nebo jiným způsobem. U výhodného provedení vynálezu se referenční první základnová stanice synchronizuje pomocí přijímače GPS signálu. Podřízené druhé základnové stanice nejsou patřičně sesynchronizovány, protože nejsou například schopny přijímat centralizovaný časovači signál.

Podle předloženého vynálezu podřízená druhá základnová stanice dosáhne synchronizace s referenční první základnovou stanicí pomocí zpráv vyslaných a přijatých mobilní stanicí v oblasti nepřerušeného předáni mezi referenční první základnovou stanicí a podřízenou druhou základnovou stanicí. Nejprve je referenční první základnovou stanicí změřeno zpoždění obou20 směrné cesty mezi mobilní stanicí a referenční první základnovou stanicí. Poté podřízená druhá základnová stanice hledá do té doby, než přijme signál vyslaný mobilní stanicí, jenž je též označován jako signál zpětného spoje. V reakci na přijetí signálu zpětného spoje podřízená druhá základnová stanice seřídí své časování takovým způsobem, že mobilní stanice může přijmout svůj signál, jenž je též označován jako signál dopředného spoje. Tento krok může být zbytečný, není-li velikost chyby časování podřízené druhé základnové stanice podstatná.

Jakmile mobilní stanice získá signál z podřízené druhé základnové stanice, změří a ohlásí rozdíl mezi časem, který signál potřebuje k tomu, aby urazil vzdálenost od referenční první základnové stanice a mobilní stanice, a časem, který signál potřebuje k tomu, aby urazil vzdálenost od podří30 zené druhé základnové stanice a mobilní stanice. Poslední důležité měření je provedeno podřízenou druhou základnovou stanicí a je zaměřeno na zjištění velikosti časového rozdílu mezi časem, ve kterém podřízená druhá základnová stanice přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice, a časem, ve kterém podřízená druhá základnová stanice vyslala signál k mobilní stanici.

Později blíže popsaná řada výpočtů, používajících změřené Časové hodnoty, je provedena za účelem zjištění časového rozdílu mezi podřízenou druhou základnovou stanicí a referenční první základnovou stanicí. Seřízení časování podřízené druhé základnové stanice je provedeno v souladu s výsledky těchto výpočtů. Mělo by být řečeno, že u výhodného provedení vynálezu jsou všechna zmíněná měření provedena během normálního provozu IS—95 CDMA komunikač40 ního systému.

Přehled obrázků na výkresech

Samotný vynález, jeho součásti a výhody budou blíže vysvětleny pomocí následujícího podrobného popisu za použití obrázků, jenž slouží referenční zdroj pro identifikaci charakteristických prvků.

Obr. 1 zobrazuje blokový diagram uspořádání sítě bezdrátového komunikačního systému, obsahujícího referenční první základnovou stanici a podřízenou druhou základnovou stanici.

Obr. 2 zobrazuje diagram možných přenosů mezi mobilní stanicí, synchronní základnovou stanicí a asynchronní základnovou stanicí a také zobrazuje odpovídající Časové intervaly.

-5CZ 301668 B6

Obr. 3 zobrazuje vývojový diagram způsobu synchronizace základnové stanice, která může přijímat centralizovaný časovači signál.

Obr. 4 zobrazuje blokový diagram mobilní stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 5 zobrazuje blokový diagram hledače v mobilní stanici podle předloženého vynálezu.

Obr. 6 zobrazuje blokový diagram provozního kanálového modulátoru mobilní stanice podle předloženého vynálezu.

io

Obr. 7 zobrazuje blokový diagram základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 8 zobrazuje blokový diagram přenosového systému základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Obr. 9 zobrazuje blokový diagram přijímacího systému základnové stanice podle předloženého vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

I. Přehled výpočtu chyby časování

V souladu s obr. 1 je mobilní stanice 60 ve spojení s referenční první základnovou stanicí 62, přičemž se nachází na hranici oblasti pokryté signálem základnové stanice, jenž je vymezena hranicí 6L Referenční první základnová stanice 62 je synchronizována se zbytkem sítě pomocí centrálního časovacího systému, jakým například může být GPS (Global Posítioning System). Naopak podřízená druhá základnová stanice 64, pokrývající hranicí 63 vymezenou oblast, není synchronizována pomocí nezávislého centrálního časovacího systému jako v případě základnové stanice 62, kde je k dispozici systém typu GPS. Ovladač 66 základnové stanice přepojuje hovory z veřejné přepínačové telefonní sítě (PSTN) do základnové stanice 62 nebo 64 pomocí TI linky nebo pomocí jiných prostředků.

Během krátkých časových úseků může být frekvenční synchronizace prováděna s akceptovatelným stupněm přesnosti pomocí TI linek,a to použitím metod, které jsou již známy ze stavu techniky. Avšak řešení využívající TI linek k zajištění přenosu frekvenční informace je v podobných obvodech problematické. Takovéto problémy potom vytvářejí chyby časování, které však mohou být opraveny použitím předloženého vynálezu. Jelikož frekvence a fázový posun jsou ve vzájemném vztahu, využívá vynález nepravidelné opravy fázového posunu, což podle potřeby umožní používat méně přesné zdroje kmitočtu.

Obr. 2 zobrazuje diagram přenosu a odpovídající časové intervaly při synchronizaci Časování podřízené druhé základnové stanice 64 se synchronizovaným Časováním referenční první základnové stanice 62. Signálová cesta 500 zobrazuje přenos signálu dopředného spoje z referenční první základnové stanice 62 na mobilní stanici 60. Časový interval, během kterého nastane tento přenos je označen τι. U mobilní stanice 60 je začátek přenosu rámců zpětným spojem časově shodný s příchodem rámců dopreného spoje. Tato časová shoda je standardizována IS—95 a je již v souladu s ni implementována na hardwarové úrovni zařízení. Proto je potřeba uvést, že metody a zařízení pro vytvoření této časové shody jsou již známy.

Přenos 502 znázorňuje přenos rámce zpětného spoje z mobilní stanice 60 k referenční první základnové stanici 62. Čas (τι), který potřebuje signál 500. aby vykonal cestu od základnové stanice 62 k mobilní stanici 60. je rovný času (také τΟ, který potřebuje signál 502 k vykonáni cesty od základnové stanice 62 k mobilní stanici 60. Protože základnová stanice 62 zná čas, ve kterém odvysílala signál 500 a zná čas, ve kterém přijala signál 502, může základnová stanice 62

-6CZ 301668 B6 vypočítat zpoždění obousměrné cesty (RDTi), což je první hodnota nutná pro výpočet časové chyby (Tol-To).

Signálová cesta 504 je přenos signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60, jenž se šíří po jiné 5 přenosové cestě směrem k podřízené druhé základnové stanici 64. Čas, který signál 504 potřebuje na cestu od mobilní stanice 60 k podřízené druhé základnové stanici 64, je označen jako τ₂. Čas, během kterého signál 504 zpětného spoje dosáhne základnové stanice 64 je označen jako Tj- Čas, který potřebuje signál 506 dopředného spoje na cestu od základnové stanice 64 k mobilní stanici je taktéž označen τ₂. Navíc podřízená druhá základnová stanice 64 může změřit časový rozdíl io mezi časem, kdy přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice 60, a časem, ve kterém vyslala signál dopředného spoje k mobilní stanici 60. Tento časový rozdíl je označen jako RTD?.

Známe-li tyto časy, je možné spočítat časovou chybu (T_o'-To). Způsob výpočtu časový chyby to’je popsán níže.

Z obr. 2 je možné vyčíst, že:

τ₂ = τι + τ₂ a (1) τι + ΔΤ = Το’ + Τ₂ (2)

Pokud vhodně použijeme výrazy z rovnic (1) a (2), je možné napsat následující rovnice:

T2 + ΔΤ = T_o' + 2. T₂ (3)

2. t₂ = T₂ - T_o' + ΔΤ (4)

Za účelem zjednodušení zápisu je zavedena nová proměna RTD?, která je definována následujícím způsobem:

RTD₂ = T₂ - T_o. (5)

Je vidět, že t₂ = RTD₂/2 + ΔΤ/2 (6) _3θ T₂ = To + Ti + X2 (7)

Proto

T₂ To = Ti + τ₂ a (8)

RTD₂ = 2. τ₂ - ΔΤ

Pomocí substituce lze získat výraz, ze kterého vyplývá, že časová chyba (T₀‘ - T_o) je rovna:

To’ - T₀	= Xl - Ϊ2 + ΔΤ	(9)
To’-T₀ =	ΐ! - [RTD₂/2 + ΔΤ/2] + ΔΤ	(10)
To' - To	= RTDi/2 - RTD₂/2 + ΔΤ/2	(11)
To'-To =	[RTD! + ΔΤ - RTDíJ/2	(12)

Jakmile jednou základnová stanice 64 zná velikost své časovači chyby (T_o* - To), může své časování takovým způsobem seřídit, že se sesynchronizuje s časováním základnové stanice 62. Tato

-7CZ 301668 B6 měření jsou však zatížena chybami, takže u výhodného příkladu provedení vynálezu je proveden vetší počet měření, která nejsou nezbytně nutná, aby se zajistila potřebná míra přesnosti opravy časování.

Způsob a zařízení pro měření každého z Časů, uvedených v rovnici (12), je popsán níže.

II. Měření zpoždění (RTDi) obousměrné cesty

Obr. 3 zobrazuje vývojový diagram způsobu podle předloženého vynálezu pro synchronizaci io podřízené druhé základnové stanice 64 vzhledem k Časování referenční první základnové stanice

62. Způsob synchronizace začíná ve fázi 300 vývojového diagramu. Mobilní stanice 60 komunikuje s referenční první základnovou stanicí 62 a nachází se v komunikačním dosahu podřízené druhé základnové stanice 64. Ve fázi 302 vývojového diagramu je změřeno zpoždění RTDi obousměrné cesty signálu, dané cestou od referenční první základnové stanice 62 k mobilní sta* is nici 60 a zpět od mobilní stanice 60 k referenční první základnové stanici 62. Toto je provedeno porovnáním hraničních prvků rámce přijatého mobilní stanici 60 s hraničními prvky rámce vyslaného mobilní stanice 60. Způsob a zařízení, jenž jsou schopny provést toto porovnání, jsou již dobře známy ze stavu techniky. Zpoždění (RTD_t) obousměrné cesty je tedy dáno časovým rozdílem mezi začátkem rámců vyslaných referenční první základnovou stanicí 62 a začátkem rámců přijatých referenční první základnovou stanicí 62 od mobilní stanice 60.

V souladu s obr. 4 jsou datové rámce dopředného spoje z referenční první základnové stanice 62 přijaty anténou 2 a přes duplexer 3 jsou přivedeny do přijímače 4. Přijímač provede směšování, filtraci a zesílení přijatého signálu a ten přivede do hledače 50 a provozních demodulátorů 54.

Hledač 50 vyhledá pilotní kanál v souladu se seznamem sousedních stanic, jenž je poskytnut referenční první základnovou stanicí 62. Seznam sousedních stanic má podobu signálních dat na provozním kanále z referenční první základnové stanice 62. Signál, indikující začátek přijatých rámců z referenční první základnové stanice 62, je přiveden ke kontrolnímu procesoru 55. Kontrolní procesor 55 vygeneruje časový porovnávací signál, který přivede do provozního modulátoru

58, jenž porovná začátky rámců vyslaných z mobilní stanice 60 se začátky rámců přijatými mobilní stanicí 60.

Rámce dat uživatele mobilní stanice 60 jsou přivedeny do provozního demodulátoru 58, který v závislosti na časovacím signálu od kontrolního procesoru 55 Časově vyrovná rámce vyslané vysílačem 56 s rámci přijatými mobilní stanicí 60 od referenční první základnové stanice 62. Rámce zpětného spoje jsou ve vysílači 56 namodulovány, vyfiltrovány a zesíleny a poté jsou přes duplexer 3 přivedeny k anténě 2, kterou jsou odvysílány.

III. Přijetí signálu mobilní stanice podřízenou druhou základnovou stanicí

Obr. 6 zobrazuje provozní kanálový demodulátor 58 mobilní stanice 60. Rámce dat jsou při vedeny na vstup formátovacího zařízení 200. U výhodného příkladu provedení vynálezu formátovací zařízení 200 vygeneruje a přidruží sadu kontrolních bitu cyklické redundance (CRC) a vygeneruje sadu koncových bitů. U výhodného příkladu provedení vynálezu je formátovací zaří45 zení 200 založeno na protokolu formátování rámců, standardizovaném v roce 1995 a detailněji popsaném v patentu US 5 600 754, jehož název zní „METHOD AND SYSTEM FOR ARRANGEMENT OF VOCODER DATA FOR MASKING OF TRANSMISSION CHANNEL INDUCED ERRORS“ („Způsob a zařízení pro uspořádání dat z vokodéru za účelem maskování chyb, vyvolaných přenosovým kanálem“.).

Zformátovaný rámec dat je přiveden na vstup kodéru 202, který zakóduje data pomocí kódů, jenž umožní detekci a korekci chyb. U výhodného příkladu provedení vynálezu je kodér 202 konvoluční kodér. Zakódované datové symboly jsou přivedeny na vstup přeskupovacího zařízení 204.

které přeskupí symboly v souladu s předem daným přeskupovacím formátem. Přeskupené sym55 boly jsou přivedeny do Walshova mapovacího zařízení 206. U výhodného příkladu provedení

-8Cl 301668 B6 vynálezu přijme Walshovo mapovací zařízení 206 osm zakódovaných symbolů a zobrazí tuto sadu symbolů v podobě 64 znakové Walshovy sekvence. Walshovy symboly jsou přivedeny na rozprostíracího zařízení 208, jenž rozprostře Walshovy symboly v souladu s dlouhým rozprostírajícím kódem. Generátor 210 dlouhého PN kódu vygeneruje pseudošumovou (PN) sekvenci, které rozprostře spektrum dat a odliší je od zpětným spojem vyslaných dat zjiných mobilních stanic, které se nacházejí v blízkém okolí.

U výhodného příkladu provedení vynálezu jsou data nemodulována pomocí modulačního formátu, využívajícího klíčování s čtvrtinovým fázovým posuvem (QPSK) , přičemž spektrum ío kanálů I a Q je modulací rozprostřeno podle krátké PN sekvence. Spektrálně rozprostřená data jsou přivedena na vstup rozprostíracích zařízení 214 a 216, která provedou v pořadí druhé spektrální rozprostření dat podle krátké PN sekvence, již vygenerovaly příslušné PN generátory 212 a

218 (PN[ a PNq).

Ve fázi 304 vývojového diagramu základnová stanice 64 signál zpětného stanicí 60. Ovladač 66 základnové podřízené druhé základnové stanici 64 přijme podřízená druhá spoje vyslaného mobilní stanice vyšle signál obsahující informaci o posunu PN kódu, jenž mobilní stanice 62 používá ke spektrálnímu rozprostření svého signálu zpětného spoje. V reakci na tento signál od ovladače 66 základnové stanice vyhledá podřízená druhá základnová stanice 64 mobilní stanici

60 naladěnou na daný PN posun, sdělený pomocí signálu z ovladače 66 základnové stanice.

U výhodného příkladu provedení příkladu vynálezu podřízená druhá základnová stanice 64 nastaví generátor 106 dlouhého PN kódu svého hledače a generátory 108 a 110 krátkého PN kódu (zobrazeno na obr. 9) v souladu se signálem z ovladače 66 základnové stanice. Hledači proces podřízené druhé základnové stanice 64 je blíže popsán v následujícím popise.

Obr. 7 zobrazuje systém podřízené druhé základnové stanice 64. V podřízené druhé základnové stanici 64 je přijat signál z ovladače 66 základnové stanice, který obsahuje informaci o PN mobilní stanice 60. Tato zpráva je přivedena do kontrolního procesoru 100. V reakci na ni kontrolní procesor 100 vypočítá vyhledávací rozsah okolo specifického PN posunu. Kontrolní procesor 100 předá vyhledávací parametry hledači 101 a v souladu s těmito parametry podřízená druhá základnová stanice 64 vyhledá signál vyslaný mobilní stanicí 60. Signál přijatý anténou 102 podřízené druhé základnové stanice 64 je přiveden do přijímače 104, který provede smíšení, filtraci a zesíleni přijatého signálu a poskytne jej hledači 1Q1. Přijatý signál je navíc přiveden na vstup provozních demodulátorů 105, které demodulují provozní data zpětného spoje a tato data poskytnou ovladači 60 základnové stanice.

Ovladač 66 základnové stanice je pak pošle do veřejné přepínačové telefonní sítě.

Obr. 9 podrobněji zobrazuje hledač 10b Demodulace signálu zpětného spoje je detailněji popsána v US patentové přihlášce se sériovým Číslem 08/372,632, podané 13. ledna 1995, nyní v patentu US 5 654 979, jehož název zní „CELL SITE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM“ („Architektura demodulátoru celulámí základny pro multiplexní komunikační systém s rozpro45 střeným spektrem.“) a také je popsána v US patentové přihlášce se sériovým číslem 08/316 177, podané 30. září 1994, jejíž název zní „MULTIPATH SEARCH PROCESOR FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM“ („Vícekanálový vyhledávací procesor pro multiplexní systém s rozprostřeným spektrem.“). Odhad PN posunu mobilní stanice 60 je z ovladače 66 základnové stanice přiveden do kontrolního procesoru 100.

V reakci na odhad PN posunu, provedený ovladačem 66 základnové stanice, kontrolní procesor 100 vygeneruje počáteční hypotézu dlouhé PN sekvence a počáteční hypotézu krátké PN sekvence pro účely vyhledávání prováděného podřízenou druhou základnovou stanicí 64. U výhodného příkladu provedení vynálezu kontrolní procesor 100 přepíše posuvné registry PN generátorů 106,108 a 110.

-9CZ 301668 B6

Signál přijatý anténou 102 je smíšen, odfiltrován a zesílen přijímačem 104 a je předán korelátoru

116. Korelátor 116 porovná přijatý signál s kombinovanými hypotézami dlouhé a krátké

PN sekvence. U výhodného příkladu provedení vynálezu je hypotéza PN sekvence vygenerována pomocí pro násobení krátké PN hypotézy, vygenerované PN generátory 108 a 110, s dlouhou

PN sekvencí, vygenerovanou PN generátorem 106, přičemž je použito odpovídajících násobiček 112 a 114. Jedna ze zkombinovaných hypotéz PN sekvence je použita k odstranění spektrálního rozprostření kanálu 1 a druhá je použita k odstranění spektrálního rozprostření kanálu Q přijatého QPSK signálu, io Poté, co jsou oba PN signály zbaveny spektrálního rozprostření, jsou přivedeny do procesorů 128 a 120 pro rychlou Hadamardovu transformaci (FHT). Návrh a Činnost procesorů pro rychlou Hadamardovu transformaci je detailněji popsán v podané US patentové přihlášce se sériovým číslem 08/173 460, podané 2. prosince 1993, nyní patentu US 5 561 618, jehož název zní „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMÍNG A FAST HADAMARD TRANS FORM“ („Způsob a zařízení pro vykonávání rychlé Hadamardovy transformace.“). FHT procesory 118 a 120 porovnají spektrálního rozprostření zbavené signály se všemi možnými Walshovými symboly za účelem vytvoření matice výsledných amplitud pro účely zařízení 122 vypočítávajícího energii (I²+Q²), Zařízení 122 vypočítávající energii vypočítá energii prvků amplitudové matice a předá hodnotu energie detektoru 124 maxim, který vybere maximálně korelující energie, Maxi20 málně korelující energie jsou předány akumulátoru 126, který sbírá energie pro většinu Walshových symbolů a na základě těchto akumulovaných energii je provedeno rozhodnutí, jaká mobilní stanice 60 může být dosažena na tomto PN posunu.

IV. Počáteční přizpůsobení časování podřízenou druhou základnovou stanicí

Jakmile je jednou dosaženo mobilní stanice 60, seřídí podřízená druhá základnová stanice 64 ve fázi 306 vývojového diagramu své časování tak, že mobilní stanice 60 je schopna úspěšně přijímat vysílaní dopředného spoje. Podřízená druhá základnová stanice 64 vypočítá počáteční přizpůsobení časování zjištěním rozdílu mezi PN posunem, na kterém byl přijat signál zpětného spoje z mobilní stanice 60, a PN posunem, který referenční první základnová stanice 62 použila pro příjem signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60. Využitím tohoto rozdílu v PN posunu podřízená druhá základnová stanice 64 přizpůsobí časování svého pilotního signálu takovým způsobem, že když mobilní stanice 60 začne vyhledávat její pilotní signál, bude se nacházet ve vyhledávacím rozsahu mobilní stanice 60.

V. Přijetí signálu podřízené druhé základnové stanice mobilní stanicí

Pri hledání signálu mobilní stanice je potřeba, aby podřízené druhé základnové stanici 64 byl nějakým způsobem indikován Čas, U výhodného příkladu provedení vynálezu je časová chyba podřízené druhé základnové stanice 64 držena na úrovni nebo pod úrovní 1 ms pomocí náhradního synchronizačního způsobu. Existují způsoby, které umožní podřízené druhé základnové stanici 64, jenž není schopna přijímat GPS signál, uchovat čas s menším stupněm přesnosti, Jedním možným způsobem, jak získat určitou počáteční synchronizaci, je po určitých časových úsecích manuálně nastavovat čas podřízené druhé základnové stanice 64. Jiným způsobem je nastavovat čas pomocí WWV přijímače, přičemž implementace tohoto způsobu je již dobře známa ze stavu techniky. Na rozdíl od GPS signálu je WWV centralizovaný časovači signál přenášen na velmi nízkých frekvencích a je schopen proniknout do tunelů nebo podjezdů. WWV přijímače však nejsou schopny zajistit vyšší míru přesnosti, potřebnou pro CDMA komunikace.

U výhodného příkladu provedení vynálezu podřízená druhá základnová stanice 64 seřídí své časování předpokládaje, že mobilní stanice 60 je umístěna přímo v těsné blízkosti podřízené druhé základnové stanice 64. Počáteční časování je potom provedeno za předpokladu, že lze zanedbat zpoždění dané konečnou rychlostí šíření signálu mezi podřízenou druhou základnovou stanicí 64 a mobilní stanicí 60. Poté podřízená druhá základnová stanice 64 časově seřídí své generátory 72 a 74 PN sekvence tak, že posune čas kupředu, čímž vykompenzuje větší a větší

- 10CZ 301668 B6 zpoždění dané konečnou rychlostí šíření signálu mezi podřízenou druhou základnovou stanicí 64 a mobilní stanicí 60. Jakmile mobilní stanice 60 přijme pilotní kanál podřízené druhé základnové stanice 64, je možné pomocí obvyklých metod provést podle výše popsaných výpočtů konečné seřízení časování podřízené druhé základnové stanice 64.

Jak je již známo ze stavu techniky a též ze standardu IS—95, pilotní kanály různých základnových stanic se od sebe navzájem odliší fází svých PN generátorů. Referenční první základnová stanice 62 nakáže mobilní stanici 60 vyhledat podřízenou druhou základnovou stanici 64 v seznamu sousedních stanic. Referenční první základnová stanice 62 pomocí signálních dat oznámí, že je io možné přijmout pilotní signál podřízené druhé základnové stanice 64 s PN fázovým posunem, který je popsán vzhledem k přijatému PN posunu referenční první základnové stanice 62. Tato zpráva je demodulována a dekódována provozními demodulátory 54 a je při vedena do hledače

50. V reakci na to hledač 50 vyhledá PN fázový posun okolo PN fáze sdělené signálem referenční první základnové stanice 62.

Pilotní signál je obvykle vygenerován lineárním zpětnovazebním registrem, jehož implementace je detailněji popsána ve zmíněných patentech. Za účelem získáni pilotního signálu z podřízené druhé základnová stanice 64 se mobilní stanice 60 musí sesynchronizovat s přijatými signály z podřízené druhé základnové stanice 64, a to jak fázově (0), tak i frekvenčně (ω). Cílem vy hle20 dávací operace je určit fázi přijatého signálu (0). Jak již bylo dříve uvedeno, relativně přesná frekvenční synchronizace může být u podřízené druhé základnové stanice 64 provedena pomocí TI spoje z ovladače 66 základnové stanice, což je již známo ze stavu techniky. Způsob, kterým mobilní stanice nalezne fázi přijatého signálu, je založen na testování řady odhadů fáze (což také bývá označováno jako vyhledávací rozsah) a určení, zda-li je jedna z posunových hypotéz správně.

Obr. 5 podrobněji zobrazuje hledač 50 mobilní stanice. Signál s rozprostřeným spektrem je přijat anténou 2. Účelem zařízeni je sesynchronizovat sekvence 20 pseudonáhodného šumu (PN), vygenerované generátorem 20 PN sekvence, a přijatý signál s rozprostřeným spektrem, jenž je spektrálně rozprostřen identickými PN sekvencemi s neznámou fází, vyslanými podřízenou druhou základnovou stanicí 64. U výhodného příkladu provedení vynálezu jsou oba generátory pilotních signálů, generátor 76 (nezobrazeno) a PN generátor 20, posuvné registry s maximální délkou, jenž generují PN kódové sekvence pro spektrální rozprostírání a odstraňování odpovídajících pilotních signálů. Proces vytvoření synchronizace mezi kódy, používaných k odstranění spektrálního rozprostření přijatého pilotního signálu a PN rozprostíracího kódu přijatého pilotního signálu, je založen na určení časového posunu v posuvném registru.

Signál s rozprostřeným spektrem je z antény 2 přiveden do přijímače 4. Přijímač 4 smísí, odfiltruje a zesílí signál a přivede jej do části obvodu 6, která odstraní spektrální rozprostření. Tato část obvodu 6 vynásobí přijatý signál s PN kódem, vygenerovaným PN generátorem 20. PN kódy mají povahu náhodných šumů, a proto by produkt, získaný operací vzájemného vynásobení PN kódu a přijatého signálu, měl nabývat z větší části nulových hodnot, vyjma okamžiku přesně synchronizace.

Ovladač 18 hledače poskytne PN generátoru 20 hypotézu posunu. Tato hypotéza posunuje určena v souladu se signálem vyslaným referenční první základnovou stanicí 62 k mobilní stanici 60, Lí výhodného příkladu provedení vynálezu je přijatý signál namodulován pomocí modulačního formátu, využívající klíčování s čtvrtinovým fázovým posuvem (QPSK). PN generátor 20 pak vytvoří PN sekvenci pro modulační složku I a samostatnou sekvenci pro modulační složku Q a poskytne je části obvodu 6, ve které probíhá odstraňováni spektrálního rozprostření pásma. Tato část obvodu 6 vynásobí PN sekvenci se svojí odpovídající modulační složkou a poskytne produkty obou výstupních složek koherentním akumulátorům 8 a 10.

Koherentní akumulátory 8 a 10 sečtou všechny složky produktu po celé délce sekvence. U kohe55 rentních akumulátorů 8 a 10 je možné resetovat, přečíst a nastavit sčítací periodu pomocí signálů

-11 CZ 301668 B6 z ovladače 18 hledače. Posčítané hodnoty produktů jsou ze sčítaček 8 a 10 přivedeny do mocnícího zařízení 12. Mocnící zařízení 12 vypočítá druhou mocninu každé nasčítané hodnoty a sečte tyto druhé mocniny dohromady.

Hodnota sečtených druhých mocnin jez mocnícího zařízení 12 přivedena do nekoherentního kombinačního zařízení 14. Nekoherentní kombinační zařízení J_4 určí hodnotu energie z výstupu mocnícího zařízení 12. Nekoherentní akumulátor 14 slouží k potlačení vlivů frekvenčních odlišností mezi hodinovým signálem, vyslaným základnovou stanici, a hodinovým signálem, přijatým mobilní stanici, a vylepšuje detekční statistiku ve tlumícím prostředí. Nekoherentní akumulátor io 14 poskytne signál s informací o energii porovnávacímu zařízení 16. Porovnávací zařízení 16 porovná hodnotu energie s předem určenými prahovými hodnotami, jenž jsou dány ovladačem 18 hledače. Výsledek každého porovnání je potom zpětnou vazbou přiveden do ovladače 18 hledače. Výsledky, jenž jsou přivedeny zpětnou vazbou do ovladače 18 hledače, obsahují informaci o energii korelace a výsledném změřeném PN posunu.

U předloženého vynálezu ovladač 18 hledače poskytuje k dispozici na svém výstupu PN fázi, na které se sesynchronizoval se základnovou stanicí 64. Tento posun je použit k vypočítání časové chyby, jak již bylo dříve popsáno.

U výhodného příkladu provedení vynálezu, u kterého mobilní stanice 60 přijímá podřízenou druhou základnovou stanici 64, vypočítá mobilní stanice 60 rozdíl mezi časem, ve kterém přijala signál z podřízené druhé základnové stanice 64, a časem, ve kterém přijala signál z referenční první základnové stanice 62. Tato hodnota je přivedena do informačního generátoru 52, jenž vygeneruje zprávu, která obsahuje informaci o hodnotě rozdílu. Tato zpráva je po zpětném spoji vyslána v podobně signálních dat do referenční první základnové stanice 62 a podřízené druhé základnové stanice 64, jenž tuto zprávu odešlou zpět do ovladače 66 základnové stanice.

VI. Měření zpoždění mezi vysláním signálu dopředného spoje z podřízené druhé základnové stanice a přijetím signálu zpětného spoje v podřízené druhé základnové stanici ³⁰

Ve fázi 311 základnová stanice 64 vývojového diagramu podřízená druhá změří rozdíl mezi časem, ve kterém podřízená druhá základnová stanice 64 přijala signál zpětného spoje z mobilní stanice 60 (T?), a časem, ve kterém podřízená druhá základnová stanice 64 vyslala svůj signál dopředného spoje k mobilní stanici 60 (T_o). Podřízená druhá základnová stanice 64 uloží

PN posun v čase, kdy vyšle svůj signál dopředného spoje, a po detekci signálu zpětného spoje z mobilní stanice 60 vypočte časový rozdíl RTD?. U výhodného příkladu provedení vynálezu je tento vypočítaný časový rozdíl poskytnut podřízenou druhou základnovou stanicí 64 ovladači 66 základnové stanice a ve vypočtu seřízení časování se pokračuje v ovladači 66 základnové stanice. Se znalostí dosavadního stavu techniky je možné snadno pochopit, že předložený vynález by bylo možné lehce rozšířit i na případ, kdy jsou výpočty prováděny v základnových stanicích nebo mobilních stanicích.

Vil. Seřízení časování podřízené druhé základnové stanice

V reakci na to provede ovladač 66 základnové stanice výpočet popsaný rovnicí (12) a pošle informaci o nezbytném seřízení časování podřízené druhé základnové stanici 64. Jak je zobrazeno na obr. 7, je signál s informaci o seřízení časování přijat kontrolním procesorem 100 podřízené druhé základnové stanice 64. Kontrolní procesor 100 vygeneruje kontrolní signál a poskytne jej k dispozici procesoru 99 seřízení časování. Procesor 99 seřízení časování vygeneruje signál, so který změní čas hodin 98 o tolik, kolik je udáno signálem z ovladače 66 základnové stanice.

- 12CZ 301668 B6

VIII. Sdílení Času bez nepřerušovaného předání

Výše popsaný proces seřizování je platný v případech, ve kterých mobilní stanice 60 probíhá nepřerušované předání základnových stanic (jinými slovy, mobilní stanice vytvořila spoje jak s referenční první základnovou stanicí 62, tak i s podřízenou druhou základnovou stanicí 64). Vytvoření spojů s referenční první i s podřízenou druhou základnovou stanicí 64 umožní referenční první základnové stanici 62 určit RTD_t a také umožní podřízené druhé základnové stanici 64 určit RTD?. Z hodnot RTDi a RTD> je možné odhadnout časovou chybu T_o'. Když mobilní stanice 60 není v kontaktu ani s referenční první základnovou stanicí 62, ani s podřízenou druhou io základnovou stanicí 64, může být podřízená druhá základnová stanice 64 sesynchronizována s referenční první základnovou stanicí 62 v souladu s výhodným příkladem provedení předloženého podle následujícího popisu.

Předpokládaje, že mobilní stanice 60 komunikuje s referenční první základnovou stanicí 62. je možné zjistit velikost RTDi již dříve popsaným způsobem. Mobilní stanice 60 a referenční první základnová stanice 62 jsou navíc výhodně v kontaktu pomocí ovladače 66 základnové stanice. Referenční první základnové stanici 62 je znám dlouhý PN kód, pomocí kterého mobilní stanice 60 spektrálně rozprostírá svůj přenos zpětného spoje k referenční první základnové stanici 62. V souladu s předloženým vynálezem referenční první základnová stanice 62 sdělí dlouhý PN kód podřízené druhé základnové stanici 64 pomocí ovladače 66 základnové stanice. Navíc referenční první základnová stanice 62 využije komunikační cesty přes ovladač 66 základnové stanice a pošle podřízené druhé základnové stanici 64 seznam hodnot RTDi za účelem spektrálního rozprostření zpětného spoje, vyslaného mobilní stanicí 60 při komunikaci s referenční první základnovou stanicí 62, přičemž každá z hodnot seznamu RTDi je přiřazena jednomu dlouhému

PN kódu používanému jednou mobilní stanicí 60. Je vhodné zdůraznit, že každé mobilní stanici 60 je přiřazen jeden specifický PN kód a RTDi hodnota. Podřízená druhá základnová stanice 64 poté používá informaci o dlouhém PN kódu k přijímání jednoho nebo více vysílání zpětného spoje z mobilních stanic 60. Jelikož mobilní stanice 60 neprovádí nepřerušované předání základnových stanic, je signál přijatý podřízenou druhou základnovou stanicí 64 z mobilní stanice 60 slabý. Proto bude podřízená druhá základnová stanice 64 obvykle potřebovat získat větší počet PN znaků, aby byla schopna zjisti t mobilní stanici 60, jenž je obsluhována referenční první základnovou stanicí 62.

Podřízená druhá základnová stanice 64 vyhledá mobilní stanice 60 v souladu s dlouhými

PN kódy, které podřízená druhá základnová stanice 64 přijme od referenční první základnové stanice 62. Proto nepovede-H se po uplynutí rozumného množství času podřízené druhé základnové stanici 64 nalézt vysílání zpětného spoje z první mobilní stanice 60, pak podřízená druhá základnová stanice 64 začne hledat vysílání zpětného spoje z druhé mobilní stanice 60. V souladu s výhodným příkladem provedením vynálezu se referenční první základnová stanice 62 podílí na určení té mobilní stanice 60, u které je má podřízená druhá základnová stanice 64 nejvyšší pravděpodobnost, zeji bude schopna nalézt. Toto lze s výhodou provést určením vzdálenosti mobilních stanic 60 od referenční první základnové stanice 62. Navíc je využíváno informace o oblasti, ze které vysílají jednotlivé mobilní stanice 60. Nachází-li se v tomto případě mobilní stanice v relativně velké vzdálenosti od referenční první stanice (což může být vyhodnoceno například posouzení výsledku algoritmu na kontrolu výkonu), a mobilní stanice 60 je v sektoru, nacházejícím se v blízkosti podřízené druhé základnové stanice 64, pak existuje větší pravděpodobnost, že mobilní stanice 60 bude nalezena podřízenou druhou základnovou stanicí 64. Mělo by být zřejmé, že v případě, kdy se referenční první základnová stanice 62 podílí na určení mobilních stanic 60, které mají nejvyšší pravděpodobnost být nalezeny podřízenou druhou základnovou stanicí 64, je snížena délka Časového úseku potřebná k tomu, aby podřízená druhá základnová stanice 64 nalezla mobilní stanici.

Jakmile podřízená druhá základnová stanice 64 jednou přijme vysílání zpětného spoje z mobilní stanice, podřízená druhá základnová stanice 64 určí příchozí čas vysílání zpětného spoje (L) a

-13CZ 301668 B6 obdrží odhad τ₂ (zpoždění mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou druhou základnovou stanicí 64), jenž je označován γ₂. Podřízená druhá základnová stanice 64 poté určí

To' = T₂ - <Y2 + n) = T₂ - (Y2 + (RTDi)/2).

Mělo by být řečeno, že γ₂ není přímo změřeno. Je-li známa poloha mobilní stanice 60, pak je možné odhadnout γ₂ pomocí vzdáleností mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou druhou základnovou stanicí 64, jelikož poloha podřízené druhé základnové stanice 64 je známa. Není-lí známa poloha mobilní stanice 60, je možné odhadnout γ₂ odečtením z tabulky hodnot nebo z empiricky io vytvořené databáze. To znamená, že zpoždění pri šíření signálu mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou druhou základnovou stanicí 64 může být použito pro odhad γ₂ .Zpožděni při šíření signálu je možné určit změřením velikosti výkonu, který je vyslán a přijat podřízenou druhou základnovou stanicí 64. Informaci o intenzitě signálu přijatého mobilní stanicí 60 (jako například pilotní signál, jenž je vyslán podřízenou druhou základnovou stanicí 64 a přijat mobilní stanicí 60) je též is možné použít k určení zpoždění pri šíření signálu mezi mobilní stanicí 60 a podřízenou druhou základnovou stanicí 64. U takového příkladu provedení předloženého vynálezu pošle mobilní stanice 60 podřízené druhé základnové stanice 64 přes zpětný spoj informaci o síle přijatého signálu.

Časová chyba je rovna hodnotě γ₂ mínus τ₂. Proto je přesnost přenosu času přímo úměrná přesnosti γ₂. Velikost chyby odhadu je obvykle menší než poloměr buňky. To znamená, že rozdíl mezi odhadem γ₂ a skutečnou hodnotou γ₂ je menší než poloměr buňky. Proto u buňky s poloměrem K mil má chyba časování, daná τ₂, velikost asi 5K ps.

Navzdory nepřesnosti odhadu γ₂ může tato metoda přenosu Času zaručit lepší časování než jaké může poskytnout mnoho jiných způsobů a zařízení, jako například zpětný přenos. Proto odhadování γ₂ podle výše popsaného způsobu v souladu s předloženým vynálezem může snížit velikost vyhledávacích rozsahů a tedy i zaručit, že vyhledávací rozsahy nebudou nadhodnoceny. Předložený vynález také poskytuje způsob časování, který je dostatečně přesný na to, aby přijaté signály ze dvou různých základnových stanic nedorazily se stejnou pilotní PN fází, což umožní odlišit pilotní signály s různým původem.

Mělo by být téže řečeno, že je možné i používat komplementární způsob, a to v případě, kdy mobilní stanice 60 komunikuje s podřízenou druhou základnovou stanicí 64 a ne s referenční první základnovou stanicí 62. V takovém případě je potřeba namísto proměnné τ₂ odhadnout proměnnou T_t.

IX. Počáteční nastavení podřízené druhé základnové stanice

Výše popsaný způsob seřízení lze použít tehdy, je-li systémový Čas podřízené druhé základnové stanice relativně blízko systémovému času referenční první základnové stanice. V některých případech je však rozdíl mezi systémovým časem referenční první základnové stanice a systémovým časem referenční první základnové stanice tak velký, že na něj není možné použít popsaný způsob seřízení časování. Například je—li podřízená druhá základnová stanice uvedena do provo45 zu jako první, musí být systémový čas počátečně nastaven. Bez externí reference by systémový čas podřízené druhé základnové stanice měl jen náhodnou hodnotu. V jiné situaci, kdy se v oblasti mezi referenční první základnovou stanicí a podřízenou druhou základnovou stanicí nenachází po relativně dlouhý časový úsek žádná mobilní stanice, systémový čas podřízené druhé základnové stanice může být zatížen velmi podstatnou chybou (jinými slovy by se systémový Čas referenční první základnové stanice posunul o nezanedbatelnou míru). To je dáno vlivem hodinového oscilátoru, jenž určuje chod systémového času s ohledem na chod času v referenční první základnové stanici. V podobných případech je podle předloženého vynálezu navržen následující způsob.

-14CZ 301668 B6

Když podřízená druhá základnová stanice 64 je uvedena do chodu jako první, nemusí mít podřízená druhá základnová stanice 64 vhodné Časování, jelikož se do té doby neodehrálo seřízení času mezi podřízenou druhou základnovou stanicí 64 a nějakým externím referenčním zdrojem

Času, jakým může být například GPS nebo referenční první základnová stanice 62. Proto v souladu s výhodným příkladem provedení vynálezu, používaném v situaci, kdy je do chodu uvedena nejdříve podřízená druhá základnová stanice 64, není povoleno vysílání po dopřednému spoji z podřízené druhé základnové stanice 64. Počáteční Časování je s výhodou získáno pomocí zpětného přenosu za předpokladu, že není k dispozici přesnější zařízení. Podřízená druhá základnová stanice 64 má potom k dispozici rozumný odhad přesného časování, který je dostatečný io k tomu, aby podřízená druhá základnová stanice 64 získala čas pomocí způsobu využívajícího zpětný spoj. Tento způsob byl popsán v oddíle VIII. Jakmile je jednou proveden tento úkon, podřízená druhá základnová stanice 64 povolí přenosy dopředného spoje s nízkým výkonem. Nachází-li se mobilní stanice 60 v oblasti pro nepřerušované předání, pak mobilní stanice 60 ohlásí přítomnost nového pilotního signálu a je možné seřídit čas pomocí mnohem přesnějšího způsobu podle vynálezu, který se používá v dosahu základnových stanic a byl již popsán výše. Jakmile je provedeno toto seřízení času, je možné zvýšit výkon dopředného spoje odpovídající základnové stanice na úroveň provozního výkonu, jenž vyhovuje provozu podřízené druhé základnové stanice 64.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob synchronizace času druhé základnové stanice (64) s první základnovou stanicí (62), vyznačující se tím, že zahrnuje:

- změření délky (RTD,) zpoždění obousměrné cesty přenosů z první základnové stanice (62) do mobilní stanice (60) komunikující s první základnovou stanicí (62) a zpět jako signál (502)

30 zpětného spoje z mobilní stanice (60) do první základnové stanice (62);

- změření, v mobilní stanici (60), prvního časového rozdílu (ΔΤ) mezi časem příjmu signálu (506) dopředného spoje z druhé základnové stanice (64) a časem příjmu signálu (500) dopředného spoje z uvedené první základnové stanice (62);

- změření, ve druhé základnové stanici (64), druhého časového rozdílu (RTD₂) mezi příjmem 35 signálu (504) zpětného spoje přeneseného z mobilní stanice (60) a dobou (T_o') přenosu signálu (506) dopředného spoje z druhé základnové stanice (64); a

- vypočítání hodnoty korekce časování podle změřené délky (RTD,) zpoždění obousměrné cesty, prvního časového rozdílu (ΔΤ) a druhého časového rozdílu (RTD₂).

40
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

- předání přenosů uvedené mobilní stanice (60) z uvedené první základnové stanice (62) uvedené druhé základnové stanici (64).
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje opakované prová45 dění uvedených měření před provedením výpočtu nastavení Časování.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje užití průměru uvedených opakovaných měření pro provedení výpočtu nastavení časování.

50 5. Způsob podle nároku I, vyznačující se tím, že uvedené zpoždění obousměrné cesty pro alespoň jeden signál přenesený z uvedené první základnové stanice (62) na mobilní stanici (60) se měří na uvedené první základnové stanici (62).

- 15CZ 301668 B6

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nastavení časování druhé základnové stanice (64) tak, aby souhlasilo s časováním uvedené první základnové stanice (62) v případě, že hodnota uvedené korekce času překročí předem stanovenou hodnotu.
5 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená hodnota korekce času je v souladu s chybou časování mezi uvedenou druhou základnovou stanicí (64) a uvedenou první základnovou stanicí (62) a uvedená chyba časování je rovna (RTDi + ΔΤ - RTD₂) / 2;

kde RTD] je zpoždění obousměrné cesty pro alespoň jeden přenos z uvedené první základnové stanice (62) na mobilní stanici (60) a přenos z uvedené mobilní stanice (60) na uvedenou první io základnovou stanici (62);

kde ΔΤ je uvedený první časový rozdíl mezi časem, kdy je uvedenou mobilní stanicí (60) přijat přenos z uvedené druhé základnové stanice (64), a časem, kdy je uvedenou mobilní stanicí (60) přijat přenos z uvedené první základnové stanice (62); a kde RTD₂ je druhý Časový rozdíl pro alespoň jeden přenos mezi uvedenou druhou základnovou

15 stanicí (64) a uvedenou mobilní stanicí (60), přičemž uvedený druhý časový rozdíl odpovídá času, kdy je uvedenou druhou základnovou stanicí (64) přijat přenos z uvedené mobilní stanice (60), a času, kdy je související přenos přenesen z uvedené druhé základnové stanice (64) do mobilní stanice (60).