專利名稱：無(wú)線系統(tǒng)中的反向同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種在移動(dòng)和無(wú)線通信網(wǎng)中建立和保持反向同步的方法。
我們都知道CDMA系統(tǒng)的容量受到干擾的限制。這些干擾包括來(lái)自同一遠(yuǎn)程單元的多徑信號(hào)之間的符號(hào)間干擾(ISI)、來(lái)自同一基站的服務(wù)區(qū)中不同遠(yuǎn)程單元的信號(hào)之間的多址干擾(MAI)、和來(lái)自相鄰基站和這些基站服務(wù)的遠(yuǎn)程單元的信號(hào)之間的相鄰小區(qū)干擾(ACI)。
在發(fā)明人、公開號(hào)和名稱分別為李道本、PCT/CN00/00028和″一種具有零相關(guān)窗的擴(kuò)頻多址編碼方法″的PCT申請(qǐng)中，公開了一種互補(bǔ)正交碼，這里稱為L(zhǎng)S碼。LS碼具有″無(wú)干擾窗口″的特性，也稱為零相關(guān)窗口特性。作為示例，考慮以下四個(gè)長(zhǎng)度為8的LS碼(C1，S1)＝(++-+，+---)(C2，S2)＝(+++-，+-++)(C3，53)＝(-+++，--+-)(C4，S4)＝(-+--，---+)當(dāng)兩個(gè)碼之間的時(shí)移在(包含首尾的)窗口[-1，+1]的范圍內(nèi)時(shí)，這些碼的任意兩個(gè)的互相關(guān)是零，除了當(dāng)沒(méi)有時(shí)移時(shí)，這些碼的任何一個(gè)的自相關(guān)是零。因此這四個(gè)碼具有[-1，+1]的無(wú)干擾窗口。
同樣地以下長(zhǎng)度為16的LS碼具有[-3，+3]的無(wú)干擾窗口(C1，S1)＝(++-++++-，+---+-++)(C2，S2)＝(++-+---+，+----+--)(C3，S3)＝(+++-++-+，+-+++---)(C4，S4)＝(+++---+-，+-++-+++)如果我們只考慮(C1，S1)和(C2，S2)，則它們具有[-7，+7]的無(wú)干擾窗口。
因此當(dāng)遠(yuǎn)程單元向基站傳送利用無(wú)干擾窗口為[-n，+n]的一組LS碼調(diào)制的信號(hào)時(shí)，只要這些信號(hào)彼此在n個(gè)碼片內(nèi)到達(dá)接收基站，這些信號(hào)就不會(huì)彼此干擾。當(dāng)來(lái)自同一遠(yuǎn)程單元的多徑信號(hào)和來(lái)自不同遠(yuǎn)程單元的信號(hào)在無(wú)干擾窗口內(nèi)到達(dá)時(shí)，這消除了符號(hào)間干擾和多址干擾。
在下文中將LS碼用作正交擴(kuò)頻碼的無(wú)線系統(tǒng)、信號(hào)、空中接口將分別稱為L(zhǎng)S編碼的無(wú)線系統(tǒng)、LS編碼信號(hào)和LS編碼的空中接口。
在下文中利用IFW性質(zhì)的正交擴(kuò)頻碼的無(wú)線系統(tǒng)、信號(hào)、空中接口將分別稱為IFW無(wú)線系統(tǒng)、IFW信號(hào)、和IFW空中接口。
所述正交擴(kuò)頻碼可以是LS碼。
為了估計(jì)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]可以由所述基站根據(jù)所述無(wú)干擾窗口[-n，+n]和目前連接到基站的一組遠(yuǎn)程單元確定。調(diào)整來(lái)自遠(yuǎn)程單元信號(hào)的傳輸時(shí)間，因此來(lái)自所述遠(yuǎn)程單元的信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間落入所述基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]。
最好，在建立反向同步時(shí)，它可以由以下步驟組成所述基站在下行鏈路上傳送同步信號(hào)；試圖與所述基站建立反向同步的每個(gè)遠(yuǎn)程單元在上行鏈路上傳送接入信號(hào)到所述基站；基站確定來(lái)自遠(yuǎn)程單元的每個(gè)接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；所述基站在下行鏈路上發(fā)送接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和所述基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]之間的時(shí)間差同時(shí)該遠(yuǎn)程單元根據(jù)所述時(shí)間差調(diào)整其接入信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
最好，在反向同步保持期間，它可以由以下步驟組成基站確定控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，這些信號(hào)來(lái)自要求無(wú)干擾窗口為[-n，+n]的同一所有遠(yuǎn)程單元組；該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時(shí)間的遠(yuǎn)程單元組發(fā)送時(shí)間調(diào)整指令，對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程單元相應(yīng)地調(diào)整控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
利用基準(zhǔn)時(shí)間窗口會(huì)導(dǎo)致比單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的同步更快的反向同步。因此，不同的遠(yuǎn)程單元可以關(guān)于不同的基準(zhǔn)時(shí)間窗口保持反向同步。


圖1說(shuō)明具有多個(gè)小區(qū)的蜂窩系統(tǒng)。
圖2說(shuō)明在一個(gè)小區(qū)中的基站和多個(gè)遠(yuǎn)程單元。
圖3說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中下行鏈路上前向同步信道的結(jié)構(gòu)。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中上行鏈路上反向同步信道的結(jié)構(gòu)。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，來(lái)自四個(gè)不同的遠(yuǎn)程單元?dú)w一化到一幀開始的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，正如所實(shí)現(xiàn)和廣泛描述的，提供一種系統(tǒng)和方法用于建立和保持遠(yuǎn)程單元的反向同步，在此來(lái)自同一小區(qū)的遠(yuǎn)程單元的信號(hào)在零相關(guān)窗口內(nèi)到達(dá)小區(qū)中的基站。所述系統(tǒng)包括以下的組件·具有服務(wù)一個(gè)地理區(qū)域的多個(gè)小區(qū)的蜂窩系統(tǒng)；·每個(gè)小區(qū)中的基站使用互補(bǔ)正交碼并向遠(yuǎn)程單元傳送碼分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用信號(hào)；·多個(gè)遠(yuǎn)程單元使用互補(bǔ)正交碼并通過(guò)碼分多址和時(shí)分多址傳送擴(kuò)頻信號(hào)；本發(fā)明通信系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，如圖1所示，包括一蜂窩系統(tǒng)，該蜂窩系統(tǒng)包括服務(wù)一地理區(qū)域的多個(gè)小區(qū)、每個(gè)小區(qū)中的向該小區(qū)中的遠(yuǎn)程單元提供下行鏈路信號(hào)的基站、和每個(gè)小區(qū)中的多個(gè)遠(yuǎn)程單元。圖2表示小區(qū)中的一個(gè)基站和多個(gè)遠(yuǎn)程單元。該基站包括用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)和適當(dāng)?shù)奶幚砥?。多個(gè)遠(yuǎn)程單元的每一個(gè)包括用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、和適當(dāng)?shù)奶幚砥鳌?br> 圖3說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中下行鏈路上的前向同步信道的結(jié)構(gòu)。它被分成多個(gè)(N)等長(zhǎng)時(shí)隙，后面是一間隔。每個(gè)時(shí)隙利用一擴(kuò)頻碼擴(kuò)展。為了減少相鄰的小區(qū)干擾，在不同鄰近小區(qū)中的不同基站對(duì)于前向同步信道應(yīng)該使用不同的擴(kuò)頻碼。例如，前向同步信道可以被分成12個(gè)每個(gè)128個(gè)碼片的時(shí)隙，后面是9個(gè)碼片的間隔，每個(gè)時(shí)隙可以利用PCT-CN98/00028中公開的長(zhǎng)度為128的LS碼或LS碼的某些變換來(lái)擴(kuò)頻。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中上行鏈路上反向同步信道的結(jié)構(gòu)。它被分成多個(gè)(M)等長(zhǎng)的接入時(shí)隙(AS)，后面是一間隔。每個(gè)接入時(shí)隙由遠(yuǎn)程單元用于向基站發(fā)送接入信號(hào)以便反向同步。如圖4所示，接入時(shí)隙包括接入信號(hào)，接入信號(hào)的兩側(cè)具有間隔，以便提供調(diào)整接入信號(hào)發(fā)送時(shí)間的空間，以使遠(yuǎn)程單元與基站實(shí)現(xiàn)反向同步。接入信號(hào)可以是利用正交碼、例如LS碼或LS碼任何變換的擴(kuò)頻信號(hào)。圖4說(shuō)明接入信號(hào)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，即利用C碼和S碼之間具有某些間隔的LS碼擴(kuò)頻。
接入時(shí)隙的長(zhǎng)度根據(jù)接入信號(hào)的長(zhǎng)度和當(dāng)遠(yuǎn)程單元試圖與基站建立反向同步時(shí)從遠(yuǎn)程單元到基站的最大時(shí)延確定。
為了減少相鄰小區(qū)的干擾，不同的鄰近基站應(yīng)該為反向同步信道上的接入信號(hào)使用不同的擴(kuò)頻碼。
當(dāng)考慮只在指定時(shí)隙和子幀傳送的遠(yuǎn)程單元的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間時(shí)，到達(dá)時(shí)間歸一化到上行鏈路上20毫秒幀的開始。圖5說(shuō)明來(lái)自四個(gè)不同遠(yuǎn)程單元信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，它們歸一化到20毫秒幀的開始。遠(yuǎn)程單元RU1、RU2、和RU3目前連接到基站并利用它們分配的擴(kuò)頻碼在它們分配的時(shí)隙內(nèi)傳送控制和業(yè)務(wù)信號(hào)。來(lái)自RU1和RU3的傳輸在時(shí)間上重疊，但它們使用不同的擴(kuò)頻碼。遠(yuǎn)程單元RU4試圖通過(guò)傳送接入信號(hào)建立反向同步，在此總是認(rèn)為接入信號(hào)處于接入時(shí)隙的中間，當(dāng)接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間歸一化到上行鏈路的20毫秒幀的開始。
一組遠(yuǎn)程單元被認(rèn)為彼此關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步，如果這組任意兩個(gè)遠(yuǎn)程單元到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差不超過(guò)n個(gè)碼片。
反向同步方法的優(yōu)選實(shí)施例包括以下步驟。
1.基站在下行鏈路的前向同步信道上傳送同步信號(hào)；2.試圖與基站建立反向同步的每個(gè)遠(yuǎn)程單元隨機(jī)選擇反向同步信道中的接入時(shí)隙和在上行鏈路上傳送接入信號(hào)到基站；3.基站確定來(lái)自遠(yuǎn)程單元的每個(gè)接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；4.對(duì)于給定的零相關(guān)窗口[-n，+n]，和目前與基站相連的并與零相關(guān)窗口[-n，+n]同步的一組遠(yuǎn)程單元，即目前連接的任意兩個(gè)遠(yuǎn)程單元到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差不超過(guò)n個(gè)碼片，基站確定基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]，因此如果來(lái)自遠(yuǎn)程單元的接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間落入[t1，t2]，則它與目前連接的所有遠(yuǎn)程單元關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步；5.如果來(lái)自遠(yuǎn)程單元的接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間落入時(shí)間間隔[t1，t2]，則遠(yuǎn)程單元對(duì)于零相關(guān)窗口[-n，+n]已實(shí)現(xiàn)與基站的反向同步，基站向遠(yuǎn)程單元發(fā)送擴(kuò)頻碼的有關(guān)信息以及遠(yuǎn)程單元用于傳送控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時(shí)隙和子幀，然后遠(yuǎn)程單元開始利用分配的擴(kuò)頻碼和分配的時(shí)隙和子幀傳送控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
6.如果來(lái)自遠(yuǎn)程單元的接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間落在時(shí)間間隔[t1，t2]之外，則基站計(jì)算到達(dá)時(shí)間和時(shí)間間隔[t1，t2]之間的時(shí)間差并在下行鏈路上發(fā)送時(shí)間差到遠(yuǎn)程單元；遠(yuǎn)程單元調(diào)整其接入信號(hào)的發(fā)送時(shí)間并回到步驟2。
本發(fā)明通信系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例提供利用時(shí)隙和子幀的時(shí)分多址和利用LS碼的碼分多址。由基站服務(wù)的一個(gè)小區(qū)內(nèi)的遠(yuǎn)程單元也許經(jīng)歷不同的時(shí)間擴(kuò)散和傳播環(huán)境。這些遠(yuǎn)程單元可以放入具有不同零相關(guān)窗口的不同組。例如，基站附近的遠(yuǎn)程單元可以放入零相關(guān)窗口為[-1，+1]的組，因?yàn)檫@些遠(yuǎn)程單元的最大時(shí)間擴(kuò)散可以很小，遠(yuǎn)離基站的遠(yuǎn)程單元可以放入零相關(guān)窗口為[-3，+3]的另一個(gè)組。這兩個(gè)不同的遠(yuǎn)程單元組可以在單獨(dú)的時(shí)隙和子幀分配控制和業(yè)務(wù)信道。舉例來(lái)說(shuō)，9個(gè)時(shí)隙(TS0)-子幀對(duì)可以被分成三組，一個(gè)用于最佳傳播環(huán)境為零相關(guān)窗口
的遠(yuǎn)程單元，另一個(gè)用于要求零相關(guān)窗口為[-1，+1]的遠(yuǎn)程單元和另一個(gè)要求零相關(guān)窗口為[-3，+3]的遠(yuǎn)程單元。來(lái)自同一遠(yuǎn)程單元的多徑接入信號(hào)可由基站用于決定遠(yuǎn)程單元屬于哪一組，哪些時(shí)隙和子幀可以分配給遠(yuǎn)程單元，它需要哪個(gè)相關(guān)窗口建立反向同步。
在遠(yuǎn)程單元與基站建立反向同步和開始向基站傳送控制和業(yè)務(wù)信號(hào)之后，可以關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]與一組遠(yuǎn)程單元利用下面所述的優(yōu)選實(shí)施例的同步保持方法保持反向同步1.連接到一基站的多個(gè)遠(yuǎn)程單元在一些指定的時(shí)隙和子幀利用某擴(kuò)頻碼向基站傳送控制和業(yè)務(wù)信號(hào)；2.基站確定來(lái)自同一組內(nèi)所有遠(yuǎn)程單元的控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，這組遠(yuǎn)程單元要求零相關(guān)窗口為[-n，+n]；3.如果這組遠(yuǎn)程單元沒(méi)有一對(duì)的到達(dá)時(shí)間距離超過(guò)n個(gè)碼片，則反向同步關(guān)于零相關(guān)窗口[-n，+n]同步；否則，該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時(shí)間的遠(yuǎn)程單元組發(fā)送時(shí)間調(diào)整，對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程單元相應(yīng)的調(diào)整用于控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
利用基準(zhǔn)時(shí)間窗口會(huì)導(dǎo)致比單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的同步更快的反向同步。因此，不同的遠(yuǎn)程單元可以關(guān)于不同的基準(zhǔn)時(shí)間窗口保持反向同步。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)對(duì)本發(fā)明的反向同步方法可以作出各種改變是顯而易見(jiàn)的，不會(huì)背離本發(fā)明的范圍和精神。本發(fā)明意圖覆蓋落入權(quán)利要求及其等同物的系統(tǒng)和方法的改變和變化。此外，本發(fā)明意圖覆蓋本發(fā)明系統(tǒng)和方法的當(dāng)前和新的申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種反向同步方法，該方法用于利用具有無(wú)干擾窗口特征的正交擴(kuò)頻碼的無(wú)線系統(tǒng)，其中來(lái)自遠(yuǎn)程單元信號(hào)的發(fā)送時(shí)間關(guān)于預(yù)定的無(wú)干擾窗口[-n，+n]調(diào)整，因此來(lái)自所述遠(yuǎn)程單元的信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間落入所述的預(yù)定無(wú)干擾窗口。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述正交擴(kuò)頻碼是LS碼。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，由所述基站關(guān)于所述無(wú)干擾窗口[-n，+n]和目前連接到基站的一組遠(yuǎn)程單元確定基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]，調(diào)整來(lái)自遠(yuǎn)程單元信號(hào)的發(fā)送時(shí)間，因此來(lái)自所述遠(yuǎn)程單元的信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間落入所述基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]。
4.權(quán)利要求3的方法，其中進(jìn)一步包括以下的步驟建立反向同步所述基站在下行鏈路上傳送同步信號(hào)；試圖與所述基站建立反向同步的每個(gè)遠(yuǎn)程單元在上行鏈路上傳送接入信號(hào)到所述基站；基站確定來(lái)自遠(yuǎn)程單元的每個(gè)接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；所述基站在下行鏈路上發(fā)送到達(dá)時(shí)間和所述基準(zhǔn)時(shí)間窗口[t1，t2]之間的時(shí)間差同時(shí)該遠(yuǎn)程單元根據(jù)所述時(shí)間差調(diào)整其接入信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的方法，其中進(jìn)一步包括以下的步驟用于反向同步保持基站確定來(lái)自同一組所有遠(yuǎn)程單元的控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，這組遠(yuǎn)程單元要求的無(wú)干擾窗口大小為[-n，+n]；該基站向應(yīng)該調(diào)整發(fā)送時(shí)間的遠(yuǎn)程單元組發(fā)送時(shí)間調(diào)整，對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程單元相應(yīng)的調(diào)整用于控制和業(yè)務(wù)信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
全文摘要
一種用于無(wú)線系統(tǒng)的反向同步方法,該無(wú)線系統(tǒng)利用具有無(wú)干擾窗口特征的正交擴(kuò)頻碼,其中根據(jù)預(yù)定的無(wú)干擾窗口[－n,+n]調(diào)整來(lái)自遠(yuǎn)程單元信號(hào)的發(fā)送時(shí)間,因此來(lái)自所述遠(yuǎn)程單元的信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間落入所述預(yù)定的無(wú)干擾窗口。當(dāng)來(lái)自同一遠(yuǎn)程單元的多徑信號(hào)和來(lái)自不同遠(yuǎn)程單元的信號(hào)在無(wú)干擾窗口內(nèi)到達(dá)時(shí),這消除了符號(hào)間干擾和多址干擾。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1378722SQ00814082
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2000年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月5日
發(fā)明者李道本, 陳衛(wèi)東, 高海陽(yáng), 何紹明, 張永生, 鄧元華 申請(qǐng)人:連宇通信有限公司