基站间同步系统、同步控制装置和基站的利记博彩app

专利名称：基站间同步系统、同步控制装置和基站的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及与移动通信终端进行无线通信的基站、在多个基站相 互之间进行同步控制的同步控制装置以及包含它们在内的基站间同步 系统。
背景技术：
在现有的3GPP (3rd Generation Partnership Project-第三 代合作伙伴计划)标准所规定的W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access:宽带码分多址)方式等移动通信中，仅对基站(在 3GPP中称为NodeB)与基站控制装置(在3GPP中称为RNC (Radio Network Controller:无线网络控制器))直接连接的形式进行了标 准化(参照非专利文献1 )。另外，通常情况下，如果考虑基站控制装置的结构，则无论用户 数容量有多大，与基站控制装置相连接的基站数上存在上限；并且， 如果已经在业务中使用的基站不进行软件变更或者内存增设等硬件变 更，就无法增加可连接的基站数。另一方面，在PHS (Personal Handyphone System:个人手持电 话系统)网等移动通信网与公众网的连接这样的非3GPP标准的连接 中，存在着使用基站集线装置作为对基站进行管理的上层装置的技 术。对公众网和基站进行连接的上述基站集线装置采用与多个基站相 连接的结构，在其中向多个基站提供帧同步信号，其结果是，多个基 站之间基于基站集线装置的帧同步信号实现帧同步。(参考例如专利 文献l)非专利文献1: 3GPP TS (Technical Specification) 25.401 V3.10. 0， 2002-06， retrieved from the Internet [retrieved on 2005-01-24 ]: <URL: http: 〃www. 3gpp. org/ftp/Specs/latest/ R1999/25-series/25401-3aO.zip>，专利文献l:特开2002-094441号公报专利文献2:特开平08-237731号公报
例如，由3GPP标准化的基站控制装置所存在的问题是，即使取代 用户数容量大的基站而采用用户数容量小的基站进行连接，由于无法 增加所连接的基站数，在使用这种基站控制装置的情况下，整体的用 户容量数也会减少。这样一来，如果将用户数容量小的基站设置在电 波无法到达的地域，系统的容量数就会减少。
为了解决上述问题，可以考虑一种使用对多个基站进行管理的基 站集线装置从而使多个基站相对于基站控制装置识别为一个基站的技 术。在这种技术中，出于软切换的可行性等考虑，在与基站集线装置 相连接的基站之间，定时的吻合是不可欠缺的。但是，如果采用由基 站集线装置向各个基站提供帧同步信号这种现有的结构，则存在着因 原振时钟的相位偏移导致基站的自由计数器值成为非连续值的情形。 这里所说的自由计数器值指的是基站内所设置的用于向基站内的各个 功能部提供计数器值的自由计数器所输出的值。
特别地，在CDMA方式的情况下，所欠缺的计数器值的时间的位置、
计数器值的增减量等会导致动作现象(operating phenomena)数增
大、基站的验证工作量增加。具体地，例如，需要判断电路结构是否
使得与基站集线装置的下层相连接的第1基站的自由计数器加载调制 部和解调部的扩散符号的初始值、正在等待第1基站的自由计数器的
处理比预期短的情况下定时容限是否充分等。
其中，在使用FDD (Frequency Division Duplex:频分复用) 方式、多个用户必须按照各种定时执行并行处理的CDMA基站的情况 下，上述验证工作量呈指数式((需要定时验证的所有情形)A (用户 数))增加。另外，在3GPP标准的Compressed-Mode或者广播信道这 样的动作周期非常长的处理中，通常是使正常化作业待机至下一周 期，因此即使出现了极为罕见的定时异常，瞬间的定时缺失也会使系 统整体的动作在长时间内变得异常。
进而，基站集线装置与基站之间的有线传输通道如果采用不同于 ATM (Asynchronous Transfer Mode:异步传输模式)或专用线路的 IP (Internet Protocol:网际协议)线路，则无法利用集线器、路 由器等直接传输时钟，无法在基站内进行线路同步。因此，基站集线 装置和基站之间的传输延迟或偏移(drifts)就会与基站集线装置和 其他基站之间的传输延迟或偏移形成很大的不同。
这些事实导致现有结构中存在的问题是，无论所使用的时钟源的 精度有多高，经过较长时间后，多个基站之间无线帧的定时差逐渐增 大，基站控制装置所发送的数据过早到达某些基站，或者对于其他基 站则可能出现过于延迟，由此导致通信无法正常执行。

发明内容
本发明提供一种能够使多个基站之间实现高精度同步的基站间同 步系统、同步控制装置和基站。
本发明是一种包含多个基站和在这些多个基站相互之间进行同步 控制的同步控制装置的基站间同步系统，其特征在于，上述同步控制 装置具备用于生成使多个上述基站中的原振时钟相互同步的同步控制
信息的控制信息生成部；上述基站具备以与所输入的控制电压相应的 频率振荡的原振时钟生成部和用于对相应于上述同步控制装置所生成 的同步控制信息输入到上述原振时钟生成部的控制电压进行校正的控 制电压校正部。
另外，本发明是一种在多个基站相互之间进行同步控制的同步控 制装置，其特征在于，具备用于生成使多个上述基站中的原振时钟相 互同步的控制信息的控制信息生成部。
另外，本发明是一种与其他基站同步的基站，其特征在于，具备
应于由外部通报的同步控制信息输入到上述原振时钟生成部的控制电 压进行校正的控制电压校正部。 发明效果
借助于本发明，采用了使多个上述基站中的原振时钟相互同步的 结构，因此能够抑制各基站之间的相位差，使基站之间实现高精度的 同步。


图l是表示本发明的第1实施方式中的网络结构的图。 图2是表示基站集线装置和基站的详细结构的图。 图3是表示基站中的VCO之后的详细结构的图。 图4是表示基站的原振时钟的图。
图5是用于说明效果(1)的图。 图6是用于说明效果(2)的图。
图7是表示基站与基站集线装置之间的固定延迟的图。
图8是表示去除固定延迟的步骤的图。
图9是用于说明效果(3)的图(之一)。
图IO是用于说明效果(3)的图(之二)。
图ll是用于说明效果(3)的图(之三)。
图12是表示第2实施方式中的基站间同步系统的结构的图。
图13是表示第3实施方式中的基站间同步系统的结构的图。
图14是表示第4实施方式中的基站间同步系统的结构的图。
图15是表示第5实施方式中的基站间同步系统的结构的图。
符号说明 11基站控制装置 12基站集线装置 13基站
14移动通信终端
20 VC0 (电压控制振荡器)
21控制信息生成部
22自由计数器
23相位比较部
24、 25减法器
26乘法器
27积分器
30 VC0 (电压控制振荡器，原振时钟生成部) 31自由计数器 32 DC电源 33校正部
34有线接口 ( I/F)部 35、 36 PLL (锁相环) 37信道编码/信道解码部 38调制解调部
39自由计数器
40时刻调整部
41最大比例合成部
42 FIF0緩冲区
51基站控制功能部
52基站集线功能部
60 VC0 (高精度CLK生成)
71选择器
72相位比较部
D数据
Al发送时刻(时刻信息请求) A2接收时刻(时刻信息响应) Ml接收时刻(时刻信息请求) M2发送时刻(时刻信息响应) It信息
具体实施方式
第1实施方式
图1是表示本发明的笫1实施方式中的网络结构的图。该网络是 在基站控制装置11和多个基站13之间连接基站集线装置12而构成 的。基站控制装置11和基站13是例如由3GPP规定的W-CDMA方式的 装置，基站U是在与移动通信终端(未图示)之间进行无线通信的装 置，基站控制装置11是连接到多个基站13上的上层装置。基站集线 装置12经由IP (Internet Protocol)网络等与下层的多个基站13 相连接，其存在是为了使连接到上层的基站控制装置11的全部基站13 被识别为一个基站13等。
其中，基站集线装置12和与其连接的多个基站13构成本发明的 基站间同步系统。
基站集线装置12具备VC0 (电压控制振荡器)20和控制信息生成 部21。 VC020内置于基站集线装置12中，生成原振时钟。控制信息生 成部21相应于基站13所生成的原振时钟的相位信息(基于原振时钟 的计数器值)生成同步控制信息。这里，与基站集线装置12所生成的原振时钟的相位信息(基于原振时钟的计数器值)进行比较，根据该 比较结果计算出频率偏差(计数器值的差)作为同步控制信息，生成 与该频率偏差相应的控制电压作为同步控制信息。此外，如果不需要
电压控制，则基站集线装置12内的振荡器也可以不是VC020而是OCXO (恒温槽型晶体振荡器)等。
基站13具备VC030。 VC030内置于基站13中，生成原振时钟。 接着，说明图1的动作。
基站13将通过由VC030振荡产生的原振时钟所生成的自由计数器 值(time stamps:时间标记)作为相位信息通报给基站集线装置12。 如果是W-CDMA方式，则自由计数器值也可以是BFN ( NodeB Frame Number: NodeB帧号)。基站集线装置12将基站13中的原振时钟的相 位信息(基于原振时钟的计数器值)与基站集线装置12中的原振时钟 的相位信息(基于原振时钟的计数器值)进行比较，将其差值作为同 步控制信息通报给基站13。基站13根据同步控制信息对输入到VC030 中的控制电压进行校正。针对各个基站13 (#l~#n)和基站集线装置 12的整个组合执行这一系列动作。
图2是表示基站集线装置和基站的详细结构的图。基站集线装置 12除了 VC020和控制信息生成部21之外还具备自由计数器22和相位 比较部23。自由计数器22是由VCO20进行动作的计数器。相位比较 部23具备减法器24、 25、乘法器26和积分器27，将基站集线装置12 的自由计数器22生成的计数器值(相位信息)和基站13的自由计数 器31生成的计数器值(相位信息)进行比较。减法器24从基站13的 自由计数器31生成的计数器值中减去基站集线装置12的自由计数器 22生成的计数器值。减法器25从减法器24所求得的计数器值的差值 中减去积分器27的输出值。乘法器26是用于将减法器25所输出的结 果乘以时间常数a ( 0<a<l)的乘法器。积分器27将减法器25的输 出值乘以时间常数a后的结果连续相加。减法器25、乘法器26和积分 器27构成了用于对计数器值进行平均化的环路。控制信息生成部21 存储有表示频率偏差和控制电压的关系的表，以频率偏差作为相位比 较部23所求得的比较结果，生成与频率偏差相应的控制电压作为同步 控制信息，通报给基站。对基站集线装置12的自由计数器22所产生 的输出与基站13的自由计数器31所产生的输出的差值取平均后所得
的结果值相当于基站集线装置12和基站13的原振振荡频率的差值的 平均。可以利用乘法器26中设定的时间常数a来改变计数器值的差值 的平均时间(平均化的周期)。通过实验获得计数值的差值与控制电压 值的关系的经验值并保存起来。
基站13除了 VC030之外还具备自由计数器31、 DC电源32和校正 部33。自由计数器31是由基站13的VC030进行动作的计数器。DC电 源32是用于向VC030提供控制电压的电源。校正部33根据由基站集 线装置12通报的同步控制信息校正提供给VC030的控制电压。
接着，说明图2的动作。
基站13的自由计数器31所生成的计数器值(在适当时机并无延 迟地)由基站13通报给基站集线装置12。在基站集线装置12中，减 法器24从由基站13通报的计数器值中减去自由计数器22生成的计数 器值。接着，减法器25从减法器24执行减法运算所得的计数器值的 差值中减去积分器27输出的值。由乘法器26将减法器25执行减法运 算所得的值乘以时间常数a。 1/a越大(a越小)，基站集线装置12和基 站13的原振时钟的频率偏差的计算周期越长。1/a的值越大，越适合 于提取长周期的稳定的振荡频率的差值。由乘法器26执行乘法运算的 结果被输入到积分器27，输入值被相加起来。在积分器27中相加起来 的结果被输入到减法器25和控制信息生成部21。
在控制信息生成部21，利用存储有计数器值的差值与控制电压的 关系的表，将基站集线装置12的计数器值和基站13的计数器值的差 值的平均值置换为控制电压。表示该控制电压的信息作为同步控制信 息通报给基站13。
通报给基站13的同步控制信息被输入到基站13内的校正部33。 在校正部33，根据由基站集线装置12通报的同步控制信息(控制电 压)对从DC电源32输出的控制电压进行校正。校正后的控制电压被 输入到VC030, VC030以与所输入的控制电压相应的频率振荡。VC030 所生成的时钟是基站13的原振时钟，提供给基站13内的各个功能部。
此外，既可以针对VC030进行校正，也可以代之以4十对自由计数 器31进行校正。在此情况下，与自由计数器31不同的其他自由计数 器39 (参照图3)也得到校正，基站13内的各功能部的动作定时基于 自由计数器39被校正后的计数器值得到调整。
另外，上述所说明的实例中，控制信息生成部21包含在基站集线 装置12中，校正部33则包含在基站13中。在这种功能分担的情况下， 对基站13的校正电压指示中所需要的控制数据量如果非常小，则能够 实现基站集线装置12与基站13之间的数据传送量的最优化，是有效 的。例如，假定VC030相对于频率偏差Af所需的校正量为Delta V。在控 制信息生成部21，并不是一次性地发出校正Av的指示，而是通过发 出例如Av/16的指示，实现緩慢的校正。借助于这种处理，不仅能够 使数据传送量达到最优化，而且也能够应对自由计数器39 (参照图3) 的输出缺失等短时间内的积分器27的输出变化。
另外，控制信息生成部21也可以包含在基站13中，校正部33也 可以包含在基站集线装置12中。如果控制信息生成部21包含在基站 13中，则能够在基站13内吸收VCO的特性所导致的个体差异等，从而 是有效的。如果校正部33包含在基站集线装置12中，基站集线装置 12就能够对多个基站13中的自由计数器31进行集中管理，从而形成 一种易于追加智能式附加功能的结构。例如，当基站集线装置12针对 同一 VCO结构的基站13实施相同的控制时，可以与其他基站13的动 作进行比较，容易检测出异常的基站13。
图3是表示基站中的VC0之后的详细结构的图。其中表示了 W-CDMA 方式的基站13内的结构实例。基站13内的VC030所生成的原振时钟 提供给基站13内的各个功能部。基站13除了 VC030之外，还具备有 线接口 (1/F)部34、 PLL(锁相环)35、 36、信道编码/解码部37、 调制解调部38和自由计数器39。
有线接口部34是与基站集线装置12和基站控制装置11进行数据 发送接收的有线接口。 PLL35是用于将由VC030输出的16MHz振荡频 率变换为32MHz的电路。PLL36是用于将由PLL35输出的32MHz振荡 频率变换为64MHz的电路。信道编码/解码部37是3GPP所规定的W-CDMA方式的信道编码/解码部。调制解调部38是3GPP所规定的W-CDMA 方式的调制解调部。自由计数器39是不同于用于校正VC030的输出的 自由计数器31的、用于向基站13内的各功能部提供基准定时的计数 器。
接着，说明图3的动作。
假定VCO30的振荡频率原先是16MHz，基站13对VC030的振荡频
率实施例如+ 0. 5ppm的校正。VC030所输出的原振时钟的振荡频率 16MHz+0. 5ppm被输入到按照16MHz的时钟动作的有线接口部34中。 有线接口部34就会按照定时调整(同步)为连接到基站集线装置12 的其他基站13的原振时钟后的16MHz+0. 5ppm动作。
另外，由于VC030输出的振荡频率为16MHz+0. 5ppm，因此按照 16MHz加倍后的32MHz动作的信道编码/解码部37会按照PLL35输出 后的32MHz+0. 5ppm的时钟动作。这样，定时就被调整为与基站集线装 置12相连接的其他基站13的信道编码/解码部37中所使用的时钟。
另外，PLL35所输出的32MHz的时钟进一步由PLL36变更为振荡 频率64MHz的时钟，并提供给以64MHz为基准动作的调制解调部38。 通过由VC030所进行的原振时钟校正，由PLL36输出的64MHz的时钟 也变为64MHz+0. 5ppm。因此，提供给调制解调部38的时钟变为 64MHz+0. 5ppm，但其定时也被调整为与基站集线装置12相连接的其他 基站13的调制解调部38中所使用的时钟。
另外，自由计数器39的相位也调整为VC030的16MHz+0， 5ppm， 因此提供给各个功能部34、 37、 38的基准信号的定时也被调整为与基 站集线装置12相连接的其他基站13的基准信号。
由此，通过对VC030的振荡频率进行校正，提供给基站13内的全 部功能部的时钟得到定时调整，可以说，这要比发送帧同步信号对各 个功能部分别进行定时调整的做法效率更高。另外，由此也提高了基 站13与移动通信终端的无线发送接收的性能。
依照此种方式，借助于本第1实施方式，能够在长时间内防止基 站13和基站集线装置12之间原振时钟的频率偏差的增加。由此，基 站13的原振时钟都能够在容许范围内与基站集线装置12的原振时钟 的定时协调一致。因此，能够使基站13 (#1 ~#n)之间的原振时钟的 振荡频率在容许范围内协调一致。由此，其效果是，能够避免基站控 制装置11与各个基站13之间、或者各个基站13与移动通信终端之间 的通信中断。
特别地，即使当基站13与基站集线装置12经由以太网(注册商 标)等非同步网络相连接，无法通过线路提取时钟的情况下，也能够 使基站之间高精度地同步，因此是非常有效的。
另外，通过使基站集线装置12而不是基站13具备控制信息生成
部21和相位比较部23，能够削减基站13的电路规模，使基站13保持 低廉的价格。
另外，还有一种效果是，能够避免从基站控制装置11的角度看来 多个基站13通过一个基站集线装置12不能被识别为一个基站的问 题。
另外，还有一个效果是，如果在对原振时钟的相位差进行比较的 方法中使用高分辨率计数器，进行调整直至达到相同计数器值，由此， 即使相位偏移1个周期以上(360度以上)的情况下也能够使相位协调 一致。
进而，在W-CDMA方式中还有以下3个效果。
效果(1)有线数据发送接收窗口的稳定化 效果(2)搜索窗口的稳定化 .效果(3)码片级(chip level )的完全同步化 上述效果(1)意味着基站控制装置11和基站13之间的数据发送 接收中所使用的定时宽度的稳定化。上述效果(2)意味着基站13内 的调制解调部38中的路径检索所需的窗口宽度的稳定化。上述效果 (3)意味着基站13内的调制解调部38中使用的扰码和信道化标识码 的定时的同步化。下面详细说明这些效果(1) ~ (3)。
图4是表示基站的原振时钟的图。其中示例了由连接到同一基站 集线装置12的多个基站之中2个基站#1、#2的原振时钟所生成的计数 器值。在各个基站13的原振时钟校正的开始时刻Tl之前，基站#1的 计数器值与基站#2的计数器值之间产生了偏移(相位差)。在开始校正 的时刻Tl开始直到校正结束的时刻T2之间执行原振时钟的校正。在 此期间，使基站#2的VC030中的振荡频率发生变化。在基站#2的时钟 相位与基站#1的时钟相位相比发生延迟的情况下，增大频率；反之则 降低频率。
图5是用于说明效果(1)的图。按照从上至下的顺序，在时间轴 上分别并列着基站集线装置12的计数器值、基站#1的计数器值、以及 基站#2的计数器值。图5 ( a )是表示各个基站的原振时钟校正前的状 态的图，图5 (b)是表示校正后的状态的图。
在图5 (a)中，各个基站#1、 #2的原振时钟校正开始时刻Tl之 前，基站#1的计数器值与基站#2的计数器值的定时不同。因此，对于
由将基站作为一个进行识别的基站控制装置11发送过来的下行数据D 来说，在基站#1中，接收定时进入了接收窗口的范围内，因此基站#1 可以接收到，但在另一个基站#2中，接收定时没有进入接收窗口的范 围内，因此基站#2无法接收，通信就会中断。
在图5 (b)中，#1、 #2的原振时钟校正结束的时刻T2之后，基 站#1的计数器值和基站#2的计数器值的定时协调为使得接收窗口不会 大幅偏移的程度，相对位置也是固定的。因此，对于由将基站识别为 一个的基站控制装置ll发送过来的下行数据D来说，基站#1、 #2无论 哪一个的接收定时都不会偏离到接收窗口范围之外。因此，可以由基 站控制装置11向两个基站#1、 f2发送下行数据D，通信不会中断。
此外，在仅由基站集线装置向下层的基站提供帧同步信号的现有 技术中，帧同步信号的定时也会随着基站集线装置与下层的基站之间 的线路而变化，因此，既无法在多个基站之间使接收窗口协调一致， 也无法在这多个基站之间使接收窗口的相对位置固定。
另外，在图4中为了简化而将"正在校正原振时钟"的区间图示 为3个脉冲左右，但实际上执行的是在与通信系统所能够容许的频率 稳定度(3GPP标准中为± 0. 05ppm)相应的范围内(在3GPP标准中为 每108个脉冲实施计数器值=5的校正)的緩慢的校正。
图6是用于说明效果(2)的图。图中展示的搜索窗口表示的是， 在连接到W-CDMA方式的相同基站集线装置12的基站#1和基站#2中， 当这2个基站#1、 #2都在与相同移动通信终端进行通信的软切换时， 各个基站#1、 #2将来自移动通信终端的上行信号解调后，能够执行用 于检测路径相关的检索处理的时间范围。搜索窗口的时间位置根据基 站#1、 #2的各计数器值来确定。
图6 (a)表示的是将基站的电源接通之后不久就开始与移动通信 终端进行通信的情况下各个基站的搜索窗口位置和所检测到的路径的 相关脉冲。这种情况下，即使不对各基站的原振时钟进行校正，原振 时钟的相位偏移也不会导致计数器值发生偏移。亦即，各基站的搜索 窗口表示的是相同定时(假定各个基站与移动通信终端之间的距离相 等)，各基站都处于已检测到路径的相关脉沖的状态。在这种状态下， 利用基站集线装置12使得基站相对于基站控制装置11表现为只有一 个的情况下的软切换正常执行。
然而，经过一定时间后，各个基站的原振时钟中的振荡频率的不 同导致计数器值互相偏离。在发生这种计数器值偏移之前的状态下，
考虑经由基站集线装置12从基站控制装置11向基站13 (#1、 #2)发 出了用于软切换的信道设定指示时的情形。在与基站#1通信时，在移 动通信终端测定的偏移(offset)信息(相对于基站的基准信号的偏 离。相当于3GPP TS25. 433中所，说的chip-offset、 frame-offset) 被通报至基站控制装置11。基站控制装置ll将这种情况下的移动通信 终端的偏移信息通报给基站#2。
接着，考虑在长时间内与基站#1和基站#2同时连接的状态下持续 通信的情形。当在移动通信终端中优先看到基站#1时(亦即，基站#1 表现为3GPP标准中所说的primary-cell时)，基站#2因其与基站#1
的原振时钟中的振荡频率的不同而导致计数器值偏离。因此，实际上 如图6 (b)所示，搜索窗口会在与基站#1的位置不同的位置上形成， 因此，无法检测到路径的相关脉冲，原本通过实施软切换确保通信质 量的移动通信终端无法实现预期的通信。
在对各基站的原振时钟中的振荡频率进行校正的情况下，基站#1 和基站#2的搜索窗口的位置关系相对不会发生变化，因此，如图6(c) 所示，无论经过多长时间，都能够持续检测到路径的相关脉沖。其后， 移动通信终端无论移动到那一个基站单独所辖的区域中，通信都不会 中断。即，软切换能够正常工作。所谓的搜索窗口的稳定化，就是指 这样的效果。
此外，在仅由基站集线装置向下层的基站提供帧同步信号的现有 技术中，帧同步信号的定时也会随着基站集线装置与下层的基站之间 的线路而变化，因此，既无法在基站之间使搜索窗口的位置协调一致， 也无法使上述搜索窗口的相对位置固定下来。
将详细说明满足以下条件的情形。
条件(a)存在通过相关性进行路径搜索的时间宽度(搜索窗口 的宽度)为32chip、小区半径小的基站。相应于每1个chip的时间 为O. 26|us，因此32chip相当于8. 3|us。
条件(b)基站#1与基站#2相比，原振时钟所产生的计数器值 的相位每IO分钟延迟3ps。
条件(c)移动通信终端存在于基站#1的小区与基站#2的小区
相互重合的位置，并静止于切换的状态位置。基站#1是primary-cell。
.条件(d)基站#1、 #2和基站集线装置12通过IP网络相连接。 如ITU-T建议Y. 1541的class 0所规定的那样，在通过IP网的情况 下，存在可能发生5 0ms延迟的模型，因此假定可能发生50ms变动。
条件(e )基站、基站集线装置所具有的自由计数器22、 31根 据16MHz的各自的原振时钟被累加计数(count up )。亦即，假定每 0. 0625fxs计数一次。
在满足上述条件(a) ~ (e)的情况下，在检测到路径的最初的 瞬间没有原振时钟的相位差，因此搜索窗口位于相同位置，路径的位 置信息即码片偏移的信息(假定10chip=2. 6ps )从基站#1通报给基站 控制装置ll，即使相同信息通报给基站#2，在基站#2也能够检测到路 径。
当不存在对基站的原振时钟的振荡频率进行校正的功能的情况 下，只要经过520秒时间，基站#2由于自由计数器延迟2. 6ns，即使 从基站控制装置11接收到10chip的码片偏移信息，搜索窗口与基站 #1的搜索窗口相比形成在延迟2.6ius的位置上，无法检测到路径，基 站#2与移动通信终端的通信就会被切断，切换失败。
当存在对基站的原振时钟的振荡频率进行校正的功能时，基站集 线装置12能够消除50ms左右的IP网络传输中的变动，因此在相对于 50ms来说足够长时间的50000ms (=50秒)的期间内，取得与来自基 站的原振时钟的振荡频率相关的信息进行平均化。平均化之后，基站 #1和基站集线装置12的计数器值的差值为+6 ( 0. 375|lis )，基站#2与 基站集线装置12的计数器值的差值为+2 (0. 125ps)。基站集线装置 12根据存储了计数器值的差值与VC0控制电压的关系的表，针对基站 #1进行-O. 006V (例)的校正，将原振时钟的周期一次性缩短0. 375ps + 50秒=0. 0075)Lis，而针对基站#2则进行-O. 002V (例)的校正，将 原振时钟的周期缩短O. 125ilis + 50秒-0. 0025|lis。由此，基站#1和基 站#2的原振时钟的振荡频率每50秒被校正1次，基站#2的搜索窗口 与基站#1的搜索窗口的位置偏移每50秒被校正一次。
下面说明应用于效果(1)、 (2)双方的进一步的效果。 IP路由的路由表的变化、IP网络的负载变化(FTP(File transfer
protocol:文件传输协议)这种大型数据包)导致平均延迟时间发生 变化、基站集线装置12与基站13之间出现变动等情况下，如上所述， 如果每50秒执行一次平均化，则利用最初的50秒平均的计数器值进 行校正(例如，针对基站#1的计数器值差值-+6实施-(K 006V的控制 电压校正，针对基站#2的计数器值差值=+2实施-O. 002V的控制电压 校正)后，出现平均延迟时间等，利用下一个50秒平均的差值进行校 正(例如，针对基站#1的计数器值差值=+2实施-O. 002V的控制电压 校正，针对基站#2的计数器值差值=±0实施0. 0V的控制电压校正)， 只要每次实施平均化即可。
另外，通过平均化，能够抑制爆发式的数据延迟的变动。 进而，为了取得基站之间的同步，如果不在一定程度上去除固定 延迟，就无法应对基站#1存在IOOilis的固定延迟、基站#2存在30ms 的固定延迟这样的情形。对此，可以通过在基站集线装置12中设置NTP (Network Time Protocol:网络时间协议)服务器功能等时刻信息 服务器功能来应对。如果从基站集线装置12的下层所连接的基站13 (#1)向基站集线装置12发出了与时刻相关的征询请求的通知，则针 对基站13发送时刻通知。由此，能够在一定程度上去除基站13的固 定延迟，正确地计算出基站13与基站集线装置12的计数器值差值。 这些固定延迟量设定为基站13启动时的计数器初始值即可。
图7是表示基站与基站集线装置之间的固定延迟的图。图8是表 示去除固定延迟的步骤的图。图8中，在图2的基站集线装置12中增 加了具有时刻信息服务器功能的时刻调整部40。下面参照图7和图8 按顺序说明去除固定延迟的步骤。
步骤(1)基站集线装置12向下层所连接的基站13发送查询是 否有时刻信息请求的信号。
步骤(2)基站13向基站集线装置12发送时刻信息请求(发送 时刻Al )。所发送的时刻信息请求被基站集线装置12接收并传递到时 刻调整部40 (接收时刻Ml )。
步骤(3)基站集线装置12的时刻调整部40根据请求生成时刻 信息，并将所生成的时刻信息以响应请求的形式返回给基站13 (发送 时刻M2)。所发送的时刻信息响应被基站13接收(接收时刻A2)。
步骤(4)基站13根据通报的时刻信息对时刻进行校正。此时，
通过以下算式计算出基站13的时刻校正量。
((A2-A1) - (M2-M1)) /2
这里，假定基站13和基站集线装置12的数据发送接收的传输延 迟相同。因此，并不一定能够精确地确定基站13的时刻，但通过从各 基站13的计数器值中减去所计算出来的固定延迟时间，就能够去除基 站13和基站集线装置12的数据传送的固定延迟。
此外，在基站13中设置时刻信息服务器功能、计算出IP网络的 固定延迟时间的方法也很有效。
另外，从基站集线装置12向基站13发出时刻信息的请求，从基 站13接收时刻信息，在基站集线装置12内计算出固定延迟，将其结 果发送给基站13的自由计数器31，对基站13的自由计数器31的计数 器值进行校正，这样做也是有效的。
另外，以 一定程度的时间间隔启动上述固定延迟计算处理是有效的。
进而，为了降低IP数据包的丢失或者突发式的固定延迟计算处理 的数据包变动时的影响，以足够的次数、足够的时间求取平均的做法 也是有效的。
接着，使用图9至图11说明效果(3 )。
效果(3)中所说的"码片(chip)"指的是CDMA中扩散后的1个 脉冲。以后将以这种码片为单位的同步称为码片级的同步。
如果在码片级取得了完全同步，则如图9所示这样的复杂情形就 不会出现，这种情形中，有线数据发送接收的窗口的微小偏移导致基 站#1中针对下行数据发送Timing-adjustment、而基站#2中针对下行 数据不会发送Timing-adjust迈ent。
另外，如果在码片级取得了完全同步，则如图10所示，当基站13 (#1、 #2)的小区半径小时，移动通信终端14中所检测到的码片偏移 信息和帧偏移信息本身可以用于切换后的基站，因此能够缩短搜索时 间。
进而，如果在码片级没有取得完全同步，如图11所示，考虑将从 设置在相对于基站集线装置12距离比较远、传输延迟较大的基站#1 发送过来的信号和设置在相对于基站集线装置12距离比较近、传输延 迟较小的基站#2发送过来的信号以最大比例合成，则必须在最大比例
合成部41的前段设置分别与基站#1、 #2相对应的用于排队的FIFO (First In First Out:先入先出)緩沖区42 (#1、 #2)。
与此相对地，如果在码片级取得了完全同步，则在基站集线装置 12与基站13之间是低延迟的背景下，向基站集线装置12传输软判定 信息，由基站集线装置12的最大比例合成部41所执行的最大比例合 成处理就不需要图11所示的用于排队的FIFO緩冲区42。
本发明在对基站13的原振时钟的振荡频率进行校正时，为了去除 IP网络所造成的变动或数据损失，在与网络变动相比较而言相当长的 期间内进行平均化。由此，如果事先知道作为整个系统至基站集线装 置12和基站13的IP网络中的变动、数据损失被抑制在充分低于码片 级时(不经过集线器等的情形，或者集线器的处理能力极高、低延迟 得到补偿的情形等)，则效果(3)是有效的。
第2实施方式
图12是表示本发明第2实施方式中的基站间同步系统的结构的 图。本第2本实施方式是将相当于第1实施方式(参照图1)中的基站 集线装置12的基站集线功能部52加入基站控制装置11中而形成的。 第1实施方式中的基站控制装置ll相当于本笫2实施方式中的基站控 制功能部51。基站控制装置11的基站控制功能部52和基站13采用例 如3GPP所规定的W-CDMA方式的结构。基站13和基站控制装置11通 过IP网络等连接。其他结构、动作和效果与第1实施方式相同，因此 省略其说明。
依照此种方式，如果不需要将多个基站13连接到基站控制装置 11，则可以省略基站集线装置12。
此外，除了图12中所记载的VC020 (在不需要进行电压控制的情 况下也可以是0CX0等)和控制信息生成部21之外，自由计数器22和 相位比较部23的一部分不需要设置在基站集线功能部52中，而是也 可以设置在基站集线功能部52之外的基站控制装置11内。
第3实施方式
图13是表示本发明第3实施方式中的基站间同步系统的结构的 图。本笫3实施方式是将第1实施方式(参照图1)中的VC020、 30 置换为高精度的VC060而成的。VC060是例如VC-0CX0 (电压控制-恒 温槽型晶体振荡器)或VC-DTCXO (电压控制-数字温度补偿型晶体振
荡器)，能够生成高精度的原振时钟。其他结构、动作和效果与第l实 施方式相同，因此省略其说明。此外，在本实施方式中，基站集线装
置12内的振荡器在不需要电压控制的情况下也可以不用VC0而是使用 0CX0或DTCX0等。
自由计数器频率必须用于RF (Radio Frequency:射频)发送基 准，因此以能够保持所容许的频率偏差的速度对频率进行变更。上述 变更速度极低，例如在采用0. Olppm的频率变更的情况下，1个小时 只能校正36)lis。因此，只要是高精度时钟，就不需要随时校正各基站 13中原振时钟的振荡频率。
此外，高精度VC060既可以只用于基站13,反之也可以只用于基 站集线装置12。由此，与不使用高精度VC060的情形相比，能够提高 原振时钟的振荡频率的校正精度。
第4实施方式
图14是表示本发明第4实施方式中的基站间同步系统的结构的 图。本第4实施方式是在第1实施方式(参照图2)的基础上追加了选 择器71、并将相位比较部23置换为相位比较部72而成的。
选择器71将基站13内的自由计数器31的计数器值中在某个时刻 输入的计数器值作为初始值发送给基站集线装置12内的自由计数器 22，除此之外，将初始值发送给自由计数器22后开始经过了预定时间 之后，再次将基站13内的自由计数器31的计数器值发送给基站集线 装置12内的相位比较部72。此外，选择器71也可以与相位比较部72 组合成一体。
相位比较部72与第1实施方式中的相位比较部23同样地将基站 集线装置12内的自由计数器22所生成的相位信息与基站13内的自由 计数器31所生成的相位信息进行比较。不过，相位比较部72仅由笫1 实施方式的相位比较部23之中的减法器24构成。
其他结构、动作和效果与第1实施方式相同，因此省略其说明。 此外，如果采用相隔一定时间间隔将计数器值从基站13提供给基 站集线装置12的结构，就不再需要选择器72。或者，从基站13向基 站集线装置12提供计数器值的定时也可以由基站集线装置12指定。 在此情况下，基站13按照以基站集线装置12的指定为基础的定时将 基站13的计数器值提供给基站集线装置12。
另外，图14中表示了在基站控制装置11的基础上进一步包含基 站集线装置12的结构，但也可以与笫2实施方式(参照图12)同样地 采用在基站控制装置11内加入基站集线功能部52的结构。
笫5实施方式
图15是表示本发明第5实施方式中的基站间同步系统的结构的 图。本笫5实施方式是将第4实施方式(参照图14)中设置在基站集 线装置12内的控制信息生成部21、选择器71和相位比较部72移至基 站13而成的。
选择器71将基站集线装置12内的自由计数器22所发送过来的计 数器值中在某个时刻输入的计数器值作为初始值发送给基站13内的自 由计数器31,除此之外，在经过了预定时间之后，再次将基站集线装 置12内的自由计数器22所发送过来的计数器值发送给基站13内的相 位比较部72。此外，选择器71也可以与相位比较部72组合成一体。
相位比较部72将基站13内的自由计数器31所生成的相位信息与 基站集线装置12内的自由计数器22所生成的相位信息进行比较。不 过，相位比较部72仅由第1实施方式的相位比较部23之中的减法器 24构成。
其他结构、动作和效果与第1实施方式相同，因此省略其说明。 另外，本第5实施方式所具有的独特效果是，能够简化基站集线装置 12的结构，实现低价格化。
此外，如果采用相隔一定时间间隔将计数器值从基站集线装置12 提供给基站13的结构，就不再需要选择器71。或者，也可以采用根据 基站集线装置12的指示来切换选择器71的输出目的地的结构。
权利要求
1.一种基站间同步系统，是包含多个基站和进行使这些多个基站相互同步的控制的同步控制装置的基站间同步系统，其特征在于，上述同步控制装置具备生成用于使多个上述基站中的原振时钟相互同步的同步控制信息的控制信息生成部；上述基站具备以与所输入的控制电压相应的频率振荡的原振时钟生成部和用于对相应于上述同步控制装置所生成的同步控制信息输入到上述原振时钟生成部的控制电压进行校正的控制电压校正部。
2. 如权利要求1所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步 控制装置是上述基站的上层装置。
3. 如权利要求2所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步控制装置是在多个上述基站和基站控制装置之间进行中继的基站集线 装置。
4. 如权利要求2所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步控制装置是对多个上述基站进行控制的基站控制装置。
5. 如权利要求l所述的基站间同步系统，其特征在于，上述基站 进一步具备用于生成上述原振时钟生成部振荡产生的原振时钟的相位 信息的相位信息生成部；上述同步控制装置的上述控制信息生成部生成与上述相位信息生 成部所生成的相位信息相应的同步控制信息。
6. 如权利要求5所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步 控制装置进一步具备以预定频率振荡的时钟生成部和将该时钟生成部 振荡产生的时钟的相位信息与上述基站的相位信息生成部所生成的相 位信息进行比较的相位比较部；上述同步控制装置的上述控制信息生成部生成与上述相位比较部 的相位比较结果相应的同步控制信息。
7. 如权利要求1所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步 控制装置进一步具备以预定频率振荡的时钟生成部；上述同步控制装置的上述控制信息生成部生成与上述时钟生成部 振荡产生的时钟的相位信息相应的同步控制信息。
8. 如权利要求7所述的基站间同步系统，其特征在于，上述基站 进一步具备将上述原振时钟生成部振荡产生的时钟的相位信息和与上 述同步控制信息相应的相位信息进行比较的相位比较部；上述基站的上述控制电压校正部根据上述相位比较部的相位比较 结果对输入到上述原振时钟生成部中的控制电压进行校正。
9. 如权利要求6或8所述的基站间同步系统，其特征在于，上述 相位比较部将多个相位比较结果取平均后输出。
10. 如权利要求9所述的基站间同步系统，其特征在于，上述相 位比较部可以设定平均化的周期。
11. 如权利要求5或8所述的基站间同步系统，其特征在于，上述同步控制装置进一步具备用于提供时刻信息的时刻信息提供部；基于上述同步控制装置的上述时刻信息提供部所提供的时刻信 息，对上述基站的上述原振时钟生成部振荡产生的时钟的相位信息进 行校正。
12. —种同步控制装置，是进行使多个基站相互同步的控制的同 步控制装置，其特征在于，具备生成用于使多个上述基站中的原振时钟相互同步的控制信息 的控制信息生成部。
13. —种基站，是与其他基站同步的基站，其特征在于，具备以与所输入的控制电压相应的频率振荡的原振时钟生成部；和用于对相应于由外部通报的同步控制信息输入到上述原振时钟生 成部的控制电压进行校正的控制电压校正部。
全文摘要
本发明提供一种能够使多个基站之间实现高精度同步的基站间同步系统、同步控制装置和基站。在包含多个基站13和基站集线装置12的基站间同步系统中，基站集线装置12具备用于生成同步控制信息的控制信息生成部21；基站13具备以与所输入的控制电压相应的频率振荡的VC030和根据同步控制信息对输入到VC030中的控制电压进行校正的校正部33。由此，使多个上述基站中的原振时钟相互同步，能够抑制各基站之间的相位差，使基站之间实现高精度的同步。
文档编号H04J3/06GK101112110SQ20058004762
公开日2008年1月23日 申请日期2005年2月1日 优先权日2005年1月6日
发明者末满大成, 铃木邦之 申请人:三菱电机株式会社