专利名称：用于调节无线通信系统中基站间的定时偏移的方法
技术领域：
本发明一般涉及电信，更具体地涉及无线通信。
技术背景在无线通信领域，如蜂窝电话技术，系统典型地包括在该系统要 服务的区域内分布的多个基站。然后，该区域内的各种移动设备可以 通过一个或多个基站接入该系统，以及其它互联的电信系统。典型地， 当移动设备移动时，在它穿过一个区域时该移动设备通过与一个接一 个基站进行通信来维护与该系统的通信。从一个基站移动到另一个基 站的过程一般被称为软切换，并且如果移动设备正在快速移动，则它 发生得比较频繁。该移动设备可以与最近的基站通信，与具有最强信 号的基站通信，与有足够能力来接受通信的基站通信等。为了切换过程更有效，基站间的内部定时被同步。典型地，通过全球定位系统(GPS)信号同步基站。然后，移动设备通过锁定到服 务基站来获得定时参考。在软切换的场景中，移动设备与多于一个的 基站通信。当移动设备处于服务小区的边缘从而它还可以与另 一个基 站或多个基站(例如，非服务小区)通信时， 一般出现切换。 一般说 来，移动设备所使用的来自服务小区的时间参考应该与所有其它基站 的定时同步。同步化的定时使得移动设备和基站能够"知到"什么时候 它们应该期待传输，什么时候能够自由传输。如果设备没有被同步， 它可能丢失发向它的传输，因为它在错误的时间"期待"传输。类似地， 未同步的设备可能在错误的时间传输。最近，宣布在紧急条件下GPS系统可能被关闭"一段时间"，例 如在战争、恐怖袭击等时期。当GPS系统被关闭时，每个基站使用本地振荡器来生成一个内部时间参考。结果，来自一个基站的时间参 考与来自另一个基站的时间参考相比可能由于各种因素而偏移，例如 不同振荡器间的不同物理特性，以及不同的振荡器位于不同的温度环境中而表现得稍微不同。GPS系统保持关闭的时间越长，两个不同基 站间的偏移或时滞就越大。典型地，无线通信系统具有一个预选择的 对该时滞的公差极限。 一旦时滞超过了这些极限，该移动设备将只能 与它的服务基站通信，并不能支持切换，这一般被称为孤乌小区场景。 如果移动设备正在以中等速度(例如20公里/小时)移动，其中软切 换可能需要以每几秒钟的频率发生，该种情况可能是特别成问题的。 结果，该呼叫可能每几秒钟掉一次。发明内容本发明用于处理上面提出的一个或多个问题的影响。下面提供了 简化概要以提供对本发明的某些方法的基本理解。该概要不是对发明 的详尽概括。目的不是要标记出本发明的重点或关鍵要素以及叙述本 发明的范围。它的唯一目的是以简单形式提供一些概念作为后面讨论 的更加详细的描述的序幕。在本发明的一个方面，提供了 一种用于在无线通信系统中控制通 信的方法。该方法包括扩大响应于外部定时信号的缺失而在其中期望 接收传输的搜索窗口。在本发明的另一个方法，提供了一种用于在无线通信系统中控制 通信的方法。该方法包括相对于搜索窗口修改接收信号的定时。
通过参考下面的与附图一起的描述，可以更好地理解本发明，其中相同的参考数字标识相同的元件，并且其中图l是根据本发明的一个具体实施方式
的通信系统的方框图； 图2描述了图1的通信系统中的基站和移动设备的具体实施方式
的方框图；图3描述了方法的具体实施方式
的流程图，该方法可用于控制 BS的搜索窗口，在其中图l和2的移动设备和基站期望接收传输。虽然易于对本发明进行各种修改以及选择可选形式，但通过实例 方式在附图中示出了它的特定具体实施方式
，并在下文中进行详细描 述。但是，应该理解，下文中的特定具体实施方式
的描述不是要将本 发明限制在所披露的特殊形式上，相反，本发明是要覆盖落在由附属 权利要求所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等价体和可选 方案。
具体实施方式
下面将描述本发明的说明性的具体实施方式
。为了清楚的目的， 在本说明书中并不描述实际实现的所有特性。当然应该意识到，在任 何实际具体实施方式
的开发中，可能做出许多实现指定的决定，以实现开发人员的特定目标，例如兼容与系统相关和业务相关的限制，这 些可能从一个实现到另一个实现都不同。并且，应该意识到，这些开 发工作量可能是复杂的和费时的，但是可能不过是受益于本披露的本 领域中的技术人员所承担的例程。现在转向附图，更具体地，参考图1，说明了根据本发明的一个具体实施方式
的通信系统100。为了说明的目的，图1的通信系统100 是码分多址(CDMA)，但是应该理解，本发明可适用于其它支持数 据和/或语音通信的系统，如IXEV-DO。通信系统100允许一个或多 个移动设备120通过一个或多个基站130与数据网络125通信，如因 特网，和/或^>共交换电话网(PSTN) 160通信。移动设备120可以 是任何形式的设备，包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型 电脑、数字呼机、无线网卡、和任何其它能够通过基站130接入数据 网络125和/或PSTN 160的设备。在一个具体实施方式
中，通过一个或多个连接139，如T1/E1线 或电路、ATM电路、电缆、光纤数字用户线(DSL)等，将多个基 站130连接到无线网络控制器(RNC) 138。尽管只图例了一个RNC138，本领域的技术人员应该认识到，可以使用多个RNC 138来与大 量的基站130进行接口。 一般说来，RNC 138操作以控制和协调与之 相连的基站130。图1的RNC 138—般提供了复制、通信、运行时间、 系统管理服务。RNC 138在所说明的具体实施方式
中处理呼叫处理功 能，如设置和结束呼叫路径，并能够为每个移动设备120和为每个基 站130所支持的每个扇区确定前向和/或后向链路上的数据传输速率。RNC 138还被通过连接145连接至核心网(CN)165，其中连接 145可以釆用任何一种形式，如T1/E1线或电路、ATM电路、电缆、 光纤数字用户线(DSL)等。 一般说来，CN165作为到数据网络125 或PSTN 160的接口而工作。CN 165执行多种功能和操作，如移动设 备的认证，但是CN 165的结构和操作的详细描述对理解和认识本发 明不是必需的。因此，为了避免对本发明不必要的困惑，下文不提供 CN 165的更详细的内容。数据网络125可以是分组交换数据网，如根据网际协议(IP)的 数据网。在请求注解(RFC) 791中描述了 IP的版本，题目为《网际 协议》，日期为1981年9月。其它的IP版本，如IPv6，或其它无连 接的分组交换标准也可以用在其它具体实施方式
中。在RFC 2460中 描述了IPv6的版本，题目为《网际协议，版本6(IPv6)标准》，日 期为1998年12月。在其它的具体实施方式
中数据网络125还可包括 其它类型的基于分组的数据网络。这些基于分组的数据网络的实例包 括异步转移模式(ATM)，帧中继网络等。如文中所使用的，"数据网络"可以指一个或多个网络、信道、链 路、或路径、以及用于在这些网络、信道、链路或路径上路由数据的 系统或设备(如路由器)。这样，本领域的技术人员将认识到，通信系统IOO便利了移动设 备120和数据网络125和/或PSTN 160间的通信。但是应该理解，图 1的通信系统100的结构实质上是示例性的，并且在通信系统100的 其它具体实施方式
中使用更少或额外的组件也不背离本发明的精神 和范围。除非特殊声明或者从讨论中看是显然的，否则，名词例如"处理，， 或"计算"或"确定"或"显示，，等指计算机系统或类似的计算设备的动 作和过程，其中的类似的计算设备将计算机系统的寄存器和内存中的 以物理的、电子量表示的数据操纵并转换成计算机系统的内存或寄存 器或其它的信息存储器、传输或显示设备中以物理、电子量表示的其 它类似数据。现在参考图2，显示了与示例性基站130和移动设备120相关的 功能结构的一个具体实施方式
的方框图。基站130包括接口单元200、 控制器210、天线215和多个信道，如共享信道220、数据信道230、 控制信道240等。在所示具体实施方式
中的接口单元200控制基站130 和RNC 138(见图l)间的信息流。控制器210—般用来控制天线215 和多个信道220、 230、 240上的数据和控制信号的传输和接收，并通 过接口单元200将接收到的信息的至少 一部分传送给RNC 138。移动设备120与基站130共享特定的功能属性。例如，移动设备 120包括控制器250、天线255和多个信道，如共享信道260、数据信 道270、控制信道280等。控制器250 —般用来控制天线255和多个 信道260、 270、 280上的数据和控制信号的传输和接收。一般情况下，移动设备120中的信道260、 270、 280与基站130 中对应的信道220、 230、 240通信。在控制器210、 250的操作下， 信道220、 260, 230、 270， 240、 280被用于实现受控调度以从移动 设备120到基站130通信。典型地，移动设备120中的信道260、 270、 280以及基站130 中对应的信道220、 230、 240的操作按时隙(PCG)进行操作。例如， 在每个前向链路(FL)时隙中，传输用于所有连接至基站130的移动 设备120的控制信息，除了用于这些移动设备120的至少一部分的用 户数据外，所有都来自单个基站天线。典型地，控制信息可包括与允 许移动设备120传输的定时和速率相关的信息。在本发明的一个方面， 提出了一种方法，其可以非常大地提高软切换过程中的这些信号的定 时的时滞或偏移相关的系统公差极限。 一般说来，在软切换过程中，移动设备120将试图与它的当前服务基站和第二或目标基站进行通 信。如果在目标基站130和移动设备120间存在定时差，则移动设备 120可能会在目标基站130预期从移动设备120接收信号的窗口之外 的时刻向基站130传输信号。这样，目标基站将不能正确地从移动设 备120接收信号，切换过程将失败。在本发明的一个具体实施方式
中，可以使用两种方法来增加公差 极限。首先，当GPS系统被关闭时，可以增大用于移动设备120和 基站130的搜索窗口的可编程的值。目标搜索窗口为移动设备120提 供较大的公差等级。但是，即使基站130的搜索窗口被最大化了，基 站130上的公差等级可以仍然相对较低。从移动设备120到基站130 的信号一般位于靠近基站搜索窗口的开始位置。因此，朝一个方向偏 移的公差等级相对较弱，而朝另一个方向偏移的公差等级非常强。在第二方法中，可以向反向链路(也即，从移动设备120到基站 130)信号中引入人工延时。该延时将从移动设备120到基站130的 信号向基站搜索窗口的中心平移。因为基站搜索窗口在上述第一中方 法中已经被增大或最大化了 ，在任一方向上偏移的公差极限都被较好 地平衡并且被联合优化了 。可以将人工延时引入到基站天线和基站基 带接收机处理器间的多个点中的任何一个上，其包括的位置例如天线 电缆、射频、信道卡、以及经常被实现在硬件中的基带接收机处理器， 例如实现在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、 数字信号处理器(DSP)等。其中可以引入人工延时的一个位置是在 信道卡FPGA中。人工延时可以基于小区半径是可编程的。该方法一 般将从移动设备到基站的信号放在基站搜索窗口内的中心。结果，系 统可在很长时间内没有GPS信号的情况下支持软切换。现在转向图3A,示出了在GPS关闭时间内基站130用以增强公 差极限的方法的流程图。过程开始于方框300，其中基站130确定GPS 已经被关闭。确定GPS已经关闭的过程可以是自动的，或者是与通 信系统IOO相关的操作人员生成的手动信号的结果。例如，基站130 可以被配置，如果在预选时间周期内没有收到任何定时信号，则假定GPS已经被关闭。在方框302，基站130通过增加基站130的搜索窗 口来响应GPS被关闭。在本发明的一个具体实施方式
中，基站130 将搜索窗口增加到它的最大允许值。随着基站130的搜索窗口的增加， 任何由移动设备120传输的不合时序的信号更容易仍然落入基站130 当前更大搜索窗口中，并且仍然被正确地检测和接收。在方框304，基站130发送控制信号给移动设备120，指示移动 设备120增加它的搜索窗口 。在本发明一个具体实施方式
中，基站130 可以指示移动设备120将该移动设备的搜索窗口增加到它的最大允许 值。随着移动设备120的搜索窗口的增加，任何由基站130传输的不 合时序的信号更可能仍然落入移动设备120当前更大的搜索窗口中， 并且仍然被正确地检测和接收。在方框306，在反向链路中引入人工延时以更中心地在基站的搜 索窗口内定位移动设备的传输。延时的大小可以是静态的或动态的。 在本发明的一个具体实施方式
中，可以激活已知的预编程延时，以引 入延时，该延时的幅度是基于需要多大的平均延时才能将移动设备传 输放置在基站130的搜索窗口内的中心的相关统计数据。或者，可以 使用与小区大小相关的延时。这个可编程延时在GPS关闭的整个时 间内可以是基本不变的。引入的人工延时的大小可以基于统计数据或已经或正在与基站 130进行通信的至少一些移动设备120的延时测量值。或者，还例如， 人工延时可以基于小区大小。在可选具体实施方式
中，基于从移动设备120接收的信号的测量 值周期性地改变延时是有用的。例如，周期性地确定从移动设备120 接收的信号是否基本在基站搜索窗口内的中心是有用的。如果检测到 很大偏离，基站可以调节人工延时以将传输重新放置在搜索窗口的中 心。在动态方法中，在正在从另一个小区进入软切换的移动设备120 上执行这些测量是特别有用的。以此方式，可以考虑邻近基站130生 成的定时信号中的任何偏移，以进一步扩展通信系统在没有GPS的 情况下正确操作的时间周期。应该认识到，图3中的数据流不一定指示方框302、 304和306 中的过程要以所述次序或任何特定顺序被触发。事实上， 一旦在方框 300中检测到GPS，所有这三个过程可以被很快地触发，在某些应用 中是尽可能的快。方框304中的过程足够来增加用于移动设备120的 公差极限，而方框302和306中的过程对增加用于基站130的^^差极 限都是有用的。除非特殊声明或者从讨论中看是显然的，否则，名词例如"处理" 或"计算"或"确定"或"显示"等指计算机系统或类似的计算设备的动 作和过程，其中的类似的计算设备将计算机系统的寄存器和内存中的 以物理的、电子量表示的数据操纵并转换成计算机系统的内存或寄存 器或其它的信息存储器、传输或显示设备中以物理的电子量表示的其 它类似数据。本领域的技术人员应该认识到，文中的各种具体实施方式
中所说 明的各种系统层、例程或模块都是可执行的控制单元。该控制单元可 包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理器卡(包括一个或 多个微处理器或控制器)或其它控制或计算设备。本讨论中所提到的 存储设备可包括一个或多个用于存储数据和指令的机器可读存储介 质。存储介质可包括不同形式的存储器，包括半导体存储设备，如动 态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦写编程的只读 存储器(EPROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)和闪 存；磁盘，如固定的、软的、可移动硬盘；其它磁介质，包括磁带； 和光介质，如光盘(CD)或数字视频盘(DVD)。构成各种系统中 的各个软件层、例程或模块的指令可被存储在各个存储设备中。当被 控制单元执行时这些指令将使对应的系统执行编制的动作。上述的特殊具体实施方式
仅是说明性的，因为本发明被以不同但 等价的方式进行修改或执行，这对受益于文中的教导的本领域的技术 人员是显而易见的。并且，对文中所示的结构或设计的详细内容没有 任何特意的限制，除了如下面的权利要求所述。因此，所述的方法和 系统的方法、系统及其一部分可被实现在不同的位置，如无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心。另外，实现和使用所述系统所 需的处理电路可被实现于专用集成电路、软件驱动处理电路、固件、 可编程逻辑设备、硬件、离散组件或上述组件的组合，这是受益于本 披露的本领域的一般技术人员所能理解的。因此，显然上面披露的特定具体实施方式
可被改变或修改，所有这些变化都被认为是处于本发 明的范围和精神内。因此，文中请求的保护如下面的权利要求所提出 的。
权利要求
1.一种用于在无线通信系统中控制通信的方法，包括扩大一个搜索窗口，在该搜索窗口中响应于外部定时信号的缺失而期望接收信号。
2. 权利要求l所述的方法，其中扩大响应于外部定时信号的缺 失而在其中期望接收所述信号的搜索窗口还包括，扩大响应于全局定 位信号的缺失而在其中期望接收所述信号的搜索窗口。
3. 权利要求l所述的方法，还包括相对于该搜索窗口修改所述 信号的定时。
4. 权利要求3所述的方法，其中相对于该搜索窗口修改所述信 号的定时还包括，修改该信号的定时以将该信号向搜索窗口的中心移 动。
5. —种用于在无线通信系统中控制通信的方法，包括 相对于搜索窗口修改接收信号的定时。
6. 权利要求5所述的方法，其中相对于搜索窗口修改所述接收 信号的定时还包括，修改所述接收信号的定时以将所述接收信号向搜 索窗口的中心移动。
7. 权利要求5所述的方法，其中相对于搜索窗口修改所述接收 信号的定时还包括，延迟所述接收信号的定时以将所述接收信号向搜 索窗口的中心移动。
8. 权利要求5所述的方法，其中相对于搜索窗口修改所述接收 信号的定时还包括，将所述接收信号的定时延迟预定时间量。
9. 权利要求5所述的方法，其中相对于搜索窗口修改所述接收 信号的定时还包括，将所述接收信号的定时延迟一个预定时间量，所 述预定时间量与该接收信号的传输距离相关。
10. 权利要求5所述的方法，其中相对于搜索窗口修改所述接收 信号的定时还包括，相对于搜索窗口将接收信号的定时延迟一个时间 量，所述时间量涉及先前信号的定时。
全文摘要
提供了一种用于控制基站和移动设备间的通信的方法。该方法包括扩大搜索窗口，在该搜索窗口中响应于外部定时信号的缺失(例如当全球定位系统GPS被关闭时)而期望接收传输。另外或者可选地，该方法还包括相对于搜索窗口修改接收信号的定时，例如通过修改接收信号的定时以将该信号向搜索窗口的中心移动。
文档编号H04J3/06GK101253703SQ200680027689
公开日2008年8月27日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年6月24日
发明者晖 叶, 卉 朱 申请人:朗迅科技公司