專利名稱：具有被接收的無線信號的時隙結構的移動無線接收機的同步化方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到具有從基站得到無線信號時隙結構的移動無線接收機的同步化方法以及移動無線接收機時隙同步化裝置。
為了運行移動無線系統(tǒng)要求基站與移動站之間的時間同步化。其中區(qū)分兩種同步化形式頻率同步和時隙同步。本發(fā)明只涉及到時隙同步。時隙同步是在下行路段上進行的，也就是說從基站(發(fā)送機)到移動站(接收機)。時隙同步意味著，移動站認識在基站上使用的被接收的無線信號中被發(fā)送數(shù)據(jù)流的時間分配(也就是說時間準確地測量)，從而不僅使被接收的有用數(shù)據(jù)以時間為基礎進行處理成為可能而且使在移動站上時間準確地(也就是說與基站同步化)產(chǎn)生準備發(fā)送的無線信號成為可能。
從書“數(shù)字移動無線系統(tǒng)的分析和設計”P.Jung，斯圖加特，B.G.Teubner，1997，236-237頁中已知，借助于所謂的“同步化脈沖”進行移動站的時隙同步化，同步化脈沖是由基站有規(guī)則地重復發(fā)送的。
在CDMA-(碼分多址)系統(tǒng)中已經(jīng)建議過，為了達到時隙同步的目的使用一個同步化信道?；緦⒚總€時隙的準確的時隙同步化編碼序列連續(xù)重復地發(fā)送到同步化信道上。時隙持續(xù)時間以及從基站發(fā)送的時隙同步化編碼序列對于移動站是已知的。移動站得到被基站使用的時隙結構的時間位置，如果時隙結構從任意一個開始時間點開始經(jīng)過一個時隙持續(xù)時間被檢測的(改造的)被發(fā)送的時隙同步化編碼序列的數(shù)據(jù)元素與這個時隙同步化編碼序列的所有循環(huán)移位是相關的和其中(必要時循環(huán)移位)確定時隙同步化編碼序列具有最大的相關。被找到最大相關序列的循環(huán)移位在移動站上使時隙同步化成為可能。
上述時隙同步化是在一個時隙持續(xù)時間內(nèi)進行的。然而這種方法的缺點是存儲需求大。在每個時隙持續(xù)時間中每個同相位分支上或者90°相位差分支上具有字寬為8比特的5632次掃描必須對于每個時隙臨時存儲5632×8×2比特。為此所需要的存儲量大于5k×16比特在移動無線應用中代表了重要的成本系數(shù)。
以下任務以本發(fā)明為基準，規(guī)定一個移動站與一個基站時隙同步化的一種方法，這種方法有小的存儲位置需求。此外本發(fā)明的目標是創(chuàng)建用于移動站與基站時隙同步化存儲位置需求小的一種裝置。
此任務是通過專利權利要求1和6的特征解決的。
為了相關計算各自只考慮被檢測的時隙同步化編碼序列的部分段(和不是整個被檢測的時隙同步化編碼序列)，因此對于每個相關計算必須也只將這個部分段存放在存儲器中。因此減少了對存儲位置的需求，然而同時將確定被接收的時隙時間位置所需要的“測量時間”延長為多個(至少兩個)時隙持續(xù)時間。
總之適合于，存儲位置需求越小，測量時間越長，以單個相關計算為基礎的被接收的時隙同步化編碼序列(當每個時隙持續(xù)時間中被掃描的部分段數(shù)目恒定時)的被檢測的部分段越短。
按照本發(fā)明方法優(yōu)異措施的特征是，在第一個和后面的時隙持續(xù)時間中將各自多個被檢測的時隙同步化編碼序列的部分段與在接收機中已知的時隙同步化編碼序列相關。
考慮存儲器位置經(jīng)濟觀點的情況下也適合于，將涉及到時隙持續(xù)時間被檢測的時隙同步化編碼序列的多個部分段各自存放在寫在存儲器內(nèi)容下的同一個數(shù)據(jù)存儲器中。這個的先決條件是，在被檢測的時隙同步化編碼序列的一個部分段基礎上的相關計算寫在具有下一個部分段被檢測的時隙同步化編碼序列的存儲器內(nèi)容的時間點上已經(jīng)結束。
當按照本發(fā)明的分段掃描方法和相關計算方法時按照k時隙持續(xù)時間的遞推持續(xù)時間是考慮整個被檢測的時隙同步化編碼序列。優(yōu)異方法的一個變型的特征是，涉及到同一個部分段將經(jīng)過多個遞推持續(xù)時間得到的相關結果進行積分。通過使用積分結果在確定時隙時間位置時不擴大存儲器位置需求可以繼續(xù)提高上述確定的精度-有損于測量時間-。
按照本發(fā)明其他優(yōu)異變型的特征是，壓縮相關結果數(shù)據(jù)，和使用被壓縮的相關結果數(shù)據(jù)情況下確定時隙時間的位置。在數(shù)據(jù)壓縮時顯著地壓縮了用于表示單個相關結果(從被檢測的時隙同步化編碼序列唯一的部分段與已知的時隙同步化編碼序列相關中計算出的)所需要的數(shù)據(jù)量。
按照本發(fā)明的裝置按照上述方法同樣只是將被接收的時隙同步化編碼序列的被檢測的部分段和不是整個被檢測的時隙同步化編碼序列與在接收機上已知的時隙同步化編碼序列相關。因此將數(shù)據(jù)存儲器的存儲范圍減少到，數(shù)據(jù)存儲器可以只存儲被檢測的時隙同步化編碼序列的單個部分段的數(shù)據(jù)量。
下面借助于一個實施例在附圖基礎上敘述本發(fā)明；在附圖上表示附

圖1具有一個移動站和多個基站的移動無線系統(tǒng)的空氣接口簡圖；附圖2a在移動無線系統(tǒng)中使用的幀數(shù)據(jù)結構簡圖，這個幀在N個時隙持續(xù)時間上面延伸；附圖2b同步化信道簡圖，在其中將發(fā)送的時隙同步化編碼序列在基站當?shù)丶o錄在時間t上面；和附圖3同步化信道簡圖，在其上將被接收的時隙同步化編碼序列的掃描值以及掃描的時間間隔紀錄在時間t上面。
附圖1用簡圖表示蜂窩式移動無線系統(tǒng)的一個空氣接口。屬于唯一用戶的移動站MS位于多個基站BS1，BS2，...，BSX，...，的無線區(qū)域，這些是與一個共同的無線通信網(wǎng)絡連接的。在基站BS1，BS2，...，BSX，...和移動站MS之間的通信連接K1，K2，...，KX，...受到多路徑傳播。
每個基站BS1，BS2，...，BSX，...是與很多其他移動站(沒有表示)連接的。所有的基站經(jīng)過通信連接K1，K2，...，KX，..發(fā)送的無線信號F有一個系統(tǒng)內(nèi)容的，也就是說結構相同的幀結構。
附圖2a表示了無線信號F的這種幀結構的一個例子。
無線信號(有用信號)F是由單個的數(shù)據(jù)符號(比特)d的序列構成的。將數(shù)據(jù)塊B1；B2；..；BN由系統(tǒng)標準規(guī)定的數(shù)據(jù)符號d數(shù)目(在這里例如352數(shù)據(jù)符號)構成的。將每個數(shù)據(jù)塊B1；B2；..；BN在一個時隙內(nèi)發(fā)送(也就是說對應于將時間劃分為時隙將數(shù)據(jù)劃分為數(shù)據(jù)塊)。由系統(tǒng)標準規(guī)定的數(shù)據(jù)塊B1，B2，..，BN數(shù)目N構成為一個幀R。例如一個幀R可以由N＝16數(shù)據(jù)塊B1，B2，..，B16構成和于是在上述例子中包括5632個數(shù)據(jù)符號。
在附圖2a表示的例子是以CDMA-無線信號F為基礎的，這意味著，每個數(shù)據(jù)符號d是用用戶專用的擴展編碼進行擴展編碼的。擴展編碼包括每個數(shù)據(jù)符號d例如8個碼片e1，e2，...，e8。
在附圖2a上整個表示的無線信號F的幀/塊/數(shù)據(jù)符號/碼片-結構以及相應的幀/塊/數(shù)據(jù)符號/碼片-持續(xù)時間是系統(tǒng)專門預先規(guī)定的和對于所有的基站BSi，i＝1，2，...發(fā)送的無線信號F是同樣的。
如果與通話接收或通話轉(zhuǎn)接(移交)聯(lián)系在一起在移動站MS和一個確定的基站BSX(一般來說是在移動站MS上具有最大接收信號強度的基站)之間應該建立雙向通信連接，必須將這個移動站MS在這之前與被確定的基站BSX得到的無線信號F的時隙結構同步化，也就是說移動站MS必須有能力識別被得到的數(shù)據(jù)塊B1，B2，...，BN的開始和結束。
為了達到時隙同步化目的，使用對于所有的基站BSi共同的同步化信道SK(見附圖2b)。
在同步化信道SK上每個基站BSi在每個基站專門的時隙的開始發(fā)送一個同步化編碼序列c(BSi)。在附圖2b上表示了被基站BSX發(fā)送的同步化編碼序列和被稱為c(BSX)。第一個時隙S1從t1延伸到t2，...，和第n個時隙SN從tN延伸到t(N+1)。
在這里敘述的例子中假設時隙同步化編碼序列c(BSX)包括2560數(shù)據(jù)元素(碼片)。
下面借助于附圖3詳細敘述按照本發(fā)明的專門的實施例。
當檢測接收機MS上的時隙同步化編碼序列c(BSX)時將在同步化信道SK中被接收的循環(huán)用兩次過掃描(也就是說每個時隙持續(xù)時間有5632掃描值)和每個I-或者Q-分支產(chǎn)生字寬為8比特的掃描數(shù)據(jù)信號。
在考慮兩個接收分支情況下為了存儲整個的時隙同步化編碼序列c(BSX)要求存儲器大于5k×16比特。
按照附圖3表示的例子將對應于時隙同步化編碼序列的持續(xù)時間分成為十個時間間隔。因此每個時間間隔對應于時隙同步化編碼序列c(BSX)的256碼片。
現(xiàn)在按照本發(fā)明只將時隙同步化編碼序列c(BSX)檢測時得到的掃描值的一部分存儲在存儲器中和考慮與接收機MS已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)進行相關。附圖3說明了數(shù)據(jù)接受或者數(shù)據(jù)存儲的時間樣板。在任意一個時間點t＝0時開始，在第一個時間間隔中首先將512掃描值(每個I/Q分支)進行存儲和因此紀錄了被接收的時隙同步化編碼序列c(BSX)的第一個部分段A1。在時隙同步化編碼序列內(nèi)的這個部分段的位置首先當然是不知道的。將在隨后四個時間間隔中得到的掃描值放棄。將在第五個時間間隔中得到的掃描值作為時隙同步化編碼序列c(BSX)的部分段A2進行存儲和將在時間間隔6至10中得到的掃描值還是放棄。
將在第二個和第六個時間間隔中得到的掃描值作為(下一個)時隙同步化編碼序列c(BSX)的部分段A3和A4存儲在下一個時隙持續(xù)時間T2中，而將在其余時間間隔中得到的掃描值放棄。如同附圖3表示的將這個樣板在時隙持續(xù)時間T3至T5中繼續(xù)，也就是說將在第n個和第n+5個時間間隔中得到的掃描值存儲在第n個時隙持續(xù)時間Tn，n＝1，2，...，5中。
在五個時隙持續(xù)時間T1至T5之后將整個的時隙同步化編碼序列c(BSX)分段地完全掃描。
在得到一個部分段(例如A1)掃描值開始時直接進行這個掃描值與移動無線接收機MS中已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)進行相關計算。在計算持續(xù)時間tproc內(nèi)結束相關計算。附圖3表示的例子計算持續(xù)時間為tproc＝288毫微秒和因此比五個間隔持續(xù)時間短。因此涉及到第一個部分段A1掃描值的第一個相關結果的計算在得到第二個部分段A2的掃描值時已經(jīng)結束。因此可以將第一個部分段A1的掃描值通過第二個部分段A2的掃描值寫上。類似地適合于在其他部分段A3，A4，...，A10中得到的掃描值。
因為每次存儲時可以將前面部分段中得到的掃描值用新的掃描值寫上和每個部分段包括一個新數(shù)目512的掃描值，存儲量略微大于0.5k×16比特就足夠了。因此輸入數(shù)據(jù)存儲器的大小與必須將時隙同步化編碼序列c(BSX)的所有掃描值存儲在這個輸入數(shù)據(jù)存儲器中減少了10倍。
在時隙持續(xù)時間T6中不進行掃描值的存儲。而T6進行涉及到部分段A10的相關計算。
借助于附圖3敘述的處理例子將唯一的時隙同步化編碼序列c(BSX)的掃描值的相關經(jīng)過時隙持續(xù)時間T1至T6擴展。因此整個相關的精度(統(tǒng)計的)對應于只有在六個時隙持續(xù)時間T1至T6之后的精度，將使用所有的掃描值的這六個時隙持續(xù)時間在第一個時隙持續(xù)時間T1中有可能已經(jīng)可以得到。然而有益的是-如已經(jīng)敘述的-按照本發(fā)明處理過程中顯著地減小了存儲器需求。
應該指出的是對于本發(fā)明沒有必要要求，tproc小于在檢測第一個部分段A1的掃描值的第一個時間間隔開始和檢測直接跟隨在后面的部分段A2的下一個時間間隔開始之間的持續(xù)時間。如果不能滿足這個條件必須將下一個部分段(A2)的掃描值寫在其他的存儲器區(qū)域。在計算時間tproc過程之后可以寫在第一個存儲器區(qū)域，然后在以后的時間點上，例如通過再下一個部分段(A3)的掃描值寫在第一個存儲區(qū)域。
用原本已知的方法借助于一個相關器進行單個部分段A1，A2，...與時隙同步化編碼序列c(BSX)的相關結果的計算。相關器“比較”被檢測的部分段得到的512掃描值與同樣長度的時隙同步化編碼序列c(BSX)各自移位一個數(shù)據(jù)元素(碼片)的序列的所有循環(huán)。明確地說由512得到的掃描值構成的被檢測的部分段在時隙同步化編碼序列c(BSX)上面移位，一直到在其中將具有相似的(忽略傳輸誤差，檢測誤差和解碼誤差理論上是一樣的)數(shù)值序列的一個“適合的”序列在時隙同步化編碼序列c(BSX)中找到。這個相關的數(shù)值序列的位置在已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)中確定在t＝0(也就是說在附圖3上敘述的得到掃描值的下一個任意的開始時間點)和在接收機上出現(xiàn)被接收的無線信號F的時隙的時間位置之間的時間距離。按照附圖2b簡圖后者相當于(移位信號運行時間)時隙S1，S2，...SN的開始時間點t1，t2，...，tN。
知道這個時間距離使移動站MS與基站BSX的時隙同步化成為可能。人們可以清楚地看出同步化是這樣出現(xiàn)的，通過任意的掃描開始時間點t＝0移位被求出的時間距離將保證，新的掃描開始時間點t＝0落在一個時隙的開始。
從附圖3中看出在這里表示的例子中各自在k＝6時隙持續(xù)時間之后重復測量過程。在持續(xù)時間之后重復測量過程，將這個持續(xù)時間稱為遞推時間Trek。為了改善相關統(tǒng)計可以將涉及到在相互對應的部分段An，A′n，A″n，n＝1，2，...，10中得到的相關結果經(jīng)過測量過程的多次遞推求積分或者取平均值。然后借助于積分的(取平均值的)相關結果確定時隙位置，也就是說最早在2 Trek之后進行。
一個另外優(yōu)異的可能性在于，將在單個部分段A1，A2，...基礎上得到的相關結果數(shù)據(jù)在繼續(xù)處理之前(特別是前面說過的求積分/取平均值)進行壓縮。從而可以將單個相關結果的數(shù)據(jù)量顯著地(例如系數(shù)為32)減少。
還應該指出的是，幀的持續(xù)時間TR(在這里N＝16時隙長)不必須是與遞推持續(xù)時間Trek(在這里k＝6時隙長)可約的。
權利要求
1.從基站(BSX)得到無線信號的時隙結構的移動無線接收機的同步化方法，其中-基站(BSX)每個時隙(S1，S2...，SN)發(fā)送一個在移動無線接收機(MS)上已知的由預先規(guī)定的數(shù)據(jù)元素序列構成的時隙同步化編碼(c(BSX))；和-在移動無線接收機(MS)上--將至少在第一個時隙持續(xù)時間(T1)期間被接收的時隙同步化編碼序列c(BSX)的被檢測的第一個部分段(A1)與已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)相關；--將至少在以后的時隙持續(xù)時間(T2)期間被接收的時隙同步化編碼序列c(BSX)的被檢測的第二個部分段(A3)與已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)相關；和--從相關得到的相關結果確定在移動無線接收機(MS)上的時隙時間位置(t1，t2，...，tN)。
2.按照權利要求1的方法，其特征為，-在第一個和以后的時隙持續(xù)時間(T1，T2)中將被接收的時隙同步化編碼序列c(BSX)的各個多個被檢測的部分段(A1，A2；A3，A4)與在移動無線接收機(MS)中已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)相關。
3.按照權利要求2的方法，其特征為，-將涉及到時隙持續(xù)時間(T1；T2；...；T5)被檢測的時隙同步化編碼序列c(BSX)的多個部分段(A1，A2；A3，A4；...；A8，A9)在寫入存儲內(nèi)容是情況下存放在同樣的數(shù)據(jù)存儲器中。
4.按照上述權利要求之一的方法，其特征為，-在k時隙持續(xù)時間(T1，T2，...，T6)的一個遞推持續(xù)時間(Trek)之后重新將被檢測的時隙同步化編碼序列c(BSX)同樣的第一個和第二個部分段(A1，A′1；A2，A′2)與在移動無線接收機(MS)中已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)相關，-涉及到同一個部分段(A1，A′1；A2，A′2)將被得到的相關結果經(jīng)過多次遞推持續(xù)時間(Trek)進行積分；和-使用積分結果確定時隙的時間位置(t1，t2，...，tN)。
5.按照上述權利要求之一的方法，其特征為，-將相關結果數(shù)據(jù)壓縮；和-使用被壓縮的相關結果數(shù)據(jù)情況下確定時隙的時間位置(t1，t2，...，tN)。
6.從基站(BSX)得到無線信號的時隙結構的移動無線接收機的同步化裝置，其中-基站(BSX)每個時隙(S1，S2，...，SN)發(fā)送在移動無線接收機(MS)上已知的由預先規(guī)定的數(shù)據(jù)元素序列構成的時隙同步化編碼(c(BSX))；具有-一個數(shù)據(jù)存儲器，將被接收的時隙同步化編碼序列c(BSX)的被檢測的部分段(A1，A2，...，A10)存儲在其中，-一個相關器，借助于該相關器將被檢測的時隙同步化編碼序列c(BSX)的單個被存儲的部分段(A1，A2，...，A10)與已知的時隙同步化編碼序列c(BSX)相關，和-一個時隙時間位置計算裝置，其從涉及到單個的部分段(A1，A2，...，A10)中得到的相關結果在移動無線接收機(MS)上求出從確定的基站(BSX)得到的無線信號(F)的時隙結構的時間位置(t1，t2，...，tN)。
7.按照權利要求6的裝置，其特征為，-數(shù)據(jù)存儲器有一個存儲量，該存儲量原則上相當于包括在部分段(A1；A2；...；A10)中的數(shù)據(jù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及到移動無線接收機與無線信號時隙結構同步化的方法。按照上述方法，將被接收的時隙同步化編碼系列的第一個部分段(A1)，在第一個時隙持續(xù)時間(T1)期間已經(jīng)檢測了上述部分段，和將被接收的時隙同步化編碼序列的第二個部分段(A3)，在第二個時隙持續(xù)時間(T2)期間已經(jīng)檢測了上述部分段，與已經(jīng)從基站發(fā)送的已知的時隙同步化編碼序列相關。時隙的臨時位置是從已經(jīng)得到的相關結果的兩次移動決定的。
文檔編號H04B1/707GK1411639SQ0081742
公開日2003年4月16日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權日1999年12月20日
發(fā)明者B·貝克, P·榮格, J·普萊欽格, M·施奈德, M·多伊奇, T·凱拉, P·施米特 申請人:因芬尼昂技術股份公司