CN1318231A - 为一个无线通信系统提供时间调节的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

在包括至少一第一(101)和一第二基站收发器(201)的一个无线通信系统中，提供了用于给第二基站收发器(201)提供时间调节的一个方法。这个方法包括提供第一和第二基站收发器的一个身份标识给一个移动台(103)，并且根据这个身份标识，这个移动台(103)跟踪从第一基站收发器(101)发送来的一第一信号和跟踪从第二基站收发器(201)发送来的一第二信号。这个方法进一步包括根据第一信号的一第一时间偏移和第二信号的一第二时间偏移，由这个移动台来确定一个时间调节计算。最后，这个方法包括向第二基站收发器(201)发送时间调节计算，这个时间调节计算随后被用于调节第二基站收发器(201)的时间。

Description

为一个无线通信系统提供时间调节的方法及其装置
本发明一般涉及无线通信系统，更特别地，涉及在一个无线通信系统进行时间同步的一个方法及其装置。
使用编码通信信号的通信系统在该领域内是众所周知的。一个这样的系统是一个直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统，例如在电信工业协会暂定标准95A(TIA/EIA IS-95A)，以后称作IS-95A中所提到的通信系统。根据IS-95A，在这个DS-CDMA系统中使用的编码通信信号包括在一个共同1.25MHz带宽内，从通信单元，例如移动无线电话或者便携式无线电话发送到这个系统的基站的信号，这个通信机制是扩频通信机制，这些通信单元，例如移动无线电话或者便携式无线电话在基站的覆盖区域内进行通信。射频(RF)频谱内的每一个1.25MHz带宽部分被共同称作一个载波频率，它能够使用一个CDMA通信信号传送多个同步，寻呼和数字语音信道。
在一个蜂窝通信系统中，在一个移动台，或者用户，与一个源基站收发器之间建立了一对通信链路。当一个移动台移动出这个源基站收发器的范围外时，信号质量下降，直至通信链路对中的一个最终断开，或者这个呼叫产生了“掉话”。为了避免因为呼叫掉话而产生的通信链路丢失，这个通信链路从这个源基站收发器切换到一个目的基站收发器，或者在这个源基站收发器的覆盖区域内从一个源扇区移动到一个目的扇区。这个进行移动的过程在蜂窝通信领域内被称作一个越区切换过程。在一个呼叫正在进行时，(例如从一个业务信道到一个业务信道)，或者在呼叫开始建立的初始信令期间，可能会进行一个越区切换。
越区切换一般被分成3类：一个软越区切换，一较软的越区切换，和一硬越区切换。当一个移动通信信号被从一个源基站收发器(BTS)传送到一个目的BTS，并且这两个BTS所提供的服务覆盖区域不同时，就产生一个软越区切换。当产生这个转移时移动台与这个源BTS和目的BTS同时在进行通信。类似地，当一个移动通信信号被从一个源扇区传送到一个目的扇区，并且这两个扇区均与相同的基站收发器相关，就产生一个较软的越区切换。当产生这个转移时移动台与源扇区和目的扇区同时进行通信时。在一个软越区切换和较软越区切换期间，这个移动通信信号同时被这个源和目的所支持，直到到目的地的转移被完成。当一个移动台被重新调谐到一个新的载波频率，和/或者支撑移动调谐信号的资源控制被从一个源基站控制器转移到一个目的CBSC时，就产生一个硬的越区切换。
在数字蜂窝系统中，例如时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)系统中，越区切换通常是由一个移动台触发的，并且通常被称作移动协助越区切换(MAHO)。CDMA MAHO通常是移动台根据从相邻BTS扇区和/或者相邻BTS发送出的本地导频信号的测量来发起的，其中每一个导频信号包括一个信号强度测量Ec/Io(每码片能量除以总的干扰)，和一个相关的短代码PN时间偏移。每一个短代码PN时间偏移与一个BTS覆盖区域内的一个特定扇区相应，并且是经过对一预定伪随机噪声序列的一个绝对时间偏移进行时间偏移(也称作相位偏移)而产生的。
在IS-95和J-STD-008 CDMA系统中，使用一个共同的伪随机噪声序列。这个伪随机噪声序列的比特率是每秒1,228,800比特(码片)，并且从码片的角度进行测量，这个伪随机噪声序列被进行时间偏移，以在通信信号中提供一个可识别的数字序列。例如，PN偏移为1与将这个伪随机噪声序列从一个绝对时间偏移偏移64码片相应，而PN偏移为2与将这个伪随机噪声序列从一个绝对时间偏移偏移128码片相应。所以，IS-95需要极精确的时间同步，例如，在每一个基站需要同步到+/-3微秒，以可靠地对一个移动台的通信信号进行越区切换。结果，典型的基站是通过一个全球定位卫星(GPS)系统来接收它们的绝对系统时间(又称为定时同步)，尽管也可以采用其它精确的中心同步定时源，例如LORAN-C。
因为各种原因，某些基站不能够访问系统的定时同步。这些原因可能包括GPS出现了故障，客户不能使用GPS定时系统，以及基站的物理位置。例如，如果在一个CDMA系统中没有使用GPS，将所有BTS均定时同步到一个主BTS的方案就是可取的。在另一个示例中，一个基站位于一个地铁通道中，不能够通过对GPS进行视距访问来获得系统定时同步，就根本不可能给一个移动台的通信信号提供越区切换的能力。结果，为了给一个移动台的通信信号提供越区切换的能力，就产生了与对一个GPS接收器提供接入的辅助电缆等等的费用。
另外，使用利用DS-CDMA技术的、基于家庭的无绳电话系统产生了另一类同步问题。因为它们没有经过复杂的同步源，例如GPS来进行集中同步，所以相邻家庭收发器站的短代码PN时间偏移可能会“漂移”，直到它们互相同步。在同步后，从一个家庭收发器站发送出的信号将对另一个家庭收发器站产生破坏性的干扰，反之一样。不幸的是，这个破坏性的干扰将使一个或者这两个家庭收发器站均不能够被使用，因为其相关的移动台将不能够区分它和其相邻的家庭收发器站。
所以，需要一个方法和装置来给一个无线通信系统提供一个时间调节。
图1是一个现有技术的CDMA无线通信系统100的一个框图。
图2是根据本发明的一个优选实施方式，在CDMA无线通信系统100中所使用的一个随机移动台监视系统。
图3是根据本发明的优选实施方式，给无线通信系统100提供时间调节的一个方法的一个流图。
图4是根据本发明的一个替代实施方式，在一个家庭收发器站中所使用的一个移动台监视系统。
图5是根据本发明的另一个实施方式，在一个无线通信系统中所使用的一个固定远程监视系统。
图6是根据本发明的另一个实施方式，给CDMA无线通信系统100提供时间调节的一个方法的一个流图。
一般地说，本发明包括给一个无线通信系统提供时间调节的一个方法。一个时间调节被从一个移动台提供到一个基站收发器，以将这个基站收发器的时间同步到这个无线通信系统的参考时间。类似地，使用基本上相同的方法，一个时间调节被提供到一个家庭无绳电话系统中的一个基站收发器，以根据相邻基站收发器的时间来偏移这个基站收发器的时间。
特别地说，在包括至少一第一和一第二基站收发器的一个无线通信系统中，公开了向第二基站收发器提供一个时间调节的一个方法。这个方法包括将这第一和第二基站收发器的一个身份标识提供到一个移动台，并且随后，根据其身份标识，使用这个移动台跟踪从第一基站收发器发送出的一第一信号和从第二基站收发器发送出的一第二信号，来实现一第一和第二时间偏移。这个方法进一步包括根据这个移动台的第一和第二时间偏移，确定移动台的一个时间调节计算，然后将这个时间调节计算发送到第二基站收发器。
进一步，本发明包括一个方法，用于向这个无线通信系统中的一个未同步基站收发器提供无线通信系统时间同步。这个无线通信系统包括至少一第一和一第二基站收发器，这个第一基站收发器被时间同步到一个系统参考时间，这个第二基站收发器没有被同步到这个系统参考时间，这个系统参考时间包括一个系统参考振荡器频率和一个绝对参考时间。这个方法包括将这第一和第二基站收发器的一个身份标识提供到一个移动台，并且随后，根据其身份标识，使用这个移动台跟踪从第一基站收发器发送出的一第一信号。另外，这个方法也包括经过这个第一信号将这个移动台同步到这个系统参考时间，然后确定这个移动台所接收的、从这个第二基站收发器发送来的一第二信号对绝对参考时间的一个实际时间偏移。最后，这个方法包括根据这个实际时间偏移，将这个第二基站收发器同步到这个系统参考时间。在这个申请中被公开的还有一个相应的装置，这个装置用于向这个第二基站收发器提供无线通信系统同步。
现在来参考图，其中类似的标号表示类似的部件，图1描述了一个典型的、现有技术的无线通信系统100。优选地，通信系统100包括一个直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统，例如在电信工业协会暂定标准95A(TIA IS-95A)中所提出的。
通信系统100包括分别向覆盖区域122,124，和126提供服务的基站101,106,105，和一个或者多个移动台，尽管仅显示了一个移动台103。除了其它部件以外，基站101,106，和105包括一个天线102，一个处理器140和一个存储器150。基站101包括向这个基站101的覆盖区域122内的移动台103发送编码通信信号、并且从这个移动台103接收编码通信信号的一个收发器。这个收发器内的一个瑞克接收器提供了独立跟踪从移动台发送来的输入多径编码通信信号的能力，瑞克接收器的结构和工作方式在该领域内是众所周知的。类似地，移动台103包括向覆盖区域122内的基站101发送编码通信信号、并且从这个基站101接收编码通信信号的一个收发器。
基站101,105和106连接到一个基站控制器(BSC)130,除了其它部件以外，这个基站控制器130包括一个处理器140和一个存储器150，这个基站控制器130又连接到一个移动交换中心160，这个移动交换中心160也包括一个处理器140和一个存储器150。这个移动交换中心160使用已知的技术连接到公众交换电话网络(PSTN)162。
经过天线，通过一对射频(RF)链路，在移动单元103和基站101之间传送信号107和111。这对射频RF链路包括一个反向链路信号107(移动单元103到基站101)和一个前向链路信号111(基站101到移动单元103)。反向链路信号107包括一个识别代码或者对移动台是唯一的伪随机长代码掩码(没有显示)。这产生专门与移动台103相关的一个对移动台唯一的长代码。这个对移动台唯一的长代码随后被一个基站瑞克接收器所使用，以标识一个特定的移动台发送。前向链路信号111包括一个伪随机噪声(PN)短代码，在时间上有偏移。尽管PN短代码对所有BTS扇区是相同的，但是与每一个BTS扇区相关的时间偏移的选择将保证每一个BTS扇区是可以被唯一识别的。
由一个系统参考振荡频率和一个相关的绝对参考时间组成的一个系统参考时间被经过全球定位卫星(GPS)接收器天线104提供给基站101,105和106，以向无线通信系统100提供所需要的定时同步。CDMA定时是参考GPS时间的开始的；1980年1月6日，和12:00:00am。每一个BTS扇区被分配其带时间偏移的PN短代码，并且随后使用这个带时间偏移的PN短代码来识别它。这个带时间偏移的PN短代码，也称作一个PN短代码相位偏移，是从绝对参时间来测量的。只要每一个BTS的振荡频率被保持基本上与系统参考振荡频率相等，其相关的PN短代码时间偏移将保持不变，并且是可以被识别的。
如果一个BTS的振荡频率偏离了系统参考振荡频率，其相关的PN短代码时间偏移将产生偏移，或者向上变化或者向下变化。PN短代码时间偏移从其分配的时间偏移偏离开将使移动台103不能够将一个通信信号从无线通信系统100中的一第一基站收发器越区切换到一第二基站收发器。
图2显示了根据本发明的一个优选实施方式，在CDMA无线通信系统100中被使用的一个随机移动台监视系统，一般被设计作为移动台系统200。为了进行讨论，随机移动台监视系统200包括一第一基站收发器(BTS)101和一第二BTS201，这个第一基站收发器经过一个GPS天线104被同步到一个系统参考振荡频率和绝对参考时间，这个第二BTS201没有同步到这个系统参考振荡频率和绝对参考时间。第二BTS201可以位于较远的位置，例如在一个地铁的通道内。另外，示出了第一移动台(MS)103和第二移动台MS203被显示，尽管可以出现多个移动台。
MS103经过从天线102发送的一个前向链路111，从第一BTS101接收信令，包括导频，寻呼和同步信道，经过一个前向链路212从第二基站BTS201接收信令，包括导频，寻呼和同步信道。另外，MS103经过一个反向链路211与BTS201进行通信，这个反向链路211包括经过一个接入信道进行消息发送的能力。类似地，MS203经过一个前向链路213，从第一BTS101接收信令，包括导频，寻呼和同步信道，经过一个前向链路215从第二基站BTS201接收信令，包括导频，寻呼和同步信道。MS203经过一个反向链路214与BTS201进行通信，这个反向链路214包括经过一个接入信道进行消息发送的能力。
图3是根据本发明的优选实施方式，给无线通信系统100提供时间调节的一个方法300的一个流图。更特别地，在方法300中，随机移动台103和203提供了将第二BTS201的一个本地振荡器调节到系统参考振荡器频率，时间，日期和年的时间调节计算。方法300从模块320开始，其中第一BTS101和第二BTS201的一个身份标识被提供到随机移动台103。这个身份标识包括一第一基站身份识别号码和第一基站收发器的一第一PN短代码时间偏移，和一第二基站身份识别号码和第二基站收发器的一第二PN短代码时间偏移，并且被发送到用户台。
下面，在模块322中，根据这个身份标识，随机移动台103经过前向链路111从第一基站收发器获得一第一信号，并且经过前向链路212从第二基站收发器获得一第二信号，并且对它们进行跟踪，以获得一相应的第一和第二时间偏移。首先，随机移动台103通过经过对一个PN短代码进行相关，获得从第一基站收发器发送来的第一信号的一个导频信道，来搜寻和跟踪这个第一信号。然后，这个随机移动台103经过这个导频信道所提供的相关解调，对第一信号的一个同步信道进行解码，来证实第一PN短代码的时间偏移和第一基站收发器身份标识号码。另外，随机移动台103解码第一信号的一寻呼信道，来获得由与相邻基站收发器，包括至少第二基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的邻居列表。在证实第一PN短代码时间偏移和第一基站身份识别号码后，随机移动台103使能一个锁相环算法来开始调节其本地振荡器频率，以同步到第一基站收发器的一个振荡器频率。同时，随机移动台103启动一个定时器(没有显示)。在这个定时器溢出后，随机移动台103冻结这个锁相环算法，由此在移动台103中获得了一个稳定的、自由运行的本地振荡器频率，这个本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的振荡器频率。然后，一个随机移动台控制器从这个第一信号中提取一第一时间偏移。最后，随机移动台103结束对第一信号的跟踪。
第二，随机移动台103通过对PN短代码进行相关，获得从第二基站收发器发送来的第二信号的一个导频信道，来搜寻和跟踪第二信号。然后，经过这个导频信号所提供的相关解调，这个随机移动台103对第二信号的一个同步信道进行解码，以至少第二PN短代码时间偏移和第二基站收发器身份标识号码。另外，随机移动台103可能会对第二信号的一个寻呼信道进行解码，以获得由与相邻基站收发器，包括至少第一基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的一个邻居列表。在证实第二PN短代码时间偏移和第二基站身份识别号码后，随机移动台103使能一个锁相环算法来开始调节其本地振荡器频率，以同步到第二基站收发器的一个振荡器频率。同时，随机移动台103启动其定时器。在这个定时器溢出后，随机移动台控制器从这个第二信号中提取一第二时间偏移。
在模块324中，随机移动台103根据从第一基站收发器发送来的第一信号的第一时间偏移和从第二基站收发器发送来的第二信号的第二时间偏移，来确定一个时间调节计算。首先，随机移动台103中的一个控制器根据其身份识别号码，计算在第一和第二PN短代码时间偏移之间的一个时间偏移差异，以形成一个所需的时间偏移。然后，这个控制器计算第一时间偏移和第二时间偏移之间的差异，以形成一个测量的时间偏移。最后，这个控制器将所需的时间偏移与测量的时间偏移进行比较，以确定一个时间调节计算。
在模块326中，随机移动台103向第二基站收发器发送时间调节计算。随机移动台103经过反向链路211向第二基站收发器201发送接入信道消息。这个接入信道消息包括时间调节计算。对接收到包括时间接入消息的接入信道消息作出响应，第二基站收发器201调节其第二时间偏移，以使其等于第二PN短代码时间偏移，由此实现被同步到第一基站的绝对参考时间的一个PN短代码时间偏移。另外，第二基站收发器201调节其本地振荡器频率，由此实现第二基站收发器中的一个本地振荡器频率基本上与第一基站的系统参考振荡器频率相等。
在一个附加的实施方式中，第二BTS 201对前一个，或者前多个时间调节计算进行时间调节计算的平均，以形成一个新的时间调节计算。然后，根据这个新的时间调节计算，来调节第二时间偏移。
进一步，可以同时利用多个锁相环算法。例如，当同时跟踪从第一BTS101发送来的一第一信号和从第二BTS201发送来的一第二信号时，所有移动台103可以使用两个锁相环算法；第一个锁相环算法被锁定到第一信号并且跟踪第一信号，第二个锁相环算法被锁定到第二信号并且跟踪第二信号。
图4是根据本发明的一个替代实施方式，在一个基于家庭的基站无绳电话系统，一般称作基于家庭的无绳电话系统400，中所使用的一个移动台监视系统。基于家庭的无绳电话系统400包括经过一个前向链路412和一个反向链路(没有显示)与一个移动台(没有显示)进行通信的一第一基站发送器402。前向链路412用于发送一第一信号。第一基站收发器402位于一第一单元421中。另外，基于家庭的无绳电话系统400包括经过一个前向链路415和一个反向链路414与一个移动台403进行通信的一第二基站收发器401。前向链路415用于发送一第二信号。第二基站收发器401和移动台403位于一第二单元420中。尽管，移动台403仅与第二基站收发器401进行通信，但是它也可以监视从本地基站收发器发送来的信号，例如，监视在前向链路412上从第一基站收发器402发送来的一个信号。
为了便于讨论，第一基站收发器402和第二基站收发器401开始时工作在不同的时间偏移，这里称作一第一PN短代码时间偏移和一第二PN短代码时间偏移。使用不同时间偏移的结果是，在前向链路412上被发送的第一信号不会成为在前向链路415上被发送的第二信号的干扰源。但是，因为环境条件，本地振荡器频率和准确度，以及时间的流逝，第一和第二PN短代码时间偏移会开始朝对方偏移。结果，在前向链路412上被发送的第一信号很可能成为在前向链路415上被发送的第二信号的干扰源。
所以，可以设想，用于给联系图3而描述的一个无线通信系统提供一个时间调节的这个方法可以用于基于家庭的无绳电话系统400。可以进一步理解，到基于家庭的无绳电话系统400中第二基站收发器401的时间调节将对位置处于相邻的基站收发器，例如第一基站收发器402和第二基站收发器401，进行去同步是很有用的。因为图4中所描述的无线通信系统是一个基于家庭的无绳电话系统，所以移动台403将经过反向链路414仅向第二BTS101发送时间调节计算。
例如，在第一BTS402的本地振荡器的工作速度比第二振荡器BTS401的本地振荡器的工作速度快时，这个时间调节计算将命令第二BTS401增加其本地振荡器的频率。类似地，在第一BTS402的本地振荡器的工作速度比第二振荡器BTS401的本地振荡器的工作速度慢时，这个时间调节计算将命令第二BTS401降低其本地振荡器的频率。另外，如果与第一基站收发器BTS402相关的PN短代码处于和与第二BTS401相关的PN短代码对准的几个码片内，例如2个码片内，时间调节计算将被用于命令第二BTS401进行跳频，例如在时间上跳5个码片。这样，可以使用上面联系图3所描述的方法来实现避免与邻居基站收发器，例如那些基于家庭的无绳电话系统400中的基站收发器，相关的PN短代码时间偏移，跳到一预定时间偏移差异内的、所希望的结果。
在另一个实施方式中，可以设想，随机移动台所提供的时间调节计算可以被用位于第一BTS101和第二BTS201之间的一固定位置监视移动台(FLMM)所进行的时间调节计算来替代。这个FLMM可以是被安装在一固定位置的一个按照客户设计的移动台，它具有其基本功能和对未同步的基站收发器进行同步的能力。
图5是根据本发明的这另一个实施方式，在无线通信系统100中被使用的一个固定远程监视系统。固定远程监视系统200包括被同步到系统参考时间的一第一基站收发器(BTS)101，和没有被同步到系统参考时间的一第二BTS201。系统参考时间包括一个系统参考振荡频率和从经过第一BTS101经过GPS天线104所接收的GPS时间推断出的一个相关绝对参考时间。第二BTS201可能远远地位于，例如一个地铁通道内。另外，一个用户台，例如一个固定位置接收移动台(FLMM)400(联系图5和6进行进一步的讨论)被显示。
FLMM可以是被安装在一固定位置的一个按照客户设计的移动台，它具有其基本功能和对未同步的基站收发器进行同步的能力。FLMM550包括用于在前向链路和反向链路111,511，和513上发送和接收无线通信信号的一个FLMM天线504，用于解码所接收信号的一个接收器，一个FLMM控制器506，和对控制器506作出响应的一个定时器508。设计FLMM550的位置使之可以与第一BTS101和第二BTS201进行通信。FLMM550经过一个前向链路111从第一BTS101接收相邻，包括导频，寻呼和同步信道。类似地，FLMM550经过一个前向链路511从第二BTS201接收相邻，包括导频，寻呼和同步信道。另外，FLMM550经过反向链路513与BTS511进行通信，这个反向链路513包括通过一个接入信道的消息发送能力，通过一个业务信道发送语音和数据的能力。
图6是根据本发明的另一个实施方式，用于向一个没有被同步的基站收发器提供无线通信系统同步的一个方法600的一个流图。更特别地，在方法600中，一个固定位置监视移动台(FLMM)400协调向第二BTS201提供系统参考时间所需要的步骤。
方法600从模块620开始，其中第一BTS101和第二BTS201的身份标识被提供到FLMM550。这个身份标识包括一个标识号码，和与第一BTS101相关的PN短代码时间偏移。这个身份标识也包括在BTS101和FLMM550之间的距离值。类似地，这个身份标识包括一个标识号码，和与第二BTS201相关的PN短代码时间偏移，以及在BTS201和FLMM550之间的距离值。这个身份标识可以被使用很多方式提供给FLMM550。例如，可以经过将一个数据库载入到FLMM550，来将这个身份标识提供给FLMM550，或者通过直接连接到FLMM550的一个编程能力510来将这个身份标识提供给FLMM550。
下面，在模块622中，FLMM550根据这个身份标识，获得从第一BTS101发送来的一第一信号。这个第一信号包括专门用于第一基站101的一个导频信道，这个导频信道被FLMM550使用来获得与第一基站101的同步。这个第一信号也包括一个同步信道，当进行解调和解码时，这个同步信道提供第一BTS101的导频PN偏移相对于系统参考时间的时间。这个第一信号还包括一个寻呼信道，这个寻呼信道除了发送其它消息外，还发送包括导频PN偏移的邻居列表的消息。另外，经过一个前向链路111和一个反向链路(没有显示)提供了一个双向的业务信道。这个导频信道还用作给同步，寻呼和业务信道提供一个相关时间参考。
FLMM550按照如下的方法来获得和跟踪第一信号。首先，FLMM550经过在时间域内与PN短代码进行相关，来扫描与在前向链路111上被发送的第一信号相关的一个导频信道。在进行相关后，与被发送的第一信号相关的一个同步信道在FLMM550中被经过一个接收器507进行解码，以证实被分配的PN短代码时间偏移(又称为BTS的PN偏移相对于系统时间的时间)以及第一BTS101的身份标识号码。在FLMM550解码出与第一BTS101相关的同步信道后，在FLMM接收器507中的一个导频搜寻器继续跟踪导频信道，同时维持第一BTS101的振荡频率和绝对参考时间。
在对导频信道进行相关，并且对与被BTS101所发送的第一信号相关的同步信道进行解码以前，FLMM550搜寻与邻居BTS相关的一个或者多个导频信道。另外，FLMM550可能会经过对与在前向链路111上被发送的第一信号相关的一个寻呼信道进行解码，来证实第一BTS101的身份标识号码以及获得由邻居PN短代码偏移组成的一个邻居列表。
在跟踪与第一BTS101相关的一个信号后，在模块624中，FLMM550将其本地振荡器频率同步到第一BTS101的系统参考振荡器频率。另外，FLMM550也设置其本地时间，日期和年，以同步到第一BTS101的绝对参考时间。在对与被第一BTS101发送的第一信号相关的同步信道进行解码以前，FLMM550没有被同步到任何特定的时间，日期，和年。另外，FLMM400的本地振荡器没有被同步到任何特定BTS的本地振荡器频率。通过使能FLMM550中一个锁相环算法(没有显示)来开始将其本地振荡器频率调节到与第一BTS101的系统参考振荡器频率同步，就开始进行同步了。使能锁相环算法的结果是，FLMM550中的一个定时器508经过一个FLMM控制器506被启动。定时器508监视一个预设置的时间间隔，当被启动时，这个定时器508允许有足够的时间在FLMM550和第一BTS101之间进行同步。在定时器508溢出后，FLMM控制器506冻结锁相环算法，由此在FLMM550中获得一个稳定的、自由振荡的本地振荡器频率，这个本地振荡器频率基本上与第一BTS101的系统参考振荡器频率相等，而不需要继续跟踪第一信号。
下面，在模块626中，FLMM确定一第二BTS201相对于绝对参考时间的一个实际时间偏移。第二BTS 201没有同步到系统参考时间。首先，FLMM550根据身份标识，或者根据从对与第一信号相关的寻呼信道进行解调而获得的邻居列表，获得从第二BTS201发送来的一第二信号。这个第二信号包括专门用于第二基站201的一个导频信道，这个导频信道被FLMM550使用来获得与第二基站201的同步。这个第二信号也包括一个同步信道，当进行解调和解码时，这个同步信道提供第二BTS201的导频PN偏移相对于系统参考时间的时间。这个第二信号还包括一个寻呼信道，这个寻呼信道除了发送其它消息外，还发送包括导频PN偏移的邻居列表的消息。另外，经过一个前向链路511和一个反向链路513提供了一个双向的业务信道。
FLMM550获得第二信号和对第二信号进行跟踪的方法基本上与联系模块622(上面)描述的获得第一信号和对第一信号进行跟踪的方法相同。这样，在证实第二信号的获得后，对与在前向链路511上被发送的第二信号相关的一个同步信道进行解码获得了与第二基站收发器201相关的一个实际时间偏移。然后，这个实际时间偏移被FLMM控制器506提取出来。因为环境条件等等原因，FLMM550可能会逐个处理，或者搜寻与邻居BTS相关的多个导频/同步信道信号，以对与第二BTS201相关的身份标识号码进行定位。一旦解码出来，FLMM控制器506提取一个实际时间偏移，以用于联系模块628(下面)所描述的随后的计算中。
最后，在模块628中，FLMM550按照如下的方法，将第二BTS201同步到系统参考振荡器频率和绝对参考时间。首先，FLMM控制器506计算经过身份标识被提供的第一和第二PN短代码时间偏移之间的一个时间偏移差异，以形成一个所希望的时间偏移。然后，它计算在第二BTS201的实际时间偏移和所希望的时间偏移之间的差异，以形成一个时间调节计算。另外，FLMM控制器506计算绝对参考时间和第二BTS201的时间，日期和年之间的时间差异。
以码片的方式进行FLMM控制器506的计算，其中多个64个码片与一个PN偏移相应。例如，一个PN偏移1相应于将一个绝对时间偏移偏离64个码片的伪随机噪声序列，而一个PN偏移2相应于将一个绝对时间偏移偏离128个码片的伪随机噪声序列。
在反向链路513上被发送的、包括一个时间测量消息的一个接入信道信号随后被FLMM550发送到第二BTS201，以按照如下的方法进行合适的调节。首先，时间调节计算用于第二BTS201的一个锁相环算法中。然后，这个锁相环算法将一个正确信号输出到第二BTS201的本地振荡器，以将其本地振荡器频率调节到基本上与第一基站的系统参考振荡器频率相等。另外，这个正确信号被用于调节第二BTS201的时间，日期，和年，以使时间，日期和年被同步到第一BTS101的绝对参考时间。
为了在反向链路513上发送接入信道信号中的消息，FLMM550首先必须将其本地振荡器频率调谐到与第二BTS201的本地振荡器频率相匹配。FLMM550经过使能其锁相环算法来开始将其本地振荡器频率调节到与第二BTS201的实际时间偏移同步，来实现这个调谐过程。一旦完成了同步，FLMM550可以使能到第二BTS201的接入信道消息。结果，时间测量消息被第二BTS201使用来将其本地振荡器，时间，日期，和年纠正到，或者同步到系统参考振荡器频率和绝对参考时间。
尽管联系图5和6仅讨论了一个没有同步的BTS，第二BTS201，但是在无线通信系统100中可以有多个不同步的BTS。在有多个没有同步的BTS的情形下，可以使用多个FLMM来在没有同步的BTS之间传递同步消息，多个FLMM中的每一个位于每一对没有同步的BTS之间。所以，如果一个BTS被同步到系统参考振荡器频率和系统参考时间，就可以使用在图6中所描述的方法来对无线通信系统100中没有同步的BTS进行同步。
另外，FLMM控制器506中的一个导频搜寻器算法(没有显示)可以被用于将FLMM550的时间同步到第一BTS101，方法如下。首先，通过对其同步信道进行解码，来证实对在前向链路111上被发送的第一信号的接收。第二，FLMM550使用导频搜寻器算法来控制其锁相环算法的调节，以使其本地振荡器频率基本上与第一BTS1101的系统参考振荡器频率相等。同时，FLMM550获得在前向链路511上被发送的、从第二BTS201发送来的第二信号，并且根据时间调节计算(上面所讨论的)来同步第二BTS201。
尽管基本上类似，与使用随机移动台的优选实施方式相比，使用FLMM的这另一个实施方式在某些方面是不同的，如下所讨论的。当使用FLMM时，FLMM可以使用到第一BTS101和第二BTS201的距离测量来改善时间调节计算的准确度。例如，如果FLMM离第一BTS101为1公里，而离第二BTS201为2公里，并且第一BTS101和第二BTS201在时间上是同步的，同时从第一和第二BTS101和201发送出的一第一和第二信号到达FLMM的时间将差3.3毫秒。第一和第二信号之间到达时间的差异，以及可能出现的多径传播延迟，可以被用于计算时间调节计算。
第二，一个随机移动台可能正处于一个激活的呼叫中，所以，这个随机移动台使用一个业务信道来发送消息和同步测量。FLMM就没有必要使用一个业务信道。第三，一个随机移动台中的一个移动台控制器可能将用于时间调节的时间信道接入消息限制到从第一BTS101和第二BTS201的每一个越区切换才一次，或者相反，但是FLMM可以使用预定的间隔来发送信道接入消息。最后，优选实施方式提供了多个时间调节计算，其中，当被平均时，被用于调节第二BTS201中的本地振荡器频率，时间，日期和年。在替代的实施方式中，根据第二BTS201的实际偏移的一个离散时间调节计算被用于调节第二BTS201中的本地振荡器频率，时间，日期和年。
这里，特别地参考了IS-95A前向链路信道和移动台和其在无线CDMA系统中的应用，但是本发明可以用于任何数字信道，包括但是不局限于反向链路IS-95A信道，所有宽带前向和反向链路信道，和所有前向和反向链路TDMA信道，这些TDMA信道可以是所有TDMA系统中的，例如全球移动通信系统(GSM)，欧洲TDMA系统，太平洋数字蜂窝(PDC)，日本TDMA系统，和美国暂定54(IS-54)TDMA系统。
用于一个基于蜂窝的数字通信系统的本发明的原理，包括但是不局限于个人通信系统，中继通信系统，卫星通信系统和数据网络。类似地，用于所有类型数字无线频率信道的本发明的原理也用于其它类型的通信信道，例如射频信令信道，电气数据总线，有线信道，光纤链路和卫星链路。
进一步，将很清楚，可以设计本发明的其它形式，和不同于上述特定实施方式的其它实施方式，而不会偏离后附权利要求书及其等效所定义的精神和范围。

Claims (41)

1．在包括至少一第一和一第二基站收发器的一个无线通信系统中，用于向第二基站收发器提供一个时间调节的一个方法，这个方法包括步骤：
在一个移动台接收第一和第二基站收发器的一个身份标识；
这个移动台根据这个身份标识，跟踪从第一基站收发器发送来的一第一信号，和跟踪从第二基站收发器发送来的一第二信号，以获得一第一和第二时间偏移；
根据这个移动台所获得的第一信号的第一时间偏移和第二信号的第二时间偏移，来确定一个时间调节计算；和
向第二基站收发器发送时间调节计算。
2．如权利要求1的这个方法，其中第二基站收发器这样调节时间，以使第二基站收发器在时间上被同步到第一基站收发器。
3．如权利要求1的这个方法，其中这个移动台是一个随机移动台，它包括用于计算一个时间调节计算的移动台控制器。
4．如权利要求2的这个方法，其中接收身份标识的步骤包括接收第一基站收发器的一第一基站身份标识号码和一第一PN短代码时间偏移的步骤，和接收第二基站收发器的一第二基站身份标识号码和一第二PN短代码时间偏移的步骤。
5．如权利要求4的这个方法，其中这个移动台跟踪第一信号的步骤包括步骤：
通过对一个PN短代码进行相关，这个移动台获得从第一基站收发器发送来的第一信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对第一信号的一个同步信道进行解码，以证实第一PN短代码时间偏移和第一基站身份标识号码；和
对第一信号的一个寻呼信道进行解码，以获得由与邻居基站收发器，包括至少第二基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的一个邻居列表。
6．如权利要求5的这个方法，其中这个移动台跟踪第一信号的步骤进一步包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始调节这个移动台的一个本地振荡器频率，以同步到第一基站收发器的一个振荡器频率；
在使能锁相环算法后，启动这个移动台中的一个定时器；
在这个定时器溢出后，冻结锁相环算法，由此在这个移动台中获得一个稳定的、自由振荡的本地振荡器频率，这个本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的振荡器频率相等；
一个移动台控制器从第一信号中提取出一第一时间偏移；和移动台结束对第一信号的跟踪。
7．如权利要求6的这个方法，其中这个移动台跟踪第二信号的步骤包括步骤：
通过对一个PN短代码进行相关，这个移动台获得从第二基站收发器发送来的第二信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对第二信号的一个同步信道进行解码，以证实第一PN短代码时间偏移和第二基站身份标识号码；和
对第二信号的一个寻呼信道进行解码，以获得由与邻居基站收发器，包括至少第一基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的一个邻居列表。
8．如权利要求7的这个方法，其中这个移动台跟踪第二信号的步骤进一步包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始调节这个移动台的一个本地振荡器频率，以同步到第二基站收发器的一个振荡器频率；
在使能锁相环算法后，启动这个移动台中的一个定时器；和
一个移动台控制器从第二信号中提取出一第二时间偏移。
9．如权利要求8的这个方法，其中根据第一信号的第一时间偏移和第二信号的第二时间偏移来确定一个时间调节计算的步骤包括步聚：
计算第一和第二PN短代码时间偏移之间的一个时间差异，来形成一个所希望的时间偏移；
计算第一时间偏移和第二时间偏移之间的一个时间偏移差异，来形成一个测量的时间差异；和
移动台控制器比较所希望的时间偏移和测量的时间偏移，来确定时间调节计算。
10．如权利要求9的这个方法，其中向第二基站收发器发送时间调节计算的步骤包括步骤：
向第二基站收发器发送一个接入信道消息，这个接入信道消息包括时间调节计算；
第二基站收发器接收这个信道接入消息；和
根据这个时间调节计算，调节第二时间偏移以与第二PN短代码时间偏移相等，由此使第二基站收发器中的一个PN短代码时间偏移被同步到第一基站收发器的PN短代码时间偏移。
11．如权利要求9的这个方法，其中向第二基站收发器发送时间调节计算的步骤进一步包括步骤：
向第二基站收发器发送一个接入信道消息，这个接入信道消息包括时间调节计算；
在第二基站收发器中，将这个时间调节计算与前一个时间调节计算进行平均，以形成一个新的时间调节计算；和
根据这个新的时间调节计算，调节第二时间偏移以与第二PN短代码时间偏移相等，由此使第二基站收发器中的一个PN短代码时间偏移被同步到第一基站收发器的PN短代码时间偏移。
12．如权利要求10的这个方法，其中发送接入信道消息的步骤进一步包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始将其本地振荡器频率调节到与第二基站收发器的本地振荡器频率同步；和
将这个移动台同步到第二时间偏移，以发送接入信道消息。
13．如权利要求1的这个方法，其中第二基站收发器这样调节其时间，以使第二基站收发器在时间上不与第一基站收发器同步。
14．如权利要求1的这个方法，其中这个无线通信系统是一个基于家庭的无绳电话系统，它包括多个基站收发器，这多个基站收发器包括至少第一和第二基站收发器。
15．如权利要求13的这个方法，其中接收身份标识的步骤包括移动台接收第一基站收发器的一第一基站身份标识号码和一第一PN短代码时间偏移的步骤，和接收第二基站收发器的一第二基站身份标识号码和一第二PN短代码时间偏移的步骤。
16．如权利要求15的这个方法，其中这个移动台跟踪第一信号的步骤包括步骤：
通过一第一信号强度测量和对一个PN短代码时间偏移进行相关，这个移动台获得从第一基站收发器发送来的第一信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对第一信号的一个同步信道进行解码，以证实第一基站身份标识号码。
17．如权利要求16的这个方法，其中这个移动台跟踪第一信号的步骤进一步包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始调节这个移动台的一个本地振荡器频率，以同步到第一基站收发器的一个振荡器频率；
在使能锁相环算法后，启动这个移动台中的一个定时器；
在这个定时器溢出后，冻结锁相环算法，由此在这个移动台中获得一个稳定的、自由振荡的本地振荡器频率，这个本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的振荡器频率相等；
一个移动台控制器从第一信号中提取出一第一时间偏移；和移动台结束对第一信号的跟踪。
18．如权利要求17的这个方法，其中这个移动台跟踪第二信号的步骤包括步骤：
通过第二信号强度测量和对一个PN短代码时间偏移进行相关，这个移动台获得从第二基站收发器发送来的第二信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对第二信号的一个同步信道进行解码，以证实第二基站身份标识号码。
19．如权利要求18的这个方法，其中这个移动台跟踪第二信号的步骤进一步包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始调节这个移动台的一个本地振荡器频率，以同步到第二基站收发器的一个振荡器频率；和一个移动台控制器从第二信号中提取出一第二时间偏移。
20．如权利要求19的这个方法，其中根据第一信号的第一时间偏移和第二信号的第二时间偏移来确定一个时间调节计算的步骤包括步骤：
计算第一和第二PN短代码时间偏移之间的一个时间差异，来形成一个所希望的时间偏移；
计算第一时间偏移和第二时间偏移之间的一个时间偏移差异，来形成一个测量的时间差异；和
移动台控制器比较所希望的时间偏移和测量的时间偏移，来确定时间调节计算。
21．如权利要求20的这个方法，其中向第二基站收发器发送时间调节计算的步骤包括步骤：
向第二基站收发器发送一个接入信道消息，这个接入信道消息包括时间调节计算；
第二基站收发器接收这个信道接入消息；和
根据这个时间调节计算，调节第二时间偏移以避免第二时间偏移在时间上与第一时间偏移对准。
22．如权利要求21的这个方法，其中调节步骤进一步包括步骤：
根据这个接入信道消息，调节第二基站收发器的振荡器频率，以避免第二时间偏移在时间上与第一时间偏移对准。
23．如权利要求1的这个方法，其中这个无线通信系统包括一个码分多址系统。
24．在包括至少一第一和一第二基站收发器的一个无线通信系统中，这个第一基站收发器被同步到一个系统参考时间，这个第二基站收发器没有被同步到系统参考时间，这个系统参考时间包括一个系统参考振荡器频率和一个绝对参考时间，用于向第二基站收发器提供无线通信系统同步的一个方法，这个方法包括步骤：
在一个移动台接收第一和第二基站收发器的一个身份标识；
这个移动台根据这个身份标识，跟踪从第一基站收发器发送来的一第一信号；
通过第一信号将这个移动台同步到系统参考时间；
这个移动台确定从第二基站收发器发送来的一第二信号相对于绝对参考时间的一个实际时间偏移；和
根据这个实际时间偏移，将这个第二基站收发器同步到系统参考时间。
25．如权利要求25的这个方法，其中接收身份标识的步骤包括接收第一基站收发器的一第一基站身份标识号码和一第一PN短代码时间偏移的步骤，和接收第二基站收发器的一第二基站身份标识号码和一第二PN短代码时间偏移的步骤。
26．如权利要求26的这个方法，其中接收身份标识的步骤包括接收第一基站收发器和这个移动台之间的第一距离的步骤，和接收第二基站收发器和这个移动台之间的第二距离的步骤。
27．如权利要求24的这个方法，其中这个移动台跟踪第一信号的步骤包括步骤：
通过对一个PN短代码进行相关，这个移动台获得从第一基站收发器发送来的第一信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对第一信号的一个同步信道进行解码，以证实第一PN短代码时间偏移和第一基站身份标识号码；和
对第一信号的一个寻呼信道进行解码，以获得由与邻居基站收发器，包括至少第二基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的一个邻居列表。
28．如权利要求24的这个方法，其中这个移动台经过第一信号同步到系统参考时间的步骤包括步骤：
使能移动台中的锁相环算法，来开始调节这个移动台的一个本地振荡器频率，以同步到第一基站收发器的系统参考振荡器频率；
在使能锁相环算法后，启动这个移动台中的一个定时器；
在这个定时器溢出后，冻结锁相环算法，由此在这个移动台中获得一个稳定的、自由振荡的本地振荡器频率，这个本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的系统参考振荡器频率相等；和
移动台结束对第一信号的跟踪。
29．如权利要求24的这个方法，其中这个移动台经过第一信号同步到系统参考时间的步骤包括步骤：
启动移动台中的一个导频搜寻器算法，来控制移动台中一个锁相环算法的调节，以使这个移动台的本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的系统参考振荡器频率相等；和
这个移动台继续跟踪第一信号。
30．如权利要求24的这个方法，其中确定第二信号相对绝对参考时间的一个实际时间偏移的步骤包括步骤：
根据第二基站收发器的身份标识，这个移动台跟踪从第二基站收发器发送来的第二信号；和
一个移动台控制器从第二信号中提取实际时间偏移。
31．如权利要求31的这个方法，其中跟踪第二信号的步骤进一步包括步骤：
分配这个移动台中的一个接收器来在第二PN短代码时间偏移解调至少一个信号；
通过对一个PN短代码的相关，这个移动台获得至少一个信号的一个导频信道；
通过这个导频信号所提供的相关解调，对至少一个信号的一个同步信道进行解码，以证实第二PN短代码时间偏移和第二基站身份标识号码；和
根据这个身份标识，证实这个接收器获得了至少一个信号。
32．如权利要求32的这个方法，其中这个移动台是在一个固定位置的一个固定位置监视移动台，用于同步第二基站收发器。
33．如权利要求33的这个方法，其中将第二基站收发器同步到系统参考时间的步骤包括步骤：
计算第一和第二PN短代码时间偏移之间的一个时间差异，来形成一个所希望的时间偏移；
计算所希望的第二基站收发器时间偏移和实际时间偏移之间的一个时间偏移差异，来形成一个时间调节计算；
向第二基站收发器发送一个接入信道消息，这个接入信道消息包括时间调节计算；
根据这个时间调节计算，调节实际时间偏移以与第二PN短代码时间偏移相等，由此使一个PN短代码时间偏移被同步到第一基站收发器的绝对参考时间；和
根据这个时间调节计算，调节第二基站收发器的本地振荡器频率，由此使第二基站收发器中的本地振荡器频率基本上与第一基站的系统参考振荡器频率相等。
34．如权利要求34的这个方法，其中发送接入信道消息的步骤进一步包括步骤：
使能这个移动台中的一个锁相环算法，开始将其本地振荡器频率调节到与第二基站收发器的本地振荡器频率同步；和
将这个固定位置监视移动台同步到实际时间偏移，来发送接入信道消息。
35．如权利要求24的这个方法，其中这个无线通信系统包括一个码分多址系统。
36．在包括至少一第一和一第二基站收发器的一个无线通信系统中，这个第一基站收发器被同步到一个系统参考时间，这个第二基站收发器没有被同步到系统参考时间，这个系统参考时间包括一个系统参考振荡器频率和一个绝对参考时间，用于向第二基站收发器提供无线通信系统同步的一个装置，这个装置包括：
一个装置，用于传送第一和第二基站收发器的一个身份标识；
一个移动台，用于接收这个身份标识，这个移动台包括
一个移动台接收器，用于根据这个身份标识，跟踪从第一基站收发器发送来的一第一信号，和跟踪从第二基站收发器发送来的一第二信号，和
通过第一信号，将这个移动台同步到系统参考时间，
一个移动台控制器，用于判断第二信号相对绝对参考时间的一个实际时间偏移，
根据这个实际时间偏移计算一个时间调节计算，和
协调一个接入信道消息的发送，这个接入信道消息包括时间调节计算；
一第二基站收发器，用于接收和确认接入信道消息；和
一第二基站收发器锁相环算法，用于根据这个时间调节计算产生一个纠正信号，这个相关纠正信号用于将这个第二基站收发器同步到系统参考时间。
37．如权利要求37的这个装置，其中这个身份标识包括第一基站收发器的一第一基站身份标识号码和一第一PN短代码时间偏移，和一第二基站身份标识号码和一第二PN短代码时间偏移。
38．如权利要求37的这个装置，其中这个移动台接收器包括：
一个装置，用于通过对一个PN短代码进行相关，获得从第一基站收发器发送来的第一信号的一个导频信道；
一个装置，用于通过这个导频信号所提供的相关解调，对第一信号的一个同步信道进行解码，以证实第一PN短代码时间偏移和第一基站身份标识号码；和
一个装置，用于对第一信号的一个寻呼信道进行解码，以获得由与邻居基站收发器，包括至少第二基站收发器，相关的PN短代码时间偏移组成的一个邻居列表。
39．如权利要求39的这个装置，其中这个移动台接收器进一步包括：
一个导频搜寻器算法，用于控制一个锁相环算法的调节，以使这个移动台的本地振荡器频率基本上与第一基站收发器的系统参考振荡器频率相等。
40．如权利要求37的这个装置，其中这个移动台接收器进一步包括：
一个装置，用于通过对一个PN短代码进行相关，获得从第二基站收发器发送来的第二信号的一个导频信道；和
一个装置，用于通过这个导频信号所提供的相关解调，对第二信号的一个同步信道进行解码，以证实第一PN短代码时间偏移和第二基站身份标识号码。
41．如权利要求37的这个装置，其中这个移动台控制器进一步包括：
一个装置，用于确定一第二信号相对绝对参考时间的实际时间偏移，
一个装置，用于根据这个实际时间偏移计算时间调节计算，和
一个装置，用于协调接入信道消息的发送。
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