用于具有卫星回程链路的地面无线通信系统的定时补偿方法和装置的制作方法

专利名称：用于具有卫星回程链路的地面无线通信系统的定时补偿方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信系统，并且特别地，涉及使用卫星通信 用于无线通信系统中的回程链路。
背景技术：
无线通信系统是公知的，并且由许多类型组成，包括陆基移动无 线电装置、蜂窝无线电电话(包括模拟蜂窝、数字蜂窝、个人通信系统(PCS)和宽带数字蜂窝系统)、和其他的通信系统类型。例如，在蜂窝无线电电话通信系统中，许多个通信小区典型地由一个或多个基站收发信台(BTS)组成，其耦合到一个或多个基站控制器(BSC)或 中央基站控制器(CBSC)，其在下文中被简单地称为控制器，并且形 成了基站子系统(BSS)。该控制器接下来耦合到移动交换中心(MSC)， 该移动交换中心提供BSS和外部网络(诸如公共交换电话网络(PSTN)) 之间的连接，以及同其他的BSS的互连。每个BTS经由包括用于向移 动台(MS)发射信号的前向链路和用于接收来自MS信号的反向链路 的通信资源，向位于BTS所服务的覆盖区域中的移动站MS提供通信 服务。无线通信系统的基础是，当MS在覆盖区域中和在覆盖区域之间 移动时，保持已建立的通信连接的能力。为了保持已建立的通信连接， 己发展了 "软切换"技术用于码分多址(CDMA)通信系统，由此MS 与多个BTS同时进行活动的通信。同MS进行活动通信的每个BTS是 MS的"活动集合"的成员，并且向MS发射承载业务，并且接收来自 MS的承载业务。当MS移动通过通信系统时，将向或从MS的活动集 合添加或删除BTS，以便于确保MS总是同至少一个BTS通信。参考图1，示出了根据现有技术的通信系统的CDMA无线通信系 统100的框图。通信系统100包括BSS 104，其包括多个BTS106 108，该BTS每个均通过地面回程链路152、 154、 156 (其可以包括诸 如有线、微波和光的链路技术)耦合到控制器110。 BSS 104耦合到 MSC114，并且MSC 114接下来耦合到外部网络116，并且提供外部网 络或者其他BSS同BSS 104之间的通信链路。通信系统100进一步包 括MS 102，对于该示例，该MS 102同时与每个BTS 106和107进行 活动通信。即，MS 102处于同每个BTS 106和107的"软切换"，并 且每个BTS 106和107是MS 102的"活动集合"的成员。作为MS 102 的活动集合的成员，每个BTS 106和107同时保持同MS的各个无线 通信链路120、 130。每个通信链路120、 130包括用于向MS 120传送 信号的各个前向链路122、 132和用于接收来自MS的信号的各个反向 链路124、 134。MS 102的活动集合中的每个BTS 106、 107向MS传送相同的承 载业务，并且接收来自MS的相同承载业务。通过提供同时向MS102 传送相同信号并且接收来自MS 102的相同信号的多个BTS，通信系统 100以公知的方式，提高了 MS将接收来自BSS 104的可接受质量的信 号的可能性，以及BSS将接收来自MS的可接受质量的信号的可能性。当MS 102向同BTS 108相关联的覆盖区域或者扇区前进时，MS 102将BTS 108确认为可行的通信链路，并且MS 102还可以确定通信 链路120不再是可行的通信链路。MS 102随后请求通信系统100将BTS 108添加到MS的活动集合，即，建立同BTS 108相关联的通信链路 140，包括前向链路142和反向链路144，作为用于向MS 102发射数据 和接收来自MS 102数据的活动通信链路，并且从活动集合中除去BTS 106， S卩，终止通信链路120。在接收到该请求时，BSS 104将BTS 106 从MS 102的活动集合中除去，并且终止或结束MS 102同BTS 106之 间的通信链路120。 MS 102保持处于软切换情况，但是处于不同的活 动集合中。为了实现可通过软切换进行的改进，并且为了避免BTS的活动集合改变时的语音通话中的恼人干扰，必要的是，自BTS 106 108传送 到达MS 102的数字化语音的前向数据帧同步在小的时间差之内。在典 型的系统中，前向数据帧可以是20毫秒(ms)长。由于回程链路可能 具有时间延迟的不可接受的差异(例如，在典型的情况中高达60ms)， 因此在某些当前的CDMA系统中存在以有效方式提供必要同步的机 制。该类型的通信系统中的每个BTS 106 108具有基站收发信台系统 时间功能(BSTF) 155，其接收来自BSTF155使用的全球定位系统接 收机150的真实时间信息，以使基站收发信台系统时间(BST)保持非 常接近于本地真实时间。每个BTS 106 108还在每个20 ms的前向数 据帧中接收4比特的帧编号(FSN)。工业标准将BTS相对于真实时 间发射每个前向数据帧的时间，指配为同步来自不同BTS的帧发射的 手段。因此，每个BTS106 108可以确定接收自控制器110的前向数 据帧是否在所需的到达时间接收，该所需到达时间是通过指配用于前 向数据帧传输的系统时间确定的，其在16倍的20 ms内，或者在320 ms 内。当前向数据帧相比所需到达时间提前到达时，BTS可以缓冲该前 向数据帧，直至指配用于其传输的真实时间，但是应当认识到，该缓 冲耗尽了 BTS中的资源。当前向数据帧到达基本上迟于所需到达时间 时，BTS将其丢弃，引起了重新传输和较低的系统的吞吐量。如果前 向数据帧提前或者延迟超过160 ms，则FSN有限的大小(4比特)强 加的不确定性将防止BTS作出对前向数据帧相对于所需到达时间的实 际延迟的准确确定。然而，由于地面回程中的典型的延迟为20至80ms 范围，因此该不确定性问题在典型的CDMA系统中未出现。控制器110包括选择和分送单元(SDU) 112，其从接收自BTS 的那些数据帧中选择由控制器110转发到MSC 114的数据帧，并且SDU 112还将来自控制器110的数据帧分送到BTS。 SDU 112包括控制器系 统时间功能(CSTF) 115，其保持基地控制器系统时间(BCST) 170
和每个BTS 106 108的前向数据帧偏移180 182 (FDFOl、 FDF02、 FDF03)。使用耦合到CSTF115的定时器117所生成的信号(诸如晶 振参照100微秒时基)，来保持BCST170。在某些系统中，可以使用 在来自BTS的回程链路上获得的真实时间信息来设定BCST 170，但是 应当认识到，由于回程上招致的延迟，BCST170未被准确地设定为真 实时间。在这些传统的系统中，回程延迟典型地远小于300毫秒，并 且通过在其他情况下包括FDFO 180、 181、 182和超时的校正机制，容 许可能由该延迟引起的其他误差。在其他的系统中，可以使用通过接 收机(诸如GPS接收机)获得的真实时间值设定BCST 170，该BCST 170位于控制器110中并且耦合到控制器110，由此BCST 170的时间 被设定为BTS正在使用的相同时间。每个BTS 106 108使用6比特的 分组到达定时误差(PATE)值(在该示例中，正的PATE值表示前向 数据帧相对于所需到达时间的到达时间延迟)，向控制器110通知所 需的前向数据帧到达时间同实际的前向数据帧到达时间之间的差异的 量(前向帧偏移)。PATE值以20 msec的间隔被发送到控制器110。 CSTF 115利用接收自BTS的PATE中的由20 ms整数倍数所得出的持 续时间，调节与该BTS相关联的FDFO。控制器110通过将FDFO指 出的延迟量添加到BCST 170，调节BCST 170，并且使用经调节的时 间发射前向数据帧。结果，每个地面回程链路152、 154、 156的由控 制器110进行的前向数据帧实际传输时间被快速地调节，由此指定BTS 106 108处的到达时间至少在所需到达时间的1个数据帧内。使用在 当前CDMA系统协议中实现的CDMA系统标准中定义的其他方法，进 一步进行对小于20 ms的帧时间的增量调节(PATE可以具有好于20 ms 的分辨率)。参考图2，时序图示出了根据此处描述的通信系统的到达BTS的 前向数据帧205的序列的示例。在水平轴上示出了帧0 4的所需到达 时间，其取决于在BTS处测得的真实时间。在每个接收数据帧中的预 定点210处确定实际到达时间。在该示例中，到达时间延迟了超过3 个帧持续时间，但是小于4个帧持续时间，因此由BTS发送的PATE将是3。然后将使用传统的方法进行其他的增量调节，以使预定点210 同所需到达时间更加接近。除了软切换以外的系统功能性方面也受到回程延迟的影响。包含 动作时间的呼叫处理消息是一个示例。 一种类型的呼叫处理消息是对 新的速率设定的服务协商一即，用于对语音信息编码的音码器的改变。MS 102、活动集合中的BTS、以及耦合到活动集合中BTS的SDU需 要同时切换到新的速率设定，以避免呼叫失败。该同步需要容许回程 延迟。另一受到影响的方面是MS发射功率的RF功率控制，其在许多 系统中被设置为由使用外部控制回路功能的CBSC和使用内部控制回 路的每个基站处理。当回程延迟变得足够长时，该外部控制回路将变 得无效，并且可能由于回落的不稳定性而变得有害。受到回程延迟的 影响的系统功能性的另一方面是某些取决于约100 msec的假设最大单 向回程延迟的超时值。例如，在传统的系统中，超时延迟可以约为300 msec,超过该超时的时候指出前向数据帧的失败已由移动站认可。如 果双向回程延迟变得足够大，则全部的前向数据帧可能失败。所需的是，在传统回程技术成本过高的情况中，例如在遥远的山 区中支持一个或多个小区、或者在钻井平台上支持一个小区的情况， 在蜂窝系统中使用卫星回程链路，但是卫星回程链路强加了约500 ms 的典型延迟，其超过了可由标准系统容许的延迟。在该区域中，系统 特征和性能的某种降低对于用户而言是可接受的，但是需要一种方法， 用于向处于卫星回程比地面回程更加实用的区域中的用户提供可接受 的服务水平。


本发明借助于示例得到说明，并且不受附图的限制，在附图中相 似的参考符号指出了相似的元素，并且其中:图1是示出了根据现有技术的通信系统的CDMA无线通信系统的框图2是示出了根据现有技术的通信系统，到达发射基站的前向数 据帧序列的示例的时序图；图3是示出了根据本发明的某些实施例的CDMA无线通信系统的框图；图4是示出了根据本发明的某些实施例，具有至少一个卫星回程 链路的地面CDMA无线通信系统中的帧对准的示例的时序图；并且图5 12是示出了根据本发明的某些实施例，在具有至少一个卫 星回程链路的地面无线通信系统中使用的定时补偿方法的某些步骤的 流程图。本领域的技术人员应认识到，图中的元素被说明用于简化和清楚 的目的，并且没有必要依比例绘制。例如，图中的某些元素的大小可 相比于其他的元素被放大，以协助改善对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
在详细描述根据本发明的定时调节的具体方法之前，应当观察到，本发明主要在于同无线电通信系统相关的方法步骤和装置组件的组合。因此，装置组件和方法步骤在适当的情况中通过图中的传统的符号表示，仅示出了同理解本发明有关的具体细节，以便于不致使公开 内容同易于由受益于此处描述的本领域的普通技术人员所理解的细节混淆。参考图3，示出了根据本发明的实施例的CDMA无线通信系统300 的框图。与通信系统100相似，通信系统300包括基站子系统(BSS) 304，其包括多个基站收发信台(BTS)306 308，该基站收发信台306 308每个均耦合到基地控制器(base controller) 310，该基地控制器310 诸如是基站控制器(BSC)或者控制器基站控制器(CBSC) 。 BSS304 耦合到移动交换中心(MSC) 314，而MSC314接下来耦合到外部网络 317，并且提供外部网络317或者其他的BSS (未示出)同BSS 304之 间的通信链路。BSS 304和MSC 314可以共同被称为通信系统300的
固定网络部分。BTS 306 308通过卫星回程系统耦合到基地控制器 310，该卫星回程系统包括至少一个地球同步卫星360。每个BTS 306 308通过双向卫星无线电链路352、 354、 356链接到卫星360，而卫星 360通过双向无线电链路358链接到基地控制器310。因此，在每个BTS 306 308同基地控制器310之间建立了复合链路(例如，自BTS 306 和基地控制器310始的链路包括无线电链路352、 358和卫星360)。 每个该复合链路被称为卫星回程链路(SBL)，并且典型地具有约500 msec的单向延迟。该延迟超过了当前CDMA通信系统标准设计所容许 的最大延迟。控制器310包括选择和分送单元(SDU) 312，其包括许多控制器 IIO的功能，但是还具有添加的唯一功能和修改的传统功能的组合，这 些功能补偿了同长回程延迟相关的通信系统的定时方面。控制器310 包括控制器系统时间功能(CSTF) 315，其耦合到定时器117，该定时 器117可以是同上文参考图1描述的定时器相同的定时器117。 CSTF 315生成了真实时间二进制值，该真实时间二进制值在此处以唯一的方 式被确认为基地控制器系统时间(BCST) 170，但是使用以同上文所 述相同的方式，以约20 msec的间隔自每个活动BTS到达的分组到达 定时误差(PATE)值，保持前向数据帧偏移(FDFO) 180 182。以 下文所述的唯一的方式，使用这些值(BCST 170和PATE)向BTS 306 308发射数据帧，由此发射数据帧到达BTS非常接近于所需到达时间。 在某些实施例中，CSTF 315使用在来自BTS的回程链路上获得真实时 间信息设定BCST170，并且应当认识到，在不使用此处描述的唯一动 作的情况下，由于在卫星回程上招致的延迟，BSCT170将被设定到与 真实时间的差异量约为500 msec的时间。在其他的实施例中，控制器 312包括全球定位系统(GPS)接收机(未示出)，其向CSTF 315提 供真实时间信息，CSTF 315使用该真实时间信息设定BCST 170。 CSTF 315进一步保持修改的控制器系统时间(MCST) 170，该控制器系统时 间(MCST) 170是通过回程功能(BH) 311自BCST 170获得的。回 程功能311确定回程延迟(BHD)，该回程延迟是通向BTS中的一个
的回程链路上数据帧的单向延迟。该回程延迟可以通过已知的査验(pinging)技术测量，从控制器到选定的BTS测量双程查验延迟，可 以将其除以2。该回程测量是延迟的进程测量，其实际上随时间稍有变 化，但是该变化是足够小的，可由标准的前向数据帧偏移1S0 182校 正，或者为根据本发明建立的一个或多个唯一时间容限值所容许。该 回程延迟或者双倍回程延迟可唯一地用于生成MCST 316，并且在下文 描述的多种其他技术中，用于补偿定时问题，否则其将阻碍通信系统 的成功操作。CSTF315执行如下文所述的其他的定时补偿。每个BTS 306 308可以包括如上文参考图l所述的基地系统时间 功能(BSTF) 155和GPS接收机150。 BSTF 155生成真实时间二进制 值，其在此处被确认为BST，并且由未示出的时基驱动。由于每个BTS 155可以耦合到各个GPS接收机150，因此BST可以是非常准确的真 实时间值。每个BTS还可以唯一地包括分布式外部回路控制功能 (DOLC) 153，其操作与早期版本的传统的通信系统中的分布式移动 站功率控制功能相似。根据本发明的一个方面，当回程延迟大于阈值 时，例如150 msec,至少在回程延迟超过该量的全部那些BTS中利用 DOLC 353。由此在这些BTS中执行移动站的发射功率外部回路控制， 而非由控制器UO中的传统的控制器外部回路控制功能(图中未示出) 执行该外部回路控制。通过具有小于阈值的回程延迟的BTS所链接的 移动站外部回路控制可以保持处于控制器外部回路控制功能的控制之 下。通信系统300进一步包括移动站(MS) 102，其可以同时与多个 BTS 306 308中的每个BTS进行活动通信。即，MS 102可以处于同 多个BTS 306 308的"软切换"模式中，并且多个BTS 306 308中 的每个BTS可以是MS 302的"活动集合"中的成员。作为MS 302的 活动集合中的成员，多个BTS 306 308中的每个BTS同时保持同MS 102的各个无线通信链路120、 130、 140。每个通信链路120、 130、 140 包括用于向MS 102传送信号的各个前向链路122、 132、 142，以及用 于接收来自MS 102的信号的各个反向链路124、 134、 144。优选地，通信系统300是码分多址(CDMA)通信系统，其中每 个前向链路122、 132、 142和反向链路124、 134、 144均包括多个通 信信道，诸如接入信道、控制信道、寻呼信道和业务信道。反向链路 124、 134、 144或前向链路122、 132、 142的每个通信信道包括正交码， 诸如Walsh码，其可以在与链路的其他信道相同的频率带宽中发射。 然而，本领域的普通技术人员应认识到，通信系统300可以根据任何 无线电信系统操作，诸如但不限于，全球移动通信系统(GSM)通信 系统、时分多址(TDMA)通信系统、频分多址(FDMA)通信系统、 或者正交频分多址(OFDM)通信系统。通信系统300。参考图4，时序图示出了根据本发明的某些实施例，具有至少一 个卫星回程链路的地面无线通信系统中的帧对准的示例。示出了到达 BTS的20 msec的前向数据帧405的序列。数据帧405的序列的每个小 的矩形420表示前向数据帧。前向数据帧405的序列已经通过卫星回 程链路，该卫星回程链路引起了约490 msec的延迟，如图4中的箭头 425所指出的。(图4中的时间比例远大于图2中的时间比例)。前向 数据帧410是具有十进制0 (二进制0000)的4比特帧编号(FSN)的 前向数据帧。前向数据帧420出现在前向数据帧410之前的16个数据 帧时间处，也具有FSN 0。前向数据帧410在由BTS发射之前应同所 需到达时间0对准，以便于协助作为软切换的该功能。现在描述用于 完成该定时补偿和其他的定时补偿的方法。参考图5 12，流程图示出了根据本发明的某些实施例，在具有 至少一个卫星回程链路的地面无线通信系统中使用的定时补偿方法的 某些步骤。在图5的步骤505中，控制器310的回程延迟功能(BH) 311建 立卫星回程链路(SBL)的回程延迟(BHD)。这是单向延迟，并且可
以以多种方式建立，图6中说明其中某些传统方法。图6中的步骤605 说明了这些传统的方法，其中在SBL上发送査验消息。这些方法可以 包括一种这样的方法，其中自控制器向BTS发送双程查验消息，并且 其中BTS将接收的査验消息返回到具有极高优先级的控制器(并且因 此产生了小的回转延迟)。査验回转时间可以是已知的，并且在将总 时间除以2以确定BHD之前，可以从该总时间中减去该查验回转时间， 或者该查验回转时间足够小到可被忽略。在某些借助于位于控制器位 置的GPS接收机获得BCST 170的系统中，可以使用具有已知发射时 间的单向查验消息，获得充分准确的BHD。可以以某个时间间隔，并 且/或者响应于运营商的动作，或者以系统设置时间，自动地执行BHD 延迟。对使用哪种方法的选择可以取决于BHD随时间变化多大的判断， 并且可以取决于定时补偿方法的实现方案。可以使用在步骤505处建立的BHD,补偿定时相关功能的数目， 如步骤510所指出的。对于全部系统，可能并非需要全部这些功能， 并且功能的名称在不同的系统中可以不同。步骤510可以是设计或运 营商基于步骤505中测得的BHD对所执行的一个或多个定时补偿功能 的选择。在图5的步骤520中，使用BHD调节分组到达定时误差间隔，如 图7中进一步说明的。在步骤705中，分组到达定时误差间隔(分组 到达定时误差从BTS306、 307、 308传递到控制器310的间隔)从在传 统系统中工作的传统值增加到大于BHD两倍的值。在图5的步骤525中，使用BHD进行功率控制外部回路路径的选 择，如图8进一步说明的。当在步骤805中，BHD不大于定义的阈值 时，在步骤810中，基地控制器310以对不具有大的BHD的标准系统 所定义的方式，执行移动站集中式外部回路控制功能。在步骤805中， 当BHD大于或等于定义的阈值时，在步骤820中，基地控制器310执 行唯一添加到BTS 306、 307、 308功能的移动站分布式外部回路控制 功能(DOLC) 353,该移动站分布式外部回路控制功能(DOLC) 353 以与较早的传统系统中使用的移动站控制回路相似的方式操作。这防 止了使用对大的BHD使用集中式外部回路控制功能可能出现的外部控 制回路的不稳定性。阈值可以是，例如，在100至350毫秒的范围。在图5的步骤530中，使用BHD进行至少一个协议定时器的调节， 如图9中进一步说明的。当协议定时器用于单向协议时，如步骤905 中确定的，在步骤920中使协议定时器的持续时间增加BHD超过阈值 的量。当协议定时器用于双向协议时，如步骤905中确定的，在步骤 910中，使协议定时器的持续时间增加BHD超过阈值的量的两倍。单 向协议是用于同在BSL上传输一次信息有关的动作的协议，而双向协 议是用于同在BSL上传输两次信息有关的动作的协议。具有以该方式 修改的协议延迟的动作的示例是，HDLC (高级数据链路控制)协议中 使用的T1定时器。在其他的实施例中，协议定时器的持续时间可以变 为BHD超过阈值的量的一倍或两倍，而非使定时器值增加该量。在其 他的实施例中，定时器变化量(或者在刚才描述的其他实施例中，该 变化量是定时器所变为的量)可以简单地是BHD的一倍或两倍(即， 阈值可以被视为O)。实施例的选择可以取决于阈值的相对值、协议定 时器的传统值和利用本发明操作的系统的典型的BHD。在图5的步骤533中，确定真实时间。在某些系统中，在控制器 310处确定系统时间，但是在其他的系统中，控制器不具有用于确定系 统时间的设备，诸如GPS接收机，因此在BTS 306、 307、 308中的一 个处确定系统时间，并且在SBL上将该系统时间发送到控制器。当系 统配置是BTS 306、 307、 308确定真实时间并且将其发送到控制器310 的系统配置时(在步骤535中，其典型地是系统设计步骤，但是其可 替换地可以是后退操作步骤)，在步骤540中，BCST170被设定为在 SBL上自BTS 306、 307、 308获得的真实时间加上BHD，艮P, BCST= 来自BTS的真实时间+BHD。因此，BCST 170被设定的时间近似等于 控制器310位置处的真实时间，且具有主要由测量BHD时造成的任何
误差确定的设定误差。当系统配置是在控制器310位置处确定真实时间的系统配置时(在步骤535中)，BCST 170被设定为本地获得的真 实时间，艮卩，BCST-本地获得的真实时间+BHD。在该情况中，BCST 170 被设定的时间非常接近于控制器310位置处的真实时间。这些用于设 定BCST 170的步骤典型地在正常系统操作期间执行。在步骤545中，使用BHD和真实时间，并且特别地，使用BHD 和BCST 170，评估反向Markov测试呼叫，如图10中进一步说明的。 如已知的，反向Markov测试呼叫牵涉在每个反向Markov测试呼叫的 全部帧中发射伪随机数据。伪随机数据是系统时间的函数。生成该数 据的算法使用每个帧的系统时间作为种子值。MS 102和SDU312运行 完全相同的算法。SDU 312可以准确计算其应接收什么样的伪随机数 据("预期的Markov伪随机数据")并且将该伪随机数据同信道上实 际接收的伪随机数据比较("反向Markov伪随机数据")。将全部的 成功帧接收的统计同系统设计值比较，以便于确定系统是否按照设计 操作。当在帧中生成伪随机数据时，SDU 312需要确定发射端应使用 的时间，该时间在20 ms的分辨率内。当在步骤1005中在控制器310 处接收反向Markov测试呼叫帧时，在步骤1010中，存储接收测试呼 叫帧的BCST时间(即使仅是简要地存储)，该BCST时间在此处被 定义为BCSTRM。从BCSTrm中減去BHD，并且在步骤1015中使用该 结果，作为用于生成预期Markov伪随机数据的系统时间。在步骤1020 中，当预期的和反向的Markov伪随机数据不同时，记录帧误差；否则 记录无帧误差。应当认识到，可替换地，在控制器310处的真实时间 由BTS 306、 307、 308处获取的真实时间确定的系统中，可以通过保 持未被修改的系统控制器时间(UCST)(图中未示出)，确定反向 Markov测试呼叫帧成功，该系统控制器时间是通过在控制器310处接 收的真实时间直接设定的。然后可以将反向Markov伪随机数据与自 UCST生成的预期的Markov伪随机数据比较。对于系统定时的该特定 方面，将不需要测量BHD，但是须保持USCT。
在图5的步骤550中，由控制器310的CSTF 315设定和保持修改 的基地控制器系统时间(MCST) 316。 CSTF 315将MCST 316设定为 等于BCST-BHD。在图5的步骤555中，使用MCST 316进行前向数据帧对准的调 节，如图11中更详细地说明的。如已知的，在某些系统中，需要在自 帧协议识别(诸如帧编号)来确定的时间发射前向帧。根据本发明， 这是如下方式完成的，在步骤1105中，在通过协议识别(此处还被称 为前向数据帧的发射时间)确定的时间等于MCST 316加上同BTS相 关联的前向数据帧到达偏移时，向被确认为用于发射前向数据帧的BTS 发送前向数据帧。这可以更一般地被陈述为，根据前向数据帧的帧序 列编号、BTS的前向数据帧偏移和修改的控制器系统时间，在SBL上 向BTS发射前向数据帧。甚至更一般地，这可以被陈述为，基于真实 时间和回程延迟，向BTS发送前向数据帧(由于由消息中的信息提供 发射时间，因此自BCST和BHD确定MCST，并且还可以自BHD确 定BCST)。因此，在真实时间之前的一个BHD处向BTS发送前向帧， 因此该前向帧近似在实际发射的时间到达BTS。使用BTS测量的前向 数据帧到达误差，重复地修改BTS的前向数据帧偏移，如步骤1110中 说明的，并且使用分组到达定时误差(PATE)消息，将该前向数据帧 偏移传递到控制器310。(如上文参考图7所描述的，基于BHD减少 向控制器310的PATE传输的定时间隔。)在图5的步骤560中，使用BHD和真实时间，并且更具体地，使 用BHD和MCST 316，进行前向Markov测试呼叫的调节，如参考图 12更详细描述的。按照与参考图10描述的反向Markov测试呼叫相似 的方式，确定前向Markov测试呼叫的每个帧的标称前向Markov发射 时间，并且将该标称前向Markov发射时间用作用于生成前向Markov 测试呼叫的帧中使用的伪随机数据的种子值。在步骤1205中，当修改 的控制器系统时间316等于前向Markov发射时间时，将前向Markov 测试呼叫的每个帧发射到BTS 306、 307、 308。因此，在真实时间之前
的一个BHD处将前向Markov测试呼叫发送到BTS，因此该前向 Markov测试呼叫近似在实际发射的时间到达BTS。应当认识到，可以下述形式实现此处描述的定时补偿技术，艮P， 该形式包括一个或多个传统处理器，以及作为方法步骤来控制该一个 或多个处理器实现此处描述的某些、大部或全部功能的唯一存储程序 指令。可替换地，这些功能可以通过不具有存储的程序指令的状态机 实现，其中每个功能或者特定功能的某些组合可以作为定制逻辑实现。 当然，可以使用这两种方法的组合。因此，此处描述了用于执行这些 功能的方法和装置。尽管通过参考具体的实施例具体地示出和描述了本发明，但是本 领域的技术人员应当理解，在不偏离如所附权利要求中阐述的本发明 的范围前提下，可以进行多种改变，并且可以使用等同方案替换本发 明的元素。因此，说明和附图应被视为说明性的，而非限制性的，并 且全部该改变和替换目的在于涵盖于本发明的范围内。如此处使用的"集合"意指非空集合(即，对于此处定义的集合， 包括至少一个成员)。如此处使用的术语"另一"被定义为至少第二 个或更多个。如此处使用的术语"包含"和/或"具有"被定义为包括。 如此处参考光电技术使用的术语"耦合"被定义为连接，但是其没有 必要是直接连接，也没有必要是机械连接。如此处使用的术语"程序" 被定义为设计用于在计算机系统上执行的指令序列。"程序"或"计 算机程序"可以包括子程序、函数、进程、对象方法、对象实现方案、 可执行应用程序、applet、 servlet、源代码、目标代码、共享库/动态负 载库和/或其他的设计用于在计算机系统上执行的指令序列。应当进一步理解，关系性术语的使用(如果存在)，诸如第一和 第二、顶部和底部等等，仅用于使一个实体或动作同另一实体或动作 区分，没有必要需要或者意味任何实际的该实体或动作之间的该关系 或顺序。
权利要求
1. 一种在地面无线通信系统中使用的定时补偿方法，该地面无线通信系统具有对至少一个基站收发信台(BTS)的至少一个卫星回程链 路，所述方法包括建立所述至少一个卫星回程链路(SBL)中的一个SBL的回程延 迟(BHD);确定真实时间；将基地控制器系统时间设定为所述真实时间；通过将所述BHD加到所述基地控制器系统时间，生成修改的控制 器系统时间；和根据所述前向数据帧的帧序列编号、所述至少一个BTS中的所述 一个BTS的前向数据帧偏移、和所述修改的控制器系统时间，在所述 至少一个SBL中的所述一个SBL上向所述至少一个BTS中的所述一 个BTS发射前向数据帧。
2. 如权利要求l所述的定时补偿方法，其中所述建立回程延迟进 一步包括在所述SBL上传输一个或多个查验消息，以确定所述SBL 上的单向延迟。
3. 如权利要求l所述的定时补偿方法，其中，当所述真实时间已 由所述至少一个BTS中的一个BTS确定时，所述设定基地控制器系统 时间包括接收来自所述BTS的消息中的所述真实时间；和 将所述基地控制器系统时间设定为所述接收的真实时间减去所述 回程延迟。
4. 如权利要求l所述的定时补偿方法，其中，当所述真实时间已 由所述基地控制器确定时，所述设定基地控制器系统时间包括将所 述基地控制器系统时间设定为所述确定的真实时间。
5. 如权利要求l所述的定时补偿方法，进一步包括使用已由所述至少一个BTS中的所述一个BTS测得的至少一个前 向数据帧到达时间误差，修改所述至少一个BTS中的所述一个BTS的 前向数据帧偏移。
6. —种在地面无线通信系统中使用的定时补偿方法，该地面无线 通信系统具有对至少一个基站收发信台(BTS)的至少一个卫星回程链 路，所述方法包括建立所述至少一个卫星回程链路(SBL)中的一个SBL的回程延 迟(BHD);和基于所述回程延迟，执行由下述内容所组成的定时补偿功能组中 的至少一个定时补偿功能调节分组到达定时误差间隔；选择移动站功率控制外部回路路径；调节至少一个协议定时器；基于所述BHD和真实时间，评估反向Markov测试呼叫； 基于所述BHD和真实时间，调节前向数据帧对准；和 基于所述BHD和真实时间，调节前向Markov测试呼叫。
7. 如权利要求6所述的定时补偿方法，其中调节分组到达定时误 差间隔进一步包括将所述分组到达定时误差间隔增加到大于所述 BHD的两倍。
8. 如权利要求6所述的定时补偿方法，其中选择移动站功率控制 外部回路路径进一步包括当所述BHD大于阈值时，选择BTS来执行移动站分布式外部回 路控制功能，并且在其他情况下选择基地控制器来执行所述BTS的移 动站集中式外部回路控制功能。
9.如权利要求6所述的定时补偿方法，其中所述调节至少一个协 议定时器包括通过使用所述BHD超过阈值的量的倍数，改变所述至少一个协议定时器的持续时间，所述倍数是1或2，取决于所述至少一个协议定时器的所述协议是单向还是双向协议。
10.如权利要求6所述的定时补偿方法，进一步包括:在正常系统操作期间确定真实时间；和将基地控制器系统时间基本设定为所述真实时间。
全文摘要
一种用于在地面无线通信系统(300)中使用的定时补偿技术，该地面无线通信系统(300)具有对至少一个基站收发信台(306、307、308)的卫星回程链路(352、358、360)。该技术包括建立卫星回程链路的回程延迟(BHD)，并且基于该回程延迟执行至少一个定时补偿功能。该技术进一步包括设定(540、545)基地控制器系统时间(170)。描述了下列定时补偿功能调节分组到达定时误差间隔(520)；选择移动站功率控制外部回路路径(525)；调节至少一个协议定时器(530)；基于BHD和真实时间评估反向Markov测试呼叫帧(545)；基于BHD和真实时间调节前向数据帧对准(555)；和基于BHD和真实时间调节前向Markov测试呼叫帧生成(560)。
文档编号H04W88/14GK101124742SQ200580020783
公开日2008年2月13日 申请日期2005年6月9日 优先权日2004年6月23日
发明者威廉·摩根 申请人:摩托罗拉公司