专利名称：在多个发射路径上对准无线电基站节点的传输定时的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电信技术，尤其涉及的是在电信系统的无线电基站节点中多个发射路径的对准。
背景技术：
在典型的蜂窝无线电系统中，移动用户设备单元(UE)经由无线电接入网络(RAN)而与一个或多个核心网络进行通信。用户设备单元(UE)可以是移动站，例如移动电话(“蜂窝”电话)或是带有移动终端的膝上型计算机，由此，举例来说，用户设备单元既可以是与无线电接入网络传递语音和/或数据的便携式、袖珍式、手持式的移动设备，也可以是包含在计算机中或是车载的移动设备。
无线电接入网络(RAN)覆盖了一个地理区域，该地理区域则被划分为小区区域，其中每个小区区域都是由一个(无线电)基站提供服务的。小区是一个由处于基站站点的无线电基站设备提供无线电覆盖的地理区域。每一个小区由一个唯一标识识别，该标识会在该小区中被广播。无线电基站经由空中接口(例如无线电频率)与基站范围内的用户设备单元(UE)进行通信。在无线电接入网络中，若干个基站通常与(例如通过陆上通讯线或微波)一个无线电网络控制器(RNC)相连。该无线电网络控制器有时也称为基站控制器(BSC)，它会监督和协调与之相连的多个无线电基站的各种活动。一般来说，无线电网络控制器与一个或多个核心网络相连。
无线电接入网络的一个实例是通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网络(UTRAN)。UMTS是一个第三代系统，其在某些方面是基于欧洲开发的名为全球移动通信系统(GSM)的无线电接入技术构建的。实质上，UTRAN是一个向用户设备单元(UE)提供宽带码分多址(WCDMA)的无线电接入网络。而第三代合作伙伴项目(3GPP)则已经着手进一步发展基于UTRAN和GSM的无线电接入网络技术。
为了提供分集，某些无线电基站在基带发射机与无线电基站天线之间会具有多个RF传输路径。在这种情况下，尤其对WCDMA系统来说，在不同传输路径上的可允许发射(TX)传输定时差值方面，无线电基站的操作将会受到很大限制。例如，依照某个3GPP技术规范，传输路径之间的可允许偏差是1/8个码片，这与32ns的时间大致是对应的。
对依照GSM或WCDMA工作的无线电基站节点来说，当前在此类节点中使用的技术是采用静态方式来校准延迟(例如在发射路径上)。举个例子，这种静态延迟校准可以在系统启动过程中进行。校准中使用的延迟值可以是以通用设计为基础的数值，也可以通过产生硬件实体的测量结果而被显性确定。
此外，在其他地方还提出了通过使用测试移动站或是基于无线电技术的其他接收机来执行那些与发射延迟以及定时对准(timealignment)相关的校准和调整。与之相关的实例可以参见2002年1月15日提交的名为“DIVERSITY BRANCH DELAY ALIGNMENT IN RADIO BASESTATION”的美国专利申请10/045,024，其中该申请的内容在此引入作为参考。
在不同传输路径上，如果遵循与发射(TX)传输的可允许定时差值相关的这些要求，那么将会是极其麻烦的。在形成与天线相连的发射路径的数字组件和(甚至更多是在)模拟组件中，不同因素或定时不确定性和/或无线电基站节点自身变化都会带来困难。在共站的无线电基站中，射频(RF)是共享的，对此类基站来说，延迟差异和变化的问题尤其尖锐。
由此，目前需要一种用于在无线电基站节点的不同发射分支之间提供更精确的对准定时的技术、设备和方法，而这正是本发明的目的所在。
发明内容
一种电信网络中的无线电基站节点包括基带发射机以及介于基带发射机与天线系统之间的多个射频(RF)路径。测量实体被用于为多个RF传输路径中的每条路径测量和比较功率调制检测时间，例如多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间，优选地，该实体是在天线系统附近提供的。传输定时调整单元使用功率调制测量或比较结果来调整多个RF传输路径的信号传输定时，从而实现多个RF传输路径的预期时间对准。优选地，该传输定时调整单元处于基带发射机中。
在一个例示实施例中，信号功率调制是在基带发射机上游实施的。例如，信号功率调制可以结合某个标准化功能来进行，例如(作为例示)空闲周期下行链路(IPDL)功能或非连续传输(DXT)功能。
在例示的实施方式中，用于执行比较(针对多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间)的测量实体优选是在塔顶放大器(TMA)单元中实施的。此外，该例示实施方式优选具有(例如测量实体包括)用于将比较结果报告给基带发射机的装置。
作为该技术的可选特征，无线电基站节点(例如一个例示实施方式中的测量实体)还包括用于验证测量或比较结果的装置。这个用于验证测量和比较结果的装置要求多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间发生在多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间的预定验证时间间隔内。
在一个例示实施方式中，传输定时调整单元充当了使用功率调制测量或比较结果的装置，它被设置成在基带域中调整时间传输点，以使多个RF传输路径之间具有最优时间对准。在第一操作模式中，该预期时间对准旨在使(1)多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与(2)多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间之间的差值基本等于某个预定值，例如零。换句话说，如果该预定值为零，那么多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间基本相同(也就是相等)。
第一例示操作模式包括(1)将基带发射机实施的信号功率调制提供给多个RF传输路径；(2)测量和比较多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间；以及(3)使用步骤(2)中的测量或比较结果来为多个RF传输路径调整信号传输定时，以便实现多个RF传输路径的预期时间对准。其中举例来说，该功率调制可以是降低RF传输功率。如上所述，RF传输功率中的调制(例如降低)既可以结合某个标准化功能(例如空闲周期下行链路(IPDL)功能或非连续传输(DXT)功能)进行，也可以结合功率降低的无线电基站内部周期来进行。
在一个例示的实施方式中，测量和比较步骤包括(a)检测多个RF传输路径中第一路径的RF功率电平曲线边缘；(b)检测多个RF传输路径中第二路径的RF功率电平曲线边缘；(c)对子步骤(a)中的边缘和子步骤(b)中的边缘的时间进行比较。在一个变体中，测量和比较是远离基带发射机进行的，例如在接近塔顶放大器单元(TMA)之类的天线系统的位置进行，在这种情况下，该方法还包括将步骤(2)中的比较结果报告给基带发射机。
作为该技术的一个可选特征，该方法还可以包括要求多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间发生在多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间的预定验证时间间隔内来验证该测量或者比较结果。
在第二操作模式中，该预期时间对准处理旨在使多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间基本上等于一个已校准差分对准值。为此目的，另一个实施例包含了校准差分对准单元(例如用于确定已校准差分对准值的装置)。在基带发射机上，测试信号生成器被调整成产生具有预定特性的测试信号，其中该信号可被用于产生这些测试信号的预期的路径间交互。此外，举例来说，该信号的预期路径间交互可以是规定的测试信号消除度。
作为一个可选方面，本发明的另一个例示实施方式还包括使用采样检查功能。该采样检查功能判定在预定采样时间间隔中是否重复执行了第一模式中的步骤(1)～(3)。如果判定在预定采样时间间隔中没有重复执行步骤(1)～(3)，那么该方法还包括促使无线电基站节点在其内部产生功率调制。
第二例示模式中的测试信号可以是使用了相同定时(例如码片定时)的一系列测试符号。在特定发射路径中，每个测试符号的I和Q分量可以如下选择在理想环境中，对每一个符号周期来说，从这些I和Q分量产生的复合无线电信号的组合(相加)将会产生一个幅度为零(例如最低功率电平)的复合RF信号。这样则可以提供最大程度的消除。
由此，在另一个例示实施例中，信号功率调制可以由基带发射机或基带发射机中的装置执行。例如，信号功率调制可以在功率降低的无线电基站内部周期中和/或与之结合进行。此外，举例来说，如果采样检查功能判定第一模式中的步骤(1)～(3)并非以规定频率形成，那么有可能会发生上述情况。
在一个例示实施方式中，使用测量或比较结果的步骤包括在基带域中调整时间传输点，以使多个RF传输路径之间具有最优时间对准。如上所述，在第一例示操作模式中，预期时间对准旨在使多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间基本等于多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间。
如果第一例示操作模式产生了足够的分辨率和/或精度，那么第一模式可以在没有其他操作模式帮助的情况下使用。然而，如果第一操作模式无法独自实现足够的分辨率和/或精度，那么其他模式可以与该模式结合或附加使用，例如下文中描述的第二例示操作模式。
在第二例示操作模式中，预期时间对准旨在使多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间基本等于一个已校准差分对准值。该第二操作模式还包括通过执行下列步骤来确定已校准差分对准值在基带发射机上产生具有预定特性的测试信号；将具有多个测试应用定时差值的测试信号应用于多个RF传输路径中的第一路径以及多个RF传输路径中的第二路径；使用在多个测试应用定时差值中产生预期的测试信号路径间交互的差值作为已校准差分对准值。预期的测试信号路径间交互则可以是规定的测试信号消除度。
优选地，第二例示操作模式是在校准阶段执行的，该阶段领先或不同于执行第一例示操作模式的监视和调整阶段。在执行第二例示操作模式之后，在第一操作模式中后续使用的预期时间对准值是在第二例示操作模式中确定的已校准差分对准值。
从以下关于附图所示的优选实施例的更详细描述中可以清楚了解本发明的前述及其他目标、特征和优点，其中相同参考符号在不同附图中始终指示相同的部分。这些附图没有必要按比例绘制，反过来要强调的是，这些附图是为描述本发明的原理而给出的。
图1是无线电基站的第一例示实施例的示意图。
图2是图1实施例中的例示实施方式的示意图。
图3是显示在无线电基站的第一发射路径定时对准操作模式中执行的基本操作的图示，其中功率调制是在无线电基站节点的基带发射机外部执行的。
图4A是显示无线电基站节点中两条RF传输路径的RF功率电平曲线的时间图，以便描述第一发射路径定时对准操作模式。
图4B是显示无线电基站节点中两条RF传输路径的RF功率电平曲线的时间图，以便描述第一发射路径定时对准操作模式，其中该操作是在先前已经执行了第二模式或校准阶段的情况下进行的。
图5是包含测量验证处理的无线电基站节点的例示实施例的示意图。
图6是显示在由图5实施例执行的测量或比较验证过程中包含的例示的非限制性基本步骤的流程图。
图7是包含了采样检查功能的无线电基站节点的例示实施例的示意图。
图8是显示在无线电基站的第一发射路径定时对准操作模式中执行的基本操作的示意图，其中功率调制是在无线电基站节点的基带发射机上执行的。
图9是显示适合执行基于功率调制的发射路径定时对准操作的第二例示模式的无线电基站节点的例示实施例的示意图。
图10是显示基于功率调制的第二例示发射路径定时对准操作模式包含的例示的非限制性基本步骤的流程图，其中第二例示模式是在执行基于功率调制的第一例示发射路径定时对准操作模式之前执行的。
图11是显示无线电基站节点中两条RF传输路径的RF功率电平曲线的定时图，以便描述发射路径定时对准操作的第二模式。
图12是无线电基站节点测量实体的例示实施方式的示意图。
图13是可以有利地使用本技术实施例和模式的例示非限制性移动通信系统的图示。
具体实施例方式
在以下描述中，出于说明而不是限制目的，其中将会阐述特定的架构、接口、技术等具体细节，从而提供关于本发明的全面理解。但对本领域技术人员来说，本发明同样可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实施。在其他实例中，将会省略关于公知设备、电路和方法的详细描述，以免本发明的描述与不必要的细节相混淆。此外，在某些附图中显示的是单独的功能块。但是本领域技术人员将会了解，这些功能既可以使用单独的硬件电路实现，也可以使用与恰当编程的一个或多个微处理器或通用计算机相结合的软件功能而以分布或集中的方式实现，此外，这些功能还可以使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。
图1显示的是执行基于功率调制的发射路径定时对准操作的无线电基站节点20的第一例示实施例。无线电基站节点20可以处于任何适当的电信网络或者供其使用，其中节点使用了发射分集，举例来说，相同的信息信号实质上可以经由无线电基站节点的多个发射路径到达移动站或用户设备单元(UE)，由此在任何时刻都可以使用多个发射路径中的最佳信号。
如图1所示，无线电基站节点20包括基带发射机22以及多个射频(RF)路径241～24n，这些路径存在于基带发射机22与天线系统30之间或者在其间延伸。多个射频(RF)路径241～24n分别包括一个或多个无线电传输部件251～25n的集合。提供一个测量实体32，用于为多个RF传输路径241～24n中的每一个测量和比较功率调制检测时间，优选地，该实体处于天线系统30的附近。换言之，测量实体32测量或比较多个RF传输路径中的第一路径241的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中的第二路径242的功率调制检测时间。
传输定时调整单元34通过使用功率调制测量或比较结果来为多个RF传输路径241～24n调整信号传输定时。对信号传输定时进行调整的原因是为多个RF传输路径241～24n(例如在其间)实现预期定时对准。优选地，传输定时调整单元34位于基带发射机22，但这并不是必需的。
如箭头35所示，基带发射机被连接成从未图示的上游缓存器或信源接收信息信号，该信息信号由无线电基站调制并被发射到移动站或用户终端设备(UE)。在基带发射机22上，信息信号将会经历基带调制处理，并且由线路36施加于多个射频(RF)路径241～24n上。此外，在每个射频(RF)路径24上，信息信号还会经历载波调制。
在图1实施例以及这里描述的其他实施例中，可以使用多个基带发射机来取代图1所示的单个基带发射机22。换句话说，基带发射机22的功能可以分散或划分给几个单元，在这种情况下，RF传输路径36可以经由不同线路连接到不同的基带发射机。
射频(RF)路径241～24n包含了用于将相应无线电传输部件251～25n连接到天线系统30的相应馈线381～38n。正如本领域技术人员所了解的那样，举例来说，对发射分集而言，空间分集效应是以多个用于传输的天线为基础的，因此，天线系统30可以包括一个或多个天线元件。在每一条馈线38上都提供了耦合器40，由此所携带的调制信息信号不但施加于天线系统30，而且还耦合到测量实体32中的比较器41的相应输入端口。例如，耦合器401是在馈线381上提供的，并且耦合器40n是在馈线38n上提供的。测量实体32(例如比较器41的)的输出端口由信号传递链路42连接到传输定时调整单元34。该信号传递链路42可以充当用于将测量或比较结果报告给基带发射机22的装置。
为了方便起见，在图1和其他附图中是单独描述信号传递链路42的，但是应该理解，信号传递链路42的功能也可以由一个同时充当了某条馈线38的电缆执行。在例示的实施方式中，信号传递链路42上的通信是通过在RF电缆中传送串行数据流来完成的，在某种程度上，该RF环路处于使用自时钟模式的交换式DC环路中。这些串行数据流的信息比特是由RF信号的DC电压电平表示的。该信号传递路径中的低通滤波器将会滤除高频信号部分。此外，对其他实施方式来说，具有专用的信号传递链路42同样是可行的。
图2显示的是图1中的通用实施例的例示实施方式。特别地，图2的实施方式显示了一组射频传输部件25中的某些例示(非限制性和非排他性)构成元件或组件。例如，每组射频传输部件都可以包括用于执行载波调制的无线电收发信机单元44；功率放大器46；以及天线接口单元48。天线接口单元48也可以称为组合器和分布单元，其中举例来说，它执行的是RF信号滤波，RF电缆上的RF发射和RF接收信号双工，针对收发信机的RF接收信号分布，以及针对天线的RF信号组合。
在图2的例示实施方式中，测量实体32实质上位于(例如包含在)塔顶放大器(TMAtower mounted amplifier)单元50中。在图示的可选情况下，其中为接收方向提供了低噪声放大器(LNA)52，优选地，测量实体32位于低噪声放大器(LNA)52与天线系统30之间的塔顶放大器(TMA)单元50中。这种布置补偿了由于发射路径中可选LAN 52的存在而在传输过程中引入的传输时间变化。
测量实体32具有自己的内部时间基准或内部时钟。输出信号的定时(例如功率电平边缘的出现)可以在测量实体32的内部时钟精度以内得到确定。
传输定时调整单元34充当了使用测量实体32所形成的测量或比较结果的装置。在例示的实施方式中，传输定时调整单元34被设置成在基带域中调整传输时间点，以使多个RF传输路径24之间具有最优的时间对准。在第一操作模式中，预期的时间对准旨在使多个RF传输路径中第一路径241的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径(例如24n)的功率调制检测时间基本相等。虽然没有具体描述，但对如图2实施例中更详细描述的这些组件来说，这些组件可以与其他实施例结合使用，并且这些其他实施例包含了这里描述的其他实施例。
图3显示的是在基于功率调制的发射路径定时对准操作第一模式中执行的基本操作。在步骤3-0，图3显示的是将输入信号施加于基带发射机22。在第一模式中，输入信号可以包括或提供一个控制信号或命令，该控制信号或命令将会促使(步骤3-1)基带发射机22对其施加于多个RF传输路径24的信号执行功率调制。举例来说，该功率调制可以是功率(幅度)的降低。导致基带发射机22实施功率调制的控制信号或命令可以包括、关联或结合一个包含了功率调制特征的标准化功能，例如(作为例示)空闲周期下行链路(IPDL)功能或非连续传输(DXT)功能。
空闲周期下行链路(IPDL)功能提供了一种机制，该机制能够提供一个可用于执行相邻小区测量的RBS发射输出功率衰减的周期。在Tdoc SMG2 UMTS-L1 327/98“Method for downlink positioning(IP-DL)”以及TSGR1#4(99)346“Recapitulation of the IPDL positioning method”中对空闲周期下行链路(IPDL)功能进行了概括的描述，其中这些文献在此全部引入以作为参考。
非连续传输(DXT)功能则是在没有传送到接收端的信息的周期中(这种情况有可能在语音连接的谈话暂停期间发生)切断信道的发射输出功率。在3GPP TS06.31“Discontinuous Transmission(DTX)forFull Rate Speech Traffic Channels”以及3GPP TS46.44“Half rate speech；Discontinuous Transmission(DTX)for half rate speech trafficchannels”中对非连续传输(DXT)功能进行了描述，其中这些文献在此全部引入以作为参考。
对基于功率调制的发射路径定时对准操作的第一例示模式来说，其步骤3-2包括对多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间进行比较。步骤3-2的测量或比较是由测量实体32执行的。图4A描述了关于步骤3-2中的检测处理的一个例示实施方式。图4A显示的是无线电基站节点的两个RF传输路径的RF功率电平曲线，其中举例来说，这两条路径是传输路径TX1和传输路径TX2。在图4A中，时间是沿着x轴递增的，RF功率电平是沿着y轴递增的。
步骤3-3是由传输定时调整单元34并且优选在基带发射机22上执行的，该步骤包括使用步骤3-2的测量或比较结果来调整多个RF传输路径的信号传输定时。所述测量结果则被用于实现多个RF传输路径的预期时间对准。在WCDMA中，举例来说，WCDMA帧的传输定时是在数字基带域中受基带发射机22控制的。基带发射机22可以调整用于向无线电收发信机44送出发射帧的时间点。除了现有技术延迟补偿之外，基于功率调制的发射路径定时对准操作还提供了传输定时的精密调谐。
在一个例示的实施方式中，对执行测量或比较的步骤3-2来说，该步骤还包括检测第一RF传输路径241的RF功率电平曲线边缘561；检测第二RF传输路径24n的RF功率电平曲线边缘56n；以及将边缘561的时间与边缘56n的时间相比较。如先前所述，在一个变体中，测量或比较是在远离基带发射机22的位置，例如在塔顶放大器单元(TMA)50之类的紧邻天线系统30的位置执行的，在这种情况下，本方法还包括将测量或比较结果报告给基带发射机22(如在图3中由步骤3-2.5标记的线条所示)如上所述，在基于功率调制的发射路径定时对准操作第一模式中，预期的时间对准旨在使多个RF传输路径中第一路径241的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径(例如24n)的功率调制检测时间基本相等。在图4A中对这种模式进行了描述，其中(第一RF传输路径241的RF功率电平曲线)边缘561与(第二RF传输路径24n的RF功率电平曲线)边缘56n之间的目标差值Δt等于或趋于零，例如Δt＝0。
第一例示模式类型的测量通常并未对经由天线发射的数据流产生附加破坏作用。举例来说，对DTX而言，其中已经隐含给出了当前在信道上没有进行传输的情况。而对IPDL来说，RF传输功率将会衰减。对功率降低的RBS生成阶段来说，其中会在经由空中接口发射的数据上产生某些附加影响。在接收端，移动站将会看到一个无线电链路质量较低的周期。
作为本技术的一个可选特征，或者在另一个实施例中，无线电基站节点包含了用于对测量实体32提供的测量或比较结果进行验证的装置。特别地，图5显示了某一个例示实施方式中的测量实体32，其中该实体包含了测量验证单元60(例如用于验证测量或比较结果的装置)。该测量验证单元60可以采用处理器、电路或其他恰当设备的形式，其中该单元将会要求多个RF传输路径中第二路径(例如24n)的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第一路径(例如路径241)的功率调制检测时间是在预定的验证时间间隔以内出现的。
图6描述的是包含在图5实施例执行的测量或比较验证过程中的例示的非限制性基本步骤。在步骤6-1，测量验证单元60接收(例如从比较器41)一个表示检测到了第一RF传输路径(例如路径241)的RF功率电平曲线中的功率调制边缘(例如图4A中的边缘561)的指示。在步骤6-2，测量验证单元60启动一个验证定时器。在步骤6-3，测量验证单元确定它在何时接收到一个表示检测到了第二RF传输路径(例如路径24n)的RF功率电平曲线中的功率调制边缘(例如图4A中的边缘56n)的指示。如果步骤6-3没有在超时终止以内接收到所述指示(步骤6-4)，则丢弃第一RF传输路径的边缘(步骤6-5)。另一方面，如果检测到第二RF传输路径(例如路径24n)的功率调制边缘，那么在步骤6-6中将会停止该验证定时器并且存储该定时。在步骤6-7，如果确定验证定时器(当在步骤6-6中停止之后)中存储的时间处于预定的验证时间间隔以内，那么在步骤6-8，测量实体的结果将被使用，例如被传送到传输定时调整单元34。此外，举例来说，相应边缘的检测时间或是这些时间的比较结果或差值将被使用或者传送到传输定时调整单元34。否则，如果步骤6-7的判定是否定的，那么测量实体32的结果将被丢弃(步骤6-9)。在丢弃或使用之后，验证定时器将会复位(步骤6-10)。
作为一个可选特征或是图7所示的另一个例示实施例，无线电基站节点20(7)还可以包括一个采样检查功能64，以便确定是否足够频繁地执行了基于功率调制的发射路径定时对准操作。换句话说，该采样检查功能64将会判定是够在预定的采样时间间隔中执行了某些步骤，例如图3中的步骤3-1～3-3。如果判定步骤3-1～3-3或是类似步骤并未在预定采样时间间隔中重复，那么采样检查功能64将会使无线电基站节点在内部产生功率调制。为此目的，无线电基站节点20(7)还可以包括自己的内部功率调制器66。
在图8中描述了一种例示的情况，其中无线电基站节点是在内部产生功率调制的。在前述的图3中，举例来说，作为包含或源于输入信号的标准功能实施信号或命令的结果，功率调制是绕过基带发射机22的。与之对照的是，图8显示了一种例示的情况，其中作为不与所施加的输入信号相关的逻辑或激励的结果，功率调制是由基带发射机22或是处于基带发射机中的装置执行的。特别地，在图8的情况中，步骤8-1表示功率调制是结合了功率降低的无线电基站内部周期执行的，例如使用功率调制器66。图8的步骤8-2和8-3则与图3中相似后缀的步骤相类似。如果采样检查功能64确定并未足够频繁地执行基于功率调制的发射路径定时对准操作，那么采样检查功能64可以激活功率调制器64，由此促使执行图8中的步骤。
现在来回顾一下，在第一例示操作模式中，预期的时间对准旨在使多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间基本上等于一个预定值(例如零)。如果第一例示操作模式产生了足够的分辨率和/或精度，那么第一模式可以在没有其他操作模式帮助的情况下被使用。然而，如果第一操作模式无法独自实现令人满意的分辨率和/或精度，或者出于其他原因需要，那么其他的模式是可以与之结合使用或附加于该模式而被使用，例如下文中描述的第二例示操作模式。
在通称为校准阶段的第二操作模式中，预期定时对准旨在使多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间相差一个已校准差分对准值。为此目的，在图9中主要描述了无线电基站节点20(9)的另一个实施例。在图9的例示实施例中，除了传输定时调整单元34之外，基带发射机22还包括校准差分对准单元70以及测试信号生成器72。举例来说，测试信号生成器72充当的是用于确定已校准差分对准值的装置。该校准差分对准单元70被调整成在基带发射机上产生具有预定特性的测试信号，该信号可以用于产生预期的测试信号路径间交互。此外，举例来说，所述预期的测试信号路径间交互可以是规定的测试信号消除度。
图10显示的是基于功率调制的发射路径定时对准操作第二例示模式中包含的例示的非限制性基本步骤。正如后续说明的那样，第二例示模式的步骤优选是在执行第一例示模式之前执行的。
第二模式中的步骤10-1包括无线电基站节点决定或者被命令执行校准阶段，例如执行第二模式。第二模式中的基本步骤由图10中的虚线80所环绕。在步骤10-2，其中将会激活测试信号生成器72，以便在无线电基站节点20(9)中产生多个RF传输路径24上的测试信号82。优选地，如图11所示，这些测试信号是在低功率周期中产生的，例如为其他用途而使用了低功率的周期。由此，步骤10-2包括在基带发射机上产生具有预定特性的测试信号。该测试信号82将被施加到多个RF传输路径24，例如第一RF传输路径241以及第二RF传输路径242。
在校准阶段(第二模式)的步骤10-3，测量实体32将会测量组合测试信号的功率电平，并且将结果反向报告给校准差分对准单元70。在步骤10-4，在无线电基站节点20(9)中，多个RF传输路径24之间的传输定时将会改变，以便找出最大消除。例如，传输定时调整单元34可以改变传输定时，然后则指示测试信号生成器72再次产生和施加测试信号82(例如重复步骤10-2)。重复步骤10-2～步骤10-4的循环过程，直到确定(在步骤10-5)传输定时功率电平边缘的相对定时实现了最大消除。
图11显示的是对射频(RF)路径241的功率电平边缘58(9)1以及射频(RF)路径24n的功率电平边缘58(9)n进行调整，从而基本消除为其施加的测试信号82的(组合)功率电平。当进行了恰当调整时，测试信号的组合将会获得这种消除，也就是说，在(例如输入端与测试信号相连的混合组合器的)输出端将会检测到一个大小为零的功率电平(在理想环境中)。此外，步骤10-2～步骤10-4的循环可以重复若干次，以便实现这种消除。由此，校准阶段的循环包括将测试信号(具有多个测试应用定时差值)施加于多个RF传输路径中的第一路径以及多个RF传输路径中的第二路径。
一旦确定(在步骤10-5)校准阶段(第二模式)实现了最大消除，那么实现该消除的定时传输差值将被用作已校准差分对准值。在图11所示的情况中，Δt将会成为已校准差分对准值，作为校准阶段循环的结果，该对准值将会产生最大消除。就此而论，先前提及的预期时间对准即为校准阶段获取的已校准差分对准值。由此，第二模式或校准阶段会将多个测试应用定时差值之一用作已校准差分对准值，该对准值将会产生预期的测试信号路径间交互。所述预期的测试信号路径间交互可以是一个指定的测试信号消除度。
如上所示，校准阶段或第二模式可以在任何适当的时间执行，例如在启动时或是在其他恰当的低功率周期中。此后，在正常的使用和操作过程中，无线电基站节点20将会执行第一例示模式，在图10中，该模式也称为监视和调整阶段。此外，在图10中，监视和调整阶段(第一操作模式)是用虚线84框住的。
在监视和调整阶段(第一例示模式)中，步骤10-6包括由测量实体32对在多个RF传输路径24上检测的功率电平边缘的相对定时进行测量。这种测量处理主要是在图3中描述的。然后在步骤10-7，传输定时调整单元34将会调整多个RF传输路径24上的传输定时，以使相对定时保持恒定。当校准阶段处于监视和调整阶段之前并且产生了非零的已校准差分对准值时，所述保持相对恒定的定时将会是图11所示的非零的已校准差分对准值。
如上所述，第二例示操作模式优选是在先于或不同于监视和调整阶段的校准阶段执行的，而第一例示操作模式则是在监视和调整阶段执行的。当执行了第二例示操作模式时，在第一操作模式中随后使用的预期时间对准值通常是在第二例示模式中确定的已校准差分对准值。
根据需要，前述实施例的特征也可以与其他实施例相结合。作为非限制性实例，举例来说，图5实施例中的验证检查可以与图9的第二模式实施例相结合。
图12更详细地描述了例示测量实体32的例示实施方式。测量实体32包括先前所述的耦合器401～40n。耦合器40的耦合输出则连接到相应的分路器90，例如分路器901和分路器90n。分路器901的第一输出施加于边缘检测器921，而分路器901的第二输出则施加于组合器94的第一输入端口。同样，分路器90n的第一输出施加于边缘检测器92n，而分路器90n的第二输出则施加于组合器94的第二输入端口。组合器94与功率计96相连。测量逻辑电路98则通过模拟或数字线路连接到测量实体的RF组件，例如组合器94、功率计96以及边缘检测器92，从而控制或协调其操作。多个RF传输路径24上的被检测功率电平边缘出现时间之间的周期可以以测量实体32(例如测量逻辑电路98)的内部时钟为单位而被确定，并且这个值将会由测量逻辑电路98经由信号传递链路42(例如作为数字值)反向报告给传输定时调整单元34。
由此，这里所描述的基于功率调制的发射路径定时对准处理将会在与天线系统30相连的不同发射路径(例如多个RF传输路径24)上实现良好的(相对)时间对准，其中该路径包含了外部双工器或外部滤波器之类的所有设备。实际对准则是基于在靠近天线系统的位置所执行的测量而在RBS中完成的。
简要的说，第一例示方法包括以下步骤在天线系统附近(例如TMA设备中)执行不同TX路径上的比较测量。其中该设备还具有与RBS相连的信号传递链路。
使用诸如IPDL的功能部件(其产生了具有显著衰减RF发射功率衰减的周期)，或者产生RBS内部RF功率传输间隙(或是RF功率降低的周期)。
使用检测到RF功率电平边缘(由IPDL导致或者在RBS内部生成)的时间点作为比较测量的输入。
将测量结果报告给RBS(例如传输定时调整单元34)，并且调整多个TX路径之间的定时以由TMA中的测量处理确定最小差值。
当还使用第二例示方法时，通过引入恰当的RF测试信号，测量的精度可以得到进一步的提高。该测试信号可以以低功率电平进行发送，例如在RBS内部产生的功率降低的阶段或者在由于IPDL而使功率降低的时候。优选地，在执行这种操作时，这时将会对两条发射(TX)路径上的测试信号进行选择，以使其组合产生信号消除。如上所述，这种第二模式或校准阶段是可选的，并且可以在单纯的“边缘定时”比较的分辨率/精度不足的情况下使用。
对基于功率调制的发射路径定时对准操作来说，其总体目标是在天线系统附近优化不同TX信号的定时差值。相应地，如果信号是同时在基带发射机22中产生的，那么必须对信号路径直到天线系统的延迟变化加以补偿(参见图1)。借助这种基于功率调制的发射路径定时对准操作，在这里不必确定绝对补偿值，但是基带域中的传输时间点将被调整，以便能在测量实体(也就是天线系统附近)检测到最优的时间对准(两个TX路径之间)。
如图中相应描述的那样，假设两条TX路径路由经过同一TMA设备。此外，为了在不同RF路径的信号之间执行定时比较，有必要在测量实体内部或者为其提供一个公共时间基准。
如所示，举例来说，在图12中，RF TX信号的一部分是从TMA设备耦合出来并且馈送到测量实体的。
对测量实体32(ME)来说，在这里为其提出了两种不同的测量类型或测量模式测量M1(第一例示模式，监视和调整阶段)，其中在测量实体32的内部，检测器检测信号功率电平曲线的下降沿和上升沿。在这里将会确定两条TX路径上的被检测边缘之间的时间差值。
测量M2(第二例示模式，校准阶段)，除了上述的测量M1之外，在这里还测量了组合测试信号的信号消除水平。举例来说，测试信号在测试实体中的组合(M测量类型所需要的)可以通过混合组合器类型的硬件组件来实现。
如果单纯的被检测边缘时间比较可以实现足够的分辨率/精度，那么所要实施的仅仅是测量M1。用于定时对准控制环路的目标值是依照图4A决定的。如果不是的话，那么在这里应该执行附加的一个或多个校准阶段。在图10中显示了相应的控制算法。在这种情况下，其中有必要实施测量M1和M2，其中M2测量是“校准阶段”所必需的，而M1测量则在“监视和调整阶段”足以实现。在这里，用于“监视和调整阶段”的定时对准控制循环的目标值是依照图4B决定的。
M1类型的测量检测两个(或更多)TX路径上的RF功率信号边缘，并且确定不同TX路径上的边缘之间的差值。对这种测量来说，无论是由IPDL、DTX等标准功能产生的边缘还是由功率降低的RBS内部周期启动的边缘，所有这些边缘都是可供这种类型的测量使用的。
为了避免将“无效”测量采样用于TX路径的时间对准算法，如先前参考图5和图6所述，在测量实体32中应该实施一个可选的自主无效准则。当在所测量的TX路径之一检测到第一边缘时，这时将会启动一个定时器，其中该定时器可以具有可配置的超时值。在“正常”情况下，另一个TX路径上的第二边缘应该是在超时之前检测到的。但是，如果发生超时，那么该测量采样应被无效。
有效的测量结果则是经由信号传递链路42而从测量实体32反向报告给RBS的。
为了确保TX路径的合理定时对准，在可用于测量M1的RF功率信号中不得存在没有边缘的过长时段。如果上一次测量的时间超出了指定限度，那么如上文中参考图9所述，RBS必须在其自身内部产生边缘，也就是RF功率降低的周期。在M1测量中，其中将会根据测量实体32报告的测量结果而对TX路径的传输定时进行控制(调整)，使之接近图4A中给出的控制环路目标值。
M2类型的测量则要求RBS在其内部启动的RF功率降低的周期中产生低功率的测试信号(参见图11)。测试信号是以这样一种方式构造的，其中对于两条TX路径的完美时间对准来说，其组合信号将会显现成信号消除。RBS则必须确保足够频繁地执行测量。
RBS需要将测试信号生成的时间调度告知给测量实体32，以使测量实体32知道何时应该实际执行这种类型的测量。这个必要的信息可以经由信号传递链路42显性发送到ME，也可以编码在RF功率降低周期的形状中(例如，这种功率降低周期的持续时间只在RBS启动的功率降低周期出现)。
根据测量实体32报告的测量结果，可以对TX路径上的传输定时进行控制(调整)，使之接近于图4B中给出的控制循环目标值，也就是为具有组合测试信号的最佳信号消除的定时所测量的Δt应被保持。
RBS会向测量实体32告知何时应该执行M2类型的测量。对每一个ME测量来说，测量实体(ME)32需要提供一组包含了下列数据的测量结果1.在TX路径上检测到的边缘之间的时间差值(图12所示的边缘检测器将被使用)。
2.组合测试信号的功率电平(图12所示的比较器41将被使用)。
有效的测量结果将会经由信号传递链路而从ME反向报告给RBS。
通过使用基于功率调制的发射路径定时对准操作，可以实现下列优点通常，多条TX路径上的自适应传输时间对准是可行的，这些TX路径可以在靠近天线系统的位置得到覆盖。这对TX分集而言尤其重要。
就共站情况来说，这尤其意味着即使处于一个或多个TX路径中的附加RBS外部(有可能共享)设备也是可以得到补偿的。
特别地，在这里还可以对老化、温度漂移等动态效应进行处理。
在一个设备内部，其中是用一个优选平台来处理所有发射路径，其中对所述发射路径，为他们或者在其间实施了这里描述的时间对准方法。
图13显示的是可以使用这里描述的实施例中的无线电基站节点的通用移动电信系统(UMTS)10的非限制性例示上下文。在这里用云图112显示了面向连接的典型外部核心网络，该网络可以是公共交换电话网络(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。此外，在这里还用云图114显示了典型的无连接外部核心网络，该网络则可以是因特网。这两个核心网络都与其相应的服务节点116相耦合。PSTN/ISDN面向连接的网络112与作为移动交换中心(MSC)节点118显示的面向连接的服务节点相连，其中该节点提供的是电路交换服务。因特网无连接网络114则与通用分组无线电服务(GPRS)节点120相连，该节点适于提供分组交换类型的服务，其中该节点有时也被称为服务GPRS服务节点(SGSN)。
每一个核心网络服务节点118和120都经由名为Iu接口的无线电接入网络(RAN)接口而与UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)124相连。UTRAN 124包含了一个或多个无线电网络控制器(RNC)126。为了简单起见，图13中的UTRAN 124被显示成只具有两个RNC节点，即RNC 1261和RNC 1262。每一个RNC 126都与多个无线电基站(RBS)20相连。举例来说，为了简单起见，在这里将两个基站节点显示成与每一个RNC 126相连。就此而论，RNC 1261服务于无线电基站201-1以及无线电基站201-2，而RNC 1262则服务于无线电基站202-1以及无线电基站202-2。应该了解的是，每个RNC可以服务于数量不同的无线电基站，并且这些RNC未必服务于相同数量的无线电基站。此外，如图13所示，RNC可以经由Iur接口而与URAN 124中的一个或多个RNC相连。另外，本领域技术人员将会了解，在本领域中，无线电基站有时也被称为节点B或B节点。
在图示的实施例中，为了简单起见，每个无线电基站20都被显示成是服务于一个小区的。每一个小区是用一个圆圈表示的，其围绕着相应的无线电基站。然而，本领域技术人员还应该了解，无线电基站也可以为一个以上的小区的经由空中接口的通信提供服务。例如，两个小区可以使用处于相同无线电基站站点的资源。
用户设备单元(UE)可以是图13所示的用户设备单元(UE)130，它可以经由无线电或空中接口132而与一个或多个小区或是一个或多个无线电基站(RB)20进行通信。在图13中，无线电接口132、Iu接口、Iub接口以及Iur接口中的每一个都是用点划线显示的。
虽然在这里结合当前被视为最切合实际并且最优的实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明并不局限于所公开的实施例，与之相反，本发明旨在覆盖各种修改以及等价方案。
权利要求
1.一种操作电信系统中的无线电基站节点(20)的方法，该无线电基站节点(20)在无线电基站节点(20)的基带发射机与无线电基站节点(20)的天线系统(30)之间具有多个射频(RF)传输路径(24)，该方法包括(1)向多个RF传输路径(24)提供基带发射机实施的信号功率调制；(2)将多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间相比较；以及(3)使用步骤(2)中的比较结果来为多个RF传输路径(24)调整信号传输定时，以便实现多个RF传输路径(24)的预期时间对准。
2.权利要求1的方法，其中功率调制是降低RF传输功率，并且其中RF传输功率的功率调制是结合一个标准化功能进行的。
3.权利要求2的方法，其中该标准化功能是空闲周期下行链路(IPDL)功能或非连续传输(DXT)功能之一。
4.权利要求1的方法，其中功率调制是降低RF传输功率，并且其中功率调制是结合功率降低的无线电基站内部周期进行的。
5.权利要求1的方法，其中比较步骤包括(a)检测多个RF传输路径中第一路径(241)的RF功率电平曲线边缘；(b)检测多个RF传输路径中第二路径(242)的RF功率电平曲线边缘；(c)将子步骤(a)中的边缘与子步骤(b)中的边缘的时间相比较。
6.权利要求1的方法，还包括通过要求多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间发生在多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间的预定验证时间间隔之内来验证所述比较。
7.权利要求1的方法，还包括判定在预定采样时间间隔中是否重复执行了步骤(1)～(3)。
8.权利要求7的方法，其中如果判定在预定采样时间间隔中没有重复执行步骤(1)～(3)，那么该方法还包括促使无线电基站节点(20)在其内部产生功率调制。
9.权利要求1的方法，其中预期时间对准使(1)多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与(2)多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间之间的差值基本等于一个预定值。
10.权利要求1的方法，其中预期时间对准使多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间基本上等于一个已校准差分对准值。
11.权利要求10的方法，还包括通过执行下列步骤来确定已校准差分对准值在基带发射机上产生具有预定特性的测试信号；将具有多个测试应用定时差值的测试信号应用于多个RF传输路径中的第一路径(241)以及多个RF传输路径中的第二路径(242)；使用在多个测试应用定时差值中产生预期的测试信号路径间交互的差值作为已校准差分对准值。
12.一种电信网络中的无线电基站节点(20)，该无线电基站节点(20)包括基带发射机(22)；介于基带发射机(22)与天线系统(30)之间的多个射频(RF)路径(24)；用于比较(32)多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间的装置；通过使用该比较结果(34)来调整多个RF传输路径的信号传输定时，从而实现多个RF传输路径(24)的预期时间对准的装置。
13.一种电信网络中的无线电基站节点(20)，该无线电基站节点(20)包括基带发射机(22)；介于基带发射机(22)与天线系统(30)之间的多个射频(RF)路径(24)；用于比较(32)多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间的测量实体(32)；其中基带发射机(22)包括传输定时调整电路(34)，用于使用该比较结果(34)来调整多个RF传输路径(24)的信号传输定时，从而实现多个RF传输路径(24)的预期时间对准。
14.权利要求12或13的设备，还包括用于将基带发射机(22)施加的信号功率调制提供给多个RF传输路径(24)的装置。
15.权利要求12或13的设备，其中功率调制是降低RF传输功率，并且其中RF传输功率的功率调制是结合一个标准化功能进行的。
16.权利要求15的设备，其中该标准化功能是空闲周期下行链路(IPDL)功能或非连续传输(DXT)功能之一。
17.权利要求12或13的设备，其中功率调制是结合功率降低的无线电基站内部周期进行的。
18.权利要求12或13的设备，其中比较是在塔顶放大器(TMA)单元执行的。
19.权利要求12的设备，还包括通过要求多个RF传输路径(24)中第二路径的功率调制检测时间发生在多个RF传输路径(24)中第一路径的功率调制检测时间的预定验证时间间隔内来验证所述比较的装置。
20.权利要求12或13的设备，其中预期时间对准使(1)多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间与(2)多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间之间的差值基本等于一个预定值。
21.权利要求12或13的设备，其中预期时间对准使多个RF传输路径中第一路径(241)的功率调制检测时间与多个RF传输路径中第二路径(242)的功率调制检测时间基本上等于一个已校准差分对准值。
22.权利要求21的设备，还包括用于确定已校准差分对准值(70)的装置，用于确定已校准差分对准值的装置被设置用于在基带发射机(22)上产生具有预定特性的测试信号，该信号可以用于产生预期的测试信号路径间交互。
23.权利要求22的设备，其中预期的测试信号路径间交互是指定的测试信号消除度。
全文摘要
一种电信网络中的无线电基站节点(20)，该无线电基站节点(20)包括基带发射机(22)以及介于基带发射机(22)与天线系统(30)之间的多个射频(RF)路径(24)。测量实体(32)被用于为多个RF传输路径(24)中的每条路径测量和比较功率调制检测时间，例如多个RF传输路径中第一路径的功率调制检测时间以及多个RF传输路径中第二路径的功率调制检测时间，优选地，该实体是在天线系统附近提供的。传输定时调整单元(34)则使用功率调制测量或比较结果来调整多个RF传输路径的信号传输定时，从而实现多个RF传输路径的预期时间对准。
文档编号H04B7/06GK1985403SQ200580023073
公开日2007年6月20日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年7月6日
发明者M·杰克, U·希尔德布兰德 申请人:艾利森电话股份有限公司