发送到基站的分组式无线电信号的时间同步 本发明涉及从分组源发送到无线电基站的分组式无线电信号的同步。
在蜂窝移动通信系统中，正常情况下单个基站与一个特定移动站交换信号。随着此移动站的移动，当一个移动站被“切换”到另一个基站时，不同的基站针对此移动执行信号的发送和接收功能。这种方法被应用在模拟无线发送系统和数字系统中，但是在使用CDMA(码分多址)无线链路的地方，这种方法将要被修改。CDMA的特点使得多个基站能够向一个特定移动站发送信号和从一个特定移动站接收信号，有一种方式被称为软切换，它能使这种情形平滑地转变为只有一个单独的基站与该移动站通信的情形。当几个基站接收到这些信号时，使用一个帧选择器来选取从该移动站接收到的最佳信号。如果该移动站正在通过丘陵地区或有许多高大建筑物的地区，那么最强的信号被频繁地从一个基站转到另一个基站。如果该移动站从最大极限范围内地几个基站中的每个基站接收同一个数字帧，那么该移动站也执行选取最强信号和确认该信号为最终使用的信号的功能。
无论何时向一个特定移动站增加一个提供呼叫服务的附加基站，由于该后续的附加的基站必须同已经提供呼叫服务的其它基站同步，由此产生了一个问题。一些工具可用来提供同步的功能，但是这些工具无法被有效地集成到一个设计方案中。这些工具如下：
1.每个基站从用于导航目的的一组卫星单元接收精确的时间。使用基站的天线能够很容易地检测来自于这些卫星的信号。
2.移动交换中心向每个被发送到基站的帧发送一个序列号。这些帧被以20毫秒的间隔发送，并按照实现的间隔时间到达基站；该间隔时间比移动站所能容忍的时间要长些。
本发明解决了上述问题，并对以前的技术进行了改进，其方法是根据所接收到的一个特定序列号的分组，基站计算出该特定序列号的分组被要求到达的时间，以便该分组能够被在该序列号指定的时间按照从卫星输入所获得的时间发送；使用这个计算出来的时间和实际被接收到的时间，基站计算出两者之间的偏差，并将该偏差的指示发送给移动交换中心或其它分组源；根据接收到的这个指示，移动交换中心按照此偏差设法提前或延迟这些分组的发送。如果必要的话，发送给其它基站的分组可能不得不被延迟20毫秒的间隔时间或者更多的间隔时间。使用本方法的优点是所有基站基本上是同时地发送同一个CDMA帧，即使从移动交换中心向基站发送这些信号的时间是完全不同的。
图1描述了同时地向一个特定移动单元发送信号以及从一个特定移动单元接收信号的拥有三个基站的蜂窝系统。
图2和图4是对移动交换中心向基站发送分组时所使用的偏差进行调整的流程图；和
图3是一个定时图，描述了基站和分组源之间的同步处理。
图1是一个在基站和移动站之间使用CDMA发送及在移动交换中心和基站之间使用分组发送的蜂窝系统的图示方框图。MSC1是控制呼叫的移动交换中心。本标准即临时标准634、修订版A(IS634A)要求该分组在与分组序列号相应的正确时间上发送；该序列号是每隔16个分组重复循环的一个4比特数。当分组源与无线电发射机相距很远时，必须要求移动交换中心或其它分组源与接收该分组的基站保持同步。而且，对于2个或超过2个的基站正在向一个移动站发送同一个分组的这种情况，即软切换的情况，重要的是第一个基站被保持同步，以便使必须同时地发送的后续附加的基站在没有额外信号中断情况下也能够被保持同步。
图2显示了使原始附加基站同步的过程。MSC向基站发送包含某序列号的分组(动作框201)。该基站接收此分组(动作框203)。然后，针对该序列号的分组的发送，为了在CDMA系统时间发送该分组，基站根据CDMA系统时间(从卫星信号获得的)计算出该分组的到达的时间，并减去已被收到的序列号的分组应当已被接收的时间(动作框205)。然后基站向移动交换中心发送计算所得的结果，即偏差(动作框207)。移动交换中心调整该序列号和发送时间以匹配所要求的偏差(动作框209)。然后，MSC在已被调整的发送时间发送已被调整了的序列号的下一个分组(动作框211)。
图3描述了定时问题和分组到达时间误差(PATE)的计算。左边是基站的时间线。宽的短划线是基站中所接收到的来自卫星系统的时间刻度。每个这样的刻度与特定的实际的时间间隔相对应。在基站的时间坐标的左边是半刻度线，表明每个分组的被要求的到达时间，以便该分组能够在被要求的时间被无线电发送。因此，标有“序列号应当已经为K”的虚线箭头的左端终止在基站时间线的某个时刻，以表明由大小写的序列号所标识的分组应该已经被接收的时间，以便该分组能够在正确的时间被发送到移动站。
右边垂直线表示在移动交换中心的时间。宽的刻度标志表示移动交换中心的重复时钟时间。在图2中，小写的序列号表示初始的、预同步的分组的分组号，而大写的序列号表示已被同步了的分组的序列号。在时间线的左边是短刻度标志表示特定的分组在同步之前将被发送的时间。因此，被标识为“k”的左边的半刻度标志表示序列号为“k”的原始分组被发送给基站的时间。
时间线右边的短刻度标志表示在进行PATE调整后到达的已被修正了的偏差。利用该已被修正了的偏差，MSC在某个时间发送每个分组，以便基站在正确的时间接收该分组。在特定的例子中，MSC在K+2分组所被要求的到达的时间和K+3分组所被要求的到达的时间之间的某个时刻发送序列号为k的分组。基站计算出序列号为“k”的分组的实际的到达时间和序列号为“K”的分组所被要求或被期望的到达时间之间的偏差。该差值即是PATE。然后，基站将PATE之值发送回给MSC，而MSC根据PATE的调整值调整其偏差。MSC完成此偏差的调整后，便根据时间线右边的半刻度标志发送这些分组，而不是根据该MSC的时间线左边的半刻度标志发送这些分组。因此，如图中连接MSC和基站时间的底端箭头所示，MSC在正确的到达时间向基站发送序列号为K+6的分组。
图4说明对一个呼叫附加一个支线(leg)的过程。这是为了实现所谓的切换所必须的过程，即移动站正在从2个或更多的基站接收信号时进行的切换。新的基站要求在MSC给现有的呼叫附加一个支线(动作框401)。按照这些标准MSC在同时给所有的基站发送分组(动作框403)。新的基站计算出实际的时间与被期望的时间之间的差值，并将此结果发送给MSC(动作框405)。如果新的基站要求一个较早时间的帧，那么MSC利用此结果调整发送时间并可能将序列号调整得较高(动作框407)。MSC在新的时间向所有的基站发送已被调整了的序列号的下一个分组(动作框409)。如果序列号已被调整，那么原始基站将接收到被标志为较晚发送的帧，并将其立刻发送，同时对下一个间隔的分组进行缓冲(动作框411)。
在码分多址(CDMA)无线系统的标准中，提供了多个支线(leg)的软切换。在此所描述的方法适合于使用类似于IS634A标准的其它分组式无线系统，因为有这样一个要求：分组源要与无线电发射机相距很远，而且分组源规定了分组的广播发送时间。当软切换被数字无线电技术所支持时，它仅要求在不同的基站之间的同步。
以上描述仅是申请人的发明的一个首选实施例。许多其它的方法在不违背本发明的范围内能够由该领域中那些一般技术人员所获得。因此，本发明仅由后附的权利要求书所限定。