Un método para sincronización de tiempo en un sistema inalámbrico (18) de comunicaciones,

caracterizándose dicho método porque comprende los pasos de:

medir una pluralidad de señales de temporización de células;

detectar al menos una de una pluralidad de estaciones de base fuera de sincronismo (301-30n) a partir de, al menos, una de las señales de temporización de células medidas;

enviar una petición para un valor de tiempo de llegada a estación base, BSTOA, desde el controlador de red de radio RNC (36) a, por lo menos, una de las estaciones de base fuera de sincronismo, representando dicho valor de BSTOA el tiempo de llegada de una señal transmitida entre dicha al menos una de las estaciones de base fuera de sincronismo y una estación de base vecina;

recibir dicho valor de BSTOA en el RNC;

comparar dicho valor de BSTOA con un valor correspondiente almacenado en una base de datos (59) de matrices de covarianza y actualizar la matriz de covarianza del RNC, comprendiendo dicha base de datos valores que representan el error en el tiempo de las estaciones de base con relación a una referencia; y

corregir, basándose en dicha comparación, dicha al menos una de una pluralidad de estaciones de base fuera de sincronismo, sin utilizar ninguna de las señales de temporización de células medidas procedentes de las estaciones de base que tienen una calidad de sincronización peor que la de dicha al menos una de una pluralidad de estaciones de base fuera de sincronismo

Método y aparato para sincronizar estaciones de base.

Antecedentes

La presente invención se refiere generalmente a los sistemas digitales de comunicaciones. Más específicamente, la invención se refiere a un sistema y a un método para sincronizar una serie de estaciones de base en una red celular de comunicaciones.

Los protocolos inalámbricos de tercera generación (3G) propuestos requieren un enfoque que se basa en un procedimiento sencillo, pero costoso, de exigir que cada estación de base esté sincronizada externamente a una fuente externa altamente precisa. Una técnica que dé soporte a la sincronización de la estación de base requiere que una estación de base escuche pasivamente las emisiones de sincronización de sus vecinas en un canal, tal como un canal de sincronización (SCH) o un canal físico de control común (CCPCH), y siga procedimientos similares a los realizados por el equipo de usuario (UE) a fin de sincronizar. Otro enfoque requiere que cada estación de base envíe ocasionalmente una ráfaga especial de sincronización en coordinación con una o más de sus vecinas que escuchan la transmisión. Otro enfoque todavía hace que los UE midan la diferencia de tiempos de llegada (TDOA) de las transmisiones de cada una de dos células. Estas técnicas utilizan una fuente concretamente precisa en cada estación de base. Puesto que cada estación de base tiene esta fuente, estas técnicas son costosas e inconvenientes.

Por tanto, existe una necesidad de un sistema y de un método que permita una sincronización rápida, eficiente, y menos costosa entre las estaciones de base operacionales sin consumir recursos físicos adicionales.

También existe necesidad de un método que proporcione una sincronización precisa usando un número mínimo de interrupciones del servicio normal, así como un tráfico de mensajes reducido entre el Nodo B y el controlador de la red de radio (RNC).

La patente EEUU 5.404.575 describe un sistema en el cual una estación de base transmite una señal de sincronización cuando el tiempo según su reloj es igual al tiempo de transmisión establecido para esta estación de base. Las estaciones de base que no transmiten intentan recibir la señal de sincronización. Cuando una estación de base recibe la señal de sincronización, registra cual fue el tiempo de recepción de la señal según su reloj y evalúa una estimación del error de sincronización entre las estaciones de base transmisora y receptora. Cada estación de base envía, a un controlador de sincronización, cada una de tales estimaciones de errores de sincronización que se obtuvieron durante el ciclo de sincronización en cuestión. Cuando ha transcurrido un intervalo de tiempo predefinido desde el último momento de transmisión establecido del ciclo de sincronización, el controlador de sincronización evalúa un ajuste de temporización para cada estación de base basado en las estimaciones, donde cada estación de base recibe su ajuste de temporización y ajusta su reloj en la cuantía del ajuste de temporización.

Sumario

Un método y un aparato para sincronizar estaciones de base empleando una fuente de sincronización independiente o identificando una estación de base como fuente maestra. Un RCN (C-RCN) o una estación de base pueden designar una estación de base o un UE para que adquiera las mediciones deducidas de las estaciones de base a fin de lograr la sincronización. Las actividades de sincronización se pueden programar de manera regular o se pueden emprender cuando las mediciones periódicas indiquen que un valor de deriva excede de un umbral dado.

Resultarán claros los objetos y las ventajas del sistema para los expertos en la técnica después de recibir la descripción detallada de la realización preferida.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá a continuación las realizaciones de la presente invención haciendo referencia a las figuras de los dibujos donde referencias numéricas análogas representan elementos análogos y, en los cuales:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un controlador de red de radio (RNC) hecho según una realización preferida de la presente invención.

La Figura 3 es un diagrama de bloques de una estación de base y un UE hechos según una realización preferida de la presente invención.

La Figura 4 es una ilustración de un diseño de calidad de tiempo jerárquico hecho según una realización preferida de la presente invención.

Las Figura 5a y 5b, tomadas conjuntamente, comprenden un diagrama de diagrama de flujo del sistema según una realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La Figura 1 ilustra un sistema 18 inalámbrico simplificado de comunicaciones de acceso múltiple por división de código (CDMA) de espectro ensanchado o dúplex por división de tiempo (TDD). El sistema 18 comprende una serie de Nodos B 26, 32, ... 34, una pluralidad de RNC, 36, 38, ... 40, una serie de equipos de usuario (UE) 20, 22, 24 y una red medular 46. Un nodo B 26 dentro del sistema 18 se comunica con los equipos de usuario asociados 20-24 (UE). El nodo B 26 tiene un único controlador de sitio (SC) 30 asociado, bien con una única estación de base 30', o bien con múltiples estaciones de base 30₁,... 30_n. Cada estación de base da servicio a una región geográfica asociada, conocida como una célula. Debería observarse que aun cuando se describe la sincronización de la estación de base, se puede lograr también la sincronización de las células usando la presente invención.

Se conecta un Grupo de Nodos B 26, 32, 34 a un controlador de red de radio (RNG) 36 por la interfaz de lub. Los RNC 36 ... 40 están también conectados a la red medular 46 a través de la interfaz de lub. En aras de la brevedad, lo indicado a continuación se refiere sólo al Nodo B, pero se puede aplicar la presente invención a múltiples Nodos B.

Existen dos modos básicos en los que gestionar la sincronización del Nodo B: un enfoque centralizado o un enfoque descentralizado. En el enfoque centralizado, todas las subfunciones de medición de célula y las correcciones de base de tiempos de célula se realizan por solicitud del RNC de control (CRNC) y se informa de las mediciones al RNC. En el enfoque descentralizado, algo de la funcionalidad del Nodo B o toda ella se hace sin instrucciones directas del RNC. Existen también diferentes grados de centralización. Por ejemplo, el enfoque preferido es casi completamente centralizado, pero realmente permite una funcionalidad autónoma limitada; por ejemplo, como se trata a continuación, el Nodo B puede ajustar autónomamente su fuente interna de frecuencia, en base a las tendencias observadas de las correcciones de su base de tiempos señaladas por el RNC.

Un ejemplo de enfoque descentralizado implica que el RNC 36 indique a cada una de las células de los Nodos B 26, 32, 34, que células vecinas se usan para la sincronización y luego el RNC permite que cada una de dichas células ajuste autónomamente su reloj sin notificación explícita del cambio de tiempo al RNC. En esta técnica, las células tienen que mantener un reloj preciso y, puesto que todas las células se ajustan unas en base a las otras, no se puede garantizar la estabilidad general del sistema. Este enfoque descentralizado ha sido propuesto, pero no es el enfoque preferido.

Según una técnica preferida, el RNC 36 mantiene la sincronización general de las estaciones de base dentro de los Nodos B 26, 32, 34 y entre los mismos. Haciendo referencia a la Figura 2, el RNC 36 incluye una base de datos 59 que tiene una matriz 57 de covarianza, un controlador 55 de sincronización, un generador 53 de mensajes y un receptor 54 de medición. El RNC 36 puede solicitar mediciones desde una estación de base 30₁,... 30_n o UE 20, 22, 24 a través de su generador 53 de mensajes; recibir las mediciones a través de su receptor 54 de medición; actualizar de manera óptima sus estimaciones de los estados en base a estas mediciones usando el controlador 55 de sincronización; y gestionar un conjunto de estados almacenados en una matriz 57 de covarianza. Los estados almacenados se usan para la sincronización y representan el error de tiempo de cada estación de base 30 respecto a una referencia, la tasa de cambio de cada error de tiempo y el retraso de transmisión entre las estaciones de base 30₁,... 30_n.

El RNC 36 gestiona también...

1. Un método para sincronización de tiempo en un sistema inalámbrico (18) de comunicaciones, caracterizándose dicho método porque comprende los pasos de:

2. El método de la reivindicación 1, en el que la petición del valor de BSTOA es enviada a, por lo menos, una de las estaciones de base fuera de sincronismo.

3. El método de la reivindicación 1, en el que la petición del valor de BSTOA es enviada a, al menos, uno de una pluralidad de equipos de usuario (20) para medir las estaciones de base fuera de sincronismo.

4. El método de la reivindicación 2o o la reivindicación 3, en el que al menos una estación de base fuera de sincronismo o al menos un equipo de usuario, UE, se encuentra bajo el control de, por lo menos, dos (2) RNC diferentes, que comprende los pasos de: