Sincronización de estaciones base para sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Un método para sincronizar en tiempo una pluralidad de estaciones base en un sistema de comunicaciones inalámbrico,

que comprende los pasos de:

almacenar la información de sincronización recibida desde la pluralidad de estaciones base, en donde dicha información de sincronización incluye una estimación de la exactitud de temporización asociada con cada una de dicha pluralidad de estaciones base y una matriz de covarianza para el almacenamiento de un conjunto de estados asociados con cada una de dicha pluralidad de estaciones base;

detectar una estación base fuera de sincronización a partir de dicha pluralidad de estaciones base (36, 53, 54, 59):

seleccionar una de dicha pluralidad de técnicas de medición para la sincronización en tiempo de dicha estación base fuera de sincronización con dicha pluralidad de estaciones base; dicha pluralidad de técnicas de medición que incluye:

una medición de una diferencia de temporización de una de dicha pluralidad de estaciones base mediante dicha estación base fuera de sincronización; y

una medición de la diferencia de temporización de dicha estación base fuera de sincronización mediante una de dicha pluralidad de estaciones base;

conducir una medición seleccionada de acuerdo con dicha técnica de medición seleccionada;

comparar dicha medición seleccionada con dicha información de sincronización almacenada; y ajustar dicha estación base fuera de sincronización en respuesta a dicha comparación

Sincronizaciïn de estaciones base para sistemas de comunicaciones inalïmbricas ANTECEDENTES

La presente invenciïn se refiere, en general, a sistemas de comunicaciïn digital. Mïs concretamente, la invenciïn se refiere a un sistema y a un mïtodo de sincronizaciïn de una pluralidad de estaciones base en una red de comunicaciones celular.

Los protocolos propuestos inalïmbricos de tercera generaciïn requieren una soluciïn que estï basada en un procedimiento sencillo, pero costoso, de requerir que cada estaciïn base sea sincronizada exteriormente a una fuente externa altamente exacta.

Las tïcnicas que soportan sincronizaciïn de estaciones base requieren que una estaciïn base escuche pasivamente a transmisiones de sincronizaciïn procedentes de sus prïximas o vecinas, por ejemplo el canal de sincronizaciïn (SCH: Synchronization Channel) o el canal fïsico de control comïn (CCPCH: Common Control Physical Channel) , y sigue procedimientos similares a los realizados por equipo de usuario (UE: User Equipment) con el fin de sincronizar. Otro modo de proceder requiere que cada estaciïn base envïe ocasionalmente un impulso de sincronizaciïn especial en coordinaciïn con uno o mïs de sus oyentes prïximos para transmisiïn. Todavïa otra soluciïn de UE mide la diferencia de tiempos de llegada de transmisiones procedentes de cada una de dos cïlulas (TDOA) . Estas tïcnicas utilizan una fuente precisamente exacta en cada estaciïn base. Puesto que cada estaciïn base tiene esta fuente, estas tïcnicas son costosas e inconvenientes.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema y un mïtodo que permitan la sincronizaciïn rïpida, eficaz y menos cara entre estaciones base funcionales sin consumir recursos fïsicos adicionales.

El documento US 4.558.570 describe un sistema de comunicaciïn que realiza la comunicaciïn mïvil de acceso mïltiple por divisiïn de tiempo utilizando la radio en una zona de servicio en la cual estï dispuesta una pluralidad de estaciones base conectadas a una estaciïn central a travïs de una red de comunicaciïn. La estaciïn central selecciona y designa una estaciïn base maestra y una estaciïn base seleccionada cercana a la estaciïn base maestra. La estaciïn central tambiïn designa secuencialmente estaciones base para monitorizarse entre sï, y ademïs dar a cada estaciïn base criterios para juzgar una anomalïa, por tanto estableciïndose una red de monitorizaciïn.

SUMARIO La presente invenciïn se refiere a un sistema y a un mïtodo para sincronizar en tiempo una pluralidad de estaciones base en un sistema de comunicaciones inalïmbrico. El sistema determina una estimaciïn de una exactitud de temporizaciïn asociada con cada estaciïn base. Cuando una exactitud de temporizaciïn de estaciïn base estï por encima de un umbral, el sistema determina si existe una estaciïn base prïxima con una mejor exactitud de temporizaciïn. La estaciïn base por encima del umbral se ajusta en respuesta a una diferencia estimada entre esa estaciïn base y la estaciïn base prïxima.

Otros objetos y ventajas del sistema y el mïtodo resultarïn evidentes para los expertos en la tïcnica despuïs de la lectura de la descripciïn detallada de la realizaciïn preferida.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

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: Radio Network Controller)

hecho de acuerdo con una realizaciïn preferida de la presente invenciïn.

La figura 3 es un diagrama de bloques de una estaciïn base y UE hechos de acuerdo con la realizaciïn preferida de la presente invenciïn.

La figura 4 es una ilustraciïn de diseïo de calidad de tiempo jerïrquico hecho de acuerdo con una realizaciïn preferida de la presente invenciïn.

Las figuras 5a y 5b son un diagrama de flujo del sistema de acuerdo con una realizaciïn preferida de la presente invenciïn.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS Las realizaciones preferidas de la presente invenciïn serïn descritas con referencia a las figuras de los dibujos, en las que los mismos nïmeros representan elementos similares en todas ellas.

La figura 1 ilustra un acceso mïltiple de divisiïn de cïdigo (CDMA: Code Division Multiple Acces) de espectro extendido inalïmbrico simplificado o sistema de comunicaciones 18 dïplex de divisiïn de tiempo (TDD: Time Division Duplex) . El sistema 18 comprende una pluralidad de Nodos B 26, 32, 34, una pluralidad de RNCs, 36, 38, ...40, una pluralidad de equipos de usuario (UE) 20, 22, 24, y una red de nïcleo 46. Un nodo B 26 dentro del sistema 18

comunica con equipo de usuario (UE) asociado 20-24. El nodo B 26 tiene un controlador de lugar (SC: Site Controller) ïnico 30 asociado con una estaciïn base cualquiera ïnica 30, o estaciones base mïltiples 301...30n. Cada estaciïn base tiene una regiïn geogrïfica asociada, conocidas como celda o cïlula. Se debe conocer que incluso aunque se describa sincronizaciïn de estaciïn base, tambiïn se puede realizar sincronizaciïn de cïlula utilizando la presente invenciïn.

Un Grupo de nodos B 26, 32, 34 estïn conectados a un controlador de red de radio (RNC) 36. Los RNCs 36...40 estïn tambiïn conectados a la red de nïcleo 46. Por brevedad, lo siguiente se refiere sïlo a un nodo B, pero la presente invenciïn se puede aplicar fïcilmente a nodos B mïltiples.

De acuerdo con una realizaciïn preferida, el RNC 36 mantiene la sincronizaciïn de la estaciïn base dentro y entre el nodo BS 26, 32, 34. Con referencia a la figura 2, el RNC 36 puede requerir mediciones desde una estaciïn base 301...30n ï UE 20, 22, 24 a travïs de su generador de mensajes 53; recibir mediciones a travïs de su dispositivo 54 de recepciïn de mediciones; actualizar de manera ïptima sus estimaciones de estados sobre la base de estas mediciones utilizando su controlador de sincronizaciïn 55; y gestionar un conjunto de estados almacenados en una matriz de covarianza 57. Los estados almacenados se utilizan para sincronizaciïn y representan el error de tiempo de cada estaciïn base 30 relativa a una referencia, al rïgimen de cambio de cada error de tiempo y al retardo de transmisiones entre las estaciones 30.

El RNC 36 gestiona tambiïn un conjunto de mediciones almacenadas en una base de datos 59 que comprende: tiempo de llegada de una forma de onda medida (es decir, impulso de sincronizaciïn) ; diferencia de tiempos de llegada de transmisiones procedentes de dos estaciones base segïn son medidas por un UE 20; y estimaciones de incertidumbres de estado e incertidumbres de mediciïn. El RNC 36 utiliza filtraciïn avanzada, tal como de filtros Kalman, para estimar parïmetros que definen desplazamiento relativo de reloj y para definir parïmetros tales como el exacto intervalo entre un elemento y otro. El desplazamiento de tiempo estimado se utiliza para inferir la discordancia de frecuencias entre las referencias de frecuencias de las respectivas estaciones base y verificaciones razonables para asegurar que mediciones groseramente inexactas no perturben el proceso.

El RNC 36 asigna una calidad de tiempo a cada estaciïn base 301...30n. Esta calidad de tiempo es medida por el RNC 36 seleccionando una estaciïn base como la referencia base de tiempos para todas las otras. A todas las otras estaciones base se les asigna una calidad de tiempo variable que es actualizada sobre la base de mediciones y correcciones aplicadas. La calidad de tiempo puede ser un entero (por ejemplo de 0 a 10) . Un valor de calidad inferior implica una mayor exactitud. Alternativamente, la calidad puede ser una variable continua (punto de flotaciïn) . A la estaciïn base de referencia (estaciïn base maestra) se le asigna de preferencia permanentemente una calidad de 0. A todas las otras estaciones restantes se les asignan valores que varïan y son ajustados con respecto al de la estaciïn base de referencia. Para ilustrar este diseïo jerïrquico de calidad de tiempo, la figura 4 representa una estaciïn base maestra en la que a todas las estaciones base auxiliar o esclava 1, auxiliar 2, auxiliar 3, se les asignan valores de calidades de tiempo que varïan con respecto al de la estaciïn base maestra. En una realizaciïn, a la calidad de tiempo de estaciones base auxiliar 2 se le asignan valores que varïan con respecto a las estaciones base auxiliar 1, y a las estaciones base auxiliar 3 se les asignan valores que varïan con respecto a estaciones base auxiliar 2.

El modo normal de funcionamiento del RNC 36 actualiza una matriz de covarianza 57 para los estados almacenados en la base de datos 59 del RNC, una vez por cada una determinada unidad de tiempo (por ejemplo, una vez por cada cinco segundos... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para sincronizar en tiempo una pluralidad de estaciones base en un sistema de comunicaciones inalïmbrico, que comprende los pasos de:

almacenar la informaciïn de sincronizaciïn recibida desde la pluralidad de estaciones base, en donde dicha informaciïn de sincronizaciïn incluye una estimaciïn de la exactitud de temporizaciïn asociada con cada una de dicha pluralidad de estaciones base y una matriz de covarianza para el almacenamiento de un conjunto de estados asociados con cada una de dicha pluralidad de estaciones base;

detectar una estaciïn base fuera de sincronizaciïn a partir de dicha pluralidad de estaciones base (36, 53, 54, 59) : seleccionar una de dicha pluralidad de tïcnicas de mediciïn para la sincronizaciïn en tiempo de dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn con dicha pluralidad de estaciones base; dicha pluralidad de tïcnicas de mediciïn que incluye:

una mediciïn de una diferencia de temporizaciïn de una de dicha pluralidad de estaciones base mediante dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn; y una mediciïn de la diferencia de temporizaciïn de dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn mediante una de dicha pluralidad de estaciones base;

conducir una mediciïn seleccionada de acuerdo con dicha tïcnica de mediciïn seleccionada; comparar dicha mediciïn seleccionada con dicha informaciïn de sincronizaciïn almacenada; y ajustar dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn en respuesta a dicha comparaciïn.

2. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que dicha pluralidad de estaciones base incluye una primera estaciïn base 25 en donde dicha estimaciïn indica la mïs alta exactitud de temporizaciïn; y

el resto de dicha pluralidad de estaciones base teniendo su temporizaciïn subordinada a dicha primera estaciïn base.

3. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que dicha pluralidad de tïcnicas de mediciïn incluye ademïs una mediciïn del tiempo de llegada de dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn y una de dicha pluralidad de estaciones base mediante un equipo de usuario (UE) .

4. Un sistema de sincronizaciïn de estaciones base para la sincronizaciïn en tiempo de una pluralidad de estaciones base (301... 30n) en un sistema de comunicaciones inalïmbrico (18) , dicho sistema de sincronizaciïn de estaciones base que comprende:

un controlador de red de radio RNC (36) para coordinar y sincronizar dicha pluralidad de estaciones base (301... 30n) , que comprende:

una base de datos para almacenar informaciïn de sincronizaciïn recibida desde dicha pluralidad de estaciones base, en donde dicha informaciïn de sincronizaciïn incluye una estimaciïn de la exactitud de temporizaciïn asociada con cada una de dicha pluralidad de estaciones base y una matriz de covarianza para el almacenamiento de un conjunto de estados asociados con cada una de dicha pluralidad de 45 estaciones base; un controlador (55) de sincronizaciïn para detectar una estaciïn base fuera de sincronizaciïn de dicha pluralidad de estaciones base, seleccionando una de una pluralidad de tïcnicas de mediciïn para sincronizar en tiempo dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn con dicha pluralidad de estaciones base, comparando dicha mediciïn seleccionada con dicha informaciïn de sincronizaciïn almacenada y

ajustando una temporizaciïn de dicha estaciïn base fura de sincronizaciïn en respuesta a dicha tïcnica de mediciïn seleccionada; un dispositivo de mediciïn (20, 301... 30n) , en respuesta a dicho RNC, para conducir dicha tïcnica de mediciïn seleccionada, dicha pluralidad de tïcnicas de mediciïn incluyendo: medir la temporizaciïn de una estaciïn base prïxima o vecina de la pluralidad de estaciones base 55 mediante dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn (60) ; y medir la temporizaciïn de dicha estaciïn base fura de sincronizaciïn mediante dicha estaciïn base prïxima o vecina (60) .

5. El sistema de la reivindicaciïn 4, en el que dicha pluralidad de estaciones base incluye:

una primera estaciïn base en la que dicha estimaciïn de la exactitud de temporizaciïn indica la mejor exactitud de temporizaciïn; y el resto de dicha pluralidad de estaciones base teniendo su temporizaciïn subordinada a dicha primera estaciïn base.

6. El sistema de la reivindicaciïn 5, en el que dicha tïcnica de mediciïn incluye ademïs las mediciones de un tiempo de llegada de dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn y de una de dicha pluralidad de estaciones base mediante un equipo de usuario, UE, (20) , comprendiendo dicho UE un dispositivo de mediciïn (68) para medir dicho tiempo de llegada de dicha estaciïn base fuera de sincronizaciïn y dicha estaciïn base de dicha pluralidad de estaciones base.