(57)【要約】広帯域コード分割多元アクセスシステムは非同期動作をサポートし、各基地局は自分の時間基準を有している。実質的な利点は疑似同期モードでＷＣＤＭＡシステムを動作させることによって実現され、基地局それらの時間基準と近隣の基地局の時間基準との間の相対的な時間差を放送する。ＷＣＤＭＡシステムは、相対的な時間差を測定する技術をサポートする。
2005509332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の移動局と通信する複数の基地局を制御するための無線ネットワーク制御装置を備えているＷＣＤＭＡシステムにおいて、
少なくとも第１の基地局と第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンク信号の移動局における受信の時間差に対応している第１の時間差を受取り、
少なくとも第１の時間差の関数として相対的時間差を生成し、
第１の基地局と第２の基地局の少なくとも１つによって相対的時間差を放送するステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第１および第２の基地局においてダウンリンク信号および関連するアップリンク信号に対する往復遅延を測定し、
相対的時間差はさらにこの往復遅延の関数である請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の基地局における往復遅延の測定は、第１の基地局から送信されたダウンリンク信号および第１の基地局へのアップリンク信号に対する第１の遅延の測定と、
この第１の遅延からの既知の時間遅延の減算とを含んでいる請求項２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも第１および第２の基地局のそれぞれから送信された第２のダウンリンクの第２の移動局における受信の時間差に対応している第２の時間差を受信し、
前記相対的時間差は第１の時間差と第２の時間差の関数である請求項１記載の方法。
【請求項５】
さらに、第１の基地局および第３の基地局から送信された第２のダウンリンク信号の第２の移動局における受信の時間差に対応している第２の時間差を受信し、
少なくとも第２の時間差の関数として第２の相対的な時間差を生成し、
第１の基地局と第３の基地局の少なくとも１つによって第２の相対的時間差を放送する請求項１記載の情報処理方法。
【請求項６】
ＷＣＤＭＡシステムのデジタル信号処理装置によって実行可能な機械読取り可能な命令を実行させるデジタル信号記憶媒体において、
機械読取り可能な命令はハードウエア装置の機能を支配することが可能であり、
機械読取り可能な命令はハードウエア装置に対して、
第１および第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンクの移動局における受信の時間差に対応している第１の時間差を受信し、
少なくとも第１の時間差の関数として相対的時間差を生成し、
第１の基地局と第２の基地局の少なくとも１つによりその相対的時間差を放送させるデジタル信号記憶媒体。
【請求項７】
機械読取り可能な命令はハードウエア装置に対してさらに、
第１および第２の基地局において、送信されたダウンリンク信号および関連するアップリンク信号に対する往復遅延を測定し、
相対的時間差は、第１の時間差と、第２の時間差と、往復遅延との関数である請求項６記載の記憶媒体。
【請求項８】
第１の基地局における往復遅延の測定は、第１の基地局から送信されたダウンリンク信号および第１の基地局へのアップリンク信号に対する第１の遅延の測定と、
この第１の遅延から既知の時間遅延を減算する処理とを含んでいる請求項７記載の記憶媒体。
【請求項９】
機械読取り可能な命令はハードウエア装置に対してさらに、
少なくとも第１および第２の基地局のそれぞれから送信された第２のダウンリンク信号の第２の移動局における受信時間の時間差に対応している第２の時間差を受信させ、
相対的時間差は第１の時間差と第２の時間差の関数である請求項６記載の記憶媒体。
【請求項１０】
機械読取り可能な命令はハードウエア装置に対してさらに、
第１の基地局および第３の基地局から送信された第２のダウンリンク信号の第２の移動局における受信時間の時間差に対応している第２の時間差を受信し、
少なくとも第２の時間差の関数として第２の相対的な時間差を生成し、
第１の基地局と第３の基地局の少なくとも１つによって第２の相対的時間差を放送する請求項６記載の記憶媒体。
【請求項１１】
第１の時間基準を使用する第１の基地局と、
第２の時間基準を使用する第２の基地局と、
少なくとも第１の基地局と第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンク信号の移動局における受信時間の時間差ま関数として相対的時間差を計算する制御装置とを具備している広帯域コード分割多元アクセスシステム。
【請求項１２】
制御装置はさらに、
第１および第２の基地局においてダウンリンク信号および関連するアップリンク信号に対する往復遅延を測定し、
往復遅延の関数として相対的時間差を計算する請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
移動局と通信する第１の基地局と、
移動局と通信する第２の基地局と、
制御装置とを具備し、
制御装置は、第１および第２の基地局においてダウンリンク信号および関連するアップリンク信号に対する往復遅延を測定し、
制御装置は、少なくとも第１の基地局と第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンク信号の移動局における受信時間の時間差に対応している第１の時間差を移動局から受信し、
制御装置は、測定された往復時間遅延および第１の時間差の関数として相対的時間差を計算し、
第１の基地局と第２の基地局の少なくとも１つがこの相対的時間差を放送する広帯域コード分割多元アクセスシステム。
【請求項１４】
第１の基地局は第１の時間基準を使用し、
第２の基地局は第２の時間基準を使用し、
相対的時間差は第１の時間基準と第２の時間基準との差の関数である請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
広帯域コード分割多元アクセスシステムにおいて、第１の基地局によって送信された相対的時間差を受信し、その相対的時間差は第１の基地局によって使用される第１の時間基準と第２の基地局によって使用される第２の時間基準との間の時間差の関数であり、
第１の基地局によって使用される第１の時間基準を第１の基地局から受信し、
第１の時間基準と相対的時間差との関数として第２の基地局のフレームのタイミングを計算する方法。
【請求項１６】
さらに、第２の基地局のフレームのタイミングを捕捉する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
さらに、第１の基地局から送信されたダウンリンク信号を受信し、
第２の基地局から送信されたダウンリンク信号を受信し、
第１の基地局と第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンク信号を受信した時間の時間差に対応する第１の時間差を送信する請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
デジタル信号処理装置により実行可能な機械読取り可能な命令を実行させるデジタル信号記憶媒体において、
機械読取り可能な命令はハードウエア装置の機能を支配することが可能であり、
機械読取り可能な命令はハードウエア装置に対して、
広帯域コード分割多元アクセスシステムにおいて第１の基地局から相対的時間差を受信し、その相対的時間差は第１の基地局によって使用される第１の時間基準と第２の基地局によって使用される第２の時間基準との間の時間差の関数であり、
第１の基地局によって使用される第１の時間基準を第１の基地局から受信し、
第１の時間基準と相対的時間差との関数として第２の基地局のフレームのタイミングの計算をさせる記憶媒体。
【請求項１９】
機械読取り可能な命令はさらに、ハードウエア装置によって第２の基地局のフレームのタイミングを捕捉させる請求項１８記載の記憶媒体。
【請求項２０】
機械読取り可能な命令はさらに、
第１の基地局から送信されたダウンリンク信号を受信し、
第２の基地局から送信されたダウンリンク信号を受信し、
第１の基地局と第２の基地局のそれぞれから送信されたダウンリンク信号を受信する時間の差に対応する第１の時間差を送信する請求項１８記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。特に広帯域コード分割多元アクセス（ＷＣＤＭＡ）技術を使用するシステムにおける基地局により使用される時間基準に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは音声、データ等のような種々の形式の通信を行うために広く使用されている。これらのシステムは、コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、或いはその他の変調および多重アクセス技術に基づいている。ＣＤＭＡシステムはシステム容量の増加を含む他の形式のシステムにまさる利点を有する。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは、（１）二重モード広帯域拡散スペクトラムセルラシステムのためのTIA/EIA-95-B移動局基地局両立標準方式（IS-95 標準方式）、（２）IS-95 標準方式の仲間である二重モード広帯域拡散スペクトラムセルラ移動局のためのTIA/EIA-98-C推薦最小標準方式（IS-98 標準方式）、（３）第３世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）と呼ばれる共同体によって提供され、文献3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 3G TS 25.214を含む文献セットで実施されている標準方式（ＷＣＤＭＡ標準方式）、（４）第３世代パートナーシッププロジェクト２（3GPP2 ）と呼ばれる共同体によって提供され、ｃｄｍａ2000拡散スペクトラムシステムのためのTR-45.5 物理層標準方式、ｃｄｍａ２０００拡散スペクトラムシステムのためのC.S0005-上部層（層３）シグナリング標準方式、および高パケットデータエアインターフェーススペシフィケイション（ｃｄｍａ2000標準方式）を含む文献セットで実施されている標準方式（ＷＣＤＭＡ標準方式）、および（５）その他の標準方式のような１以上のＣＤＭＡシステム標準方式をサポートするように設計されることができる。ｃｄｍａ2000標準方式の高レートパケットデータスペシフィケイションを実施するシステムはここでは高データレート（ＨＤＲ）システムと呼んでいる。ＨＤＲシステムは文献TIA/EIA-is-856、ＣＤＭＡ2000高レートパケットデータエアインターフェーススペシフィケイションに記載されている。提案された無線システムはまたＨＤＲと単一のエアインターフェースを使用する低データレートサービス（音声およびファックスサービスのような）の組合わせを提供する。
【０００４】
第３世代のシステムの開発において、共にＣＤＭＡシステムであるｃｄｍａ2000およびＷＣＤＭＡは競合する技術として出現した。前の世代のものと同様にＣＤＭＡ、ｃｄｍａ2000、およびＷＣＤＭＡはソフトハンドオフをサポートする。ソフトハンドオフでは、セルラ電話のような移動局は一時に２つの基地局を介して通信する。ソフトハンドオフはＣＤＭＡシステムの効率のよい動作に不可欠のものである。ソフトハンドオフを行うために利用できる技術はシステム中の基地局の同期に依存している。ｃｄｍａ2000はＩＳ−９５から発展したものであり、それ以前のものと同様に基地局間同期ための時間基準を与えるために主としてグローバル位置決定システム（ＧＰＳ）に依存している。
【０００５】
ＷＣＤＭＡは全ての基地局を同期することなくネットワークを動作させる方法を提供する。非同期方法は建物内の配備、或いは密度の高い市街区域のような配備の問題を克服するためのものである。それはまた、時間基準としてＧＰＳに依存しないことを好む調整者の関係を容易にする。
【０００６】
ＷＣＤＭＡシステムでは、基地局は異なった長いＰＮコードを使用する。基地局はそれらを区別するためにこれらの長いコードに依存している。ＷＣＤＭＡ基地局はそれ故共通の時間基準を必要とせず、非同期で動作することができる。これと対照的に、ＩＳ−95およびｃｄｍａ2000は単一コードの時間オフセットバージョンを使用する。
【０００７】
同期ＣＤＭＡシステムでは、全ての基地局は正確な動作のために同期されなければならず、基地局と通信している各移動局は基地局と同期していなければならない。基地局が互いに同期されるとき、ソフトハンドオフに入る他の基地局と同期することが移動局に対して比較的重要な問題である。ＷＣＤＭＡシステムのような非同期システムの場合には、他の基地局との同期は重要ではなく、移動局がさらに動作することを要求する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非同期配備によれば移動局は近隣のどの基地局のＰＮコード位相についても知識を有していない。これらの基地局のタイミングを得るために、移動局は各基地局に対する可能なＰＮコード位相の範囲全体をサーチする。これは時間を浪費するプロセスである。密度の高い市街区域のような領域ではセルは小さくなる傾向があり、近隣の基地局の数も大きくなるのでこのプロセスは許容できない時間を消費することになる。
【０００９】
それ故、非同期動作の１つの欠点はサーチ時間が増加することである。サーチ時間には基地局を検出し、検出したとき基地局の強度とタイミングを確認するために移動局により必要とされる時間が含まれる。移動局が基地局のコードおよびフレームタイミングを獲得するとき、基地局は移動局のアクチブセット中に含まれる可能性がある。移動局は全ての基地局と通信する。
【００１０】
ＷＣＤＭＡにおける同期を行う種々の方法が提案されている。その“疑似同期”方法の１つとして無線ネットワーク制御装置が含まれており、その無線ネットワーク制御装置は（ｉ）個々の移動局により送信された測定結果の受信時間と、（ii）関連する有効な往復遅延（ＲＴＤ）の計算値の関数としてそれらのタイミングクロックを調節（スリュー）する。
【００１１】
それらのタイミングを調節するために基地局を必要としない“疑似同期”方法は好ましいものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ＷＣＤＭＡに対する疑似同期動作について説明する。１実施形態ではシステム中の各基地局は独立した時間基準を有しており、近隣基地局の時間基準との間の相対的時間差が測定される。この相対的時間差は移動局に対してより正確な時間基準を与えるために移動局に放送される。
【００１３】
この方法により基地局が疑似同期されるとき、システムの性能は改善される。システムの性能は移動局サーチ時間の関数であり、サーチ時間は特にソフトハンドオフに関して著しく減少する。
【００１４】
簡単にするために、以下の技術は２つの基地局と通信している移動局、すなわち、移動局が同時に第１と第２の基地局の両者を介して通信している状態に関して与えられる。例えば移動局が２つの基地局とソフトハンドオフを行っているとき、その移動局は両方の基地局に測定レポートメッセージを送信する。測定レポートメッセージは、移動局のユーザには認識されず、基地局から送信された信号の受信のタイミングのような情報を含んでいる。ソフトハンドオフのシナリオ中に移動局は各基地局から１回づつ同一のデータ流を２回受信する。各基地局は同じデータ流を送信するが、各基地局は異なった長いＰＮコードでデータ流を拡散する。各基地局はまた通信リンクの保守に関するデータをその送信信号中に含み、それは移動局のユーザによって認識されない。
【００１５】
多くの場合には、１つの基地局からのデータ流の受信と他方の基地局からの同じデータ流の受信との間には時間遅延が存在する。この時間遅延は測定レポートメッセージ中で両方の基地局を介して無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）に移動局により報告される。ＲＮＣは両基地局の動作を制御する。
【００１６】
ソフトハンドオフのシナリオ中に、移動局は２つの基地局からダウンリンク信号を受信し、両基地局にアップリンク信号を送信する。しかしながら、移動局は一方の基地局だけからのダウンリンクのタイミングに対してそのアップリンクのタイミングを調節する。両方の基地局はアップリンク信号を受信する。各基地局はダウンリンク信号が送られる時間とアップリンク信号が受信される時間との間の遅延に注目する。
【００１７】
これらの遅延は測定できる。各基地局はダウンリンク信号の送信とアップリンク信号の受信との間の時間遅延を測定する。移動局は１つの基地局からのデータ流の受信と他方の基地局からの同じデータ流の受信との間の時間遅延を測定する。これらの測定された遅延からＲＮＣは２つの基地局間の相対的な時間差を計算する。
【００１８】
相対的な時間差が知られると基地局は疑似同期動作にされる。疑似同期動作においてはシステム中の各基地局はその独立した時間基準を保持する。しかしながら、各基地局はそれ自身の時間基準とその近隣の基地局の時間基準との間の相対的時間差を放送する。
【００１９】
疑似同期で配備されたＷＣＤＭＡシステムの性能は多くの点で非同期のＷＣＤＭＡシステムの性能よりも優れている。基地局のタイミングを捕捉するための移動局によるサーチ或いはその反対のサーチを含めてそのサーチスペースは疑似同期の場合のほうが実質上少ない。疑似同期ＷＣＤＭＡシステムはまた非同期で動作するそれに匹敵するＷＣＤＭＡシステムに比較して高いシステム容量を有する。
【００２０】
上述の本発明の概要は本発明の全ての実施形態を説明することを意図しているものではない。本発明の１以上の実施形態の詳細は添付図面および以下の説明に記載されている。本発明のその他の特徴、目的、効果は明細書および図面ならびに特許請求の範囲の記載から明らかにされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１はＷＣＤＭＡシステムを示しており、それにおいて、移動局10は近隣の基地局12および14と通信し、それら基地局の両者は移動局10のアクチブセット中にある。移動局10は基地局12および14とソフトハンドオフのための無線通信中であり、基地局のカバー領域18および20によって限定された区域内にある。基地局12および14は“近隣”の基地局と呼ばれている。それはそれらのカバー領域が移動局10のような移動局が基地局12および14の両者と同時に通信リンクを設定することを可能にしているからである。
【００２２】
説明を簡単にするために、図示の移動局10は２つの基地局12および14と通信している。移動局10は２より多くの基地局を介して通信することが可能である。さらに、基地局12および14は説明を簡単にするために無指向性として示されている。ＷＣＤＭＡシステムにおいては、単一の基地局がそのカバー領域を複数のセクタに分割されていてもよく、各セクタに対して異なった指向方向で送信されてもよい。ここで説明した技術はカバー領域が複数のセクタに分割されているＷＣＤＭＡシステムにも適用可能である。
【００２３】
ソフトハンドオフ通信中に、移動局10はある期間、両方の基地局12および14と冗長的に無線通信を行う。ソフトハンドオフはハードハンドオフと対照的であり、ハードハンドオフでは基地局12と移動局10との間の通信リンクは基地局14と移動局10との間の無線通信リンクが設定される前に遮断される。
【００２４】
基地局12および14は基地局12および14の動作を制御するＲＮＣ24に結合されている。基地局12および14はＲＮＣ24を共有するものとして示されているが、状況によっては近隣の基地局が異なった無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）を使用することもできる。
【００２５】
ＲＮＣ24は他の通信システムに対するインターフェースを含んでいてもよい。例えば、ＲＮＣ24は移動体交換局（図１には示されていない）を介して公共電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）に接続されることもできる。ＲＮＣ24はＴ1 ラインその他の手段によりＰＳＴＮから基地局12および14へ呼を導いてもよい。ＲＮＣ24はまた移動局10のアクチブセット中にある基地局を制御してそのアクチブセット中の基地局を介して移動局10に通信を導いてもよい。ソフトハンドオフ中、同じデータ流が基地局12および14から同時に送信され、基地局12および14は非同期で動作しているが、正確に同じ時間にデータ流を送信する必要はない。
【００２６】
各基地局12および14は独立した時間基準を有する。基地局12はグローバル位置決定システム22（ＧＰＳ）からその時間基準を得ているが、基地局14はＧＰＳ22からその時間基準を得ていない。典型的なＷＣＤＭＡシステムでは各基地局は幾つかの近隣基地局を有しており、各基地局は独立した時間基準を有していてもよい。ＷＣＤＭＡでは近隣基地局が同じ時間基準を有する必要はない。
【００２７】
ＷＣＤＭＡシステムは非同期で動作できるけれども、システムは疑似同期動作をサポートすることができる。疑似同期動作では各基地局はそれ自身の時間基準を有しているが、各基地局はまたそれ自身と近隣基地局との間の相対的時間差、すなわち基地局の自分の時間基準と近隣基地局により使用される時間基準との間の時間差の追跡を維持することができる。各基地局はそのカバー領域内の移動局に相対的時間差を放送する。以下説明するように、疑似同期動作は非同期動作にまさる利点を提供する。
【００２８】
疑似同期動作を行うために、基地局間の相対的時間差が測定される。図２はソフトハンドオフ状態の時間差を測定するための技術を示しているタイミング図である。水平軸は時間を表し、垂直軸は基地局12、移動局10、および基地局14間の相対的な距離を表している。図１と同様に、移動局10は基地局14よりも基地局12に近い位置にある。
【００２９】
ダウンリンク信号は基地局12により送信され、同一データ流による関連するダウンリンク信号は基地局14により送信される。基地局12は時間Ｔ0 にダウンリンク信号を送信し、基地局14は時間Ｔ1 に関連するダウンリンク信号を送信する。基地局12および14が同期しているとき、Ｔ0 とＴ1 は等しい。しかしながら、基地局12と14が同期していないとき、Ｔ1 とＴ0 との間の差は基地局間の相対的時間差の関数である。
【００３０】
ダウンリンク信号がシステムのフレーム番号（ＳＦＮ）により識別されることができ、それはダウンリンク信号が送信される時間ウインドウを識別する。ダウンリンク信号のデータ流は移動局10により異なった時間に２回受信される。時間ウインドウ中、基地局12および14は移動局10にダウンリンク信号を送信し、移動局10は基地局12および14にアップリンク信号を送信する。
【００３１】
信号路40は基地局12から移動局10へのダウンリンク信号の伝送を表している。この伝送が行われる時間インターバルはτ1 として示されている。移動局10においてはアップリンクにおけるフレーム送信の開始はダウンリンクにおけるフレーム到着の開始と整列している。アップリンクにおけるフレーム送信の開始はダウンリンクにおけるフレーム到着の開始プラス既知の時間遅延と整列していてもよい。簡単にするために、この基地の時間遅延は図２では省略されている。
【００３２】
信号路42は移動局10から基地局12へのアップリンクフレームの送信を表している。この信号が移動局10から基地局12へ伝送される時間はダウンリンクに対する時間インターバルとほぼ同じτ1 である。
【００３３】
移動局10は基地局12に対して運動しており、結果的にダウンリンク信号路40に必要な時間はアップリンク信号路42に必要な時間と正確に同じではない。しかしながら、時間の相違は通常実質的に問題にならない程度である。さらに、以下説明する測定は複数の移動局に関して行われて平均されることができ、或いは、そうでなければ移動局10のような特定の移動局の運動により生じた時間の相違は無視されるように処理されることができる。
【００３４】
基地局12において、ダウンリンクが送信される時間Ｔ0 は、アップリンクが受信された時間として注目される。ＲＮＣ24はこれら２つの時間の差を形成してＲＴＤ1 として示された往復遅延を得る。ＲＴＤ1 はτ1 の２倍に等しく、それ故τ1 はＲＴＤ1 の半分である。アップリンクが既知の時間遅延で先行している場合には、ＲＮＣ24はτ1 およびＲＴＤ1 を得るために測定された時間遅延から既知の時間遅延を減算する。
【００３５】
基地局14は同様に信号路44に沿ってダウンリンク信号を送信する。基地局14において、ダウンリンクが送信される時間Ｔ1 が注目される。移動局10がアップリンクで送信するとき、移動局10は両方の基地局12および14にアップリンク信号を送信する。したがってアップリンク信号は信号路46を伝送され時間Ｔ2 に基地局14に到着する。ＲＮＣ24はＴ2 とＴ1 の時間差を形成し、それはＲＴＤ2 として示される。
【００３６】
ダウンリンクで基地局14から移動局10へ伝送される信号の伝送時間はτ2 として示されている。τ2 はまた移動局10から基地局14移動局10へアップリンクで伝送される信号の伝送時間である。しかしながら、図２に示されているように、τ2 はＲＴＤ2 の半分に等しくない。
【００３７】
移動局10は同じデータ流を２回受信する。移動局10は最初に基地局12から信号路42によりデータ流を受信する。移動局10はその後基地局14から信号路44によりデータ流を受信する。移動局10が同じデータ流を基地局12および14から受信する時間に注目することにより、時間差ΔＴが確認できる。移動局の装置は測定レポート中にΔＴの測定値を含んでいてもよく、それは基地局12および14を介してＲＮＣ24に送信される。
【００３８】
したがって、以下の係数が測定され、ＲＮＣ24に対してＲＴＤ1 、ＲＴＤ2 、およびΔＴが知らせられる。目的はＴ1 −Ｔ0 を計算することであり、それは基地局12と14の間の相対的時間差を表している。
【００３９】
図２から、
Ｔ2 −Ｔ0 ＝τ1 ＋τ2                               （１）
τ1 ＋ΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ0 ＋τ2                         （２）
が得られ、式（１）および（２）を加算して項を消去し、再配置することにより、
Ｔ2 ＋ΔＴ＝Ｔ1 ＋２（τ2 ）                        （３）
２（τ2 ）＝ΔＴ＋Ｔ2 −Ｔ1                         （４）
差Ｔ2 −Ｔ1 はＲＴＤ2 に等しい。それ故、
２（τ2 ）＝ΔＴ＋ＲＴＤ2                           （５）
τ2 ＝（ΔＴ）/2＋（ＲＴＤ2 ）/2                    （６）
式（２）を再配置し、ＲＴＤ1 がτ1 の２倍に等しいことを考えて、置換、再配置により次の式が得られる。
【００４０】
Ｔ1 −Ｔ0 ＝τ1 −τ2 ＋ΔＴ                        （７）
Ｔ1 −Ｔ0 ＝
(ＲＴＤ1)/2−[(ΔＴ）/2＋（ＲＴＤ2)/2] ＋ΔＴ    （８）
Ｔ1 −Ｔ0 ＝
(ＲＴＤ1)/2−（ＲＴＤ2)/2＋（ΔＴ）/2            （９）
Ｔ1 −Ｔ0 ＝（ＲＴＤ1 −ＲＴＤ2 ＋ΔＴ）／２        （１０）
このようにして、ＲＴＤ1 、ＲＴＤ2 、ΔＴの測定がＲＮＣ24によって使用されて基地局12および14間の相対的時間差を計算することができる。相対的時間差を知ることができれば、ＲＮＣ24はこの情報を基地局12および14に転送し、それらはこの情報を使用して疑似同期動作をサポートすることができる。
【００４１】
図３は疑似同期動作において基地局12および14のような２つの基地局を配置するために相対的時間差を使用する方法のフロー図である。疑似同期動作においては、各基地局は他の基地局とは独立した時間基準を使用する。
【００４２】
疑似同期動作はステップ80で開始し、移動局10は第１の基地局12と通信中であり、第２の基地局14と通信を行う範囲内にある。移動局10は第１の基地局12と時間が整列されていると仮定する。ＲＴＤ1 は、ダウンリンクが送信される時間と対応するアップリンクが受信される時間との間の差を測定することにより第１の基地局12において測定される（ステップ82）。
【００４３】
上記のように、移動局10は、移動局10により送信されたフレームのフレーム境界により移動局10により受信されているフレームの境界とを整列させる。換言すれば、移動局10は第１の基地局12の時間基準とその送信を同期している。ＲＴＤ1 は、第１の基地局12により送信されたフレームのスタートと移動局10から第１の基地局12により受信されたフレームのスタートとの間の時間差として測定される。もしもアップリンクが既知の時間遅延で先行されているならば、ＲＮＣ24はその既知の時間遅延を減算する。
【００４４】
第１の基地局12からのダウンリンク信号を受信した後、ある時間ΔＴの経過後に移動局10は第２の基地局14により送信された同じデータ流をダウンリンクで受信する。移動局10が第２の基地局14により送信されたダウンリンクを受信すると、移動局10はΔＴを計算して測定レポート中でＲＮＣ24に報告する（ステップ84）。
【００４５】
測定レポートはＷＣＤＭＡプロトコル内でサポートされ、規則的なインターバルで、或いはトリガーの行われたときに移動局10により送信されることができる。ＷＣＤＭＡのＲＮＣのいくつかのものは、送信されるべき測定レポートの時期および頻度に関して移動局に命令してもよい。測定レポートは典型的にΔＴの測定値だけでなく、移動局10により測定された１以上の基地局の信号強度のような重要な他の測定値を含んでいる。
【００４６】
ダウンリンクとアップリンクとの間の時間は同様に基地局14で測定される。ＲＮＣ24はそれによってＲＴＤ2 を測定する（ステップ86）。必要であれば、ＲＮＣ24は既知の時間遅延を減算してＲＴＤ2 を得る。ＲＮＣ24がＲＴＤ1 、ＲＴＤ2 およびΔＴを測定したとき、ＲＮＣ24はコンピュータのようなデジタル信号処理装置を使用して、上記の式１０により基地局12と14との間の相対的時間差を計算する。ＲＮＣ24は第１および第２の基地局12、14に計算結果を供給する（ステップ88）。その代わりに、ＲＮＣ24は第１の基地局12にＲＴＤ2 およびΔＴに対する測定値を供給し、第２の基地局14にＲＴＤ1 およびΔＴに対する測定値を供給してもよい。各基地局はその近隣の基地局との相対的時間差を計算することができる。
【００４７】
実際にはこの技術は単一の移動局に対するＲＴＤ1 、ＲＴＤ2 およびΔＴの反復した測定および複数の移動局に対するＲＴＤ1 、ＲＴＤ2 およびΔＴの測定を含婿とが可能である。測定値および／または相対的時間差は、基地局に関する移動局の運動のような要因によって生じる時間不一致を減少させるように平均その他の処理をされてもよい。
【００４８】
その代わりに、ＲＮＣ24は簡単で正確度の低い技術を使用して基地局間の相対的時間差を計算することができる。特に、ＲＮＣ24は移動局10が両方の基地局12、14から等距離にあると仮定する。この仮定により、基地局12、14間の相対的時間差は単にΔＴである。複数の移動局に対するΔＴの測定は時間不一致を減少させるように平均その他の処理をされてもよい。ΔＴの平均値はＲＮＣ24によって基地局に供給されることができる。
【００４９】
基地局12および14はその後相対的時間差を放送し、それは各カバー領域内の任意の移動局により受信されることができる（ステップ90）。基地局12はそれと基地局14との間の相対的時間差を放送し、基地局14はそれと基地局12との間の相対的時間差を放送する。相対的時間差は秒、チップ、その他の都合のよい単位で放送されることができ、正でも負でもよい。
【００５０】
ＷＣＤＭＡプロトコルは相対的時間差の放送をサポートする。各基地局はシステム情報放送メッセージを放送し、それは“セルに対する基準時間差”フィールド中に近隣の基地局との相対的時間差を含むことができる。第３世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）により特定されたＷＣＤＭＡプロトコルはシステム情報放送メッセージ中に40，256 ，または2560チップ内の正確度を報告する規定を含んでいる。それ故、疑似同期は３ＧＰＰ標準方式に対する変更なしに実行されることができる。
【００５１】
疑似同期は非同期方式よりも効率がよい。非同期方式によると、移動局は近隣のどの基地局のＰＮコードについても知識を持たない。これらの基地局とのタイミングを捕捉するために、移動局は各基地局に対して可能なＰＮコード位相の全範囲をサーチしなければならず、それは時間を浪費する。セルが小さく、近隣の基地局の数が多い傾向のある密集した大都市のような区域では、プロセスは禁止的な大きな処理時間が必要になる。
【００５２】
各基地局は，“フレーム”と呼ばれる38,400チップの周期の周期的なゴールドコードシーケンスをトランケートした（極端な値を切捨てた）512 の中から選択された１次スクランブルコードＰＮシーケンスを使用する。“チップ”はＷＣＤＭＡシステムに対して都合のよい時間の単位として考えることができる。チップ期間はＰＮコードの転移間の最小時間である。ＷＣＤＭＡシステムでは１フレーム当たり38,400チップがあり、各フレームは１０ミリ秒の長さで送信される。換言すれば、ＷＣＤＭＡシステムは毎秒384 万チップをサポートし、ＰＮコードは38,400チップ毎に反復される。このようなシステムでは１チップは１／3,840,000 秒、すなわち260.4 ナノ秒に対応している。
【００５３】
移動局が基地局と通信する前に、移動局は基地局のコードおよびフレームタイミングを得なければならない。各基地局は共通のパイロットチヤンネル（ＣＰＩＣＨ）で何等データを変調することなくその１次スクランブルコードを放送する。38,400ＰＮコード位相のそれぞれに対して全ての512 のゴールドコードを通じてサーチすることは移動局にとって実際的ではなく、それ故、基地局はまた付加的に同期チヤンネルを送信する。１次同期チヤンネル（ＰＳＣ）はスロットと呼ばれる2,560 チップ当たり１回送信される固定されたシーケンスである。38,400チップのフレームにおいて、１５の2,560 チップのスロットがある。ＰＳＣをサーチすることにより、移動局はスロットタイミングを捕捉することができる。
【００５４】
スロットタイミングを捕捉した後、移動局は２次同期チヤンネル（ＳＳＣ）に切換えられ、それは移動局が特有にフレームタイミングを識別することを可能にし、スクランブルコードを８つの可能性のグループに狭くすることのできるシーケンスを送信する。ＳＳＣの捕捉後、最終ステップでは８個のスクランブルコードを使用してＣＰＩＣＨをサーチする。それらの８個のスクランブルコードの１つが実際に基地局により使用される。
【００５５】
ハンドオーバサーチにおいて、各基地局はその近隣の基地局のスクランブルコードを放送する。移動局が近隣の基地局のスクランブルコードを知っている場合であっても、移動局は依然としてそれがアクチブセット中に近隣の基地局を含むことができる前に近隣の基地局のタイミングを捕捉する必要がある。非同期方式では、移動局は各近隣の基地局に対してフレッシュサーチを行わなければならない。
【００５６】
それと対照的に、ＷＣＤＭＡシステム中の基地局が疑似同期であるときにはシステムの性能は幾つかの点で改善される。移動局による多数の基地局の捕捉はさらに効率がよくなる。その理由は移動局は各基地局に対する可能なＰＮコード位相の全範囲をサーチする時間のかかるプロセスを反復する必要がないからである。
【００５７】
その代わりに、移動局はその所有のデータを使用してサーチスペースを狭くし、より迅速に近隣の基地局のタイミングを獲得する。特に、移動局は第１の基地局と通信しているから、移動局は第１の基地局に対するタイミングを知っている。さらに、第１の基地局はそれとその近隣の基地局との間の相対的時間差を放送しているから、移動局は第１の基地局とその近隣の基地局との間の相対的時間差を知っている。
【００５８】
１の基地局のタイミングと、第１の基地局とその近隣の基地局との間の相対的時間差を知っているので、移動局は不確実であるが近隣の基地局のタイミングを計算することができる。不確実さは通常十分に小さく、フレッシュサーチを行うとき必要とされるサーチ量と比較して近隣の基地局のタイミングを捕捉するために必要とされるサーチの量は著しく減少させることができる。典型的に、不確実さは非常に小さく、ＰＳＣサーチは不必要であり、その結果時間は著しく節約されることができる。
【００５９】
不確実さは近隣の基地局のカバー領域の関数である。上述したように３ＧＰＰ仕様は40チップ、256 チップ、または2.560 チップとして特定されるＰＮコードの不確実さを許容している。もっと小さいセルでは、不確実さは少ない。例えば半径１．５ｋｍのカバー領域を有するセルは40チップの不確実さに対応する。移動局がサーチのために40チップしか有していないときにも、移動局は近隣の基地局を迅速に捕捉することができる。対照的に、非同期ＷＣＤＭＡシステムの不確実な範囲は38,400チップである。
【００６０】
図４は疑似同期モードで動作するＷＣＤＭＡシステムのサーチ時間の減少の利点を示している。移動局10は第１の基地局12と無線通信中であるが（ステップ100 ）が、第２の基地局14とは通信していない。移動局10は第２の基地局14に近いので、移動局10は第２の基地局14からの信号強度が増加しているのを検出する（ステップ102 ）。
【００６１】
移動局10は第２の基地局14のコードおよびフレームタイミングの捕捉処理を進める。移動局10は第１の基地局12がその近隣の基地局のスクランブルコードを放送しているので、第１の基地局12からの放送から第２の基地局14のコードを獲得する。
【００６２】
移動局10は第１の基地局12によって送信されたシステム情報放送メッセージにアクセスし、特に移動局10は、システム情報放送メッセージ中の“セルへの基準時間差”フィールド中の第１の基地局12と第２の基地局14の間の相対的時間差を読取る（ステップ104 ）。移動局10は第１の基地局12のタイミングを知り、さらに第１の基地局12と第２の基地局14との間の相対的時間差を知る。この情報から、移動局10はある不確実さを有して第２の基地局14のタイミングを計算し（ステップ106 ）、第２の基地局14のタイミングを獲得する。移動局10はＲＮＣ24に対して、第２の基地局14のタイミングが獲得されていることを報告し（ステップ110 ）、また第２の基地局14の信号強度を報告してもよい。ＲＮＣ24は移動局10のアクチブセット中に第２の基地局14を含んでいてもよく、ＲＮＣ24は第１の基地局12と第２の基地局14とを介して移動局10にデータ流を中継してもよい。ＲＮＣ24はさらに移動局10に、第１の基地局12と第２の基地局14とがアクチブセット中にあり、移動局10が両方の基地局との間でデータ流送信および受信を行ってもよいことを通知することもできる。
【００６３】
第１の基地局12からの信号が弱くなり、第２の基地局14からの信号が強くなるので、第１の基地局12が第２の基地局14へハンドオフするチャンスが増加する。移動局10は第２の基地局14と第１の基地局12とを同期させることが可能であり、移動局10は両方の基地局12および14と無期限にソフトハンドオーバー状態でもよい。両方の基地局12および14と通信しながら、移動局10はまた上述したように測定レポート中でΔＴを測定し報告することができる。
【００６４】
近隣の基地局に対するサーチがより迅速に、より頻繁に行うことができるので、疑似同期ＷＣＤＭＡシステムは非同期ＷＣＤＭＡシステムにまさる改善を行うことができる。ＷＣＤＭＡシステムの容量は、移動局が強力な近隣の基地局を迅速に検出することができ、アクチブセット中にそれらの基地局を含んでいるとき全体として改善される。
【００６５】
疑似同期により与えられた減少したサーチスペースは基地局および移動局に利益を与える。第１の基地局と通信している移動局が近隣の基地局にハンドオーバーを行うとき、近隣の基地局は最初に移動局のアップリンクパイロット信号を捕捉しなければならない。アップリンクパイロット信号を捕捉するために、近隣の基地局は、移動局10がその近隣の基地局にハンドオーバーを行うことのできる最も遠い点の往復遅延に等しいタイミング範囲をサーチしなければならない。その基地局は近隣の基地局のカバー範囲の関数である。疑似同期方式により、このサーチスペースは実質上減少される。
【００６６】
疑似同期動作のさらに別の利点は、疑似同期動作が周波数間ハンドオフにおけるサーチ時間を減少させることである。周波数間ハンドオフサーチに対して、移動局は、そのシンセサイザを再同調して新しい無線周波数に同調し、所望の信号をサーチしなければならない。このプロセスの過程において、移動局は一時的に基地局と通信できなくなる。ＷＣＤＭＡ標準方式では、通信リンクが再捕捉されるときに、より高いデータレートでデータを送信することによってこの時間中のデータの喪失を避けている。
【００６７】
このような高いデータレートの送信はシステム容量を著しく減少させる。疑似同期動作により与えられる減少したサーチ時間は、移動局が基地局と一時的に通信できない時間を減少させてその結果、高いデータレートで送信されるデータの量を減少させる。このようにして、疑似同期動作は高いデータレートの送信を減少させることによってシステム容量を増強させる。
【００６８】
疑似同期動作の付加的な利点は、重要な欠点を生じないで非同期動作の性能に対して増加された性能を与えることである。換言すると、基地局の疑似同期動作に対する技術的な欠点はない。疑似同期動作に関連したタイミングに関係する利点がある理由で利用可能でない場合には、システムは非同期モードで動作されることができる。疑似同期動作の損失は近隣基地局に通信され、移動局に放送することができ、それはそれらが非同期システムであるように動作することができる。
【００６９】
本発明の種々の実施形態が説明された。上述の多くの方法は、デジタル信号記憶媒体に記憶されていることのできるハードウエア装置の機能を制御することが可能であり、デジタル信号プロセッサ装置により実行可能であるマシン読取り可能な命令として実行されることが可能である。これら、およびその他の実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＷＣＤＭＡシステムの近隣の基地局と通信する移動局を示す概略図。
【図２】測定されたタイミングパラメータを示すタイミング図。
【図３】ＷＣＤＭＡシステムの基地局の疑似同期動作に対するフロー図。
【図４】ＷＣＤＭＡシステムの基地局の疑似同期動作におけるソフトハンドオフを示すフロー図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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