(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局および第２の基地局のクロックを同期化するシステムであって、
無線通信信号を送信する第１の基地局と、
前記無線通信信号を受信し、かつ前記無線通信信号に従って内部クロックを調整する第２の基地局と、を備え、
前記第２の基地局は、
逆方向リンク周波数帯域で移動局から無線通信信号を受信する逆方向リンク受信サブシステムと、
順方向リンク周波数帯域で前記第１の基地局から無線通信信号を受信する順方向リンク受信サブシステムと、
前記順方向リンク受信サブシステムからの無線通信信号に従って前記内部クロックを調整するタイミング調整手段と、
前記順方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信する順方向リンク送信サブシステムと、を具備し、
前記第２の基地局はさらに、前記順方向リンク受信サブシステムが前記第１の基地局からの無線通信信号を受信している間、前記順方向リンク送信サブシステムによる信号の送信を禁止するスイッチを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記順方向リンク周波数帯域と、前記逆方向リンク周波数帯域とは異なるものであることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項３】
逆方向リンク周波数帯域で移動局から無線通信信号を受信する逆方向リンク受信サブシステムと、
順方向リンク周波数帯域で第１の基地局から無線通信信号を受信する順方向リンク受信サブシステムと、
前記順方向リンク受信サブシステムからの無線通信信号に従って内部クロックを調整するタイミング調整手段と、
前記順方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信する順方向リンク送信サブシステムと、を具備する基地局であって、
前記基地局はさらに、前記順方向リンク受信サブシステムが前記第１の基地局から無線通信信号を受信している間、前記順方向リンク送信サブシステムによる信号の送信を禁止するスイッチを含むことを特徴とする基地局。
【請求項４】
第１の基地局および第２の基地局のクロックを同期化するシステムであって、
逆方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信する第１の基地局と、
前記無線通信信号を受信し、かつ前記無線通信信号に従って内部クロックを調整する第２の基地局と、を備え、
前記第１の基地局は、
順方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信する順方向リンク送信サブシステムと、
逆方向リンク周波数帯域で移動局から無線通信信号を受信する逆方向リンク受信サブシステムと、
前記逆方向リンク周波数帯域で前記無線通信信号を送信する逆方向リンク送信サブシステムと、を含み、
前記第１の基地局はさらに、前記逆方向リンク送信サブシステムが前記逆方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信している間、逆方向リンク受信サブシステムによる前記移動局からの前記無線通信信号の受信を禁止するスイッチを含むことを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記第１の基地局は、前記無線通信信号を所定の時間に送信し、かつ前記第２の基地局は、前記無線通信信号の到着時間に基づいて前記内部クロックを調整することを特徴とする請求項４のシステム。
【請求項６】
順向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信する順方向リンク送信サブシステムと、
逆方向リンク周波数帯域で移動局から無線通信信号を受信する逆方向リンク受信サブシステムと、
前記逆方向リンク周波数帯域で前記無線通信信号を送信する逆方向リンク送信サブシステムと、を備え、
前記逆方向リンク送信サブシステムが前記逆方向リンク周波数帯域で無線通信信号を送信している間、前記逆方向リンク受信サブシステムによる前記移動局からの前記逆方向リンク信号の受信を禁止するスイッチをさらに含むことを特徴とする基地局。
【請求項７】
第１の基地局および第２の基地局のクロックを同期化するシステムであって、
第１の無線通信信号を送信する第１の基地局と、
第２の無線通信信号を送信する第２の基地局と、
前記第１の無線通信信号を受信し、かつ前記第２の無線通信信号を受信し、かつ前記第１の基地局のタイミングおよび前記第２の基地局のタイミングを示すタイミング信号を発生するダミー局と、を備え、
前記ダミー局は、前記タイミング信号を前記第１の基地局と前記第２の基地局とに送信し、前記第１の基地局が前記タイミング信号を受信した時間と、前記第２の基地局が前記タイミング信号を受信した時間とに基づいて、前記第１の基地局のタイミングと前記第２の基地局のタイミングとが訂正されることを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記ダミー局は、前記第１の無線通信信号および前記第２の無線通信信号の位相に従って前記第１の基地局のタイミングおよび前記第２の基地局のタイミングを示す前記信号を発生することを特徴とする請求項７のシステム。
【請求項９】
前記第１の無線通信信号および前記第２の無線通信信号が符号分割多元接続信号であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ダミー局は、前記第１の無線通信信号および前記第２の無線通信信号の擬似雑音拡散の位相オフセットを決定し、かつ前記第１の基地局のタイミングおよび前記第２の基地局のタイミングを示す前記信号が、前記第１の無線通信信号および前記第２の無線通信信号の擬似雑音拡散の位相オフセットに従って決定されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の基地局および前記第２の基地局のクロックを同期化するシステムであって、
無線通信信号を送信するダミー局と、
前記無線通信信号を受信し、かつ前記無線通信信号が第１の基地局に到着する時間を計算し、かつ前記無線通信信号が第１の基地局に到着する時間を示すメッセージを中央コントローラに送信する第１の基地局と、
前記無線通信信号を受信し、かつ前記無線通信信号が前記第２の基地局に到着する時間を計算し、かつ前記無線通信信号が第２の基地局に到着する時間を示すメッセージを中央コントローラに送信する第２の基地局と、
前記無線通信信号が前記第１の基地局に到着する時間を示す前記メッセージおよび前記無線通信信号が前記第２の基地局に到着する時間を示すメッセージに従ってタイミング調整メッセージを発生し、かつ前記タイミング調整メッセージを前記第１の基地局及び前記第２の基地局とに送信する中央コントローラと、を備え、
前記ダミー局は、前記中央コントローラからのリクエストメッセージに基づいてプローブ信号を前記第１の基地局と前記第２の基地局とに送信し、前記第１の基地局と前記第２の基地局とはプローブ信号を受信した時間を示す信号をそれぞれ前記中央コントローラに送信し、前記中央コントローラは、当該受信時間を示す信号をもとに前記タイミングを訂正するメッセージを前記第１の基地局と前記第２の基地局の送信することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
（Ｉ．発明の分野）
本発明は通信システムに関するものである。より詳細には、本発明は、無線通信システムで基地局を同期化する新規で、改良された方法および装置に関するものである。
【０００２】
（ＩＩ．関連技術の説明）
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は、多数のシステムユーザがある通信を容易にするいくつかの技術の中のほんの１つだけである。時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）および振幅圧伸単側波帯（ＡＣＳＳＢ）のようなＡＭ変調方式のような他の技術は公知であるけれども、ＣＤＭＡはこれらの他の変調技術よりも顕著な長所を有する。多元接続通信システムのＣＤＭＡ技術の使用は、その両方が本発明の譲受人に譲渡され、参照して組み込まれる名称が「衛星あるいは地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム」である米国特許第４，９０１，３０７号および名称が「ＣＤＭＡセルラ電話システムの信号波形を発生するシステムおよび方法」である米国特許第５，１０３，４５９号に開示されている。ＣＤＭＡ移動通信を行う方法は、ここでＩＳ‐９５と呼ばれる名称が「デュアルモード広域スペクトル拡散セルラシステムのための移動局‐基地局の適合性規格」であるＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ‐９５‐Ａで米国電気通信工業会によって米国で標準化された。
【０００３】
いま述べた特許では、各々がトランシーバを有する多数の移動局ユーザが、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散通信信号を使用して衛星中継器あるいは地上基地局（セル基地局あるいはセルサイトとしても知られている）を通して通信する多元接続技術が開示されている。ＣＤＭＡ通信を使用することによって、周波数スペクトルは複数回再使用できるので、システムユーザ容量の増加を可能にする。ＣＤＭＡ技術の使用は、他の多元接続技術を使用して得ることができるより非常に高いスペクトル効率を生じる。
【０００４】
１つの基地局から異なる伝搬路に沿って移動するデータを同時に復調し、２つ以上の基地局から余分に供給されるデータを同時に復調する方法は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照して組み込まれる名称が「ＣＤＭＡセルラ通信システムのダイバシティ受信機」である米国特許第５，１０９，３９０号（’３９０特許）に開示されている。’３９０特許では、別々に復調された信号は、任意の１つの経路によって復調されあるいは任意の１つの基地局からのデータよりも高い信頼性を有する送信データの推定を行うように結合される。
【０００５】
ハンドオフは、一般に２つの範疇、すなわちハードハンドオフおよびソフトハンドオフに分類できる。ハードハンドオフでは、移動局が発信基地局を離れ、着信基地局に入る場合、移動局は、発信基地局との移動局の通信リンクを断ち、その後着信基地局との新しい通信リンクを確立する。ソフトハンドオフでは、移動局は、着信基地局との移動局の通信リンクを断つ前に着信基地局との通信リンクを終了する。したがって、ソフトハンドオフでは、移動局は、若干の時間、発信基地局および着信基地局の両方と余分に通信する。
【０００６】
ソフトハンドオフは、ハードハンドオフよりも通話を中止する可能性がはるかに少ない。さらに、移動局が基地局のカバレッジ境界の近くに移動する場合、移動局は、環境上のわずかな変化に応じて反復ハンドオフ要求を行ってもよい。ピンポンと呼ばれるこの問題はソフトハンドオフによっても大いに減らされる。ソフトハンドオフを実行する典型的な処理は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照して組み込まれる名称が「ＣＤＭＡセルラ電話システムでソフトハンドオフ通信を行う方法およびシステム」である米国特許第５，１０１，５０１号に詳述される。
【０００７】
改良されたソフトハンドオフ技術は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照して組み込まれる名称が「ＣＤＭＡセルラ通信システムの移動局援用ソフトハンドオフ」である米国特許第５，２６７，２６１号に開示されている。’２６１特許のシステムでは、ソフトハンドオフ処理は、各基地局によって送信された「パイロット」信号の強度を移動局で測定することによって改良される。これらのパイロット強度測定は、実行可能な基地局ハンドオフ候補の表示を容易にすることによってソフトハンドオフ処理の援助のためのものである。
【０００８】
基地局候補は４つの組に分類できる。アクティブセットと呼ばれる第１の組は、目下移動局と通信している基地局を含む。候補セットと呼ばれる第２の組は、その信号が移動局に使用されているのに十分な強度の信号であると決定されるが、目下使用されていない基地局を含む。基地局の測定パイロットエネルギーが所定の閾値ＴＡＤＤを超える場合、基地局は候補セットに追加される。第３のセットは、移動局の近くにある（さらにアクティブセットあるいは候補セットに含められない）基地局のセットである。さらに、第４のセットは、全ての他の基地局からなる残りのセットである。
【０００９】
ＩＳ‐９５では、基地局候補は、基地局のパイロットチャネルの擬似雑音（ＰＮ）シーケンスの位相オフセットが特徴である。移動局が候補基地局からのパイロット信号の強度を決定するように探索する場合、移動局は、フィルタリングされた受信信号がＰＮオフセット仮説のセットに相関される相関演算を実行する。本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照して組み込まれる名称が「ＣＤＭＡ通信システムの探索捕捉を実行する方法および装置」である米国特許第５，６４４，５９１号に詳述される。
【００１０】
基地局と移動局との間の伝搬遅延は既知でない。この未知の遅延は、ＰＮ符号の未知のシフトを生じる。この探索処理は、ＰＮ符号の未知のシフトを決定することを試行する。これを行うために、移動局は、移動局のサーチャのＰＮ符号発生器の出力を時間シフトする。探索シフトの範囲は探索ウィンドウと呼ばれる。探索ウィンドウはＰＮシフト仮説の周りに中心がある。基地局は、基地局パイロットのＰＮオフセットを示すメッセージを物理的に接近して移動局に送信する。移動局は、ＰＮオフセット仮説の周りの移動局の探索ウィンドウの中心にある。
【００１１】
探索ウィンドウの適切なサイズは、パイロットの優先権、探索プロセッサの速度、およびマルチパス到着の予想遅延広がりを含むいくつかの要因によって決まる。ＣＤＭＡ規格（ＩＳ‐９５）は３つの探索ウィンドウパラメータを規定する。アクティブセットおよび候補セットの両方のパイロットの探索は、探索ウィンドウ「Ａ」によって決められる。隣接セットパイロットは、ウィンドウ「Ｎ」をくまなく探索され、残りのセットパイロットはウィンドウ「Ｒ」をくまなく探索される。サーチャウィンドウサイズは、下記の表１に与えられる。ここでチップは１／１．２２８８ＭＨｚである。
【００１２】
【表１】
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ウィンドウサイジングは、探索速度と探索ウィンドウの外側にある強い経路を欠いている確率との間のトレードオフである。
【００１３】
基地局は、移動局が移動局自体のＰＮオフセットに対して探索すべきであるＰＮ仮説を特定するメッセージを移動局に送信する。例えば、発信基地局は、移動局自体のＰＮオフセットより早くパイロットの１２８のＰＮチップを探索するように移動局に命令してもよい。移動局は、応答して、出力チップサイクルで前以て移動局のサーチャの復調器に１２８のチップを設定し、特定のオフセットの周りに中心がある探索ウィンドウを使用してパイロットを探索する。一旦移動局がハンドオフを実行するのに役立つリソースを決定するためにＰＮ仮説を探索するように命令されると、着信基地局パイロットのＰＮオフセットが命令されたオフセットに時間が非常に接近していることが重要である。必要な探索を完了する際の遅延が中止通話を生じ得るために、探索する速度は、基地局境界近くできわめて重要である。
【００１４】
米国のＣＤＭＡシステムでは、この基地局同期は、各基地局にグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）受信機を備えることによって得られる。しかしながら、基地局はＧＰＳ信号を受信できなくてもよい場合がある。例えば、地下鉄およびトンネル内では、ＧＰＳ信号は、基地局あるいはマイクロ基地局のタイミング同期のために地下鉄およびトンネルでの使用を禁止するまで減衰される。さらに、危険なサービスの操作のためのＧＰＳ信号の依存性を妨害する国家的な議題がある。
【００１５】
本発明は、少しのネットワークが集中タイミング信号を受信し、それからタイミングを得ることができ、基地局の一部が集中タイミング信号を受信できないこれらの環境でタイミング同期を行う方法およびシステムを示している。この状況は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参照して組み込まれ、１９９７年９月１９日に出願され、名称が「ＣＤＭＡ通信システムの移動局援用タイミング同期」である同時係属米国特許第０８／９３３，８８８号（’８８８出願）で扱われる。さらに、本発明は、基地局が集中タイミング信号に全然よらないタイミング同期を行う方法およびシステムを示している。
【００１６】
’８８８出願では、スレーブ基地局は、基準基地局とスレーブ基地局との間のソフトハンドオフ領域の移動局から送信され、この移動局によって受信されたメッセージによって基準基地局との同期を得る。まず第一に、移動局と基準基地局との間の往復遅延は基準基地局によって測定される。次に、スレーブ基地局は、逆方向リンク信号と呼ばれる移動局によって送信された信号を得るまで、探索する。逆方向リンク信号の捕捉に応じて、スレーブ基地局は、移動局が順方向リンク信号と呼ばれる移動局の信号を得ることができるようにスレーブ基地局のタイミングを調整する。スレーブ基地局のタイミングエラーが深刻でない場合、この工程は不必要であり得る。
【００１７】
一旦移動局がスレーブ基地局から信号を得ると、移動局は、基準基地局から移動局に移動する信号を処理する時間量とスレーブ基地局から移動局に移動する信号を処理する時間量との差を測定し、報告する。必要な最後の測定は、スレーブ基地局が移動局から逆方向リンク信号を受信する時間と信号を移動局に送信した時間との時間差のスレーブ基地局による測定である。
【００１８】
一連の計算は、スレーブ基地局間の時間差を決定するように測定時間値で実行され、スレーブ基地局タイミング調整はそれに従って実行される。前述した測定の全てはＩＳ‐９５のＣＤＭＡ通信システムの通常の動作中実行されることに注目すべきである。
【００１９】
（発明の概要）
本発明は無線通信システムにおいて基地局を同期化する新規で、改良された方法および装置である。本発明は、無線通信システムが外部基準なしに同期化されたままにする方法を示す。名称が「ＣＤＭＡ通信システムの移動局援用タイミング同期」である出願０８／９３３，８８８号に開示された１つの方法は、基地局対の相対タイミングを決定するためにハンドオフで移動局のメッセージ通信を使用することにある。測定されたタイミングエラーを与えられると、基地局のタイミングはネットワーク同期を保持するように調整される。
【００２０】
不十分なトラフィックがこのように同期を保持するためにネットワークにある場合、他の方法を使用しなければならない。１つの方法は、基地局間のタイミングの直接測定を行うことを含む。これは２つの方法の１つで行われる。基地局は、順方向リンク信号を他の基地局から受信する短い間隔全セクタでの基地局の送信を中断してもよい。他の基地局位置の情報を与えると、全ての他の基地局に対する時間エラーを得ることができる。それとは別に、基地局は、移動局送信帯域で高電力で短い信号を送信する。この信号の到着時間は、取り囲む基地局によって測定され、基地局対間の時間エラーが計算される。
【００２１】
いくつかの場合、基地局は、直接の基地局間の測定が可能でないようにネットワークの全ての他の基地局から十分隔離されてもよい。この場合、固定ダミー局は、ネットワークの隔離セルと他のセルとの間のハンドオフ領域のある場所に置かれている。固定ダミー局は、基地局のコマンドで基地局パイロットの測定を実行し、タイミング情報を報告するかあるいは基地局によって測定される特定の時間にバースト伝送を送信するかのいずれかである。
【００２２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
（Ｉ．基地局ブランキング）
移動局からの不十分なデータがハンドオフにある場合、移動局のハンドオフメッセージ通信は同期を実行するために使用できない。これは、非常にわずかなトラフィックがある場合、あるいは移動局が一般に静止している場合に可能性がある。本発明の第１の典型的な実施形態では、基地局は、隣接基地局あるいは隣接基地局のセットから順方向リンク送信を受信する。基地局は、必要なタイミング情報を他の基地局から受信された信号から抽出する。
【００２３】
全ての基地局は同じ周波数で送信するために、基地局は、他の基地局からの信号の受信を可能にするために基地局の順方向リンク送信を禁止しなければならない。図１を参照すると、基地局１０４は、基地局１０４のタイミングを基地局１００のタイミングと同期化するために順方向リンク信号を基地局１００から受信するように構成される。基地局１０４が複数のセクタ（図示せず）を有する場合、好ましくは、全セクタは、アンテナのバックローブは基地局１００からの送信の信号レベルを超えるために、順方向リンク送信を同時に中止する。順方向リンク信号を基地局１００から受信することは、基地局１０４に基地局１００から順方向リンク信号を受信するために順方向リンク受信機サブシステム１５０を有することを要求する。
【００２４】
基地局は隣接セルのカバレッジ領域のある程度の重なりを有する特定の領域をカバーするように設計されるために、基地局が他の基地局から信号を受信できることは必ずしも正確でない。しかしながら、大部分の配置では、基地局がほぼ同じ半径を有するおおよそ円形（あるいは六角形）カバレッジ領域を有する場合、基地局間の距離はカバレッジ半径の約２倍である。ＣＯＳＴ‐２３１伝搬モデルでは、パス損失は、距離の倍増で約１０あるいは１１ｄＢだけ増加し、基地局アンテナの高度は２０〜６０ｍの範囲にあると仮定する。これは、容易に下記によってオフセットされる経路損失の比較的わずかな増加である。
【００２５】
１．パイロットのより長い統合時間。送信機および受信機の両方はこの場合静止しているために、妥当な長いＰＮ統合が可能である（必要である場合）。
【００２６】
２．車内あるいは屋内の操作のために通常とられる無進入損失。
【００２７】
３．高利得基地局アンテナ。
【００２８】
４．平均移動局高度よりも大きい基地局アンテナ高度。
【００２９】
５．減少されたローカルクラスタ。
【００３０】
それで、十分な信号は大多数の場合に使用可能である。
【００３１】
順方向リンク測定を実行するために２つ以上の基地局の順方向リンク送信を同時に禁止することも必要である。例えば、一対の基地局がこれらの基地局間の明瞭な見通し（ＬＯＳ）経路を有する場合があり得るが、全ての他の隣接基地局は目に見えない。この場合、この対の１つが基地局の送信をブランキングする場合、この対の１つは、この基地局信号は他方隣接基地局のより弱い信号をマスクするので、この対の他方の基地局からの信号だけを受信できる。この対の他方の基地局はこの基地局の送信をブランキングする場合、同じ結果が生じる。この結果は、２つの基地局が隔離され、ネットワークの残りに対する２つの基地局のタイミングを決定できないことである。両方の基地局が同時にブランキングする場合、ネットワークの残りとの接続だけが可能である。同じ種類の問題は、所定の未使用の特定のパターンが使用されない限り、ネットワークから有効的に分離されるより多くの基地局の集合体で生じる。
【００３２】
ブランキングパターンを決定するために必要されるネットワークの詳細な分析を避けるために、所与の固定間隔でランダムにブランキングする簡単な方式が使用される。所定の時間間隔で、各基地局は、基地局の送信をブランキングするか否かをランダム化方法で決定する。典型的な実施形態では、ブランキングすることをランダムに決定する確率は５０％に設定される。このように、このシステムの基地局の約５０％は２、３分毎にオフである。このように、各基地局は最終的には各基地局の隣接する基地局を調べさせる。
【００３３】
基地局の既知の位置が与えられると、基地局間の伝搬遅延は到着時間推定値から取り除くことができ、セル間のタイミング差が決定できる。タイミングエラーは、多分予め確立された基地局階層に基づいて、集中プロセッサを使用するかあるいは個別基地局において処理するかのいずれかで基地局タイミングを調整するために使用できる。
【００３４】
基地局をブランキングすることは全てのアクティブ移動局に対する順方向リンクに影響を及ぼす。この影響を最少にするために、ブランキング時間は短くすべきである。順方向リンク信号が消える場合、ブランク基地局のカバレッジ領域のアクティブ移動局は、約１ｄＢ／ミリ秒だけアクティブ移動局の送信電力を増加させる。ブランキングが５ｍ秒だけである場合、回復時間は約６ｍ秒であり、大部分の移動局は単一フレームを消失するだけである。ブランキングが１０ｍ秒に延びる場合、２つ以上のフレームは消失される可能性がある。しかしながら、２分毎の２つの連続フレームの消失は、０．０３％のフレームエラー率（ＦＥＲ）増加だけである。これは１％あるいはそれ以上の典型的な操作ＦＥＲに対して重要でない。
【００３５】
基地局１００および１０４から送信される順方向リンク信号は第１の周波数で送信される。移動局（図示せず）から基地局１００および１０４に送信される逆方向リンク信号は第２の周波数で送信される。典型的な実施形態では、順方向リンク信号および逆方向リンク信号は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号である。全二重ＣＤＭＡ信号を送信する典型的な実施形態は、本発明の譲受人に譲渡され、ここで参照して取り入れられる名称が「衛星中継器あるいは地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム」である米国特許第４，９０１，３０７号に詳述される。
【００３６】
基地局１００では、パイロットシンボルおよび順方向リンクトラフィックデータは、順方向リンク変調器１０６に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器１０６は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。符号分割多元接続信号は、アンテナ１１０を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）１０８に供給される。
【００３７】
さらに、逆方向リンク信号は、アンテナ１１６を通して受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）１１４に供給される。受信機１１４は、受信逆リンク信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク復調器１１２に供給する。ＣＤＭＡ信号を復調する典型的な実施形態は、本発明の譲受人に譲渡され、ここで参照して取り入れられる名称が「スペクトル拡散多元接続通信システムのためのセルサイト復調器アーキテクチャ」である米国特許第５，６５４，９７９号に記載されている。
【００３８】
順方向リンク信号を送信し、逆方向リンク信号を受信できることに加えて、基地局１０４は、基地局１００によって送信される順方向リンク信号を受信できる。基地局１０４では、パイロットシンボルおよび順方向リンクトラフィックデータは、順方向リンク変調器１２２に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器１２２は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅し、アンテナ１１８を通して送信するためにスイッチ１２８を通して信号を供給する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）１２０に供給される。
【００３９】
逆方向リンク信号は、アンテナ１２６を通して受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）１３０に供給される。受信機１３０は、逆方向リンク周波数帯域に従って受信逆方向リンク信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク（ＲＬ）復調器１３２に供給する。逆方向リンクＣＤＭＡ信号を復調する方法および装置の典型的な実施形態は、前述された米国特許第５，６５４，９７９号に詳述されている。
【００４０】
基地局１００から送信される順方向リンク信号は基地局１０４による受信もできる。基地局１０４がタイミング同期動作を実行するように準備されている場合、スイッチ１２８は、順方向リンク送信機１２０からアンテナ１１８に送信するためのデータを供給する代わりに、アンテナ１１８によって受信された信号が順方向リンク受信機サブシステム１５０に供給されるように切り換える。順方向リンク受信機（ＦＬ    ＲＣＶＲ）１３４は、順方向リンク周波数帯域に従って受信逆方向リンク信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を順方向リンク（ＦＬ）復調器１３６に供給する。典型的な実施形態では、受信された信号は、捕捉を容易にするように供給され、トラフィックチャネルのコヒーレント復調のために供給されたパイロットシンボルを含む。順方向リンクパイロット信号を得るための典型的な実施形態は、本発明の譲受人に譲渡され、ここで参照して取り入れられる名称が「ＣＤＭＡ通信システムの探索捕捉を実行する方法および装置」である米国特許第５，６４４，５９１号に詳述される。
【００４１】
復調パイロット信号は順方向リンク復調器１３６からタイミング調整要素１３８に供給される。タイミング調整要素１３８は、順方向リンク変調器１２２に供給され、そのタイミングを調整し、基地局１００および１０４間の同期を行うタイミング補正率を決定する。
【００４２】
図２は、移動受信サブシステム１５０をより詳細に示している。基地局１０４の移動受信機サブシステム１５０は、ＰＮ発生器２０６によって発生された擬似雑音信号を基地局１００から受信された順方向リンク信号と整列させるように試みる。典型的な実施形態では、ＰＮ発生器２０６は、パイロット信号を拡散し、逆拡散するためのＰＮ符号シーケンスを発生する線形フィードバックシフトレジスタによってＰＮ信号ＰＮ１およびＰＮＱを発生する。したがって、受信パイロット信号を逆拡散するために使用される符号と受信パイロット信号のＰＮ拡散符号との間の同期を得る動作は、ＰＮ発生器２０６内の線形フィードバックシフトレジスタの時間オフセットを決定することを含む。
【００４３】
スペクトル拡散信号は、順方向受信機（ＦＬ  ＲＣＶＲ）１３４に供給される。受信機１３４は、この信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、この信号を任意のバッファ２００に供給する。バッファ２００は、受信サンプルを逆拡散要素２０２および２０４に供給する。逆拡散要素２０２および２０４は、受信信号をＰＮ発生器２０６によって発生されるＰＮ符号と乗算する。ＰＮ符号の特性のようなランダム雑音により、ＰＮ符号および受信信号の積は、本来は同期点にあることを除いてゼロにすべきである。
【００４４】
サーチャコントローラ２１８は、オフセット仮説をＰＮ発生器２０６に供給する。サーチャコントローラ２１８は、基地局からの順方向リンクパイロット信号を探索するウィンドウを決定する。典型的な実施形態では、各基地局は、基地局の隣接基地局からの所定のＰＮオフセットである。典型的な実施形態では、基地局１０４は、基地局の順方向リンクパイロット信号と基地局１００からの順方向リンクパイロット信号との間の所定のＰＮオフセット（ＰＮＲＥＬＡＴＩＶＥ）を知る。さらに、基地局１０４は、基地局１００と基地局１０４（Ｒ）との間の距離を知る。したがって、典型的な実施形態では、サーチャコントローラ２１８は、基地局のパイロット探索の中心を下記の式に従って決定されるＰＮシーケンス（ＰＮｃｅｎｔｅｒ）に置く。
【００４５】
ＰＮcenter＝ＰＮ104＋ＰＮRELATIVE＋Ｒ／ｃ                        （１）
ここで、ＰＮ１０４は、基地局１０４のＰＮオフセットであり、ｃは光速である。基地局１００および１０４が同期化された場合、パイロット信号が検出される位置にパイロット探索ウィンドウの中心を置くことによって、探索ウィンドウの中心からの偏差は基地局１００および１０４間のタイミングエラーに等しい。
【００４６】
この拡散フォーマットによれば、順方向リンク変調器１２２からの順方向リンクパイロット信号オフセットは、サーチャコントローラ２１８に供給される。サーチャコントローラ２１８は、ＰＮ発生器を進めたりあるいは遅らせたりし、基地局１００および基地局１０４の拡散符号間の所定の位相オフセットを補償する。さらに、サーチャコントローラ２１８は、基地局１００から基地局１０４に移動する信号の伝搬を補償する。ＰＮ発生器２０６の時間シフトは、ＰＮ発生器２０６内の線形シフトレジスタのタップをバンクロードすることあるいはシフトＰＮシーケンスを供給するように出力をマスクすることもしくは当該技術分野で公知であるようなこれらの２つの方法の組合せによって実行できる。基地局１００のパイロットに対する探索を実行するこの初期位相情報は、サーチャコントローラ２１８からＰＮ発生器２０６に供給される。
【００４７】
典型的な実施形態では、受信信号は、４位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）によって変調されるので、ＰＮ発生器２０６は、Ｉ変調成分に対してＰＮシーケンスおよびＱ変調成分に対して別個のシーケンスを逆拡散要素２０２および２０４に供給する。逆拡散要素２０２および２０４は、ＰＮシーケンスをこの要素の対応する変調成分と乗算し、２つの出力成分積をコヒーレント累算器２０８および２１０に供給する。
【００４８】
コヒーレント累算器２０８および２１０は、積シーケンスの長さにわたる積を加算する。コヒーレント累算器２０８および２１０は、サーチャコントローラ２１８からの信号に応じて加算期間をリセットし、ラッチし、セットする。この積の和は、加算器２０８および２１０から二乗手段２１４に供給される。二乗手段２１４は、和の各々を二乗し、この二乗数値を一緒に加算する。
【００４９】
二乗数値の和は、二乗手段２１２によって非コヒーレント結合器２１４に供給される。非コヒーレント結合器２１４は、二乗手段２１２の出力からエネルギー値を決定する。非コヒーレント累算器２１４は、基地局送信クロックと移動局受信クロックとの周波数不一致の影響に逆らうのに役立ち、フェージング環境の検出統計値を助ける。非コヒーレント累算器２１４はエネルギー信号を比較器２１６に供給する。比較器２１６は、エネルギー値とサーチャコントローラ２１８によって供給される所定の閾値とを比較する。そして、各比較の結果はサーチャコントローラ２１８にフィードバックされる。サーチャコントローラ２１８にフィードバックされる結果はこの測定値を生じた相関のエネルギーおよびＰＮオフセットの両方を含む。
【００５０】
本発明では、サーチャコントローラ２１８は、基地局１００に同期するＰＮ位相をタイミング調整要素１３８に出力する。タイミング調整要素１３８は、ＰＮオフセットを順方向リンク変調器１０６からのタイミング信号に従って発生された仮想ＰＮ位相オフセット、既知の伝搬遅延および基地局１００および１０４のＰＮシーケンス間の所定の位相オフセットと比較する。タイミングエラー信号は、タイミング調整要素１３８から順方向リンク変調器１２２に供給される。応答中順方向リンク変調器１２２は、その順方向リンク拡散信号を発生するためにそのタイミング信号を調整する。
【００５１】
提案されているヨーロッパ電気通信規格協会（以下、ＷＣＤＭＡ）のＵＭＴＳに示されている他の実施形態では、地上無線アクセスＩＴＵ‐Ｒ  ＲＴＴの候補サブミッションは、各基地局が別個のＰＮシーケンス発生器（直交ゴールドコード発生器と呼ばれる）を使用するＰＮ拡散の方法を示している。初期の捕捉およびハンドオフを容易にするために、移動局が次には捕捉時間を減少させ、ハンドオフ中の中止通話の確率を減少させる減少された探索推測ウィンドウを探索できるように基地局のＰＮシーケンス時間を整列させることが望ましい。
【００５２】
提案されたＷＣＤＭＡ拡散フォーマットによれば、順方向リンク変調器１２２からのタイミング信号は、サーチャコントローラ２１８に供給される。サーチャコントローラ２１８は、基地局１００から基地局１０４までの既知の伝搬経路遅延に従ってこのタイミング信号を補償する。これは、ＰＮ発生器２０６を初期化するために使用される位相基準を提供する。ＰＮ発生器２０６は、このタイミングオフセットに従ってバンクロードできる。異なる拡散機能に基づいてシステムを同期化させることと単一拡散機能のオフセットの異なる拡散機能ベースとの主要差異は、異なる拡散機能のこれらのシステムベースが２つの拡散機能の既知位相に対する時間である受信拡散機能から時間基準を抽出する付加工程を必要とすることである。
【００５３】
（ＩＩ．移動周波数で基地局からの送信）
隣接基地局送信のブランキング基地局送信および検出の代替物は、移動局送信周波数で基地局から短いプローブを周期的に送信することにある。通常、基地局の近くのＣＤＭＡ移動局送信は非常に低い電力にあるが、これらの短い送信は、隣接基地局に到着するのに十分な電力での送信である。基地局が逆リンク周波数帯域で送信する時間間隔では、基地局の逆方向リンク受信機は、基地局のカバレッジ領域の移動局からの逆方向リンク信号を復調することができない。さらに、他の近くの基地局は、基地局からの逆方向リンク送信によって悪影響を及ぼされるかもしれなく、フレーム消去が結果として生じる。基地局ブランキングのように、これは、たまに生じるので、全システム性能はほんの少しだけ影響を及ぼされる。
【００５４】
これらの送信のスケジューリングは必要であるので、全基地局は、何時にタイミングプローブを探索するかを知る。同期が必要である基地局は、基地局のプローブの測定が隣接する基地局によって実行されるべきであることを要求する。次に、基地局タイミングを示すデータは、タイミングエラー値のセットを発生するように基地局間の既知の距離と併用される。前述の方法のように、次に、タイミングエラー値は、ネットワークのいろいろの基地局のタイミングを調整するために使用される。
【００５５】
基地局ブランキング方式のように、基地局から基地局へのプローブの送信のためのリンクバジェットは、より大きな距離による付加経路損失を克服するのに十分でなければならない。経路損失の同じ１０あるいは１１ｄＢの増加は予想されるべきであり、前述の同じ緩和係数はこの方式に適用する。基地局がその送信機のために標準移動局電力増幅器（〜２００ｍＷ）を使用すると仮定するならば、基地局ブランキング方式は、基地局パイロットが基地局ＨＰＡの１０〜２０％で通常送信される、すなわちパイロットが約１〜４Ｗで送信されることが与えられるとすると、より大きなリンクマージンを有する。しかしながら、前述の係数は、電力増幅器サイズのよりも非常に大きいので、大部分のネットワークに関して、どちらかの技術は同様に適切に適用する。
【００５６】
図３は、２つの基地局、すなわち基地局３００と基地局３０４との間のタイミングを同期化する第２の典型的な実施形態を示している。前述のように、順方向リンク信号は、第１の周波数帯域で送信され、逆方向リンク信号は第２の周波数帯域で送信される。典型的な実施形態では、順方向リンク信号および逆方向リンク信号は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号である。
【００５７】
前述されるように、基地局３００は、何時基地局３０４からのプローブシーケンスを探索するかを知る。この情報を基地局３００に供給する１つの方法は、基地局３０４が基地局３００および基地局３０４の両方と通信している基地局コントローラ（図示せず）にリクエストメッセージを送信することにある。基地局３０４からのリクエストメッセージに応じて、基地局コントローラは、プローブが基地局３０４によって送信され、このメッセージを基地局３００に供給されるべきである時間を示すプローブスケジュールメッセージを発生する。基地局３００でプローブを受信するための予定の時間と基地局３００が基地局３０４からプローブを受信する時間との差は、基地局３０４のタイミングクロックが正しいと仮定すると基地局３００の時間エラーである。
【００５８】
基地局３０４は、典型的な動作に必要な回路の全てを含む。さらに、基地局３０４は、逆方向リンク信号を同時に禁止している間逆方向リンク周波数帯域でメッセージを送信する機能を含んでいる。基地局３０４では、パイロットシンボルおよび順方向リンクトラフィックデータは、順方向リンク変調器３２２に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器３２２は、米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、アンテナ３１８を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）３２０に供給される。
【００５９】
逆リンク信号は、アンテナ３２６を通して受信され、スイッチ３２４を通して逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）３３０に供給される。受信機３３０は、受信逆方向リンク信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク（ＲＬ）復調器２３２に供給する。ＣＤＭＡ信号を復調する方法および装置の典型的な実施形態は前述の米国特許第５，６５４，９７９号に記載されている。
【００６０】
基地局３０４が逆方向リンク上の同期プローブを基地局３００に送信する準備ができている場合、スイッチ３２４は、アンテナ３２６上で受信されたデータを受信機３３０に供給する代わりに、送信するためのデータは、スイッチ３２４によって逆方向リンク送信機（ＲＬ  ＴＭＴＲ）３２５からアンテナ３２６に供給されるように切り替える。スイッチ３２４の切り替えによって、逆方向リンク周波数で送信されたタイミングメッセージは、逆方向リンク受信機３３０によって受信されることを防止する。これによって、逆方向リンク上の基地局３０４から送信される信号は基地局３０４の受信機ハードウェアを損傷することを防止する。
【００６１】
指定時間（ｔｔｒａｍｓｍｉｔ）に、タイミング要素３５０は、トリガ信号をメッセージ発生器３３７およびスイッチ３２４に出力する。スイッチ３２４は、タイミング要素３５０からのトリガ信号に応じて切り替える。タイミング要素３５０からの切り替え信号に応じて、メッセージ発生器（ＭＳＧ  ＧＥＮ）３３７は、逆方向リンク送信機（ＲＬ  ＴＭＴＲ）３５２に供給される所定のシンボルシーケンスを発生する。逆方向リンク送信機３５２は、この信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する。逆方向リンク送信機３５２によって出力された信号は、アンテナ３２６を通して送信するためにスイッチ３２４を通して供給される。
【００６２】
基地局３００では、パイロットシンボルおよびトラフィックデータは順方向リンク（ＦＬ）変調器３０６に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器３０６は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、ＣＤＭＡ信号は、アンテナ３１０を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）３０８に供給される。
【００６３】
逆方向リンク信号は、アンテナ３１６を通して基地局３００で受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）３１４に供給される。受信機３１４は、受信逆方向リンク信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号をスイッチ３１５を通して逆方向リンク（ＲＬ）復調器３１２に供給する。逆方向リンクＣＤＭＡ信号を復調する典型的な実施形態は、前述された米国特許第５，６５４，９７９号に記載されている。
【００６４】
指定時間に、スイッチ３１５は、スイッチ３１５を通して逆方向リンクデータを整合フィルタ（ＭＦ）３１５に供給するように切り替える。典型的な実施形態では、スイッチ３１５を切り替える指定時間（ｔｓｗｉｔｃｈ）は、下記の式に従って決定される。
【００６５】
ｔswitch＝ttransmit＋Ｒ／ｃ−twindow／２                          （２）ここで、ｔｔｒａｎｓｍｉｔは、プローブを基地局３０４から送信する指定時間であり、Ｒは基地局３００と基地局３０４との間の距離であり、ｃは光速であり、ｔｗｉｎｄｏｗは、基地局３００が基地局３０４からのプローブを探索するウィンドウ関数である。
【００６６】
指定されたスイッチング時間で、受信信号はスイッチ３１５を通して整合フィルタ３１７に供給される。スイッチ３１５の第１の実施形態では、スイッチ３１５は、逆方向リンク信号を整合フィルタ３１７に供給している間、逆方向リンク信号を逆方向リンク復調器３１２を供給し続ける。このプローブが、逆方向リンクが送信中本来中断されるのに十分なエネルギーで送信される場合、スイッチ３１５は、ある期間、逆方向リンク信号を逆方向リンク復調器３１２に供給することを禁止してもよい。
【００６７】
整合フィルタ３１７は、所定の送信シーケンスのためにこのフィルタの出力で最大信号対雑音電力比を供給するように設計される。整合フィルタ３１７の実現は当該技術で周知である。整合フィルタ３１７を実現する２つの方法は、畳込みベース整合フィルタおよび相関器ベース整合フィルタの使用を含む。所定のシーケンスが受信される場合、整合フィルタ３１７の機能は高電力信号を出力することにある。
【００６８】
整合フィルタ３１７から出力はエネルギー検出器３１９に供給される。エネルギー検出器３１９は、整合フィルタ３１７からの十分高い相関エネルギーの識別によって同期プローブの受信を検出する。同期プローブの受信の検出の際に、エネルギー検出器３１９は、信号をタイミング調整要素３２１に送信する。タイミング調整要素３２１は、基地局３０４からの受信の時間を基地局３０４からプローブを受信することを予想した時間と比較し、前述されたように、この差は基地局３００と基地局３０４との間のタイミングエラーを示す。タイミング調整信号は、タイミング調整要素３２１から順方向リンク復調器３０６に供給される。タイミング調整信号に応じて、基地局３００の内部クロックは調整される。
【００６９】
（ＩＩＩ．基地局送信を測定するための固定局の使用）
少しの他の基地局も調べることができない基地局がある場合、上記の方法に関する問題は生じる。例えば、地下鉄の中の基地局は全て他の基地局から分離されてもよいが、他の基地局とハンドオフである移動局から信号をなお受信できる。効果的に、この信号は、一方の基地局から他方の基地局に進むために非常に鋭い角を一周する必要があるが、適切な位置の移動局は両方の基地局からの信号を受信できる。
【００７０】
基地局間の伝搬経路が全然ないこれらの場合をカバーするために、コマンドでパイロット位相測定値を供給する固定ダミー局が設置される。固定ダミー局は静止していて、既知の位置にあるので、固定ダミー局が両方の基地局からのパイロットを測定し、この測定値を基地局の中の１つに報告できる限り、２つの基地局間のタイミングエラーの推定を行うことができる。基地局は、他方の基地局に対して基地局のタイミングを決定するためにメッセージで報告された相対パイロット遅延とともに基地局から固定ダミー局までの距離を使用する。
【００７１】
固定ダミー局を基地局が同じ電力レベルに近い領域に入れることは困難である場合、両基地局の遅延を測定するためにより近い基地局のブランキングを使用することは必要であり得る。これを行うために、基地局は、固定ダミー局に２つのパイロット測定、一方のパイロット測定はブランキング前、他方のパイロット測定はブランキング中に実行することを知らせる。したがって、これらの測定の情報の組合せは２つのパイロットで同時に行われる単一の測定と相当する。
【００７２】
固定ダミー局の性能は測定される基地局の相対強度によって決まる。−７ｄＢのＥｃ／Ｉｏｒのパイロットおよび１０ｄＢのより強い他の基地局を仮定すると、弱いパイロットは−１７ｄＢのＥｃ／Ｉｏである。レイリーフェージングの９０％検出確率および１０％の間違った警報率を得るために、２１ｄＢのＳＮＲが必要であるので、６０００チップ以上の統合が必要である。これは１．２３ＭＨｚのチップ速度に対して約５ｍｓｅｃである。他の基地局が２０ｄＢよりも強い場合、５０ｍｓｅｃ以上の統合が必要である。５０ｍｓｅｃ以上のコヒーレント統合は多分固定ダミー局に対して可能であるが、いろいろの遅延仮説を考察する重要な処理を必要とする。コヒーレント統合の受容できるレベルは、２つの基地局間の経路損失が近くの基地局をブランキングする要求を避けるためにいかに厳密に整合されるかを決定する。
【００７３】
図４は、基地局間の伝搬経路が全然ない場合を示している。障害物４００は、基地局４０２と基地局４０４との間にいかなる伝搬経路も妨害する。基地局４０２と４０４との間の伝搬経路の欠如を処理するために、固定ダミー局４０６は、基地局４０２と固定ダミー局４０６との間および基地局４０４と固定ダミー局４０６との間に伝搬経路があるように置かれている。固定ダミー局は静止していて、既知の位置にあるために、固定ダミー局が両方の基地局からの順方向リンク信号の位相を測定し、この測定値を基地局の中の１つに報告できる限り、２つの基地局間のタイミングエラーの推定を行うことができる。
【００７４】
基地局４０２では、パイロットおよびトラフィックシンボルは、順方向リンク（ＦＬ）変調器４０８に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器４０８は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、アンテナ４１２を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）４１０に供給される。逆方向リンク信号は、アンテナ４１４を通して受信され、逆リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）４１６に供給される。受信機４１６は、受信された逆方向リンク信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク復調器４１８に供給する。ＣＤＭＡ信号を復調する方法および装置の典型的な実施形態は前述の米国特許第５，６５４，９７９号に記載されている。
【００７５】
同様に、基地局４０４では、パイロットおよびトラフィックシンボルは、順方向リンク（ＦＬ）変調器４２０に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器４２０は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、アンテナ４２４を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）４２２に供給される。逆方向リンク信号は、アンテナ４３０を通して受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）４２８に供給される。受信機４２８は、受信された逆方向リンク信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク（ＲＬ）復調器４２６に供給する。
【００７６】
基地局４０２および４０４の両方からの順方向リンク信号は、固定ダミー局４０６のアンテナ４３２によって受信される。この信号は、デュプレクサ４３４を通して受信機（ＲＣＶＲ）４３６に供給される。受信機４３６は、この信号を逆方向リンク周波数に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅する。受信信号はサーチャ（ＳＥＡＲＣＨ）４３８に供給される。サーチャ４３８は、基地局４０２および４０４によって送信された順方向リンク信号のＰＮオフセットを決定する。典型的な実施形態では、順方向リンク信号は、基地局４０２および４０４からの順方向リンク信号のより容易な捕捉のために使用できるパイロットシンボルのセットを含む。
【００７７】
受信された順方向リンク信号のＰＮオフセットはメッセージ発生器（ＭＳＧ  ＧＥＮ）４４０に供給される。メッセージ発生器４４０は、基地局４０２および４０４からの受信信号のＰＮオフセットを示すメッセージを発生し、このメッセージを変調器（ＭＯＤ）４４２に供給する。典型的な実施形態では、変調器４４２は米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるようなＣＤＭＡ変調器である。
【００７８】
典型的な実施形態では、メッセージは、基地局４０２あるいは基地局４０４のいずれかのアクセスチャネル上のアクセスプローブとして送信される。アクセスチャネルの生成は当該技術分野で周知である。ＩＳ‐９５方式のＣＤＭＡアクセスチャネルの典型的な実施形態では、アクセスプローブは、基地局および固定ダミー局４０６によって識別される所定の長いＰＮシーケンスを使用して最初にカバーされる。典型的な実施形態では、次にプローブは短いＰＮシーケンスによってカバーされ、次に基地局に送信される。ＣＤＭＡ通信システムのアクセスチャネルを生成する典型的な実施形態は、本発明の譲受人に譲渡され、ここで参照して組み込まれる名称が「ＣＤＭＡセルラ通信システムの基地局を同時にアクセスする移動局間のメッセージ衝突を減少させる装置および方法」である米国特許第５，５４４，１９６号に詳述される。
【００７９】
典型的な実施形態では、基地局４０２および４０４からの検出パイロットのＰＮオフセットに関する情報を伝えるアクセスプローブは、基地局４０２あるいは基地局４０４のいずれかによって受信される。典型的な実施形態では、アクセスプローブは基地局４０４に送信される。基地局４０４では、このプローブは、アンテナ４３０によって受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）４２８に供給される。受信機４２８は、受信プローブを逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅する。次に、受信信号は、プローブを復調し、測定されたＰＮ位相オフセットを抽出する逆方向リンク（ＲＬ）復調器４２４に供給される。
【００８０】
測定されたＰＮ位相オフセットは、制御プロセッサ（ＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｃ）４４６に供給される。制御プロセッサ４４６は、上記式（１）に対して記載されているように基地局４０４と基地局４０２との間のタイミングの相対エラーを計算する。計算されたタイミングの変化は、計算されたタイミング調整に応じて基地局４０４のクロックを基地局４０２のクロックと同期させるタイミング調整要素４４８に供給される。
【００８１】
基地局の必要なタイミング調整を行うことはタイミングの高速な調整を行う。他の実施形態では、基地局４０４は、アクセスプローブの情報を基地局コントローラ（図示せず）のような中央コントローラに送り返すことができる。次に、必要な計算は基地局コントローラで実行でき、必要なタイミングシフトは、次に基地局に送り返すことができる。この実施形態は、多数の基地局からの情報が共同で評価できる付加要因を有し、システム全体の同期はより少なくい例で実行できる。
【００８２】
（ＩＶ．プローブを基地局に送信するための固定局の使用）
固定ダミー局も、コマンドでプローブを送信するために使用されてもよい。これらのプローブは、タイミングが調整されるべきである所望の隣接セルのセットに到達するのに十分な電力レベルで送信される。前述された移動測定のように、時間エラー推定は、基地局への到達時間測定値およびセルから固定移動局までの既知の距離から得られる。
【００８３】
図５を参照すると、同期が基地局５０２と基地局５０４との間によって実行されるべきである場合、リクエストメッセージは移動局５０６に送信される。プローブリクエストメッセージは、アンテナ５４２によって固定ダミー局５０６で受信される。受信信号はデュプレクサ５４４を通して順方向リンク受信機（ＲＣＶＲ）５４６に供給される。受信機５４６は、受信信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅する。受信信号は、受信信号を復調し、プローブリクエストメッセージの受信を検出する復調器（Ｄｅｍｏｄ）５４８に供給される。
【００８４】
プローブリクエストメッセージの受信の際に、復調器５４８は、トリガ信号をメッセージ発生器（ＭＳＧ  ＧＥＮ）５５０に供給する。メッセージ発生器５５０は、所定のシンボルシーケンスを発生し、このシーケンスを逆方向リンク送信機（ＴＭＴＲ）５５２に供給する。送信機５５２は、この信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってアップコンバートし、フィルタリングし、増幅し、アンテナ５４２によって送信するためにデュプレクサ５４４を通して供給する。
【００８５】
基地局５０４で、プローブ信号は、アンテナ５４０によって受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）５３８に供給される。逆方向リンク受信機５３８は、この信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、この信号を整合フィルタ５３６に供給する。整合フィルタ５３６は、そのエネルギーが受信シンボルシーケンスに対する予想プローブシンボルの相関に比例する出力信号を発生する。このエネルギー値は制御プロセッサ５３４に供給される。プローブシーケンスの検出の際、制御プロセッサ５３４は、固定ダミー局５０６からのプローブシーケンスの受信の時間を示す信号を基地局コントローラ５０６に供給する。
【００８６】
同様に、基地局５０２で、プローブ信号は、アンテナ５１８によって受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）５２０に供給される。逆方向リンク受信機５２０は、この信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、この信号を整合フィルタ（ＭＦ）５２２に供給する。整合フィルタ５２２は、そのエネルギーが受信シンボルシーケンスに対する予想プローブシンボルの相関に比例する出力信号を発生する。エネルギー値は制御プロセッサ５３４に供給される。プローブシーケンスの検出の際に、制御プロセッサ５３４は、固定ダミー局５０６からのプローブシーケンスの受信時間を示す信号を基地局コントローラに供給する。基地局コントローラは、基地局５０４および５０２間のタイミングエラー訂正を決定し、上記の式（２）に従ってタイミング訂正を示すメッセージを基地局５０４および５０６に送信する。
【００８７】
基地局５０２では、タイミングエラー訂正信号はタイミング調整信号をクロック５１６に供給する制御プロセッサ５２４によって受信される。次に、調整クロック信号は、下りのデータを拡散するために使用されるＰＮシーケンスの生成において順方向リンク（ＦＬ）変調器５１０によって使用される。順方向リンク変調器５１０に供給されるパイロットおよびトラフィックシンボルは、補正クロック信号に従って決定されたＰＮシーケンスに従って拡散される。拡散信号は、順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）５１２に供給される。送信機５１２は、この信号を順方向リンク周波数帯域に従ってアップコンバートし、フィルタリングし、増幅し、結果として生じる信号をアンテナ５１４に送信するために供給する。
【００８８】
同様に、基地局５０４では、タイミングエラー訂正信号は、タイミング調整信号をクロック５３２に供給する制御プロセッサ５３４によって受信される。次に、調整クロック信号は、下りのデータを拡散するために使用されるＰＮシーケンスの生成において順方向リンク（ＦＬ）変調器５３０によって使用される。順方向リンク変調器５３０に供給されるパイロットおよびトラフィックシンボルは、補正クロック信号に従って決定されたＰＮシーケンスに従って拡散される。拡散信号は、順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）５３２に供給される。送信機５２８は、この信号を順方向リンク周波数帯域に従ってアップコンバートし、フィルタリングし、増幅し、結果として生じる信号をアンテナ５２６に送信するために供給する。
【００８９】
（Ｖ．固定トランスポンダ）
基地局同期のための本発明の第５の実施形態は簡単なトランスポンダの使用を含む。前述された方法の固定ダミー局のように、このトランスポンダは、２つあるいはそれ以上の基地局から信号を受信できるように置かれる。
【００９０】
トランスポンダは、短時間順方向リンク上の受信信号を周期的にディジタル化し、記憶し、逆方向リンク上のこれらのサンプルを再送信する。それで、トランスポンダは、基地局の相対タイミングを決定するために使用されてもよい基地局パイロット送信のスナップショットを得る。トランスポンダでこの情報を処理するよりもむしろ、この情報は単に分析のために基地局に単に中継される。この方式によって、低コスト、低電力装置を使用できる。トランスポンダも、入力順方向リンク信号の周波数変換を単に実行し、この信号を記憶しないで逆方向リンク上で再送信してもよい。これは、トランスポンダが同時に受信し、送信することを必要とするが、Ａ／Ｄ変換の要求およびサンプルの記憶を避ける。
【００９１】
トランスポンダは、一般にＣＤＭＡシステムと同期化されない。トランスポンダ送信を検出するために基地局での処理を簡単にするために、送信は一定の間隔（例えば、１０分ほど毎に）実行される。パルスのタイミングの曖昧さは、まさに送信間の時間にわたるトランスポンダクロックのエラーによる。３×１０−７のクロック精度（十分低い電力ＴＣＸＯ）の場合、ドリフトは１０分毎に１８０μｓｅｃだけである。
【００９２】
基地局探索をさらに簡単にするために、トランスポンダは、妥当な高電力レベルでそのバースト伝送を送信する。これは、たまに生じるので、システム性能の著しい低下を全然生じない。この送信は、短い一定のプリアンブル、すなわち基地局で簡単な整合フィルタによって検出されてもよい特定のトランスポンダに固有なＰＮ符号によっても進行されてもよい。
【００９３】
図６を参照すると、基地局６０２では、パイロットおよびトラフィックシンボルは順方向リンク（ＦＬ）変調器６０８に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器６０８は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、アンテナ６１２を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）６１０に供給される。逆方向リンク信号は、アンテナ６１４を通して受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）６１６に供給される。受信機６１６は、受信逆方向リンク信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号をスイッチ６１７を通して逆方向リンク復調器６１８に供給する。ＣＤＭＡ信号を復調する方法および装置の典型的な実施形態は、前述の米国特許第５，６５４，９７９号に記載されている。
【００９４】
同様に、基地局６０４では、パイロットおよびトラフィックシンボルは、順方向リンク（ＦＬ）変調器６２０に供給される。典型的な実施形態では、順方向リンク変調器６２０は、前述の米国特許第５，１０３，４５９号に詳述されるような符号分割多元接続変調器である。次に、符号分割多元接続信号は、アンテナ６２４を通して送信するための順方向リンク信号をアップコンバートし、フィルタリングし、増幅する順方向リンク送信機（ＦＬ  ＴＭＴＲ）６２２に供給される。逆方向リンク信号は、アンテナ６３０を通して受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）６２８に供給される。受信機６２８は、逆方向リンク周波数に従って受信逆方向リンク信号をダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅し、受信信号を逆方向リンク（ＲＬ）復調器６２６に供給する。
【００９５】
基地局６０２および６０４の両方からの順方向リンク信号は、固定ダミー局６０６のアンテナ６３２によって受信される。この信号は、デュプレクサ６３４を通して受信機（ＲＣＶＲ）６３６に供給される。受信機６３６は、この信号を逆方向リンク周波数に従ってダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅する。この受信信号は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）６３８に供給される。受信信号のディジタル化サンプルは、ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６４０に供給される。ディジタル／アナログ変換器６４０は、受信ディジタル化サンプルを変換し、逆方向リンク周波数に変換するためにアナログフォーマット化に戻す。ディジタル化サンプルは、この信号を逆方向リンク周波数帯域に従ってアップコンバートし、フィルタリングし、増幅し、この信号をアンテナ６３２を通して送信するためにデュプレクサ６３４を通して供給する送信機（ＴＭＴＲ）６４に供給される。
【００９６】
典型的な実施形態では、順方向リンク周波数帯域の受信ディジタル化サンプルの周波数変換である固定ダミー局６０６からのバースト伝送は、基地局６０４あるいは基地局６０２のいずれかによって受信される。プローブが基地局６０２で受信される場合、プローブは、アンテナ６１４によって受信され、逆方向リンク受信機（ＲＬ  ＲＣＶＲ）６１６に供給される。受信機６１６は、逆方向リンク周波数帯域に従って受信プローブをダウンコンバートし、フィルタリングし、増幅する。所定の時間間隔で、プローブが到着することが予想される場合、スイッチ６１７は受信信号をサーチャ６１９に供給される。
【００９７】
サーチャ６１９は、トランスポンダ６０６によって中継される基地局送信の相対位相を決定する。トランスポンダはネットワークと同期化されていないので、ＰＮサーチャは、トランスポンダの予想送信時間の周りのウィンドウのための信号を調査しなければならなく、若干のタイミングドリフトは最後のバースト伝送以来生じてもよい。サーチャ６１９は、第１の実施形態の順方向リンク復調器１３６に関して記載されているように順方向リンクサーチャ動作を実行する。サーチャ６１９は、基地局６０２および６０４から順方向リンク信号の位相を検出する。典型的な実施形態では、サーチャ６１９は、基地局６０２および６０４からパイロットチャネルの位相オフセットを検出する。
【００９８】
サーチャ６１９は、順方向リンク信号の検出位相を基地局６０２および６０４の内部クロックを同期化する必要がある調整を計算する制御プロセッサ６５０に供給する。このタイミング調整は、サーチャを実行した基地局によって適用されるかあるいは基地局６０４に中継される逆送リンク上の基地局コントローラに送信されるかのいずれかである。
【００９９】
タイミング調整が基地局６０２によって実行されるべきである場合、制御プロセッサ６５０は、基地局６０２の内部タイミングに必要な変更を計算し、クロック６５２のこの変更を示す信号を供給する。クロック６５２は、この信号に従ってクロックのタイミングを調整し、順方向リンク変調器６０８は、基地局６０２からの順方向リンク信号の変調で調整クロックを使用する。
【０１００】
タイミング調整が基地局６０２によって実行されるべきである場合、制御プロセッサ６５０は、基地局６０４の内部タイミングに必要な変更を計算し、基地局コントローラ６５４のこの変更を示す信号を供給する。基地局コントローラ６５４は、タイミング調整を示すメッセージを基地局６０４の制御プロセッサ６４６に送信する。制御プロセッサ６４６は、クロック６４８のどのタイミングが調整されるかに応じて信号をクロック６４８に送信する。クロック６４８は、この信号に従ってクロックのタイミングを調整し、順方向リンク変調器６２０は、基地局６０４からの順方向リンク信号の変調で調整クロックを使用する。
【０１０１】
好ましい実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を製造あるいは使用することができるように提供される。これらの実施形態のいろいろの修正は、当業者に容易に明らかであり、ここに規定された一般的な原理は本発明力を使用しないで他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に限定されることを意図しないで、ここに開示された原理および新規の特徴と一致した最も広い範囲に一致されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的および長所は、同じ参照文字が相応してあらゆる部分で識別する図面とともに詳細な説明が行われる場合、上記に詳述される詳細な説明からより明らかになる。
【図１】  基地局が隣接する基地局の順方向リンク信号を受信し、受信信号に従って基地局のタイミングを調整する本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】  移動局受信サブシステムを示すブロック図である。
【図３】  基地局が、受信信号に従って基地局のタイミングを調整する隣接基地局に逆方向リンク上のメッセージを送信できる本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図４】  固定ダミー局が順方向リンク信号を２つの基地局から受信し、固定ダミー局で受信されたときの２つの基地局のタイミング関係を示すメッセージを基地局の１つに送信する本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図５】  固定ダミー局が基地局の内部クロックを同期化するためにプローブの到着時間を使用する２つの基地局にプローブを送信する本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【図６】  固定ダミー局が、順方向リンク信号を２つの基地局から受信し、受信信号が同期化を行うために使用できるように受信信号を基地局に送り返す第６の実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
１００  基地局
１０４  基地局
１０６  順方向リンク変調器
１０８  順方向リンク送信機
１１０  アンテナ
１１２  逆方向リンク復調器
１１４  逆方向リンク受信機
１１６  アンテナ
１１８  アンテナ
１２０  順方向リンク送信機
１２２  順方向リンク変調器
１２６  アンテナ
１２８  スイッチ
１３０  逆方向リンク受信機
１３２  逆方向リンク復調器
１３４  順方向リンク受信機
１３６  順方向リンク（ＦＬ）復調器
１３８  タイミング調整要素
１５０  順方向リンク受信機サブシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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