專利名稱：一種cdma蜂窩系統(tǒng)的主動(dòng)式上行同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用無線電定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)CDMA蜂窩系統(tǒng)的主動(dòng)式上行同步的系統(tǒng)方法，尤其涉及TD-SCDMA系統(tǒng)移動(dòng)終端的上行同步。
背景技術(shù)：
在SCDMA系統(tǒng)中，在服務(wù)基站一側(cè)要實(shí)現(xiàn)終端信號(hào)的上行同步。目前使用的方法是在服務(wù)基站一側(cè)觀察終端信號(hào)的到達(dá)時(shí)間與服務(wù)基站的基準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)間差，并不斷地發(fā)出控制命令，命令終端延遲或者提前發(fā)射信號(hào)，使終端信號(hào)的到達(dá)時(shí)間與服務(wù)基站的基準(zhǔn)時(shí)間對(duì)齊。TD-SCDMA系統(tǒng)使用了這種被動(dòng)式同步方法。
這種方法是利用上下行鏈路使服務(wù)基站和終端構(gòu)成了時(shí)間鎖定環(huán)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，受鏈路噪音的影響同步不穩(wěn)定。
如果在CDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小區(qū)內(nèi)終端信號(hào)的上行同步，會(huì)帶來一系列系統(tǒng)效益(1)減少了搜索時(shí)間；(2)減少了多用戶干擾MAI；(3)可以使用聯(lián)合檢測算法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用無線電定位技術(shù)提供一種簡單的主動(dòng)式上行同步的系統(tǒng)方法。利用信號(hào)到達(dá)時(shí)間(TOA)定位是無線電定位技術(shù)普遍使用的方法。本發(fā)明是使終端利用TOA實(shí)現(xiàn)主動(dòng)定位的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)終端信號(hào)的主動(dòng)式上行同步。
蜂窩通信環(huán)境里基站的布置如圖1所示，BS0布置在直角坐標(biāo)的原點(diǎn)BS0＝(0 0)，4個(gè)基站下行導(dǎo)頻的同步發(fā)射時(shí)間t0＝0，并在廣播信道發(fā)布基站的地理坐標(biāo)。
該方法包括如下6個(gè)步驟步驟1.終端的幀定時(shí)鎖定在接收到的，延時(shí)的BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0，使τ0＝0；步驟2.測量BS1、BS2、BS3導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰1、2、3與BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0的相對(duì)時(shí)間τ1τ2τ3；步驟3.根據(jù)無線電波傳播的原理，參照?qǐng)D2的定時(shí)關(guān)系，并利用關(guān)系R0＝cT0＝c(T0+τ0) (1)，R1＝cT1＝c(T0+τ1) (2)，
R2＝cT2＝c(T0+τ2)(3)，R3＝cT3＝c(T0+τ3)(4)，構(gòu)造以下方程，(其中c是無線電波速度)c2(T0+τ0)2＝(x0-xe)2+(y0-ye)2(5)，c2(T0+τ1)2＝(x1-xe)2+(y1-ye)2(6)，c2(T0+τ2)2＝(x2-xe)2+(y2-ye)2(7)，c2(T0+τ3)2＝(x3-xe)2+(y3-ye)2(8)；步驟4.注意到τ0＝0 x0＝0 y0＝0，并對(duì)方程(5)、(6)、(7)、(8)運(yùn)算，得到(5)-(6)x12+y12-(cτ1)2=2(x1xe+y1ye+c2τ1T0)...(9),]]>(5)-(7)x22+y22-(cτ1)2=2(x2xe+y2ye+c2τ2T0)...(10),]]>(5)-(8)x32+y32-(cτ3)2=2(x3xe+y3ye+c2τ3T0)...(11),]]>寫成矩陣形式x1y1cτ1x2y2cτ2x3y3cτ3xeyecT0=12x12+y12-(cτ1)2x22+y22-(cτ2)2x32+y32-(cτ2)2...(12),]]>令p=x1y1cτ1x2y2cτ2x3y3cτ3...(13);]]>步驟5.利用最小二乘法求xeyecT0，其中H表示矩陣轉(zhuǎn)置，xeyecT0=12(pHp)-1pHx12+y12-(cτ1)2x22+y22-(cτ2)2x32+y32-(cτ3)2...(14);]]>
步驟6.使終端發(fā)射幀定時(shí)向前調(diào)整2T0時(shí)間，終端的上行信號(hào)能夠在t0＝0時(shí)刻到達(dá)基站天線，實(shí)現(xiàn)了終端信號(hào)的主動(dòng)式上行同步。


圖1是蜂窩通信環(huán)境中基站和移動(dòng)終端的位置示意圖；圖2是本發(fā)明移動(dòng)終端一側(cè)定時(shí)關(guān)系的示意圖；具體實(shí)施方式
首先描述本發(fā)明的原理。本發(fā)明是利用無線電定位技術(shù)，終端的幀定時(shí)鎖定在接收到的，延時(shí)的BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0，使τ0＝0，根據(jù)測量數(shù)據(jù)τ1τ2τ3和從廣播信道得到的基站地理坐標(biāo)，計(jì)算出服務(wù)基站到移動(dòng)終端的延時(shí)T0，并使移動(dòng)終端的發(fā)射定時(shí)向前調(diào)整2T0，補(bǔ)償了上下行鏈路的路徑延遲，使上行信號(hào)主動(dòng)發(fā)射到基站一側(cè)的搜索窗里，實(shí)現(xiàn)了上行信號(hào)的主動(dòng)式同步。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明圖1是蜂窩通信環(huán)境中基站和移動(dòng)終端的位置示意圖，圖中基站是同步發(fā)射下行導(dǎo)頻信號(hào)，幀邊界與t0＝0對(duì)齊；并在廣播信道發(fā)布基站的地理坐標(biāo)BS0＝(x0y0)、BS1＝(x1y1)、BS2＝(x2y2)、BS3＝(x3y3)；R0、R1、R2、R3是移動(dòng)終端與基站的距離，T0、T1、T2、T3是路徑延遲時(shí)間；兩者互相對(duì)應(yīng)。BS0布置在坐標(biāo)原點(diǎn)，即BS0＝(0 0)，MS＝(xeye)是移動(dòng)終端的位置。
圖2是本發(fā)明移動(dòng)終端一側(cè)定時(shí)關(guān)系的示意圖，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是相關(guān)器的積分能量，0、1、2、3表示BS0、BS1、BS2、BS3下行導(dǎo)頻主能量信號(hào)的相關(guān)峰。終端與基站的幀定時(shí)，在時(shí)間上有一個(gè)偏移量，如果終端的幀定時(shí)鎖定在接收到的延時(shí)的BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0，這個(gè)偏移量就是T0。相關(guān)峰1、2、3與相關(guān)峰0的時(shí)間差τ1τ2τ3可以測量出來。參照以上定時(shí)關(guān)系，并根據(jù)無線電波傳播的原理，得到公式(1)、(2)、(3)、(4)；構(gòu)造出方程(5)、(6)、(7)、(8)；對(duì)其運(yùn)算得到方程(9)、(10)、(11)；寫成矩陣形式，有方程(12)。
根據(jù)方程(12)，利用最小二乘法可以同時(shí)計(jì)算出xeyecT0，這樣就得到了移動(dòng)終端的位置MS＝(xeye)，以及BS0與移動(dòng)終端MS的路徑時(shí)延T0。知道了T0，就可以使終端發(fā)射幀定時(shí)向前調(diào)整2T0時(shí)間，就補(bǔ)償了上下行鏈路的路徑延時(shí)，終端的上行信號(hào)能夠在t0＝0時(shí)刻到達(dá)基站天線，實(shí)現(xiàn)了終端上行信號(hào)的主動(dòng)式同步。
以上所述的方法，一般的通信系統(tǒng)工程師就可以在設(shè)備中順利實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用無線電定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)CDMA蜂窩系統(tǒng)主動(dòng)式上行同步的系統(tǒng)方法，其中包括步驟1.終端的幀定時(shí)鎖定在接收到的，延時(shí)的BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0，使τ0＝0；步驟2.測量BS1、BS2、BS3導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰1、2、3與BS0導(dǎo)頻主能量相關(guān)峰0的相對(duì)時(shí)間τ1τ2τ3；步驟3.根據(jù)無線電波傳播的原理，參照?qǐng)D2的定時(shí)關(guān)系，并利用關(guān)系R0＝cT0＝c(T0+τ0)(1)，R1＝cT1＝c(T0+τ1)(2)，R2＝cT2＝c(T0+τ2)(3)，R3＝cT3＝c(T0+τ1)(4)，構(gòu)造以下方程，其中c是無線電波速度，c2(T0+τ0)2＝(x0-xe)2+(y0-ye)2(5)，c2(T0+τ1)2＝(x1-xe)2+(y1-ye)2(6)，c2(T0+τ2)2＝(x2-xe)2+(y2-ye)2(7)，c2(T0+τ3)2＝(x3-xe)2+(y3-ye)2(8)；步驟4.注意到τ0＝0 x0＝0 y0＝0，并對(duì)方程(5)、(6)、(7)、(8)運(yùn)算，得到(5)-(6)x12+y12-(cτ)2=2(x1xe+y1ye+c2τ1T0)---(9),]]>(5)-(7)x22+y22-(cτ)2=2(x2xe+y2ye+c2τ2T0)---(10),]]>(5)-(8)x32+y32-(cτ3)2=2(x3xe+y3ye+c2τ3T0)---(11),]]>寫成矩陣形式x1y1cτ1x2y2cτ2x3y3cτ3xeyecT0=12x12+y12-(cτ1)2x22+y22-(cτ2)2x32+y32-(cτ3)2---(12),]]>令p=x1y1cτ1x2y2cτ2x3y3cτ3---(13)]]>步驟5.利用最小二乘法求xeyecT0，其中H表示矩陣轉(zhuǎn)置，xeyecT0=12(pHp)-1pHx12+y12-(cτ1)2x22+y22-(cτ2)2x32+y32-(cτ3)2---(14);]]>步驟6.使終端發(fā)射幀定時(shí)向前調(diào)整2T0時(shí)間，終端的上行信號(hào)能夠在t0＝0時(shí)刻到達(dá)基站天線，實(shí)現(xiàn)了終端信號(hào)的主動(dòng)式上行同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用無線電定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)CDMA蜂窩系統(tǒng)的主動(dòng)式上行同步的系統(tǒng)方法，尤其涉及TD－SCDMA系統(tǒng)移動(dòng)終端的上行同步。在SCDMA系統(tǒng)中，在服務(wù)基站一側(cè)要實(shí)現(xiàn)終端信號(hào)的上行同步。本發(fā)明是根據(jù)測量數(shù)據(jù) τ
文檔編號(hào)H04L7/00GK1905410SQ20061010417
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者倪明 申請(qǐng)人:倪明