[发明专利]蜂窝式正交频分复用系统中的毫微微小区的下行链路网络同步机制

说明书

交叉引用

本申请要求如下优先权：编号为61/109,999，申请日为2008/10/31，名称为“Network Synchronization Mechanism to Support Femtocell in WirelessOFDM Systems”的美国临时申请。其主题在这里一起作为参考。

技术领域

本发明是关于蜂窝式(cellular)正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，以下简称为OFDM)系统，且特别是关于蜂窝式OFDM系统中的毫微微基站的下行链路网络同步。

背景技术

随着室内(indoor)无线用户对带宽的需求持续增长，蜂窝式运营商除了提供来自室外的带宽，正尝试探究提供来自室内的带宽。然而，由于无线电信号的物理性质，蜂窝式运营商难以为室内用户提供完整的覆盖性(fullcoverage)。当前系统的通用解决方式之一是蜂窝式强波器(repeater)，但它可能降低已接收的信号的质量且无法提供信号处理。解决此难题的另一个方法是中继站(relay station)，但目前中继站尚未商业化且其仍处于开发阶段。解决此难题的又一个方法是毫微微小区(femtocell)，其通过再使用(reuse)特许频谱(licensed spectrum)作为蜂窝式网络基础建设(infrastructure)的一部分以增强室内覆盖。

图1(背景技术)是包含宏(macro)基站11与毫微微(femto)基站12的简化蜂窝式网络10的示意图。蜂窝式网络10也包含室外移动台14与室内移动台15。如图1所示，因物理障碍物及/或建筑物13产生的反射，宏基站11为室外移动台14提供较强的信号强度，而为室内移动台15提供相对微弱的信号强度。另一方面，因为毫微微基站12位于建筑物13之内，所以毫微微基站12——访问点(access point)基站(例如小型室内基站)可为室内移动台15提供高强度的信号与优良的信号质量。

毫微微小区被预期将成为4G系统的支持超高速传输的重要解决方式。电机与电子工程师学会(以下简称为IEEE)802.16m与第三代合作伙伴计划(以下简称为3GPP)RAN1&RAN2都正开发毫微微小区技术作为全球互联微波访问(以下简称为WiMAX)2.0与高级3GPP长期演进(以下简称为LTE-Advanced)系统的部分标准。由于超高速传输将导致非常高的功率消耗，且通常用于支持处于室内环境的用户使用的多媒体服务。通过使用毫微微基站，可达到更短的传输距离与更低传输功率需求以节省更多无线电资源。图2(背景技术)是WiMAX毫微微小区系统20的系统架构的示意图。

通常由全球定位系统(global positioning system，以下简称GPS)执行时序同步。GPS是提供可靠定位、导航及时序服务的全球导航卫星系统。然而，毫微微基站可能无法接收GPS信号且无法获得时序参考。图3(背景技术)是包含GPS 31的蜂窝式网络30的示意图。蜂窝式网络30也包含宏基站32与宏基站33，及毫微微基站34。如图3所示，宏基站32与宏基站33可从GPS 31接收GPS信号，而因为毫微微基站34位于建筑物35之内，所以其无法接收GPS信号且无法获得时序参考。

除GPS外，后端网络(backhaul)的控制信号也可以帮助实现不同基站之间的网络同步。然而，毫微微基站的后端网络连接对于获得的时序参考并不精确。图4(背景技术)是WiMAX毫微微小区系统40中的毫微微基站的后端网络连接的示意图。如图4所示，毫微微基站的后端网络被期望为低成本的数字用户线(xDSL)或有线数据服务接口规格(DOCSIS)链路。毫微微基站的后端网络连接并非像用于宏基站、微型(micro)基站、微微(pico)基站的专属连接那样稳健(robust)及可靠。此外，往返(round trip)的延迟也会随时间改变并导致难以精确时序精细化。因此，蜂窝式OFDM系统中的毫微微基站的下行链路网络同步仍然是一项挑战。

发明内容

本发明提供一种蜂窝式正交频分复用系统中用于毫微微基站的下行链路同步的方法。毫微微基站首先扫描从多个相邻宏基站传输的一个或多个已接收的参考信号。在扫描之前，相邻宏基站之间的下行链路传输时间已很好地同步。以移动台的观点来说，宏基站传输的无线电信号之间的抵达时间差小于OFDM符号的保护区间期间。