[发明专利]无线通信系统中的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统的无线电基站中的方法和时间同步装置。特别地本发明涉及确定无线电基站之间的时间同步偏移。

背景技术

通用移动电信系统（UMTS）是设计为继GSM之后的第三代移动通信技术中的一个。3GPP长期演进（LTE）是第三代合作伙伴项目（3GPP）内的项目来改进UMTS标准以应付改进的服务（例如更高的数据率）、改进的效率、更低的成本等方面的未来要求。通用陆地无线接入网络（UTRAN）是UMTS系统的无线电接入网络并且演进型UTRAN（e-UTRAN）是LTE系统的无线电接入网络。如图1中所示，e-UTRAN典型地包括无线连接到无线电基站（RBS）110a-c（通常被称作eNodeB）的用户设备（UE）150。eNodeB为被称作小区120a-c的一个或多个区域服务。在图1中，服务小区120a服务UE 150。小区120b和120c是相邻小区。在e-UTRAN中，eNB 110a-c直接连接到核心网络并且可通过X2接口彼此通信。然而，在UTRAN中，RBS或NodeB（NB）经由控制连接到其的NB的无线电网络控制器而连接到核心网络。

对于为何使用同步的RBS，有若干原因。在时分双工用于单独的上行链路和下行链路信号的时分双工（TDD）系统（例如TDD-LTE、TDD-UMTS以及时分同步的码分多址（TD-SCDMA））中，同步是强制的。NB需要与某一预定义的频率和相位精度同步。相位对准的要求小于3μs并且频率精度应该在50 ppb内。在不同频率用于上行链路和下行链路信号的频分双工（FDD）系统（例如 FDD-LTE和FDD-UMTS）中，时间同步是可选的。然而，对于某些服务和算法（例如组播广播单频网络（MBSFN）和小区间干扰协调）的执行，同步是必要的。一般而言，同步的无线电网络允许网络中的更高容量。

根据3GPP标准，通过全球定位系统（GPS）卫星来实现RBS间空中时间（air time）同步。来自卫星的信号指示提供绝对定时参考的GPS时间。例如，GPS时间可用于同步空中的帧时间并且因此可以实现RBS间空中时间同步。

使用GPS来同步的问题在于GPS信号可能是不可用的（例如，由于坏天气或由于出错的GPS接收器）。然而，RBS将仍然需要提供服务给UE，优选直到GPS信号恢复。典型地，对网络的操作员的要求是能够在至少GPS不可用的24小时期间提供服务给用户。这近似地是接收出错的GPS接收器的通知并发送某个来代替它所需的时间。在不存在GPS信号期间的RBS服务的持续性是系统的非常重要的特性，特别是对于同步对于功能网络是强制的TDD系统。对于FDD系统，对于维持高的系统容量和某些服务它是重要的。

当没有可接收的GPS信号时保持相位稳定性的一个方案是使用安装有恒温器的压控晶体振荡器（Oven mounted Voltage Controlled Crystal Oscillator，OVCXO），OVCXO可以在比普通振荡器更长时间期间在不存在时间参考信号的情况下维持非常高的频率稳定性。OVCXO会在24小时内没有GPS信号的情况下使能稳定的相位（+/-1,5μs）的维持，而通常用在RBS中的普通振荡器维持大约30分钟内的相位稳定性。OVCXO的缺点是它非常贵。

当没有可接收的GPS信号时改进相位稳定性的另一可能的方案是使用超级主时钟（grand master clock）和分布式从时钟概念（例如，根据IEEE 1588规格）。然而，此方案是基于特殊分组交换过程来补偿分组越过网络所耗的时间，并且由于分组时延将取决于网络负载，所以无法确保这样的方案的定时精度。另一缺点在于不支持该方案的网络元件将降低在从时钟中达到的定时精度。

发明内容

本发明的实施例的目的是解决以上略述的问题和缺点中的一些，并且当用于参考定时的GPS信号丢失时以准确且成本有效率的方式延长RBS相位稳定性。另一目的是建立FDD系统中的时间同步而不使用GPS信号。由根据独立权利要求的方法和装置并且由根据从属权利要求的实施例来实现这些目的和其它。