CN100558019C - 一种时分双工系统的初始上行同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分双工(TDD)系统的初始上行同步方法，应用于高速数据传输系统中，在每个控制周期内设置时间段T1和时间段T2。该方法包括：在高速数据传输TDD系统中，在一个控制周期设置两个时间段，分别为时间段T1和时间段T2，所有发送初始上行同步建立请求的用户终端，将其对应的上行同步码在T1时间段发送；而网络侧则在T2时间段集中发送对上行同步请求的响应。该方法可以实现在控制信息传输集中发射情况下，用户终端与网络的初始上行同步。

Description

一种时分双工系统的初始上行同步方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的上行同步技术，特别是指在高速数据传输的时分双工(TDD)系统中的初始上行同步方法。

背景技术

时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统是基于TDD模式的，即上行和下行同处于一个频段，不需要成对的频率，因此频谱利用率高，上下行资源的相关性大。但其干扰情况比频分双工(FDD)系统相对复杂，所以为了减少干扰，TDD系统引入上行同步的概念。

TD-SCDMA系统的物理信道由无线帧构成，每个无线帧又分为两个连续的子帧，每个子帧由上下行七个业务时隙和三个特殊时隙组成。子帧的结构如图1所示，在七个业务时隙中第0个时隙固定分配给下行，第1个时隙固定分配给上行，其余的时隙可以在上下行之间任意分配。斜线填充部分的三个特殊时隙分别为下行导频时隙(DwPTS)，上行导频时隙(UpPTS)，以及保护时隙(GP)。其中，DwPTS时隙用来发送下行同步码，完成下行同步；UpPTS时隙用来发送上行同步码，完成初始的上行同步。由于每个小区中所使用的下行同步码只有一个，它对应八个不同的上行同步码，该对应关系是确定的。而且，当用户处于空闲状态时，需要保持下行同步并收听广播信息，并从可用的上行同步码中随机选取之一，用于初始上行同步。

参见图2所示，TD-SCDMA系统中的初始上行同步过程如下：

步骤201、基站向用户终端发送DwPTS，用户终端获得下行同步码后，根据下行同步码完成下行同步。

步骤202、用户终端根据上、下行同步码之间的对应关系，得到可以使用的上行同步码。由于一个下行同步码对应多个上行同步码，这里，用户终端是通过随机方式选择一个可使用的上行同步码。

步骤201～202是建立下行同步的过程。下行同步是上行同步的前提，当用户终端开机后，其必须首先与小区建立下行同步，并且只有在建立下行同步之后，才能开始建立上行同步。

步骤203、用户终端向基站发送UpPTS。

步骤204、基站搜索并检测到用户终端发送的UpPTS后，估计出该用户对应的上行发送时间和发射功率的调整信息。

步骤205、基站通过快速物理接入信道(FPACH)通知用户终端的发射功率和发送时间调整信息。

步骤206、用户终端收到基站发送的需要调整的功率和发送时间后，调整发送功率和发送时间。初始上行同步的建立完成。

目前，人们对通信系统的要求是越来越高，而且已经不满足于通过个人计算机接入网络了，而是希望在任何地点都能够接收到诸如发送电子邮件、进行网络浏览和文件下载等数据业务。因此，无线通信系统从频分多址(FDMA)的模拟通信系统发展到第三代移动通信系统(3G)，支持的业务也逐渐从单纯的话音业务发展到现在的数据和话音的混和业务，直至高速的数据业务。然而目前的TD-SCDMA系统并不能支持高速数据业务，由于数据传输与语音传输的区别在于：传输数据时，对实时性的要求降低，但对数据传输质量的要求提高。因此，为了保证数据传输的质量，就必须将更多的资源用于传输数据，用较少的资源传输控制信息。

发明内容

有鉴于此，在另一专利申请中提出了基于TDD系统的支持高速数据传输的系统，参见图6所示，在该系统中，将128个子帧作为一个控制周期，其中，最后八个子帧专门用来进行控制信息的集中传输。为了保证控制信息的准确传输，采用了高效的编码方式，将系统的控制信息集中传送，以减少传输控制资源的占用，这样可以形成一种优化的高速数据传输系统。

基于上述系统设计，本发明提出了在一种时分双工系统的初始上行同步方法，使其在控制信息集中传输的情况下，用户建立初始上行同步。

一种时分双工系统的初始上行同步方法，应用于高速数据传输系统中，其特征在于，在每个控制周期内设置时间段T1和时间段T2，且时间段T2设置于时间段T1之后，该方法还包括以下步骤：

A.每个用户终端获得网络侧发送的下行同步码，与网络侧建立下行同步；

B.根据步骤A中获得的下行同步码，及下行同步码与上行同步码的对应关系获取对应的所有上行同步码，用户终端从所有上行同步码中随机选取一个可使用的上行同步码，在时间段T1内向网络侧发送该选取的上行同步码；

C.网络侧收到用户终端发送的上行同步码后，根据该接收到的上行同步码的时间和功率，估计出所对应用户终端上行同步的调整参数，然后将估计出的所有用户终端的上行同步调整参数在时间段T2内向所有用户终端广播；

D.每个用户终端收到步骤C中网络侧所发送的上行同步调整参数后，判断其中是否有发给自己的上行同步调整参数，如果没有，则本次上行同步请求失败，执行步骤B，否则，从中找出网络发给自己的上行同步调整参数，然后根据该上行同步调整参数调整自身的上行同步相关参数。

所述时间段T2为紧随时间段T1之后的一段时间。

所述初始上行同步码是以高层指定的初始发射功率向网络侧发射的。

所述控制周期为大于帧长的时间段。

步骤C中所述的上行同步调整参数包括上行同步调整时间信息和上行发射功率调整信息。

所述T2时间段内广播信息中含有的上行同步调整参数对应的用户终端为：T1时间段内发送上行同步码的所有用户终端、或部分用户终端。

该方法进一步包括：预先设置功率攀升因子，在首次上行同步失败后，用户在随后的上行同步码发送时，每次都需要将发送功率增加一个功率攀升因子。

预先设置一个用户终端发送上行同步码次数的最大值；所述步骤B进一步包括：

用户终端判断发出上行同步码的次数是否超过最大值，如果超过，上行同步请求失败，结束上行同步流程，否则，在时间段T1内用户终端向网络侧重新发送上行同步码。

用户终端每次向网络侧重新发送随机选择的上行同步码。

用户终端每次在在时间段T1内随机选定的发送位置向网络侧重新发送上行同步码。

本发明适用于要求上行同步的无线通信系统，其在一个控制周期内的一个固定时间段，通过集中响应在该控制周期内发起上行同步请求的用户终端，以实现高速数据传输TDD系统中用户终端与网络侧的初始上行同步。该方法可以减少大量的下行资源的占用，并且简单、可靠；并且，该方法将公共控制信息在时间段T2内集中发送，提高公共控制信息的接收性能，增强公共控制信息的纠错性能。

附图说明

图1为TDD系统的子帧结构；

图2为TDD系统的上行同步过程；

图3为在优化数据传输系统中控制信息发送位置；

图4为本发明实现初始上行同步的方法；

图5为建立初始上行同步的一具体实施例的流程示意图；

图6为高速数据传输系统的物理层帧结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心内容是：在高速数据传输TDD系统中，在一个控制周期设置两个时间段，分别为时间段T1和时间段T2，所有发送初始上行同步建立请求的用户终端，将其对应的上行同步码在T1时间段发送；而网络侧则在T2时间段集中发送对上行同步请求的响应。

参见图4所示，本发明实现上行同步的方法包括以下步骤：

步骤401、用户终端获得网络侧发送的下行同步码，与网络侧建立下行同步；所述下行同步码与多个上行同步码存在对应关系；

步骤402、根据步骤401中获得的下行同步码，从所述的对应关系中获取上行同步码，在T1时间段内，每个用户终端随机选取一个可使用的上行同步码，并向网络侧发送；

步骤403、网络侧收到用户终端发送的上行同步码后，根据接收到的上行同步码的达到时间和接收功率，估计出所对应用户终端上行同步的调整参数，将估计出的所有上行同步调整参数进行统一编码，在时间段T2内集中向所有用户终端广播；

步骤404、每个用户终端收到步骤403中网络侧响应用户的上行同步调整参数后，判断该响应信息中是否有发给自己的上行同步调整参数，如果没有，本次上行同步请求失败，执行步骤402，否则，从广播信息中找出网络发给自己的上行同步调整信息，然后根据该上行同步调整信息调整自身的上行同步相关参数。

下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。

参见图3所示，在T1时间段内，具有初始上行同步建立请求的用户发送上行同步请求，网络侧在随后的一个固定时间段T2内，利用多个FPACH信道集中响应在该控制周期内发起上行同步请求的多个用户。这里，控制周期可以是大于帧长的一个时间段，并且时间段T2紧随时间段T1之后。

需要说明的是，在用户发起初始上行同步过程之前，用户物理层需要从高层或是按照预先设定得到下列信息：服务等级、可以使用的上行同步码以及上行同步码的最大发射次数等。

参见图5所示，本实施例建立初始上行同步的过程如下：

步骤501、基站向用户终端发送DwPTS，用户终端获得下行同步码后，根据下行同步码完成下行同步。

步骤502、用户终端根据上、下行同步码之间的对应关系得到可用的上行同步码，然后根据自身服务等级从可用的上行同步码中随机选择其一。

步骤503、用户终端在指定时间段T1内，以初始发射功率向基站发射步骤502中选定的上行同步码。

步骤504、基站收到用户终端发送的上行同步码后，根据接收到上行同步码的时间和接收功率，估计出上行发送时间偏差和上行发射功率的调整信息等上行同步调整的有关参数，然后在随后的时间段T2内，将上行同步的调整信息通过FPACH广播给所有用户终端。

这里，网络侧响应的可以是在时间段T1内发起上行同步的所有用户，也可以是时间段T1内部分发起上行同步的用户。

步骤505、用户终端根据签名，找出属于自身的上行同步时间调整信息和功率控制信息，并利用找出的时间调整信息和功率控制信息来调整下一次上行同步请求的发送时间和发送功率，此时，上行同步结束。

当然，如果用户终端发送的上行同步请求信息丢失，那么网络侧将无法估计其参数，集中响应的控制信息中就不包括该用户终端的接入参数，此时，用户终端发现后，将重新发起上行同步请求，所使用的上行同步码以及发送位置可以重新选择。另外，系统还可以进一步设置用户终端发起上行同步请求次数的最大值，用于限制连续发起上行同步请求的最大次数，当然，系统发起上行同步请求的次数不能超过这个最大值。

通过上述步骤可以看出，在某一固定时间段T1内用户发起上行同步请求信息，网络侧收到该请求并处理后，将在随后的一个固定时间段T2内将所有的上行同步调整信息集中响应给每个用户。为了使时间段T1所发的上行同步请求信息能得到及时响应，较佳的是设置时间段T1为时间段T2之前的四个子帧，对于时间段T1以外的上行同步请求，系统可以有选择地回应。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种时分双工系统的初始上行同步方法，应用于高速数据传输系统中，其特征在于，在高速数据传输系统中设定固定数目子帧对应的传输时段为一个控制周期，并在每个控制周期内设置时间段T1和时间段T2，且时间段T2设置于时间段T1之后，该方法还包括以下步骤：

A.每个用户终端获得网络侧发送的下行同步码，与网络侧建立下行同步；

B.根据步骤A中获得的下行同步码，及下行同步码与上行同步码的对应关系获取对应的所有上行同步码，用户终端从所有可使用的上行同步码中随机选取一个，在时间段T1内向网络侧发送该选取的上行同步码；

C.网络侧收到用户终端发送的上行同步码后，根据该接收到的上行同步码的到达时间和接收功率，估计出所对应用户终端上行同步的调整参数，然后将估计出的所有用户终端的上行同步调整参数在时间段T2内向所有用户终端广播；

D.每个用户终端收到步骤C中网络侧所发送的上行同步调整参数后，判断其中是否有发给自己的上行同步调整参数，如果没有，则本次上行同步请求失败，执行步骤B，否则，从中找出网络发给自己的上行同步调整参数，然后根据该上行同步调整参数调整自身的上行同步相关参数。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间段T2为紧随时间段T1之后的一段时间。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始上行同步码是以高层指定的初始发射功率向网络侧发射的。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制周期为大于帧长的时间段。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中所述的上行同步调整参数包括上行同步调整时间信息和上行发射功率调整信息。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述T2时间段内广播信息中含有的上行同步调整参数对应的用户终端为：T1时间段内发送上行同步码的所有用户终端、或部分用户终端。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置功率攀升因子，在首次上行同步失败后，用户在随后的上行同步码发送时，每次都需要将发送功率增加一个功率攀升因子。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先设置一个用户终端发送上行同步码次数的最大值；所述步骤B进一步包括：

用户终端判断发出上行同步码的次数是否超过最大值，如果超过，上行同步请求失败，结束上行同步流程，否则，在下一个控制周期的时间段T1内用户终端向网络侧重新发送上行同步码。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，用户终端每次向网络侧重新发送随机选择的上行同步码。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，用户终端每次在时间段T1内随机选定的发送位置向网络侧重新发送上行同步码。

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