CN101132226A - 一种基站实现上行同步调整的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站实现上行同步调整的方法，该方法为：基站接收窗在距离基站原接收窗起始位置之前一时间段处开始接收用户设备发出的上行数据信号，并且基站将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离基站接收窗起始位置之后上述一时间段处。本发明还公开了能够实现所述上行同步调整方法的基站和用户设备。本发明提出的同步调整方法有利于基站完整的接收多径信息，同时避免了UE与基站距离较近时，上行数据信号发送提前量TA小于0，距离估计不准的问题，而且为基站的上下行切换时间点提供了更多的时间余量。

Description

一种基站实现上行同步调整的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基站实现上行同步调整的方法。

背景技术

时分同步码分多址系统(TD-SCDMA)是一个同步的系统，为了保证系统上行同步接收效果，要求使用上行同步策略使来自不同距离的不同用户设备(User Equipment，UE)的上行数据信号能同步到达基站(Base Station，BS)。由于移动通信系统工作在具有严重干扰、多径传播和多普勒频移的实际环境中，几乎无法实现完全同步，一般采用的方法是让每个UE的上行数据信号的主径同步到达。基站为了保证接收的信号最强，设置不同的信号主径目标值。所谓信号主径目标值是指信号多径中所含能量最大或者较大的路径。

根据第三代合作项目(3GPP)TS25.225(R5版本)5.1.14章节中的规定，UE必须测量上行数据信号发送提前时间(TA)，UE将计算得到的TA上报给网络侧的无线网络控制器，再由无线网络控制器将TA上报给定位服务器(Localization Service，LCS)用来定位UE的位置。TA的计算公式为TA＝T_RX-T_TX，其中，T_RX是UE根据某个特定下行时隙的接收起始点时间和标准帧结构计算得到的UE本时隙应该发送上行数据信号的时间点；T_TX是指UE在同样的上行时隙目前发送上行数据信号的时间点。

以下均以UE业务建立在上行时隙3和下行时隙4为例进行说明，其他时隙情况如此类推。

现有技术方案一：

参见图1所示，基站将上行数据信号的目标主径位置调整在基站接收窗的开始位置即时刻t₁处接收。令路径时延为T_d，时隙的长度为T_s。由于在上行同步建立之前UE已经和基站建立起了下行同步，所以基站在下行时隙4起始时刻发送的下行数据信号，经过路径时延T_d在UE下行时隙4起始时刻t₂到达UE。UE根据时刻t₂和标准帧结构计算得到本时隙应该发送上行数据信号的时间点T_RX，T_RX与UE目前发送上行信号的时间点T_TX之差即为TA的值。UE将计算得到的TA的值上报给网络侧的无线网络控制器，再由无线网络控制器将TA的值上报给定位服务器来定位UE的位置。而此时根据图1可得：TA+T_s＝T_d+T_s+T_d，UE可以得到公式：

TA＝2T_d...................................................[1]

网络侧的定位服务器根据该公式及上述已经由UE计算出的TA的值，计算出路径时延T_d，从而根据T_d对UE进行定位。

在UE上行数据信号的第一径和主径重合的情况下，为了使UE上行时隙3的上行数据信号主径经过T_d在基站接收窗开始位置处即时刻t₁到达基站，UE需要在时刻t开始发送时隙3的上行数据信号，时刻t由基站通过同步偏移(Synchronization Shift，SS)命令根据上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置的距离来进行调节确定的，基站对上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置进行比较，若实际主径位置在目标主径位置之前，则将时刻t向后调节一时间段，若实际主径位置在目标主径位置之后，则将时刻t向前调节一时间段，所述时间段为实际主径位置与目标主径位置的距离。

在理想信道环境下，此方案保证UE和基站完全同步，而且UE能准确的根据TA获知自身和基站之间距离。但在实际环境中由于信道的时变、多径的细微变化或者同步的误差等可能会导致UE的上行数据信号的实际主径位置落在基站接收窗开始位置之前，使UE信号主径信息丢失，严重影响解调效果。同时，在信号存在多径的情况下，信号的主径和第一径未必一致，此时和信号主径不一致的第一径势必会在接收窗开始位置之前到达，影响别的UE的信号的接收和解调。

现有技术方案二：

参见图2所示，针对上方案一的缺点，基站将上行数据信号的目标主径位置调整在基站接收窗起始位置之后并距离接收窗起始位置T₁即时刻t₁处接收，而不是接收窗的开始，该T₁位置是以确保UE的上行数据信号主径不会丢失，同时保证大部分情况下UE的上行数据信号第一径不出窗，不影响其他UE的上行数据信号的接收为原则，根据仿真给出的期望位置来确定的，可以将该位置确定在接收窗的1/3位置处。T₁的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

如图2所示，令路径时延为T_d，时隙的长度为T_s。同样为了防止基站下行数据信号主径丢失，UE也将下行数据信号的目标主径位置调整在距离UE接收窗起始位置之后一时间段T₂处即时刻t₂处接收。位置T₂的确定原则和取值范围同T₁，可以将该位置确定在接收窗的1/3位置处。UE根据时刻t₂和标准帧结构计算得到本时隙应该发送上行数据信号的时间点T_RX，T_RX与UE目前发送上行信号的时间点T_TX之差即为TA的值。UE将计算得到的TA的值上报给网络侧的无线网络控制器，再由无线网络控制器将TA的值上报给定位服务器来定位UE的位置。

由于上下行路径时延基本一致，由图2可以得出：

TA+T₁+T_s+T₂＝2*T_d+T_s

此时UE可以得到公式：

TA＝2*T_d-T₁-T₂...................................................[2]

网络侧的定位服务器根据该公式及上述已经由UE计算出的TA的值，计算出路径时延T_d，从而根据T_d对UE进行定位。

为了使UE上行时隙3的上行数据信号主径经过T_d在距离基站接收窗起始位置T₁处即时刻t₁到达基站，UE需要在时刻t开始发送时隙3的上行数据信号，时刻是t由基站通过同步偏移命令根据上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置的距离来进行调节确定的，基站对上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置进行比较，若实际主径位置在目标主径位置之前，则将时刻t向后调节一时间段，若实际主径位置在目标主径位置之后，则将时刻t向前调节一时间段，所述时间段为实际主径位置与目标主径位置的距离。

公式[2]中，UE能够测量出T₂的大小，所以UE在向无线网络控制器上报TA的时候可以考虑T₂产生的影响。但由于不同的基站实现T₁不同，UE无法获知T₁，所以上式中T₁的存在将影响根据公式[2]计算T_d的准确性，进而影响定位服务器对UE定位的准确性。而且在基站和UE距离比较近的情况下，因为路径时延T_d比较小，会出现TA＜0的情况。这是违背协议的要求的。

同时，参见图3所示，为现行技术方案二对上下行的切换时间的要求。如图3所示，每个正常时隙最后都有16个码片(chip)的保护时隙(Guard Period，GP)用于多径信息的接收。从t₃开始为基站时隙3的GP。由于基站将时隙3的上行数据信号主径位置调整在t₁，为了接收到所有数据信号的有效主径信息，基站必须在t₃开始的持续T₁时刻内持续保持接收状态，而到了时隙4的开始，基站必须切换到发送状态。为了保证基站时隙4的数据信号能够正确无误的发送信号，用于上下行切换的时间不大于16chip-T₁。而满足这样的切换时间要求，对收发切换装置的要求是比较高的。

可见方案二的缺点是：UE的上行数据信号主径被调整在距离基站接收窗起始位置T₁处，由于不同的基站实现T₁不同，UE无法获知T₁，根据公式[2]可以看出T₁的存在将影响TA测量的准确性，而TA又是定位服务器用来定位UE的位置的，所以方案二无法保证定位UE位置的准确性。而且在基站和UE距离比较近的情况下，因为路径时延T_d比较小，会出现TA＜0的情况。这是违背协议的要求的。同时，方案二的上下行切换时间不能大于16chip-T₁，这对收发切换装置的要求较高，不利于实现。

发明内容

本发明提供一种基站实现上行同步调整的方法，用以解决现有技术中存在的基站接收的上行数据信号数据主径出窗及为了定位UE而计算上行数据信号发送提前时间TA不准确的问题。

本发明提供一种基站实现上行同步调整的方法包括：

基站接收窗在距离基站原接收窗起始位置之前第一时间段处开始接收用户设备发出的上行数据信号，并且基站将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离基站接收窗起始位置之后第一时间段处。

所述第一时间段是根据仿真给出的期望的位置来确定的。

第一时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

所述将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，是基站通过同步偏移命令对用户设备发送上行数据信号的时间进行调节来实现的。

所述基站通过同步偏移命令对用户设备发送上行数据信号的时间进行调节的步骤为：

基站对上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置进行比较，若实际主径位置在目标主径位置之前，则将用户设备发送上行数据信号的时间向后调节一时间段，若实际主径位置在目标主径位置之后，则将用户设备发送上行数据信号的时间向前调节一时间段，所述时间段为实际主径位置与目标主径位置的距离。

该方法进一步包括：

用户设备将下行数据信号主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离用户设备接收窗起始位置之后第二时间段处。

所述第二时间段是根据仿真给出的期望的位置来确定的。

第二时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

所述基站对上行数据信号接收后，对本时隙接收的数据和相对于本时隙起始位置往前的第一时间段长度内的对应的数据进行处理。

所述方法应用于时分同步码分多址系统。

一种基站，该基站用于将接收窗接收用户设备发出的上行数据信号的起始时间调整在距离原接收窗起始位置之前第一时间段处，并且将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后第一时间段处。

所述基站包括：

接收窗调整单元，用于将接收窗调整在距离原接收窗起始位置之前第一时间段处开始接收用户设备发出的上行数据信号；

主径调整单元，用于将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后第一时间段处。

所述第一时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

一种用户设备，包括主径调整单元，用于将下行数据信号主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离用户设备接收窗起始位置之后第二时间段处。

所述第二时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

本发明相对于现有技术，基站接收窗在距离基站原接收窗起始位置之前一时间段T₁处开始接收用户设备发出的上行数据信号，同时将上行数据信号的目标主径位置调整在距离基站接收窗起始位置之后T₁处，既解决了现有技术中存在TA测量不准确和会出现TA小于0的问题，也保证了下行数据信号的主径不会丢失，同时还为基站提供了更加充裕的上行到下行的切换时间。

附图说明

图1为现有技术中上行数据信号目标主径位置调整在基站接收窗起始位置时的时序示意图；

图2为现有技术中上行数据信号目标主径位置调整在基站接收窗起始位置之后并距离起始位置T₁时的时序示意图；

图3为现有技术中上行数据信号目标主径位置调整在基站接收窗起始位置之后并距离起始位置T₁时对上下行切换时间要求的示意图；

图4为本发明基站接收窗提前的时序示意图；

图5为本发明对特殊时隙接入的影响示意图；

图6为本发明基站接收窗提前对上下行切换时间要求的示意图；

图7为本发明的基站装置示意图；

图8为本发明的用户设备装置示意图。

具体实施方式

参见图4，本发明提供的基站实现上行同步调整方法的核心思想是基站接收窗在距离基站原接收窗起始位置之前一段时间T₁即时刻t₁处开始接收用户设备发出的上行数据信号，同时基站将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于基站接收窗起始位置之后并距离起始位置T₁即时刻t₄处。该T₁位置是以确保UE的上行数据信号主径不会丢失，同时保证大部分情况下UE的上行数据信号第一径不出窗，不影响其他UE的上行数据信号的接收为原则，根据仿真给出的期望位置来确定，可以将该位置确定在接收窗的1/3位置处。T₁的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

如图4所示，令路径时延为T_d，时隙的长度为T_s。同样为了防止基站下行数据信号主径丢失，UE也将下行数据信号主径调整在距离UE接收窗起始位置T₂处即时刻t₂处接收。位置T₂的确定原则和取值范围同T₁，可以将该位置确定在接收窗的1/3位置处。UE根据时刻t₂和标准帧结构计算得到本时隙应该发送上行数据信号的时间点T_RX，T_RX与UE目前发送上行信号的时间点T_TX(即t)之差即为TA的值。UE将计算得到的TA的值上报给网络侧的无线网络控制器，再由无线网络控制器将TA的值上报给定位服务器来定位UE的位置。

由于上下行路径时延基本一致，由图4可以得出：

TA+T_S+T₂＝2*T_d+T_s

此时UE可以得到：

TA＝2*T_d-T₂...................................................[3]

网络侧的定位服务器根据该公式及上述已经由UE计算出的TA的值，计算出路径时延T_d，从而根据T_d对UE进行定位。

为了使UE上行时隙3的上行数据信号主径经过T_d在距离基站接收窗起始位置T₁处即时刻t₄到达基站，UE需要在时刻t开始发送时隙3的上行数据信号，时刻是t由基站通过同步偏移命令进行调节确定的，该调节步骤为：基站对上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置进行比较，若实际主径位置在目标主径位置之前，则将时刻t向后调节一时间段，若实际主径位置在目标主径位置之后，则将时刻t向前调节一时间段，所述时间段为实际主径位置与目标主径位置的距离。

基站接收上行数据信号后，对本时隙接收的数据和相对于本时隙起始位置往前的第一时间段长度内的对应的数据进行处理。

相对于现有技术二，根据公式[3]，T₁对TA已经没有影响，使得根据公式[3]计算出的路径时延T_d更加准确，这就保证了定位UE位置的准确性。本发明也实行将上行信号主径调整在接收窗的某一位置而不是起始位置，保证了不丢失UE的主径信号信息。同时由于UE会更早的发送上行数据信号，基站的接收窗相应提前，对上行解调来说接收到的上行数据信号实际并没有变，对解调没有影响。

基站接收窗的变化只影响正常时隙上行同步的情况，对特殊时隙的接入来说，由于使用开环同步，基站无法控制UE的上行同步时隙(UpPTS)的发送时间点，和本发明提到的提前接收无关，也不会影响基站侧下行发送到上行接收的切换时间点。

图5所示为基站接收窗的变化对特殊时隙接入的影响。在基站接收提前的方案中，如果信号主径和第一径不重合，时隙1的一些多径信息可能会在图5中t₁时刻到达。UE在发送上行同步序列(Synchronization Uplink，SYNC_UL)时，并不确切的知道和基站之间的定时差，可能会使得基站接收到的有效SYNC_UL码字信息落在UpPTS的偏后位置。如果SYNC_UL码字信息落到了T₁时间段内，则SYNC_UL的检测在一定程度上将受到T₁时间段内包含的一些有效的时隙1的数据信号的影响。同样，时隙1的多径信息也会一定程度的受到落在T₁时间段内的SYNC_UL码字信息的影响。实际上由于T₁一般不会大于10chip而SYNC_UL后面还有GP，所以SYNC_UL对时隙1的影响比较小。如果UE在初始接入时不成功，将会继续选择一个码字在一个随机的时间点发送，又由于对于SYNC_UL信号检测概率不要求达到100％，所以SYNC_UL的检测范围的微小变化几乎不会对系统带来影响。

本发明还为基站提供了更加充裕的上行到下行的切换时间，使得基站可以准时在下行时隙开始时刻发送下行数据信号，这样就保证UE可以完整的接收下行数据信号。

参见图6，t₃为基站时隙3的保护时隙(Guard Period，GP)的开始点，GP的长度为16码片(chip)。由于将基站的上行接收时间窗提前T1时间，上行数据信号主径在基站时间窗内的位置不变，这样上行数据信号主径的绝对位置提前，如图6所示，则在t₃时刻，至少时隙3的所有有效数据信号的主径信息已经收到，可以在保证和前一方案的方法同样的接收性能的情况下，给与基站更加充裕的上下行切换时间，即16chip。

本发明还提供了一种能够实现上述上行同步调整方法的基站，该基站用于将接收窗接收用户设备发出的上行数据信号的起始时间调整在距离原接收窗起始位置之前一时间段T₁处，并且将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后一时间段T₁处。

参见图7，该基站包括接收窗调整单元和主径调整单元，其中接收窗调整单元用于将接收窗调整在距离原接收窗起始位置之前一时间段T₁处开始接收用户设备发出的上行数据信号，主径调整单元用于将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后一时间段T₁处。

参见图8，本发明中的用户设备包括主径调整单元，用于将下行数据信号主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离用户设备接收窗起始位置之后一时间段T₂处。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种基站实现上行同步调整的方法，其特征在于，该方法为：

基站接收窗在距离基站原接收窗起始位置之前第一时间段处开始接收用户设备发出的上行数据信号，并且基站将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离基站接收窗起始位置之后第一时间段处。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一时间段是根据仿真给出的期望的位置确定的。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，是基站通过同步偏移命令对用户设备发送上行数据信号的时间进行调节来实现的。

5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述基站通过同步偏移命令对用户设备发送上行数据信号的时间进行调节的步骤为：

基站对上次上行数据信号的实际主径位置与目标主径位置进行比较，若实际主径位置在目标主径位置之前，则将用户设备发送上行数据信号的时间向后调节一时间段，若实际主径位置在目标主径位置之后，则将用户设备发送上行数据信号的时间向前调节一时间段，所述时间段为实际主径位置与目标主径位置的距离。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，该方法进一步包括：用户设备将下行数据信号主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离用户设备接收窗起始位置之后第二时间段处。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述第二时间段是根据仿真给出的期望的位置来确定的。

8.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述第二时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

9.如权利要求1所述方法，其特征在于，该方法进一步包括：基站接收上行数据信号后，对本时隙接收的数据和相对于本时隙起始位置往前的第一时间段长度内的对应的数据进行处理。

10.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法应用于时分同步码分多址系统。

11.一种基站，其特征在于，该基站用于将接收窗接收用户设备发出的上行数据信号的起始时间调整在距离原接收窗起始位置之前第一时间段处，并且将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后第一时间段处。

12.如权利要求11所述基站，其特征在于，该基站包括：

接收窗调整单元，用于将接收窗调整在距离原接收窗起始位置之前第一时间段处开始接收用户设备发出的上行数据信号；

主径调整单元，用于将上行数据信号的主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离接收窗起始位置之后第一时间段处。

13.如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述第一时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

14.一种用户设备，其特征在于，该用户设备包括主径调整单元，用于将下行数据信号主径调整在目标主径位置处接收，该目标主径位置位于距离用户设备接收窗起始位置之后第二时间段处。

15.如权利要求14所述的用户设备，其特征在于，所述第二时间段的取值范围为不小于1个码片并且不大于16个码片。

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