CN101286790B - 一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法，使得终端在没有分配有上行和/或下行专用物理信道资源，仅通过调度动态分配有上行和/或下行共享物理信道资源的情况下，仍然能够保持上行同步。所述方法包括以下步骤：(a)节点B定期调度并发射下行调度授权信道给用户设备，通过该信道承载同步偏移命令；(b)用户设备接收下行调度授权信道，根据其上的同步偏移命令调整上行同步定时，根据新的上行同步定时发射上行信道给节点B，保持上行同步。

Description

一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法

技术领域

本发明涉及同步无线通讯系统，尤其涉及时分同步码分多址接入系统即TD-SCDMA系统中的同步保持方法。

背景技术

在TD-SCDMA无线通信系统中，上行信道的上行同步是关键技术之一。所谓上行同步就是各终端的上行链路信号到达基站时完全同步。通过上行同步，可以让使用正交扩频码的各个码道，在基站处解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰。在异步码分多址接入(CDMA)技术中，每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间不同，码道非正交，导致相互干扰。上行同步技术解决了上述问题，从而大大提高了CDMA系统容量和频谱利用率，同时还可以简化硬件设计，降低成本。

在TD-SCDMA公用移动通信系统中，上行同步主要包括如下几个步骤：(一)上行同步准备，即用户设备(UE)必须先与小区建立下行同步，UE在成功搜索并驻留小区后，则建立了下行同步，UE建立下行同步的详细内容请参考其它文献，如3GPP协议TS25.224；(二)上行同步建立，UE在上行导频(UpPTS)时隙中发送上行同步码SYNC_UL，UE可以根据接收到的下行导频(DwPTS)时隙和/或主公共控制物理信道(PCCPCH)的功率估计来估算SYNC_UL的发射时刻，Node B在搜索窗内检测SYNC_UL，估计出接收的时间，并产生下次发射时间的调整值，然后通过快速物理接入信道(FPACH)发送给UE，UE在随后发射上行信道时，将根据该调整值调整其上行同步定时，从而使得UE建立上行同步；在目前的TD-SCDMA技术中，上行同步建立是在随机接入过程中进行的；(三)上行同步保持，在上行同步建立后，由于UE的移动性，UE到Node B的距离总是在变化，为了保持上行同步，需要在整个通信过程中进行上行同步保持。在上行保持过程中，Node B估计UE发射的上行物理信道的发射时间偏移，然后在下一个可用的下行物理信道中发射同步偏移(SS)命令给UE，UE根据这些命令分别适当调整其发射时间，以保证上行同步的稳定性。

在上行同步保持过程中，同步控制命令SS的发射可以是连续的，也可以是不连续的。但是，为了保持上行同步，两次SS命令发射间隔不能大于某个阈值，该阈值在不同的系统中可能不同，通常是可以配置和再设置的。对于不连续发射方式，一种常用的方法是周期性发射SS命令，其周期小于等于系统阈值。由于SS命令的产生依赖于上行信道的接收，SS命令的发射依赖于下行物理信道发射，因此SS命令的产生和发射方法对应于相应的上行和下行物理信道的发射方法。一次SS命令调整的时间偏移称为上行同步步长，上行同步的调整步长通常是可以配置和再设置的。SS命令有三种类型：增加一个步长，减少一个步长和不变。

如果为UE分配了专用物理信道资源，包括上行和下行物理信道资源，由于专用物理信道资源通常是连续或者周期性分配的，因此，只要满足系统同步阈值要求，可以根据对上行专用物理信道的评估产生SS命令，并通过下行专用物理信道携带SS命令给UE，从而实现上行同步保持控制。

随着技术的发展和业务需求的不断提高，为了提供更高速率的上下行分组业务，提高频谱利用效率，在TD-SCDMA系统的规范中，第三代合作伙伴计划(3GPP)引入了高速下行分组接入(HSDPA：HighSpeed DownlinkPacket Access)和高速上行分组接入(HSUPA：High Speed Uplink PacketAccess)特性；进一步，通过引入自适应编码调制(AMC：Adative Modulationand Coding)、混合自动重传请求(HARQ：Hybrid Automatic RetransmissionRequest)以及节点B(Node B)控制的调度技术，减小网络处理时延，从而提高上下行分组业务速率，提高频谱利用效率。

在HSDPA和HSUPA技术中，分别在媒体接入控制层(MAC层)新引入了MAC-hs实体和MAC-e实体。网络侧MAC-hs和MAC-e实体都位于Node B中，每个小区分配了一个MAC-hs和MAC-e实体。MAC-hs和MAC-e不仅完成上下行数据处理功能，同时还负责HSDPA和HSUPA无线物理资源的管理和调度。

在TD-SCDMA系统的HSDPA技术中，新引入的无线物理信道资源包括：高速物理下行共享物理信道HS-PDSCH(HighSpeed Physical DownlinkShared Channel)，高速共享控制信道HS-SCCH(Shared Control Channel forHS-DSCH)和高速共享信息信道HS-SICH(Shared Information Channel forHS-DSCH)。其中，HS-PDSCH用来承载用户的业务数据，HS-SCCH用来承载控制UE接收HS-PDSCH信道的相关控制信息，HS-SICH用来承载UE向Node B发送的其接收HS-PDSCH信道的反馈信息。

在HSDPA技术中，如果某个UE在一段时间内被连续调度HSDPA的资源，则在这段时间内可以通过HS-SCCH上的SS命令对HS-SICH进行连续同步控制，以保持上行同步。HS-SCCH，HS-PDSCH和HS-SICH使用时的定时关系如图1所示，其中对用于调度控制的信令信道HS-SCCH和HS-SICH来说，二者一一对应地固定搭配并成对使用。HS-SCCH和HS-SICH的突发结构如图2所示，其中都承载有闭环同步控制SS命令。HS-SCCH信道上的SS命令用来控制HS-SICH信道的上行同步，HS-SICH上的SS命令目前尚未使用。由于HSDPA系统调度分配方法本身的不确定性，导致HS-SCCH和HS-SICH信道的发射和接收不确定，相应地SS命令产生和承载信道发射也不确定，最终导致上行同步保持的不确定性。

在TD-SCDMA系统的HSUPA技术中，在物理层方面HSUPA技术新引入上行增强物理信道E-PUCH(E-DCH Physical Uplink Channel)。在HSUPA技术中，E-PUCH物理信道可以区分为调度和非调度E-PUCH物理信道。RNC分配非调度E-PUCH信道资源，只要该资源可用，UE可以在任何时间发射该信道。对于调度E-PUCH信道资源，由Node B中的MAC-e根据UE请求动态分配。同时新引入了下行的上行增强绝对授权信道E-AGCH(E-DCHAbsolute Grant Channel)和上行增强混合自动重传指示信道E-HICH(E-DCHHybrid ARQ Indicator Channel)等信令控制信道。E-AGCH用于传输授权信息，而E-HICH用于携带指示信息。Node B通过E-AGCH信道授权UE使用调度E-PUCH信道，然后UE通过E-PUCH信道发送业务数据到Node B，Node B通过E-HICH信道反馈指示信息给UE。E-AGCH、E-PUCH和E-HICH信道之间使用时的定时关系如图3所示。E-AGCH的突发结构如图2，其中都承载有用于闭环同步控制SS命令，用来对调度E-PUCH进行同步保持控制。同样，由于HSUPA系统调度分配方法本身的不确定性，导致E-AGCH和E-PUCH信道的发射和接受不确定，相应地SS命令产生和承载信道发射也不确定，从而导致上行同步保持的不确定性。

在TD-SCDMA系统引入HSDPA和HSUPA技术后，一种极为可能的应用场景是UE仅仅被分配了HSDPA和/或HSUPA资源，没有被分配其它专用资源。而且随着技术的发展，TD-SCDMA系统极有可能演进成一个没有专用资源，只有公共或者共享资源，完全采用调度方法来动态分配共享资源的系统，即类似于上述仅仅给UE分配HSDPA和/或HSUPA资源的场景。而在这种情况下，就可能存在同步保持不确定的问题。

为了减小网络处理时延，提供更高的业务速率，提高频谱利用效率，系统分配共享资源，不为UE分配专用资源，而是采用调度分配的方法来为每个UE动态分配资源。在调度分配系统中，相关的上下行物理信道仍然可作为SS命令产生的依据或者承载。但是，由于调度分配方法本身的不确定性，导致SS命令产生和承载信道发射的不确定性，从而导致上行同步保持的不确定性。而非调度HSUPA资源的分配也具有不确定性。在上述场景中，就可能存在同步保持不确定的问题。因此，对于上行和/或下行没有专用物理信道资源，通过调度动态分配上行和/下行共享物理信道资源的系统，有必要提供一种相应的上行同步保持方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法，以使得终端在没有分配有上行和/或下行专用物理信道资源，仅通过调度动态分配有上行和/或下行共享物理信道资源的情况下，仍然能够保持上行同步。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法，包括以下步骤：

(a)节点B定期调度并发射下行调度授权信道给用户设备，通过该信道承载同步偏移命令；

(b)用户设备接收下行调度授权信道，根据其上的同步偏移命令调整上行同步定时，根据新的上行同步定时发射上行信道给节点B，保持上行同步。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述步骤(a)中，当某次调度停止时，节点B启动计时器开始计时，如果计时器到达预设时间长度时该用户设备仍未被调度，则节点B调度并发射下行调度授权信道给用户设备。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤(a)进一步包括以下步骤：

(a1)节点B对用户设备进行调度；

(a2)当调度停止时，计时器启动开始计时；

(a3)判断在预先设定的时长内用户设备是否被调度，如果是，计时器复位，返回步骤(a1)，否则，继续执行；

(a4)节点B调度并发射下行调度授权信道，通过该信道将同步偏移命令发送给用户设备。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，为所述节点B下所有小区中的用户设备预设相同的时间长度，或者为一个或多个用户设备单独预设时长。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述步骤(a4)中，节点B调度并发射下行调度授权信道时，计时器复位并开始计时；在所述步骤(b)后，当节点B收到上行信道后，产生新的同步偏移命令，返回步骤(a3)。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述下行调度授权信道为高速共享控制信道HS-SCCH时，所述上行信道为高速共享信息信道HS-SICH。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述下行调度授权信道为下行增强绝对授权信道E-AGCH时，所述上行信道为上行增强物理信道E-PUCH。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述步骤(a)中，所述节点B调度并发射E-AGCH信道给用户设备时，还为用户设备分配E-PUCH信道资源并发送给用户设备。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述节点B第一次给用户设备发送同步偏移命令时，该同步偏移设置为不变。

本发明提供一种适用于时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法。使得终端在没有分配有上行和/或下行专用物理信道资源，仅通过调度动态分配有上行和/下行共享物理信道资源的情况下，系统仍然能够控制UE保持上行同步。

附图说明

图1为TD-SCDMA系统中HSDPA技术相关的物理信道之间的定时关系图；

图2为TD-SCDMA系统中的物理信道突发结构图；

图3为TD-SCDMA系统中HSUPA技术相关的物理信道之间的定时关系图；

图4为TD-SCDMA系统中采用相关信道资源进行上行同步保持的流程图；

图5为第一实施例HSDPA上行同步保持方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例适用于TD-SCDMA系统，终端在没有被分配上行和/或下行专用物理信道资源，仅通过调度动态分配上述资源的情况下，通过网络侧定期调度并发射承载SS命令的下行调度授权信道(HS-SCCH或E-AGCH)给UE，UE根据接收到的SS命令调整上行同步定时，并根据新的上行同步定时发射上行信道(HS-SICH或E-PUCH)给Node B。

为了保证Node B在UE上行失步前发送SS命令给UE，实现Node B定期发送SS命令给UE，系统为每个UE设置一个计时器。计时器时长可以由RNC通过高层信令配置给Node B和/或UE，也可以由Node B自身配置。该时长值可以以小区为单位配置，即一个小区中的UE计时器时长配置为同一个值，也可以每个UE单独配置，或多个UE采用时长相同。针对每个UE，当调度停止时，Node B启动该UE的计时器，开始计时，如果在计时器超时前，该UE被再次调度，则计时器复位；如果计时器超时，触发Node B调度该UE，即调度并发射承载SS命令的下行调度授权信道(HS-SCCH或E-AGCH)给UE，从而实现Node B对UE上行同步保持控制。

如图4所示，在TD-SCDMA系统中，采用相关信道资源进行上行同步保持包括以下步骤：

步骤401，Node B定期调度并发射下行调度授权信道，通过该信道将SS命令发送给UE；

所述下行调度授权信道，在调度HSDPA资源时指HS-SCCH，在调度HSUPA资源时指E-AGCH。

在第一次发SS命令时，该SS命令的类型可被设置成不变。

步骤402，UE接收下行调度授权信道，根据其上的SS命令调整上行同步定时；

在UE侧，与正常调度相同，根据下行调度授权信道上的UE标识接收下行调度授权信道。并且，UE根据接收到的SS命令调整(包括提前、保持、延后)其上行同步定时，即帧或者子帧定时。

步骤403，UE根据新的上行同步定时发射上行信道，保持上行同步。

所述上行信道，在调度HSDPA资源时指HS-SICH，在调度HSUPA资源时指E-PUCH。

在TD-SCDMA系统中，针对一个终端，只要一条上行信道是上行同步保持的，由于所有上行信道使用相同的帧定时，那么该UE的其它上行信道也是上行同步保持的，即该UE保持上行同步。因此，在上述场景中，只要通过下行调度授权信道控制上行信道保持上行同步，则该UE保持上行同步状态。

Node B根据接收到的上行信道，测量的上行信道接收上行同步定时情况，产生新的SS命令，在下一次Node B调度并发射下行调度授权信道时发送给该UE，实现对该UE的上行同步保持控制。当然，如果有其它可用信息，如其它上行信道的接收定时信息，Node B在产生新的SS命令时，也可以参考这些信息。

实施例1

在本实施例中，如图5所示，采用HSDPA相关的信道资源进行上行同步保持包括以下步骤：

步骤501，Node B对UE进行调度；

步骤502，Node B对该UE的调度停止时启动计时器开始计时；

步骤503，判断在预先设定的时长内UE是否被再次调度，如果是，将计时器复位，返回步骤501，否则，继续执行；

步骤504，Node B调度并发射HS-SCCH信道，通过该信道将SS命令发送给UE，计时器复位并开始计时；

Node B调度并发射HS-SCCH信道时，可以根据需要采用以下的调度方法配置HS-PDSCH资源分配信息：

方法一、Node B调度并分配HS-PDSCH资源给UE；

与正常调度相同，Node B通过配置时隙资源指示位和码资源的起始码、末尾码来分配HS-PDSCH资源给UE。

方法二、Node B调度但不分配HS-PDSCH资源给UE。

此时HS-SCCH信道的HS-PDSCH资源分配信息被设置成未分配资源状态，如所有时隙资源指示位被置为0，和/或码资源的末尾码小于起始码，以表示没有分配时隙资源和/或码资源。此种调度由于没有真正分配HS-PDSCH调度资源，可以称之为虚调度。

步骤505，UE接收HS-SCCH信道，根据其上的SS命令，调整上行同步定时；

UE根据HS-PDSCH资源分配信息接收HS-PDSCH信道。如果HS-PDSCH资源分配信息指示分配有HS-PDSCH资源，则接收HS-PDSCH信道；否则，无需接收HS-PDSCH信道。但HS-SCCH和HS-PDSCH信道之间仍然保持图2所示的定时关系。

步骤506，UE根据新的上行同步定时发射HS-SICH信道，实现Node B对UE上行同步控制；

在UE侧，无论是否通过HS-SCCH信道分配有HS-PDSCH信道资源，UE在接收到HS-SCCH信道后，都将根据新的上行同步定时调度并发射HS-SICH信道，HS-PDSCH和HS-SICH信道之间仍然保持图2所示的定时关系。如果UE被分配有HS-PDSCH信道资源时，UE正常配置HS-SICH信道上的信息；如果UE没有被分配HS-PDSCH信道资源，对于HS-SICH信道上没有意义的部分或者全部信息，UE可以随机配置，也可以配置某些特定的序列，比如0101交替出现的序列，以便Node B接收和检测HS-SICH信道及其数据。

这样，就可以实现Node B对UE从连续调度到不连续调度、或在不连续期间、或从不连续调度到连续调度时的上行同步保持控制。

步骤507，Node B根据接收到的HS-SCCH信道，测量的HS-SCCH信道接收上行同步定时情况，产生新的SS命令，返回步骤503。

实施例2

当采用HSUPA相关的信道资源进行上行同步保持时，与上述HSDPA调度的同步保持方法相类似，Node B判断UE在预定时间内没有被调度，则调度并发射E-AGCH信道，通过该信道分配E-PUCH信道资源分配信息和发送SS命令给UE；UE从E-AGCH信道上接收SS命令，根据该命令调整上行同步定时，根据新的上行同步定时和E-PUCH信道资源分配信息发射E-PUCH信道，完成上行同步保持。

判断是否调度并发射E-AGCH信道的方法同实施例1中的HS-SCCH信道，但与HS-SCCH信道不同的是，Node B在定期发射E-AGCH信道时，需要为UE分配E-PUCH信道资源并发送给UE。在UE侧，UE根据E-AGCH信道上的UE标识接收E-AGCH信道，然后根据接收到的SS命令调整(包括提前，保持，延后)其上行同步定时，即帧或者子帧定时。Node B接收E-PUCH后产生新的SS命令的方法同实施例1中的HS-SICH信道。

Claims (8)

1.一种时分同步码分多址接入系统的上行同步保持方法，包括以下步骤：

(a)节点B定期调度并发射下行调度授权信道给用户设备，通过该信道承载同步偏移命令，具体包括：节点B对用户设备进行调度，当某次调度停止时，节点B启动计时器开始计时，如果计时器到达预设时间长度时该用户设备仍未被调度，则节点B调度并发射下行调度授权信道给用户设备；

(b)用户设备接收下行调度授权信道，根据其上的同步偏移命令调整上行同步定时，根据新的上行同步定时发射上行信道给节点B，保持上行同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)进一步包括以下步骤：

(a1)节点B对用户设备进行调度；

(a2)当调度停止时，计时器启动开始计时；

(a3)判断在预先设定的时长内用户设备是否被调度，如果是，计时器复位，返回步骤(a1)，否则，继续执行；

(a4)节点B调度并发射下行调度授权信道，通过该信道将同步偏移命令发送给用户设备。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述节点B下所有小区中的用户设备预设相同的时间长度，或者为一个或多个用户设备单独预设时长。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a4)中，节点B调度并发射下行调度授权信道时，计时器复位并开始计时；在所述步骤(b)后，当节点B收到上行信道后，产生新的同步偏移命令，返回步骤(a3)。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述下行调度授权信道为高速共享控制信道HS-SCCH时，所述上行信道为高速共享信息信道HS-SICH。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述下行调度授权信道为下行增强绝对授权信道E-AGCH时，所述上行信道为上行增强物理信道E-PUCH。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述节点B调度并发射E-AGCH信道给用户设备时，还为用户设备分配E-PUCH信道资源并发送给用户设备。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点B第一次给用户设备发送同步偏移命令时，该同步偏移设置为不变。

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