CN101409930A - 在严重上行链路导频时隙干扰下接入基站的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种在严重UpPTS干扰下接入基站的系统及方法，当检测到严重UpPTS干扰时，使用特定上行链路接入过程。该特定上行链路接入过程涉及在不完成粗同步过程的情况下执行随机接入过程。

Description

在严重上行链路导频时隙干扰下接入基站的系统及方法

背景技术

在TD-CDMA蜂窝移动通信系统中，使用“无线帧”来进行信号传输。将每个无线帧划分为时隙(TS)以传送信息。在TD-SCDMA系统中，一个无线帧的长度是10ms，将无线帧划分为两个相同的5ms的子帧。如图1所示，在每个子帧中，总共有被指示为TS0至TS6的七个常规的TS、以及被表示为DwPTS、GP和UpPTS的三个特定TS。通常分别将TS0和TS1设计为下行链路(DL)和上行链路(UL)TS。DwPTS和UpPTS是分别用于DL和UL同步的专用DL和UL导频TS。GP是保护间隔(guard period)。该子帧结构还用在将来的LTETDD-TYPE II系统中。

在UL接入过程中执行使用UpPTS中信号的UL同步，以接入无线通信系统的基站(BS)。UL接入过程包括UL同步，其涉及从用户设备(UE)向BS发送UpPTS中的UL同步序列，其后是随机接入过程，涉及从UE向BS发送随机接入请求信号和从BS向UE发送随机接入许可信号。

与上述关于UL接入过程的子帧结构相关的考虑是，如图2所示，由于传输延迟，相邻小区的DL信号可以导致对于目标小区的UpPTS的严重干扰。如图2所示，相邻小区的DwPTS和TS0均可以导致对于目标小区的UpPTS的干扰。在极端干扰的状况下，目标小区的UE不能接入BS，这将使目标小区的业务崩溃。

为了解决该UpPTS干扰问题，已经提出了UpPTS移位(shifting)方案。UpPTS移位方案的基本思想是可以将UpPTS移动到其它UL TS的位置，以避免来自相邻小区的干扰。图3示出了UpPTS移位方案的示例。在该示例中，已经将UpPTS移动到TS1的末端。但是，在其它UpPTS移位方案中，可以将UpPTS移动到其它的UL TS位置，例如在TS2和TS3之间。

如图3所示，在该UpPTS移位方案示例中，来自相邻小区的DL信号导致对于目标小区的TS1而非UPTS的干扰。为了解决对于TS1的干扰问题，可以应用先进的算法或更少数量的UE。在操作中，当基站检测到针对精确地接收UpPTS中的UL同步信号而言对于UpPTS的干扰电平过高时，由BS发起UpPTS移位方案。

尽管可以使用UpPTS移位方案去除对于UpPTS的干扰，UpPTS移位方案引入了以下缺点：

●由于UpPTS的位置不固定，需要在基站侧使用更长的滑动窗口来检测UpPTS中的干扰电平(以确定是否发起UpPTS移位方案)；

●对于TS1增加的干扰电平；

●附加的控制信号是必需的，用于支持UpPTS位置变化；

●需要对现有规范的诸多修改。

因此，需要一种用于在严重UpPTS干扰下接入基站系统及方法，同时避免UpPTS移位方案的某些缺点。

发明内容

根据本发明实施例的一种在严重UpPTS干扰下接入基站的系统及方法，在检测到严重UpPTS干扰时使用特定UL接入过程。该特定UL接入过程涉及：在没有完成粗同步过程的情况下执行随机接入过程。使用特定UL过程不需要改变信号的子帧结构，这避免了与这种改变相关的缺点。

根据本发明实施例的一种接入无线通信系统的基站的方法包括：检测与信号的上行链路导频时隙上的干扰相关的预定状况，在检测到所述预定状况时，在未接收到来自基站的下行链路同步信号的情况下，从移动台向基站发送随机接入请求信号，以及响应于所述随机接入请求信号，从基站向移动台发送随机接入许可信号。

根据本发明实施例的一种无线通信系统包括基站和至少一个移动台。每个移动台包括：至少一个用于发射和接收来自基站的信号的天线、连接到所述至少一个天线以发射输出信号的发射机、连接到所述至少一个天线以接收输入信号的接收机、以及在操作中耦合到所述发射机和接收机的上行链路接入模块。上行链路接入模块被配置成检测与信号的上行链路导频时隙上的干扰相关的预定状况。上行链路接入模块还被配置成在未接收到来自基站的下行链路同步信号的情况下，当检测到所述预定状况时，向基站发送随机接入请求信号，以接收来自基站的随机接入许可信号。

根据下面以对本发明的原理的示例方式并结合附图的详细描述，本发明的其它方面和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是用于根据现有技术的TD-SCDMA系统的子帧结构的图示；

图2是描述相邻小区的DwPTS和TS0对于目标小区的UpPTS的干扰的图示；

图3是描述解决对于目标小区的UpPTS的干扰问题的UpPTS移位方案示例的图示；

图4是根据本发明实施例的无线通信系统的图示；

图5是示出了图4的无线通信系统的基站(BS)和一个用户设备(UE)的一些组件的框图；

图6是根据本发明实施例的BS和一个UE所执行的上行链路(UL)接入操作的流程图；

图7是根据本发明实施例在正常状况下标准UL接入过程的图示；

图8是根据本发明实施例在严重UpPTS干扰状况下的特定UL接入过程的图示；

图9是根据本发明实施例一种接入无线通信系统的基站的方法的流程图。

具体实施方式

参照图4，描述了根据本发明实施例的无线通信系统100。无线通信系统100包括：基站(BS)(有时被称为演进的Node B(eNB))102、以及这里被表示为用户设备(UE)的多个移动台104。UE104可以是任何移动设备，例如便携式电话。尽管在图4中仅示出了单个BS和三个UE，无线通信系统100可以包括任何数量的BS和UE。在所示出的实施例中，无线通信系统100是LTE TDD-TYPE II通信系统。但是，在另一实施例中，无线通信系统100可以是基于TDD的任何通信系统。

如下文更详细地所述，当UpPTS干扰严重时，无线通信系统100发起特定上行链路(UL)接入过程，而不改变子帧结构，例如移位子帧中UpPTS的位置。因此避免了UpPTS移位方案的缺点。特定UL接入过程不仅可以由BS102发起，还可以由任何试图接入BS的UE104发起。因此，即使BS102不能发起针对特定UE104的特定UL接入过程，当需要时该UE也可以发起该特定UL接入过程。

图5的框图中示出了BS102和UE104之一的一些组件。如图5所示，BS包括至少一个天线206、发射机208、接收机210、处理器212、UpPTS噪声电平检测器214和UL接入控制模块216。发射机208和接收机210连接到天线206。发射机208被配置成使用天线206向UE104发送输出信号。接收机210被配置成使用天线206接收来自UE104的输入信号。尽管示出了具有单个天线206的BS 102，BS 102可以包括任何数量的天线。在实施例中，BS 102可以支持多用户多输入多输出(MU-MIMO)通信。

UpPTS噪声电平检测器214和UL接入控制模块206操作处理器212以执行关于UL接入操作的操作。UpPTS噪声电平检测器210被配置成检测来自一个或多个UE104的子帧的UpPTS中的信号的噪声电平。在实施例中，无线通信系统100使用的子帧结构与图1所示的子帧结构相同。UpPTS中信号的噪声电平指示了对于UpPTS的信号干扰。UL接入控制模块214被配置成监测UpPTS噪声电平检测器所检测的UpPTS噪声电平。如果UpPTS噪声电平超过预定阈值，则UL接入控制模块216向一个或多个UE104发送通知信号，以发起特定UL接入过程。UL接入控制模块216还被配置成响应于接收到在UpPTS中从该UE发送的UL同步序列信号，使用物理下行链路控制信道(PDCCH)向UE 104之一发送下行链路(DL)同步调整信号。UL接入控制模块216还被配置成响应于使用随机接入信道(RACH)从该UE发送的随机接入前导码形式的UL随机接入请求信号，使用PDCCH向UE 104之一发送UL接入许可信号。

可以在BS 102中将UpPTS噪声电平检测器214和UL接入控制模块216实现为软件、硬件和/或固件。在一些实施例中，由处理器212执行UpPTS噪声电平检测器214和UL接入控制模块216的功能。处理器212可以是任何类型的信号处理器。BS 102包括这里未描述以免导致UE的创造性特征不清楚的其它传统组件。

如图5所示，UE104包括至少一个天线218、发射机220、接收机222、处理器224和UL接入模块226。发射机220和接收机222连接到天线218。发射机220被配置成使用天线218向BS102发射输出信号。接收机222被配置成使用天线218接收来自BS104的输入信号。尽管示出了具有单个天线218的UE104，UE可以包括任何数量的天线。

UL接入模块226操作处理器224以执行涉及UL接入操作的操作。UL接入模块226用于向BS 102发送一个或多个UL同步序列信号以执行粗同步过程。UL接入模块还被配置成使用RACH以随机接入前导码的形式向BS102发送UL随机接入请求信号，以执行随机接入过程，可以作为标准UL接入过程或特定UL接入过程来发起该随机接入过程。当UE接收到来自BS102用于发起特定UL接入过程的通知信号时，通过UE 104发起特定UL接入过程。当在向BS 102发送了一个或多个UL同步序列信号后，在未接收到来自BS 102的DL同步信号的情况下，UE 104还发起特定UL接入过程。当UE 104接收到来自BS 102的UL接入许可信号时完成随机接入过程。

可以在UE 104中将UL接入模块226实现为软件、硬件和/或固件。在一些实施例中，由处理器224执行UL接入模块226的功能。处理器224可以是任何类型的信号处理器。UE 104包括这里未描述以免导致UE的创造性特征不清楚的其它传统组件。

参照图6的流程图描述了根据本发明实施例的BS 102和UE 104之一所执行的UL接入操作。在框602处，由BS 102的UpPTS噪声电平检测器214和UL接入控制模块216检测和监测信号的UpPTS中的噪声电平。然后，在框604处，UL接入控制模块216确定UpPTS噪声电平是否超过阈值电平。如果是，则操作进行到框606，其中UL接入控制模块216向UE 104发送通知信号，以发起特定UL接入过程。然后操作进行到框616。但是，如果否，则操作进行到框608，其中UE 104的UL接入模块226向BS 102发送UpPTS中的UL同步序列信号。

然后，在框610处，如果BS 102接收到并正确读取UL同步序列信号，其指示当前任何UpPTS干扰是不严重的，则BS 102的UL接入控制模块216使用PDCCH向UE 104发送DL同步调整信号以响应UL同步序列信号。

然后，在框612处，UE 104的UL接入控制模块226确定是否检测到来自BS 102的DL同步调整信号。如果是，操作进行到框616。但是，如果否，操作进行到框614，其中UE 104的UL接入模块226确定向BS 102发送的重试UL同步序列信号的数量是否超过预定值。如果未超过，则操作进行到框608，其中将另一UL同步序列信号发送给BS 102。如果超过，则操作进行到框616。

在框616处，UE 104的UL接入模块226使用RACH以随机接入前导码的形式向BS 102发送UL随机接入请求信号。然后，在框618处，BS 102的UL接入控制模块216使用PDCCH向UE 104发送UL接入许可信号，完成了UL接入操作。

因此，在正常状况下，UL接入操作符合如图7所示的标准UL接入过程。如图7所示，由UE 104开始标准UL接入过程，向BS 102发送UpPTS中的UL同步信号。然后，BS 102使用PDCCH向UE 104发送DL同步调整信号。发送UL同步信号以及随后的DL同步调整信号是粗同步处理的一部分。然后UE 104使用RACH以随机接入前导码的形式向BS 102发送随机接入请求信号。然后，BS响应于随机接入请求信号，使用PDCCH发送随机接入许可信号。发送随机接入请求信号及随后的随机接入许可信号是本发明的一部分。

相反地，如图8所示，在严重UpPTS干扰的状况下，UL接入操作符合特定UL接入过程。对于特定UL接入过程，不完全执行粗同步过程。如果BS 102通过监测UpPTS噪声电平而检测到严重UpPTS干扰状况，则不执行粗同步过程的步骤。但是，如果在向BS 102发送一个或多个UL同步序列信号后，UE 104未能检测到来自BS 102的DL同步信号，而检测到严重的UpPTS干扰状况，则仅执行粗同步过程的一部分。对于特定UL接入过程，仅完全地执行随机接入过程。由UE 104使用RACH以随机接入前导码的形式向BS 102发送随机接入请求信号，来开始特定UL接入过程。然后，BS 102向UE 104发送随机接入许可信号。在特定UL接入过程期间，UpPTS用作保护间隔(GP)。

在严重UpPTS干扰期间使用特定UL接入过程的情况下，不必如同UpPTS移位方案所需要的一样改变子帧结构，因此，无线通信系统100对当前规范的修改最小。此外，使用特定UL接入过程增强了无线通信系统100关于UL接入的稳健性，这是由于即使BS 102不能准确地检测UpPTS中的噪声电平，单独的UE104也可以独立地发起随机接入过程。

参照图9的流程图描述了根据本发明实施例的接入无线通信系统的基站的方法。在框902处，检测对于信号的上行链路导频时隙的干扰的预定状况。在实施例中，由基站通过监测信号的上行链路导频时隙中的噪声电平来检测预定状况。在另一实施例中，由移动台通过向基站发送一个或多个上行链路同步序列信号而未能检测到响应于该上行链路同步序列信号来自基站的应答下行链路同步调整信号，来检测到所述预定状况。然后，在框904处，在未接收到来自基站的下行链路同步调整信号而检测到预定状况的情况下，从移动台向基站发送随机接入请求信号。然后，在框906处，响应于该随机接入请求信号，从基站向移动台发送接入许可信号。

尽管已经描述和示出了本发明的特定实施例，本发明并非限定于所描述和示出的部分的特定形式或布置。所附的权利要求及其等价物将定义本发明的范围。

Claims (20)

1、一种接入无线通信系统的基站的方法，该方法包括：

检测与信号的上行链路导频时隙上的干扰相关的预定状况；

在未接收到来自基站的下行链路同步信号而检测到所述预定状况的情况下，从移动台向基站发送随机接入请求信号；以及

响应于所述随机接入请求信号，从基站向移动台发送随机接入许可信号。

2、如权利要求1所述的方法，其中，下行链路同步信号是使用物理下行链路控制信道发送的下行链路同步调整信号。

3、如权利要求1所述的方法，其中，所述检测步骤包括：从移动台向基站发送至少一个上行链路同步信号，并且在已经发送所述至少一个上行链路同步信号后，在移动台处不检测来自基站的下行链路同步信号。

4、如权利要求3所述的方法，其中，所述发送至少一个上行链路同步信号的步骤包括：在至少一个上行链路导频时隙中，从移动台向基站发送所述至少一个上行链路同步信号。

5、如权利要求1所述的方法，其中，所述检测步骤包括：在基站处监测上行链路导频信号时隙中的噪声电平。

6、如权利要求5所述的方法，其中，所述检测步骤还包括：当所述噪声电平超过阈值时，从基站向移动台发送通知信号以发起特定上行链路接入过程，所述特定上行链路接入过程包括发送随机接入请求信号和随机接入许可信号。

7、如权利要求1所述的方法，其中，所述发送随机接入请求信号的步骤包括：使用随机接入信道从移动台向基站发送随机接入前导码。

8、如权利要求7所述的方法，其中，所述发送随机接入许可信号的步骤包括：使用物理下行链路控制信道从基站向移动台发送随机接入许可信号。

9、一种无线通信系统的移动台，该移动台包括：

至少一个天线，用于向无线通信系统的基站发射信号和接收来自发射所述无线通信系统的基站的信号；

发射机，连接到所述至少一个天线，以发射输出信号；

接收机，连接到所述至少一个天线，以接收输入信号；以及

上行链路接入模块，在操作中耦合到所述发射机和接收机，该上行链路接入模块被配置成检测与信号的上行链路导频时隙上的干扰相关的预定状况，该上行链路接入模块还被配置成在未接收到来自基站的下行链路同步信号而检测到所述预定状况的情况下，向基站发送随机接入请求信号，以接收来自基站的随机接入许可信号。

10、如权利要求9所述的移动台，其中，所述上行链路接入模块被配置成向基站发送至少一个上行链路同步信号，所述上行链路接入模块还被配置成在已经发送所述至少一个上行链路同步信号后，当未接收到来自基站的下行链路同步信号时，检测所述预定状况。

11、如权利要求10所述的移动台，其中，所述上行链路接入模块被配置成在至少一个上行链路导频时隙中，向基站发送所述至少一个上行链路同步信号。

12、如权利要求9所述的移动台，其中，所述上行链路接入模块被配置成当接收到来自基站的、用于发起特定上行链路接入过程的通知信号时，检测所述预定状况，所述特定上行链路接入过程包括发送随机接入请求信号和随机接入许可信号。

13、如权利要求9所述的移动台，其中，所述上行链路接入模块被配置成使用随机接入信道向基站发送包括随机接入前导码的随机接入请求信号。

14、一种无线通信系统，包括：

基站；以及

至少一个移动台，每个移动台包括：

至少一个天线，用于向基站发射信号和接收来自基站的信号；

发射机，连接到所述至少一个天线，用于发射输出信号；

接收机，连接到所述至少一个天线，用于接收输入信号；以及

上行链路接入模块，在操作中耦合到所述发射机和接收机，所述上行链路接入模块被配置成检测与信号的上行链路导频时隙上的干扰相关的预定状况，所述上行链路接入模块还被配置成在未接收到来自基站的下行链路同步信号而检测到所述预定状况的情况下，向基站发送随机接入请求信号，以接收来自基站的随机接入许可信号。

15、如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述下行链路同步信号是使用物理下行链路控制信道发送的下行链路同步调整信号。

16、如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述上行链路接入模块被配置成向基站发送至少一个上行链路同步信号，所述上行链路接入模块还被配置成在已经发送了至少一个上行链路同步信号之后，在未接收到来自基站的下行链路同步信号时检测所述预定状况。

17、如权利要求16所述的无线通信系统，其中，所述上行链路接入模块被配置成在至少一个上行链路导频时隙中向基站发送所述至少一个上行链路同步信号。

18、如权利要求14所述的无线通信系统，其中，基站被配置成监测上行链路导频时隙中的噪声电平，以及当所述噪声电平超过阈值时，发送通知信号以发起特定上行链路接入过程，所述上行链路接入过程包括从移动台向基站发送随机接入请求信号以及从基站向移动台发送随机接入许可信号。

19、如权利要求18所述的无线通信系统，其中，上行链路接入模块被配置成当接收到来自基站的通知信号时检测所述预定状况。

20、如权利要求14所述的无线通信系统，其中，上行链路接入模块被配置成使用随机接入信道向基站发送包括随机接入前导码的随机接入请求信号。

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