CN101442359B - 一种通信系统的同步方法、基站及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信系统的同步方法，包括步骤：基站从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，以及将选择的索引信息发送给终端；接收所述终端发来的同步序列码，所述同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从所述预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定所述终端的定时提前量；以及将确定出的定时提前量发送给所述终端。本发明还公开了一种基站和一种终端。本发明提供的通信系统同步方法，能够降低基站和终端同步过程的信令开销，以及减小同步时延。

Description

一种通信系统的同步方法、基站及终端
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种通信系统的同步方法、基站及终端。
背景技术
在移动通信系统，尤其是时分双工(TDD，Time Division Duplex)通信系统中，终端在与基站进行数据通信时，必须和基站维持同步才能有效地接收和发送数据。在现有通信系统中，例如3GPP R4标准中，通常采用专用信道服务来维持终端和基站的同步，当终端或基站长时间没有数据发送时，在预先设定的专用信道上周期性发送特殊序列，以维持终端和基站的同步关系。例如基站可以根据终端发送的特殊序列，判断并通知终端下次发送数据时的时间提前量，以协助终端确定发送后续数据时的发送时刻。
随着数据业务需求的日益增长，在3GPP R5-R7版本的协议中，逐步引入了高速下行分组接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)和高速上行包数据接入(HSUPA，High Speed Uplink Packet Data Access)技术，该技术通过采用共享信道提供下行和上行方向的高速数据服务。共享信道的资源由网络侧的基站调度器统一分配，一般情况下，如果终端在某个时间段内没有数据发送，则基站调度器就不会为其分配共享信道资源，这样如果终端长时间没有上行数据发送，就会处于上行失步状态，当终端有新的上行数据需要发送时，要重新与基站获取同步后才能进行上行数据发送。当上下行都采用共享信道为终端提供服务时，关于如何维持同步以及是否维持同步通常有以下几种策略：
策略1：即便使用共享信道，仍然建立专用信道，并利用专用信道周期性的发送特殊序列来维持基站和终端的同步关系。
策略2：采用共享信道维持同步。当终端长时间没有上行数据发送时，周期性地调度终端以维持基站和终端的同步关系。
策略3：不维持同步，当终端有上行数据需要发送、且处于失步状态时，先通过调度信道的特殊指示，使其重新和基站同步，然后再进行上行数据的发送。
在上述三种策略中，策略1和策略2采用周期性同步的方法，需要占用额外的专用信道资源或共享信道资源，维持同步的目的是为了后续数据的快速准确发送，但如果终端长时间没有上行数据需要发送时，则维持同步的意义不大，反而浪费了信道资源。
因此，对于某些业务，例如WWW业务等就可能较长时间没有上行数据发送，对于这种类型的业务通常采用策略3，即允许终端长时间处于上行失步状态，当有上行数据需要发送时，才重新获取与基站的同步，然后再进行上行数据的发送。
以现有3G通信系统为例，当采用策略3时，基站发现终端失步并且需要进行下行数据发送时，终端重新与基站进行同步的过程如下：
步骤1、基站调度器使用下行控制信道(HS-SCCH，Shared Control Channelfor HS-DSCH)的特殊指示以及终端的标识(H-RNTI)通知终端发起同步过程；
步骤2、终端收到指示后，发送同步序列码(即通常所说的preamble或SYNC UL码)给基站；
步骤3、基站通过下行信道快速物理接入信道(FPACH，Fast Physical AccessChannel)向终端发送定时和功率调整信息；
步骤4、终端收到基站发送的定时和功率调整信息后，通过随机接入信道(RACH，Random Access Channel)将自身的标识(即H-RNTI)通知给无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)；
步骤5、RNC通过与基站之间的接口信令，将发起同步的终端的H-RNTI通知给基站；
步骤6、基站收到RNC通知的终端的H-RNTI后，确定该H-RNTI标识的终端已经完成同步，从而可以确定进行后续下行数据的发送。
由于在现有通信系统中，终端接收到基站的指示后，发起同步过程使用的同步序列码与终端发起随机接入过程使用的同步序列码相同，导致基站不能区分接收到的同步序列码是随机接入过程还是期望终端发起的同步过程，因此终端收到基站发送的定时和功率调整信息后，还要将其标识通知RNC，再由RNC通知基站发起同步过程的终端标识，基站才能确定终端已完成同步，这一过程必然导致增加信令开销和增大同步时延。
在长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中，存在上述类似的问题，在基站和终端之间重新同步过程中，终端同样要在网络侧为其分配的上行资源上发送其标识给网络侧，不过在LTE系统中基站可以直接解析上行资源上发来的内容，不需要其它节点进行解析通知。
发明内容
本发明提供一种通信系统的同步方法，以降低基站和终端同步过程的信令开销，及减小同步时延。
相应地，本发明还提供一种基站和一种终端。
一种通信系统的同步方法，包括步骤：
基站从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，以及
将选择的索引信息发送给终端；
接收所述终端发来的同步序列码，所述同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从所述预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；
根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定所述终端的定时提前量；以及
将确定出的定时提前量发送给所述终端。
一种基站，包括：
选择单元，用于从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息；
第一发送单元，用于将选择单元选择出的索引信息发送给终端；
接收单元，用于接收所述终端发来的同步序列码，所述同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从所述预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；
确定单元，用于根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定所述终端的定时提前量；
第二发送单元，用于将确定单元确定出的定时提前量发送给所述终端。
一种终端，包括：
接收单元，用于接收基站发来的索引信息；
查找单元，用于根据接收单元接收到的索引信息，从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中查找到对应的同步序列码；
发送单元，用于将查找单元查找到的同步序列码发送给基站。
一种通信系统的同步方法，包括步骤：
基站确定终端发起同步过程使用的同步序列码，以及
将所述确定的同步序列码发送给终端；
接收该终端发来的所述同步序列码；
根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量；以及
将确定出的所述定时提前量发送给该终端。
一种基站，包括：
第一确定单元，用于确定终端发起同步过程使用的同步序列码；
第一发送单元，用于将第一确定单元确定出的同步序列码发送给终端；
接收单元，用于接收该终端发来的所述同步序列码；
第二确定单元，用于根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定终端的定时提前量；
第二发送单元，用于将第二确定单元确定出的所述定时提前量发送给该终端。
一种终端，包括：
接收单元，用于接收基站发来的同步序列码；
发送单元，用于将所述同步序列码发送给基站。
本发明提供的通信系统的同步方法，通过预先设定同步序列码与索引信息之间的映射关系，基站通知终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，使终端通过预先设定的映射关系查找到对应的同步序列码，并将该同步序列码发送给基站，再由基站根据接收该同步序列码的时刻与期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量，并将该定时提前量发送给该终端，从而完成同步过程，而不再需要终端将其标识发送给网络侧，降低了基站和终端同步过程的信令开销，并减小了同步时延。
附图说明
图1为本发明实施例1中的通信系统同步方法的流程图；
图2为本发明实施例1中的基站的结构图；
图3为本发明实施例1中的终端的结构图；
图4为本发明实施例2中的通信系统同步方法的流程图；
图5为本发明实施例2中的基站的结构图；
图6为本发明实施例2中的终端的结构图。
具体实施方式
针对现有通信系统同步方法导致的增加信令开销和增大同步时延的问题，本发明实施例提出采用特殊的同步序列码，协助基站识别当前进行同步的终端，从而降低同步过程的同步时延和信令开销。
下面结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。
实施例1：
本发明实施例1提供的通信系统同步方法的流程如图1所示，具体步骤如下：
步骤101、预先设定同步序列码与索引信息之间的映射关系，并将该映射关系告知基站和终端。
本步骤中，网络侧可以从现有的随机接入同步序列码(例如SYNC UL码)选择一到多个序列码或者单独定义一组特定的序列码作为专用于失步终端重新同步的同步序列码，并将选择或定义的同步序列码信息通知终端和基站。同时，网络侧可以设定简短的索引信息，如指示字段值或现有控制信道上的无效序列值，与选定的同步序列码之间的映射关系，并将该映射关系也通知终端和基站。其中，通知终端时可以采用广播消息，因为这一映射关系信息需要所有终端都确知。
例如，如果网络侧预先设定了N个专用于发起同步的同步序列码，则可以添加[log2N]个bit的指示字段用于与这N各同步序列码对应。特别的，如果系统约定任意时刻只能让一个终端发起同步过程，则只需要预设一个同步序列码，也只需要添加1bit的指示字段。
此外，目前HS-SCCH上包含4bit的起始码和4bit的终止码两个字段，用于指示终端使用的HS-PDSCH资源，其中除去起始码为1111，终止码为0000的情况，其他终止码小于起始码时都被视为无效序列。基站可以在这些无效序列与选定的同步序列码之间建立映射关系，例如网络侧预设了4个同步序列码时，同步序列码与无效序列之间的一种对应关系如下表所示：
    起始码     终止码
    同步序列码1     1111     1100
    同步序列码2     1111     1101
    同步序列码3     1111     1110
    同步序列码4     1111     1011
这样就在复杂的同步序列码和简短的指示字段或无效序列之间建立了映射关系。
步骤102、基站从预先设定的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，以及将选择的索引信息发送给终端。
通常在基站有下行数据需要发送，同时检测到终端处于失步状态时，需要通知终端发起同步过程，可以通过发送同步序列码对应的索引信息通知终端发起同步过程。
检测终端是否处于失步状态的方法有很多，一种常用的方法是设置一个失步时间门限T，如果检测时刻与上一次向终端发送定时提前量的时刻间隔时间大于T，则认为该终端已经处于失步状态，需要通知该终端发起同步过程。
本步骤中，基站可以通过控制信道或者业务信道将选择的索引信息发送给终端。较常见的是采用控制信道，以HSDPA为例，可以采用在下行控制信道HS-SCCH上发送索引信息通知终端发起同步过程。
步骤103、用户终端接收到基站发送的索引信息后，从预先设定的映射关系集合中查找该索引信息对应的同步序列码，并将该同步序列码发送给基站。
步骤104、基站检测接收到的同步序列码是否与通知终端使用的同步序列码一致，当检测结果为一致时，根据接收该同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该用户终端的定时提前量。
特别地，基站监控在预设时间内是否接收到该终端发来的同步序列码，在未接收到时，将步骤102中选择的索引信息重新发送给终端。
步骤105、基站将确定出的定时提前量发送给该终端。
此后，终端可以根据接收到的定时提前量修正其后续上行信号的发送时间，即终端恢复了同步状态，基站和终端可以进行正常的数据收发过程。
相应地，本发明实施例1还提供了一种基站，其结构如图2所示，包括选择单元201、第一发送单元202、接收单元203、确定单元204、第二发送单元205和监控单元206：
选择单元201，用于从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息；
第一发送单元202，用于将选择单元201选择出的索引信息发送给终端；
接收单元203，用于接收该终端发来的同步序列码，该同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；
确定单元204，用于根据接收该同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量；
第二发送单元205，用于将确定单元204确定出的定时提前量发送给该终端。
监控单元206，用于监控基站在预设时间内是否接收到该终端发来的同步序列码；
在监控结果为未接收到时，第一发送单元202重新将选择单元201选择出的索引信息发送给终端。
其中，第一发送单元202可以通过控制信道或业务信道将选择单元201选择出的索引信息发送给终端。
相应地，本发明实施例1还提供一种终端，其结构如图3所示，包括接收单元301、查找单元302和发送单元303：
接收单元301，用于接收基站发来的索引信息；
查找单元302，用于根据接收单元301接收到的索引信息，从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中查找到对应的同步序列码；
发送单元303，用于将查找单元302查找到的同步序列码发送给基站。
实施例2：
本发明实施例2提供的通信系统同步方法的流程如图4所示，具体步骤如下：
步骤401、基站确定终端发起同步过程使用的同步序列码；
本步骤中，网络侧仍可以从现有的随机接入同步序列码(例如SYNC UL码)选择一到多个序列码或者单独定义一组特定的序列码作为专用于失步终端重新同步的同步序列码，并将选择或定义的同步序列码信息通知终端和基站，基站可以从中选择一个用于终端发起同步过程。
步骤402、基站将确定的同步序列码发送给终端；
步骤403、终端接收到基站发来的同步序列码后，发送该同步序列码给基站；
步骤404、基站根据接收该同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量；
特别地，基站监控在预设时间内是否接收到该终端发来的同步序列码，在未接收到时，重新将确定的同步序列码发送给该终端。
步骤405、基站将确定出的定时提前量发送给该终端。
此后，基站和终端的同步已完成，可以进行正常的数据收发过程。
相应地，本发明实施例2还提供一种基站，其结构如图5所示，包括第一确定单元501、第一发送单元502、接收单元503、第二确定单元504、第二发送单元505和监控单元506：
第一确定单元501，用于确定终端发起同步过程使用的同步序列码；
第一发送单元502，用于将第一确定单元501确定出的同步序列码发送给终端；
接收单元503，用于接收该终端发来的该同步序列码；
第二确定单元504，用于根据接收该同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定终端的定时提前量；
第二发送单元505，用于将第二确定单元504确定出的定时提前量发送给该终端。
监控单元506，用于监控基站在预设时间内是否接收到该终端发来的该同步序列码；在监控结果为未接收到时，第一发送单元502重新将第一确定单元501确定出的同步序列码发送给该终端。
本发明实施例还提供一种终端，其结构如图6所示，包括接收单元601和发送单元602：
接收单元601，用于接收基站发来的同步序列码；
发送单元602，用于将所述同步序列码发送给基站。
本发明实施例提供的通信系统的同步方法，通过预先设定同步序列码与索引信息之间的映射关系，基站通知终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，使终端通过预先设定的映射关系查找到对应的同步序列码，并将该同步序列码发送给基站，再由基站根据接收该同步序列码的时刻与期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量，并将该定时提前量发送给该终端，从而完成同步过程。此外，也可以将预设的同步序列码直接发送给终端，通知终端发起同步过程。通过本发明实施例提供的方法，不再需要终端将其标识发送给网络侧，通知终端已完成同步，从而降低了基站和终端同步过程的信令开销，并减小了同步时延。
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 (11)

1.一种通信系统的同步方法，其特征在于，包括步骤：
基站从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息，以及
将选择的索引信息发送给终端；
接收所述终端发来的同步序列码，所述同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从所述预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；
根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定所述终端的定时提前量；以及
将确定出的定时提前量发送给所述终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将选择的索引信息发送给终端之后，还包括步骤：
基站监控在预设时间内是否接收到所述终端发来的同步序列码，以及
在监控结果为未接收到时，重新将所述选择的索引信息发送给终端。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基站通过控制信道或业务信道将选择的索引信息发送给终端。
4.一种基站，其特征在于，包括：
选择单元，用于从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中，选择终端发起同步过程使用的同步序列码对应的索引信息；
第一发送单元，用于将选择单元选择出的索引信息发送给终端；
接收单元，用于接收所述终端发来的同步序列码，所述同步序列码为终端根据接收到的索引信息，从所述预先设定的映射关系集合中查找到的同步序列码；
确定单元，用于根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定所述终端的定时提前量；
第二发送单元，用于将确定单元确定出的定时提前量发送给所述终端。
5.如权利要求4所述的基站，其特征在于，还包括：
监控单元，用于监控基站在预设时间内是否接收到所述终端发来的同步序列码；
在监控结果为未接收到时，第一发送单元重新将所述选择单元选择出的索引信息发送给终端。
6.如权利要求4或5所述的基站，其特征在于，所述第一发送单元通过控制信道或业务信道将选择单元选择出的索引信息发送给终端。
7.一种终端，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收基站发来的索引信息；
查找单元，用于根据接收单元接收到的索引信息，从预先设定的同步序列码与索引信息之间的映射关系集合中查找到对应的同步序列码；
发送单元，用于将查找单元查找到的同步序列码发送给基站。
8.一种通信系统的同步方法，其特征在于，包括步骤：
基站确定终端发起同步过程使用的同步序列码，以及
将所述确定的同步序列码发送给终端；
接收该终端发来的所述同步序列码；
根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定该终端的定时提前量；以及
将确定出的所述定时提前量发送给该终端。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将选择的索引信息发送给终端之后，还包括步骤：
基站监控在预设时间内是否接收到该终端发来的所述同步序列码，以及
在监控结果为未接收到时，重新将所述确定的同步序列码发送给该终端。
10.一种基站，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定终端发起同步过程使用的同步序列码；
第一发送单元，用于将第一确定单元确定出的同步序列码发送给终端；
接收单元，用于接收该终端发来的所述同步序列码；
第二确定单元，用于根据接收所述同步序列码的时刻，与预先设定的期望接收该同步序列码的时刻的时延，确定终端的定时提前量；
第二发送单元，用于将第二确定单元确定出的所述定时提前量发送给该终端。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，还包括：
监控单元，用于监控基站在预设时间内是否接收到该终端发来的所述同步序列码；
在监控结果为未接收到时，第一发送单元重新将所述第一确定单元确定出的同步序列码发送给该终端。
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