CN101626269A - 一种下行同步发射控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行同步发射控制方法及系统，其中所述方法包括：基站配置时间提前信息，并下发给协作多点传输节点；所述协作多点传输节点在发射下行信号时，根据所述时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。本发明适用于Relay节点、CoMP节点或者邻eNB与服务eNB协同发射信号的场景，通过控制Relay节点、CoMP节点或者邻eNB的下行信号发射时间，使得到达UE处的多径信号能够更加容易地落在CP接收窗内，增加了UE接收的有用信号量，提高了UE的接收质量。

Description

一种下行同步发射控制方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种LTE系统中的下行同步发射控制方法及系统。

背景技术

2005年，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)启动了LTE(Long Term evolution长期演进)研究的工作组，研究和设计第三代移动通信技术演进的3.9G(改进的3G)的下一代网络。

LTE-Advanced(LTE增强技术)是3GPP为了满足ITU(InternationalTelecommunication Union，国际电信联盟)IMT-Advanced(4G)的要求而推出的标准。2008年3月，3GPP通过了关于LTE-Advanced的研究项目，对LTE系统进行进一步的技术提高，以达到并超过ITU对IMT-Advanced的技术要求为目标，实现LTE的后向兼容。LTE-Advanced将作为3GPP向ITU提交的IMT-Advanced的候选技术。

LTE系统由于其代表了移动通信新技术发展的主要方向，已成为IMT-Advanced主要的候选技术之一。LTE本身可以作为满足IMT-Advanced需求的技术基础和核心，但是纯粹从指标上来讲，LTE较IMT-Advanced的要求还有一定差距。因此当将LTE升级到4G时，并不需要改变LTE标准的核心，而只需在LTE基础上进行扩充、增强、完善，就可以满足IMT-Advanced的要求，主要引入的新技术包括Relay(中继)、CoMP(Coordinated MultiplePoint，协同多点传输)、CA(载波聚合)等增强技术。

目前，为了提高小区边界的覆盖增益，实现补盲效应，在3GPP中LTE-Advanced中引入了Relay技术，其模型架构如图1所示。其中，每个eNB(evolved Node B，改进的节点B)既为本小区的UE(User Equipment，用户设备)提供服务，也和其控制下的若干个Relay进行数据传输和信今交互。同样地，每个Relay既和该eNB通讯，也为该Relay下的UE提供服务。eNB到Relay链路与Relay到其服务UE链路可以使用相同的频率资源，称之为带内Relay；也可以使用不同的频率资源，称之为带外Relay。

协同多点传输CoMP正是围绕IMT Advanced的目标而提出的通过基站内不同射频接入点(RRU)协作、基站和其所属Relay协作和基站间协作等多种多点协作方式，减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖的技术措施。

LTE系统中采用了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，要求多个UE发送的上行信号能够同时到达基站接收端，多个到达时延在CP(循环前缀)范围内的信号可以作为有用信号进行解调，对于落在CP窗外的信号将变成干扰。

因此在现有的LTE系统中已经设计了严格的上行同步过程：

随机接入过程中，基站通过测量UE发送的Preamble(前导码)到达基站的时间，计算UE上行信号需要提前多长时间发送，并通过随机接入响应携带Timing Advance Command(时间提前量指示)信息给UE。

连接状态下的同步保持，eNB和UE都会进行一些测量，根据测量结果来判断UE的上行发射时间是否需要更新，例如：使用无线链路质量测量来判断链路是否失步，使用绝对的门限来判断无线链路的质量问题等；终端也可以检测RS(Reference Signal，参考符号)和PCFICH(Physical Control FormatIndicator Channel，物理控制格式指示信道)的质量，向上层报告链路质量问题。在标准中规定了终端的检测周期。

现有技术中，在MAC(Media Access Control，媒体访问控制)层设计了一个control element用来承载Timing Advance Command指示，UE在收到该指示信息后的第六个子帧开始采用新的值来作为上行信号提前发送的时间。

对于下行信号，由于都是由eNB统一发送，到各个UE的信号发出的时间可以完全一致，因此现在的LTE系统中没有必要设计针对下行数据发射的同步过程。UE可以根据系统发射的同步信号和导频信号来确定自己接收下行信号的时间。

如图2所示，在LTE-A中，由于引入了新的节点(如Relay、CoMP等)，这些节点不但接收信号，而且还会发射信号给UE，一种重要的应用就是这些节点和eNB同时发射相同的信号，来对UE的接收起到增强作用，这种方式叫做协同传输。在协同传输过程中，由于eNB和多个节点同时发射下行信号，如果发射时间没有控制，可能造成多径信号到达UE的时间差比较大，不能使得大部分信号落在CP窗内，减弱了有用信号，而干扰信号变强，最终对UE的接收质量造成影响，降低了Relay/CoMP技术带来的性能增益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种下行同步发射控制方法及系统，通过控制协同传输节点与eNB的信号发射时间，使得到达UE处的多径信号能更容易落在CP接收窗内，增加UE接收的有用信号量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种下行同步发射控制方法，应用于使用协作多点传输方式的系统中，包括：

基站配置时间提前信息，并下发给协作多点传输节点；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，根据所述时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。

进一步地，所述时间提前信息为，基站根据到协作多点传输节点的距离确定的在该距离上的信号传输时间；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，将所述下行发射的起始时间提前所述信号传输时间。

进一步地，当所述协作多点传输节点的位置固定时，所述基站到所述协作多点传输节点的距离由所述基站通过测量路损得出，或通过操作维护接口由运营商将该固定距离值配置给基站；

当所述协作多点传输节点的位置不固定时，所述距离由所述基站通过周期性的路损测量得出。

进一步地，所述基站根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离除以光的传播速度确定所述信号传输时间。

进一步地，所述方法还包括，

对所述时间提前信息进行如下调整：将所述时间提前信息减去所述基站到所述移动终端的距离与所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离差上的传输时延；

其中，所述基站到所述移动终端的距离，以及所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离，是通过定位技术或者路损测量得出。

进一步地，所述基站通过媒体访问控制层的时间提前量指示、或者无线资源控制信今将所述时间提前信息下发给所述协作多点传输节点。

进一步地，所述时间提前信息为，用于所述协作多点传输节点上行同步的时间提前量的一半；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前所述时间提前量。

本发明还提供了一种下行同步发射控制系统，包括基站、协作多点传输节点，所述基站进一步包括下行同步配置模块，所述协作多点传输节点进一步包括下行同步控制模块，其中：

所述下行同步配置模块用于，配置时间提前信息，并下发给所述协作多点传输节点；

所述下行同步控制模块用于，在发射下行信号时，根据所述时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。

进一步地，所述下行同步配置模块配置的所述时间提前信息为，根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离确定的在该距离上的信号传输时间；

所述下行同步控制模块用于，根据接收到的所述信号传输时间，在发射下行信号时，将所述下行发射的起始时间提前一个所述信号传输时间。

进一步地，所述下行同步配置模块用于，通过路损测量得出所述基站到所述协作多点传输节点的距离；并根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离除以光的传播速度确定所述信号传输时间。

进一步地，所述下行同步配置模块还用于：

通过定位技术或者路损测量得出所述基站到所述移动终端的距离、以及所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离后，确定所述基站到所述移动终端的距离与所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离差上的传输时延；

并对所述时间提前信息进行如下调整：将所述时间提前信息减去所述传输时延。

进一步地，所述下行同步配置模块配置的所述时间提前信息为，用于所述协作多点传输节点上行同步的时间提前量的一半；

所述下行同步控制模块用于，根据接收到的所述时间提前量，在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前所述时间提前量。

本发明提供的下行同步发射控制方法及系统，适用于Relay节点、CoMP节点或者邻eNB与服务eNB协同发射信号的场景，通过控制Relay节点、CoMP节点或者邻eNB的信号发射时间，使得到达UE处的多径信号能更加容易地落在CP接收窗内，增加了UE接收的有用信号量，提高了UE的接收质量。

附图说明

图1为Relay传输模型的架构示意图；

图2为协作式多点传输(CoMP)模型的架构示意图；

图3为Relay传输模型下的下行时间同步对应关系示意图；

图4为eNB、Relay及UE的相对位置示意图一；

图5为eNB、Relay及UE的相对位置示意图二。

具体实施方式

下面以Relay节点为例对本发明技术方案作进一步详细描述。

由于Relay在有些时候执行的是UE的功能，因此，Relay可以采用现有UE的下行同步获取过程获得定时信息。例如，通过小区搜索过程，可以搜索到eNB发射的PSS(主同步信号)、SSS(辅同步信号)和下行导频信道，从而获得时间同步。

从图3可知，在Relay和UE处维护的时间与eNB维护的时间之间会存在一个eNB到Relay与eNB到UE的信号传输时延。

在eNB和Relay协同发射信号时，Relay如果按照自己收到的eNB的下行信号时间为基准，按照自己维护的子帧起始时刻发射信号，那么实际上该发射时刻与eNB的发射时刻相比，延迟了一个eNB到Relay的传输时延。

如图4所示，在下行协同传输时，如果eNB和Relay都按自己的时间来进行发射，从UE的位置来看，两路信号经过的路径分别为B和C，那么两路信号到达UE的时间差为C-(B-A)的距离差造成的。该时间差还与UE所处的位置有关，如对于图5来说，eNB和Relay发射的信号到达UE的时间差会更大一些。

为了使得信号更加精确地同步到达UE，Relay在发射信号时需要提前一定时间，来弥补由于自己维护的下行时间与eNB的下行时间之间的误差。

具体提前多长时间可以采用如下方法确定：

首先，需要分别确定eNB到Relay的距离(A)、eNB到UE的距离(B)，以及Relay到UE的距离(C)；

再确定eNB和Relay发射的信号到达UE的距离差C-(B-A)，并根据光的传播速度，计算该段距离差上的信号传输时间，将该信号传输时间通过信令通知Relay，Relay在发射下行信号时就在自己维护的下行子帧起始时刻的基础上提前一个该信号传输时间进行发射。这样，就可以保证eNB和Relay发射的信号同步到达UE。

但上述方法中，由于UE始终处于移动的状态，其位置并不固定，因而eNB和Relay到UE的距离也总是处于一定的变化中，因此，上述方法比较难以确定eNB到UE的距离(B)，以及Relay到UE的距离(C)。

本发明中，考虑到由于UE侧在接收信号时，可以有CP可以作为不同径到达时间差的允许范围，因此，上述Relay下行同步发射时间提前量可以估算得比较粗一点，相比Relay不进行下行信号提前发射来说，仍然可以提供较好的信号接收性能。

基于上述考虑，本发明实施例中，采用如下步骤实现下行同步发射的控制：

由eNB配置一时间提前信息，并通知给Relay；

Relay根据eNB的同步信号以及该时间提前信息来控制自己的下行发射时间。

其中，该时间提前信息可以根据eNB到Relay的距离来确定。一般来说，Relay节点的位置都是固定的，此时，eNB到Relay的距离可通过路损测量获得，或通过操作维护接口由运营商将该固定距离值配置给基站。如果Relay处于移动状态，则可通过在eNB和Relay之间进行周期性测量路损，来计算eNB到Relay的距离。

eNB配置该时间提前信息的方法有：根据路损测量得出的eNB到Relay的距离，再根据光的传播速度，计算该段距离上信号传输时间T，将该时间T通过信今通知Relay，Relay在发射下行信号时就在自己维护的下行子帧起始时刻的基础上提前该时间T进行发射。这样，Relay发射的信号和eNB发射的信号就可以基本保证是在同一个起始时刻。这样两路信号到达UE位置时，时间差将减小，更容易落入UE的信号检测窗内。

当上述时间提前信息确定后，eNB可以通过MAC层的Control element的形式发送给Relay；也可以通过RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信今形式将该信息发送给Relay。

Relay收到该信息时，在发送UE信号时按照所配置/或自己计算出的下行发射提前时间来控制自己发射信号的时间。

更进一步地，如果小区半径较大，eNB还可以在上述估计的信号传输时间T的基础上再做一些调整。例如，当小区半径较大时，UE的位置距离eNB较距离Relay更远，此时，eNB可以在该时间T的基础上减去一个eNB到UE与Relay到UE路径差的传输时延。

此外，上述时间提前信息还可以是eNB下发给Relay的用于维持上行同步的Timing Advance Command中的时间提前量的一半，Relay根据该时间提前量来估算协同发射时下行发射信号的起始时间需要提前多少时间，例如，包括但不限于：将下行发射起始时间提前该时间提前信息，实现下行同步发射的控制。

本发明所述方法并不限于Relay场景，在应用其他CoMP节点进行协同发射时，同样可以适用。例如，对于eNB间的协同发射方式，可以根据协同eNB与服务eNB之间的距离(在小区规划时确定)、以及UE的位置(通过定位技术或者UE的测量信息，如路损等)，由服务eNB配置一个时间提前信息，并通过x2接口传输给协同eNB，协同eNB根据接收到的该时间提前信息在发射信号时提前一定时间发射。

本发明实施例中还提供了一种下行同步发射控制系统，包括基站、协作多点传输节点，基站进一步包括一个下行同步配置模块，协作多点传输节点进一步包括一个下行同步控制模块，其中，

下行同步配置模块用于，配置时间提前信息，并下发给协作多点传输节点；

下行同步控制模块用于，在发射下行信号时，根据时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。

其中，下行同步配置模块配置的时间提前信息可以是指，根据基站到协作多点传输节点的距离确定的在该距离上的信号传输时间；

下行同步控制模块用于，根据接收到的信号传输时间，在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前该信号传输时间。

进一步地，下行同步配置模块用于，通过路损测量得出基站到协作多点传输节点的距离；并根据基站到协作多点传输节点的距离除以光的传播速度确定信号传输时间。

此外，下行同步配置模块还用于：

通过定位技术或者路损测量得出基站到移动终端的距离、以及协作多点传输节点到移动终端的距离后，确定基站到移动终端的距离与协作多点传输节点到移动终端的距离差上的传输时延；

并对时间提前信息进行如下调整：将时间提前信息减去传输时延。

此外，下行同步配置模块配置的时间提前信息还可以是指，用于协作多点传输节点上行同步的时间提前量的一半；

此时，下行同步控制模块用于，根据接收到的时间提前量，在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前该时间提前量。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1、一种下行同步发射控制方法，应用于使用协作多点传输方式的系统中，其特征在于，包括：

基站配置时间提前信息，并下发给协作多点传输节点；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，根据所述时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述时间提前信息为，基站根据到协作多点传输节点的距离确定的在该距离上的信号传输时间；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，将所述下行发射的起始时间提前所述信号传输时间。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

当所述协作多点传输节点的位置固定时，所述基站到所述协作多点传输节点的距离由所述基站通过测量路损得出，或通过操作维护接口由运营商将该固定距离值配置给基站；

当所述协作多点传输节点的位置不固定时，所述距离由所述基站通过周期性的路损测量得出。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述基站根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离除以光的传播速度确定所述信号传输时间。

5、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，

对所述时间提前信息进行如下调整：将所述时间提前信息减去所述基站到所述移动终端的距离与所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离差上的传输时延；

其中，所述基站到所述移动终端的距离，以及所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离，是通过定位技术或者路损测量得出。

6、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，

所述基站通过媒体访问控制层的时间提前量指示、或者无线资源控制信令将所述时间提前信息下发给所述协作多点传输节点。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述时间提前信息为，用于所述协作多点传输节点上行同步的时间提前量的一半；

所述协作多点传输节点在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前所述时间提前量。

8、一种下行同步发射控制系统，包括基站、协作多点传输节点，其特征在于，所述基站进一步包括下行同步配置模块，所述协作多点传输节点进一步包括下行同步控制模块，其中：

所述下行同步配置模块用于，配置时间提前信息，并下发给所述协作多点传输节点；

所述下行同步控制模块用于，在发射下行信号时，根据所述时间提前信息将下行发射的起始时间提前一定时间。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述下行同步配置模块配置的所述时间提前信息为，根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离确定的在该距离上的信号传输时间；

所述下行同步控制模块用于，根据接收到的所述信号传输时间，在发射下行信号时，将所述下行发射的起始时间提前一个所述信号传输时间。

10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述下行同步配置模块用于，通过路损测量得出所述基站到所述协作多点传输节点的距离；并根据所述基站到所述协作多点传输节点的距离除以光的传播速度确定所述信号传输时间。

11、如权利要求8、9或10所述的系统，其特征在于，

所述下行同步配置模块还用于：

通过定位技术或者路损测量得出所述基站到所述移动终端的距离、以及所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离后，确定所述基站到所述移动终端的距离与所述协作多点传输节点到所述移动终端的距离差上的传输时延；

并对所述时间提前信息进行如下调整：将所述时间提前信息减去所述传输时延。

12、如权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述下行同步配置模块配置的所述时间提前信息为，用于所述协作多点传输节点上行同步的时间提前量的一半；

所述下行同步控制模块用于，根据接收到的所述时间提前量，在发射下行信号时，将下行发射的起始时间提前所述时间提前量。

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