CN102196492A - 一种家庭基站的空口同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供家庭基站的空口同步方法，包括：家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过家庭基站与邻区宏站的周期同步过程，实现家庭基站与邻区宏站的空口同步；当家庭基站的覆盖区域内有UE时，家庭基站配置所述UE测量并按照周期触发的方式上报系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差，当家庭基站判断出SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，则执行一次家庭基站与邻区宏站的周期同步过程，或者根据SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现家庭基站与邻区宏站的空口同步。本发明能减少对其他Femto基站的空口测量及对本家庭基站覆盖区内UE的影响。

Description

一种家庭基站的空口同步方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的同步技术，特别是涉及家庭基站(即Femto基站)的空口同步方法。

背景技术

Femto基站的射频信号、数据时钟和码片时钟的发生必须使用同一个频率源。在一个功率控制组(时隙)周期内，Femto基站的调制载波频率应该精确到±0.25ppm。按照上述精度，Femto基站的载波频率每秒钟相对于2×10⁹Hz偏移250Hz，即每秒钟偏移250/2×10⁹＝125×10^-9秒，则每天偏移125×10^-9×60×60×24＝10.8×10^-3秒，将该偏移单位换算成码片(chip)则为10.8×10^-3×1.28×10⁶＝13.824×10³chip，即每天最大偏移13824个chip。

为了避免上行链路和下行链路的交叉时隙干扰，Femto基站与宏站的同步精度需要小于GP/2(该GP为特殊时隙中的保护间隔，长度为96chip)，即GP/2＝96chip/2＝48chip，这样，每天需要周期同步的次数为13.824×10³/48＝288次，即每60×24/288＝5分钟需要同步一次；如果为了满足切换的精度，Femto基站与宏站的同步精度需要小于GP/2(该GP为普通时隙中的保护间隔，长度为16chip)，即GP/2＝16chip/2＝8chip，则需要周期同步的周期为5×8/48＝0.833分钟，比5分钟更短，Femto基站进行周期同步的频率会更高。

而Femto基站在进行周期同步的时候，需要检测相邻宏站的下行导频信道(DwPCH)上的下行同步码，该过程类似于UE的小区搜索过程。此时，Femto基站的时隙0(TS0)和DwPCH不能进行下行发送，这会影响其它Femto基站对其的空口测量，使其它Femto基站无法完成与空口测量相关的一些自配置和自优化流程(例如自动频点选择和自动邻区列表配置)，也会影响覆盖区内UE的测量以及UE对TS0和DwPCH的接收。

目前，尚未提出一种Femto基站的空口同步方法，以减少对其他Femto基站的空口测量以及对本Femto基站覆盖区内UE的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种Femto基站的空口同步方法，该方法能够减少对其他Femto基站的空口测量以及对本Femto基站覆盖区内UE的影响。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种家庭基站的空口同步方法，该方法包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照周期触发的方式上报系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差，当家庭基站判断出所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，则执行一次所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

另一种家庭基站的空口同步方法，该方法包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照事件触发的方式上报系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差，当所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，所述UE将所述SFN-SFN观察时间差的测量结果上报给所述家庭基站，所述家庭基站接收到所述SFN-SFN观察时间差的测量结果后，执行一次所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

综上所述，本发明利用Femto基站覆盖下的UE所测量的本Femto基站与邻区宏站的SFN-SFN观察时间差，来判断是否需要发起Femto基站与邻区宏站的同步，如此，可以在一定程度上降低发起同步的次数，从而可以减小对其他Femto基站的空口测量的影响，以及减小对覆盖区内UE测量的影响和覆盖区内UE对TS0和DwPCH的接收。

附图说明

图1为Femto基站与相邻宏站的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

前述关于5分钟同步周期的计算是在如下假设下进行的：Femto基站的晶振相对于宏站的晶振一直向一个方向偏移，直到超出同步范围为止。而这是一种比较极端的场景，在实际的网络中，Femto基站的晶振相对于宏站的晶振很有可能是左右震荡偏置，因此，在实际应用中Femto基站与宏站发生失步的间隔会比5分钟更长。

基于此，本发明将考虑通过判断当前的Femto基站和宏站之间的时间偏差大小来确定是否发起Femto基站和宏站之间的同步，这样，可以减小Femto基站发起空口同步次数，从而能减小对其他Femto基站的空口测量的影响，以及减小对覆盖区内UE的测量和TS0、DwPCH的接收的影响，。

而在实际应用中，Femto基站覆盖下的UE所测量的本Femto基站与邻区宏站的系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差可以反映Femto基站和宏站之间的时间偏差。下面通过图1对此进行分析说明。

所述SFN-SFN观察时间差指的是UE侧测量的接收来自服务小区和目标小区的无线帧的时间差别，单位为chip。现有标准中有两种类型的SFN-SFN观察时间差定义，类型1定义的时间差取值范围可以大于一个无线帧，仅用于CELL-FACH状态的同频情况；类型2定义的时间差取值范围在一个无线帧内，用于Idle、URA_PCH同频/异频、CELL_FACH同频/异频以及CELL_DCH同频/异频，因此，本发明中所指的SFN-SFN观察时间差为类型2的SFN-SFN观察时间差。

类型2的SFN-SFN观察时间差具体定义如下：

SFN-SFN观察时间差＝T_{Rx_Frame_cell k}-T_{Rx_Frame_cell i} chip

其中：

T_{Rx_Frame_cell i}：TDD服务小区i的帧边界开始时间。

T_{Rx_Frame_cell k}：与TDD服务小区i的帧边界开始时间最近的UTRA目标小区k的帧边界开始时间。

SFN-SFN观察时间差不仅可以反映服务小区和目标小区的晶振偏差，还能反映UE在服务小区和目标小区间的移动带来的时间偏差。如果UE的移动速度很快，则使用UE测量的SFN-SFN观察时间差来反映服务小区和目标小区的晶振偏差就会存在较大误差。对于Femto基站覆盖下的UE而言，SFN-SFN观察时间差定义中的服务小区即Femto小区，目标小区即相邻宏站。图1为Femto基站与相邻宏站的示意图，从图1中可以看出：在实际应用中，Femto基站覆盖半径较宏站覆盖半径小的多，因此，宏站与Femto基站之间的距离L1和宏站与Femto基站覆盖下的UE的距离L2相差很小(L1≈L2)。并且，Femto基站覆盖下的UE移动速度很低，UE的移动对其测量的接收服务小区和目标小区的无线帧的时间偏差(即SFN-SFN观察时间差)的影响很小，可以忽略不计。因此，该UE上报的SFN-SFN观察时间差可以反映Femto基站和宏站之间的晶振偏差。

基于上述分析，本发明的核心思想是，利用Femto基站覆盖下的UE所测量的本Femto基站与邻区宏站的SFN-SFN观察时间差，来判断是否需要发起Femto基站与邻区宏站的同步，这样，可以在一定程度上降低发起同步的次数，从而减小对其他Femto基站的空口测量的影响，以及减小对覆盖区内UE测量的影响和覆盖区内UE对TS0和DwPCH的接收。进一步地，本发明Femto基站还可以根据UE测量的SFN-SFN观察时间差来进行空口时间调整，这样，便省略了向宏站周期同步的过程，从而避免了发起向宏站周期同步时对其他Femto基站和覆盖下的UE的影响。

本发明在具体实施时，可由家庭基站或家庭基站下的UE根据SFN-SFN观察时间差的测量结果对进行空口同步的时机进行判断。下面分别通过本发明的两实施例对此进行详细说明。

本发明实施例一中给出了一种由家庭基站对发起同步的时机进行判断的示例，该实施例主要包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；较佳地，所述周期同步过程中的同步周期为5分钟；

当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照周期触发的方式上报SFN-SFN观察时间差，当所述家庭基站判断出所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，则执行一次与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

这里，家庭基站开机后，首先需要实现与邻区宏站的初始同步，具体方法采用现在技术实现即可，即在邻区宏站中找到合适的宏站，通过与其DwPCH上的下行同步码相关，获取时间偏移，家庭基站根据该时间偏移调整自己的时间，从而实现与宏站的初始同步。

在实际应用中，为了避免家庭基站侧上下行时隙交叉产生的干扰，所述周期同步过程中的同步周期可以设置为5分钟。如果为了满足切换的精度，所述周期同步过程中的同步周期可以为0.833分钟。

实现上述初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，由于无法获取UE上报的SFN-SFN观察时间差，因此，这里只能通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。而当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，则需要根据UE测量的SFN-SFN观察时间差来判断是否启动空口同步的操作。由于如前所述在实际应用中家庭基站的晶振相对于宏站的晶振通常是左右震荡偏置的，家庭基站与宏站发生失步的间隔会比前述的同步周期更长，因此，相对于纯粹使用周期性触发同步流程的机制而言，上述根据SFN-SFN观察时间差判断启动空口同步时机的方式，能较大程度地减少一定时间内启动空口同步过程的次数。这样，当所述空口同步过程通过现有的周期同步过程实现时，则可以减少对其他家庭基站空口测量的影响。

所述家庭基站配置所述UE测量并按照周期触发的方式上报SFN-SFN观察时间差时间，将为UE配置上报SFN-SFN观察时间差时间的具体方式以及进行测量的参数(如测量的周期等)，本实施例中，具体上报方式即为周期触发的方式。所述家庭基站进行所述配置的具体方法为本领域人员所已知，在此不再赘述。

上述方案中，所述阈值用于判断是否需要执行空口同步的操作。本实施例中，该值将预设在家庭基站中。由于家庭基站与宏站的同步精度需要小于GP/2，即GP/2＝96chip/2＝48chip，又因为UE从测量到上报有一定的时间延迟，因此，家庭基站在设定所述阈值时，应比48chip稍小，以便家庭基站在晶振达到最大偏差之前执行空口同步的操作，防止家庭基站与宏站的时间偏差大于GP/2，进而避免发生上下行交叉时隙的干扰。

如前所述，UE上报的SFN-SFN观察时间差可以反映家庭基站和宏站之间的晶振偏差，因此，可以将该SFN-SFN观察时间差作为家庭基站和宏站之间的时间偏差，直接利用该SFN-SFN观察时间差进行所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步，而不需要通过检测相邻宏站的DwPCH上的下行同步码来获得上述时间偏差。这样，可以省略家庭基站向宏站周期同步的过程，相应地，也就避免了在现有周期同步过程中影响其它家庭基站对其的空口测量。

因此，本实施例中，当SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步的操作可以有两种：一种是启动现有的所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，另一种是根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，使本家庭基站与所述邻区宏站在空口时同步。

本发明实施例二给出了一种由UE对发起同步的时机进行判断的示例，该实施例二主要包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；

本步骤与实施例一中的实现方式相同，在此不在赘述。

当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照事件触发的方式上报SFN-SFN观察时间差，当所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，将触发所述UE上报所述SFN-SFN观察时间差的测量结果给所述家庭基站，所述家庭基站接收到所述SFN-SFN观察时间差的测量结果后，执行一次所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

本步骤中，本实施例中所述阈值的设置可采用与实施例一中相同的方法实现，与实施例一所不同的是，该值将预设在UE中。

本实施例与实施例一所不同的是，本实施例中SFN-SFN观察时间差的测量结果上报不是周期触发的，而是事件触发的，即当事件SFN-SFN观察时间差的测量结果大于所述阈值发生时，才将其上报给所述家庭基站，所述家庭基站收到该SFN-SFN观察时间差的测量结果后，不需再进行比较直接启动相应的空口同步操作即可，这样，与周期性地上报SFN-SFN观察时间差的测量结果的方式相比，可以节省上报SFN-SFN观察时间差的无线资源控制(RRC)信令的开销。

本实施例中，当判断出需要启动空口同步的操作后，该空口同步的具体操作方式与实施例一相同，在此不再赘述。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种家庭基站的空口同步方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照周期触发的方式上报系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差，当家庭基站判断出所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，则执行一次所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

2.根据权利要求1所述的家庭基站的空口同步方法，其特征在于，所述周期同步过程中的同步周期为5分钟或0.833分钟。

3.一种家庭基站的空口同步方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

家庭基站实现与邻区宏站的初始同步后，当所述家庭基站的覆盖区域内没有UE时，通过所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步；当所述家庭基站的覆盖区域内有UE时，所述家庭基站配置所述UE测量并按照事件触发的方式上报系统帧号-系统帧号(SFN-SFN)观察时间差，当所述SFN-SFN观察时间差的测量结果大于预设的阈值时，所述UE将所述SFN-SFN观察时间差的测量结果上报给所述家庭基站，所述家庭基站接收到所述SFN-SFN观察时间差的测量结果后，执行一次所述家庭基站与所述邻区宏站的周期同步过程，或者根据所述SFN-SFN观察时间差的测量结果调整本家庭基站的空口时间，实现所述家庭基站与所述邻区宏站的空口同步。

4.根据权利要求2所述的家庭基站的空口同步方法，其特征在于，所述周期同步过程中的同步周期为5分钟或0.833分钟。