CN102196552B - 一种多终端上行同步的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多终端上行同步的方法，该方法包括：选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；对选择出的终端进行统一的上行同步保持。本发明还公开了一种多终端上行同步的系统，该系统中的选择单元用于选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；上行同步单元用于对选择出的终端进行统一的上行同步保持。采用本发明的方法及系统，能降低系统资源占用和系统负荷。

Description

一种多终端上行同步的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线网络中多终端上行同步的方法及系统。

背景技术

第三代移动通信长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统的演进型通用陆地无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)中，上行链路的数据通过物理上行链路共享信道(PUSCH，Physical UplinkShared Channel)传输。由演进型基站(eNB，Evolved NodeB)分配上行链路无线资源给每个用户终端。E-UTRAN采用的接入技术是正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，E-UTRAN系统的无线资源管理和第二代移动通信系统相比，具有大带宽、多时间进程的特点，其无线资源是以时间和频率两维出现的，能够承载的用户数量大大增加。

在LTE系统中，要求所有用户的上行链路信号的帧边界在到达基站接收端的时候是对齐的，这样才能避免接收信号之间发生相互干扰。而由于用户终端距离基站的距离各不相同，也就是说各个用户终端的上行链路信号的空中传播距离是不同的，这就会导致各个用户终端的上行链路信号的帧边界在到达基站接收端的时候无法对齐。在LTE系统，为了解决这一技术问题，采用了上行同步技术。

LTE系统的上行信号获得同步的方法属于基站控制的上行同步方法，即由基站动态的发送定时提前量给用户终端，用户终端根据定时提前量对上行信号的发送时刻进行定时提前调整，信号从发射端到达接收端会产生传播延时，而定时提前量正是为了抵消该传播延时，从而使得用户终端所发出的上行信号在到达基站侧接收端后，可以和基站的下行发送信号的帧边界对齐，从而达到同步，如图1所示。使用该技术，可以通过基站的控制，使和该基站链接的所有用户终端的上行信号到达基站侧的帧边界都是对齐的。

LTE系统的上行信号同步的方法大致分为初同步阶段和同步保持阶段。其中初同步阶段是通过随机接入过程来完成的，功能是实现上行信号的大尺度的同步；同步保持阶段是在完成随机接入过程后，基站通过测量上行信号中的参考信号完成的，功能是实现上行信号的小尺度的同步。其中上行链路参考信号包括导频参考信号(SRS，Sounding Reference Signal)和解调参考信号(DMRS，DeModulation Reference Signal)。

用户终端通过随机接入过程完成初同步阶段的步骤包括：

首先用户终端测量基站发送的下行链路同步信号，测得下行同步信号所在的时刻位置，从而可推算出接收到的下行信号的帧边界，以此帧边界作为下行链路同步定时。至于下行同步信号所在的时刻位置的具体的测量技术，不在本发明范围内，这里不进行详述。

用户终端以下行链路同步定时作为上行信号发射帧边界，发射随机接入前缀(Preamble)。

基站接收到随机接入前缀后，测量出随机接入前缀的定时和下行信号帧边界的差值，从而得到初同步定时提前量；基站将该定时提前量通过随机接入响应消息发送给用户终端。

用户终端根据定时提前量对上行信号发射时间边界进行定时提前调整，即在原发射边界基础上按照定时提前量进行提前调整，从而可以抵消上行链路传播延时，使得上行信号到达基站侧的时刻和基站的下行信号帧边界是对齐的，也即达到了上行同步。

该定时提前量作为用户终端的上行同步的初始定时提前量。当后续收到小尺度定时提前量后，将其累加在初始定时提前量上，依此类推。

用户终端进行上行信号发送时，使用的定时提前量是累积的定时提前量。

在用户终端成功完成随机接入后，用户终端和基站通过无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)层链接建立过程建立RRC链接。至于建立RRC链接的具体过程不在本发明范围内，这里不进行详述。在RRC链接建立过程中，基站通过RRC信令为用户终端发送物理信道资源相关的配置信息，用户终端根据这些配置信息对相应的物理信道资源进行配置。在这些配置信息中包含了导频参考信号的配置信息，用户终端按照该配置信息的规定来发送上行导频参考信号。

上行链路载波的同步保持阶段的步骤包括：

基站根据对上行链路信号中的参考信号，即SRS或DMRS的测量(具体的测量技术不在本发明范围内，不进行详述)，获得小尺度的定时提前量测量结果，并将该定时提前量值通过MAC控制元(Media Access Control ControlElement，简称MAC CE)发送给用户终端；至于对SRS或DMRS的测量，具体的测量技术不在本发明范围内，这里不进行详述。

用户终端将该定时提前量值累加在前一次调整后的定时提前量值上，即：定时提前量(n+1)＝定时提前量(n)+当前时刻测得的定时提前量，用户终端按照累积后的定时提前量对上行信号发射帧边界进行定时提前调整。

用户终端在完成上行同步过程中需要知道目标上行载波的频点信息、带宽信息、随机接入信道资源配置信息等系统信息，这些系统信息均由基站通过广播信道广播或者通过无线资源控制信令发送给用户终端。

为了进一步增强通讯系统的应用范围，物联网的概念被引入，并在通讯业标准会议上获得广泛推动。广义的物联网既包括传统的人到人的通讯(H2H，human to human)，也包括机器到机器的通讯(M2M，Machine to Machine)。在3Gpp会议中，M2M又被立项为“Machine Type Communication”，简称MTC。引入M2M概念后，通讯业务被扩展了各行各业的方方面面。例如智能家居、智能交通、智能计量。其中，智能家居包括家庭电器的远程控制，家庭安防的远程监控等等；智能交通包括交通流量的监控、事故监控、车辆监控等；智能计量包括工业仪表的监控和远程控制，远程抄表等。

在物联网应用中有很多终端类型，其中占很大比率的是固定的终端，例如家庭的水表、电表；工业生产中的压力表、流量计等。此外还有大量位置不固定，但区域受限的终端，这里所说的“区域受限”是指终端距某个中心位置的距离无法超过某个范围，例如车辆、地铁、火车、轮船上安装的追踪设备、付费终端等。

由于物联网的设备类型广泛，数量繁多，因此对于通讯系统会造成很大的压力，例如当大量物联网设备保持和基站的链接时，会占用大量无线资源，造成信令拥塞、数据拥塞。此外，基站为了维持这些终端的上行同步，需要下发大量的同步调整命令，并进行大量的同步的测量，这些都给系统造成了很大负担。总之，现有的上行同步技术是：针对单一终端分别进行的上行同步，引入物联网的概念后，物联网的终端众多，仍然采用这种上行同步技术会占用大量系统资源，增加系统负荷。目前，迫切需要一种改进的上行同步技术，能降低系统资源占用和系统负荷。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多终端上行同步的方法及系统，能降低系统资源占用和系统负荷。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多终端上行同步的方法，该方法包括：选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；对选择出的所述终端进行统一的上行同步保持。

其中，所述上行同步信息包括：上行帧同步时间调整量；该方法还包括：将具有相同的上行帧同步时间调整量的所述终端确定为一个同步终端群。

其中，在进行所述统一的上行同步保持时的发送阶段，该方法还包括：网络侧设置一个或多个网络标识，基站在设置的网络标识中选择出一个对应所述同步终端群的网络标识；基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端；基站将一个上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端。

其中，在进行所述统一的上行同步保持时的接收阶段，该方法还包括：所述同步终端群中的所有终端根据接收到的所述网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量。

其中，所述上行帧同步时间调整量包括：上行帧同步相对时间调整量、或上行帧同步绝对时间调整量；其中，所述上行帧同步相对时间调整量为：相对于终端当前的上行帧同步绝对时间调整量的相对调整值；

接收所述上行帧同步时间调整量时，该方法还包括：根据上行帧同步绝对时间调整量调整上行帧的发送时间边界。

其中，该方法还包括：通过基站侧预设置的方式，选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；

所述基站侧预设置的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当两个终端之间的距离小于预定门限时，设置所述两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式2：当一群终端距离中心位置的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式3：当一群终端两两之间的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

其中，该方法还包括：通过基站侧测量的方式，选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；

所述基站侧测量的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：基站测量出多个终端中各个终端保持上行同步所需要的上行帧同步时间调整量；当发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，构成一个同步终端群；

方式2：基站测量出多个终端中一个当前终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将测量出的所述当前终端的上行帧同步时间调整量，与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较；当发现所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量，与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述当前终端与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，所述终端能加入所述同步终端群。

其中，基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：通过无线资源控制(RRC)专用信令发送所述网络标识、或通过媒体接入控制(MAC)控制单元发送所述网络标识、或通过物理下行控制信道发送所述网络标识。

其中，基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端之前，该方法还包括获取所述上行帧同步时间调整量；

所述获取的实现方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当同步终端群中有位置固定的终端类型、或者有位置不固定但区域受限的终端类型时，基站在两种终端类型中固定的、或者随机的、或者轮流的选择出一个终端；测量选择出的所述终端的上行参考信号或者上行同步信号；将根据所述测量所获取的所述终端的上行帧同步时间调整量，确定为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量；

方式2：当同步终端群中只有区域不受限的移动终端类型时，基站测量同步终端群中所有终端的上行参考信号或者上行同步信号；将根据所述测量所获得的所有终端的上行帧同步时间调整量中，选择出的上行帧同步时间调整量相同数量最多的一个上行帧同步时间调整量，确定为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量。

其中，基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道发送；所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

其中，基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道所指示的物理下行共享信道发送；所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

其中，所述上行帧同步时间调整量具体为上行帧同步绝对时间调整量；该方法还包括：基站在保持对所述同步终端群中区域不受限的移动终端的上行参考信号、或者上行同步信号测量时，如果判断出当前终端的上行帧同步绝对时间调整量与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量不同步，则将所述当前终端从同步终端群中去除。

其中，判断出所述不同步具体包括：

所述基站测量出所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量、与当前终端所属的同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量发生不相同的次数在预设时间段内达到预设门限时，判断出当前终端与所述同步终端群不同步；其中，所述预设门限为大于0的整数。

其中，判断出所述不同步具体包括：基站测量出所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量、与当前终端所属的同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量发生不相同的连续次数达到预设门限时，判断出当前终端与所述同步终端群不同步；其中，所述预设门限为大于0的整数。

其中，所述当前终端从同步终端群中去除具体包括：基站通过专用信令通知当前终端，当前终端接收到所述专用信令后，释放所述同步终端群对应的网络标识。

其中，所述当前终端从同步终端群中去除具体包括：基站通过常规方式发送上行帧同步绝对时间调整量给当前终端，当前终端接收到所述上行帧同步绝对时间调整量后，确定自己被去除出所述同步终端群，并释放所述同步终端群对应的网络标识。

一种多终端上行同步的系统，该系统包括：选择单元和上行同步单元；其中，

选择单元，用于选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；

上行同步单元，用于对选择出的所述终端进行统一的上行同步保持。

其中，所述选择单元，进一步用于选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；

该系统还包括：确定单元，用于将具有相同的上行帧同步时间调整量的所述终端确定为一个同步终端群。

其中，在进行所述统一的上行同步保持时的发送阶段，所述上行同步单元进一步包括发送模块，用于网络侧设置一个或多个网络标识，基站在设置的网络标识中选择出一个对应所述同步终端群的网络标识；基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端；基站将一个上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端。

其中，在进行所述统一的上行同步保持时的接收阶段，所述上行同步单元进一步包括接收模块，用于所述同步终端群中的所有终端根据接收到的所述网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量。

其中，所述选择单元，进一步通过基站侧预设置的方式实现所述选择；

所述基站侧预设置的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当两个终端之间的距离小于预定门限时，设置所述两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式2：当一群终端距离中心位置的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式3：当一群终端两两之间的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

其中，所述选择单元，进一步通过基站侧测量的方式实现所述选择；

所述基站侧测量的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：基站测量出多个终端中各个终端保持上行同步所需要的上行帧同步时间调整量；当发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，构成一个同步终端群；

方式2：基站测量出多个终端中一个当前终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将测量出的所述当前终端的上行帧同步时间调整量，与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较；当发现所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量，与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述当前终端与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，所述终端能加入所述同步终端群。

本发明选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；对选择出的终端进行统一的上行同步保持。

采用本发明，能对多终端实现上行同步，并对具有相同的上行同步信息的多终端进行统一的上行同步保持，从而，在保持上行同步的同时，能大大节约保持上行同步的系统开销，以达到降低系统资源占用和系统负荷的目的。

附图说明

图1为LTE系统中现有上行同步的示意图；

图2为本发明实施例1的场景示意图；

图3为本发明实施例1的同步终端群的建立流程图；

图4为本发明实施例1的终端加入和退出现有同步终端群的流程图；

图5为本发明实施例2的场景示意图；

图6为本发明实施例2的同步终端群切换的时序过程示意图；

图7为本发明实施例3的场景示意图；

图8为本发明实施例3的可移动且非区域受限型的终端同步终端群的构建流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；对选择出的终端进行统一的上行同步保持。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

一种多终端上行同步的方法，该方法主要包括以下内容：

基站选择出小区中上行帧同步时间调整量相同的终端，视其为一个同步终端群，网络侧设置一个或多个网络标识，基站在所述网络标识中选择一个，以对应所述同步终端群；基站将该网络标识发送给所述同步终端群的所有终端；基站给所述同步终端群的所有终端只发送一个上行帧同步时间调整量，以保持所述同步终端群的所有终端的上行同步。所述同步终端群的所有终端根据收到的所述网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量，并根据上行帧同步绝对时间调整量调整上行帧的发送时间边界。

基站发送的上行帧同步时间调整量可以是相对调整量，也可以是绝对调整量；所述的相对调整量是指：相对于终端当前的上行帧同步绝对时间调整量的相对调整值。

针对多终端上行同步时，其中对于所述基站选择出小区中上行帧同步时间调整量相同的终端而言，其具体实现可以包括：基站侧预设置的方案和基站测量的方案，以下分别阐述。

一、基站侧预设置的方案：该方案适用于在某些固定位置安装的终端，例如建筑中的防盗感应器，也适用于在某些移动的、但区域受限的场所安装的终端，例如车辆、地铁、火车、轮船上安装的追踪设备、付费终端等，这里所说的“区域受限”是指终端距某个中心位置的距离无法超过预定的门限，这个中心位置可以是固定的，也可以是移动的。

若两个终端之间的距离小于预定门限，可认为这两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

若一群终端距离某个中心位置的距离均小于预定门限，可认为这一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

或者，若一群终端两两之间的距离均小于预定门限，可认为这一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

基站将可以组成同步终端群的终端的信息(终端的设备标识或者IMSI号码、终端所属的同步终端群的标识)预先保存在网络侧，当终端接入网络时，基站根据所述保存的信息来判断该终端是否属于同步终端群以及属于哪个同步终端群；所述的终端之间的距离信息也可以存储在网络侧。

二、基站测量的方案：该方案可适用于所有类型的终端，即除了上述的两种固定位置安装的终端和区域受限位置安装的终端外，还适用于区域不受限的移动终端，例如手机、便携的心脏监控仪或者野生动物追踪仪等。

基站测量出各个终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，若发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在一段预设时间内保持相等，或者连续相等的次数超过某个预定门限，则认为这多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，可以构成一个同步终端群。

或者，基站测量出某个终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将其与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较，若发现该终端的上行帧同步绝对时间调整量和某个同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在一段预设时间内保持相等，或者连续相等的次数超过某个预定门限，则认为该终端和该同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，该终端可以加入该同步终端群。

针对多终端上行同步时，其中对于所述基站将网络标识发送给同步终端群的所有终端而言，其具体实现可以包括：通过RRC专用信令发送网络标识；通过媒体接入控制(MAC)控制单元发送网络标识；通过物理下行控制信道发送网络标识。

针对多终端上行同步时，其中对于所述基站给同步终端群的所有终端只发送的一个上行帧同步时间调整量而言，该上行帧同步时间调整量的获取可以通过以下方式实现：

一、若同步终端群中有位置固定的终端，或者有位置不固定但区域受限的终端，则基站可在所述这两种类型的终端中固定的、或者随机的、或者轮流的选择一个终端，测量其上行参考信号或者上行同步信号，所获得的该终端的上行帧同步时间调整量即可作为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量。

二、若同步终端群中只有区域不受限的移动终端，则基站测量同步终端群中所有终端的上行参考信号或者上行同步信号，在所获得的所有终端的上行帧同步时间调整量中，选择相同数量最多的那个上行帧同步时间调整量，作为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量。

针对多终端上行同步时，其中对于所述基站给同步终端群的所有终端只发送的一个上行帧同步时间调整量而言，该上行帧同步时间调整量的发送可以通过以下方式实现：

一、所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道发送，所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

二、所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道所指示的物理下行共享信道，比如下行业务数据信道发送，所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

针对多终端上行同步时，该方法还包括以下有关测量的内容：

基站应保持对同步终端群中所述的区域不受限的移动终端的上行参考信号或者上行同步信号的测量，若发现某终端的上行帧同步绝对时间调整量和同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量不同步，则将该终端从同步终端群中去除。

针对多终端上行同步时的测量，其中对于如何判断某终端的上行帧同步绝对时间调整量和同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量不同步而言，其具体实现可以通过以下方式实现：

基站测量出该终端的上行帧同步绝对时间调整量和其所属的同步终端群的绝对时间调整量发生不相同的次数在一段预设时间内达到了某个预设门限，则认为该终端和同步终端群不同步；所述门限是大于0的整数。

或者，基站测得该终端的上行帧同步绝对时间调整量和同步终端群的绝对时间调整量发生不相同的连续次数达到某个预设门限，则认为该终端和同步终端群不同步；所述门限是大于0的整数。

针对多终端上行同步时的测量，其中对于如何将某终端从同步终端群中去除而言，其具体实现可以通过以下方式实现：

基站通过专用信令通知该终端，该终端收到通知后，释放所述同步终端群对应的网络标识。

或者，基站通过常规方法发送上行帧同步时间调整量给该终端，该终端收到后即认为自己被去除出同步终端群，释放所述同步终端群对应的网络标识；所述的常规方法是指基站使用终端自己的网络标识、而不使用同步终端群对应的网络标识来标识上行帧同步时间调整量。

综上所述，采用本发明的这种对多个终端的上行同步技术，可以选择出多个终端中的上行同步保持一致的终端，并采用合适的方法减少对这些上行同步保持一致的终端所发送的上行同步调整信令，从而，在保持上行同步的同时，能大大降低保持上行同步的系统开销，以达到降低系统资源占用和系统负荷的目的。而且，降低保持上行同步的系统开销，除了节省系统资源之外，还能达到减少系统运算复杂度的目的。

以下对本发明进行举例阐述。

实施例1：

本实施例描述的是位置固定的终端，以及位置不固定但区域受限的终端如何建立同步终端群，并且维持上行同步；此外还描述了一个移动的、区域不受限的终端如何加入和离开同步终端群的过程。

设实施例场景为LTE系统，小区场景如图2所示，在基站覆盖范围内，有一个工厂，内部固定安装了很多工业仪表(属于M2M设备)，由M1～M7分别标识。此外有一辆公交车，内部固定安装了若干M2M设备(刷卡机、报警器、交通监控设备等)，分别由M8～M11标识。由前述的说明可知，M1～M7属于固定终端，M8～M11属于可移动但区域受限的终端。公交车上的乘客拥有便携式物联网设备或手机，例如心脏监控仪、便携电脑等，由U3和U4分别标识；工厂内有工作人员携带有便携式物联网设备或手机，由U1和U2分别标识。

一个小区可以管理多个同步终端群，为了支持这个功能，可在网络侧为各个小区配置N个同步无线网络临时标识(SYNC-RNTI，SynchronizedAccess-RNTI)，该标识可以采用正交序列，也可以采用随机序列，也可以采用其他方法生成的序列，只要保证不相互重复并可以被网络侧唯一识别即可，序列长度是大于1的自然数。N是自然数，N的制定取决于网络内的终端数量规模，终端的数量越大，N应当越大。

不同小区配置的SYNC-RNTI可以相同，也可以不同。

网络侧设定，当多个终端距离某一个中心位置的距离均小于或等于K时，这多个终端可认为是一个同步终端群。其中，该中心位置可以是固定的，也可以是移动的。K的取值范围由下公式(1)限定：

0＜K＜＝C*16Ts/4                                            (1)

公式(1)中，C为电磁波传播速度，Ts是LTE系统的符号长度(3.255*10-8秒)，16Ts是LTE系统的上行同步时间调整量(Time advanced，简称TA，又称时间提前量)的最小粒度。计算结果为：0＜K＜＝37.65米。在本实施例中，设该小区基站的K为30米。

在图2中，M1～M6处于一个半径为R1的区域内，R1＝K，M7位于该区域外，距离区域中心的距离为d1，d1＞K。根据前述的说明，容易获知M1～M6满足构成同步终端群的条件，M7不满足和其他终端构成同步终端群的条件。

由于公交车的长度通常为12到18米，假设图2中公交车的长度为18米，车上的所有终端(M8～M11、U3、U4)距离公交车的几何中心的距离均小于公交车的半长度R2(R2＝18/2＝9米)，R2＜K，满足构成同步终端群的条件。

工厂中固定安装的终端和公交车上固定安装的终端属于运营商或者业务提供商的终端，通常不会拆卸，此类终端可归类于“位置固定”和“区域受限”终端。这类终端的信息可在网络侧存储。其中，终端的信息包括：终端的设备标识或者IMSI号码、终端所属的同步终端群的标识；网络侧包括：基站、核心网或者M2M服务器。存储的具体实现可以按照如下表1的模式，表1为同步终端群对应表。

表1

除了表1的方式外，也可以采用其他方式存储，只要能够表示出同步终端群和成员终端的对应关系即可。

可移动的、且区域不受限的终端(U1～U4)由于其位置的不可预测性，不能预先定义为某个同步终端群的成员终端，即不能存储在表1中。

同步终端群的管理过程包括同步终端群的建立、成员终端的加入和退出、同步终端群的切换过程。下面分别对前2个过程举例说明，同步终端群的切换过程在下一个实施例说明。

图3是同步终端群的建立流程图。假设M1～M6一开始处于关电状态，随后逐一开电并和基站建立连接，在这个过程中，同步终端群1(参考图2和表1)完成建立，其步骤描述如下：

假设M1首先开电并和基站建立连接，基站在此过程中获得了M1的设备信息；

步骤101、基站将该终端的设备标识与表1进行对照。

步骤102、判断该设备标识是否属于某个同步终端群？若是，则进入步骤103；否则进入步骤104。根据表1可知，M1属于同步终端群1，因此进入步骤103。如果此时是M7，则会进入步骤104。

步骤103、判断该同步终端群是否还未建立？若是，则进入步骤105；否则进入步骤106。因为在M1接入之前，同步终端群1对应的终端中没有一个和基站保持连接，因此同步终端群1还未建立，进入步骤105。

步骤104、基站采用常规方法维持该终端的上行同步。

这里，所谓的常规方法就是指：LTE现有的上行同步维持机制。

步骤105、基站在未使用的SYNC-RNTI中选择一个，作为该同步终端群的标识，该同步终端群即建立。

步骤106、基站将该同步终端群(同步终端群1)的SYNC-RNTI通过RRC信令发送给前述的M2M设备，即M1。

步骤107、基站根据存储的同步终端群对应表，任选表中该同步终端群的一个已建立连接的终端，测量其上行参考信号，获得上行时间提前量TA，基站将该TA值通过MAC CE下发，该MAC CE对应的PDCCH使用所述的SYNC-RNTI来标识。

这里，目前在表1的同步终端群1中，只有M1一个终端建立了连接，因此基站选择M1的TA值作为同步终端群1的TA值。如果表1的同步终端群1对应的终端不止一个和基站建立了连接，那么基站可以随机、固定或轮流在同步终端群1对应的终端中选择一个，测量其TA值，作为同步终端群1的TA值。

步骤108、前述的M2M终端按照SYNC-RNTI来接收PDCCH，并解读出TA值，据此来维持上行同步。

这里，M1根据收到的同步终端群1的SYNC-RNTI来解读PDCCH，在其对应的MAC CE中获得TA值来调整上行帧边界，保持上行同步。

图2中，公交车上的区域受限的终端M8～M11属于同步终端群2，同步终端群2的建立过程和图3的流程相同，不再重复举例说明。

图4是终端加入和退出现有同步终端群的流程图。场景请参考图2，移动终端U1进入了同步终端群1的范围(距离中心位置距离小于了R1)，并停留在该区域内，若同步终端群1已经建立，则U1能够加入同步终端群1。此外，移动终端U2开始是位于同步终端群1的范围内，现向外移动并移出了同步终端群1的范围，U2将退出同步终端群1。步骤描述如下：

步骤201、设某一个终端移动进了某同步终端群的范围内，基站在维持该终端的上行同步过程中发现，该终端的上行同步绝对时间调整量在时段T内一直和该同步终端群的上行同步绝对时间调整量相同。

这里，所述的T的长度可由网络侧预设定并发送给终端；在图2中，U1进入了同步终端群1的范围，且满足了在T时间段内和同步终端群1的上行同步绝对时间调整量相等的要求。

步骤202、基站将该终端加入该同步终端群，将该同步终端群对应的SYNC-RNTI通过专用信令发送给该终端。

这里，步骤202即为：基站将U1加入同步终端群1，并将同步终端群1的SYNC-RNTI通过专用信令发送给该终端，专用信令可以是RRC信令，也可以是PDCCH或者MAC CE。

步骤203、该终端按照SYNC-RNTI来接收PDCCH，并解读出TA值，据此来完成上行同步。

这里，U1根据收到的同步终端群1的SYNC-RNTI来解读PDCCH，获得同步终端群1的TA值，来保持自己的上行同步。

步骤204、基站根据网络侧存储的同步终端群和成员终端的对应关系表的信息判断所述的终端是否是“位置固定”或“区域受限”型的终端，若是，进入步骤206；若否，进入步骤205。根据基站存储的表1，U1不存在于表1中，因此基站认为U1不是“位置固定”或“区域受限”型的终端，进入步骤205。

步骤205、基站保持对该终端的上行参考信号的周期性测量以跟踪其上行同步绝对时间调整量的变化。

这里，步骤205即为：基站需保持对U1的独立的上行同步的监测，同样的原因，基站也需保持对U2的独立的上行同步的监测。

步骤206、基站不保持对该终端的上行参考信号的周期性测量。

这里，对于属于表1的终端，基站是采用如步骤107所述的方法，而不是对每一个表1的终端都测量上行参考信号。

步骤207、若某终端的上行同步绝对时间调整量和所属的同步终端群的上行同步绝对时间调整量出现连续N次不同，基站发专用信令通知该终端，将其去除出同步终端群。

这里，N是大于0的整数，例如N可以设为2。图2中，U2移动到了同步终端群1的范围之外，其上行同步绝对时间调整量和同步终端群1的上行同步绝对时间调整量出现2次不同，则基站发专用信令(可以通过RRC信令、PDCCH或MAC CE来发送)通知U2，将其去除出同步终端群1。

步骤208、终端收到通知后，释放所属同步终端群对应的SYNC-RNTI。U2收到通知后，释放同步终端群1对应的SYNC-RNTI。

图2中，移动终端U3进入了公交车，移动终端U4离开了公交车，它们也遵循图4的流程来实现加入或离开同步终端群2的过程，这里不再重复描述。

实施例2：

本实施例描述的是同步终端群在发生切换时的取消和建立过程。

设实施例场景如图5所示，场景配置同实施例1，同步终端群2所在的公交车离开基站A的范围，进入基站B的范围。在这个切换过程中，基站A的同步终端群2的成员终端不断完成切换，同步终端群2的成员终端不断减少至0，基站A的同步终端群2取消；相应的，基站B的同步终端群2建立。参考图6，过程描述如下：

301、当公交车进入基站B范围，终端U3首先发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将U3去除出同步终端群2。

302、U3切换到基站B后，基站B的同步终端群2尚未建立(参考表1，表1中的同步终端群2的终端M8～M11均未切换到基站B，因此同步终端群2未建立)，因此U3不被加入任何同步终端群。

303、M8进入切换区后，M8发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将M8去除出同步终端群2。

304、M8切换到基站B后，基站B通过对比表1，发现M8属于同步终端群2，且是表1中属于同步终端群2的第一个建立连接的终端，因此基站B建立同步终端群2，为同步终端群2分配一个SYNC-RNTI，将其通过专用信令发送给M8。

305、同步终端群2建立后，基站B在检测U3的上行同步绝对时间调整量时，发现其满足加入同步终端群2的条件(方法请参考实施例1)，则将其加入同步终端群2(方法请参考实施例1)。

306、M9进入切换区后，M9发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将M9去除出同步终端群2。

307、M9切换到基站B后，基站B通过对比表1，发现M9属于同步终端群2，则将其加入同步终端群2(方法请参考实施例1)。

308、U4进入切换区后，U4发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将U4去除出同步终端群2。

309、U4切换到基站B后，基站B检测到U4的上行同步绝对时间调整量满足加入同步终端群2的条件(方法请参考实施例1)，则将其加入同步终端群2(方法请参考实施例1)。

310、M11进入切换区后，M11发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将M11去除出同步终端群2。

311、M11切换到基站B后，基站B通过对比表1，发现M11属于同步终端群2，则将其加入同步终端群2(方法请参考实施例1)。

312、M10进入切换区后，M10发起切换请求，基站A收到核心网反馈的切换确认后，将M10去除出同步终端群2。

313、至此，基站A的同步终端群2的成员终端全部离线，基站A取消同步终端群2。

314、M10切换到基站B后，基站B通过对比表1，发现M10属于同步终端群2，则将其加入同步终端群2(方法请参考实施例1)。

实施例3：

本实施例描述的是：在无“位置固定”或“区域受限”类型的终端的情况下，一群可移动且区域不受限的终端当满足建立同步终端群的条件后，基站如何为其建立同步终端群；以及当某个终端和同步终端群失去同步后，如何退出同步终端群的例子。

设实施例场景为LTE系统(见图7)，在一个小办公室内有多人在工作，每人均随身携带1个或多个物联网设备(U1～U8)，这些设备均不是“区域受限”型的终端。该小办公室的长宽为20*20米， $R=20*\sqrt{2}\≈28$ 米。基站侧的K设为30米(参考实施例1)。R＜K，根据发明内容，这个小办公室内的所有物联网设备可以构成一个同步终端群。

参考图8，可移动且非“区域受限”型的终端同步终端群的构建流程如下所示：

步骤401、基站跟踪所有终端的绝对上行同步调整量，若发现有2个或多个终端的绝对上行同步调整量在时段T内始终保持相等，则认为这些绝对上行同步调整量始终保持相等的终端可以构成一个同步终端群，设其为同步终端群B。T例如可设为0.5秒。

步骤402、基站为同步终端群B分配一个SYNC-RNTI，并将该SYNC-RNTI通过RRC信令通知同步终端群B的所有终端。

步骤403、基站测量同步终端群B的所有终端的上行参考信号，在所获得的所有终端的上行帧同步时间调整量中，选择相同数量最多的那个上行帧同步时间调整量，作为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量。

步骤404、基站将同步终端群B的上行时间提前量TA通过MAC CE下发，该MAC CE对应的PDCCH使用所述的SYNC-RNTI来标识。

步骤405、同步终端群B的所有终端按照SYNC-RNTI来接收PDCCH，并解读出TA值，据此来完成上行同步。

步骤406、基站保持对同步终端群B的所有终端的上行参考信号的周期性测量以跟踪其绝对上行同步调整量的变化；若同步终端群B内有一个终端的上行同步绝对时间调整量和同步终端群B的上行同步绝对时间调整量出现不同的次数在一段预设时间T1内达到了某个预设门限M1，，基站发专用信令通知该终端，将其去除出同步终端群B。T1例如可以设为2秒，M1例如可以设为3次。

步骤407、该终端收到通知后，释放同步终端群B对应的SYNC-RNTI。

实施例4：

本发明可同样应用在其他需要进行上行同步的通讯系统中，例如TD-SCDMA或WiMax系统，具体实施方案和实施例1、2、3相似，这里不再重复描述。

一种多终端上行同步的系统，该系统包括：选择单元和上行同步单元。其中，选择单元用于选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；上行同步单元用于对选择出的终端进行统一的上行同步保持。

这里，选择单元进一步用于选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端。该系统还包括确定单元，确定单元用于将具有相同的上行帧同步时间调整量的终端确定为一个同步终端群。

这里，在进行统一的上行同步保持时的发送阶段，上行同步单元进一步包括发送模块，发送模块用于网络侧设置一个或多个网络标识，基站在设置的网络标识中选择出一个对应同步终端群的网络标识；基站将选择出的网络标识发送给同步终端群中的所有终端；基站将一个上行帧同步时间调整量发送给同步终端群中的所有终端。

这里，在进行统一的上行同步保持时的接收阶段，上行同步单元进一步包括接收模块，接收模块用于同步终端群中的所有终端根据接收到的网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量。

这里，选择单元进一步通过基站侧预设置的方式实现选择。基站侧预设置的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：预设置模块用于当两个终端之间的距离小于预定门限时，设置两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

方式2：预设置模块用于当一群终端距离中心位置的距离均小于预定门限时，设置这一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

方式3：预设置模块用于当一群终端两两之间的距离均小于预定门限时，设置这一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

这里，所述选择单元进一步通过基站侧测量的方式实现选择。基站侧测量的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：测量模块用于基站测量出多个终端中各个终端保持上行同步所需要的上行帧同步时间调整量；当发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，构成一个同步终端群。

方式2：测量模块用于基站测量出多个终端中一个当前终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将测量出的当前终端的上行帧同步时间调整量，与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较；当发现当前终端的上行帧同步绝对时间调整量，与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知当前终端与同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，终端能加入同步终端群。

这里，对以上涉及到的文字的中英文说明如下：用户终端(UE，UserEquipment)；定时提前量(Timing Advance，简称TA)。

以上所述，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。

Claims (18)

1.一种多终端上行同步的方法，其特征在于，该方法包括：选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；对选择出的所述终端进行统一的上行同步保持；

所述上行同步信息包括：上行帧同步时间调整量；该方法还包括：将具有相同的上行帧同步时间调整量的所述终端确定为一个同步终端群；

在进行所述统一的上行同步保持时的发送阶段，该方法还包括：网络侧设置一个或多个网络标识，基站在设置的网络标识中选择出一个对应所述同步终端群的网络标识；基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端；基站将一个上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端；

基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端之前，该方法还包括获取所述上行帧同步时间调整量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述统一的上行同步保持时的接收阶段，该方法还包括：所述同步终端群中的所有终端根据接收到的所述网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上行帧同步时间调整量包括：上行帧同步相对时间调整量、或上行帧同步绝对时间调整量；其中，所述上行帧同步相对时间调整量为：相对于终端当前的上行帧同步绝对时间调整量的相对调整值；

接收所述上行帧同步时间调整量时，该方法还包括：根据上行帧同步绝对时间调整量调整上行帧的发送时间边界。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：通过基站侧预设置的方式，选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；

所述基站侧预设置的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当两个终端之间的距离小于预定门限时，设置所述两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式2：当一群终端距离中心位置的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式3：当一群终端两两之间的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：通过基站侧测量的方式，选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；

所述基站侧测量的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：基站测量出多个终端中各个终端保持上行同步所需要的上行帧同步时间调整量；当发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，构成一个同步终端群；

方式2：基站测量出多个终端中一个当前终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将测量出的所述当前终端的上行帧同步时间调整量，与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较；当发现所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量，与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述当前终端与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，所述终端能加入所述同步终端群。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：通过无线资源控制(RRC)专用信令发送所述网络标识、或通过媒体接入控制(MAC)控制单元发送所述网络标识、或通过物理下行控制信道发送所述网络标识。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取的实现方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当同步终端群中有位置固定的终端类型、或者有位置不固定但区域受限的终端类型时，基站在两种终端类型中固定的、或者随机的、或者轮流的选择出一个终端；测量选择出的所述终端的上行参考信号或者上行同步信号；将根据所述测量所获取的所述终端的上行帧同步时间调整量，确定为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量；

方式2：当同步终端群中只有区域不受限的移动终端类型时，基站测量同步终端群中所有终端的上行参考信号或者上行同步信号；将根据所述测量所获得的所有终端的上行帧同步时间调整量中，选择出的上行帧同步时间调整量相同数量最多的一个上行帧同步时间调整量，确定为整个同步终端群的上行帧同步时间调整量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道发送；所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站将所述上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端时，该方法还包括：所述上行帧同步时间调整量通过物理下行控制信道所指示的物理下行共享信道发送；所述物理下行控制信道需用所述同步终端群对应的网络标识来标识。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述上行帧同步时间调整量具体为上行帧同步绝对时间调整量；该方法还包括：基站在保持对所述同步终端群中区域不受限的移动终端的上行参考信号、或者上行同步信号测量时，如果判断出当前终端的上行帧同步绝对时间调整量与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量不同步，则将所述当前终端从同步终端群中去除。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，判断出所述不同步具体包括：

所述基站测量出所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量、与当前终端所属的同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量发生不相同的次数在预设时间段内达到预设门限时，判断出当前终端与所述同步终端群不同步；其中，所述预设门限为大于0的整数。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，判断出所述不同步具体包括：基站测量出所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量、与当前终端所属的同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量发生不相同的连续次数达到预设门限时，判断出当前终端与所述同步终端群不同步；其中，所述预设门限为大于0的整数。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述当前终端从同步终端群中去除具体包括：基站通过专用信令通知当前终端，当前终端接收到所述专用信令后，释放所述同步终端群对应的网络标识。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述当前终端从同步终端群中去除具体包括：基站通过常规方式发送上行帧同步绝对时间调整量给当前终端，当前终端接收到所述上行帧同步绝对时间调整量后，确定自己被去除出所述同步终端群，并释放所述同步终端群对应的网络标识。

15.一种多终端上行同步的系统，其特征在于，该系统包括：选择单元和上行同步单元；其中，

选择单元，用于选择出多个终端中具有相同的上行同步信息的终端；

上行同步单元，用于对选择出的所述终端进行统一的上行同步保持；

所述选择单元，进一步用于选择出多个终端中具有相同的上行帧同步时间调整量的终端；该系统还包括：确定单元，用于将具有相同的上行帧同步时间调整量的所述终端确定为一个同步终端群；

在进行所述统一的上行同步保持时的发送阶段，所述上行同步单元进一步包括发送模块，用于网络侧设置一个或多个网络标识，基站在设置的网络标识中选择出一个对应所述同步终端群的网络标识；基站将选择出的网络标识发送给所述同步终端群中的所有终端；基站将一个上行帧同步时间调整量发送给所述同步终端群中的所有终端；

在进行所述统一的上行同步保持时的接收阶段，所述上行同步单元进一步包括接收模块，用于接收对应的上行帧同步时间调整量。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述接收模块具体用于所述同步终端群中的所有终端根据接收到的所述网络标识，接收对应的上行帧同步时间调整量。

17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述选择单元，进一步通过基站侧预设置的方式实现所述选择；

所述基站侧预设置的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：当两个终端之间的距离小于预定门限时，设置所述两个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式2：当一群终端距离中心位置的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同；

方式3：当一群终端两两之间的距离均小于预定门限时，设置所述一群终端的上行帧同步绝对时间调整量相同。

18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述选择单元，进一步通过基站侧测量的方式实现所述选择；

所述基站侧测量的方式包括以下方式中的任意一种：

方式1：基站测量出多个终端中各个终端保持上行同步所需要的上行帧同步时间调整量；当发现多个终端的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述多个终端的上行帧同步绝对时间调整量相同，构成一个同步终端群；

方式2：基站测量出多个终端中一个当前终端维持上行同步需要的上行帧同步时间调整量，将测量出的所述当前终端的上行帧同步时间调整量，与已有的同步终端群的上行帧同步时间调整量相比较；当发现所述当前终端的上行帧同步绝对时间调整量，与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量在预设时间段内保持相等、或者连续相等的次数超过预定门限时，获知所述当前终端与所述同步终端群的上行帧同步绝对时间调整量相同，所述终端能加入所述同步终端群。