CN102396274B - 实现上行链路同步的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供了一种上行链路同步建立方法及其设备。该方法包括：指示UE执行专用PRACH传输；根据自身得到的第一时间信息以及从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并向UE发送时间提前量，以使得该UE根据时间提前量建立与所涉及到的基站之间的上行链路同步，其中，第一时间信息和第二时间信息与UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关。通过以上技术方案，可以轻易地建立UE和所有UL CoMP涉及到的基站之间的UL同步。

Description

实现上行链路同步的方法及其设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术，更具体地，涉及实现上行链路同步的方法及其设备。
背景技术
上行链路(UL)CoMP(多点协同)已为36.814所接受作为增强LTE高级系统上行链路容量的重要候选。针对上行链路CoMP，将多于一个基站(BS)用于接收UE的上行链路传输并对这些接收到的信号进行合并以用获得合并增益。针对上行链路CoMP，最重要的基础是所有涉及到的基站必须能够接收UE的上行链路传输，亦即，在上行链路传输之前，UE必须与所有涉及到的基站上行链路同步以解决UE和涉及到的基站之间的不同传播延迟。例如，如图6所示，涉及到的基站BS 1和BS 2的传播延迟t1和t2不同，如果要进行上行链路CoMP，必须解决这一问题。
总言之，UL同步意味着UE的传输在涉及基站的CP(循环前缀)覆盖内到达，否则，如果UL传输早于或晚于其CP覆盖到达基站，被影响到的基站不能对该UL传输进行正确地解码，因而不能实现UL CoMP。在这种情况提出了一种解决方案以解决该问题。为了保证UE的UL传输在CP范围内到达基站，一种直观的方法是设计较长的CP以消除不同传播延迟的影响。如图7所示，在图7中，可以很清楚地看出，到BS 1和BS 2的UL传输在CP覆盖内。然而该解决方案由以下缺点：
1、非常难以确定最优化的CP长度以覆盖不同的UL CoMP场景。例如，针对到涉及到的基站的传播延迟相似的场景，小的CP长度就足够，然而这种CP不能用于传播延迟变化极大的场景。针对传播延迟相似的场景，更长的CP还将导致资源的浪费。
2、该更长的CP导致大的开销并致使UL容量损失。其原因在于应被用于发送数据的符号现在被扩展的CP所占用。
3、该解决方案不能支持后向兼容。
4、由于UL CoMP只能够在具有更长CP长度的帧内调度，限制了调度的灵活性。
为了解决上述问题，本发明的实施方式提出了一种上行链路同步建立方法及其设备。
根据本发明实施方式的一方面，提供了一种上行链路同步建立方法。该方法包括：指示UE执行专用PRACH传输；根据自身得到的第一时间信息以及从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并向UE发送时间提前量，以使得该UE根据时间提前量建立与所涉及到的基站之间的上行链路同步，其中，第一时间信息和第二时间信息与UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关。
根据本发明实施方式的另一方面，提出了一种基站，包括触发单元，用于指示UE执行专用PRACH传输；基站收发单元，用于将触发单元的指示发送到UE；传播延迟估计单元，用于基于对UE所执行的专用物理随机接入信道(PRACH)传输的检测，对传播延迟进行估计以得到第一时间信息；TA计算单元，用于根据第一时间信息以及通过收发单元从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并通过基站收发单元向UE发送时间提前量，其中，第一时间信息和第二时间信息与UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关。
根据本发明实施方式的再一方面，提出了一种基站，包括检测单元，用于检测来自UE的专用PRACH传输；延迟估计单元，用于根据检测单元检测到的专用PRACH传输对传播延迟进行估计以得到时间信息，并通过收发单元将时间信息发送到UE的服务基站以计算时间提前量。
根据本发明实施方式的再一方面，提出了一种移动终端(UE)，包括UE收发单元，用于接收来自其服务基站的专用PRACH传输指示和TA，该TA是UE的服务基站根据自身以及从其它基站接收到的与该UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关的时间信息所计算的时间提前量；PRACH传输单元，用于根据接收到的专用PRACH传输指示执行专用PRACH传输；UL传输单元，用于根据接收到的TA执行上行链路传输。
根据本发明实施方式的再一方面，提出了一种通信系统，包括以上所述的基站和移动终端。
基于以上的技术方案，本发明的实施方式的优势在于：易于建立UE和所有UL CoMP涉及到的基站之间的UL同步；并且由于无需对UE的软硬件或协议进行修改，支持后向兼容性；由于无需扩展CP，对容量和调度灵活性都没有影响。
附图说明
根据结合附图的以下描述，本发明的优点将变得易于理解，其中：
图1示出了根据本发明的实施方式用于上行链路多点协同的系统示意图；
图2示出了根据本发明的实施方式用于上行链路多点协同的服务基站的方框图；
图3示出了根据本发明的实施方式用于上行链路多点协同的非服务基站的方框图；
图4示出了根据本发明的实施方式用于上行链路多点协同的UE的方框图；
图5示出了根据本发明的实施方式示出用于上行链路多点协同的方法的流程图；
图6示出了UE和不同基站之间传播延迟的示意图；
图7示出了现有技术用于解决不同传播延迟的方案的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
在本发明的实施方式中，提出了一种用于实现上行链路同步的系统，如图1所示，该系统包括以下所述的基站和移动终端(UE)。
还提出了一种基站，如图2所示，该基站包括触发单元210，用于指示UE执行专用PRACH传输；基站收发单元220，用于将触发单元210的指示发送到UE；传播延迟估计单元230，用于基于对UE所执行的专用PRACH传输的检测，对传播延迟进行估计以得到第一时间信息；TA计算单元240，用于根据第一时间信息以及通过收发单元220从多个非服务基站(NSBS)接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并通过基站收发单元220向UE发送该时间提前量，其中，第一时间信息和第二时间信息与UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关。
该基站还包括多点协同主单元250，用于通过基站收发单元220接收直接来自UE以及经由多个非服务基站转发的UE根据所述建立的上行链路同步进行的上行链路通信，并将直接来自UE的上行链路通信和经由多个非服务基站转发的上行链路通信进行合并以进行多点协同。
该基站还包括选择单元260，用于当该多个非服务基站包括使得建立上行链路同步的时间提前量不能产生的非服务基站时，将该非服务基站的第二时间信息排除；TA计算单元还用于根据第一时间信息和进行排除后该多个非服务基站中剩余非服务基站所提供的第二时间信息重新计算时间提前量。
该基站还包括存储单元270，用于存储专用PRACH随机接入码；触发单元210还用于从存储单元270中选择一个未使用的专用PRACH随机接入码并将其通过基站收发单元220发送到UE以请求该UE基于未使用的专用PRACH随机接入码执行专用PRACH传输，触发单元210还通过基站收发单元220将选择的未使用的专用PRACH随机接入码通报给多个非服务基站。
还提出了一种基站，如图3所示，该基站包括检测单元310，用于检测来自UE的专用PRACH传输；延迟估计单元320，用于根据检测单元310检测到的专用PRACH传输对传播延迟进行估计以得到时间信息，并通过检测单元310将时间信息发送到UE的服务基站以计算时间提前量。
此外，检测单元310还用于接收来自服务基站的第一专用随机接入码信息，如果检测到的专用PRACH传输中包含有与第一专用随机接入码信息相同的第二专用随机接入码信息时，延迟估计单元320用于对检测到的专用PRACH传输的传播延迟进行估计以得到该时间信息。
该检测单元310还用于检测UE根据时间提前量建立上行链路同步后进行的上行链路通信，并将检测到的上行链路通信转发到UE的服务基站以进行多点协同。
还提出了一种移动终端(UE)，如图4所示，该UE包括UE收发单元410，用于接收来自其服务基站的专用PRACH传输指示和TA，该TA是该UE的服务基站根据自身以及从其它基站接收到的关于UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟的时间信息计算的时间提前量；PRACH传输单元420，用于根据接收到的专用PRACH传输指示执行专用PRACH传输；UL传输单元430，用于根据接收到的TA执行UL传输。
虽然上面以分离的功能模块的形式描述了本发明实施例的基站和UE，但是图2到图4中示出的每一个组件在实际应用中可以用多个器件实现，示出的多个组件在实际应用中也可以集成在一块芯片或一个设备中。该基站和UE也可包括用于其它目的的任何单元和装置。
下面结合附图5详细描述上述基站和移动终端(例如UE)的具体结构和操作过程。针对UL CoMP场景，本发明的实施方式采用无竞争的PRACH传输策略。其具体步骤如图5所示，在图5中：
在步骤S510中，服务基站(SBS)的触发单元210从其专用同步码池(dedicatedRACH preamble pool)中选择一个未使用的专用随机接入码，并通过基站收发单元220通报给所有涉及到的非服务基站。服务基站还请求UE基于该所选的专用随机同步码执行专用PRACH传输。
在步骤S520中，UE的PRACH传输单元420相应地执行专用PRACH传输。
在步骤S530中，非服务基站的检测单元310对该专用PRACH传输进行检测，延迟估计单元320根据检测到的专用PRACH传输进行延迟估计，同时服务基站的传播延迟估计单元230根据基站收发单元220检测到的专用PRACH传输进行延迟估计。当非服务基站接收到来自UE的专用PRACH随机接入码与从服务基站接收到的专用PRACH随机接入码相同时，非服务基站通过收发单元420向服务基站报告其所估计的关于传播延迟的时间信息。
在步骤S540中，服务基站的TA计算单元240根据接收到的时间信息(即第二时间信息)和其传播延迟估计单元230所估计的时间信息(即第一时间信息)确定新的TA命令，以保证UL传输到达所有涉及到的基站的时间被其CP所覆盖。然后服务基站通过基站收发单元220向UE下发TA命令。
在步骤S550中，UE的UL传输单元430采用UE收发单元接收到的TA命令完成与所有涉及到的基站的UL同步。
在建立UL同步后，UE便可以开始UL传输。当非服务基站中的检测单元310检测到该UL传输时，将其转发到服务基站。服务基站通过基站收发单元220接收来自UE的UL传输以及由非服务基站转发的UL传输，由多点协同单元250将其合并。
还可将本发明实施方式所提供的技术方案用于确定UE是否能够采用ULCoMP技术。例如，如果服务基站不能找到保证UL传输在CP覆盖的最小/最大传播延迟间到达基站的TA命令，UE便不能采用UL CoMP，因为存在不能接收UE的UL传输的基站。或者从另外一个观点看，该方案能够选择适当的基站为UE提供服务。例如，服务基站中的选择单元260可将其CP能够覆盖UE的UL传输的基站选入UE的UL CoMP集。
针对本发明实施方式中的UL CoMP实现，UE建立到所有涉及到的基站的UL同步是基础。所有涉及到的基站测量其到UE的传播延迟，并交换其传播延迟信息以产生一个约定的时间提前量命令，使得UE的UL传输被其CP同时覆盖，如图1所示。在图1中，假定t4是最小的传播延迟，t3是最大的传播延迟。可以确定TA命令以保证到达BS 4和BS 3的UL传输在CP覆盖内，例如在CP的开始到达BS 4，而在CP的末端到达BS 3。很显然，到达BS 1和BS 2的UL传输也在CP覆盖内。从而建立了UE和所有涉及到的基站之间的UL同步。
在上述的技术方案中，从UE的角度看，UE所需做的全部工作是执行专用PRACH传输，并在接收到新的TA命令时采用该新的TA命令执行UL传输。该流程与正常的LTE UE操作相比，不需要对协议或软件进行修改。从这一点看来，本发明的实施方式提出的技术方案支持后向兼容。还由于采用了正常的CP长度，未产生额外开销并对UL容量未造成影响。
本领域技术人员应该很容易认识到，可以通过编程计算机实现上述方法的不同步骤。在此，一些实施方式同样包括机器可读或计算机可读的程序存储设备(如，数字数据存储介质)以及编码机器可执行或计算机可执行的程序指令，其中，该指令执行上述方法的一些或全部步骤。例如，程序存储设备可以是数字存储器、磁存储介质(如磁盘和磁带)、硬件或光可读数字数据存储介质。实施方式同样包括执行上述方法的所述步骤的编程计算机。
描述和附图仅示出本发明的原理。因此应该意识到，本领域技术人员能够建议不同的结构，虽然这些不同的结构未在此处明确描述或示出，但体现了本发明的原理并包括在其精神和范围之内。此外，所有此处提到的示例明确地主要只用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理以及发明人所贡献的促进本领域的构思，并应被解释为不是对这些特定提到的示例和条件的限制。此外，此处所有提到本发明的原则、方面和实施方式的陈述及其特定的示例包含其等同物在内。
上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种上行链路同步建立方法，包括：
指示UE执行专用PRACH传输；
根据自身得到的第一时间信息以及从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并向所述UE发送所述时间提前量，以使得所述UE根据所述时间提前量建立与所涉及到的基站之间的上行链路同步，其中所述第一时间信息和所述第二时间信息与所述UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关，
其中所述指示UE执行专用PRACH传输包括：
从所述UE的服务基站的专用同步码池中选择一个未使用的专用PRACH随机接入码并将其发送到所述UE以请求所述UE基于所述未使用的专用PRACH随机接入码执行专用PRACH传输；
将所述选择的未使用的专用PRACH随机接入码通报给所述多个非服务基站。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收所述多个非服务基站所接收到的所述UE根据所述建立的上行链路同步进行的上行链路通信；
将所述接收到的上行链路通信与自身接收到的所述UE的上行链路通信合并以进行多点协同。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述根据自身得到的第一时间信息以及从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)包括：
基于对所述UE所执行的专用PRACH传输的检测，对传播延迟进行估计以得到第一时间信息；
根据所述估计得到的所述第一时间信息和所述从所述多个非服务基站接收到的第二时间信息计算所述时间提前量，其中所述第二时间信息是当所述多个非服务基站接收到来自所述UE的专用PRACH随机接入码与从所述服务基站接收到的专用PRACH随机接入码相同时，所述多个非服务基站向所述服务基站报告的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中当所述多个非服务基站包括使得建立所述上行链路同步的时间提前量不能产生的非服务基站时，将所述非服务基站提供的第二时间信息排除；
根据第一时间信息和进行排除后所述多个非服务基站中剩余非服务基站所提供的第二时间信息重新计算所述时间提前量。
5.一种基站，包括：
触发单元(210)，用于指示UE执行专用PRACH传输；
基站收发单元(220)，用于将所述触发单元(210)的指示发送到所述UE；
传播延迟估计单元(230)，用于基于对所述UE所执行的专用PRACH传输的检测，对传播延迟进行估计以得到第一时间信息；
TA计算单元(240)，用于根据所述第一时间信息以及通过基站收发单元(220)从多个非服务基站接收到的第二时间信息计算时间提前量(TA)，并通过所述基站收发单元(220)向所述UE发送所述时间提前量，其中所述第一时间信息和所述第二时间信息与所述UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关，
存储单元(270)，用于存储专用PRACH随机接入码；
其中所述触发单元(210)还用于从所述存储单元(270)中选择一个未使用的专用PRACH随机接入码并将其通过所述基站收发单元(220)发送到所述UE以请求所述UE基于所述未使用的专用PRACH随机接入码执行专用PRACH传输，所述触发单元(210)还通过所述基站收发单元(220)将所述选择的未使用的专用PRACH随机接入码通报给所述多个非服务基站。
6.根据权利要求5所述的基站，还包括多点协同单元(250)，用于通过所述基站收发单元(220)接收直接来自所述UE以及经由所述多个非服务基站转发的所述UE根据建立的上行链路同步进行的上行链路通信，并将所述直接来自所述UE的上行链路通信和所述经由所述多个非服务基站转发的上行链路通信合并以进行多点协同。
7.根据权利要求5所述的基站，还包括选择单元(260)，用于当所述多个非服务基站包括使得建立上行链路同步的时间提前量不能产生的非服务基站时，将所述非服务基站的第二时间信息排除；
所述TA计算单元(240)还用于根据所述第一时间信息和进行排除后所述多个非服务基站中剩余非服务基站所提供的第二时间信息重新计算所述时间提前量。
8.一种基站，包括：
检测单元(310)，用于检测来自UE的专用PRACH传输；
延迟估计单元(320)，用于根据检测单元(310)检测到的专用PRACH传输对传播延迟进行估计以得到时间信息，并通过所述检测单元(310)将所述时间信息发送到所述UE的服务基站以计算时间提前量，
其中所述检测单元(310)还用于接收来自服务基站的第一专用随机接入码信息，如果所述检测到的专用PRACH传输中包含有与所述第一专用随机接入码信息相同的第二专用随机接入码信息时，所述延迟估计单元(320)用于对检测到的专用PRACH传输的传播延迟进行估计以得到所述时间信息。
9.根据权利要求8所述的基站，其中所述检测单元(310)还用于检测所述UE根据所述时间提前量建立上行链路同步后进行的上行链路通信，并将所述检测到的上行链路通信转发到所述UE的服务基站以进行多点协同。
10.一种移动终端(UE)，包括：
UE收发单元(410)，用于接收来自其服务基站的专用PRACH传输指示和TA，所述TA是所述UE的服务基站根据自身以及从其它基站接收到的与所述UE所执行的专用PRACH传输的传播延迟相关的时间信息所计算的时间提前量，并且所述UE接收所述服务基站从所述服务基站的专用同步码池中选择的一个未使用的专用PRACH随机接入码并基于所述未使用的专用PRACH随机接入码执行专用PRACH传输，其中所述服务基站将所述选择的未使用的专用PRACH随机接入码通报给多个非服务基站；
PRACH传输单元(420)，用于根据所述接收到的专用PRACH传输指示执行专用PRACH传输；
UL传输单元(430)，用于根据所述接收到的TA执行上行链路传输。
11.一种通信系统，包括根据权利要求5—7中任意一项所述的基站、根据权利要求8至9中任意一项所述的基站以及根据权利要求10所述的移动终端。
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