CN102421087B - 一种系统帧号更新方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系统帧号(SFN)更新方法，包括：DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)专用信令向中继节点RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，用于RN的SFN更新。本发明还相应地公开了一种系统帧号更新系统。本发明DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，从而能够使RN准确可靠地实现SFN的更新，保证系统稳定性。

Description

一种系统帧号更新方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种系统帧号(System FrameNumber，SFN)更新方法及系统。
背景技术
为了满足日益增长的大带宽高速移动接入的需求，第三代伙伴组织计划(Third Generation Partnership Projects，3GPP)推出高级长期演进(Long-TermEvolution advance，LTE-Advanced)标准。LTE-Advanced对于长期演进(Long-Term Evolution，LTE)的演进保留了LTE的核心，并在此基础上采用一系列技术对频域、空域进行了扩充，以达到提高频谱利用率、增加系统容量等目的。
无线中继(Wireless Relay)技术即LTE-Advanced中的技术之一，旨在扩展小区的覆盖范围、减少通信中的死角地区、平衡负载、转移热点地区的业务和节省用户终端(User Equipment，UE)的发射功率。图1为利用无线中继技术的网络结构示意图，如图1所示，在原有的基站DeNB和UE之间增加一些中继节点(Relay Node，RN)，这些新增的RN和DeNB通过无线连接，和传输网络之间没有有线连接。下行数据先到达DeNB，然后传输给RN，RN再传输至UE，上行则反之。这种方法拉近了天线和UE间的距离，可以改善UE的链路质量，从而提高系统的频谱效率和用户数据率。
UE通过系统广播信息获取网络侧信息，系统广播信息也是网络侧对UE进行配置的重要手段。在LTE系统中，系统广播信息分为3个部分：主信息块(Master Information Block，MIB)，系统信息块1和其它系统信息块，其中MIB又包含下行系统带宽、物理混合自动请求重传指示信道配置信息和SFN三个部分。
UE获知SFN的方法是读取系统消息中的MIB。MIB的周期为40ms，在SFN mod 4＝0的无线帧的子帧#0上首传，在一个周期内的所有其他无线帧的子帧#0里重传。SFN共有10个比特位，MIB显式定义了它的8个高有效位，其余的2个低有效位从物理广播信道(Physical Broadcast CHannel，PBCH)的解码中获得。也就是说，在UE和eNB已同步的情况下，UE已知无线帧的帧号、周期时长和边界等，在这40ms的PBCH传输时间间隔中，1～4无线帧分别计为00、01、10和11。因此，SFN的8个高有效位由MIB内容显式获得，2个低有效位从无线帧的传输位置获得。
在配置了RN的网络中，RN对接入其小区的UE提供与普通eNB类似的功能和服务，两者间的无线接口称之为接入链路(Access Link)，也称为Uu接口。RN通过无线接口以类似于普通UE的方式接入一个服务于它的eNB，服务于RN的eNB称之为Donor eNB，简称DeNB。RN与DeNB间的无线接口称之为回传链路(Backhaul Link)，也称为Un口。
根据RN在Un口与Uu口使用的中心频率是否相同，可将RN分为“带内(Inband)”和“带外(Outband)”两种工作模式。Inband Relay指的是RN在Un口和Uu口使用相同的频率，Outband Relay是指RN在Un口和Uu口使用不同的频率。对于Inband Relay来说，DeNB-Relay链路与Relay-UE链路使用相同的上下行频率，这就意味着Relay不能在Un接口接收(或发送)无线信号的同时在Uu口发送(或接收)无线信号。除非Relay能通过特定的天线技术对收发无线信号进行隔离，否则Un和Uu接口的无线信号收发会互相干扰。
解决Inband Relay自干扰问题的方案是，RN在Un口和Uu口采用伪多媒体广播单频网子帧(fake MB SFN(Multimedia Broadcast Single FrequencyNetwork)subframe)方案。该方案是指在Un口定义一些子帧作为Un下行子帧，这些Un下行子帧对应的Uu口下行子帧在Uu口被设置为MBSFN子帧。由于UE在MBSFN子帧内除了在开始的2个符号内接收控制信号，在剩余的符号内并不接收单播数据，因此RN就可以在这段时间内停止发送下行信号，转而在对应的Un下行子帧接收Un口下行数据，从而实现了下行时分工作，避免了上下行相同频率间的干扰。因此，Un口下行子帧必须对应MBSFN子帧。在标准中，子帧号为0、4、5、9的子帧需传输MIB、系统信息块1及寻呼消息，UE则需要在这些子帧中接收所有的符号，因此，这些子帧不能被配置为MBSFN子帧，相应地，在Un口这些子帧也不能被配置为Un下行子帧。
可以看出，对于Inband Relay，当DeNB的系统帧号发生跳变时，RN无法通过读取系统信息广播来获得系统帧号的变化情况。如果RN无法更新自身的系统帧号，那么当RN一旦需要重启而以普通UE的身份发起随机接入时，它就无法读取eNB广播的以SFN标识的系统消息，也即是无法获取随机接入所需要的资源而导致失败。因此对于Inband Relay，DeNB需要通过其他适用的信令向RN传递更新的系统信息。此外，由于SFN是随着时间的推移不断递增的，而且从DeNB发送信令到RN接收信令之间的延迟是不定的，即很难保证RN在接收到的该信令时，其中的SFN值与真正的DeNB小区SFN是一致的。因此，需要一种方法使得RN能够可靠、准确地获得DeNB小区的SFN。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种系统帧号更新方法及系统，在DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB能够准确指示RN进行系统帧号更新，从而保证系统稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种系统帧号SFN更新方法，包括：
DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过无线资源控制RRC专用信令向中继节点RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，用于RN的SFN更新。
所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示所述偏差值的正负。
所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送跳变后的SFN值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示传输SFN的有效位。
该方法还包括：所述RN在收到所述RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
该方法还包括：所述RN在收到所述RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
一种SFN更新系统，包括：DeNB和RN；其中，
所述DeNB，用于在系统帧号发生跳变的情况下，通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值。
DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示所述偏差值的正负。
所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送跳变后的SFN值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示传输SFN的有效位。
所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
本发明系统帧号更新方法及系统，DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，用于RN的SFN更新，从而能够使RN准确可靠地实现SFN的更新，保证系统稳定性。
附图说明
图1为利用无线中继技术的网络结构示意图；
图2为本发明实施例1系统帧号更新方法流程示意图；
图3为本发明实施例2系统帧号更新方法流程示意图；
图4为本发明实施例3系统帧号更新方法流程示意图；
图5为本发明实施例4系统帧号更新方法流程示意图；
图6为本发明实施例5系统帧号更新方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，用于RN的SFN更新。
需要说明的是，当RN上电、或在无线链路失败(RLF)后进行恢复时，RN以UE的身份接收MIB，从而获取SFN，此时完整的SFN为已知，且RN与DeNB间已同步。当该RN以RN的身份工作时，若SFN值有发生跳变，则宏小区DeNB将通过RRC信令将SFN跳变情况通知给RN。
具体的，通过RRC专用信令将SFN跳变情况通知给RN有以下两种实现方式：
1)RRC专用信令携带SFN跳变前后的偏差值。
DeNB侧的SFN发生跳变后，将与原SFN值相变化的差值通过RRC专用信令传输给RN，此值根据具体情况可正可负，此时，所述RRC专用信令还需要携带指示所述偏差值正负的标志位。RN在某无线帧内接收到指示SFN更新的RRC专用信令，在下一无线帧显示更新的结果。这种方法比较灵活、可靠。
相应的，RN在收到该RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
2)RRC专用信令携带跳变后的SFN值(即绝对值)。
DeNB侧的SFN发生跳变后，根据具体跳变情况，DeNB可传输SFN的8个高有效位或完整SFN的10个有效位给RN，此时，所述RRC专用信令还需要携带指示传输SFN的有效位的标志位。RN在某无线帧内接收到指示SFN更新的RRC专用信令，在下一无线帧显示更新的结果。
相应的，RN在收到该RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
需要说明的是，若DeNB小区的SFN没有发生跳变，而指示SFN的信息单元在RRC信令中被设置为必选项，那么在DeNB通过RRC信令指示其他系统信息(System Information，SI)更新时，将信令中指示SFN的这一项置为无效值。
本发明还提出一种系统帧号更新系统，该系统包括：DeNB和RN；其中，
所述DeNB，用于在系统帧号发生跳变的情况下，通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值。
DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示所述偏差值的正负。
相应的，所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送跳变后的SFN值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示传输SFN的有效位。
相应的，所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
当DeNB与RN同步后，两者的SFN对应相同。当DeNB侧的SFN发生跳变时，它将改变的偏差值及标志位通过RRC专用信令传送给RN，当RN在某无线帧中接收到该信令时，向DeNB回复确认并更新SFN＝原SFN+偏差值，变更结果在下一无线帧中显示(实施例中SFN以十进制数值说明)。
标志位Flag是包含在RRC专用信令中的一个2bits长度的可选信元，Flag＝00代表发送的是SFN跳变的正偏差值；Flag＝01代表发送的是SFN跳变的负偏差值；Flag＝10代表发送的是SFN的8个高位绝对值；Flag＝11代表发送的是SFN完整的10bits绝对值。
图2为本发明实施例1系统帧号更新方法流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：DeNB与RN一直同步，当两者无线帧的SFN＝549时，下一个无线帧的SFN本应按时序递增为550，但DeNB侧的SFN跳变为1000。
步骤202：DeNB侧的SFN发生了跳变，则其将跳变前后的相对偏差值Value＝1000-550＝450、以及标志位Flag＝00(如上所述，指示发送的是SFN正相对值)通过RRC SI Update信令传输给RN。
步骤203：RN成功接收到该RRC信令后向DeNB回复ACK。
DeNB接收到ACK即知道RN侧信令接收成功，而在接收到该RRC信令之前(包括接收到该信令的无线帧)，RN仍以原SFN的值按时序计数(如SFNRN＝549～SFNRN＝550)。若DeNB没有接收到RN回复的确认，则会重传携带这一偏差值及标志位的RRC信令。另外，RN在接到RRC信令后即按照信令指示来执行更新，而不必在向DeNB回复确认消息之后才进行。
步骤204：假定RN在SFNRN＝550的无线帧接收到这一RRC信令，获知DeNB的SFN跳变增加了450。RN在下一个无线帧中的SFN本应依时序递增为551(此时SFNDeNB由更新后的值按时序递增为1001)，但根据接收到的偏差值及标志位更新为SFN＝551+450＝1001，则与DeNB重新同步了。
实施例2
本实施例与实施例1类似，只是此例中的变更量为负值，相应的标志位则有所改变。图3为本发明实施例2系统帧号更新方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：DeNB与RN一直同步，当两者无线帧的SFN＝549时，下一个无线帧的SFN本应按时序递增为550，但DeNB侧的SFN跳变为300。
步骤302：DeNB侧的SFN发生了跳变，则其将跳变前后的相对偏差值Value＝300-550＝-250，及标志位Flag＝01(指示发送的是SFN负相对值)通过RRC SI Update信令传输给RN。
步骤303：RN成功接收到该RRC信令后向DeNB回复ACK，DeNB接收到ACK即知道RN侧信令接收成功，而在接收到该RRC信令之前(包括接收到该信令的无线帧)，RN仍以原SFN的值按时序计数(如SFNRN＝549～SFNRN＝550)，若DeNB没有接收到RN回复的确认，则会重传携带这一偏差值及标志位的RRC信令。另外，RN在接到RRC信令后即按照信令指示来执行更新，而不必在向DeNB回复确认消息之后才进行。
步骤304：假定RN在SFNRN＝550的无线帧接收到这一RRC信令，获知DeNB的SFN跳变减少了250。RN在下一个无线帧中的SFN本应依时序变为551(此时SFNDeNB由更新后的值按时序递增为301)，但根据接收到的偏差值及标志位更新为SFN＝551+(-250)＝301，则与DeNB重新同步了。
实施例3
本实施例传输SFN的绝对值。如前所述，每个无线帧的SFN的2个低有效位可由无线帧位按时序依次递增得出，若DeNB侧SFN的8个高位在某个时刻发生了跳变，基于HARQ机制及其时序HARQ RTT Time＝8ms，DeNB可有能力获知传输信令到达RN的时间(DeNB侧知道重传发生的次数)，它即在发送RRC专用信令中指示RN在接收到该信令时应该更新的值。
RN在某个无线帧接收到该RRC专用信令后向DeNB回复确认，并将在下一个无线帧中显示更新的结果，其中SFNRN的8个高位按照接收到的值进行更新，2个低位仍然按照时序计数加1，则完整的SFN与DeNB重新同步了。
若DeNB没有接收到RN回复的确认，则会重传指示SFN正确更新值的RRC专用信令。另外，RN在接到RRC专用信令后即按照信令指示来执行更新，而不必在向DeNB回复确认消息之后才进行。
图4为本发明实施例3系统帧号更新方法流程示意图，如图4所示，该方法包括：
步骤401：DeNB与RN一直同步，但在SFN＝0000 1111 00无线帧后，SFNDeNB的8个高有效位跳变为1111 0000，2个低有效位按照时序递增为01，则SFNDeNB＝1111 000001。
步骤402：DeNB向RN发送RRC SI Update消息，其中SFN信元值为新的SFN高8位值，即11110000。还包括标志位Flag＝10，表示发送的SFN值为高8位绝对值。
需要说明的是，如果DeNB在SFNDeNB发生跳变后，当前没有适用的信道资源来发送这一RRC专用信令，而需要等到有可用资源时才能发送。且如前所述，基于HARQ时序及DeNB的能力，其可知RN在哪个无线帧才能接收到这一信令。若当RN成功接收时，DeNB侧的SFN已从更新的1111000001递增为1111000100，即8个高位在更新后已有了进位，那么DeNB给RN发送的RRC专用信令中就应该指示SFN8＝11110001。
也就是说，当DeNB向RN发送的RRC专用信令中携带的是SFN绝对值时，这一绝对值应该是RN在接收到该信令的时刻应该更新的值，而并不是DeNB发生更新的那一个SFN。
步骤403：RN成功接收到该RRC信令后回复ACK给DeNB。
在接收到该RRC信令之前(包括接收到该信令的无线帧)，RN仍以原SFN的值按时序计数(如SFNRN＝0000111100～SFNRN＝0000111110)，DeNB接收到ACK即知道RN侧信令接收成功。
步骤404：RN在SFNRN＝0000111110时接收到RRC专用信令，获知DeNB在这一时刻指示它应更新的高位值为SFN8＝11110000，则RN按照指示更新它的8个高位，低2位仍按照时序计数为11，由此下一个无线帧的SFN为SFNRN＝1111110011，即与DeNB重新同步了。
实施例4
当DeNB与RN同步后，两者的SFN对应相同。若DeNB侧的SFN在某个时刻发生了跳变(高、低位都有跳变)，如前所述，基于DeNB可知传输信令到达RN的时间，它即在发送的RRC专用信令中指示RN在接收到该信令后应该更新的值，还包括一个标志位Flag，指示信令中发送的是SFN的完整10bits绝对值。
RN在某个无线帧接收到该RRC专用信令后向DeNB回复确认，并完全按照信令中指示的值执行更新，结果将显示在下一个无线帧中，则与DeNB重新同步了。
图5为本发明实施例4系统帧号更新方法流程示意图，如图5所示，该方法包括：
步骤501：DeNB与RN一直同步，但在SFN＝0000111100的无线帧后，SFNDeNB跳变为1111000011，即高低位都发生了跳变，此时RN侧的SFN正常按时序递增为0000111101。
步骤502：DeNB向RN发送RRC SI Update消息，其中SFN信元值为RN接收到该信令后应该更新的SFN值。基于HARQ时序及DeNB能力，其获知RN侧会在SFNRN＝0000111110时接收到这个信令(此时DeNB侧的SFN已从更新后的值按时序递增为1111000100)，并将在下一帧中显示更新的结果，因此DeNB在RRC信令中指示SFN＝1111000101。信令中还包括Flag＝11，表示发送的SFN为完整的10bits绝对值。
步骤503：RN成功接收到该RRC信令后向DeNB回复ACK。
在接收到该RRC信令之前(包括接收到该信令的无线帧)，RN仍以原SFN的值按时序计数(如SFNRN＝0000111100～SFNRN＝0000111110)，DeNB接收到ACK即知道此次RN侧信令接收成功。
如果DeNB没有接收到RN的回复，它将以HARQ机制重传RRC信令。此时信令中指示的值应该是RN接收到该RRC专用信令后在下一个无线帧中显示的更新结果，信令中还包括标志位Flag＝11。另外，RN在接到RRC专用信令后即按照信令指示来执行更新，而不必在向DeNB回复确认消息之后才进行。
步骤504：RN在SFNRN＝0000111110时接收到该RRC专用信令，信令中包括的是SFN完整的10个比特位及Flag，即获知DeNB指示它在下一帧中应更新为1111000101，则RN按照指示在下一无线帧即为SFNRN＝1111000101，与DeNB重新同步了。
实施例5
若SFNDeNB并未发生跳变，但在某个时刻DeNB需要向RN发送RRC专用信令以指示其他SI信息更新，如果指示SFN更新的信息单元被配置为可选项，则此时可以将其省略；但若这一信息单元被配置为必选项，则可将其设置为无效值，比如0，且无需包含标志位Flag。
图6为本发明实施例5系统帧号更新方法流程示意图，如图6所示，该方法包括：
步骤601：DeNB与RN一直是严格同步的，若当无线帧的SFN递增到550时，DeNB侧需要向RN发送RRC信令来指示SI更新，但此时SFNDeNB并未发生跳变。若指示SFN更新的信息单元在RRC信令中被配置为必选项，则DeNB在SFN＝550时向RN发送的RRC专用信令中指示Value＝0。
步骤602：RN接收到这一RRC信令则获知DeNB侧的SFN未发生跳变而是仍然按照时序递增，接收成功则向DeNB回复ACK，DeNB接收到ACK则知道RN成功接收到RRC信令。
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 (8)

1.一种系统帧号SFN更新方法，其特征在于，该方法包括：
DeNB的系统帧号发生跳变的情况下，DeNB通过无线资源控制RRC专用信令向中继节点RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值，用于RN的SFN更新；其中：
所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示所述偏差值的正负。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送跳变后的SFN值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示传输SFN的有效位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述RN在收到所述RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述RN在收到所述RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
5.一种SFN更新系统，其特征在于，该系统包括：DeNB和RN；其中，
所述DeNB，用于在系统帧号发生跳变的情况下，通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值或跳变后的SFN值；其中，DeNB通过RRC专用信令向RN发送SFN跳变前后的偏差值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示所述偏差值的正负。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述DeNB通过RRC专用信令向RN发送跳变后的SFN值的情况下，所述RRC专用信令还携带一标志位，所述标志位指示传输SFN的有效位。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，以当前SFN值与RRC专用信令中所携带偏差值之和作为更新后的SFN值。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述RN，还用于在收到所述来自DeNB的RRC专用信令后，更新SFN值为RRC专用信令中携带的SFN值。
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