CN102547967B - 时分双工长期演进系统实现同步的方法及系统、用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种时分双工长期演进系统实现同步的方法及系统、用户设备，其中，该方法包括：接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；根据所述同步信号，获取系统时隙位置；根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入。解决了现有技术中的TDD-LTE系统的基站在下行时隙不发送同步信号时，用户设备无法接收到同步信号进行上行同步的问题。

Description

时分双工长期演进系统实现同步的方法及系统、用户设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种时分双工长期演进系统实现同步的方法及系统、用户设备。
背景技术
随着无线通信技术的发展，人们对增加无线通信系统传输信息能力的新技术的需求也变得越迫切，时分双工(Time Division Duplex，简称TDD)系统便可以有效的解决其中的上下行非对称业务传输效率的问题，TDD系统是指对于上行和下行信息可在同一段频谱中分别占用不同的时间段进行传输，这就要求TDD系统的空中接口必须实现很好的下行同步和上行同步，否则将会造成系统内部的干扰，降低系统容量。
现有TDD长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统就是一种TDD系统，上行和下行处于同一频率载波信道的不同时隙，用户设备依靠本信道下行时隙中接收到的同步信号进行同步。
当TDD-LTE系统与频分双工(Frequency Division Duplex，简称FDD)LTE系统处于相邻频段时，在FDD-LTE系统上行频段与TDD-LTE系统频段相邻处的信道会产生系统间干扰。如在TDD-LTE系统的下行时隙，会发生TDD-LTE系统基站对FDD-LTE系统基站的干扰。
如果在TDD-LTE系统的下行时隙，TDD-LTE系统不进行同步信号的发送，虽然可以避免TDD-LTE系统基站对FDD-LTE系统基站的干扰，但是，当要求TDD-LTE系统的基站在下行时隙不发送同步信号时，用户设备将无法接收到同步信号进行上行同步。
发明内容
本发明提供一种时分双工长期演进系统实现同步的方法及系统、用户设备，用于解决现有技术中的TDD-LTE系统的基站在下行时隙不发送同步信号时，用户设备无法接收到同步信号进行上行同步的问题。
本发明的第一个方面是提供一种时分双工长期演进系统实现同步的方法，包括：
接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；
根据所述同步信号，获取系统时隙位置；
根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入。
本发明的另一个方面是提供一种用户设备，包括：
接收模块，用于接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；
获取模块，用于根据所述同步信号，获取系统时隙位置；
同步接入模块，用于根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入。
本发明的又一个方面是提供一种时分双工长期演进系统实现同步的系统，包括：基站与用户设备；
所述基站，用于通过第一频率载波信道发送同步信号，以使所述用户设备获取系统时隙位置，并在第二频率载波信道上进行同步接入；
所述用户设备为上述的用户设备。
本实施例的用户设备根据基站发送的其他频率载波信道的同步信号，获取系统时隙位置，从而进行目标频率载波信道的上行同步接入，解决了现有技术中的TDD-LTE系统的基站在下行时隙不发送同步信号时，用户设备无法接收到同步信号进行上行同步的问题。
附图说明
图1为TDD-LTE系统的帧结构示意图；
图2为TDD-LTE系统的同步信号的周期示意图；
图3为本发明实施例一提供的时分双工长期演进系统实现同步的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例二提供的时分双工长期演进系统实现同步的方法的流程示意图；
图5为本发明实施例三提供的用户设备的结构示意图；
图6为本发明实施例四提供的用户设备的结构示意图；
图7为本发明实施例五提供的时分双工长期演进系统实现同步的系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明实施例进行清楚详细的介绍，此处先介绍一下长期演进LTE系统。LTE系统同时定义了FDD-LTE系统和TDD-LTE系统的双工方式，并分别设计了FDD-LTE系统和TDD-LTE系统的帧结构。
其中，图1为TDD-LTE系统的帧结构示意图，如图1所示，每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成。特殊子帧包括3个特殊时隙：下行导频时隙DwPTS，保护间隔GP，上行导频时隙UpPTS，总长度为1ms。其中，DwPTS始终用于下行发送，UpPTS始终用于上行发送，而GP作为TDD-LET系统中下行至上行转换的保护时间间隔。
TDD-LTE系统是用时分双工方式来区分接收和发送信道，在TDD无线通信系统中，基站发送信号给用户设备(下行)和用户设备发送信号给基站(上行)使用同一频率载波信道作为不同时隙的承载，把时间资源在上行和下行进行了分配，用户设备依靠本信道下行时隙中接收到基站发送的同步信号才能进行上行同步，从而保持基站和用户设备之间的同步工作。
图2为TDD-LTE系统的同步信号的周期示意图，举例来说，TDD-LTE系统的同步信号的周期是5ms，分为主同步信号(Primary Synchronizationsignal，简称PSS)和辅同步信号(Secondary Synchronization signal，简称SSS)，本实施例中的同步信号，主要用于获取用户设备的标识和进行定时同步，例如通过检测PSS和SSS来获取用户设备标识，同时，在检测PSS和SSS的过程中获取5ms定时和10ms定时，其中，PSS用于获取5ms定时，SSS用于获取10ms定时。循环前缀用于克服由于信道的多径时延扩展造成的符号间干扰。如图1和图2所示，在TDD-LTE系统的帧结构中，PSS位于第二个子帧(子帧1)中的DwPTS的第三个符号(符号2)，SSS位于第一个子帧(子帧0)中的最后一个符号(符号6)。
TDD-LTE系统在数据通信过程中，必须进行不断的数据通信同步控制，举例来说，当TDD-LTE系统的上行定时调整颗粒度为16Ts，Ts＝1/(15000×2048)，将上行定时调整命令整合到介质访问控制(Media Access Control，简称MAC)层的协议数据单元(Protocol Data Unit，简称PDU)中，获取上行定时调整量NTA，并映射到物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel，简称PDSCH)，通过MAC层信令的方式将上行定时调整量发送给用户设备，用户设备接收到上行定时调整量NTA后，需要按照比相应的下行帧定时提前(NTA+NTAoffset)×Ts的时刻发送相应的上行帧数据，NTAoffset为基站侧上行至下行的切换保护时间，约为624Ts，即20.3125us。
图3为本发明实施例一提供的时分双工长期演进系统实现同步的方法的流程示意图，如图3所示，包括：
步骤301、接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号。
在实现本发明的过程中发明人发现：基站发射的不同频率载波信道的同步信号都位于相同的时域位置。即在时域上：主同步信号(PSS)位于DwPTS的第三个符号，辅同步信号(SSS)位于5ms第一个子帧的最后一个符号；在频域上：PSS和SSS都位于载波信道的中心第72个子载波上。如果用户设备被分配与FDD-LTE系统相邻的目标频率载波信道进行上行数据发送时，则该用户设备可以通过其他频率载波信道上获得主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。
举例来说，TDD-LTE系统中的基站分配给用户设备的进行上行同步的目标频率载波信道为第二频率载波信道，当第二频率载波信道的频段与FDD-LTE系统的频段处于紧相邻位置时，会产生TDD-LTE系统的基站对FDD-LTE系统的基站的系统间干扰，为了避免系统间干扰，TDD-LTE系统的基站可以在第二频率载波信道的下行时隙不发送第二频率载波信道的同步信号，基站举例来说可以利用第一频率载波信道的控制信道向用户设备发送第一频率载波信道的同步信号。
步骤302、根据所述同步信号，获取系统时隙位置。
由于不同频率载波信道的同步信号都位于相同的时域位置，用户设备根据第一频率载波信道的同步信号可以获取系统的时隙位置。
步骤303、根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入。
本实施例的用户设备根据基站发送的其他频率载波信道的同步信号，获取系统时隙位置，从而进行目标频率载波信道的上行同步接入，解决了现有技术中的TDD-LTE系统的基站在下行时隙不发送同步信号时，用户设备无法接收到同步信号进行上行同步的问题。
图4为本发明实施例二提供的时分双工长期演进系统实现同步的方法的流程示意图，在图3所示方法实施例实现同步接入的基础上，进行上行数据同步发送的方法，具体包括：
步骤401、接收所述基站通过第一频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息。
在现有的TDD-LTE系统中，用户设备初始接入后，基站将在第二频率载波信道上周期性的发送定时调整命令，该定时调整命令承载在第二频率载波信道的物理下行链路共享信道上。
当第二频率载波信道的频段与FDD-LTE系统的频段处于紧相邻位置时，会产生TDD-LTE系统的基站对FDD-LTE系统的基站的系统间干扰，为了避免系统间干扰，TDD-LTE系统的基站可以在第二频率载波信道的下行时隙不发送第二频率载波信道的上行定时调整命令。
举例来说，基站可以利用第一频率载波信道的物理下行链路共享信道向用户设备发送上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息。
需要指出的是，本实施例的基站也可以利用第三频率载波信道的物理下行链路共享信道向用户设备发送上行定时调整命令，其中，第三频率载波信道是与第一频率载波信道不相同的其他频率载波信道。
步骤402、根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据。
用户设备根据第二频率载波信号的上行定时调整量信息，调整上行帧的发送时间，根据调整后的上行帧的发送时间进行目标频率载波信道的上行数据同步发送。
本实施例通过接收承载在其他频率载波信道上的上行定时调整命令，得到目标频率载波信道的上行定时调整量信息，从而进行目标载波信道的上行数据同步发送，使得基站在目标频率载波信道不发送定时调整命令的情况下，也能完成上行数据通信的同步。
需要指出的是，本发明需要保护的技术方案不限于实施例一和实施例二所述的方法，举例来说，可以将TDD-LTE系统的下行和上行分别承载在不同频率载波信道上，如在上行频率载波信道的下行时隙不发送同步信号和定时调整命令，同步信号和定时调整命令可以承载在其他频率载波信道的下行时隙上进行传输，用户设备只需要获取承载在其他频率载波信道的下行时隙上的同步信号，实现在上行频率载波信道上的同步接入，在同步接入之后，用户设备只需要解调承载在其他频率载波信道的下行时隙上定时调整命令，就可以实现上行频率载波信道的上行数据同步发送。
进一步举例来说，在载波聚合场景下，一个用户设备可以同时获得两个或多个载波信道。可以将这些信道分为一个主载波信道、一个或者多个辅载波信道。主、辅载波采用相同的定时信息，同时进行上下行数据通信，例如，在主载波信道的下行时隙不发送上行同步数据，通过相应的辅载波信道的同步信息和定时调整命令，可以实现主载波信道的同步数据发送。
图5为本发明实施例三提供的用户设备的结构示意图，包括：
接收模块51，用于接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；
获取模块52，用于根据所述同步信号，获取系统时隙位置；
同步接入模块53，用于根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入。
本实施例所示装置具体用于执行图3所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果不再赘述。
图6为本发明实施例四提供的用户设备的结构示意图，在图5所示实施例的用户设备的基础上进一步扩展，
接收模块51，还用于接收所述基站通过第一频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
可选地，接收模块51，还用于接收所述基站通过第三频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
所述用户设备还包括：
数据同步模块54，用于根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据。
进一步地，数据同步模块54具体可以包括：
调整单元541，用于根据所述第二频率载波信号的上行定时调整量信息，调整上行帧的发送时间；
发送单元542，用于根据所述调整后的上行帧的发送时间，在第二频率载波信道上发送上行数据。
本实施例所示装置具体用于执行图4所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果不再赘述。
图7为本发明实施例五提供的时分双工长期演进系统实现同步的系统的结构示意图，包括：基站71与用户设备72；
基站71，用于通过第一频率载波信道发送同步信号，以使所述用户设备获取系统时隙位置，并在第二频率载波信道上进行同步接入；
举例来说，基站71还用于通过第一频率载波信道或第三频率载波信道发送上行定时调整命令，以使所述用户设备获取第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据。
用户设备72为图5或图6所示实施例所述的用户设备。
本实施例所示系统具体用于执行图3或图4所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种时分双工长期演进系统实现同步的方法，其特征在于，包括：
接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；
根据所述同步信号，获取系统时隙位置；
根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入；
所述在第二频率载波信道上进行同步接入之后，包括：
接收所述基站通过第一频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据；
或者，所述在第二频率载波信道上进行同步接入之后，还包括：
接收所述基站通过第三频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据，具体包括：
根据所述第二频率载波信号的上行定时调整量信息，调整上行帧的发送时间；
根据所述调整后的上行帧的发送时间，在第二频率载波信道上发送上行数据。
3.一种用户设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收基站通过第一频率载波信道发送的同步信号；
获取模块，用于根据所述同步信号，获取系统时隙位置；
同步接入模块，用于根据所述系统时隙位置，在第二频率载波信道上进行同步接入；
所述接收模块，还用于接收所述基站通过第一频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
所述用户设备还包括：
数据同步模块，用于根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据；
或者，所述接收模块，还用于接收所述基站通过第三频率载波信道发送的上行定时调整命令，所述上行定时调整命令包括第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息；
所述用户设备还包括：
数据同步模块，用于根据所述第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据。
4.根据权利要求3所述的用户设备，其特征在于，所述数据同步模块具体包括：
调整单元，用于根据所述第二频率载波信号的上行定时调整量信息，调整上行帧的发送时间；
发送单元，用于根据所述调整后的上行帧的发送时间，在第二频率载波信道上发送上行数据。
5.一种时分双工长期演进系统实现同步的系统，其特征在于，包括：基站与用户设备；
所述基站，用于通过第一频率载波信道发送同步信号，以使所述用户设备获取系统时隙位置，并在第二频率载波信道上进行同步接入；
所述基站，还用于通过第一频率载波信道或第三频率载波信道发送上行定时调整命令，以使所述用户设备获取第二频率载波信道标识和第二频率载波信道的上行定时调整量信息，在第二频率载波信道上发送上行数据；
所述用户设备为如权利要求3-4中任一项所述的用户设备。
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