CN103067949B - Td-scdma的上行同步异常处理方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法及基站，其中方法包括：基站在执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间；根据多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量；当所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，停止执行所述上行同步调整；将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。本发明避免了在执行上行同步调整时将有用信号调整出窗的现象。

Description

TD-SCDMA的上行同步异常处理方法及基站

技术领域

本发明涉及一种时分同步码分多址(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，简称：TD-SCDMA)的上行同步异常处理方法及基站，属于无线通信技术领域。

背景技术

上行同步是TD-SCDMA中的一个关键技术，现有上行同步过程分为初始同步过程和同步维持过程。其中，初始同步过程是通过用户设备(UserEquipment，简称：UE)进行测量实现的；而同步维持过程需要基站对UE发来的上行信号的接收时间进行测量，将在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置进行比较；根据所述峰值位置与预设的目标位置的差值生成同步控制命令发送给所述UE；所述UE根据同步控制命令调整上行发送时间，使得基站在接收窗中检测到的峰值位置接近目标位置，达到维持上行同步的目的。

上行接收时间，即峰值位置的测量一般基于信道估计的结果而实现。通过信道估计不仅可以得到接收信号的信道相位、幅度等信息，还可以获得信号时延信息，从而可以对应到信号的接收时间。由于无线信道的多径特性，接收到的上行信号可能由多条不同时延的信号叠加而成，上行同步的目标是把最强径信号的上行接收时间调整到目标位置处。

现有技术存在的主要问题是：在干扰场景下，由于干扰径的影响，接收窗内出现的最强径信号有可能不是有用信号，而是干扰信号，如果基于该干扰信号进行上行同步调整，则可能引起错误的同步调整，致使真正的有用信号被调整到的接收窗以外，从而导致用户失步，最终引起掉话。

例如：如图1A所示，对一个用户的第1512子帧进行信道估计后，可以看到，在第五个接收窗(64～80码片)中，该用户的有用信号的峰值非常高，而干扰信号较小；如图1B所示，对第3362子帧进行信道估计后，可以看到，由于外部环境的恶化，干扰信号的峰值有所增加，且逐渐占据主导地位，而有用信号则被逐渐淹没在干扰信号中，此时，基站仍然根据第五个接收窗内的峰值进行上行同步调整，但此时的峰值已经不是有用信号的峰值；如图1C所示，对第4962子帧进行信道估计后，可以看到，当外部环境改善时，干扰信号变小，有用信号又占据了主导地位，然而，由于此前基站基于错误的峰值进行了错误地上行同步调整，结果将有用信号移出了第五个接收窗，进入第二个接收窗(16～32个码片)。在上述各图中，圆圈所示位置为干扰信号的峰值。

发明内容

本发明提供一种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法及基站，用以避免上行同步调整时将有用信号调整出窗的现象。

本发明一方面提供一种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法，其中包括：

基站在执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间；

根据多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量；

当所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，停止执行所述上行同步调整；

将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

本发明另一方面提供一种基站，其中包括：

指示模块，用于在所述基站执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间；

计算模块，用于根据指示模块发出的多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量；

控制模块，用于当计算模块计算出的所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，控制所述基站停止执行所述上行同步调整；

回调模块，用于当控制模块控制所述基站停止执行所述上行同步调整后，将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

本发明通过基于同步控制命令指示的单向调整量和接收窗中峰值位置的第一变化量判断出真实信号有可能被移出接收窗外时，及时将峰值位置调整回初始位置，从而避免了在执行上行同步调整时将有用信号调整出窗的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A～图1C是说明现有技术中将有用信号调整出窗现象的波形图；

图2为本发明所述种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法实施例一的流程图；

图3为本发明所述种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法实施例二的流程图；

图4为本发明所述基站实施例的结构示意图；

图5为图4所示回调模块40的可选结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明所述种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法实施例一的流程图，如图所示，该方法包括如下步骤：

步骤110，基站在执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间。

具体地，通常在一个子帧中仅发送一次同步控制命令，UE根据该同步控制命令最多仅对上行发送时间调整一个码片。用数学式表达为：

SS(i)＝-1，“左移”，向窗前调整一个码片；

SS(i)＝1，“右移”，向窗后调整一个码片；

SS(i)＝0，“do nothing”，不调整。

步骤120，根据多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量。

其中，所述单向调整量是指对UE的上行发送时间经多次左移和右移后，其最终的合成效果是朝某个方向进行了移动。例如，假设在五个子帧中先后发送了五次同步控制命令，这些同步控制命令的具体内容为：右移一个码片、左移一个码片、左移一个码片、左移一个码片、左移一个码片。其最终的合成效果是左移三个码片，即为单向调整量。用数学式表达为：其中，N为同步控制命令的数量。

其中，所述第一变化量可以用方差形式表示，例如可以先计算当所述基站发出多个所述同步控制命令后，在接收窗中检测到的多个所述峰值位置的平均值，用数学式表达为：其中，MeanPeak表示平均值，Peak(i)表示通过信道估计测量到的各个峰值位置，单位为1/8个码片。然后，根据所述平均值计算所述峰值位置的方差作为所述第一变化量，用数学式表达为：其中，VarPeak表示等效的方差。

另外，由于无线空间中存在衰落等原因会引起某些子帧的信噪比(Signalto Noise Ratio，简称：SNR)下降，从而使测量到的峰值位置不准确。为了排除这些不准确的异常值，可以在计算所述平均值时，去除多个所述峰值位置中前M个最大值及前M个最小值，其中，M表示被去除掉的峰值位置的数量，可以根据实际的异常情况进行选择，1≤M<N/2；此后，再根据剩余的所述峰值位置计算所述平均值。用数学式表达为：

$\mathrm{MeanPeak}=\underset{i=1}{\overset{N-2M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Peak}\left(i\right)/(N-2M)$

$\mathrm{MeanPeak}=\underset{i=1}{\overset{N-2M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Peak}\left(i\right)-\mathrm{MeanPeak}|/(N-2M)$

通过这样的处理，有利于排除异常值的影响，使计算结果能够更加真实地反映实际情况。

步骤130，当所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，停止执行所述上行同步调整。

其中，当所述单向调整量超过预设的第一参数时，表明基站已经命令UE对上行发送时间进行了较大距离的移动，而当所述第一变化量低于预设的第二参数时，表明基站在接收窗中检测到的峰值位置没有响应上行发送时间的大距离移动而产生大的变化，说明此时在接收窗中检测到的峰值位置不是真实信号的峰值，而是干扰信号的峰值，选成这种情况的原因有可能是真实信号仍然位于接收窗内，但被占据主导地位的干扰信号淹没；或者也有可能是真实信号被移出接收窗外。因此，在本步骤中停止执行所述上行同步调整，使基站由“正常同步态”进入“同步暂停态”，以避免真实信号的峰值位置有可能被越移越远。

步骤140，将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

具体地，基站可以先判断所述单向调整量的调整方向，用数学式表达为：其中，sign(x)为阶梯函数，当x为正数时，表示右移；当x为负数时，表示左移；当x＝0时，表示不移动。然后，所述基站基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述调整方向的相反方向调整所述上行发送时间，其中，P为所述单向调整量的绝对值，用数学式表达为：。

例如，假设P＝3时，基站分别在三个子帧中向UE先后发送三个同步控制命令，指示UE将上行发送时间右移三个码片，从而将峰值位置调整回初始位置。

通过本步骤，无论上何种原因选成基站无法在接收窗内检测到真实信号的峰值位置，只要将峰值位置调整回初始位置，就肯定能避免真实信号被调整出窗。

本实施例所述方法通过基于同步控制命令指示的单向调整量和接收窗中峰值位置的第一变化量判断出真实信号有可能被移出接收窗外时，及时将峰值位置调整回初始位置，从而避免了在执行上行同步调整时将有用信号调整出窗的现象。

图3为本发明所述种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法实施例二的流程图，如图所示，该方法在上述步骤140之后进一步包括如下步骤：

步骤210，所述基站基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述调整方向的相同方向调整所述上行发送时间。

例如，假设P＝3时，基站分别在三个子帧中向UE先后发送三个同步控制命令，指示UE将上行发送时间左移三个码片。

步骤220，计算所述峰值位置在所述接收窗内的第二变化量。

具体地，首先计算当所述基站发出P个所述同步控制命令后，在接收窗中检测到的多个所述峰值位置的平均值，用数学式表达为：其中，MeanPeak表示平均值，Peak(i)表示通过信道估计测量到的各个峰值位置，单位为1/8个码片。然后，根据所述平均值计算所述峰值位置的方差作为所述第二变化量，用数学式表达为： $\mathrm{VarPeak}=\underset{i=1}{\overset{P}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Peak}\left(i\right)-\mathrm{MeanPeak}|/P,$ 其中，VarPeak表示等效的方差。

另外，为了排除这些不准确的异常值，可以在计算所述平均值时，去除多个所述峰值位置中前Q个最大值及前Q个最小值，其中，Q表示被去除掉的峰值位置的数量，可以根据实际的异常情况进行选择，1≤Q<P/2；此后，再根据剩余的所述峰值位置计算所述平均值。用数学式表达为：

$\mathrm{MeanPeak}=\underset{i=1}{\overset{P-2Q}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Peak}\left(i\right)/(P-2Q)$

$\mathrm{VarPeak}=\underset{i=1}{\overset{P-2Q}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Peak}\left(i\right)-\mathrm{MeanPeak}|/(P-2Q)$

通过这样的处理，有利于排除异常值的影响，使计算结果能够更加真实地反映实际情况。

步骤230，当所述第二变化量超过预设的第三参数时，恢复执行所述上行同步调整。

其中，当所述第二变化量超过预设的第三参数时，表明基站在接收窗中检测到的峰值位置能够响应上行发送时间的大距离移动而产生大的变化，说明此时在接收窗中检测到的峰值位置是真实信号的峰值，而不是干扰信号的峰值，因此，可以恢复执行所述上行同步调整。

本实施例所述方法通过在将峰值位置调整回初始位置后，基于第二变化量判断出真实信号回到接收窗内时，恢复执行上行同步调整的过程，以保证上行同步的顺利进行。

图4为本发明所述基站实施例的结构示意图，用以实现上述方法，如图所示，该基站包括：指示模块10、计算模块20、控制模块30及回调模块40，其工作原理如下：

在所述基站执行上行同步调整时，由指示模块10根据基站在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间。具体地，通常在一个子帧中仅发送一次同步控制命令，UE根据该同步控制命令最多仅对上行发送时间调整一个码片。具体的数学式举例可以参见上述方法实施例的相关内容。

然后，由计算模块20根据指示模块10发出的多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量。其中，所述单向调整量是指对UE的上行发送时间经多次左移和右移后，其最终的合成效果是朝某个方向进行了移动。具体的计算方式举例可参见上述方法实施例的相关内容。

此后，当计算模块20计算出的所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，由控制模块30控制所述基站停止执行所述上行同步调整；此后，由回调模块40将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

具体地，如图5所示，该回调模块40先通过判断单元41判断计算模块20计算出的所述单向调整量的调整方向；然后由指示单元42基于计算模块20计算出的所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向判断模块41判断出的所述调整方向的相反方向调整所述上行发送时间，其中，P为所述单向调整量的绝对值。具体的举例，可参见上述方法。

通过该回调模块40，无论上何种原因选成基站无法在接收窗内检测到真实信号的峰值位置，只要将峰值位置调整回初始位置，就肯定能避免真实信号被调整出窗。

本实施例所述基站通过基于同步控制命令指示的单向调整量和接收窗中峰值位置的第一变化量判断出真实信号有可能被移出接收窗外时，及时将峰值位置调整回初始位置，从而避免了在执行上行同步调整时将有用信号调整出窗的现象。

可选地，当回调模块40将所述峰值位置调整回所述初始位置之后，还可以进一步由所述指示模块10基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述判断模块41判断出的调整方向的相同方向调整所述上行发送时间；然后由所述计算模块20计算所述峰值位置在所述接收窗内的第二变化量；当计算模块20计算出的所述第二变化量超过预设的第三参数时，再由所述控制模块30控制所述基站恢复执行所述上行同步调整。具体的举例，可参见上述方法。

本实施例所述装置通过在将峰值位置调整回初始位置后，基于第二变化量判断出真实信号回到接收窗内时，恢复执行上行同步调整的过程，以保证上行同步的顺利进行。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述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精神和范围。

Claims (10)

1.一种TD-SCDMA的上行同步异常处理方法，其特征在于，包括：

基站在执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间；

根据多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量；

当所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，停止执行所述上行同步调整；

将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量包括：

计算当所述基站发出多个所述同步控制命令后，在接收窗中检测到的多个所述峰值位置的平均值；

根据所述平均值计算所述峰值位置的方差作为所述第一变化量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述平均值包括：

去除多个所述峰值位置中的前M个最大值及前M个最小值，其中，1≤M<N/2，N为所述同步控制命令的数量；

根据剩余的所述峰值位置计算所述平均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置包括：

判断所述单向调整量的调整方向；

基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述调整方向的相反方向调整所述上行发送时间，其中，P为所述单向调整量的绝对值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述峰值位置调整回所述初始位置之后还包括：

所述基站基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述调整方向的相同方向调整所述上行发送时间；

计算所述峰值位置在所述接收窗内的第二变化量；

当所述第二变化量超过预设的第三参数时，恢复执行所述上行同步调整。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算所述峰值位置在所述接收窗内的第二变化量包括：

计算当所述基站发出P个所述同步控制命令后，在接收窗中检测到的多个所述峰值位置的平均值；

根据所述平均值计算所述峰值位置的方差作为所述第二变化量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算所述平均值包括：

去除多个所述峰值位置中前Q个最大值及前Q个最小值，其中，1≤Q<P/2；

根据剩余的所述峰值位置计算所述平均值。

8.一种基站，其特征在于，包括：

指示模块，用于在所述基站执行上行同步调整时，根据在接收窗中检测到的峰值位置与预设的目标位置向UE发出同步控制命令，指示所述UE调整上行发送时间；

计算模块，用于根据指示模块发出的多个所述同步控制命令，计算所述上行发送时间的单向调整量，并计算所述峰值位置在所述接收窗内的第一变化量；

控制模块，用于当计算模块计算出的所述单向调整量超过预设的第一参数且所述第一变化量低于预设的第二参数时，控制所述基站停止执行所述上行同步调整；

回调模块，用于当控制模块控制所述基站停止执行所述上行同步调整后，将所述峰值位置调整回执行所述上行同步调整之前的初始位置。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述回调模块包括：

判断单元，用于判断计算模块计算出的所述单向调整量的调整方向；

指示单元，用于基于计算模块计算出的所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向判断模块判断出的所述调整方向的相反方向调整所述上行发送时间，其中，P为所述单向调整量的绝对值。

10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于：

所述指示模块还用于当回调模块将所述峰值位置调整回所述初始位置之后基于所述单向调整量，向所述UE发送P个同步控制命令，指示所述UE向所述调整方向的相同方向调整所述上行发送时间；

所述计算模块还用于计算所述峰值位置在所述接收窗内的第二变化量；所述控制模块还用于当计算模块计算出的所述第二变化量超过预设的第三参数时，控制所述基站恢复执行所述上行同步调整。