CN1606259A

CN1606259A - 多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法

Info

Publication number: CN1606259A
Application number: CN 200410091598
Authority: CN
Inventors: 束裕; 张昱; 卢华
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: CN1324824C

Abstract

本发明公开了一种多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，该方法以一个子帧为处理周期，包括如下步骤：基站控制器计算出UE的ULSC，以及携带该ULSC的上行时隙在用户终端占用的上行时隙中的位置编号；根据SS符号映射的规则，基站控制器逆向计算得到所述上行时隙序号对应的一个或多个下行时隙中的SS符号编号；根据获取的所述UE在其所占用的各个下行时隙中配置的SS符号个数，基站控制器计算出ULSC所对应的SS符号所在下行时隙以及该下行时隙内的SS符号位置，并将ULSC发送至该下行时隙的SS符号位置。本发明实现了3GPP协议中规定的UE保持和基站上行同步功能中的上行同步控制命令向下行映射，使SS符号能在最近的下一个可用下行时隙立即发送给至用户终端。

Description

多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法

技术领域

本发明涉及第三代移动通信系统中用户终端(UE，User Equipment)和基站(Node B)的同步处理方法，尤其是涉及一种多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法。

背景技术

在第三代移动通信系统中，TD-SCDMA(Time Division Duplex-Synchronous Code Division Multiplex Access，时分复用码分多址接入)系统的核心技术之一是同步CDMA，尤其是用户终端和基站之间的同步。使用该同步技术，可克服异步CDMA中由于每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间不同而造成码道非正交所带来的干扰问题，从而提高了系统容量和频谱利用率，还可简化硬件电路，降低成本。

TD-SCDMA系统中用户终端和基站之间的同步分为下行同步和上行同步两部分。TD-SCDMA一个无线帧长度为10ms，其可分成两个5ms子帧，每个子帧又分为7个常规时隙和3个特殊时隙。特殊时隙为下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(Gp)和上行导频时隙(UpPTS)。每个子帧中的DwPTS是为下行导频和下行同步而设计的，该时隙通常是由长度为64码片的下行同步码(SYNC_DL)和32码片的保护码间隔组成，由Node B以最大功率在全方向或在某一扇区上发射。在UE开机之后，必须首先通过下行导频时隙(DwPTS)与网络建立下行同步，只有建立了下行同步，UE才能开始建立上行同步。由于下行同步易于实现，通常认为系统工作时，下行同步是稳定的，无需特别考虑。

用户终端和基站之间的上行同步分为上行同步建立和上行同步保持两个步骤实现。同步建立使用上述子帧结构中的上行导频时隙(UpPTS)。该时隙通常由长为128码片的上行同步码(SYNC_UL)和32码片的保护间隔组成，当UE处于空中登记和随机接入状态时，它将首先发射UpPTS，当得到网络的应答后，在RACH(随机接入信道)发送请求。网络侧对接收到的UpPTS，在规定的搜索窗口中，用可能使用的上行同步码(SYNC_UL)进行匹配滤波方式的检测，估计出时延，在FPACH(前向物理接入信道)发送响应告知UE，使其在下一次发送信号时进行相应的时间调整，建立和基站的上行同步。

上行同步保持利用子帧结构中每个上行常规时隙的中间导频域来实现。上述的7个常规时隙分为上、下行不同方向的时隙，每个时隙864码片，均由两个352码片的数据域、一个144码片的训练序列(中间导频)域和一个16码片的用作时隙保护的空域(GP)组成。

3GPP(3rd Generation Partnership Project第3代移动通讯伙伴工程)协议25.224 v480对同步保持进行了如下描述：上行同步通过发送相对下行链路接收时间的上行链路提前时间来维护。上行同步的维护可以利用每个上行时隙864码片的中间导频区域。每个上行时隙可以承载多个UE。在每个上行时隙中每个UE的中间导频不同。Node B可以通过计算同一时隙中每个UE的信道冲激响应估计时间，之后，在下一个可用的下行时隙中，Node B发送同步偏移(Synchronisation Shift，SS)命令使UE能够适当地调整其发射时间。

而3GPP协议25.221 v470对SS的发送进行了如下描述：对每一个用户而言，上行同步控制命令(Up link Sync Command，ULSC)信息应该至少在每个子帧里被发送一次。对每个分配的时隙，独立的被信令指示该时隙是否携带ULSC。如果一个时隙携带ULSC，那么SS符号在业务突发的数据部分发送，并且他们使用该时隙中最低的物理信道序列号(p)的物理信道发射。SS符号也可以在一个时隙的多个物理信道上发送。为了这个目的，上层协议分别为每一个时隙分配另外N_SS个物理信道。SS符号使用该时隙中物理信道序列号最小的N_SS+1个物理信道发射。如果速率匹配给出的结果中该时隙中所剩物理信道N_RM＜N_SS+1，则SS符号仅用所剩N_RM物理信道发射。SS被用于每M子帧命令定时调整(k/8)Tc，Tc是码片间隔。k和M由网络信令通知。SS每5ms子帧发射一次。

M(取值范围1～8)和k(取值范围1～8)可以在已建立呼叫过程调整，也可以在呼叫过程中重新调整。下行每一个SS符号都对应一个上行时隙，依赖于分配的上行时隙和下行分配的SS符号。对于每一个上行时隙，同步切换命令都要按下列规则，即SS映射(下列等式用来确定由相应SS符号控制的上行时隙)：

UL_pos＝(SFN′·N_SSsymbols+SS_pos+((SFN′·N_SSsymbols+SS_pos)div(N_ULslot)))mod(N_ULslot)

此处，UL_pos是受控的上行时隙序号；SFN’是记录子帧的系统帧数，无线帧的系统帧数(SFN)可从SFN’得到，通过SFN＝SFN’/2，在这里是整除的操作；N_SSsymbols是一帧中SS符号数；SS_pos是在一个子帧中相应SS的符号编号；N_ULslot是在一个子帧中的上行时隙数。

上述协议中规定了上行同步通过信道冲击响应来估计ULSC的方法，并且规定了每个上行时隙的ULSC应该映射到哪个下行SS符号，即给出了映射公式，这个SS符号每M子帧才需要修改一次，而且TD-SCDMA系统支持一个UE存在多个上、下行时隙，但是并未规定如何发送上行的ULSC到下行SS符号中。因此，如何将ULSC根据协议的映射公式写入下行时隙，特别是在下一个可用的下行时隙就立刻发送SS符号出去，而不是需要延后几个子帧；如何在各个上、下行时隙间传送最少的信息以减小系统运算和通信负担；如何保证每M次而不是每次修改SS符号，已成为当前现有技术的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，该方法实现了3GPP协议中规定的用户终端保持和基站上行同步功能中的上行同步控制命令向下行映射，使同步偏移符号能在最近的下一个可用下行时隙立即发送给至用户终端，从而迅速建立用户终端和基站之间的上行同步，且上、下行时隙的数据交互对基站内部运算和通信的负担很小。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，该方法以一个子帧为处理周期，包括如下步骤：

(a)基站控制器判断当前子帧中用户终端是否需要修改同步偏移命令，若需要修改同步偏移命令，则执行步骤(b)，否则本子帧不进行同步偏移符号映射，同步偏移符号中填入上一个子帧中相应的同步偏移值；

(b)基站控制器计算出所述用户终端的上行同步控制命令以及携带该上行同步控制命令的上行时隙在所述用户终端所占用的上行时隙中的位置编号，即上行时隙序号；

(c)根据同步偏移符号映射的规则，基站控制器逆向计算得到携带所述上行同步控制命令的上行时隙序号所对应的一个或多个下行时隙中的同步偏移符号编号，所述同步偏移符号映射规则的计算公式为

其中，UL_pos为上行时隙序号；SFN’是记录子帧的系统帧数；Nss_symbols是一帧中总的同步偏移符号数；SS_pos是在一个子帧中相应同步偏移的符号编号；N_ULslot是所述用户终端在一个子帧中的上行时隙数；

(d)基站控制器根据获取的所述用户终端在其所占用的各个下行时隙中配置的同步偏移符号个数，计算出所述上行同步控制命令所对应的同步偏移符号所在的下行时隙以及该下行时隙内的同步偏移符号位置；

(e)基站控制器将所述上行同步控制命令发送至步骤(d)得出的下行时隙的同步偏移符号位置。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(a)中判断用户终端是否需要修改同步偏移命令的方法是，判断自用户终端建立以后所记录的子帧数是否为M的倍数，M由网络信令通知，其取值范围1～8，可在已建立呼叫过程中调整或在呼叫过程中重新调整。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b)中基站控制器通过信道冲击响应来计算出所述用户终端的上行同步控制命令，而上行时隙序号可通过网络侧的配置获取。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(c)中SFN’的值为基站网络侧自行维护的一个计数器的计数值，该计数器每隔5ms加1，取值范围为0～8191。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(c)中Nss_symbols的值通过累加所述用户终端占用的各下行时隙的同步偏移符号数得到，下行时隙的同步偏移符号数从网络侧配置的用户终端信息中获取。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(c)中N_Ulslot的值由网络侧在分配用户终端相关资源时配置。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述用户终端可为一个或若干个，当用户终端的数目大于1时，基站控制器对若干个用户终端采取并行处理。

与现有技术相比，本发明多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法具有以下优点：

A、本方法是逆向应用3GPP协议所规定的同步偏移符号映射规则，在已知上行时隙序号的基础上，获取其相应的同步偏移符号位置，实现了协议中规定的用户终端保持和基站上行同步功能中的上行同步控制命令向下行映射；

B、本方法中同步偏移符号的映射在上行时隙就完成，而无需等待其他上行时隙的上行同步控制命令，且每M个子帧才将该上行同步控制命令写入指定的下行时隙的同步偏移符号位置一次，使得同步偏移符号能在最近的下一个可用下行时隙立即发送给至用户终端，从而迅速建立用户终端和基站之间的上行同步，且上、下行时隙的数据交互对基站内部运算和通信的负担很小。

附图说明

图1是本发明多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法的示意流程图；

图2是应用本方法的一个下行时隙的相应同步偏移符号控制上行时隙的映射关系示例图；

图3是应用本方法的一种上行产生的上行同步控制命令映射并发送至下行时隙同步偏移符号位置的示意图；

图4是本发明中从上行同步控制命令到下行时隙的同步偏移符号所需的关键结点图。

具体实施方式

为深入了解本发明多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，以一个子帧作为处理周期，实例中以单个UE(用户终端)描述，若需要处理多个UE，基站控制器可对多个UE并行处理，包括如下步骤：

步骤一，基站控制器判断当前子帧中UE是否需要修改SS(同步偏移)命令，即判断自UE建立以后所记录的子帧数是否为M的倍数，M可由网络信令通知，其取值范围1～8，可在已建立呼叫过程中调整或在呼叫过程中重新调整，若需要修改SS命令，则执行步骤二，否则本子帧不进行SS符号映射，SS符号中填入上一个子帧中相应的SS值；

步骤二，基站控制器计算出所述UE的ULSC(上行同步控制命令)以及携带该ULSC的上行时隙在所述UE所占用的上行时隙中的位置编号，即上行时隙序号UL_pos，实际上，在维护用户终端向基站上行同步的过程中，基站控制器通过信道冲击响应来估计ULSC值，该UE占用的上行时隙是由网络侧配置的，因此当前的上行时隙在该UE占用的上行时隙中的编号UL_pos即可获得；

步骤三，根据SS符号映射的规则，基站控制器逆向计算得到步骤二中得到的UL_pos所对应的一个或多个下行时隙中的SS符号编号SS_pos，所述SS符号映射规则的计算公式为

其中，SFN’是记录子帧的系统帧数，其值为基站网络侧自行维护的一个计数器的计数值，该计数器每隔5ms加1，取值范围为0～8191；Nss_symbols是一帧中总的SS符号数，其值通过累加所述UE占用的各下行时隙的SS符号数得到，而下行时隙的SS符号数从网络侧配置的UE信息中获取；N_ULslot是所述UE在一个子帧中的上行时隙数，其值由网络侧在分配UE相关资源时配置；

图2给出一个下行时隙的相应SS符号控制上行时隙的映射关系示例图，图中UE占用的3个上行时隙，描述了两种情况下SS符号配置个数，左边为情况1的配置2个SS符号；右边为情况2的配置4个SS符号，即N_ULslot＝3，N_SSsymbols＝2或者N_SSsymbols＝4，此外图中1^st UL_pos是指映射公式中算出的第一个UL_pos，相应的其它UL_pos如图中箭头所示；

步骤四，基站控制器通过网络侧配置的UE信息中分别获取所述UE在其所占用的每个下行时隙中配置的SS符号个数；

步骤五，基站控制器根据步骤四中得到的结果，计算出所述ULSC所对应的SS符号所在的下行时隙以及该下行时隙内的SS符号位置；

步骤六，基站控制器将所述ULSC写入或发送至步骤五得出的下行时隙的SS符号位置。

图3给出了应用本方法的一种上行产生的ULSC命令映射并发送至下行时隙SS符号位置的映射情况，假设：UE占用的上行时隙数N_ULslot＝3，分别为时隙1、时隙2、时隙3；UE占用两个下行时隙，分别为时隙4、时隙5；且时隙4下配置了该UE的一个SS符号，时隙5下配置了该UE的3个SS符号。

这种情况下，SS符号可以总的编号为0、1、2、3，其中时隙4的SS符号编号为0，时隙5的SS符号编号为1～3。图3中，上行时隙1产生的ULSC放入下行时隙4的SS符号中，即占用了总编号为0的SS符号；上行时隙2产生的ULSC根据映射关系需要放入两个SS符号，分别对应总编号为1和3的SS符号，也就是说对应到时隙5内编号为0和2的SS符号位置；上行时隙3产生的ULSC根据映射公式放入总编号第2个SS符号位置，即时隙5内的编号为1的SS位置。

这种获取ULSC所需放入的SS位置信息后的放入过程是最优的，使用了最小的信息实现了映射的具体功能。本方法既避免了在上行时隙完成映射时需要所有上行时隙产生的ULSC的通信过程(这会导致映射只能在最后一个上行时隙做，易造成等待其他时隙信息的延时而使得不能在临近的下行时隙马上发送出去的情况发生)，也避免了在下行时隙完成映射(这会要求在第一个下行时隙就完成映射，要求所有的ULSC都发到这个时隙，而这个时隙产生的SS又需要发给其他下行时隙，过程中也易造成等待其他时隙信息的延时使得不能在临近的下行时隙马上发送出去的情况发生)。

本发明中从ULSC命令到下行时隙的SS符号所需的关键结点如图4所示，从ULSC到SS符号，在知道上行时隙号，SS编号后可获取相应的DLTS号以及在该DLTS内的SS编号，并直接发送到位。

本发明公开了一种多时隙通信系统中终端和基站上行同步的同步控制命令映射的方法。该方法简单高效，首先获取当前上行时隙编号以及其UE和映射相关的信息，在本上行时隙即预先完成SS映射，获取ULSC所需发送的位置，进而直接一步发送完成，减少了计算量和存储空间，避免了通信时延对同步控制命令有效性的影响，保证了同步维护中的快速建立。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明，虽然当前实施方式可在TD-SCDMA系统使用，但是该方法不局限于TD-SCDMA系统，只要是有多个上下行时隙的通信系统都可能使用，并取得有益效果。

Claims

1、一种多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于，该方法以一个子帧为处理周期，包括如下步骤：

其中，UL_pos为上行时隙序号；SFN’是记录子帧的系统帧数；N_SSsymbols是一帧中总的同步偏移符号数；SS_pos是在一个子帧中相应同步偏移的符号编号；N_ULslot是所述用户终端在一个子帧中的上行时隙数；

2、根据权利要求1所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述步骤(a)中判断用户终端是否需要修改同步偏移命令的方法是，判断自用户终端建立以后所记录的子帧数是否为M的倍数，M由网络信令通知。

3、根据权利要求2所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述M的取值范围1～8，可在已建立呼叫过程中调整或在呼叫过程中重新调整。

4、根据权利要求1所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述步骤(b)中基站控制器通过信道冲击响应来计算出所述用户终端的上行同步控制命令，而上行时隙序号可通过网络侧的配置获取。

5、根据权利要求4所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述步骤(c)中SFN’的值为基站网络侧自行维护的一个计数器的计数值，该计数器每隔5ms加1，取值范围为0～8191。

6、根据权利要求5所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述步骤(c)中N_SSsymbols的值通过累加所述用户终端占用的各下行时隙的同步偏移符号数得到，下行时隙的同步偏移符号数从网络侧配置的用户终端信息中获取。

7、根据权利要求6所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述步骤(c)中N_Ulslot的值由网络侧在分配用户终端相关资源时配置。

8、根据权利要求1所述的多时隙通信系统中终端同步控制命令的映射方法，其特征在于：所述用户终端可为一个或若干个，当用户终端的数目大于1时，基站控制器对若干个用户终端采取并行处理。