WO2010121432A1

WO2010121432A1 - 上行同步方法及装置

Info

Publication number: WO2010121432A1
Application number: PCT/CN2009/071439
Authority: WO
Inventors: 万蕾; 吕永霞; 侯云哲
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-10-28
Also published as: CN102318233A; EP2418785A1; BRPI0924662B8; US9107160B2; RU2011147723A; CN102318233B; BRPI0924662B1; EP2418785A4; RU2503152C2; US20120087270A1; EP2418785B1; BRPI0924662A2

Description

上行同步方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种上行同步方法及装置。背景技术

在第三代合作伙伴计划（3GPP ) 中，长期演进（ Long Term Evolution, 以下简称： LTE ) 系统的上行同步技术包括两部分内容：一部分是用户设备 ( User Equipment, 以下简称： UE )失去上行同步后需要重新获得上行同步，具体地， UE向基站发送随机接入信道（ Random Access Channel , 以下简称： RACH )前导信号（preamble ) ，基站根据接收到的 RACH前导信号，获得该 UE上行载波的初始化上行同步的时间提前量（ Timing Advance ,以下简称： ΤΑ ) , 然后基站将 ΤΑ发送给 UE, UE根据该 ΤΑ获得上行发送时刻，从而实现了初始化上行同步；另外一部分是 UE保持上行同步状态下需要维持上行同步，具体地， UE向基站发送导频（Reference Symbol, 以下简称： RS ) , 该 RS包括监听导频（ Sounding Reference Symbol, 以下简称： SRS )和解调导频（Demodulation Reference Symbol, 以下简称： DMRS ) , 基站根据接收到的 RS, 获得该 UE维持上行同步需要的 TA, 然后基站将 TA发送给 UE, UE根据该 TA获得上行发送时刻，从而实现了上行同步的维持。

在具有多个上行成员的载波聚合或同系统异频切换或不同系统异频切换或失去同步的情况下， UE需要进行 RACH接入过程。以具有多个上行成员的载波聚合情况为例， UE在初始化接入过程中，只能在某个上行成员载波（如载波 fl )上进行 RACH接入，用以获得载波 fl的 TA; 当 UE需要在另外一个上行成员载波 (如载波 f2 )上发送数据之前，需要先获得载波 f2的上行同步，则也需要在载波 G上进行 RACH接入。也就是说， UE需要在每个上行成员载波上都进行 RACH接入，用以获得初始化的上行同步。同样地， UE 为了维持上行同步，也需要在 N个不同的上行成员载波上发送 RS, 然后基站获得 N个 TA, 那么基站需要维护 N个 TA, 并且将 N个 TA发送给 UE。

在上述载波聚合的情况下，当发送一次 RACH前导信号时， UE获得 TA, 至少需要 8毫秒；当重复发送 n次 RACH前导信号时， UE获得 n个 TA, 至少需要 8n毫秒。对于一些对时延较为敏感的业务来说，这种处理方法时延太大，还占用一定的网络资源，降低了系统的性能。同时，在上行同步维持阶段，基站需要维护多个 TA, 还需要将多个 TA发送给 UE, 浪费了网络资源。同理，在同系统异频切换或不同系统异频切换或失去同步的情况下， UE进行 RACH接入过程，也会存在时延太大、浪费网络资源的问题。发明内容

本发明实施例提供了一种上行同步方法及装置，用以减少时延，提高系统性能。

本发明实施例提供了一种上行同步方法，包括：

根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量；

在第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。

本发明实施例提供了一种上行同步装置，包括：

第一获取模块，用于根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量；

发送模块，用于在第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。本发明实施例根据第一频点的 TA可以获取第二频点的 TA , 不需要在第二频点上进行 RACH接入过程，有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。附图说明图 1为本发明实施例一上行同步方法的流程图；

图 2为本发明实施例二上行同步方法的流程图；

图 3为本发明实施例二上行同步方法中信号多径时延和接收功率的关系示意图；

图 4A和 4B为本发明实施例二上行同步方法中同一位置不同频点发送的信号多径时延和接收功率的关系示意图；

图 5为本发明实施例三上行同步方法的流程图；

图 6为本发明实施例四上行同步方法的流程图；

图 7为本发明实施例五上行同步方法的流程图；

图 8为本发明实施例上行同步装置的结构示意图。具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

图 1为本发明实施例一上行同步方法的流程图。如图 1所示，本实施例具体包括如下步骤：

步骤 101、根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量；步骤 102、在第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。本实施例根据第一频点的 TA可以获取第二频点的 TA,不需要在第二频点上进行 RACH接入过程，有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。

图 2为本发明实施例二上行同步方法的流程图。本实施例适用于多个上行成员载波聚合的情况。具体地， UE在初始化接入过程中，在某个上行成员载波 fl (即其频点为作为第一频点的 fl )上进行 RACH接入，获得了该上行成员载波 fl的 TA, 记为 TA1。当基站需要调度该 UE在另一个上行成员载波 (即其频点为作为第二频点的 )上发送数据时，执行图 2所示的以下步骤：步骤 201、将上行成员载波 fl的 TA1作为上行成员载波的 TA; 步骤 202、在 TA1对应的上行发送时刻及上行成员载波 f2上发送数据。也就是说，频点的 ΤΑ与频点 fl的 TA1相等。 UE不需要在上行成员载波上进行 RACH接入用以获取 TA, 将上行成员载波 fl的 TA1作为上行成员载波 f2的 TA后，采用上行成员载波的 TA1 , 直接在上行成员载波 f2上发送数据，这样，有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而提高了整个系统的性能。

在无线移动通信中，信号在传播过程中会遇到很多建筑物、树木以及起伏的地形，会引起能量的吸收以及电波的绕射、散射等，因此移动信道是充满了发射波的传播环境，到达移动台天线的信号不是从单一路径而来，而是从许多路径来的众多发射波的合成信号。

图 3为本发明实施例二上行同步方法中信号多径时延和接收功率的关系示意图。如图 3所示，由于电波通过各个路径的距离不同，因而从各路径来的发射波的到达时间不同，相位也就不同，不同相位的多径信号中各个路径的接收功率也不同。

各个径的绝对时延等于各个径的传播距离除以光速，而各个径的传播距离主要取决于基站与移动台之间的距离、周围的发射物以及地形等，而与频点无关，也就是说，同一个移动台的不同的频点的信号在传播过程中，到达基站的每个多径的对应的时延都是相同的。图 4Α和 4Β为本发明实施例二上行同步方法中同一位置不同频点发送的信号多径时延和接收功率的关系示意图。图 4Α示出频点 fl , 图 4B示出频点。如图 4A和 4B所示， fl的第一径和 f2的第一径的时延是相同的，均为 0.2us。但是，同一个移动台发送的不同频点的信号在传播过程中，会经历不同的衰减，发射功率相同，接收功率会不同，也就是会出现图 4A和 4B的情况，即使移动台的位置没有改变，不同频点的信号最强径的时延不同，频点 fl 的信号最强径的时延为 0.2us, 频点 f2的信号最强径的时延为 0us。但是一般情况下，同一位置两个频点的信号的两个最强径之间的时延差不会超过平均时延差，如一般城区的时延差大约为 5us。当然也存在不同频点的信号最强径的时延相同的情况。当基站计算移动台的 TA时，可以参考第一径，也可以参考最强径。若基站根据第一径来确定 TA, 则基站发送给移动台的两个频点的 TA为相同的；若基站根据最强径来确定 TA, 则基站发送给移动台的两个频点的 TA可能相同，也可能不同，不过差别不大。现有 LTE 系统的循环前缀为 4.7us, 两个频点的 TA差值与 LTE系统循环前缀艮接近，这种差别对系统性能影响艮小。因此，对于同一移动台不同频点 fl和来说，可以采用 fl的 TA。

基于以上分析可知，对于多个上行成员载波聚合的情况， UE 不需要在上行成员载波上进行 RACH接入，采用上行成员载波 fl的上行时间提前量 TA1 ,直接在上行成员载波 f2上发送数据。这样有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。

同样地，在上行同步维持阶段，基站只需要维护一个 TA, 并且只需要将该 TA发送给 UE, 进而 UE在所有上行成员载波上使用相同的 TA, 节省了网络资源。

图 5为本发明实施例三上行同步方法的流程图。本实施例适用于 UE共站址或站址间距离比较小（小于 10m )或共用一个基带单元（Base Band Unit, 以下简称： BBU ) 的同系统或不同系统的异频切换过程，并且在该切换过程中，异频的远端射频单元（ Remote Radio Unit, 以下简称： RRU )之间或源基站和目标基站之间是同步的。本实施例以源基站和目标基站的切换过程为例进行说明， RRU之间的切换与此类似。对于源基站和目标基站之间的切换过程，源基站为第一基站，源基站的频点为第一频点，目标基站为第二基站，目标基站的频点为第二频点。

如图 5所示，本实施例具体包括如下步骤：

步骤 301、 UE接收源基站发送的包含指示信息的切换命令消息，该指示信息用于指示 UE是否启动 RACH接入过程；

步骤 302、当 UE根据指示信息获知不需要启动 RACH接入过程时， UE采用源基站提供的 TA, 作为目标基站的 TA;

步骤 303、 UE在目标基站的 TA对应的上行发送时刻，向目标基站发送数据。

如果 UE接收到的指示信息指出 UE启动 RACH接入过程，则 UE通过发送 RACH前导信号，从目标基站获得 TA。

当本实施例应用于不同系统的异频切换过程时，若不同系统的定时估计的精度不同，则本实施例还可以包括：源基站向 UE发送通知消息，用于通知 UE在向目标基站接入时预留一时延，保证 UE发送的数据到达目标基站的时刻落入第二频点的目标基站的时间窗内。该预留的时延可以为标准规定的固定值，如宽带码分多址（Wide band Code Division Multiple Access, 以下简称： WCDMA ) -LTE或 LTE-WCDMA或时分同步码分多址（Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access, 以下简称： TD-SCDMA) 到 LTE 等标准，也可以由基站通过信令通知给 UE。

对于 UE共站址或站址间距离比较小或共用一个 BBU的同系统或不同系统的异频切换过程， UE不需要在第二频点上进行 RACH接入过程，可以采用第一频点的 TA对应的上行发送时刻，向目标基站发送数据。这样有效系统的性能。同样的，在上行同步维持阶段，基站只需要维护一个 TA, 并且只需要将该 TA发送给 UE,进而 UE根据该 TA获得其他上行成员载波的 TA, 节省了网络资源。

图 6为本发明实施例四上行同步方法的流程图。本实施例适用于 UE不共站址或站址间距离比较大（远大于 10m )或不共用一个 BBU的同系统或不同系统的异频切换过程，在该切换过程中，异频的 RRU之间或源基站和目标基站之间可以为同步的，也可以为不同步的；本实施例也可以适用于 UE共站址或站址间距离比较小（小于 10m )或共用一个 BBU的同系统或不同系统的异频切换过程，且异频的 RRU之间或源基站和目标基站之间为不同步的。本实施例以源基站和目标基站的切换过程为例进行说明， RRU之间的切换与此类似。对于源基站和目标基站之间的切换过程，源基站为第一基站，源基站的频点为第一频点，目标基站为第二基站，目标基站的频点为第二频点。

如图 6所示，本实施例具体包括如下步骤：

步骤 401、 UE接收源基站发送的包含指示信息的切换命令消息，该指示信息用于指示 UE是否启动 RACH接入过程；

步骤 402、当 UE根据指示信息获知不需要启动 RACH接入过程时， UE测量源基站和目标基站之间的下行时延差；

步骤 403、 UE计算源基站提供的 TA与该下行时延差之和，作为目标基站的 TA;

步骤 404、 UE在目标基站的 TA对应的上行发送时刻，向目标基站发送数据。

如果 UE接收到的指示信息指出 UE启动 RACH接入过程，则 UE通过发送

RACH前导信号，从目标基站获得 TA。

进一步的，上述步骤 402可以具体为：设 UE在第 n时刻（即第一时刻）测量源基站通过下行载波发送的下行信号的到达时间为 T1 ,在第 n+k时刻（即第二时刻）测量目标基站通过下行载波发送的下行信号的到达时间为 T2, 从而根据 Tl、 Τ2和子帧长度，获取下行时延差。具体地，该源基站和目标基站之间的下行时延差为 (Γ2 -Γ1)%7;_Μ^ ( %为取余），其中表示子顿长度。设源基站的 TA值为 TA1 , 目标基站的 TA值为 TA2 , 从而步骤 403中得到： ΤΑ2=ΤΑ1 + (Γ2— Γ1)ο/₀Γ—。

可选地，上述 UE测量的源基站或目标基站通过下行载波发送的下行信号的到达时间可以为第一径的到达时间。

当本实施例应用于不同系统的异频切换过程时，若不同系统的定时估计的精度不同，则本实施例还可以包括：源基站向 UE发送通知消息，用于通知 UE在向目标基站接入时预留一时延，保证 UE发送的数据到达目标基站的时刻落入第二频点的目标基站的时间窗内。该预留的时延可以为标准规定的固定值，如 WCDMA-LTE或 LTE-WCDMA或 TD-SCDMA到 LTE等标准，也可以由基站通过信令通知给 UE。

对于本实施例所适用的情况， UE不需要在第二频点上进行 RACH接入过程，可以采用第一频点的 TA和下行时延差之和对应的上行发送时刻，向目标基站发送数据。这样有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。同样的，在上行同步维持阶段，基站只需要维护一个 TA,并且只需要将该 TA发送给 UE,进而 UE根据该 TA获得其他上行成员载波的 TA, 节省了网络资源。

图 7为本发明实施例五上行同步方法的流程图。本实施例适用于频分双工 ( Frequency Division Duplex, 简称： FDD ) 系统，高速情况或 UE处于不连续接收模式，失去同步后的随机接入过程。具体地， UE在子帧 n时刻（即第一时刻）没有失去同步， UE接收到基站发送的 TA, 设该 TA值为 TA(n), 并且， UE测量出子帧 n时刻基站发送的下行信号的到达时间，记为 t(n)。设 UE在子帧 n+k时刻（即第二时刻）失去同步，这种情况下执行图 7所示的以下步骤：步骤 501、 UE测量子帧 n+k时刻基站发送的下行信号的到达时间，记为 t(n+k);

步骤 502、 UE测量出下行时延差为 t(n+k)-t(n)-k*a; 其中， a为子帧长度；步骤 503、 UE计算在子帧 n时刻 UE接收到基站发送的 TA(n)与该下行时延差之和，即 TA(n)+ t(n+k)-t(n)-k*a, 作为子帧 n+k时刻的 TA值；

步骤 504、 UE在子帧 n+k时刻的 TA对应的上行发送时刻，向基站发送数据。

对于本实施例所适用的情况， UE不需要在失去同步的时刻进行 RACH接入过程，可以采用没有失去同步的时刻的 TA和下行时延差之和对应的上行发送时刻，向基站发送数据。这样有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。同样的，在上行同步维持阶段，基站只需要维护一个 TA, 并且只需要将该 TA发送给 UE, 进而 UE根据该 TA获得失去同步后的子帧的 TA, 节省了网络资源。

图 8为本发明实施例上行同步装置的结构示意图。如图 8所示，本实施例具体包括：第一获取模块 11和发送模块 12, 其中，第一获取模块 11根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量；发送模块 12在第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。

进一步的，第一获取模块 11包括接收单元 13和获取单元 14, 接收单元 13 接收第一基站发送的包含指示信息的切换命令消息；该指示信息用于指示是否启动随机接入过程；获取单元 14当根据指示信息获知不需要启动随机接入过程时，根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量。

上述第一获取模块 11或获取单元 14具体用于将第一频点的时间提前量作为第二频点的时间提前量，或者具体用于计算第一频点的时间提前量与第一频点和第二频点间上行时延差之和，作为第二频点的时间提前量。

本实施例还可以包括第二获取模块 15, 该第二获取模块 15可以根据在第一时刻第一基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻第二基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取下行时延差；也可以根据在第一时刻基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取下行时延差。

本实施例根据第一频点的 TA可以获取第二频点的 TA,不需要在第二频点上进行 RACH接入过程，有效地减少了 RACH过程所占用的网络资源以及所带来的时延，从而能提高整个系统的性能。

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

非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种上行同步方法，其特征在于包括：

根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量；

在所述第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。

2、根据权利要求 1 所述的上行同步方法，其特征在于，所述根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量包括：

接收第一基站发送的包含指示信息的切换命令消息；所述指示信息用于指示是否启动随机接入过程；

当根据所述指示信息获知不需要启动随机接入过程时，根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量。

3、根据权利要求 1或 2所述的上行同步方法，其特征在于，所述第二频点的时间提前量与所述第一频点的时间提前量相等。

4、根据权利要求 1或 2所述的上行同步方法，其特征在于，所述第二频点的时间提前量为所述第一频点的时间提前量与第一频点和第二频点间对应的下行时延差之和。

5、根据权利要求 4所述的上行同步方法，其特征在于，在所述根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量之前还包括：

根据在第一时刻第一基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻第二基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取所述下行时延差；

或者，根据在第一时刻基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取所述下行时延差。

6、一种上行同步装置，其特征在于包括：

发送模块，用于在所述第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻发送数据。

7、根据权利要求 6所述的上行同步装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

接收单元，用于接收第一基站发送的包含指示信息的切换命令消息；所述指示信息用于指示是否启动随机接入过程；

获取单元，用于当根据所述指示信息获知不需要启动随机接入过程时，根据第一频点的时间提前量，获取第二频点的时间提前量。

8、根据权利要求 6或 7所述的上行同步装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于将所述第一频点的时间提前量作为所述第二频点的时间提前量。

9、根据权利要求 6或 7所述的上行同步装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于计算所述第一频点的时间提前量与第一频点和第二频点间上行时延差之和，作为所述第二频点的时间提前量。

10、根据权利要求 9所述的上行同步装置，其特征在于还包括：第二获取模块，用于根据在第一时刻第一基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻第二基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取所述下行时延差；或者，用于根据在第一时刻基站发送的下行信号的到达时间、在第二时刻基站发送的下行信号的到达时间以及子帧长度，获取所述下行时延差。