一種基站實現上行同步調整的方法
2023-06-16 06:35:01 2
專利名稱：一種基站實現上行同步調整的方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基站實現上行同步調整的方法。
背景技術：
時分同步碼分多址系統(TD-SCDMA)是一個同步的系統，為了保證系統 上行同步接收效果，要求使用上行同步策略使來自不同距離的不同用戶設備 (User Equipment, UE )的上行數據信號能同步到達基站(Base Station, BS )。 由於移動通信系統工作在具有嚴重幹擾、多徑傳播和都卜勒頻移的實際環境 中，幾乎無法實現完全同步， 一般採用的方法是讓每個UE的上行數據信號的 主徑同步到達。基站為了保證接收的信號最強，設置不同的信號主徑目標值。 所謂信號主徑目標值是指信號多徑中所含能量最大或者較大的路徑。根據第三代合作項目(3GPP )TS25.225 (R5版本)5丄14章節中的規定， UE必須測量上行數據信號發送提前時間(TA)， UE將計算得到的TA上報給 網絡側的無線網絡控制器，再由無線網絡控制器將TA上報給定位伺服器 (Localization Service, LCS)用來定位UE的位置。TA的計算公式為TA = Trx -TTX,其中，Tjoc是UE根據某個特定下行時隙的接收起始點時間和標準幀結構 計算得到的UE本時隙應該發送上行數據信號的時間點；TTX是指UE在同樣的 上行時隙目前發送上行數據信號的時間點。以下均以UE業務建立在上行時隙3和下行時隙4為例進行說明，其他時 隙情況如此類推。現有技術方案一 參見圖1所示，基站將上行數據信號的目標主徑位置調整在基站接收窗的開始位置即時刻t,處接收。令路徑時延為Td，時隙的長度為l。由於在上行同 步建立之前UE已經和基站建立起了下行同步，所以基站在下行時隙4起始時 刻發送的下行數據信號，經過路徑時延Td在UE下行時隙4起始時刻12到達 UE。 UE根據時刻t2和標準幀結構計算得到本時隙應該發送上行數據信號的時 間點Trx, Trx與UE目前發送上行信號的時間點丁Tx之差即為TA的值。UE 將計算得到的TA的值上報給網絡側的無線網絡控制器，再由無線網絡控制器 將TA的值上報給定位伺服器來定位UE的位置。而此時根據圖1可得 TA+Ts=Td+Ts+Td, UE可以得到公式TA=2 Td...................................................[1]網絡側的定位伺服器根據該公式及上述已經由UE計算出的TA的值，計 算出路徑時延Td，從而根據Td對UE進行定位。在UE上行數據信號的第一徑和主徑重合的情況下，為了使UE上行時隙 3的上行數據信號主徑經過Td在基站接收窗開始位置處即時刻"到達基站， UE需要在時刻t開始發送時隙3的上行數據信號，時刻t由基站通過同步偏移 (Synchronization Shift , SS )命令根據上次上行數據信號的實際主徑位置與 目標主徑位置的距離來進行調節確定的，基站對上次上行數據信號的實際主徑 位置與目標主徑位置進行比較，若實際主徑位置在目標主徑位置之前，則將時 刻t向後調節一時間段，若實際主徑位置在目標主徑位置之後，則將時刻t向 前調節一時間段，所述時間段為實際主徑位置與目標主徑位置的距離。在理想信道環境下，此方案保證UE和基站完全同步，而且UE能準確的 根據TA獲知自身和基站之間距離。但在實際環境中由於信道的時變、多徑的 細微變化或者同步的誤差等可能會導致UE的上行數據信號的實際主徑位置落 在基站接收窗開始位置之前，使UE信號主徑信息丟失，嚴重影響解調效果。 同時，在信號存在多徑的情況下，信號的主徑和第一徑未必一致，此時和信號 主徑不一致的第一徑勢必會在接收窗開始位置之前到達，影響別的UE的信號
的接收和解調。現有技術方案二參見圖2所示，針對上方案一的缺點，基站將上行數據信號的目標主徑位 置調整在基站接收窗起始位置之後並距離接收窗起始位置T,即時刻t,處接收， 而不是接收窗的開始，該T，位置是以確保UE的上行數據信號主徑不會丟失， 同時保證大部分情況下UE的上行數據信號第一徑不出窗，不影響其他UE的 上行數據信號的接收為原則，根據仿真給出的期望位置來確定的，可以將該位 置確定在接收窗的1/3位置處。T,的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16 個碼片。如圖2所示，令路徑時延為Td，時隙的長度為Ts。同樣為了防止基站下行 數據信號主徑丟失，UE也將下行數據信號的目標主徑位置調整在距離UE接 收窗起始位置之後一時間段丁2處即時刻t2處接收。位置丁2的確定原則和取值 範圍同可以將該位置確定在接收窗的1/3位置處。UE根據時刻12和標準 幀結構計算得到本時隙應該發送上行數據信號的時間點Trx, Trx與UE目前發 送上行信號的時間點TVx之差即為TA的值。UE將計算得到的TA的值上報給 網絡側的無線網絡控制器，再由無線網絡控制器將TA的值上報給定位伺服器 來定位UE的位置。由於上下行路徑時延基本一致，由圖2可以得出TA屮Ti+Ts + T2 = 2*Td + Ts此時UE可以得到公式TA=2*Td-TrT2...................................................[2]網絡側的定位伺服器根據該公式及上述已經由UE計算出的TA的值，計 算出路徑時延Td,從而根據Td對UE進行定位。為了使UE上行時隙3的上行數據信號主徑經過Td在距離基站接收窗起始 位置處即時刻到達基站，UE需要在時刻t開始發送時隙3的上行數據信 號，時刻是t由基站通過同步偏移命令根據上次上行數據信號的實際主徑位置
與目標主徑位置的距離來進行調節確定的，基站對上次上4亍數據信號的實際主 徑位置與目標主徑位置進行比較，若實際主徑位置在目標主徑位置之前，則將 時刻t向後調節一時間段，若實際主徑位置在目標主徑位置之後，則將時刻t 向前調節一時間_歐，所述時間段為實際主徑位置與目標主徑位置的距離。公式[2]中，UE能夠測量出丁2的大小，所以UE在向無線網絡控制器上報 TA的時候可以考慮T2產生的影響。但由於不同的基站實現T,不同，UE無法 獲知T。所以上式中T，的存在將影響根據公式[2]計算Td的準確性，進而影響 定位伺服器對UE定位的準確性。而且在基站和UE距離比較近的情況下，因 為路徑時延Td比較小，會出現TA〈0的情況。這是違背協議的要求的。同時，參見圖3所示，為現行技術方案二對上下行的切換時間的要求。如 圖3所示，每個正常時隙最後都有16個碼片(chip )的保護時隙(Guard Period, GP)用於多徑信息的接收。從13開始為基站時隙3的GP。由於基站將時隙3 的上行數據信號主徑位置調整在t,，為了接收到所有數據信號的有效主徑信息， 基站必須在13開始的持續T,時刻內持續保持接收狀態，而到了時隙4的開始， 基站必須切換到發送狀態。為了保證基站時隙4的數據信號能夠正確無誤的發 送信號，用於上下行切換的時間不大於16chip-T,。而滿足這樣的切換時間要 求，對收發切換裝置的要求是比較高的。可見方案二的缺點是UE的上行數據信號主徑;陂調整在距離基站接收窗 起始位置T,處，由於不同的基站實現T,不同，UE無法獲知T!，根據公式[2] 可以看出的存在將影響TA測量的準確性，而TA又是定位伺服器用來定位 UE的位置的，所以方案二無法保證定位UE位置的準確性。而且在基站和UE 距離比較近的情況下，因為路徑時延Td比較小，會出現TAO的情況。這是 違背協議的要求的。同時，方案二的上下行切換時間不能大於16chip-T,，這 對收發切換裝置的要求較高，不利於實現。
發明內容
本發明提供一種基站實現上行同步調整的方法，用以解決現有技術中存在的基站接收的上行數據信號數據主徑出窗及為了定位UE而計算上行數據信號 發送提前時間TA不準確的問題。
本發明提供一種基站實現上行同步調整的方法包括
基站接收窗在距離基站原接收窗起始位置之前第一時間段處開始接收用 戶設備發出的上行數據信號，並且基站將上行數據信號的主徑調整在目標主徑 位置處接收，該目標主徑位置位於距離基站接收窗起始位置之後第一時間段 處。
所述第 一時間段是根據仿真給出的期望的位置來確定的。 第一時間段的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。 所述將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收，是基站通過同步偏移命令對用戶設備發送上行數據信號的時間進行調節來實現的。
所述基站通過同步偏移命令對用戶設備發送上行數據信號的時間進行調節的步驟為
基站對上次上行數據信號的實際主徑位置與目標主徑位置進行比較，若實 際主徑位置在目標主徑位置之前，則將用戶設備發送上行數據信號的時間向後 調節一時間段，若實際主徑位置在目標主徑位置之後，則將用戶設備發送上行 數據信號的時間向前調節一時間段，所述時間段為實際主徑位置與目標主徑位 置的3巨離。該方法進一步包括用戶設備將下行數據信號主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離用戶設備接收窗起始位置之後第二時間段處。 所述第二時間段是根據仿真給出的期望的位置來確定的。 第二時間段的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。 所述基站對上行數據信號接收後，對本時隙接收的數據和相對於本時隙起始位置往前的第 一 時間段長度內的對應的數據進行處理。 所述方法應用於時分同步石馬分多址系統。一種基站，該基站用於將接收窗接收用戶設備發出的上行數據信號的起始 時間調整在距離原接收窗起始位置之前第 一時間段處，並且將上行數據信號的 主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離接收窗起始位置之 後第一時間段處。所述基站包括接收窗調整單元，用於將接收窗調整在距離原接收窗起始位置之前第一時 間段處開始接收用戶設備發出的上行數據信號；主徑調整單元，用於將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收， 該目標主徑位置位於距離接收窗起始位置之後第一時間段處。所述第一時間段的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。一種用戶設備，包括主徑調整單元，用於將下行數據信號主徑調整在目標 主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離用戶設備接收窗起始位置之後第二 時間段處。所述第二時間段的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。 本發明相對於現有技術，基站接收窗在距離基站原接收窗起始位置之前一 時間段T,處開始接收用戶設備發出的上行數據信號，同時將上行數據信號的 目標主徑位置調整在距離基站接收窗起始位置之後T,處，既解決了現有技術 中存在TA測量不準確和會出現TA小於0的問題，也保證了下行數據信號的 主徑不會丟失，同時還為基站提供了更加充裕的上行到下行的切換時間。
圖1為現有技術中上行數據信號目標主徑位置調整在基站接收窗起始位置 時的時序示意圖；圖2為現有技術中上行數據信號目標主徑位置調整在基站接收窗起始位置 之後並距離起始位置T,時的時序示意圖3為現有技術中上行數據信號目標主徑位置調整在基站接收窗起始位置 之後並距離起始位置T,時對上下行切換時間要求的示意圖； 圖4為本發明基站接收窗提前的時序示意圖； 圖5為本發明對特殊時隙接入的影響示意圖； 圖6為本發明基站接收窗提前對上下行切換時間要求的示意圖； 圖7為本發明的基站裝置示意圖； 圖8為本發明的用戶i殳備裝置示意圖。
具體實施方式
參見圖4,本發明提供的基站實現上行同步調整方法的核心思想是基站接 收窗在距離基站原接收窗起始位置之前一段時間即時刻tj處開始接收用戶 設備發出的上行數據信號，同時基站將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位 置處接收，該目標主徑位置位於基站接收窗起始位置之後並距離起始位置T！ 即時刻t4處。該T,位置是以確保UE的上行數據信號主徑不會丟失，同時保 證大部分情況下UE的上行數據信號第一徑不出窗，不影響其他UE的上行數 據信號的接收為原則，根據仿真給出的期望位置來確定，可以將該位置確定在 接收窗的1/3位置處。Ti的取值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。如圖4所示，令路徑時延為Td，時隙的長度為Ts。同樣為了防止基站下 行數據信號主徑丟失，UE也將下行數據信號主徑調整在距離UE接收窗起始 位置T2處即時刻t2處接收。位置T2的確定原則和取值範圍同TP可以將該位 置確定在接收窗的1/3位置處。l正根據時刻t2和標準幀結構計算得到本時隙 應該發送上行數據信號的時間點Trx， Trx與UE目前發送上行信號的時間點 TTX (即t)之差即為TA的值。UE將計算得到的TA的值上報給網絡側的無 線網絡控制器，再由無線網絡控制器將TA的值上報給定位伺服器來定位UE 的位置。由於上下行路徑時延基本一致，由圖4可以得出TA +TS + T2 = 2*Td + Ts此時UE可以得到TA = 2*Td-T2...................................................[3]網絡側的定位伺服器根據該公式及上述已經由UE計算出的TA的值，計 算出路徑時延Td,從而根據Td對UE進行定位。為了使UE上行時隙3的上行數據信號主徑經過Td在距離基站接收窗起始 位置處即時刻t4到達基站，UE需要在時刻t開始發送時隙3的上行數據信 號，時刻是t由基站通過同步偏移命令進行調節確定的，該調節步驟為基站 對上次上行數據信號的實際主徑位置與目標主徑位置進行比較，若實際主徑位 置在目標主徑位置之前，則將時刻t向後調節一時間段，若實際主徑位置在目 標主徑位置之後，則將時刻t向前調節一時間段，所述時間段為實際主徑位置 與目標主徑位置的距離。基站接收上行數據信號後，對本時隙接收的數據和相對於本時隙起始位置 往前的第一時間段長度內的對應的數據進行處理。相對於現有技術二，根據公式[3]， T,對TA已經沒有影響，使得根據公 式[3]計算出的路徑時延Td更加準確，這就保證了定位UE位置的準確性。本 發明也實行將上行信號主徑調整在接收窗的某一位置而不是起始位置，保證了 不丟失UE的主徑信號信息。同時由於UE會更早的發送上行數據信號，基站 的接收窗相應提前，對上行解調來說接收到的上行數據信號實際並沒有變，對 解調沒有影響。基站接收窗的變化只影響正常時隙上行同步的情況，對特殊時隙的接入來 說，由於使用開環同步，基站無法控制UE的上行同步時隙(UpPTS)的發送 時間點，和本發明提到的提前接收無關，也不會影響基站側下行發送到上行接 收的切換時間點。圖5所示為基站接收窗的變化對特殊時隙接入的影響。在基站接收提前的 方案中，如果信號主徑和第一徑不重合，時隙1的一些多徑信息可能會在圖5
中t1,時刻到達。UE在發送上行同步序列(Synchronization Uplink, SYNC—UL ) 時，並不確切的知道和基站之間的定時差，可能會使得基站接收到的有效 SYNC一UL碼字信息落在UpPTS的偏後位置。如果SYNCJJL碼字信息落到了 時間段內，則SYNC—UL的檢測在一定程度上將受到時間段內包含的一 些有效的時隙1的數據信號的影響。同樣，時隙1的多徑信息也會一定程度的 受到落在T,時間段內的SYNC—UL碼字信息的影響。實際上由於T,一般不會 大於10chip而SYNC—UL後面還有GP,所以SYNC—UL對時隙1的影響比較 小。如果UE在初始接入時不成功，將會繼續選擇一個碼字在一個隨機的時間 點發送，又由於對於SYNCJJL信號檢測概率不要求達到100%,所以 SYNC—UL的檢測範圍的微小變化幾乎不會對系統帶來影響。本發明還為基站提供了更加充裕的上行到下行的切換時間，使得基站可以 準時在下行時隙開始時刻發送下行數據信號，這樣就保證UE可以完整的接收下行數據信號。參見圖6， t3為基站時隙3的保護時隙(Guard Period, GP )的開始點， GP的長度為16碼片(chip)。由於將基站的上行接收時間窗提前T1時間，上 行數據信號主徑在基站時間窗內的位置不變，這樣上行數據信號主徑的絕對位置提前，如圖6所示，則在t3時刻，至少時隙3的所有有效數據信號的主徑信 息已經收到，可以在保證和前一方案的方法同樣的接收性能的情況下，給與基 站更加充裕的上下行切換時間，即16chip。本發明還提供了一種能夠實現上述上行同步調整方法的基站，該基站用於 將接收窗接收用戶設備發出的上行數據信號的起始時間調整在距離原接收窗 起始位置之前一時間段T,處，並且將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位 置處接收，該目標主徑位置位於距離接收窗起始位置之後一時間段T！處。參見圖7,該基站包括接收窗調整單元和主徑調整單元，其中接收窗調整 單元用於將接收窗調整在距離原接收窗起始位置之前一時間段T,處開始接收 用戶設備發出的上行數據信號，主徑調整單元用於將上行數據信號的主徑調整
在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離接收窗起始位置之後一時間 段T,處。參見圖8,本發明中的用戶設備包括主徑調整羊元，用於將下行數據信號主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離用戶設備接收窗起始位置之後 一 時間段T2處。明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及 其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1、一種基站實現上行同步調整的方法，其特徵在於，該方法為基站接收窗在距離基站原接收窗起始位置之前第一時間段處開始接收用戶設備發出的上行數據信號，並且基站將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離基站接收窗起始位置之後第一時間段處。
2、 如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述第一時間段是根據仿真給 出的期望的位置確定的。
3、 如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述第一時間段的取值範圍為 不小於1個碼片並且不大於16個碼片。
4、 如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述將上行數據信號的主徑調 整在目標主徑位置處接收，是基站通過同步偏移命令對用戶設備發送上行數據 信號的時間進行調節來實現的。
5、 如權利要求4所述方法，其特徵在於，所述基站通過同步偏移命令對 用戶設備發送上行數據信號的時間進行調節的步驟為基站對上次上行數據信號的實際主徑位置與目標主徑位置進行比較，若實 際主徑位置在目標主徑位置之前，則將用戶設備發送上行數據信號的時間向後 調節一時間段，若實際主徑位置在目標主徑位置之後，則將用戶設備發送上行 數據信號的時間向前調節一時間段，所述時間段為實際主徑位置與目標主徑位 置的距離。
6、 如權利要求1所述方法，其特徵在於，該方法進一步包括用戶設備 將下行數據信號主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離用 戶設備接收窗起始位置之後第二時間段處。
7、 如權利要求6所述方法，其特徵在於，所述第二時間段是根據仿真給 出的期望的位置來確定的。
8、 如權利要求6所述方法，其特徵在於，所述第二時間段的取值範圍為不小於1個石馬片並且不大於16個碼片。
9、 如權利要求1所述方法，其特徵在於，該方法進一步包括基站接收 上行數據信號後，對本時隙接收的數據和相對於本時隙起始位置往前的第一時 間段長度內的對應的數據進行處理。
10、 如權利要求l所述方法，其特徵在於，所述方法應用於時分同步碼分 多址系統。
11、 一種基站，其特徵在於，該基站用於將接收窗接收用戶設備發出的上 行數據信號的起始時間調整在距離原接收窗起始位置之前第一時間段處，並且 將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離 接收窗起始位置之後第 一 時間段處。
12、 如權利要求ll所述基站，其特徵在於，該基站包括 接收窗調整單元，用於將接收窗調整在距離原接收窗起始位置之前第一時間段處開始接收用戶設備發出的上行數據信號；主徑調整單元，用於將上4亍數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收， 該目標主徑位置位於距離接收窗起始位置之後第一時間段處。
13、 如權利要求11所述的基站，其特徵在於，所述第一時間段的取值範 圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。
14、 一種用戶設備，其特徵在於，該用戶設備包括主徑調整單元，用於將 下行數據信號主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離用戶 設備接收窗起始位置之後第二時間段處。
15、 如權利要求14所述的用戶設備，其特徵在於，所述第二時間段的取 值範圍為不小於1個碼片並且不大於16個碼片。
全文摘要
本發明公開了一種基站實現上行同步調整的方法，該方法為基站接收窗在距離基站原接收窗起始位置之前一時間段處開始接收用戶設備發出的上行數據信號，並且基站將上行數據信號的主徑調整在目標主徑位置處接收，該目標主徑位置位於距離基站接收窗起始位置之後上述一時間段處。本發明還公開了能夠實現所述上行同步調整方法的基站和用戶設備。本發明提出的同步調整方法有利於基站完整的接收多徑信息，同時避免了UE與基站距離較近時，上行數據信號發送提前量TA小於0，距離估計不準的問題，而且為基站的上下行切換時間點提供了更多的時間餘量。
文檔編號H04J3/06GK101132226SQ20061011248
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月21日 優先權日2006年8月21日
發明者徐國琴, 鄒素玲 申請人:大唐移動通信設備有限公司