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CN1848706B - 用于进行上行链路同步的方法与系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于进行上行链路同步的方法与系统，涉及用户设备(UE)(215)从第一基站收发器站(BT1)(205)到第二基站收发器站(BT2)(210)的切换。方法包括在BT2(210)处从BT1(205)接收UE(215)从BT1(205)切换到BT2(210)的请求。其后，BT2(210)向UE(215)发送在指定子帧中使用上行链路导频时隙(UpPTS)，以向BT2(210)发送诸如SYNC_UL字段等同步分量的请求。其后，BT2(210)以接收功率水平和在接收时间在指定子帧的UpPTS中从UE(215)接收同步分量。其后，基于对在BT2(210)处从UE(215)接收的UpPTS中的同步分量的接收功率水平与接收时间的估计，BT2(210)向UE(215)发送上行链路同步调节信息。

Description

用于进行上行链路同步的方法与系统
技术领域
一般地，本发明涉及在通信系统的节点之间进行上行链路同步，更具体地，涉及用于在TD-SCDMA通信系统中进行上行链路同步的方法与系统。
背景技术
在2001年，时分同步码分多址(TD-SCDMA)在中国被接受为3G移动通信标准。TD-SCDMA是高级时分多址(TDMA)系统，其包括自适应码分多址(CDMA)分量，带来对于终端用户的许多优点。通过改变各种时间帧的大小，TD-SCDMA通信系统可发送对称或非对称数据，从而更有效率地使用通信带宽。这样，使用时分双工(TDD)原理，TD-SCDMA可向上行链路服务或下行链路服务分配5ms子帧的不同数量的时隙。例如，对于诸如移动电话或其它用户设备(UE)接入因特网等非对称服务，分配给下行链路的时隙多于上行链路。这使得与在BT与UE之间平均地划分时隙相比，可从基站收发器站(BT)向UE发送更多数据。对于诸如话音通信等对称的、电路交换的服务，通过在BT与UE之间均匀地划分时隙，优化了服务。TD-SCDMA中的上行链路同步方法还采用了新的智能天线技术，其可减小多址干扰(MAI)与协同信道干扰。进一步地，TD-SCDMA可采用当前技术实现，以允许从2G到3G网络的平滑过渡。
不幸的是，TD-SCDMA并未消除与BT之间的切换相关联的所有难点。UE从第一BT到第二BT的切换是大多数移动通信网络中极端重要的部分。当UE在网络中移动时，为维持通信及可接受的服务质量(QoS)起见，这样的切换常常是必须的。当UE在相邻BT之间这样移动，使得频率与帧偏移得到维持时，软切换发生。在软切换中，可与新BT建立通信信道，同时暂时维持与已有BT的信道。仅当与新BT的新信道达到显著的QoS时，中止与老BT的原信道。当UE在相邻BT之间移动，或UE移动到另一交换中心，且帧偏移和/或频率改变时，硬切换发生。在硬切换中，在建立新信道的同时，不能暂时维持原通信信道。两种类型的切换一般涉及困难的、复杂的过程，其有时导致通信信道的严重退化甚至丢失通信信道。
发明内容
遵照一个方面，本发明为一种方法，其用于进行上行链路同步，其涉及用户设备(UE)从第一基站收发器站(BT1)到第二基站收发器站(BT2)的切换。方法包括以下步骤：在BT2处从BT1接收UE从BT1切换到BT2的请求。其后，BT2向UE发送在指定子帧中使用上行链路导频时隙(UpPTS)，以向BT2发送诸如SYNC_UL字段等同步分量的请求。其后，BT2以接收功率水平和在接收的时间在指定子帧中的UpPTS中从UE接收同步分量。其后，基于对在BT2从UE接收的UpPTS中的同步分量的接收的功率水平与接收的时间的估计，BT2向UE发送上行链路同步调节信息。由于BT2指定特定UE以及特定时间以在UpPTS上传输同步分量，减小了涉及多个UE同时试图向单个BT2发送的多址干扰(MAI)冲突的风险。
遵照另一方面，其从UE的角度描述上述方法，本发明包括UE从BT2接收在指定子帧中使用上行链路导频时隙(UpPTS)，以发送同步分量的请求。其后，UE向BT2发送指定子帧中的UpPTS中的同步分量。其后，基于对从UE向BT2发送的UpPTS中的同步分量的接收的功率水平与接收的时间的估计，UE从BT2接收上行链路同步调节信息。
遵照又一方面，本发明为一种系统，其用于进行上行链路同步，其涉及从BT1BT2的切换。系统包括UE，其适于：从BT2接收在指定子帧中使用UpPTS以发送同步分量的请求；从UE向BT2在指定子帧中的UpPTS中发送同步分量；以及基于对从UE向BT2发送的UpPTS中的同步分量的接收的功率水平与接收的时间的估计，在UE处从BT2接收上行链路同步调节信息。
附图说明
为使本发明易于理解并投入使用，现在将参照所附绘图，进行对特定实施例的引用，其中相似的参考标号指示相似的组件，其中：
图1是阐释时分同步码分多址(TD-SCDMA)帧结构的图表；
图2是阐释包括第一基站收发器站(BT1)、第二基站收发器站(BT2)、以及用户设备(UE)的通信系统的示意图；
图3是阐释TD-SCDMA系统中的闭环上行链路同步的方法的流程图，其遵照现有技术；
图4是阐释TD-SCDMA上行链路同步过程的消息序列图(MSC)，其遵照本发明的实施例；
图5是阐释一种方法的流程图，该方法用于在UE从BT1到BT2的TD-SCDMA切换中进行上行链路同步，其遵照本发明的实施例；和
图6是从UE的角度阐释一种方法的流程图，该方法用于在UE从BT1到BT2的TD-SCDMA切换中进行上行链路同步，其遵照本发明的实施例。
具体实施方式
参照图1，这是阐释时分同步码分多址(TD-SCDMA)帧结构的图表。TD-SCDMA使用唯一的代码与时隙来分离给定基站收发器站(BT)的多个用户。将TD-SCDMA帧划分为10ms长的无线帧与5ms长的子帧。其后，将每一子帧划分为七个时隙，以及下行链路导频时隙(DwPTS)，包括SYNC_DL字段，和上行链路导频时隙(UpPTS)，包括SYNC_UL字段，分别由保护期(GP)分隔。每一TD-SCDMA时隙容纳恰好2560码片的一个脉冲。
参照图2，这是阐释包括第一基站收发器站(BT1)205与第二基站收发器站(BT2)210的通信系统200的示意图。显示了用户设备(UE)215，其从BT1205的范围内移动到BT2210的范围内。UE 215可以是，比如说，移动电话或者其它类型的移动通信设备，例如个人数字助理(PDA)或者笔记本电脑。当UE 215移出BT1的范围之外时，为维持第三方(未显示)与UE 215的通信，必须进行切换流程，其中UE 215将其通信链路从BT1205转移到BT2210。然而，如果当发起切换时UE 215仅仅是开始向BT2 210发送异步信号，信号可能与其它正在BT2 210处发送和接收的通信干扰，即称为多址干扰(MAI)的现象。MAI可使CDMA系统的性能严重退化。因此，在切换能够进行之前，必须在UE 215与BT2 210之间完成上行链路同步的过程。
参照图3，这是阐释TD-SCDMA系统中的闭环上行链路同步的方法300的流程图，其遵照现有技术。首先，在步骤305，UE 215必须分析DwPTS中的SYNC_DL字段，以判定将其通信链路从BT1 205切换到BT2 210是合适的。该判定基于在UE 215处从BT2 210接收的SYNC_DL字段中指示的传播延迟时间与功率水平。在步骤310，UE215同步来自BT2210的下行链路。接着，在步骤315，UE 215在UpPTS中发送SYNC_UL字段。UE 215基于接收到的DwPTS的功率水平与定时，调节UpPTS的定时与功率水平。作为可供选择的另一替代方案，UE 215可基于接收到的从BT2 210发送的主公共控制物理信道(P-CCPCH)，调节UpPTS的定时与功率水平。在步骤320，BT2 210评估接收到的从UE 215发送的SYNC_UL字段的功率水平与定时。在步骤325，BT2 210在TS0时隙中向UE 215发送调节信息，提示UE 215在其下次传输中调节其功率水平与定时。最后，在步骤330，在UE 215与BT2 210之间建立起上行链路同步。
上述的图3中阐释的现有技术的闭环上行链路同步方法300具有若干缺点。首先，两个或更多UE 215可同时向单个BT2 210发送SYNC_UL字段，导致MAI。这样的MAI又可能要求UE 215重复地发送SYNC_UL字段——进一步增加系统100上的流量负载。其次，当在步骤320，BT2 210评估来自UE 215的SYNC_UL字段时，BT2 210不能区分涉及切换的SYNC_UL字段和当UE 215第一次在BT2 210的范围内开启时发生的涉及标准功率增加SYNC_UL请求的SYNC_UL字段。然而，如本领域技术人员将意识到的那样，为改善服务质量(QoS)，必须给予切换请求比功率增加流程高得多的优先级。进一步地，合并切换SYNC_UL请求与正常的功率增加SYNC_UL请求增加了BT2 210上的处理负载，这也可能使系统效率退化。
另一现有技术的用于切换流程中的上行链路同步方法是开环方法。遵照开环方法，UE 215并发地从BT1 205和BT2 210接收SYNC_DL字段。通过估计从BT1 205和BT2 210接收的信号之间的定时差异，UE 215为上行链路信号计算估计的定时调节。然而，这样的开环方法的精确性一般低于上述闭环方法，而且开环方法不适宜于BT1 205与BT2 210操作于不同频率的情形。
本发明克服了与现有技术的闭环链路与开环链路上行链路同步方法相关联的许多缺点。参照图4，这是阐释TD-SCDMA上行链路同步过程的消息序列图(MSC)，其遵照本发明的实施例。过程涉及UE 215从BT1 205到BT2 210的切换，如图2所示。进一步地，在图4中，UE 215一开始处于专用状态，即UE 215维持通过BT1 205路由的话音呼叫连接。遵照TD-SCDMA标准，并且在切换过程开始之前，在消息1，UE 215每隔5ms维持与BT1 205的通信。UE 215也监控来自相邻BT站的信号强度。在消息2，UE 215从BT2 210接收信号，测量接收的信号质量，并判定BT2210信号质量高于BT1 205(信号质量)。在消息3，UE 215向BT1 205报告BT2 210信号质量的测量。在消息4，BT1 205告诉BT2 210，UE215寻求进行到BT2 210的切换。在消息5，BT2 210要求UE 215传输接入脉冲，包括UpPTS上的下一子帧中的SYNC_UL字段。BT2 210指定特定UE 215与特定时间来在UpPTS上传输SYNC_UL字段的事实，消除了由于多个UE同时向单个BT2210发送而产生的MAI冲突的可能性。上面涉及现有技术的闭环切换流程时讨论了这样的涉及UpPTS的MAI冲突。
在消息6，UE 215在UpPTS上发送接入脉冲，其遵照接收的BT2的DwPTS的功率水平和/或接收的BT2的UpPTS上的P-CCPCH的功率水平。最后，在消息7，BT2210计算定时超前误差(timing advanceerror)并在TS0时隙中向UE 215发送响应，该响应包括同步分量，其通知UE 215如何调节后继传输定时。遵照目前的TD-SCDMA标准，增补载波的UpPTS与TS0时隙，例如系统100中的BT2中的那些，不用于专用话音通信。因此，遵照本发明的实施例，UE 215可维持与BT1 205的专用话音通信，此时，UE 215同时地进行与BT2 210的预同步任务，包括图4所示的涉及消息1到7的任务。由于UpPTS与TS0时隙不用于专用话音通信，额外的预同步任务不增加UE 215上的处理需求。
为进一步描述本发明的实施例，参照图5，这是阐释一种方法500的流程图，该方法用于在UE 215从BT1205到BT2210的TD-SCDMA切换中进行上行链路同步。主要从BT2 210的角度描述方法500。首先，在步骤505，在UE 215与BT2 210之间建立下行链路同步。在步骤510，BT1 205从UE 215接收关于BT1 205和BT2 210的下行链路信号强度。其后，在步骤515，BT2 210从BT1 205接收UE 215从BT1205切换到BT2 210的请求。在步骤520，BT2 210向UE 215发送使用指定子帧中的UpPTS来向BT2210发送同步分量的请求。如上所述，在TD-SCDMA系统中，同步分量一般为SYNC_UL字段。接着，在步骤525，BT2 210从UE 215接收在步骤520所请求的同步分量。同步分量在步骤520所指定的子帧中接收，并且以由BT2 210测量的接收功率水平和接收的时间来接收。最后，在步骤530，基于对在BT2210处从UE 215接收的UpPTS中的同步分量的接收的功率水平与接收的时间的评估，BT2 210向UE 215发送上行链路同步调节信息。其后，建立UE 215与BT2 210之间的上行链路同步。
参照图6，这是阐释一种方法600的流程图，该方法用于在UE 215从BT1 205到BT2 210的TD-SCDMA切换中进行上行链路同步，其遵照本发明的实施例。然而，方法600是从UE 215的角度描述的。首先，在步骤605，UE 215从BT2 210接收使用指定子帧中的UpPTS来发送同步分量(例如SYNC_UL字段)的请求。在步骤610，UE 215向BT2 210发送在步骤605所指定的子帧中的UpPTS中的同步分量。在步骤615，UE 215从BT2 210接收上行链路同步调节信息，其基于对从UE 215向BT2 210发送的UpPTS中的同步分量的接收的功率水平与接收的时间的评估。
本领域技术人员将认识到，上面描述的方法500与600是用于涉及单个频率的切换情形与涉及多个频率的切换情形。换言之，方法500与600适用于UE 215从BT1 205到BT2 210的切换，其中BT1 205与BT2 210操作在同一频率上，或者其中BT1 205与BT2 210操作在不同频率上。
因此，本发明的实施例包括以下优点。首先，BT2 210指定特定UE 215以及特定时间以在UpPTS上传输SYNC_UL字段的事实，减小了涉及多个UE 215同时试图向单个BT2 210发送的MAI冲突的风险。其次，遵照本发明的另一实施例，由于同步分量仅从UE 215向BT2 210发送一次，减小了与其它基站收发器(BT)站干扰的可能性。这也意味着BT2 210不必持续地在增补载波上监控UpPTS，其中BT2210可从BT1 205接收切换，从而减小了来自其它BT的干扰将导致BT2 210错误地检测UpPTS中的同步分量的机会。第三，遵照本发明的实施例，UE 215可维持与BT1 205的专用话音通信，此时，UE 215同时地进行与BT2210的预同步任务。
上面的详细描述仅提供特定的示例性的实施例，并且无意于限制本发明的范围、适用性或者配置。特定的示例性的实施例的详细描述向本领域技术人员提供了这样的描述，其允许他们实现本发明的特定的示例性的实施例。需要理解的是，在组件与步骤的功能与布置上可进行各种变化，而不偏离如所附权利要求书所述的本发明的实质与范围。

Claims (17)

1.一种用于进行上行链路同步的方法，其涉及用户设备UE从第一基站收发器站BT1到第二基站收发器站BT2的切换，所述方法包括以下步骤：
在所述BT2处从所述BT1接收所述UE从所述BT1切换到所述BT2的请求；
从所述BT2向所述UE发送在指定子帧中使用上行链路导频时隙UpPTS，以向所述BT2发送同步分量的请求；
在所述BT2处以接收的功率水平和在接收的时间在所述指定子帧中的UpPTS中从所述UE接收同步分量；和
基于对在所述BT2处从所述UE接收的所述UpPTS中的所述同步分量的接收功率水平与接收时间的估计，从所述BT2向所述UE发送上行链路同步调节信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法作为TD-SCDMA通信系统的一部分而实施，并且其中，所述UpPTS中的所述同步分量为SYNC_UL字段。
3.如权利要求1所述的方法，其在在BT2处从BT1接收UE从BT1切换到BT2的请求的步骤之前，进一步包括以下步骤：
在所述UE与所述BT2之间建立下行链路同步；和
在所述BT1处从所述UE接收关于所述BT1与所述BT2的下行链路信号强度。
4.如权利要求1所述的方法，其中，从BT2向UE发送在指定子帧中使用UpPTS，以向BT2发送同步分量的请求的步骤包括：在下一子帧中使用UpPTS的请求。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在在所述BT2处接收到所述同步分量的四个子帧之内，从所述BT2向所述UE发送所述上行链路同步调节信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在TS0时隙中从所述BT2向所述UE发送所述上行链路同步调节信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在所述BT2处从所述UE接收的所述UpPTS中的所述同步分量是由所述UE以这样的功率水平发送的，该功率水平基于在所述UE处接收的从所述BT2发送的下行链路导频时隙DwPTS中的同步分量的功率水平。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述BT2处从所述UE接收的所述UpPTS中的所述同步分量是由所述UE以这样的功率水平发送的，该功率水平基于在所述UE处接收的从所述BT2发送的主公共控制物理信道P-CCPCH中的同步分量的功率水平。
9.如权利要求8所述的方法，其中，将所述P-CCPCH映射到TS0时隙的信道。
10.一种用于进行上行链路同步的方法，其涉及用户设备UE从第一基站收发器站BT1到第二基站收发器站BT2的切换，所述方法包括以下步骤：
在所述UE处从所述BT2接收在指定子帧中使用上行链路导频时隙UpPTS，以发送同步分量的请求；
从所述UE向所述BT2在所述指定子帧中的UpPTS中发送同步分量；和
基于对从所述UE向所述BT2发送的所述UpPTS中的所述同步分量的接收功率水平与接收时间的估计，在所述UE处从所述BT2接收上行链路同步调节信息。
11.一种用于进行上行链路同步的系统，其涉及用户设备UE从第一基站收发器站BT1到第二基站收发器站BT2的切换，其包括：
用于从所述BT2接收在指定子帧中使用上行链路导频时隙UpPTS以发送同步分量的请求的装置；
用于从所述UE向所述BT2在所述指定子帧中的UpPTS中发送同步分量的装置；以及
基于对从所述UE向所述BT2发送的所述UpPTS中的所述同步分量的接收功率水平与接收时间的估计，在所述UE处从所述BT2接收上行链路同步调节信息的装置。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述系统作为TD-SCDMA通信系统的一部分，并且其中，所述UpPTS中的所述同步分量为SYNC_UL字段。
13.如权利要求11所述的系统，其中，在从BT2接收在指定子帧中使用UpPTS以发送同步分量的请求之前，在所述UE与所述BT2之间建立下行链路同步和从所述UE向所述BT1发送关于所述BT1与所述BT2的下行链路信号强度。
14.如权利要求11所述的系统，其中，在在所述BT2处接收到所述同步分量的四个子帧之内，在所述UE处从所述BT2接收所述上行链路同步调节信息。
15.如权利要求11所述的系统，其中，在所述UE处从所述BT2接收的所述上行链路同步调节信息是在TS0时隙中接收的。
16.如权利要求11所述的系统，其中，从所述UE向所述BT2发送的所述UpPTS中的所述同步分量是由所述UE以这样的功率水平发送的，该功率水平基于在所述UE处接收的从所述BT2发送的下行链路导频时隙DwPTS中的同步分量的功率水平。
17.如权利要求11所述的系统，其中，从所述UE向所述BT2发送的所述UpPTS中的所述同步分量是由所述UE以这样的功率水平发送的，该功率水平基于在所述UE处接收的从所述BT2发送的主公共控制物理信道P-CCPCH中的同步分量的功率水平。
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