CN102045830A - 一种空口同步方法和装置及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空口同步方法和装置及***，包括：从基站根据种子基站发送的同步信号确定该从基站的下行子帧的起始时间；根据已确定起始时间的下行子帧和该种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及该从基站和该种子基站之间的链路传播延时，确定该从基站的上行子帧对应的提前时长；根据确定出的提前时长确定该从基站的上行子帧的起始时间。采用本发明实施例提供的方法和装置及***，能够降低现有技术中存在的相邻的微微基站和宏基站的上行链路的干扰。

Description

一种空口同步方法和装置及***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种空口同步方法和装置及***。
背景技术
对于时分双工TDD(Time division duplex)***，不同基站间时间同步是其可靠工作的前提和基础。目前，无论是TD-SCDMA(Time Division Synchronized Code Division Multiple Access，时分同步CDMA)***还是TD-LTE(Time Division Long Term Evolution，时分长期演进)***都考虑基于全球定位***GPS(Global Positioning System)定时信号实现不同基站间的时间同步。
然而，对于近期移动通信网络中悄然兴起的一种重要的基站微微基站HeNB，由于其部署在室内，不易获得GPS定时信号。因此，在TDD制式下，HeNB之间，以及HeNB与宏基站eNB之间的时间同步是实现HeNB部署的一项重要挑战。
空口同步技术是解决HeNB之间，以及HeNB与eNB之间的时间同步的一种可行方案。所谓空口同步是指：从基站(需要同步的基站)通过帧听种子基站(已经同步的基站，可以为eNB，也可以为已经与eNB同步的HeNB)发送的同步信号获得同步信息，并调整自身的同步时钟使其同步于种子基站。依据同步方法的不同，空口同步可分为开环空口同步和闭环空口同步。
对于TD-LTE***，开环空口同步包括如下步骤：
从基站帧听并捕获种子基站发送的主同步信号，完成频率同步、相位同步；并帧听并捕获种子基站发送的辅同步信号，完成帧同步，并识别宏小区PCI(physical cell ID，小区ID)；至此完成第一次同步，后续的同步步骤为从基站周期性捕获种子基站的主同步信号、辅同步信号和/或公共导频信号，实现空口同步跟踪。完成开环空口同步后，已同步的从基站的每帧与种子基站的每帧的起始时间间隔为，种子基站到从基站的链路传播延时。
对于TD-LTE***，闭环空口同步包括如下步骤：
从基站帧听并捕获种子基站发送的主同步信号，完成频率同步、相位同步；并帧听并捕获种子基站发送的辅同步信号，完成帧同步，并识别宏小区PCI；至此完成第一次同步，然后从基站向种子基站发送随机接入请求，并由种子基站向从基站反馈定时提前TA(Timing Advance)参数，从基站依据TA参数修正帧定时，完成闭环同步；至此完成第二次同步，后续的同步步骤为从基站周期性捕获种子基站的主同步信号、辅同步信号和/或公共导频信号，实现空口同步跟踪。完成闭环空口同步后，已同步的从基站的每帧与种子基站的每帧的起始时间相同。
然而，采用上述开环空口同步或闭环空口同步，由于eNB覆盖小区的半径较大，一般为几千米，而HeNB覆盖小区的半径较小，一般为几十米，所以，当从属于eNB的用户设备位于HeNB覆盖的小区与eNB覆盖的小区的边界时，或者对于CSG(Close Subscriber Group)模式，从属于eNB的用户设备位于HeNB覆盖的小区内时，eNB到HeNB的链路传播延时与eNB到从属于其的用户设备的链路传播延时相差很小，因此，可能会导致相邻小区严重的上行链路的干扰或严重的下行链路的干扰。
发明内容
本发明实施例提供一种空口同步方法和装置及***，用以降低现有技术中存在的相邻的微微基站和宏基站的上行链路的干扰。
本发明实施例提供一种空口同步方法，包括：
从基站根据种子基站发送的同步信号确定所述从基站的下行子帧的起始时间；
根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及所述从基站和所述种子基站之间的链路传播延时，确定所述从基站的上行子帧对应的提前时长；
根据所述提前时长确定所述从基站的上行子帧的起始时间。
本发明实施例还提供了一种从基站，包括：
下行子帧同步单元，用于根据种子基站发送的同步信号确定本从基站的下行子帧的起始时间；
时长确定单元，用于根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及本从基站和所述种子基站之间的链路传播延时，确定本从基站的上行子帧对应的提前时长；
上行子帧同步单元，用于根据所述提前时长确定本从基站的上行子帧的起始时间。
本发明实施例还提供了一种空口同步***，包括：
种子基站，用于发送同步信号；
从基站，用于根据所述种子基站发送的同步信号确定自身的下行子帧的起始时间；以及根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及自身和所述种子基站之间的链路传播延时，确定自身的上行子帧的提前时长；以及根据所述提前时长确定自身的上行子帧的起始时间。
本发明实施例提供的方法中，当从基站根据种子基站发送的同步信号，确定出该从基站的下行子帧的起始时间后，也就确定了该从基站已确定的下行子帧和该种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，当从基站为HeNB，种子基站为eNB，且从属于eNB的用户设备位于HeNB覆盖的小区与eNB覆盖的小区的边界时，或者对于CSG(Close Subscriber Group)模式，从属于eNB的用户设备位于HeNB覆盖的小区内时，由于从属于eNB的用户设备发送信号与HeNB接收信号的时间间隔相差较大，所以造成了上行链路的干扰，但此时，eNB到从属于其的用户设备的链路传播延时与eNB到HeNB的链路传播延时相差很小，因此，根据该起始时间间隔和eNB到HeNB的链路传播延时，能够确定出合适的HeNB的上行子帧对应的提前时长，根据该提前时长确定出HeNB的上行子帧的起始时间，进而能够将从属于eNB的用户设备发送信号与HeNB接收信号的时间间隔缩小，因此，降低现有技术中存在的相邻的HeNB和eNB的上行链路的干扰。
附图说明
图1为HeNB与eNB及用户设备的部署示意图；
图2为闭环空口同步的帧结构示意图；
图3为开环空口同步的帧结构示意图；
图4为本发明实施例提供的空口同步方法流程图；
图5和图6为采用本发明实施例提供的空口同步方法的帧结构示意图；
图7为本发明实施例提供的从基站的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的空口同步***的结构示意图。
具体实施方式
图1所示为HeNB与eNB及用户设备的部署示意图，其中，eNB所覆盖小区的半径较大，而HeNB所覆盖小区的半径较小，eNB到从属于其的用户设备M-UE的链路传播延时为Tp1，HeNB到从属于其的用户设备H-UE的链路传播延时为Tp2。对于移动通信***，为了使不同UE到达基站处信号同步，UE上行发射需要定时提前TA，对于M-UE的定时提前TA1为Tp1，对于H-UE的定时提前TA2为Tp2。
当M-UE位于HeNB覆盖的小区与eNB覆盖的小区的边界时，或者对于CSG模式，M-UE位于HeNB覆盖的小区内时，完成闭环空口同步后，eNB与已同步的HeNB的帧结构，以及M-UE和H-UE的帧结构的示意图如图2所示，由于eNB覆盖小区的半径较大，一般为几千米，而HeNB覆盖小区的半径较小，一般为几十米，因此，eNB到HeNB的链路传播延时Teh与Tp1相差很小，且完成闭环空口同步后，已同步的HeNB的每帧与eNB的每帧的起始时间相同，则HeNB发送的信号与eNB发送的信号到达M-UE的时间差Tos1约为Teh，相比LET***普通CP(Cyclic Prefix，循环前缀)仅为4.7us，Tos1如果大于4.7us，则即使HeNB与eNB采用不同的子带发送信号，HeNB发送信号给H-UE，也会干扰M-UE接收eNB发送的信号，Tos1越大，干扰也就越大，该干扰即为相邻的eNB与HeNB下行链路的干扰；同理，对于上行链路，M-UE发送的信号与H-UE发送的信号到达HeNB的时间差Tos2比较大时，如果大于4.7us，则即使HeNB与eNB采用不同的子带发送信号，M-UE发送信号给eNB，也会干扰HeNB接收H-UE发送的信号，Tos2越大，干扰也就越大，该干扰即为相邻的eNB与HeNB上行链路的干扰。
图3所示为完成开环空口同步后，eNB与已同步的HeNB的帧结构，以及M-UE和H-UE的帧结构的示意图，从图3中可见，由于完成开环空口同步后，已同步的HeNB的每帧与eNB的每帧的起始时间间隔为Teh，且由于HeNB到M-UE的链路传播延时很小，则Tos1非常小，所以，开环空口同步中，相邻的eNB与HeNB下行链路的干扰很小，可以忽略不计，回避了闭环空口同步中的下行链路的干扰问题；而对于上行链路，从图3中可见，由于已同步的HeNB的上行子帧的起始时间也延迟eNB的上行子帧的起始时间Teh，所以Tos2更大，约为闭环空口同步的两倍，因此，相比闭环空口同步，相邻的eNB与HeNB上行链路的干扰则更加严重。
本发明实施例为解决上述的相邻的eNB与HeNB上行链路的干扰问题，提出一种空口同步方法，如图4所示，包括：
步骤S401、从基站根据种子基站发送的同步信号确定该从基站的下行子帧的起始时间。
步骤S402、根据已确定起始时间的下行子帧和该种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及该从基站和该种子基站之间的链路传播延时，确定该从基站的上行子帧对应的提前时长。
步骤S403、根据确定出的提前时长确定该从基站的上行子帧的起始时间。
下面以从基站为HeNB，种子基站为eNB为例，对本发明提供的方法及装置和相应***进行详细描述。
上述步骤S401实质即为HeNB根据eNB发送的同步信号对HeNB的下行子帧进行同步，同步后也即确定了该HeNB的下行子帧的起始时间，具体的同步方法可以采用现有技术中的上述开环空口同步中下行子帧的同步方法，也可以采用上述闭环空口同步中下行子帧的同步方法，或其他同步方法进行HeNB下行子帧的同步。
完成上述步骤S401后，也就确定了HeNB的下行子帧和eNB的下行子帧之间的起始时间间隔，如果采用的开环空口同步方法，则该起始时间间隔为eNB到HeNB的链路传播延时Teh，如果采用的是闭环空口同步方法，则该起始时间间隔为零。
从图2和图3中可知，Tos2实质为该时间间隔与Tp1的和值，那么为了减小Tos2，可以通过将HeNB的上行子帧的起始时间提前，当提前的时长为该时间间隔与Tp1的和值时，Tos2为零，即M-UE发送信号与HeNB接收信号的时间相同，此时，上行链路的干扰最小，但由于HeNB无法获取Tp1的大小，所以无法将HeNB的上行子帧的起始时间提前该时间间隔与Tp1的和值，然而，由于当M-UE位于HeNB覆盖的小区与eNB覆盖的小区的边界时，或者对于CSG模式，M-UE位于HeNB覆盖的小区内时，Tp1与Teh相差很小，所以，上述步骤S402中是根据该起始时间间隔和Teh，确定出HeNB的上行子帧对应的提前时长TAUL。
具体的，可以确定该提前时长TAUL为大于等于TAL且小于等于TAH的任意值，其中，TAL为Teh加上该起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为Teh、该起始时间间隔和容许误差的和值，容许误差可以根据经验值以及容许的干扰程度灵活设置，例如，容许误差可以设置为不大于1.5us的任意值均可。
较佳的，可以确定该提前时长TAUL为Teh与该起始时间间隔的和值；当HeNB的下行子帧的同步采用的是闭环空口同步方法时，TAUL即为Teh；当HeNB的下行子帧的同步采用的是开环空口同步方法时，TAUL即为2倍的Teh。
本发明实施例中，HeNB获取Teh的方法可以采用现有技术中各种方法，如闭环空口同步中的获取方法，在此不再详细描述。
上述步骤S403中根据确定出的提前时长TAUL确定HeNB的上行子帧的起始时间，具体为：获取eNB的上行子帧相对于eNB的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延时减去TAUL的差值，以及确定延迟已确定起始时间的下行子帧该差值的时间为HeNB的上行子帧的起始时间；实质即为将HeNB的上行子帧的起始时间提前了TAUL。
本步骤中，获取的该延迟时长具体可以为eNB的上行子帧的起始时间相对于eNB的下行子帧的起始时间的延迟时长，相应的，确定的HeNB的上行子帧的起始时间为，延迟已确定起始时间的下行子帧的起始时间该差值的时间；获取的该延迟时长具体也可以为eNB的上行子帧的结束时间相对于eNB的下行子帧的起始时间的延迟时长，相应的，确定的HeNB的上行子帧的起始时间为，延迟已确定起始时间的下行子帧的结束时间该差值的时间。
采用本发明上述实施例提供的方法，完成HeNB与eNB的空口同步后的帧结构示意图如图5和图6所示，其中，图5为采用闭环空口同步方法同步HeNB的下行子帧，图6为采用开环空口同步方法同步HeNB的下行子帧。
从图5和图6中可见，Tos2明显减小，约等于零，因此，可以确定采用本发明上述实施例提供的方法，明显降低了相邻的HeNB和eNB的上行链路的干扰。
且相比较而言，HeNB的下行子帧的同步采用开环空口同步时，还降低了相邻的HeNB和eNB的下行链路的干扰，因此，HeNB的下行子帧和上行子帧的同步分别对应采用开环空口同步和本发明实施例中的方法为较佳方案。
本发明上述实施例是以从基站为HeNB，种子基站为eNB为例，其他实施例中，也可以从基站和种子基站均为HeNB，也可以从基站和种子基站均为eNB。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的空口同步方法，相应地，本发明另一实施例还提供了一种从基站，其结构示意图如图7所示，包括：
下行子帧同步单元701，用于根据种子基站发送的同步信号确定本从基站的下行子帧的起始时间；
时长确定单元702，用于根据已确定起始时间的下行子帧和该种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及本从基站和该种子基站之间的链路传播延时，确定本从基站的上行子帧对应的提前时长；
上行子帧同步单元703，用于根据确定出的提前时长确定本从基站的上行子帧的起始时间。
较佳的，上述时长确定单元702，具体用于确定提前时长为TAUL，且TAL≤TAUL≤TAH；其中，TAL为该链路传播延时加上该起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为该链路传播延时、该起始时间间隔和该容许误差的和值。
较佳的，上述上行子帧同步单元703，具体用于获取该种子基站的上行子帧相对于该种子基站的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延迟时长减去该提前时长的差值；以及确定延迟已确定起始时间的下行子帧该差值的时间为本从基站的上行子帧的起始时间。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的空口同步方法，相应地，本发明另一实施例还提供了一种空口同步***，其结构示意图如图8所示，包括：
种子基站801，用于发送同步信号；
从基站802，用于根据该种子基站801发送的同步信号确定自身的下行子帧的起始时间；以及根据已确定起始时间的下行子帧和该种子基站801的下行子帧之间的起始时间间隔，以及自身和该种子基站801之间的链路传播延时，确定自身的上行子帧的提前时长；以及根据确定出的提前时长确定自身的上行子帧的起始时间。
较佳的，上述从基站802，具体用于确定提前时长为TAUL，且TAL≤TAUL≤TAH；其中，TAL为该链路传播延时加上该起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为该链路传播延时、该起始时间间隔和该容许误差的和值。
较佳的，上述从基站802，具体用于获取该种子基站801的上行子帧相对于该种子基站的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延迟时长减去该提前时长的差值；以及确定延迟已确定的下行子帧该差值的时间为自身的上行子帧的起始时间。
综上所述，本发明实施例提供的方案，包括：从基站根据种子基站发送的同步信号确定该从基站的下行子帧的起始时间；根据已确定起始时间的下行子帧和该种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及该从基站和该种子基站之间的链路传播延时，确定该从基站的上行子帧对应的提前时长；根据确定出的提前时长确定该从基站的上行子帧的起始时间。采用本发明实施例提供的方案，能够降低现有技术中存在的相邻的微微基站和宏基站的上行链路的干扰。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种空口同步方法，其特征在于，包括：
从基站根据种子基站发送的同步信号确定所述从基站的下行子帧的起始时间；
根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及所述从基站和所述种子基站之间的链路传播延时，确定所述从基站的上行子帧对应的提前时长；
根据所述提前时长确定所述从基站的上行子帧的起始时间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述起始时间间隔和所述链路传播延时，确定所述从基站的上行子帧的提前时长，具体为：
确定所述提前时长为TAUL，且TAL≤TAUL≤TAH；其中，TAL为所述链路传播延时加上所述起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为所述链路传播延时、所述起始时间间隔和所述容许误差的和值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述从基站的下行子帧起始时间后，所述起始时间间隔为所述链路传播延时或者为零。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述提前时长确定所述从基站的上行子帧的起始时间，具体为：
获取所述种子基站的上行子帧相对于所述种子基站的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延迟时长减去所述提前时长的差值；以及
确定延迟所述已确定起始时间的下行子帧所述差值的时间为所述从基站的上行子帧的起始时间。
5.一种从基站，其特征在于，包括：
下行子帧同步单元，用于根据种子基站发送的同步信号确定本从基站的下行子帧的起始时间；
时长确定单元，用于根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及本从基站和所述种子基站之间的链路传播延时，确定本从基站的上行子帧对应的提前时长；
上行子帧同步单元，用于根据所述提前时长确定本从基站的上行子帧的起始时间。
6.如权利要求5所述的从基站，其特征在于，所述时长确定单元，具体用于确定所述提前时长为TAUL，且TAL≤TAUL≤TAH；其中，TAL为所述链路传播延时加上所述起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为所述链路传播延时、所述起始时间间隔和所述容许误差的和值。
7.如权利要求5或6所述的从基站，其特征在于，所述上行子帧同步单元，具体用于获取所述种子基站的上行子帧相对于所述种子基站的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延迟时长减去所述提前时长的差值；以及确定延迟所述已确定起始时间的下行子帧所述差值的时间为本从基站的上行子帧的起始时间。
8.一种空口同步***，其特征在于，包括：
种子基站，用于发送同步信号；
从基站，用于根据所述种子基站发送的同步信号确定自身的下行子帧的起始时间；以及根据已确定起始时间的下行子帧和所述种子基站的下行子帧之间的起始时间间隔，以及自身和所述种子基站之间的链路传播延时，确定自身的上行子帧的提前时长；以及根据所述提前时长确定自身的上行子帧的起始时间。
9.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述从基站，具体用于确定所述提前时长为TAUL，且TAL≤TAUL≤TAH；其中，TAL为所述链路传播延时加上所述起始时间间隔的和值，再减去容许误差的差值；TAH为所述链路传播延时、所述起始时间间隔和所述容许误差的和值。
10.如权利要求8或9所述的***，其特征在于，所述从基站，具体用于获取所述种子基站的上行子帧相对于所述种子基站的下行子帧的延迟时长，并确定出获取的该延时减去所述提前时长的差值；以及确定延迟已确定起始时间的下行子帧所述差值的时间为自身的上行子帧的起始时间。
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