CN102318233B - 上行同步方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种上行同步方法及装置，其中方法包括：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。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。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***的性能。

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)***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：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***异频切换或不同***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f1)上进行RACH接入，用以获得载波f1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f2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***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***异频切换或不同***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***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***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***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f1(即其频点为作为第一频点的f1)上进行RACH接入，获得了该上行成员载波f1的TA，记为TA1。当基站需要调度该UE在另一个上行成员载波f2(即其频点为作为第二频点的f2)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f1的TA1作为上行成员载波f2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f2的TA与频点f1的TA1相等。UE不需要在上行成员载波f2上进行RACH接入用以获取TA，将上行成员载波f1的TA1作为上行成员载波f2的TA后，采用上行成员载波f2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***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4A示出频点f1，图4B示出频点f2。如图4A和4B所示，f1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f1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***的循环前缀为4.7us，两个频点的TA差值与LTE***循环前缀很接近，这种差别对***性能影响很小。因此，对于同一移动台不同频点f1和f2来说，f2可以采用f1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f2上进行RACH接入，采用上行成员载波f1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***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***或不同***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***的异频切换过程时，若不同***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***或不同***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***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***或不同***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***或不同***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T1、T2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(T2-T1)％Tsubframe(％为取余)，其中Tsubframe表示子帧长度。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：TA2＝TA1+(T2-T1)％Tsubframe。
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***的异频切换过程时，若不同***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***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)***，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***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***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质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；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 (6)

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，其中，所述第一频点是第一上行成员载波的频点，所述第二频点是第二上行成员载波的频点；
在所述第二频点的时间提前量对应的上行发送时刻在所述第二上行成员载波上发送数据；
其中，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，或者，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。
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所述的上行同步方法，其特征在于，在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的情况下，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。
4.一种上行同步装置，其特征在于包括：
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，其中，所述第一频点是第一上行成员载波的频点，所述第二频点是第二上行成员载波的频点；
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在所述第二上行成员载波上发送数据；
其中，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；或者，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下行时延差之和，作为所述第二频点的时间提前量。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求4所述的上行同步装置，其特征在于，在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下行时延差之和，作为所述第二频点的时间提前量的情况下，所述装置还包括：第二获取模块，用于在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，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，用于在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，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。
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