时间提前的随机接入信道发送的制造方法与工艺

本发明涉及在无线设备与网络设备同步时确定上行链路传输的初始时间提前。

背景技术：
通信网络包括有线和无线网络。示例有线网络包括公共交换电话网络(PSTN)和以太网。示例无线网络包括蜂窝网络以及连接到有线网络的非许可无线网络。可以跨有线和无线网络来连接呼叫和其他通信。

技术实现要素：
根据本发明的一方面，提供了一种无线电子设备中用于管理下行链路干扰的方法。该方法包括：从基站接收广播信号，所述广播信号包括标识所述基站何时发送所述广播信号的部分全球定位系统“GPS”时间信息；接收GPS信号；至少部分基于所接收的GPS信号来确定与无线电子设备相关联的GPS信息；至少部分基于所述广播信号中的部分GPS时间信息和与所述无线电子设备相关联的GPS信息来估计信号传播时间；至少部分基于所述信号传播时间来确定用于在所述基站处的上行链路信号同步的正时间提前；至少部分基于由所述无线电子设备接收到所述基站发送的下行链路信号的时间和所述正时间提前，来确定前同步码开始时间；以及在所述前同步码开始时间向所述基站发送随机接入前同步码。根据本发明的另一方面，提供了一种无线电子设备中用于管理下行链路干扰的装置。该装置包括：用于从基站接收广播信号的单元，所述广播信号包括标识所述基站何时发送所述广播信号的部分全球定位系统“GPS”时间信息；用于接收GPS信号的单元；用于至少部分基于所接收的GPS信号来确定与无线电子设备相关联的GPS信息的单元；用于至少部分基于所述广播信号中的部分GPS时间信息和与所述无线电子设备相关联的GPS信息来估计信号传播时间的单元；用于至少部分基于所述信号传播时间来确定用于在所述基站处的上行链路信号同步的正时间提前的单元；用于至少部分基于由所述无线电子设备接收到所述基站发送的下行链路信号的时间和所述正时间提前，来确定前同步码开始时间的单元；以及用于在所述前同步码开始时间向所述基站发送随机接入前同步码的单元。附图说明图1是基于3GPP长期演进(LTE)的示例无线蜂窝通信系统的示意表示。图2是示出了示例用户设备(UE)的架构的示意图。图3是示出了在不同UE发送具有不同时间提前的上行链路信号以实现在eNB处的上行链路同步的示例蜂窝网络上行链路通信的示意图。图4是示出了在使用正的时间提前来发送物理随机接入信道(PRACH)前同步码以发起随机接入过程的示例上行链路同步过程的泳道(swimlane)图。图5是上行链路-下行链路子帧定时关系的示例说明图。图6是频分双工PRACH前同步码格式的示例说明图。图7是在PRACH前同步码检测中的相关峰值的示例说明图。图8A～B是分别示出了在UE和eNB处对PRACH前同步码格式的选择的流程图。图9是用于选择PRACH前同步码格式的示例PRACH配置的说明图。图10是示出了基于由eNB广播的部分GPS位置信息在UE处估计信号传播距离的流程图。图11是示出了基于由eNB广播的部分GPS时间信息在UE处估计信号传播时间的流程图。图12是在将eNB信号的子帧边界与UE和eNB知晓的预定时间对准的情况下在UE处的信号传播时间估计的示例说明图。图13A～E是示出了在E-UTRA切换过程中涉及的动作的示例概述的示意图。图14A～B是在同步和非同步网络中估计从服务eNB和目标eNB到UE的下行链路信号传播时间差的示例说明图。图15是示出了在UE处确定使用时间提前的还是非时间提前的PRACH配置的示例方法的流程图。在各附图中，相似的附图标记指示相似的元素。具体实施方式本公开提供了涉及无线通信的系统、方法、以及装置，且更具体地提供了涉及便于移动蜂窝网络上行链路时间同步的系统、方法、以及装置。蜂窝网络可以是分布在被称为小区的陆地区域上的无线电网络。每个小区可以由至少一个基站来提供服务。基站可以是固定位置收发机。在蜂窝网络中，由用户操作的无线电子设备可以通过经由其各自的服务基站来发送和/或接收信号以彼此通信。在特定实现中，通信链路中用于从无线电子设备向其服务基站发送信号的部分被称为上行链路。在下行链路用于从服务基站向无线电子设备发送信号的意义上，下行链路是上行链路的相反链路。操作在小区中的无线电子设备可以位于小区的不同位置上。从而，对于不同的无线设备，向服务基站发送的上行链路信号可以通过具有不同传播时间的不同路径进行传播。在一些实现中，来自不同无线设备的上行链路信号可以实质上同步地到达基站，这协助执行信号检测。在一些实现中，小区中的不同无线设备可以使用不同时间提前来发送上行链路信号，该不同时间提前与在每个无线设备处接收到的下行链路信号是相对的，使得信号可以实质上同步地到达基站(可以在图3中找到详细说明)。不同无线设备的时间提前可以与他们各自的上行链路信号传播时间相关联。在一些实现中，无线设备可以通过随机接入过程来获取其时间提前。在这些实例中，无线设备可以通过在物理随机接入信道(PRACH)上使用零时间提前来发送前同步码，以发起随机接入过程。该前同步码可以包括在至少一个前同步码序列前面加上的循环前缀。在特定实现中，循环前缀的长度和前同步码序列的循环移位可以足够大到使得基站能够识别从不同无线设备发送的不同前同步码序列。当演进节点B(eNB)检测到前同步码时，eNB可以确定前同步码序列的身份以及相关联的可以用于上行链路同步的定时调整信息。在随机接入过程的后续阶段期间，可以向发送了被识别出的前同步码序列的无线设备或用户设备(UE)传输该定时调整信息。在完成随机接入过程之后，UE可以通过使用由eNB提供的定时调整信息来发送由eNB接收到的与其他UE实质上同步的上行链路信号。本公开有利于用于上行链路同步的随机接入过程。具体地，在向基站发送随机接入前同步码之前，可以由用户设备来确定非上行链路同步的用户设备的初始近似时间提前。在一些实现中，用户设备可以从基站接收基于由基站接收到的全球定位系统(GPS)信号的广播信号。该广播信号可以包括GPS基站位置信息，可以包括GPS时间信号，可以与GPS信号同步，和/或可以以其他方式与GPS信号相关联。至少部分基于所接收的广播信号，用户设备可以根据UE确定的初始时间提前向基站发送随机接入前同步码。在该前同步码发送中使用的UE确定的时间提前可以导致来自不同UE的前同步码实质上同步到达服务基站。通过让UE在向基站发送随机接入前同步码之前确定初始时间提前，可以最小化或以其他方式减小循环前缀的长度，且循环前缀依然足以覆盖不同UE的时间提前的前同步码的残余时间延迟。类似地，可以减小在不同前同步码序列之间的循环移位的长度。循环前缀长度的减少可以导致在随机接入过程中UE使用的总发送功率的减少。此外，向不同前同步码序列预配置减小长度的循环移位可以简化前同步码生成和检测，并增强基站处的前同步码检测性能，这还可以减少UE的随机接入前同步码重传次数，且进而减少在执行随机接入过程时UE使用的总发送功率。上述无线电子设备可以操作在蜂窝网络中，例如图1所示的网络，其基于第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)，也被称为演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)。更具体地，图1是基于3GPPLTE的示例无线蜂窝通信系统100的示意表示。图1所示的LTE系统100包括多个基站112。在图1的LTE示例中，基站被示出为演进节点B(eNB)112，其被理解为演进基础收发机站或基站。eNB112可以无线地与一个或多个无线电子设备102通信。在示例图1中，无线电子设备被示出为用户设备(UE)102。eNB112还可以通过X2通信接口彼此通信。X2接口的主要功能之一是支持切换，其可以被称为将UE102和源基站之间的进行中的通信转移到目标基站的过程。例如，如果UE102a、UE102b或这二者从小区114a行进至小区114b，则切换可以发生。图1的示例LTE系统100可以包括一个或多个无线电接入网110、核心网120、以及外部网络130。在特定实现中，无线电接入网可以是演进通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网(EUTRAN)。此外，在特定实例中，核心网120可以是演进分组核心(EPC)。此外，可以存在在LTE系统100内操作的一个或多个UE。在一些实现中，2G/3G系统140，例如，全球移动通信系统(GSM)、临时标准95(IS-95)、通用移动电信系统(UMTS)和CDMA2000(码分多址)，也可以集成到LTE电信系统中。在图1所示的示例LTE系统中，EUTRAN110包括eNB112a和eNB112b。小区114a是eNB112a的服务区域，且小区114b是eNB112b的服务区域。UE102a和102b操作在小区114a中，且由eNB112a来提供服务。EUTRAN110可以包括一个或多个eNB112且一个或多个UE可以在小区中操作。eNB112与UE102直接通信。在一些实现中，eNB112可以与UE102具有一对多的关系，例如，示例LTE系统100中的eNB112a可以向其覆盖区域小区114a中的多个UE102(即，UE102a和UE102b)提供服务，但是UE102a和UE102b均仅可以一次连接到一个eNB112a。在一些实现中，eNB112可以与UE102具有多对多的关系，例如，UE102a和UE102b可以连接到eNB112a和eNB112b。eNB112a可以连接到eNB112b，如果UE102a和UE102b之一或二者从eNB112a行进至eNB112b，则可以与eNB112b进行切换。UE102可以是最终用户用来在例如LTE系统100内通信的任何无线电子设备。UE102可以被称为移动电子设备、用户设备、移动站、订户站、或无线终端。UE102可以是蜂窝电话、个人数据助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、平板个人计算机(PC)、寻呼机、便携式计算机、或其他无线通信设备。现在临时参见图2，每个UE102可以是可操作用于在LTE系统100中接收和发送无线信号的任何电子设备。图2是示出了示例UE的架构的示意图。UE102可以包括处理器202、存储器204、无线收发机206、天线208以及全球定位系统(GPS)接收机210。处理器202可以包括微处理器、中央处理单元、图形控制单元、网络处理器、或用于执行在存储器204中存储的指令的其他处理器。处理器202的功能可以包括计算、队列管理、控制处理、图形加速、视频解码、以及对来自存储器模块204中保持的程序的存储的指令的序列的执行。在一些实现中，处理器202还可以响应于信号处理，包括针对信号的：采样、量化、编码/解码、和/或调制/解调。存储器模块204可以包括临时状态设备(例如，随机存取存储器(RAM))和数据存储器。存储器模块204可以用于临时或持久地存储在UE中使用的数据或程序(即，指令序列)。无线收发机206可以包括发射机电路和接收机电路。无线收发机206可以负责将基带信号上变频为通带信号或反之。无线收发机206的组件可以包括数模转换器/模数转换器、放大器、频率滤波器和振荡器。天线208是可以发送和/或接收电磁波的换能器。天线208可以将电磁辐射转换为电流，或反之。天线208一般负责无线电波的发送和接收，且可以作为收发机206和无线信道之间的接口。在特定实现中，UE102还可以包括GPS接收机210。GPS接收机210可以操作用于从绕地球轨道运行的多个GPS卫星接收信号，并至少部分基于所接收的GPS信号来确定UE102的GPS位置和GPS时间。更具体地，在从天线208获取无线电波之后，GPS接收机210可以通过对无线电波从GPS发射机到达所花费的时间进行计时并将行进时间乘以光速，来确定信号行进的距离。可以通过使用来自多个卫星的距离信息的几何计算来确定GPS接收机210的地理位置(例如，经度和纬度)。此外，GPS接收机210可以通过测量来自多个GPS卫星的输入信号的定时，将内部时钟调整为GPS时间。返回图1，在一些实现中，eNB112还可以包括GPS接收机。eNB112可以使用实质上与UE102类似的方法确定其GPS位置和/或时间。eNB112可以在广播系统信息中包括GPS信息，该GPS信息至少包括一部分其GPS位置和/或GPS时间。来自eNB112的广播系统信息可以由UE102天线208来获得，由收发机206将其下变频为基带，且由UE处理器202将其解码，如图2所示。图2的UE处理器202可以将从eNB112接收到的GPS信息与由GPS接收机210确定的其自己的GPS信息相结合，以估计从eNB112到UE102的信号传播时间。继续图1的说明，在功能上，UE102可以用作不同通信应用的平台。例如，UE102可以用于通过根据最终用户请求来发送/接收用于发起、维持或终止通信的信号与蜂窝网络交互。UE102还可以包括移动管理功能，例如，切换和报告其位置，其中，UE102按蜂窝网络指示的方式来执行。在一些实现中，UE102可以在一个或多个蜂窝频段中发送。一个或多个UE102可以通信耦合到eNB112。在这些情况下，UE102发送和/或接收的消息可以基于多种接入技术。在一些实现中，UE102被配置为使用正交频分多址(OFDMA)技术或单载波-频分多址(SC-FDMA)技术与eNB112通信。在一些其他实现中，eNB112还可以适于使用多种接入技术的UE102，例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。UE102可以发送语音、视频、多媒体、文本、web内容和/或任何其他用户/客户端特定内容。一方面，这些内容中的一些内容(例如，视频和web内容)的发送可以使用高信道吞吐量来满足最终用户需求。另一方面，由于无线环境中的很多反射而出现的多信号路径，UE102和eNB112之间的信道可以被多路径衰落所污染。在一些实现中，UE102和/或eNB112还可以配备有多个天线，以利用多输入多输出(MIMO)技术的优点。MIMO技术可以提供利用多信号路径来减小多路径衰落的影响和/或增强吞吐量的过程。通过在UE102处和/或eNB112处使用多个天线，MIMO技术可以使得系统能够建立针对相同数据信道的多个并行数据流，由此增加数据信道的吞吐量。简而言之，UE102生成请求、响应，或以其他方式以不同手段通过一个或多个eNB112与增强分组核心(EPC)120和/或网际协议(IP)网络130通信。无线电接入网是移动通信系统的实现了无线电接入技术的部分，例如UMTS、CDMA2000和3GPPLTE。在很多应用中，LTE系统100中包括的无线电接入网(RAN)被称为EUTRAN110。EUTRAN110可以位于UE102和EPC120之间。EUTRAN110包括至少一个eNB112。eNB可以是可以控制系统的固定部分中的全部或至少一些无线电相关功能的无线电基站。至少一个eNB112或多个eNB112在其覆盖区域或小区中提供无线电接口，以供UE102进行通信。eNB112可以分布在整个蜂窝网络上，以提供广泛的覆盖区域。eNB112与UE102、其他eNB112、以及EPC120中一项或多项直接通信。在一些实现中，基站还可以包括用于在eNB112和UE102之间中继无线通信的中继节点或射频(RF)转发器。本文中使用术语eNB来指代与UE无线通信的任何网络接入设备，且可以包括(但不限于)：eNB、中继节点、RF转发器、以及基站。eNB112可以是无线电协议中朝向UE102的端点，且可以在无线电连接和朝向EPC120的连接之间中继信号。在特定实现中，EPC120是核心网(CN)的主要组件。CN可以是骨干网，其可以是电信系统的中心部分。EPC120可以包括移动管理实体(MME)、服务网关(SGW)、以及分组数据网络网关(PGW)。MME可以是EPC120中负责包括与订户和会话管理相关的控制平面功能在内的功能的主控单元。SGW可以作为本地移动锚点，使得针对EUTRAN110内移动和与其他传统2G/3G系统140的移动，通过该点来路由分组。SGW功能可以包括用户平面隧道管理和交换。PGW可以提供到服务域的连接，服务域包括外部网络130，例如IP网络。UE102、EUTRAN110和EPC120有时被称为演进分组系统(EPS)。应当理解：LTE系统100的架构演进集中在EPS上。功能演进可以包括EPS和外部网络130。尽管在图1的意义上进行了描述，本公开不限于这种环境。例如，将系统100描述为LTE系统，但可以将其描述为无线蜂窝系统、蜂窝网络环境、LTE蜂窝网络环境、LTE系统、电信环境、和/或不脱离本公开范围的LTE电信系统。一般而言，可以将蜂窝电信系统描述为由多个无线电小区或各自由基站或其他固定收发机来提供服务的小区所构成的蜂窝网络。小区用于覆盖不同的区域，以在区域上提供无线电覆盖。示例蜂窝电信系统包括：全球移动通信系统(GSM)协议、通用移动电信系统(UMTS)、3GPP长期演进(LTE)、以及其他。图3是示出了在不同UE发送具有不同时间提前的上行链路信号以实现在接收机处的上行链路同步的示例蜂窝网络上行链路通信的示意图。在LTE系统的一些实现中，UE使用SC-FDMA调制技术来发送上行链路信号。SC-FDMA可以是混合方案，其将传统的单载波格式(例如，在GSM中使用的TDMA)与OFDMA中使用的多址接入调制方法相结合。可以将LTE系统中发送的上行链路信号在时域中划分为帧。可以将每个帧进一步划分为多个子帧，且每个子帧可以包括多个SC-FDMA符号。可以将不同用户的SC-FDMA符号调制到相互正交的频率子载波上，以减少相互干扰的量。在一些实现中，为了维持携带不同UE的上行链路SC-FMDA符号的不同子帧之间的正交性，eNB可以控制UE的定时，使得上行链路信号的子帧可以以实质上同步的方式到达eNB。返回图3所示的示例300，UE302a可以比UE302b更远离eNB320。因此，UE302a的上行链路信号传播时间可以长于UE302b。从而，UE302a发送其每个上行链路子帧312a所可以使用的上行链路时间提前316比在发送UEB302b的子帧312b中使用的时间提前316b大。因此，从UE302a接收到的子帧314a和从UE302b接收到的子帧314b可以同步地到达eNB320。注意到，上行链路时间提前可以不与UE和eNB之间的物理距离严格相关，因为实际的信号传播路径可以随着不同的物理位置而变化，特别是如果在UE和eNB之间不存在视线连接的情况下。图4是示出了在使用正的初始时间提前来发送PRACH前同步码以发起随机接入过程的示例上行链路同步过程的泳道图。示例过程400示出了由UE405执行随机接入过程以使用本公开提供的一些方法变为与eNB410所服务的其他UE上行链路同步的步骤。示例上行链路同步过程400可以发生在任何初始接入场景中(包括初始网络接入、重新获取与服务eNB的上行链路同步和/或在切换情况下获得与目标eNB的上行链路同步)，其中，UE通过执行随机接入过程从eNB获取“最新”的时间提前值。如上所述，eNB410能够基于各种选项(例如，GPS信号)来确定其位置和/或时间信息。示例过程400开始于步骤416，eNB410可以通过在定期广播的系统信息中显式包括该信息，或将其发送定时与时间信息隐式对准，来发送其位置和/或时间信息中的至少一部分。回到UE侧，在步骤418，...