专利名称：一种上行时间提前量的控制方法及基站、终端的制作方法
技术领域：
本申请涉及移动通信技术，特别是涉及一种上行时间提前量的控制方法及基站、終端。
背景技术：
在UE(終端)开机后，首先需要与小区建立同歩。因为在UE接入时，虽然可以接收到基站的PSS (主同步序列)/SSS (辅同步序列)信号，建立了下行同歩，但是并不知道与基站之间的距离，这将导致UE的上行发送不能同步到达基站，因此需建立上行同歩。上行 同步建立通常用于系统的初始随机接入过程，或者小区切换时系统失去上行同步后，重新建立同步的过程也要经过上行同步建立过程。在上行同步建立过程中，基站侧需要将上行时间调整值TA (Timing Advance)通知UE,以便UE依据TA计算出上行时间提前量来建立上行同歩。在第三代移动通信长期演进系统(LTE，Long Term Evolution)中，小区的最大覆盖能力为IOOkm(千米)。但在某些场景中，例如覆盖民用飞行器活动空域，轮船和钻井平台的海域，磁悬浮列车、高速鉄路，都是未来组网覆盖不可或缺的部分。而这些应用场景属于典型的覆盖受限系统，小区的最大覆盖半径将大于100km。上行同步中如果小区半径不同，在基站侧需要通知UE的TA的值是有差别的，如果小区半径超过100km，甚至大于200km，相应的TA值就要大很多。在2G(GSM, Global System of Mobile communication,全球移动通信系统)/3G (TD-SCDMA, Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址)系统实现中均有上行时间提前量的机制，例如在GSM中，在呼叫进行期间，移动台发给基站的測量报告头上携帯有移动台测量的时延值，而基站必须监视呼叫到达的时间，并在下行信道上以480ms —次的频率向移动台发送指令，指示移动台提前发送的时间，这个时间就是TA，TA的值域是0-63(0-2331； s)，它被GSM定时提前的编码0-63bit所限，使GSM最大覆盖距离为35km。在TD-SCDMA中，NodeB(基站)对用户设备发送的上行数据进行同步检测，并决定用户设备下一次发送上行数据所需要采用的发送定时提前量TA，并根据基站中设置的TA指示信令并发送给UE。不论是GSM或者是TD-SCDMA，标准的实现时间提前量均不支持大覆盖区域，尤其是小区半径超过IOOkm的场景。因此，目前需要解决大的覆盖半径，如大于IOOKm的上行发送定时提前量控制的问题。
发明内容
本申请提供了一种上行时间提前量的控制方法及基站、終端，以解决大覆盖半径通信的问题。
为了解决上述问题，本申请公开了一种上行时间提前量的控制方法，包括
检测来自终端的随机接入信号；依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调整值；确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息；将携带所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，終端依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。优选地，所述确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息，包括判定所述上行传输时延是否小于等于预设阈值，如果小于等干，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ;如果大干，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2;其中，表示调整因子的NI小于N2，均为自然数；表示调整因子指示信息的NI和N2为0或I。优选地，在LTE系统中，当所述预设阈值为0. 667毫秒吋，表示调整因子的NI为16，表示调整因子的N2为32。优选地，所述将携带所述上行时间调整值和调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，包括在LTE系统中，将所述上行时间调整值和调整因子指示信息以12位的定时调整指令表示，其中上行时间调整值占11位，调整因子指示信息占剰余的I位预留位；将携带所述定时调整指令的随机接入响应发送给终端。优选地，所述确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息，包括判定所述上行传输时延是否小于等于第一预设阈值，如果小于等于所述第一预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ;如果大于所述第一预设阈值并且小于等于第二预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2 ;如果大于所述第二预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N3 ;其中，表示调整因子的NI小于N2，N2小于N3，均为自然数。优选地，在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为0 1282。本申请还提供了一种上行时间提前量的控制方法，包括向基站发送随机接入信号；接收来自基站的携帯上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应；从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息；依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。优选地，所述依据所述上行时间调整值和调整因子计算上行时间提前量，包括按照以下公式计算上行时间提前量NTA = TAXNTs ;其中，NTA表示上行时间提前量，TA表示上行时间调整值，N表示调整因子，Ts表示系统采样时间。优选地，所述依据所述上行时间调整值和调整因子指示信息计算上行时间提前量，包括依据所述调整因子指示信息确定对应的调整因子；按照以下公式计算上行时间提前量NTA = TAXNTs ;其中,NTA表示上行时间提前量,TA表示上行时间调整值,N表示调整因子，Ts表示系统采样时间。
优选地，在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为0 1282 ;所述调整因子为16或32。本申请还提供了一种大覆盖范围下的上行时间提前量控制方法，包括向基站发送随机接入信号；接收来自基站的携带上行时间调整值的随机接入响应；从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值；将默认取值为32的调整因子乘以系统采样时间的乘积，再乘以所述上行时间调整值，得到上行时间提前量。本申请还提供了一种控制上行时间提前量的基站，包括检测模块，用于检测来自终端的随机接入信号；计算模块，用于依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调整值；确定模块，用于确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息；响应发送模块，用于将携带所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，終端依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。优选地，所述确定模块包括判定子模块，用于判定所述上行传输时延是否小于等于预设阈值；匹配子模块，用于如果小于等于，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ;如果大于，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2 ；其中，表示调整因子的NI小于N2，均为自然数；表示调整因子指示信息的NI和N2为0或I。优选地，在LTE系统中，将所述上行时间调整值和调整因子指示信息以12位的定时调整指令表示，其中上行时间调整值占11位，调整因子指示信息占剰余的I位预留位；所述响应发送模块将携带所述定时调整指令的随机接入响应发送给终端。本申请还提供了一种控制上行时间提前量的终端，包括随机接入模块，用于向基站发送随机接入信号；响应接收模块，用于接收来自基站的携帯上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应；提取模块，用于从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息；计算模块，用于依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。优选地，在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为0 1282 ;所述调 整因子为16或32。本申请还提供了一种大覆盖范围下控制上行时间提前量的終端，包括随机接入模块，用于向基站发送随机接入信号；响应接收模块，用于接收来自基站的携带上行时间调整值的随机接入响应；
提取模块，用于从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值；计算模块，用于将默认取值为32的调整因子乘以系统采样时间的乘积，再乘以所述上行时间调整值，得到上行时间提前量。与现有技术相比，本申请包括以下优点首先，通过改变调整因子N的取值，解决了大覆盖范围下(LTE系统中大于IOOkm的范围)上行时间提前量的控制问题。其次，基站还会根据终端距离基站的远近，为请求接入的不同終端选择合适的调整因子N，使終端各自的上行时间提前量更加精确。实际应用中，如果ー个終端在距离基站IOOkm(千米)的范围内请求接入，那么基站判定出来的N的取值应为16 ;如果另ー个终端在距离同一个基站200km的范围内(大于100km)请求接入，此时该基站判定的N的取值应调整为32。这样，对于ー个基站而言，可以根据终端距离基站的远近动态地调整N的取值，从而让接入同一个基站的不同终端以各自更精确的上行时间提前量进行上行同歩。再次，基站使用预留位传输调整因子指示信息，并没有改变基站与终端间的通信协议，也没有改变帧结构，更无需改变終端设备，实现简単。当然，实施本申请的任一产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
图I是本申请实施例中不同小区半径的示意图；图2是本申请实施例中不同小区半径下UE初始接入时延示意图；图3是本申请实施例中不同小区半径下基站接收示意图；图4是本申请实施例所述ー种LTE系统中基站侧对上行时间提前量的控制方法流程图；图5是本申请实施例所述ー种LTE系统中终端侧对上行时间提前量的控制方法流程图；图6是本申请实施例所述ー种LTE上行随机接入的流程图；图7是本申请另ー实施例所述ー种LTE系统中大覆盖范围下的上行时间提前量控制方法流程图；图8是本申请实施例所述ー种控制上行时间提前量的基站结构图；图9是本申请实施例所述ー种控制上行时间提前量的終端结构图；图10是本申请另ー实施例所述ー种大覆盖范围下控制上行时间提前量的终端结构图。
具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。參照图1，是不同小区半径的示意图。
如图I所示，由于信号在空间传输是有延迟的，如果UE在呼叫期间向远离基站的方向移动，则从基站发出的信号将“越来越迟”的到达UE，与此同时UE的信号也会“越来越迟”的到达基站，延迟过长会导致基站收到的UE在本时隙上的信号与基站收下一个其它UE信号的时隙相互重叠，引起码间干扰。为此，终端首先发送上行的PRACH(Physical Random Access Channel,物理随机接入信道)前导序列，在发送第一个接入请求时，总是以自己的时间窗ロ为基准，由于空间传输有延时，因此终端信号到达基站吋，时间窗ロ有错位，如图2所示。基站在搜索窗口内检测PRACH前导序列，可以估计出PRACH前导序列到达时刻。估计出传输时延，计算出UE时间调整值TA (Timing Advance),然后，基站通过RAR (RandomAccess Response,随机接入响应)向UE发送反馈信息,给出UE时间调整值TA,以便UE建立上行同歩。正常情况下基站将在接收到PRACH后的4个子帧内对UE作出时间调整值的应答。上行传输的时间对齐是通过在UE侧用TA来实现的，以保证UE之间上行信号的正 交性，从而有助于消除UE之间不同的传输时延导致小区内的干扰。如图3所示，由于小区半径不同，在基站侧需要通知UE的提前量TA的值是有差别的，如果小区半径超过100km，甚至大于200km，相应的TA值就要大很多。本申请提出一种上行时间提前量的控制方法，能够解决大覆盖范围下的通信问题。下面通过实施例对本申请所述方法的实现流程进行详细说明。上行随机接入包括初始接入和切换时的接入(失去上行同步后)的随机接入，切换时的接入与初始接入类似，下面主要以初始接入为例。參照图4，是本申请实施例所述ー种LTE系统中基站侧对上行时间提前量的控制方法流程图。基站的处理流程如下步骤401，检测来自终端的随机接入信号；終端首先发送上行的PRACH前导序列(携帯在随机接入信号中)，基站在搜索窗ロ内检测PRACH前导序列，如果检测到，则进入步骤402。步骤402，依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调
整值；一旦基站检测到来自终端的PRACH前导序列，基站就可以估计出PRACH前导序列到达时刻。然后，估计出上行传输时延，井根据上行传输时延计算出终端的上行时间调整值TA。实际应用中，可提前预置上行传输时延与上行时间调整值TA的映射关系，每当计算出ー个上行传输时延后，可以匹配与其最接近的上行传输时延对应的TA值。在LTE系统中，TA以11位的ニ进制字符表示，因此取值范围是
。下面列举ー种估算上行传输时延的方法，但不应理解为对本申请的限定，具体如下基站接收到UE的信号后计算发送时延的方法如下I)根据每个UE的解调用导频位置分布，提取出接收到信号中每个UE占用的所有导频；— I 1^UE^aR^aV j^UE^aR^ay ......-^UE^aR^ay |m=l,2kaVG indexkzJaV = I,…,NkvZte为用户kUE的虚天线数，Np为用户每根虚天线的每列导频的导频数量，m表示每根虚天线有两列导频，kaE表示接收天线个数。2)求每个符号中频域相邻的导频位置处信道冲激响应的相位差，可以用共轭相乘来获得相位差；
权利要求
1.一种上行时间提前量的控制方法，其特征在于，包括 检测来自终端的随机接入信号； 依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调整值； 确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息； 将携带所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应发送给終端，終端依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息，包括 判定所述上行传输时延是否小于等于预设阈值，如果小于等干，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ;如果大于，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2 ；其中，表示调整因子的NI小于N2，均为自然数；表示调整因子指示信息的NI和N2为O或I。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于 在LTE系统中，当所述预设阈值为0. 667毫秒时，表示调整因子的NI为16，表示调整因子的N2为32。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在干，所述将携带所述上行时间调整值和调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，包括 在LTE系统中，将所述上行时间调整值和调整因子指示信息以12位的定时调整指令表示，其中上行时间调整值占11位，调整因子指示信息占剰余的I位预留位； 将携带所述定时调整指令的随机接入响应发送给终端。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息，包括 判定所述上行传输时延是否小于等于第一预设阈值，如果小于等于所述第一预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ； 如果大于所述第一预设阈值并且小于等于第二预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2 ； 如果大于所述第二预设阈值，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N3 ； 其中，表示调整因子的NI小于N2，N2小于N3，均为自然数。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于 在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为0 1282。
7.一种上行时间提前量的控制方法，其特征在于，包括 向基站发送随机接入信号； 接收来自基站的携帯上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应； 从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息； 依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述上行时间调整值和调整因子计算上行时间提前量,包括 按照以下公式计算上行时间提前量NTA = TAXNTs ； 其中，NTA表示上行时间提前量，TA表示上行时间调整值，N表示调整因子，Ts表示系统米样时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述上行时间调整值和调整因 子指示信息计算上行时间提前量，包括 依据所述调整因子指示信息确定对应的调整因子； 按照以下公式计算上行时间提前量NTA = TAXNTs ； 其中，NTA表示上行时间提前量，TA表示上行时间调整值，N表示调整因子，Ts表示系统采样时间。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于 在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为0 1282 ； 所述调整因子为16或32。
11.一种大覆盖范围下的上行时间提前量控制方法，其特征在于，包括 向基站发送随机接入信号； 接收来自基站的携带上行时间调整值的随机接入响应； 从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值； 将默认取值为32的调整因子乘以系统采样时间的乘积，再乘以所述上行时间调整值，得到上行时间提前量。
12.—种控制上行时间提前量的基站，其特征在于，包括 检测模块，用于检测来自终端的随机接入信号； 计算模块，用于依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调整值； 确定模块，用于确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息； 响应发送模块，用于将携带所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，終端依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。
13.根据权利要求12所述的基站，其特征在于，所述确定模块包括 判定子模块，用于判定所述上行传输时延是否小于等于预设阈值； 匹配子模块，用于如果小于等干，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为NI ;如果大干，则确定对应的调整因子/调整因子指示信息为N2 ； 其中，表示调整因子的NI小于N2，均为自然数；表示调整因子指示信息的NI和N2为0或I。
14.根据权利要求12所述的基站，其特征在干 在LTE系统中，将所述上行时间调整值和调整因子指示信息以12位的定时调整指令表示，其中上行时间调整值占11位，调整因子指示信息占剰余的I位预留位；所述响应发送模块将携带所述定时调整指令的随机接入响应发送给终端。
15.一种控制上行时间提前量的終端，其特征在于，包括 随机接入模块，用于向基站发送随机接入信号； 响应接收模块，用于接收来自基站的携帯上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应； 提取模块，用于从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息； 计算模块，用于依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时 间提前量。
16.根据权利要求16所述的终端，其特征在于 在LTE系统中，所述上行时间调整值的取值范围恒定为O 1282 ； 所述调整因子为16或32。
17.一种大覆盖范围下控制上行时间提前量的終端，其特征在于，包括 随机接入模块，用于向基站发送随机接入信号； 响应接收模块，用于接收来自基站的携帯上行时间调整值的随机接入响应； 提取模块，用于从所述随机接入响应中提取出上行时间调整值； 计算模块，用于将默认取值为32的调整因子乘以系统采样时间的乘积，再乘以所述上行时间调整值，得到上行时间提前量。
全文摘要
本发明提供了一种上行时间提前量的控制方法及基站、终端，以解决大覆盖半径通信的问题。所述方法包括检测来自终端的随机接入信号；依据所述随机接入信号计算上行传输时延，并计算出终端的上行时间调整值；确定所述上行传输时延所属的时延范围，并确定对应该时延范围的调整因子/调整因子指示信息；将携带所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息的随机接入响应发送给终端，终端依据所述上行时间调整值和调整因子/调整因子指示信息计算上行时间提前量。本发明解决了大覆盖范围下上行时间提前量的控制问题。而且，基站还会根据终端距离基站的远近，为请求接入的不同终端选择合适的调整因子N，使终端各自的上行时间提前量更加精确。
文档编号H04W74/08GK102647783SQ201210117219
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者吴群英, 姜戬, 宋磊, 汝聪翀 申请人:北京创毅讯联科技股份有限公司