一种上行同步调整方法和装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种上行同步调整方法和装置。

背景技术：

随着无线通信新技术的不断发展，以及移动互联网及物联网产业的蓬勃发展，各行业对移动应用的需求急剧膨胀，如何更好的支持终端的移动化需求，成为一个关注焦点。

为支持移动业务应用，上行有业务请求时，用户终端周期性发送同步信号，演进型基站(evolvednodeb，enb)根据用户终端的同步信号发送周期接收同步信息并估算时间提前量(timingadvance，ta)，对连续m次得到的ta进行平均后，根据平均值确定是否发送调整命令，大于1/2step，调整1ts；小于-1/2step，调整-1ts；其它情况不调整。

在实际应用中，当同步信号发送周期较小时，信道不好的情况下，enb会频繁发送ta调整命令，降低频谱利用率。当同步信号发送周期较大时，ue从附着成功到上行业务请求这段时间，如ue移动导致ta偏离目标值过大，就会影响后续pusch解调性能，降低频谱利用率，例如，在进行mcs选择时，如果选择的mcs等级低，则会导致频谱利用率下降；又如，pusch连续多帧出错，ue回驻留子带，也会导致频谱利用率下降。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种上行同步调整方法和装置，能够防止频谱利用率下降。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种上行同步调整方法，该方法包括：

步骤a、接收用户终端的资源请求sr信号，基于sr信号获取ta并根据获取的ta执行第一上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行步骤a，否则，执行步骤b；

步骤b、按照同步信号发送周期p1接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第二上行同步操作，如果用户终端处于第一移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回步骤a执行，否则，返回执行步骤b；如果用户终端处于第二移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行步骤a，否则，执行步骤c；

步骤c、按照预设定时估计周期p2接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第三上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回步骤a执行，否则，返回执行步骤c；

其中，p1小于或等于p2。

一种上行同步调整装置，该装置包括：第一同步单元、第二同步单元、第三同步单元；

所述第一同步单元，用于接收用户终端的资源请求sr信号，基于sr信号获取ta并根据获取的ta执行第一上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，通知第二同步单元执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号；

所述第二同步单元，用于接收第一同步单元的通知，按照同步信号发送周期p1接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第二上行同步操作，如果用户终端处于第一移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号的操作；如果用户终端处于第二移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，通知第三同步单元执行按照预设定时估计周期p2接收同步信号的操作；

所述第三同步单元，用于接收第二同步单元的通知，按照预设定时估计周期p2接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第三上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照预设定时估计周期p2接收同步信号的操作；

其中，p1小于或等于p2。

由上面的技术方案可知，本发明中，将上行同步分为三个阶段，第一阶段根据接收的sr信号进行上行同步，第二阶段根据按照同步信号发送周期p1接收的同步信号进行上行同步，并在用户终端不移动或移动较为缓慢时，进入第三阶段根据按照预设定时估计周期p2接收的同步信号进行上行同步。本发明在上行同步的初始阶段进行快速同步并在用户终端移动较缓时进行上行同步跟踪，在支持终端移动需求的同时还能够防止频谱利用率下降。

附图说明

图1是本发明实施例上行同步调整方法流程图；

图2是本发明实施例上行同步调整装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明中，将上行同步分为三个阶段，其中，

在第一阶段，用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，向基站发送资源请求(sourcerequest，sr)信号，基站基于接收的sr信号获取时间提前量(timeadvanced，ta)并据此执行第一上行同步操作；

在第二阶段，用户终端的上行业务处于上行授权开启状态，且用户终端处于第一移动状态(后文进行说明)，基站按照同步信号发送周期p1接收用户终端发送的同步信号，基于接收的同步信号获取ta并据此执行第二上 行同步操作，以实现快速同步；

在第三阶段，用户终端的上行业务处于上行授权开启状态，且用户终端处于第二移动状态，基站按照预设定时估计周期p2接收用户终端发送的同步信号，基于接收的同步信号获取ta并据此执行第三上行同步操作，以实现同步跟踪。

参见图1，图1是本发明实施例上行同步调整方法流程图，具体包括以下步骤：

步骤101、接收用户终端的sr信号，基于sr信号获取ta并根据获取的ta执行第一上行同步操作。

用户终端上行有业务请求时，需要先向基站发送资源请求(sr)信号以获取上行业务传输所需的资源，基站可以基于sr信号获取时间提前量(timeadvanced，ta)。

本步骤属于上行同步的第一阶段，在第一阶段，用户终端的上行业务的上行授权尚未开启，处于上行授权禁止状态，为了实现快速同步，根据基于sr信号获取的ta执行第一上行同步操作，具体包括以下步骤：

a1、将获取的ta加入同步寄存器，判断同步寄存器中的ta个数，如果同步寄存器中的ta个数小于预设累积次数m，则执行a2，如果同步寄存器中的ta个数等于m，则执行a3；

a2、若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行步骤101，否则，执行步骤102；

a3、利用同步寄存器中的m个ta计算ta调整值并清空同步寄存器，若ta调整值大于预设第一步长step1，则将ta设置为预设时长t(1ts)，若ta调整值小于-step1，则将ta设置为-t(也即预设时长的相反值)，若ta调整值位于区间[-step1，step1]，则将ta设置为0。设置了ta值之后，基站还需要将ta值通过时间提前量命令(timingadvancecommand)下发给用户终端，使用户终端基于ta值进行上行同步调整。

本发明中，不论是根据sr信号获取的ta，还是根据同步信号获取的 ta，均将获取的ta加入到同步寄存器中，当同步寄存器中的ta累积到一定个数m时，利用同步寄存器中的m个ta计算出ta调整值，并根据ta调整值确定是否需要进行上行同步调整，在上行同步的第一阶段，如果ta调整值大于step1或者小于-step1，则均需要进行上行同步调整，否则，不需要进行上行同步调整，将ta设置为0即可。

步骤102，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行步骤101，否则，执行步骤103；

在本发明中，无论处于上行同步的第一阶段、第二阶段、还是第三阶段，当用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态时，均需要返回第一阶段执行，在本实施例中，也即返回步骤101执行。而在上行同步的第一阶段，如果用户终端的上行业务处于上行授权开启状态，则需要进入上行同步的第二阶段，在本实施例中，也即转至步骤103执行。

步骤103、按照同步信号发送周期p1接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第二上行同步操作。

本步骤属于上行同步的第二阶段。如果当前未到同步信号发送帧，则需要等待直至到达同步信号发送帧再接收同步信号。

在本实施例中，用户终端需以一个较小的发送周期p1发送同步信号，基站则按照同步信号发送周期p1接收同步信号，从而基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第二上行同步操作，以便进行快速同步，满足终端移动需求。根据获取的ta执行第二上行同步操作，具体包括以下步骤：

b1、将获取的ta加入同步寄存器，判断同步寄存器中的ta个数，如果同步寄存器中的ta个数小于预设累积次数m，则执行b2，如果同步寄存器中的ta个数等于m，则执行b3；

b2、若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回步骤101执行，否则，返回执行步骤103；

b3、利用同步寄存器中的m个ta计算ta调整值并清空同步寄存器，若ta调整值大于预设第二步长step2，则将ta设置为预设时长t，若ta 调整值小于-step2，则将ta设置为-t，若ta调整值位于区间[-step2，step2]，则将ta设置为0。设置了ta值之后，基站还需要将ta值通过时间提前量命令(timingadvancecommand)下发给用户终端，使用户终端基于ta值进行上行同步调整。

本发明中，不论是根据sr信号获取的ta，还是根据同步信号获取的ta，均将获取的ta加入到同步寄存器中，当同步寄存器中的ta累积到一定个数m时，利用同步寄存器中的m个ta计算出ta调整值，并根据ta调整值确定是否需要进行上行同步调整，在上行同步的第二阶段，如果ta调整值大于step2或者小于-step2，则均需要进行上行同步调整，否则，不需要进行上行同步调整，将ta设置为0即可。

步骤104、判断用户终端的移动状态，如果用户终端处于第一移动状态，则执行步骤105，如果用户终端处于第二移动状态，则执行106；

在进入上行同步的第二阶段后，需要根据用户终端的移动状态确定是否需要进入上行同步的第三阶段，用户终端的移动状态包括第一移动状态和第二移动状态两种，其中，判断用户终端所处的移动状态的方法为：如果最近一次执行第二上行同步操作时设置ta值为0，且已按照同步信号发送周期p1连续接收到超过m个同步信号，则确定用户终端处于第二移动状态，否则，确定用户终端处于第一移动状态。

可以看出，用户终端处于第一移动状态，表明用户终端当前的移动速度较快，因而还需要进行上行同步调整(最近一次执行第二上行同步操作时设置的ta值不为0)，或者，在上行同步的第二阶段，基站连续接收到的同步信号个数较少(未达到m个)。用户终端处于第二移动状态，表明用户终端当前的移动速度较慢，因而不需要频繁进行上行同步调整(最近一次执行第二上行同步操作时设置的ta值为0)，并且在上行同步的第二阶段，基站连续接收到的同步信号个数较多(达到或超过m个)。

步骤105、判断用户终端的上行业务是否处于上行授权禁止状态，如果是，则返回执行步骤101，否则，返回执行步骤103；

用户终端处于第一移动状态时，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则需要返回执行步骤101，否则，需要返回执行步骤103。

步骤106、判断用户终端的上行业务是否处于上行授权禁止状态，如果是，则返回执行步骤101，否则，执行步骤107；

用户终端处于第二移动状态时，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则需要返回执行步骤101，否则，需要进入上行同步的第三阶段，也即，执行步骤107。

步骤107、按照预设定时估计周期p2接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第三上行同步操作；

本步骤属于上行同步的第三阶段，在上行同步的第二阶段，已经通过以较小的同步信号发送周期p1接收同步信号来实现快速同步，在第三阶段，按照一个较大的定时估计周期p2接收用户终端的同步信号，以进行同步跟踪。且由于定时估计周期p2大于或等于同步信号发送周期p1，因此，能够在一定程度上防止因用户终端移动而导致的频谱利用率下降。

根据获取的ta执行第三上行同步操作，具体包括以下步骤：

c1、将获取的ta加入同步寄存器，如果同步寄存器中的ta个数小于m，则执行步骤c2，如果同步寄存器中的ta个数等于m，则执行步骤c3；

c2、若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回步骤101执行，否则，返回执行步骤107；

c3、计算同步寄存器中m个ta的平均值并清空同步寄存器，若平均值大于预设第三步长step3，则将ta设置为预设时长t，若平均值小于-step3，则将ta设置为-t，若ta调整值位于区间[-step3，step3]，则将ta设置为0。设置了ta值之后，基站还需要将ta值通过时间提前量命令(timingadvancecommand)下发给用户终端，使用户终端基于ta值进行上行同步调整。

本发明中，不论是根据sr信号获取的ta，还是根据同步信号获取的ta，均将获取的ta加入到同步寄存器中，当同步寄存器中的ta累积到一定个数m时，利用同步寄存器中的m个ta计算出ta调整值，并根据ta 调整值确定是否需要进行上行同步调整，在上行同步的第三阶段，如果ta调整值大于step3或者小于-step3，则均需要进行上行同步调整，否则，不需要进行上行同步调整，将ta设置为0即可。

步骤108、判断用户终端的上行业务是否处于上行授权禁止状态，如果是，则返回执行步骤101，否则，返回执行步骤107；

在步骤107执行第三上行同步操作之后，还需要判断用户终端的上行业务是否处于上行授权禁止状态，如果是，需要重新返回上行同步的第一阶段，也即返回步骤101执行，如果否，则需要继续返回步骤107，继续行同步跟踪。

图1所示本发明实施例中，为了计算ta调整值，将获取的ta加入同步寄存器时，还记录将获取的ta加入同步寄存器的时间。

利用同步寄存器中的m个ta计算ta调整值的方法具体可以为：根据用户终端的移动速度计算时间度量值thread，根据该时间度量值将加入同步寄存器中的m个ta分划到第一组和第二组，分别计算第一组中ta的平均值tavg1及第二组中ta的平均值tavg2，并按照以下公式计算ta调整值：

ta调整值＝(1-λ)×tavg1+λ×tavg2，其中，λ为调整系数，取值范围为区间[0，1]；

其中，假设按照加入同步寄存器的先后顺序，m个ta加入同步寄存器的时间分别为：time_1、time_2、……、time_m，则如果time_m与time_i的差值大于thread，则将同步寄存器中对应于time_i的ta划到第一组，否则，将同步寄存器中对应于time_i的ta划到第二组。

thread的计算是依据用户终端的移动速度，可以预先基于移动速度划分移动等级，每个移动等级对应一个移动速度范围和一个等级度量值，如表一所示例子，

表一

可以看出，在表一中，移动速度在0到3km/h的用户终端，其移动等级为1，相应的等级度量值a的取值为3；移动速度在3到30km/h的用户终端，其移动等级为2，相应的等级度量值a的取值位30；移动速度在30到60km/h的用户终端，其移动等级为3，相应的等级度量值a的取值位60；移动速度在60到120km/h的用户终端，其移动等级为4，相应的等级度量值a的取值位120；移动速度在120到300km/h的用户终端，其移动等级为5，相应的等级度量值a的取值位300。

根据用户终端的移动速度计算时间度量值thread的方法具体为：

根据用户终端的移动速度确定用户终端的移动等级及该移动等级的等级度量值a，并采用以下公式计算thread：

其中，c为光速，fs为采样速率。

以上对本发明实施例上行同步调整方法进行了详细说明，本发明还提供了一种上行同步调整装置，下面结合图2进行详细说明。

参见图2，图2是本发明实施例上行同步调整装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：第一同步单元201、第二同步单元202、第三同步单元203；其中，

第一同步单元201，用于接收用户终端的资源请求sr信号，基于sr信号获取ta并根据获取的ta执行第一上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则返回执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，通知第二同步单元202执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号；

第二同步单元202，用于接收第一同步单元201的通知，按照同步信号发送 周期p1接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第二上行同步操作，如果用户终端处于第一移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元201执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号的操作；如果用户终端处于第二移动状态，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元201执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，通知第三同步单元203执行按照预设定时估计周期p2接收同步信号的操作；

第三同步单元203，用于接收第二同步单元202的通知，按照预设定时估计周期p2接收同步信号，基于同步信号获取ta并根据获取的ta执行第三上行同步操作，如果用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元201执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照预设定时估计周期p2接收同步信号的操作；

其中，p1小于或等于p2。

图2所示装置中，

所述第一同步单元，根据获取的ta执行第一上行同步操作时，用于：将获取的ta加入同步寄存器，如果同步寄存器中的ta个数小于预设累积次数m，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则再次执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，通知第二同步单元202执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号的操作；如果同步寄存器中的ta个数等于m，则利用同步寄存器中的m个ta计算ta调整值并清空同步寄存器，若ta调整值大于预设第一步长step1，则将ta设置为预设时长t，若ta调整值小于-step1，则将ta设置为-t，若ta调整值位于区间[-step1，step1]，则将ta设置为0；

所述第二同步单元202，根据获取的ta执行第二上行同步操作时，用于：将获取的ta加入同步寄存器，如果同步寄存器中的ta个数小于m，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元201执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照同步信号发送周期p1接收同步信号的操作；如果同步寄存器中的ta个数等于m，则利用同步寄存器中的m 个ta计算ta调整值并清空同步寄存器，若ta调整值大于预设第二步长step2，则将ta设置为预设时长t，若ta调整值小于-step2，则将ta设置为-t，若ta调整值位于区间[-step2，step2]，则将ta设置为0；

所述第三同步单元203，根据获取的ta执行第三上行同步操作时，用于：将获取的ta加入同步寄存器，如果同步寄存器中的ta个数小于m，则若用户终端的上行业务处于上行授权禁止状态，则通知第一同步单元201执行接收用户终端的sr信号的操作，否则，再次执行按照预设定时估计周期p2接收同步信号的操作；如果同步寄存器中的ta个数等于m，则计算同步寄存器中m个ta的平均值并清空同步寄存器，若平均值大于预设第三步长step3，则将ta设置为预设时长t，若平均值小于-step3，则将ta设置为-t，若ta调整值位于区间[-step3，step3]，则将ta设置为0。

图2所示装置中，

所述第二同步单元202判断用户终端所处的移动状态时，用于：如果最近一次执行第二上行同步操作时设置ta值为0，且已按照同步信号发送周期p1连续接收到超过m个同步信号，则确定用户终端处于第二移动状态，否则，确定用户终端处于第一移动状态。

图2所示装置中，

所述第一同步单元201、第二同步单元202、第三同步单元203将获取的ta加入同步寄存器时，均记录将获取的ta加入同步寄存器的时间；

所述第一同步单元201、第二同步单元202利用同步寄存器中的m个ta计算ta调整值时，用于：根据用户终端的移动速度计算时间度量值thread，根据该时间度量值将加入同步寄存器中的m个ta分划到第一组和第二组，分别计算第一组中ta的平均值tavg1及第二组中ta的平均值tavg2，并按照以下公式计算ta调整值：

ta调整值＝(1-λ)×tavg1+λ×tavg2，其中，λ为调整系数，取值范围为区间[0，1]；

其中，假设按照加入同步寄存器的先后顺序，m个ta加入同步寄存器的时 间分别为：time_1、time_2、……、time_m，则如果time_m与time_i的差值大于thread，则将同步寄存器中对应于time_i的ta划到第一组，否则，将同步寄存器中对应于time_i的ta划到第二组。

图2所示装置还包括配置单元204；

所述配置单元204，用于预先基于移动速度划分移动等级，每个移动等级对应一个移动速度范围和一个等级度量值；

所述第一同步单元201、第二同步单元202，根据用户终端的移动速度计算时间度量值thread时，用于：

根据用户终端的移动速度确定用户终端的移动等级及该移动等级的等级度量值a，并采用以下公式计算thread：

其中，c为光速，fs为采样速率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。