保持上行同步方法、基站和用户设备与流程

文档序号:14943189发布日期:2018-07-13 21:37

本发明涉及通讯领域,特别是涉及一种保持上行同步的方法、基站和用户设备。



背景技术:

为了基站能够正确解出终端发来的数据,需要终端和基站保持上行同步,保证终端的信号能够准确的落入基站的接收时间窗内,也就是循环前缀范围内。由于终端和基站存在一定的空口时延,使得终端的时间同步点会与基站的时间同步点不一致,为了消除终端与基站间的时间同步偏差,UE(用户设备,User Equipment)需要在发射信号前进行时间调整,按照基站的时间同步点来发射,这个调整时间就是所谓的TA(时间提前量,Time Advance)。基站通过适当的控制每个UE的TA值,可以控制来自不同UE的上行信号到达基站的时间,对于离基站较远的UE,由于传输时延较大,就要比离基站近的UE提前发送上行数据,TA值也相对较大。

为了保证UE与基站的上行同步,基站需要测量UE的TA值,然后通过平滑等一系列计算得到TAC(时间提前量命令,Time Advance Commond),再下发给UE,使得UE知道提前多长时间发送数据才能保证其数据刚好落在基站的循环前缀范围内。

常见的TA估算方法有频域估算法和时域估算法。其中频域估算方法有频域相位差估计法,常用的时域估算方法有Sinc函数插值法、DFT(离散傅里叶变换,Discrete Fourier Transform)插值法、重心法、DFT插值+重心法等。但是,以上TA估算方法都只适用于多子载波情况等资源较多的情况,对于单子载波的情况,由于有效资源少,给TA估算带来了很大的困难,并且估算出来的TA不准确,从而无法保持上行同步。

因此,在单子载波业务进行的过程中,如果TA没有估算出或者TA估算不准确,就会导致上行失步。



技术实现要素:

本发明提供一种保持上行同步的方法、基站和用户设备,用以解决现有技术的如下问题:在单子载波业务进行的过程中,如果TA没有估算出或者TA估算不准确,就会导致上行失步。

为解决上述技术问题,一方面,本发明提供一种保持上行同步的方法,其特征在于,包括:所述基站在检测到用户设备的TAT(定时指派定时器,Time Alignment Timer)剩余时间达到预设时间阈值时,基站向用户设备发送PDCCH Order(物理下行控制信道指令,Downlink Control Channel Order);所述基站接收所述用户设备根据所述PDCCH Order返回的前导序列;所述基站根据所述前导序列估算TA,并将所述TA发送至所述用户设备,以使所述用户设备根据所述TA保持上行同步。

可选的,向所述用户设备发送PDCCH Order,包括:判断上行BSR(缓冲区状态报告,Buffer Status Report)是否不为空或者下行是否有数据待发送;在上行BSR不为空或者下行有数据待发送的情况下,所述基站在所述用户设备DRX(非连续接收,Discontinuous Reception)的非活动周期之外向所述用户设备发送PDCCH Order。

可选的,所述预设时间阈值=TAT总时长-(所述PDCCH Order的调度时长+所述TA的调度时长+所述前导序列的发送时长)。

可选的,所述方法还包括:所述基站在接收到来自所述用户设备的业务数据的情况下,重置所述用户设备对应的TAT。

另一方面,本发明还提供一种保持上行同步方法,包括:用户设备接收来自基站的PDCCH Order,其中,所述PDCCH Order为所述基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时发送的;所述用户设备根据所述PDCCH Order向基站发送前导序列;所述用户设备接收所述基站根据所述前导序列返回的TA,并重置所述用户设备对应的TAT;所述用户设备根据所述TA向所述基站发送数据。

另一方面,本发明还提供一种基站,包括:第一发送模块,用于在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,向用户设备发送PDCCH Order;第一接收模块,用于接收所述用户设备根据所述PDCCH Order返回的前导序列;估算模块,用于根据所述前导序列估算TA;第二发送模块,用于将所述TA发送至所述用户设备,以使所述用户设备根据所述TA保持上行同步。

可选的,所述第一发送模块包括:判断单元,用于判断上行BSR是否不为空或者下行是否有数据待发送;发送单元,用于在上行BSR不为空或者下行有数据待发送的情况下,所述基站在所述用户设备DRX的非活动周期之外向所述用户设备发送PDCCH Order。

可选的,所述判断单元的所述预设时间阈值按照如下方式确定:所述预设时间阈值=TAT总时长-(所述PDCCH Order的调度时长+所述TA的调度时长+所述前导序列的发送时长)。

可选的,还包括:第一重置模块,用于在接收到来自所述用户设备的业务数据的情况下,重置所述用户设备对应的TAT。

另一方面,本发明还提供一种用户设备,包括:第二接收模块,用于接收来自基站的PDCCH Order,其中,所述PDCCH Order为所述基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时发送的;第三发送模块,用于根据所述PDCCH Order向基站发送前导序列;第二重置模块,用于接收所述基站根据所述前导序列返回的TA,并重置所述用户设备对应的TAT,以将时间更新为TAT总时长;第四发送模块,用于根据所述TA向所述基站发送数据。

本发明在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,对用户设备发送PDCCH Order,这样,就可以根据接收用户返回的前导序列,并根据前导序列来估算TA,随后,就可以让用户设备使用该TA来实现上行同步,该过程中,无论是否为单子载波,都可以采用上述方法轻松的估算TA,进而完成上行同步,解决了现有技术的如下问题:在单子载波业务进行的过程中,如果TA没有估算出或者TA估算不准确,就会导致上行失步。

附图说明

图1是本发明第一实施例中保持上行同步的的方法的流程图;

图2是本发明第二实施例中保持上行同步的方法的流程图;

图3是本发明第三实施例中基站的结构示意图;

图4是本发明第三实施例中基站的优选结构示意图;

图5是本发明第四实施例中用户设备的结构示意图;

图6是本发明第五实施例中上行同步方法的流程图;

图7是本发明第五实施例中TAT快超时时刻的概念图。

具体实施方式

为了解决现有技术的如下问题:在单子载波业务进行的过程中,如果TA没有估算出或者TA估算不准确,就会导致上行同步失败;本发明提供了一种保持上行同步的方法、基站和用户设备,以下结合附图以及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不限定本发明。

本发明第一实施例提供了一种保持上行同步的的方法,该方法的流程如图1所示,包括步骤S102至S106:

S102,基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,向用户设备发送PDCCH Order。该过程中的PDCCH Order相当于标准中规定的MSG0的一种形式。

S104,基站接收用户设备根据PDCCH Order返回的前导序列。该过程中的前导序列相当于标准中规定的MSG1的一种形式。

S106,基站根据前导序列估算TA,并将TA发送至用户设备,以使用户设备根据TA保持上行同步。在实现过程中,基站是根据前导序列估算TA,并计算出TAC值,然后通过RAR发送给用户设备的。该过程中的承载TA的RAR相当于标准中规定的MSG2的一种形式。

本发明实施例在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,对用户设备发送PDCCH Order,这样,就可以根据接收用户返回的前导序列,并根据前导序列来估算TA,随后,就可以让用户设备使用该TA来实现上行同步,该过程中,无论是否为单子载波,都可以采用上述方法轻松的估算TA,进而完成上行同步,解决了现有技术的如下问题:在单子载波业务进行的过程中,如果TA没有估算出或者TA估算不准确,就会导致上行失步。

在向用户设备发送PDCCH Order时,判断上行BSR是否不为空或者下行是否有数据待发送;如果上行BSR不为空或者下行有数据待发送,则说明此时业务仍在继续,基站在用户设备DRX的非活动周期之外向用户设备发送PDCCH Order。

本发明实施例使用到了TAT,该定时器协议中已经存在,协议规定UE的行为是:TAT运行期间,UE认为自己是同步的,否则,UE认为自己失步。失步情况下,UE如果要想再发数据,则必须发起竞争随机接入,UE在收到TAC的时候会启动或者重启定时器。因此,上述过程实际上是利用随机接入可以确定TA的方式,让业务中的用户设备再次随机接入,进而确定TA,避免在TAT超时时,用户设备进入失步状态而无法进一步实现业务。

其中,预设时间阈值=TAT总时长-(PDCCH Order的调度时长+TA的调度时长+前导序列的发送时长)。

基站在接收到来自用户设备的业务数据的情况下,由于基站内部会保存与各个用户设备对应的TAT,因此,在收到业务数据的情况下,证明使用TA完成上行同步成功,则重置基站内用户设备对应的TAT,以将时间更新为TAT总时长,该过程即重启定时器的过程。

本发明第二实施例提供了一种保持上行同步方法,该方法的流程如图2所示,包括步骤S202至S208:

S202,用户设备接收来自基站的PDCCH Order,其中,PDCCH Order为基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时发送的;

S204,用户设备根据PDCCH Order向基站发送前导序列;

S206,用户设备接收基站根据前导序列返回的TA,并重置用户设备对应的TAT,以将时间更新为TAT总时长;

S208,用户设备根据TA向基站发送数据。

本实施例中,当对端的基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,判断上行BSR是否不为空或者下行是否有数据待发送;如果上行BSR不为空或者下行有数据待发送,则说明此时用户设备的业务仍在继续,因此,基站在用户设备DRX的非活动周期之外向用户设备发送PDCCH Order,用户设备根据PDCCH Order向基站发送前导序列,以便基站可以根据前导序列来估算TA;在接收到基站返回的TA后,重置用户设备侧的TAT,随后,就可以使用该TA向基站发送业务数据。

本发明第三实施例提供一种基站,其结构示意如图3所示,包括:

第一发送模块10,用于在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时,向用户设备发送PDCCH Order;第一接收模块11,与第一发送模块10耦合,用于接收用户设备根据PDCCH Order返回的前导序列;估算模块12,与第一接收模块11耦合,用于根据前导序列估算TA;第二发送模块13,与估算模块12耦合,用于将TA发送至用户设备,以使用户设备根据TA保持上行同步。

上述第一发送模块10包括:判断单元,用于判断上行BSR是否不为空或者下行是否有数据待发送;发送单元,用于在上行BSR不为空或者下行有数据待发送的情况下,基站在用户设备DRX的非活动周期之外向用户设备发送PDCCH Order。其中,判断单元的预设时间阈值按照如下方式确定:预设时间阈值=TAT总时长-(PDCCH Order的调度时长+TA的调度时长+前导序列的发送时长)。

图4还示出了上述基站的优选结构示意图,还包括:第一重置模块14,与第二发送模块13耦合,用于在接收到来自用户设备的业务数据的情况下,重置用户设备对应的TAT,以将时间更新为TAT总时长。

本发明第四实施例提供了一种用户设备,其结构示意如图5所示,包括:第二接收模块20,用于接收来自基站的PDCCH Order,其中,PDCCH Order为基站在检测到用户设备的TAT剩余时间达到预设时间阈值时发送的;第三发送模块21,与第二接收模块20耦合,用于根据PDCCH Order向基站发送前导序列;第二重置模块22,与第三发送模块21耦合,用于接收基站根据前导序列返回的TA,并重置用户设备对应的TAT,以将时间更新为TAT总时长;第四发送模块23,与第二重置模块22耦合,用于根据TA向基站发送业务数据。

本实施例的用户设备可以与上述第三实施例中的基站交互,该过程中,无论是否为单子载波,都可以采用上述方法轻松的估算TA,进而使用户设备完成上行同步。

本发明第五实施例在业务保持过程中,如果发现是单载波情况或者无法估算TA的情况,则在TAT快超时时刻,基站向UE发送PDCCH Order,强制UE发起随机接入,用随机接入的TA来保证上行同步,避免上行失步。本实施例的上行同步方法如图6所示,现结合图6对该上行同步保持方法在实际应用场景中的系统功能与交互流程进行相关说明,该上行同步方法包括:

步骤一:UE在收到基站TAC或者MSG4消息后会启动TAT定时器,随机接入完成之后,基站侧启动TAT定时器。其中,MSG4消息为RRC(无线资源控制,Radio Resource Contro)连接建立消息。

步骤二:在业务进行中,当基站侧的TAT定时器进入快超时时刻,并且基站上行BSR不为空或者下行有数据待发,此时,需要UE保持同步状态用来进行数据传输,则基站发起PDCCH Order(即MSG0),强制UE发起一次随机接入。

其中,TAT快超时时刻的概念如图7所示,TAT快超时时长=TAT-(MSG0调度时长+MSG2调度时长+MSG1发送时长),并且发送PDCCH Order需要避开DRX非活动周期,公式原理为:DRX其持续时间(On Duration)与非活动(Inactive)时间进行周期性地重复,UE只需要在持续时间内监听专有PDCCH信道,而非活动周期内,UE保持静默,以达到省电的目的。

如上Inactive期间UE是不监听PDCCH信道的,所以下发PDCCH Order的TAT快超时时刻需要考虑DRX的Inactive周期,避开DRX的非活动周期下发PDCCH Order,并且为了保证在UE失步前收到TAC,也需要考虑MSG0调度时长、MSG1时长和MSG2的调度时长。

步骤三:UE在其USS空间中盲检到该PDCCH Order,给基站发送前导序列(Preamble,即MSG1)。

步骤四:基站根据前导序列来估算TA,计算出最终的TAC值,通过RAR(随机接入响应,Random Access Response)MAC PDU(媒体访问控制协议数据单元,Media Access Control Protocol Data Unit)发给UE(即MSG2)。

步骤五:UE在RAR时间窗内接收到基站发来的RAR,解出其中的TAC字段得到TA值,重启UE侧的TAT定时器,在发送MSG3时会提前该TA时间发送。

步骤六:基站收到UE发来的MSG3,并在CRC校验通过后,重置基站侧的TAT定时器。

UE在收到基站的TAC或者MSG4消息时,会启动TAT定时器;基站在随机接入完成之后,也会启动TAT定时器。当UE侧的TAT定时器超时,UE认为上行是失步的,否则UE认为上行是同步的;当基站侧的TAT定时器超时,基站认为UE当前是失步状态,当基站的Timer运行期间,基站认为UE当前是同步的。

当某UE进入TAT快超时时刻,并且该UE上行BSR不为空或者下行有数据待发,则基站为了保持UE上行同步,基站会主动给UE下发PDCCH Order,强制UE重新发起一次随机接入,使用随机接入中的TA来保持UE的上行同步。

当UE收到基站的TAC,UE会重启TAT定时器;基站在两个地方重置TAT定时器,一是收到UE的TAC ACK的时候,二是MSG3CRC校验通过的时候。

TAT快超时长综合考虑MSG0的调度时长、MSG2调度时长、MSG1时长并且避免在DRX非活动周期内发送PDCCH Order,使得UE在失步前就收到TAC,避免UE上行失步。

采用本发明提出的方法,使得基站不会因为业务保持过程中单子载波等情况下估算不出来TA导致频繁的上行失步而影响数据传输,提高用户体验。

尽管为示例目的,已经公开了本发明的优选实施例,本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的,因此,本发明的范围应当不限于上述实施例。

再多了解一些
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