专利名称：Wcdma空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通信，特别涉及一种改进的用于宽带WCDMA系统空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法。
背景技术：
现在的WCDMA标准中，专用物理信道(简称DPCH)建立时，网络首先通过公用信道向用户终端(简称UE)发送一些建立专用物理信道需要的参数，然后再进行专用物理信道的建立。专用物理信道包含两部分，专用物理控制信道(简称DPCCH)和专用物理数据信道(简称DPDCH)。专用物理信道的建立，实际上就是先建立终端和基站(在WCDMA中称NodeB)之间上下行的DPCCH同步，DPCCH同步完成之后，再开始在DPDCH信道上发送数据。
建立DPCCH同步过程如下1.网络通知UE准备建立专用物理信道网络通过公共信道通知UE将要建立的专用物理信道所使用的资源，如专用物理信道相对于主公共控制物理信道(简称PCCPCH)的时间偏移量，专用信道上下行使用的扩频码等。
2.建立专用物理信道下行同步通过第一步得到的时间偏移量，UE计算出Node B开始发送下行DPCCH的时间。UE在该时刻开始接收和测量Node B发送的信息。下行同步否的判断由UE的高层通过收到的来自UE物理层的同步原语的汇报得到。
同步原语的汇报有两种方式。用于物理信道建立过程的原语汇报方式如下从UE高层启动专用物理信道建立直到下行专用信道建立后的160毫秒内，UE物理层每帧(10毫秒)做一次是否同步的判断。测量的方法是，对当前时刻之前的最后40毫秒的DPCCH信号进行平均，如果在测量时间内信号的平均质量大于规范里定义的同步阈值Qin，则向UE高层报告一个同步原语(CPHY-Sync-IND)，否则不报告。在前40毫秒内，因为不够一次测量的时间长度，也被认为是不满足同步条件，不进行原语报告。
对于UE的高层，如果连续收到N_INSYNC_IND个来自物理层的同步原语，则认为下行同步过程结束，并开始发送上行DPCCH信号，进而触发上行同步的过程。N_INSYNC_IND是个可配置的参数，由网络端指定。
3 建立专用物理信道的上行同步下行同步结束后，UE开始发送上行的DPCCH信息。UE连续发送K帧DPCCH信息，则默认上行同步结束，开始在DPDCH信道上发送数据。K也是个可配置的参数，其值也由网络配置。当前规范里定义K的取值范围是0到7。在发送K帧的DPCCH的过程中，UE根据提前定义好的一个方案来逐渐提高上行发射功率，例如每N个时隙增加1dB的发射功率。N由网络端指定。
在EUDCH中，与话音业务不同，数据业务具有突发性，所以会频繁的进行建立和释放专用物理信道的操作，如果能够减小专用信道建立过程的时间，将在一定程度上提高系统的容量。
建立专用物理信道的一个重要的部分，就是建立DPCCH的上行和下行同步。现有的同步方案是，先进行下行同步，然后再进行上行同步，整个同步过程完成需要的时间比较长。所以通过改善同步过程，来减少DPCCH同步需要的时间是可能的。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于宽带WCDMA系统空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法，通过对现有的物理信道同步过程的修改，使得上下行的同步过程同时进行，并能够在自己的同步过程完成后通知对方，使得通信的双方能及时了解到整个同步过程是否结束，以便及时开始发送数据。
为实现上述目的，一种WCDMA空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法，包括步骤UE和Node B先计算各自的帧边界时间；
然后，UE和Node B按照各自的帧边界发送同步信息码；同时，也开始接收对方发送的信息，进行同步过程；一方的同步过程完成后，启动己方的通知对方机制。
本发明通过允许上下行同步过程同时开始，并使用一种能够使通信双方及时了解同步过程结束的机制，从而能够有效的减少了同步过程完成所需要的时间。在数据传输中，由于数据的突发性，频繁地进行专用信道的建立和释放需要许多额外的开销。减小同步过程的时间，也就减少了专用信道建立所需要的时间。
图1表示DPCH和PCCPCH帧边界的偏移量；图2是上下行DPCCH的时隙结构图；图3是UE动作流程图；图4是M＝0时，同步过程示意图；图5是M＝1时，同步过程示意图。
具体实施例方式
本发明主要包括了两个重要部分。一个是让上下行的同步过程同时开始进行，另一个是一种新的机制使得通信双方都知道对方的同步过程是否完成。
上下行同步同时开始专用信道建立的第一个步骤就是网络分配下行信道的资源，并通过公用信道通知给UE。其中两个重要的参数就是专用信道码片偏移量(Chip Offset)和帧偏移量(Frame Offset)，码片偏移量其实就是下行专用物理信道(DPCH)的帧边界相对于PCCPCH的帧边界的时间偏移量；帧偏移量指示了下行DPCH的连接帧序号(CFN)和Node B的系统帧序号(SFN)之间的时间关系。见图1，PCCPH的帧边界的SFN是101，102，103，104...专用物理信道DPCH的帧边界的SFN是111，112，113....码片偏移量只能是256Chip的整数倍。N表示倍数。因为无线帧的长度是10毫秒，等于38400个Chip，所以N的取值范围是0到149。
同时据WCDMA系统规定，上行的帧边界比UE收到的下行的帧边界滞后1024Chips，UE也可以计算出上行DPCCH帧边界的时间。知道了上行和下行的帧边界后，UE就可以同时进行收发操作了，即上下行的DPCHH的同步过程可以同时进行。
具体的动作过程是UE和Node B先计算各自的帧边界时间，然后，UE和Node B按照各自的帧边界发送同步信息码，同时，也开始接收对方发送的信息，进行同步过程，一方的同步过程完成后，启动己方的通知对方机制。
通知对方的机制现有规范中的同步过程，是下行同步过程结束后，才开始上行同步的过程。对于Node B而言，如果其完成了上行同步(即上行的DPCCH信道的信号质量达到规定的要求)，就可以认为整个同步过程已经结束，可以发送数据了，因为UE发送上行DPCCH信号就表示UE已经完成了下行同步(即下行的DPCCH信道的信号质量达到规定的要求)。对UE而言，连续发送K帧上行的DPCCH，就可以发送数据了，一般而言，K值设置的比较保守(比较大)，K帧的DPCCH几乎肯定能完成上行同步过程。而如果上下行的同步过程同时开始，没有这种固定的先后时序关系。上行同步，下行同步都可能先完成，发送的一方并不能及时知道接收的一方已经完成了同步过程。也不可能设置一个固定的参数(类似参数K)，双方各发若干帧就认为对方的同步过程完成。因为这样的值一般都设的比较大，而现在的目标是要减少同步的时间。所以需要一种机制，通过它，当接收方完成同步时，能尽快通知发送的一方。
本发明中，上下行各增加了一个同步完成的指示。上行同步完成指示为UL_SYNC_Indicator，由Node B通过下行的DPCCH信道发送给UE。下行同步完成指示为DL_SYNC_Indicator，由UE通过上行的DPCCH信道发送给Node B。
上行和下行的DPCCH信道的时隙结构见图2
从时隙结构图可以看出，上下行的每个时隙各有一个TPC(发射功率控制)命令的位置。TPC的用途是进行内环功控。TPC＝‘+1’表示要对方增加发射功率，TPC＝‘-1’表示要求对方降低发射功率。现在同步完成指示借用TPC的位置来发送。用TPC等于‘-1’表示同步完成指示。发送同步完成指示的周期为M，也即每M个时隙，发送一次同步指示。其余时隙的TPC仍然表示功率控制命令。M是一个可配置的参数。
在同步完成之前，所有发送的TPC都为‘+1’，同步完成之后，开始正常的功率控制，TPC的取值由实测的信噪比和目标信噪比的比较来决定，如果实测的信噪比高于目标的信噪比，TPC等于‘1’，否则等于‘+1’。在这些TPC中间插入同步完成指示，当时隙号是M的整数倍时，不管功率控制算法得出的TPC是什么，TPC都强制性的设为‘-1’，来表示同步完成指示。
对于接收方而言，每个时隙进行一次信噪比的测量。在接收的DPCCH的平均信噪比满足条件之前，忽略DPCCH中的TPC命令，接收的DPCCH的平均信噪比满足同步条件后(即完成自己的同步后)，不管时隙号是多少，只要TPC＝’-1’，都可理解为对方的同步完成指示，同时也按照正常的功率控制算法对发射功率进行调整。
UE在同步过程中的动作在开始同步过程之前，UE应该从网络端得到的信息如下帧偏移量Frame-Offset，码片偏移量Chip-Offset，同步指示发送频率M等。
1 UE计算出Node B开始发送下行的DPCH的时刻，上行的DPCCH的发送时刻比下行DPCH拖后1024Chip。
2 UE在计算出的时刻去接收下行的DPCCH，和发送上行的DPCCH。
3 完成下行同步之前，忽略所有下行的DPCCH的TPC功控命令，并且所有的上行的DPCCH中的TPC都等于‘+1’。
4 完成下行同步后(即UE高层连续收到N_INSYNC_IND个同步原语后)，开始正常的功率控制，即上行的TPC命令由实测得信噪比和目标信噪比的比较结果决定。同时，当时隙号是M的整数倍时，在上行的TPC命令中，强制的插入下行同步完成指示(DL_SYNC_Indicator)，即令该时隙的TPC＝‘-1’。
5 收到UL_SYNC_Indicator之前(没有发现下行DPCCH的TPC＝‘-1’)，UE按照预定的方案逐渐增加发射功率(例如每N个时隙增加1dB的发射功率)。
6 收到UL_SYNC_Indicator后，在下一个时隙发送最后一个DL_SYNC_Indicator给Node B。并准备在下一帧开始发送DPDCH。UE的发送功率按下行TPC的指示根据功率控制算法调整。
Node B在同步过程中的动作1 Node B根据RNC通知的参数，计算开始发送下行的DPCH的时刻2 在计算出的时刻开始发送下行的DPCH，并在1024Chip之后，接收UE发送的上行DPCCH信息。
3 完成上行同步之前，忽略所有上行的DPCCH的TPC功控命令，并且所有的下行的DPCH中的TPC都等于‘+1’。
4 完成上行同步后，开始正常的功率控制，即下行的TPC由实测得信噪比和目标信噪比的比较结果决定。同时，当时隙号是M的整数倍时，在下行的TPC命令中，强制的插入上行同步完成指示(UL_SYNC_Indicator)，即令该时隙的TPC＝‘-1’。
5 收到DL_SYNC_Indicator之前(没有发现上行DPCCH的TPC＝‘-1’)，Node B保持下行的发射控率不变。
6 收到DL_SYNC_Indicator后，在下一个时隙发送最后一个UL_SYNC_Indicator给UE。并准备在下一帧开始发送数据。Node B的发送功率按上行TPC的要求根据功率控制算法调整。
图3是UE动作的一个流程图301 UE接收一个下行的DPCCH时隙的信号。
302 下行同步的条件是否满足(其中包括信号的平均值量是否达到要求，UE上层连续收到同步原语的个数满足系统规定的个数)。不满足转向307，如满足，继续到303。
303 接收到的时隙中的TPC是否为-1 ？实际上是判断Node B是否完成上行同步过程。上行同步没有完成，继续304，否则310。
304 将要发送的上行DPCCH的时隙号是否是M的整数倍？如是306，否则305305 TPC由正常的功控算法决定，继续到308。
306 强制TPC＝’-1’，这是一个DL_SYNC_Indicator，表示下行同步已经完成。继续到308。
307 TPC＝’+1’，下行同步完成之前，所有的TPC都设为+1。继续到308。
308 按预定的方式增加上行DPCCH的发射功率，继续到309。
309 按308调整后的功率，发射上行的DPCCH。转向301310 由303跳转到这里，表示此时Node B已经完成了上行同步过程。将上行的TPC设为‘-1’，最后一次发送DL_SYNC_Indicator给NodeB，以确保Node B能收到至少一个同步完成指示。
311 按照正常的功控算法调整上行DPCCH的发射功率312 结束同步过程。
发明的实施例M＝0的情况M＝0时，同步完成后，并不给对方发送同步完成指示，TPC全由正常的功率控制算法产生。正常情况下，由于UE的发射功率是逐渐升高的，如果平均的信噪比高于规定值时，最后时隙的信噪比一定是较高的。正常的功率控制应该产生’-1’，考虑到无线信道的瑞利衰落的特点，TPC也可能是’+1’。但一段时间内，多数的TPC该是’-1’。对方只能通过功控产生的’-1’，知道发射发已经完成了同步过程。见图4，给出了M＝0的一个例子401 401是UE完成下行同步的时刻，之后上行的TPC是UE对Node B的功控命令。
402 402是Node B完成上行同步的时刻，401和402之间，由于上行同步没有完成，Node B忽略来自UE的TPC命令。402之后，下行的TPC是Node B对UE的功控命令。
403 上行同步完成之后的第一个下行的TPC＝’-1’，被UE理解为上行同步完成指示。
404 UE知道上行同步完成之后的第一个上行的TPC＝’-1’，被Node B理解为下行同步完成指示。404时刻之后所有同步过程结束。从下一个帧边界开始，数据就可以进行传输了。
M＝1的情况M＝1时，同步完成后，在每个时隙都发送同步完成指示给对方。见图5，给出了M＝1的一个例子。M＞1时，情况都类似。
501 501是UE完成下行同步的时刻。之后开始传输下行同步完成指示。
502 接收到上行同步完成指示之前，每个时隙上行的TPC都是下行同步完成指示(DL_SYNC_Indicator)。
503 是Node B完成上行同步的时刻。
504 上行同步完成后的下一个时隙，Node B传输上行同步完成指示给UE。
505 UE收到Node B的上行同步完成指示后，再传最后一下行同步完成指示，以确保Node B完成上行同步之后，至少能收到一个下行同步完成指示。随后开始进行正常的功控。并且所有同步过程结束，从下一个帧边界开始，数据就可以进行传输了。
权利要求
1.一种WCDMA空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法，包括步骤UE和Node B先计算各自的帧边界时间；然后，UE和Node B按照各自的帧边界发送同步信息码；同时，也开始接收对方发送的信息，进行同步过程；一方的同步过程完成后，启动已方的通知对方机制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述UE的同步过程包括步骤UE计算出Node B开始发送下行的DPCH的时刻，上行的DPCCH的发送时刻比下行DPCH拖后1024Chip；UE在计算出的时刻去接收下行的DPCCH和发送上行的DPCCH；完成下行同步之前，忽略所有下行的DPCCH的TPC功控命令，并且所有的上行的DPCCH中的TPC都等于‘+1’。完成下行同步后，开始正常的功率控制，同时，当时隙号是M的整数倍时，在上行的TPC命令中，强制的插入下行同步完成指示DL_SYNC_Indicator；收到UL_SYNC_Indicator之前，UE按照预定的方案逐渐增加发射功率；收到UL_SYNC_Indicator后，在下一个时隙发送最后一个DL_SYNC_Indicator给Node B。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述Node B的同步过程包括Node B根据RNC通知的参数，计算开始发送下行的DPCH的时刻；在计算出的时刻开始发送下行的DPCH，并在1024Chip之后，接收UE发送的上行DPCCH信息；完成上行同步之前，忽略所有上行的DPCCH的TPC功控命令，并且所有的下行的DPCH中的TPC都等于‘+1’；完成上行同步后，开始正常的功率控制，即下行的TPC由实测得信噪比和目标信噪比的比较结果决定。同时，当时隙号是M的整数倍时，在下行的TPC命令中，强制的插入上行同步完成指示UL_SYNC_Indicator；收到DL_SYNC_Indicator之前，Node B保持下行的发射控率不变；收到DL_SYNC_Indicator后，在下一个时隙发送最后一个UL_SYNC_Indicator给UE。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发送同步完成指示是通过借用现有的专用物理信道的时隙结构中的TPC的位置来传输的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在借用TPC来传输同步完成指示时，每M时隙传输一次同步完成指示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在传输同步完成指示时，M是一个可以由系统配置的参数，M等于1时，表示每个时隙都发送TPC＝’-1’，直到对方完成同步过程，并且至少接收到了一个TPC＝’-1’，M等于0时，表示不专门发送同步完成指示，只有通过功控算法产生的等于’-1‘的TPC来表示同步完成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当一方在收到对方的同步完成指示后，仍要再给对方发送一个同步完成指示。
全文摘要
一种WCDMA空中接口同步的上下行链路同步过程同时进行的方法，包括步骤UE和Node B先计算各自的帧边界时间；然后，UE和Node B按照各自的帧边界发送同步信息码；同时，也开始接收对方发送的信息，进行同步过程；一方的同步过程完成后，启动己方的通知对方机制。本发明通过允许上下行同步过程同时开始，并使用一种能够使通信双方及时了解同步过程结束的机制，从而能够有效的减少了同步过程完成所需要的时间。在数据传输中，由于数据的突发性，频繁地进行专用信道的建立和释放需要许多额外的开销。减小同步过程的时间，也就减少了专用信道建立所需要的时间。
文档编号H04W56/00GK1585315SQ0315463
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月21日 优先权日2003年8月21日
发明者杜高科, 阎桂霞, 张玉建, 李小强, 李周镐, 郭龙准 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社