专利名称：移动通讯系统中单向业务的上行同步方法
技术领域：
本发明涉及分布式虫奪窝无线通讯系统，更具体地，涉及一种移 动通讯系统中单向业务的上^亍同步方法。
背景技术：
参考图1，分布式蜂窝无线通讯系统主要包4舌终端，基站和核 心网。基站之间根据需要可以有逻辑或者物理的连接，基站组成的网络称为无线4姿入网(RAN)，负责4妾入层事务，例如，无线资源 的管理、以及上下行的无线资源按照共享信道的方式的调度。每个 基站可以与一个或者一个以上的核心网节点(CN)相连。核心网负 责非接入层事务，例如，移动性管理等。终端是指可以与网络进行 通讯的设备，例如手4几、或者笔记本电脑等。每个终端在上行方向 上只能连接到网络中的一个基站。目前最新的分布式移动通讯系统-长期演进系统(简称LTE ) 在下行方向上采用频率正交多趾接入技术(简称OFDMA)，而在上 行方向上采用单载波频分多趾接入技术(简称SC-FDMA)。在这 两种多趾技术中，可调度的无线资源块是频域和时域范围内有限的 一个交集，如图2所示。在目前的LTE系统中这个资源块在频域上 是12个子载波，每个子载波是15KHz (千赫兹)，在时域上是l毫 秒，与一个子帧的宽度是一样的。另外，LTE系统中系统帧的长度 是10毫秒，也; 尤是i兌一个帧内有IO个子帧。参考图3，假设基站在某个帧的2号子帧给终端发送了一个数 据块DATAl,终端因为获得了下^f亍同步，所以也会在相同的子帧收 到DATAl,不过由于无线电波的传输时延，终端上2号帧的起点要 后延一段时间，这段时间和单向的传输时延是一样的。假设终端在 4号子帧应答一个DATA2，如果终端在上行子帧的起点发送 DATA2，同样因为无线电波的传输时延，DATA2不会刚好落在基站 的4号子帧的的范围内，而是会延伸到5号子帧的范围。这不但会 影响到5号子帧对应的时域内其他的数据块的接收，而且也会影响 到DATA2本身的解调过一呈。
基站如果根据每个终端的需要临时调整接收窗口的位置，那么 不但接收机的设计将会非常复杂，而且也使得无线资源的调度变得 凌乱不堪，所以基站总是期望在固定的时间范围内接收上行的数据 块。在这样的前提下，系统应对传输时延的方法是，让终端在发送 上行数据块的时候提前一定的时段，这个时段正好是基站和终端之 间的传输时延的2倍，这个被提前的时段称为时间才是前量(简称 TA)。参考图3，虚线表示的DATA2提前了 TA来发送，DATA2就 正好落在4号子帧。
如图4所示，LTE中一个子帧内有整数个调制符号组成，比如 14个调制符号。整个子帧的发送提前，也就意味子帧中每个调整符 号的发送提前。 一个调制符号的前端有一部分称为循环前缀(简称 CP),这部分的内容和该调制符号最后一部分的内容，即图中的部 分RP是一样的。
参考图5,从理论上来说，终端发送的某个调制符号最多允许 提前或者落后符号接收窗口一个CP的范围，因为只要超出窗口的 部分不超过一个CP的范围，那么超出窗口的部分可以由窗口内对 应的部分弥补，参考图5的5_1和5—2。然而，因为实际无线传播 的复杂性，比如多径和快衰落，允许偏离的部分要少得多，参考图中的5_3和5一4。比如在LTE系统中，允许偏离的时差约一个OFDM 采样周期，要比CP的长度小得多。为了描述方便，系统允许的偏 离时l殳称为Tab。
终端和基站之间建立通讯关系以前，终端会首先驻留到某个小 区。终端首先会通过小区搜索过程获得下行的同步，这样终端才能 接收下行的公共信道上的信息，比如广播信息，寻呼信息等。这时， 终端还没有获得上行的同步。
参考图6，当终端发起呼叫或者响应网络的寻呼的时候，终端 会首先发送一个随机接入消息。这个消息的帧结构从时域上来说， 要比正常的帧来得短，可以称为随枳4妄入帧。当基站收到随机接入 帧的时候，可以4艮据帧落在随枳4妄入时隙接收窗口内的位置来判断 出基站和终端之间的双向传输延迟。这个双向传输延迟可以作为终 端4妾入网络以后的初始TA。基站在应答随机4姿入消息的时候，会4巴 这个初始的TA值反馈给终端，这样终端就获得了上行的同步。
在以后的通讯过程中，为了防止终端发送的数据越出规定的接 收窗口，基站和终端之间需要有一个不断更新TA的过程。 一般来 说，基站会根据终端发送的上行信号估算新的TA，然后把新的TA 发送给终端。这个过程称为TA的更新过程。因为终端可以以高速 运动，如果不及时更新TA,那么终端移动的距离所导致的传输时延 的变化，就可能超出上文中提到的Tab。假设系统可以支持最高为 500公里/小时的径向运动，允许偏离的时段是0.52微秒，那么允许 更新的最大周期是560毫秒。为了应对所有的不利状况，系统会"i殳 置一个比较固定的最大更新周期，简称为MTu。
因为终端是否移动是无法4是前预测的，所以从基站的角度来i兌， 为了维持上行的同步关系，只好假设终端一直处于移动过程中，所 以TA也需要周期性的更新，即^f吏实际上终端并没有移动。相同的道理，判断终端是否已经失去上行的同步，也要基于是否已经及时
更新了 TA。对于基站来说，能够正确收到上行的数据，可以认为间 接地说明了终端保持的TA值是正确的。所以基站如果发现从上一 次TA更新以后，或者上次正确4妄收上4于的^U居以后，在MTu时间 内没有再能够更新TA,那么就可以i人为终端已经失去了同步；而只于 于终端来it，如果在上次4妄收了 TA更新以后，在MTu以后，没有 再能够更新TA ，那么也可以认为终端已经失去了上行的同步。
对于失去上行同步的终端来说，如果要重新发送^t据或者4姿收 数据，都需要重新通过随机接入的方法来重新获得初始TA。
在只有下行单向业务的时候，终端似乎只^妄收下^f于的数据，看 起来不需要TA的更新过程。但是为了提高无线资源的利用率，终 端需要反馈信道质量指示报告(简称CQI REPORT )。基站可以利用 CQI REPORT进行功率控制或者进^f亍无线链^各自适应控制过程。为 了保证CQI REPORT的有效性，CQI REPORT的上报周期会比较短， 这就要求即使终端在接收下行单向业务的时候，也需要保持上行的 同步。
因此，急需一种方法来解决在移动通讯系统中单向业务的上行 同步问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了 一种移动通讯系统中单向业 务的上^f于同步方法，其可以包括以下步骤在只有下ff单向业务的 情况下，终端周期性地向基站发送上行信号；以及基站才艮据接收到
所述上行信号来评估时间提前量，然后进行周期性时间提前量的更
新过程。当下行单向业务采用不连续发送技术时，该方法可以包括以下
处理终端只在乂人睡眠状态醒来的时候发送上4于信号。
当下行单向业务采用不连续发送技术，并且不连续发送的周期 超过移动通讯系统允许的最长时间4是前量更新周期时，包括以下处 理终端不发送上^f于信号。
其中，下行单向业务包括下行多媒体广播组播业务。
当下行单向业务为下行多媒体广播组播业务时，上行信号为响 应参考信号。
因而，通过本发明，当终端只有下行的单向业务的时候，为了 在接收单向业务的过程中更快地接入网络，提高用户的业务满意度， 通过发送周期性发送上行信号给基站，从而维持了上行的同步。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部 分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发 明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附 图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成i兌明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。在附图中
图1是现有技术中的分布式蜂窝无线通讯系统的结构框图2是无线资源块的示意图3是时间提前量的物理示意图；图4是无线调制符号的结构示意图5是无线调制符号偏离接收窗口的示意图6是终端获得初始TA的过程的示意图7是才艮据本发明的移动通讯系统中单向业务的上4亍同步方法 的流程图8是TA更新过程的示意图；图9是根据本发明第 一 实施例的只有MBMS业务时的TA更新 的示意图；以及
图10是根据本发明第二实施例的只有MBMS业务^f旦是有DRX 时的TA更新的示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图7是才艮据本发明的移动通讯系统中单向业务的上4亍同步方法 的流程图。如图7所示，该方法包括以下步骤
步骤S702，在只有下行单向业务的情况下，终端周期性地向基 站发送上行信号；以及
步骤S704，基站根据接收到所述上行信号来评估时间提前量， 然后进行周期性时间提前量更新过程。当下行单向业务采用不连续发送4支术时，该方法可以包4套以下
处理终端只在,人睡眠状态醒来的时候发送上4于信号。
当下行单向业务采用不连续发送技术，并且不连续发送的周期 超.过移动通讯系统允许的最长时间才是前量更新周期时，包括以下处 理终端不发送上行信号。
其中，下行单向业务包括下行多媒体广播组播业务。
当下行单向业务为下行多媒体广播组播业务时，上行信号为响
应参考信号。
图8是TA更新过程的示意图。基站之所以能够更新终端的TA 的一个重要因素，是因为基站能够根据上行的信号来进行TA变化
的测量。
当终端和基站之间只存在下行业务的时候，比如只有MBMS 业务的时候，终端需要反馈信道质量指示(简称CQI REPORT )。基 站可以利用CQI REPORT进行功率控制或者《连路自适应的操作。如 果CQI REPORT的上报周期比较长，那么这些上报的数据的参考价 值将会大大下降，这是因为无线信道的变化是非常快的。也就是说 为了让上净艮的CQI REPORT切实起到作用，终端上才艮CQI REPORT 的周期不宜过长。比如，如果是作为链路自适应过程使用，那么周 期大概的几十毫秒的级别。终端需要在比较短的间隔时间内上才艮 CQI REPORT,就需要终端一直保持在上行同步的状态，否则如果 每次在上报CQI REPORT以前都需要一次随机接入过程来获取初始 TA。因为随机接入有可能发生碰撞，所以会导致额外的延迟。而且 为了准确地估算初始TA，随机接入信道的带宽有一个下限，在LTE 中这个下限是1.25MHz，这个带宽和上报CQI REPORT的信道带宽 相比要大的多，所以如果每次上才艮CQI REPORT以前老卩采用随机接入过程的话，不但延误CQI REPORT的上报时间，而且也会消耗更 多的无线资源。当下行单向业务采用不连续发送(简称DTX)技术 的时候，终端将采用不连续接收(简称DRX)技术，以便延长电池 的使用时间。这时CQI REPORT的上报周期会收到终端DRX周期 的约束，但是只要DRX周期不超过系统允许的最大TA更新的周期， 上报的CQI REPORT对于功率控制还是具有参考价值，所以在这种 情况下因为同样的原因，终端还需要保持上行的同步。如果DRX 周期超出了系统允许的最大TA更新周期，那么终端就没有必要再 发送上行信号，因为终端在从睡眠状态醒来的时候，总是会认为已 经失去了上^^的同步。
解决的办法是在只有下行单向业务的场景下，让终端周期性发 送上行的信号给基站。基站可以通过接收这些上行的信号进行TA 的估算过程，然后进行周期性TA更新过程。
如果下行的单向业务采用不连续发送(简称DTX)的技术，也 就是说终端处于不连续接收(DRX)的状态。为了不-皮坏正常的 DRX的过禾呈，纟冬端应该只在纟冬端从睡眠^)犬态醒来的时^f、矣发送上4亍的信号。
图9是根据本发明第一实施例的只有MBMS业务时的TA更新 的示意图。如图9所示，当只有下行的MBMS业务的时候，终端会 周期性发送专用的响应参考信号(以下简称sounding reference signal)纟会基-古占。基3占通过4妾4丈sounding reference signal来"f古算上4亍 的TA，然后发送TA更新命令给纟冬端。
图10是根据本发明第二实施例的只有MBMS业务但是有DRX 时的TA更新的示意图。如图10所示，当只有下行的MBMS业务 的时候，而且MBMS有两种DRX的梯:作方式。短的DRX的周期 是240毫秒，长的DRX周期是420毫秒。当终端处于240毫秒的DRX才莫式时々美，终端每隔两个DRX的周期发送sounding reference signal给基站，也就是说TA的更新周期是480毫秒。当终端处于 420毫秒的DRX模式的时候，终端和DRX的步调是一致的，也就 是说每个420毫秒进行一次TA的更新过程。
综上所述，采用本发明的方法，能够在接收单向业务的过程中 更快地接入网络，提高用户的业务满意度，从而维持上行的同步。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种移动通讯系统中单向业务的上行同步方法，其特征在于，包括以下步骤在只有下行单向业务的情况下，终端周期性地向所述基站发送上行信号；以及所述基站根据接收到所述上行信号来评估时间提前量，然后进行时间提前量的更新过程。
2. 根据权利要求1所述的上行同步方法，其特征在于，当所述下 行单向业务采用不连续发送技术时，包括以下处理所述终端只在从睡眠状态醒来的时候发送上4于信号。
3. 根据权利要求1所述的上行同步方法，其特征在于，当所述下 行单向业务采用不连续发送技术，并且不连续发送的周期超过 所述移动通讯系统允许的最长时间:提前量更新周期时，包括以 下处理所述终端不发送所述上^f于信号。
4. 根据权利要求1所述的上行同步方法，其特征在于，所述下行 单向业务包括下行多媒体广播组播业务。
5. 根据权利要求1所述的上行同步方法，其特征在于，当所述下 行单向业务为所述下行多媒体广播组播业务时，所述上行信号 为响应参考信号。
全文摘要
本发明提供了一种移动通讯系统中单向业务的上行同步方法，其可以包括以下步骤在只有下行单向业务的情况下，终端周期性地向基站发送上行信号；以及基站根据接收到所述上行信号来评估时间提前量，然后进行周期性时间提前量的更新过程。因而，采用本发明的方法，能够在接收单向业务的过程中更快地接入网络，提高用户的业务满意度，从而维持上行的同步。
文档编号H04L12/28GK101296024SQ20071009725
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者杜忠达, 柯雅珠 申请人:中兴通讯股份有限公司