专利名称：通信系统中的上行链路时间同步的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，具体地，涉及用于无线通信系统中的上行链路时间同步的机制。
背景技术：
长期演进(LTE)通信标准使用正交频分多址(OFDMA)协议。在OFDMA系统中，为每个用户设备(UE)分配物理信道中的频率子信道和时隙，用于其与基站、接入点或演进NodeB (eNodeB)的通信。在OFDMA系统中保持时间和频率同步很重要。如果失去频率同步，则也失去了分配给其它UE的各种子载波之间的正交性，这导致UE之间的干扰。如果存在时间误差，则系统性能将由于接收到的信号星座旋转而降低。因此，在LTE中要求每个UE与UE被连接到的eNodeB保持时间和频率同步。具体地，必须在循环前缀窗ロ的边界内(对于 LTE而言约五微秒)在适当的时间在eNodeB基站处接收来自UE的所有上行链路信令。这对于LTE的多用户多输入多输出(MU-MIMO)实施方式而言是特别关键的。为了保持上行链路时间同歩，eNodeB首先需要測量来自每个UE的上行链路信令的延迟。具体地，eNodeB能够测量来自每个UE的定时误差或延迟，诸如当UE相对于其与eNodeB的距离移动时，这将耗尽某些UE的被设计为在循环前缀窗口中的延迟扩展免疫性。可以在诸如物理上行链路共享信道(PUSCH)的上行链路參考信号信道上进行实际的定时測量。在检测到上行链路定时误差时，那么eNodeB能够向每个UE发送具有期望的时间提前(Time Advance)的校正消息。出现了问题，PUSCH信道对每个UE而言是唯一的，并且并不始终被调度为承载数据，并且即使当其承载数据时，定时误差测量也可能有太多噪声且不可靠。常规的低通滤波器解决方案能够去除噪声。然而，针对诸如视频流的高速业务，能够以每一毫秒子帧的频率来调度PUSCH，但是对于诸如PING的低速业务而言，其可能只是每一千毫秒激活一次。因此，PUSCH測量可能是不可靠的，并且使用常规的低通滤波器解决方案将不能同时支持低速和高速数据服务。另外，在媒体接入控制(MAC)层同步努力之后，在物理信道中可能存在残余同步误差。这要求eNodeB中的进ー步的定时补偿。此外，虽然对于OFDM信号而言基于循环前缀(CP)相关的定时和频率误差估计方法是众所周知的，但这些技术不能应用于OFDMA系统，尤其是其中多个用户在PUSCH中具有不能彼此区分的其自身的定时和频率误差的eNodeB接收机。因此，所需要的是ー种用以校正多个UE的上行链路定时误差的技木。如果可以在有噪声环境中实现这一点将是更有益的。如果使用不可靠的PUSCH信号的上行链路定时测量来实现这一点也将是有益的。
在所附权利要求中具体指出了本发明。然而，通过结合附图来參考以下详细描述，本发明的其它特征将变得更加显而易见，并且将最好地理解本发明，在附图中
图I示出了根据本发明的支持OFDMA的无线通信系统的概观框图；图2示出了对于不同的通信设备而言目前能够存在于LTE通信系统中的上行链路同步误差的图形表示；图3示出了根据本发明的对于不同用户配置的状态机操作的图形表示；图4示出了根据本发明的仿真的数据业务的图形表示；图5图示了根据本发明，展示了时间误差的改善的仿真结果；以及图6是图示了根据本发明的方法的流程图。
具体实施例方式本发明提供了用于校正多个UE的上行链路定时误差的框架。本发明还允许eNodeB可靠地估计时间提前调整，即使当PUSCH信道具有强噪声吋，以及即使用户在低速和高速数据服务之间切换。本发明可应用于混合MU-MM0、单用户(SU-MMO)和单输入多输出(SIMIO)实施方式。图I是根据本发明的诸如LTE的OFDMA无线通信系统的框图描述。然而，应认识到本发明还可应用于诸如IEEE 802. 16WiMAX系统的其它OFDMA系统。目前，诸如开放移动联盟、3GPP (第3代合作伙伴计划)、3GPP2(第3代合作伙伴计划2)和IEEE (电气和电子工程师协会)802的标准团体正在开发用于此类无线电信系统的标准规范。通信系统表示在可以基于不同的无线技术的分组数据接入网络中可操作的系统。例如，随后的描述能够应用于采用诸如IEEE 802. 11,802. 16或802. 20的无线技术的基于IEEE 802. xx的接入网络，其被修改以实现本发明的实施例。參考图1，示出了 eNodeB 100的框图，其适合于支持本发明的优选实施例的发明构思。本领域的技术人员将认识到图I并非描述系统进行操作所需的所有网络设备，而是只有与本文中的实施例的描述特别相关的那些系统部件和逻辑实体。例如，eNodeB、接入点或基站可以包括一个或多个设备，诸如无线区域网络站(其包括接入点、媒体接入控制器、AP控制器或交換机)、基站收发站、基站控制器(其包括MAC服务数据単元(SDU))、分组控制功能、分组控制単元或无线电网络控制器。然而，在图I中并未具体地示出这些其它设备中的任何ー个。替代地，eNodeB 100在图I中被描述为包括被耦合到收发信机102的处理器104。通常，诸如处理器和收发信机的部件是众所周知的。例如，已知eNodeB处理单元包括但不限于诸如微处理器、微控制器、存储器设备、专用集成电路以及逻辑电路的基本部件。此类部件通常适合于实现已经使用高级设计语言或描述来表达、使用计算机指令来表达、使用消息发送流程图来表达或使用逻辑流程图来表达的算法或协议。因此，给定算法、逻辑流程、消息发送/信令流或协议规范，本领域的技术人员了解可用来实现执行给定逻辑的eNodeB处理器的许多设计和开发技木。因此，eNodeB 100表示根据本文中的描述已被适用于实现本发明的各种实施例的已知装置。此外，本领域的技术人员将认识到可以在各种物理部件之中中和之间实现本发明的方面，并且没有一个必须局限于单平台实施方式。例如，可以在上列设备中的任何一个中或者在这些部件间分布式地实现本发明的eNodeB方面。此外，能够以分立部件或集成部件形式来实现eNodeB 100内的各种部件，因此最终结构仅仅是基于一般设计考虑。本发明的设想是能够以软件、固件或硬件来实现本发明的操作要求，在软件处理器(或数字信号处理器(DSP))中实现功能仅仅是优选的选择。eNodeB 100使用无线接ロ用于与多个移动站或用户设备(UE1... UEn) 108、112的通信。出于说明的目的，由于eNodeB 100是基于LTE的，所以无线接ロ分别对应于前向链路和反向链路，每个链路包括在本发明的各种实施例的实施方式中使用的一组信道和子信道。已知用户设备或远程单元平台指的是多种消费者电子平台，诸如但不限于移动站、订户设备、移动节点、接入終端、終端设备、游戏设备、个人计算机以及个人数字助理，在本文中全部称为UE。具体地，每个UE 108、110包括被耦合到收发信机、天线、键盘、扬声器、麦克风以及显示器的处理器，由于在本领域中已知因此未示出。已知UE包括但不限于诸如微处理器、DSP、微控制器、存储器设备、专用集成电路或逻辑电路的基本部件。此类UE通常适合于实现已经使用高级设计语言或描述来表达、使 用计算机指令来表达、使用消息发送/信令流程图来表达或使用逻辑流程图来表达的算法或协议。因此，给定算法、逻辑流程、消息发送/信令流、呼叫流或协议规范，本领域的技术人员了解可用来实现执行给定逻辑的用户设备的许多设计和开发技木。每个UE 108、110分别向eNodeB 100的收发信机102提供上行链路信号112。这些上行链路信号中的每ー个可能由于MS环境变化、移动性、定时漂移等呈现出不同的时间延迟误差。由于这些上行链路信号112全部可以在同一频率PUSCH上传送，所以它们不可被eNodeBlOO的处理器104分离。根据LTE，上行链路信号由CP及其后面的从每个UE处理器输出的N米样块组成。图2图示用于各种UE的上行链路信号的聚合上行链路定时误差，其中，每个UE的信号以不同的定时误差到达eNodeB。对于每个UE的时间误差可以通过其与eNodeB处的參考时间线的定时差异来估计。在常规数据通信期间，假设上行链路定时误差在CP长度内是合理的。eNodeB的作用是监视/更新由于每个MS的环境变化而引起的定时偏移。基于测量的定时误差，eNodeB能够命令每个UE相应地调整其上行链路传送时间。然而，如前所述，噪声、数据速率和UE移动性引入误差。同样如前所述，诸如无限冲激响应低通滤波器的滤波器能够在存在基本上均匀的数据速率的情况下处理噪声问题。然而，此类滤波器不能处理诸如PING数据的不连续数据，其中，来自UE的预期信号在大多数时间仅仅是噪声，并且实际数据非常少且以很长的间隔出现。在这种情况下，此滤波器不会在其输出端处生成足够的信号能量以确定定时误差。根据本发明，eNodeB处理器使用高级时间戳技术以及以下用以累加时间误差的方法来实现新型的积分和转储状态机
权利要求
1.一种用于通信系统中上行链路时间同步的方法，所述方法包括 从用户设备(108)接收(602)上行链路数据； 将所述上行链路数据的时间误差连同时间戳一起存储￠04)； 在累加器中对所述时间误差进行积分(620)，以提供累加时间误差； 在累加数据的所述时间戳满足定时条件吋，将所述累加时间误差转储￠06,626)； 将所述累加时间误差与阈值进行比较(610);以及 如果所述累加时间误差超过所述阈值，则向所述用户设备调度(108)时间提前。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述累加时间误差是
3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述积分的步骤包括使用加权函数来去除无效数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述加权函数是
5.根据权利要求I所述的方法，其中，所述积分的步骤包括在遗漏数据中填充。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，用于遗漏数据的所述填充函数是
7.根据权利要求I所述的方法，其中，所述比较的步骤包括通过所述采样数目来对所述累加时间误差进行归一化。
8.根据权利要求I所述的方法，其中，针对不同的给定UE配置，将比较的阈值选为
9.根据权利要求I所述的方法，其中，在转储的步骤中，所述定时条件是所述累加数据的所述时间戳的所述长度超过最小时间窗。
10.ー种操作用于通信系统中用户设备(108)上行链路同步的eNodeB基站(100)，所述基站(100)包括 收发信机(102)，所述收发信机(102)操作用于接收(602)用户设备上行链路数据传输；以及 处理器(104)，所 述处理器(104)被耦合到所述收发信机(102)，所述处理器(104)操作用干将所述上行链路数据的时间误差连同时间戳一起存储￠04);在累加器中对所述时间误差进行积分￠20)，以提供累加时间误差；在累加数据的所述时间戳满足定时条件时将所述累加时间误差转储(606，626);将所述累加时间误差与阈值进行比较(610);以及，如果所述累加时间误差超过所述阈值，则调度(616)将由所述收发信机(102)发送到所述用户设备(108)的时间提前。
全文摘要
一种用于通信系统中的上行链路时间同步的装置和方法，包括从用户设备(108)接收上行链路数据的第一步骤(602)。下一步骤(604)包括连同时间戳一起存储上行链路数据的时间误差。下一步骤(620)包括对时间误差进行积分以提供累加的时间误差。下一步骤(606，626)包括在累加的数据的时间戳满足定时条件时将累加的时间误差转储。下一步骤(610)包括见累加时间误差与阈值进行比较。下一步骤(616)包括如果累加的时间误差超过阈值，则向用户设备(108)调度时间提前。
文档编号H04W56/00GK102870477SQ201180018528
公开日2013年1月9日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年4月12日
发明者亚胡达·Y·卢斯, 格雷戈里·M·阿加米, 文森特·M·夏夏 申请人:摩托罗拉移动有限责任公司