一种上行同步的方法、终端、基站、系统和网络设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种上行同步的方法、终端、基站、系统和网络设备，包括：在小区合并场景下，源基站（即覆盖终端当前所在物理小区的基站）可以在确定终端的下行路损大于门限值时，触发终端发起一次随机接入过程，使得终端可以从目标基站反馈的随机接入响应消息中获得上行同步信息，并可以根据该上行同步信息向目标基站发送上行数据，解决在小区合并场景下，终端无法获得目标基站的上行同步信息的问题，使得终端和目标基站可以实现上行同步。同时，本发明方案适用场景广泛，不仅适合用于室内场景，也适用于室外场景。且本方案无需对终端进行改造，还具有实现简单的优点。
【专利说明】一种上行同步的方法、终端、基站、系统和网络设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种上行同步的方法、终端、基站、系统和网络设备。
【背景技术】
[0002]小区合并技术是指通过一组级联的射频拉远(RRU)形成一个逻辑小区，逻辑小区覆盖区域是这一组RRU覆盖区域之和。小区合并技术将原来的多个物理小区(一个物理小区可以理解为一个RRU覆盖的实际物理区域)覆盖的区域作为一个逻辑小区(逻辑小区具有独立的小区标识(ID)和一套控制信道资源)处理，每个物理小区对应的基站均属于利用小区合并技术形成的逻辑小区。原本多个物理小区各自覆盖的区域，通过小区合并技术，将这些区域转换为覆盖子区域，多个覆盖子区域合并为一个逻辑小区区域。小区合并技术主要用于满足大覆盖场景(比如大型楼宇覆盖、规模展厅覆盖等)的覆盖需求，或用于规避密集物理小区间的控制信道干扰过大等问题。涉及的典型应用场景有:
[0003]典型场景一:对于室外线状分布高速场景(如铁路或者高速公路)，单个物理小区的覆盖范围相对较小，由于列车移动速度非常快，造成手机终端在单个物理小区的停留时间很短，而频繁的切换会导致用户体验变差、切换掉话的可能性增大；因此，需要扩大单个物理小区的覆盖范围来减少切换发生的次数。
[0004]典型场景二:室内覆盖场景，小区合并将多个楼层合并为一个覆盖小区，通过扩大物理小区覆盖范围可有效降低掉话率，提升网络关键绩效指标(KPI)。
[0005]典型场景三:室外密集小区场景，由于物理小区间的站间距较小，物理小区间的控制信道干扰较严重(如下行控制信道roccH等)。采用小区合并后，将密集的多个物理小区合并为一个逻辑小区，多个物理小区共享使用同一份上、下行控制信道资源，从而避免物理小区间的控制信道干扰。
[0006]小区合并技术在时分同步码分多址(TD-SCDMA)现网已广泛使用，并已作为一种组网方案在分时长期演进(TD-LTE)系统中提出，暂未大规模应用。
[0007]在现有技术中，终端在从一个物理小区移动到另一个物理小区时会发生切换，在切换过程中，终端会从待移动至的物理小区(目标基站)获取上行同步信息(上行同步信息是无线网络侧根据终端上行信号到达的时间点确定出的信息)，以实现终端与目标基站的上行同步。具体的，终端从目标基站获取上行同步信息的过程可以如图1所示，包括:目标基站给终端分配用于随机接入的随机接入前导码(Preamble码);终端使用随机接入前导码在目标基站上进行随机接入；目标基站通过随机接入响应消息携带上行同步信息发送给终端。终端获取到上行同步信息后，就可以根据获取的上行同步信息进行上行数据发送，以保证发送的上行数据可以被目标基站接收到。
[0008]小区合并技术将多个物理小区合并为一个逻辑小区，将导致终端从源物理小区移动到目标物理小区时不发生切换，也就无法在切换过程中获得目标基站的上行同步信息。
[0009]在长期演进(LTE)系统中终端发送的数据的时域图可以如图2所示，一个数据块前带上一小段循环前缀(CP，Cyclic Prefix)，循环前缀的时间长度为4.67us。终端发送数据的起始时刻与基站接收数据的起始时刻之间的时间差在循环前缀的时间长度内都可以被正常接收，如果超出，基站将无法正常接收。4.67us对应的基站与终端之间的距离为1.4公里，因此，如果终端未获得与基站的上行同步信息，且与基站之间的距离超出1.4公里，若发送上行数据，会导致上行发送失败。
[0010]因此，如果终端没有目标基站的上行同步信息，无法进行上行同步，将可能导致终端在目标物理小区出现上行失步，继而影响上行数据发送，导致无线链路失效。
[0011]目前存在以下两种解决方案，以解决终端无法获得目标基站的上行同步信息，无法进行上行同步的问题:
[0012]方案一:利用应用场景的先验信息，在特定应用场景下，允许终端在进入目标物理小区后不做上行同步。如典型场景二室内覆盖，由于终端与各天线点的距离差很小(100米以内)，由于距离差引起的上行信号到达的时间差非常小，即使不做上行同步，也不会导致上行信号移出基站的接收窗，不会出现上行数据接收错误。
[0013]但方案一存在适用场景有限的问题。仅适合用于室内场景，而在室外场景由于基站间距一般较大(如，场景二中站间距一般都在2公里以上)，该方案将无法应用。
[0014]方案二:终端在物理小区发生变化时，主动计算两个物理小区下行信号的时间差，通过下行时间差来估计终端在目标物理小区中上行信号的发送时间点，从而根据估计出的发送时间点实现上行同步。
[0015]针对方案二，由于小区合并后，终端仅能感知到一个小区，发生物理小区变化时，第三代合作伙伴计划(3GPP)协议并没有规定终端必须去检测不同物理小区间的时间差，因此，普通终端均不支持本方案，需要对终端进行特殊改造。
【发明内容】
[0016]本发明实施例提供一种上行同步的方法、终端、基站、系统和网络设备，用于解决在小区合并场景下，终端无法获得目标基站的上行同步信息，无法进行上行同步的问题。
[0017]一种上行同步的方法，所述方法包括:
[0018]源基站确定终端的下行路损；
[0019]源基站在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码，指示所述终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
[0020]一种上行同步的方法，所述方法包括:
[0021]终端接收源基站发送的用于随机接入的随机接入前导码；
[0022]终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息；
[0023]终端在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
[0024]一种上行同步的系统，所述系统包括源基站、终端和其他基站，其中:
[0025]源基站，用于确定所述终端的下行路损，在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码；接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并接收其他基站发送的信号强度；确定所述信号强度中最大的一个信号强度；若确定所述最大的一个信号强度不是自身接收到的随机接入消息的信号强度，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息；
[0026]终端，用于接收源基站发送的所述随机接入前导码，使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向该基站发送上行数据；
[0027]其他基站，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将确定出的信号强度发送给所述源基站；在接收到所述源基站发送的第一反馈信息时，向所述终端发送随机接入响应消息。
[0028]一种上行同步的系统，所述系统包括源基站、终端、其他基站和中间网络设备，其中:
[0029]源基站，用于确定所述终端的下行路损，在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码；接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将该信号强度发送至中间网络设备；
[0030]终端，用于接收源基站发送的所述随机接入前导码，使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向该基站发送上行数据；
[0031]其他基站，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将确定出的信号强度发送给所述中间网络设备；在接收到所述中间网络设备发送的第一反馈信息时，向所述终端发送随机接入响应消息；
[0032]中间网络设备，用于接收所述源基站和所述其他基站发送的信号强度；确定所述信号强度中最大的一个信号强度；若确定所述最大的一个信号强度不是源基站发送的信号强度，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息。
[0033]一种终端，所述终端包括:
[0034]接收模块，用于接收源基站发送的用于随机接入的随机接入前导码，以及目标基站发送的随机接入响应消息；
[0035]随机接入模块，用于使用接收模块接收到的所述随机接入前导码发送随机接入消息；
[0036]发送模块，用于在接收模块接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
[0037]一种基站，所述基站包括:
[0038]路损确定模块，用于确定终端的下行路损；
[0039]发送模块，用于在路损确定模块确定出的所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码，指示所述终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
[0040]一种基站,所述基站包括:
[0041]接收模块，用于接收终端发送的随机接入消息，确定接收到的随机接入消息的信号强度；以及，接收网络设备发送的第一反馈信息或第二反馈信息；[0042]发送模块，用于将接收模块确定出的信号强度发送给网络设备，并在接收模块接收到所述第一反馈消息时，向所述终端发送随机接入响应消息，在接收模块接收到所述第二反馈消息时，不向所述终端发送随机接入响应消息。
[0043]一种网络设备，所述网络设备包括:
[0044]接收模块，用于接收终端的源基站和其他基站发送的信号强度；
[0045]比较模块，用于确定接收模块接收到的信号强度中最大的一个信号强度；
[0046]发送模块，用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度不是所述源基站发送的信号强度时，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息，指示该基站向所述终端发送随机接入响应消息。
[0047]根据本发明实施例提供的方案，在小区合并场景下，源基站(即覆盖终端当前所在物理小区的基站)可以在确定终端的下行路损大于门限值时，触发终端发起一次随机接入过程，使得终端可以从目标基站反馈的随机接入响应消息中获得上行同步信息，并可以根据该上行同步信息向目标基站发送上行数据，解决在小区合并场景下，终端无法获得目标基站的上行同步信息的问题，使得终端和目标基站可以实现上行同步。同时，本发明方案适用场景广泛，不仅适合用于室内场景，也适用于室外场景。且本方案无需对终端进行改造，还具有实现简单的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为现有技术提供的终端从目标基站获取上行同步信息的过程示意图；
[0049]图2为现有技术提供的LTE系统中终端发送的数据的时域示意图；
[0050]图3为本发明实施例一提供的上行同步方法的步骤流程图；
[0051]图4为本发明实施例三提供的上行同步系统的结构示意图；
[0052]图5为本发明实施例四提供的上行同步系统的结构示意图；
[0053]图6为本发明实施例五提供的终端的结构示意图；
[0054]图7 (a)、(b)、(C)为本发明实施例六提供的基站的结构示意图；
[0055]图8为本发明实施例七提供的基站的结构示意图；
[0056]图9为本发明实施例八提供的网络设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0057]在LTE系统的小区合并场景下，针对终端从源物理小区移动到目标物理小区时不发生切换，导致终端无法在切换过程中获得目标基站的上行同步信息，使得终端和目标基站可能无法实现上行同步，并引发上行数据传输失败问题，本发明实施例提出，可以由终端当前所在物理小区的源基站在确定终端的下行路损较大时，主动触发终端发起一次随机接入过程。终端在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据随机接入响应消息中携带的上行同步信息向目标基站发送上行数据，实现与目标基站的上行同步。
[0058]为了保证终端可以接入接收信号能力最强的物理小区，可以将接收到接收到该终端信号的信号强度最大和/或信号质量最高的基站作为终端的目标基站。具体的，可以将终端能够随机接入的基站中，接收到随机接入消息的信号强度最大的基站作为目标基站。本发明各实施例中，以将终端能够随机接入的基站中，接收到随机接入消息的信号强度最大的基站作为目标基站为例，对本发明方案进行说明。
[0059]进一步的，在本发明方案中，提供了由源基站或其他网络设备来确定目标基站的方案。源基站或其他网络设备可以对各基站接收到的终端发送的随机接入消息的信号强度进行比较，将接收到的随机接入消息的信号强度最大的基站作为目标基站(非源基站)。且可以仅允许目标基站向终端发送随机接入响应消息，使得终端可以根据目标基站发送的随机接入响应消息进行上行数据发送。
[0060]本发明方案可以应用于LTE系统的小区合并组网场景下，尤其可以应用于TD-LTE系统的小区合并组网场景下。
[0061]下面结合说明书附图和各实施例对本发明方案进行说明。
[0062]实施例一、
[0063]本发明实施例一提供一种上行同步的方法，该方法的步骤流程可以如图3所示，包括:
[0064]步骤101、源基站确定终端的下行路损。
[0065]源基站可以理解为覆盖终端当前所在物理小区的基站。在本实施例中，源基站可以通过检测终端的下行路损来确定终端是否信号较弱，是否需要移动到其他物理小区。从而确定是否需要触发终端进行随机接入，转移到其他物理小区。
[0066]在本实施例中，源基站可以根据终端上报的功率剩余值(Power Headroom)值确定所述终端的下行路损。具体的，源基站可以根据终端上报的Power Headroom值确定所述终端的上行共享信道(PUSCH)发射功率，并可以通过以下公式确定所述终端的下行路损:
【权利要求】
1.一种上行同步的方法，其特征在于，所述方法包括: 源基站确定终端的下行路损； 源基站在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码，指示所述终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，源基站向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码，具体包括: 源基站通过IA格式的物理下行控制信道roCCH Format IA向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:源基站在所述下行路损不大于门限值时，则在第一设定时长到达时，返回确定所述终端的下行路损的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，源基站确定终端的下行路损具体包括:源基站根据终端上报的功率剩余值Power Headroom值确定所述终端的下行路损。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于，源基站根据终端上报的PowerHeadroom值确定所述终端的下行路损，具体包括: 源基站根据终端上报的Power Headroom值确定所述终端的上行共享信道PUSCH发射功率，并通过以下公式确定所述终端 的下行路损:
6.如权利要求f5任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 源基站接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并接收其他基站发送的该基站确定出的自身接收到的所述随机接入消息的信号强度；源基站确定所述信号强度中最大的一个信号强度； 源基站若确定所述最大的一个信号强度不是自身接收到的随机接入消息的信号强度，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息，指示该基站向所述终端发送随机接入响应消息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:源基站若确定所述最大的一个信号强度不是自身接收到的随机接入消息的信号强度，向所述其他基站中非发送所述最大的一个信号强度的基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，且自身不向所述终端发送随机接入响应消息。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:源基站若确定所述最大的一个信号强度是自身接收到的随机接入消息的信号强度，则在第二设定时长到达时，返回确定所述终端的下行路损的步骤；以及 向所述其他基站中的每个基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，且自身不向所述终端发送随机接入响应消息。
9.如权利要求1飞任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 源基站接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将该信号强度发送给其他网络设备，使得该其他网络设备在确定接收到的信号强度中最大的一个信号强度不是源基站发送的信号强度时，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息，指示该基站向所述终端发送随机接入响应消息。
10.一种上行同步的方法，其特征在于，所述方法包括: 终端接收源基站发送的用于随机接入的随机接入前导码； 终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息； 终端在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
11.一种上行同步的系统，其特征在于，所述系统包括源基站、终端和其他基站，其中: 源基站，用于确定所述终端的下行路损，在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码；接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并接收其他基站发送的信号强度；确定所述信号强度中最大的一个信号强度；若确定所述最大的一个信号强度不是自身接收到的随机接入消息的信号强度，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息； 终端，用于接收源基站发送的所述随机接入前导码，使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向该基站发送上行数据； 其他基站，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将确定出的信号强度发送给所述源基站；在接收到所述源基站发送的第一反馈信息时，向所述终端发送随机接入响应消息。
12.—种上行同步的系统，其特征在于，所述系统包括源基站、终端、其他基站和中间网络设备，其中: 源基站，用于确定所述终端的下行路损，在所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码；接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将该信号强度发送至中间网络设备； 终端，用于接收源基站发送的所述随机接入前导码，使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向该基站发送上行数据； 其他基站，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定自身接收到的随机接入消息的信号强度，并将确定出的信号强度发送给所述中间网络设备；在接收到所述中间网络设备发送的第一反馈信息时，向所述终端发送随机接入响应消息； 中间网络设备，用于接收所述源基站和所述其他基站发送的信号强度；确定所述信号强度中最大的一个信号强度；若确定所述最大的一个信号强度不是源基站发送的信号强度，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息。
13.一种终端，其特征在于，所述终端包括: 接收模块，用于接收源基站发送的用于随机接入的随机接入前导码，以及目标基站发送的随机接入响应消息； 随机接入模块，用于使用接收模块接收到的所述随机接入前导码发送随机接入消息； 发送模块，用于在接收模块接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
14.一种基站,其特征在于,所述基站包括: 路损确定模块，用于确定终端的下行路损； 发送模块，用于在路损确定模块确定出的所述下行路损大于门限值时，向所述终端发送用于随机接入的随机接入前导码，指示所述终端使用所述随机接入前导码发送随机接入消息，在接收到目标基站发送的随机接入响应消息时，根据所述随机接入响应消息中携带的上行同步信息向所述目标基站发送上行数据。
15.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述发送模块，还用于在路损确定模块确定出的所述下行路损不大于门限值时，在第一设定时长到达时，触发路损确定模块。
16.如权利要求14或15所述的基站，其特征在于，所述基站还包括: 第一接收模块，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定该随机接入消息的信号强度，并接收其他基站发送的该基站确定出的自身接收到的所述随机接入消息的信号强度；· 比较模块，用于确定第一接收模块确定出的信号强度与第一接收模块接收到的其他基站发送的信号强度中，最大的一个信号强度； 所述发送模块，还用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度不是第一接收模块确定出的信号强度时，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息，指示该基站向所述终端发送随机接入响应消息。
17.如权利要求16所述的基站，其特征在于，所述发送模块，还用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度不是第一接收模块确定出的信号强度时，向所述其他基站中非发送所述最大的一个信号强度的基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，且自身不向所述终端发送随机接入响应消息。
18.如权利要求16所述的基站，其特征在于，所述发送模块，还用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度是第一接收模块确定出的信号强度时，在第二设定时长到达时，触发路损确定模块；以及向所述其他基站中的每个基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，且自身不向所述终端发送随机接入响应消息。
19.如权利要求14或15所述的基站，其特征在于，所述基站还包括: 第二接收模块，用于接收所述终端发送的随机接入消息，确定该随机接入消息的信号强度； 所述发送模块，还用于将第二接收模块确定出的所述信号强度发送给其他网络设备。
20.一种基站,其特征在于,所述基站包括: 接收模块，用于接收终端发送的随机接入消息，确定接收到的随机接入消息的信号强度；以及，接收网络设备发送的第一反馈信息或第二反馈信息； 发送模块，用于将接收模块确定出的信号强度发送给网络设备，并在接收模块接收到所述第一反馈消息时，向所述终端发送随机接入响应消息，在接收模块接收到所述第二反馈消息时，不向所述终端发送随机接入响应消息。
21.—种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括: 接收模块，用于接收终端的源基站和其他基站发送的信号强度； 比较模块，用于确定接收模块接收到的信号强度中最大的一个信号强度； 发送模块，用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度不是所述源基站发送的信号强度时，向发送所述最大的一个信号强度的基站发送第一反馈信息，指示该基站向所述终端发送随机接入响应消息。
22.如权利要求21所述的网络设备，其特征在于，所述发送模块，还用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度不是所述源基站发送的信号强度时，向所述其他基站中非发送所述最大的一个信号强度的基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，并向所述源基站发送第二反馈信息，指示所述源基站不向所述终端发送随机接入响应消息。
23.如权利要求21或22所述的网络设备，其特征在于，所述发送模块，还用于在确定比较模块确定出的所述最大的一个信号强度是所述源基站发送的信号强度时，在第二设定时长到达时，触发所述源基站确定所述终端的下行路损；向所述其他基站中的每个基站发送第二反馈信息，指示该基站不向所述终端发送随机接入响应消息，并向所述源基站发送第二反馈信息，指示所述源基站·不向所述终端发送随机接入响应消息。
【文档编号】H04W56/00GK103582110SQ201210256452
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月23日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】邓伟 申请人:中国移动通信集团公司