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WO2008037170A1 - Procédé pour le maintien d'une synchronisation de liaison montante et système associé - Google Patents

Procédé pour le maintien d'une synchronisation de liaison montante et système associé Download PDF

Info

Publication number
WO2008037170A1
WO2008037170A1 PCT/CN2007/002341 CN2007002341W WO2008037170A1 WO 2008037170 A1 WO2008037170 A1 WO 2008037170A1 CN 2007002341 W CN2007002341 W CN 2007002341W WO 2008037170 A1 WO2008037170 A1 WO 2008037170A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
uplink
node
synchronization
signal
sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CN2007/002341
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yang Yu
Shaohui Sun
Ruiqi Zhang
Yingmin Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Original Assignee
Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd filed Critical Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Publication of WO2008037170A1 publication Critical patent/WO2008037170A1/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/0005—Synchronisation arrangements synchronizing of arrival of multiple uplinks

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications, and in particular to a method and system for maintaining uplink synchronization. Background technique
  • the UE and the base station may be out of synchronization due to the mobile device or the sudden strong interference of the user equipment (UE).
  • the maintenance of the uplink synchronization state is a basic condition for the UE to be able to communicate normally with the Node B.
  • the uplink signaling is used as the measurement signal of the uplink synchronization hold; when the UE does not send the uplink signaling, an uplink synchronous random access signal is triggered as the measurement signal of the uplink synchronization hold.
  • the problem with this method is that when the UE does not transmit uplink signaling, the measurement signal held as the uplink synchronization is based on contention.
  • the competition-based approach will bring collisions, resulting in a decline in detection performance; the transmitting UE generally uses open-loop power control for better access performance, transmitting signals with as high a power as possible, When the carrier is used, it is easy to cause interference to neighboring cells.
  • a scheduling-based solution is designed with a new scheduling-based physical channel that transmits the UE's reference signal on a specified time-frequency resource.
  • the problem with this approach is that it increases the system resource overhead and only transmits the reference signal in each subframe, resulting in low resource utilization.
  • the embodiments of the present invention provide a method and system for maintaining uplink synchronization.
  • the UE maintains uplink synchronization with the Node B and reduces the overhead of system resources as much as possible.
  • a method for maintaining uplink synchronization in a long term evolution system includes the steps of:
  • the UE in the non-uplink data transmission state sends an uplink signal to the Node B at the specified time-frequency location by using the existing uplink resource;
  • the Node B determines the timing advance TA according to the received uplink pilot signal, and instructs the UE to maintain uplink synchronization according to the TA.
  • the Node B In the state of no data traffic interaction, the Node B notifies the UE to periodically send an uplink pilot signal in a specified time-frequency resource by using a control signaling or a broadcast message.
  • Node B determines TA includes steps:
  • Node B intercepts a part of the time domain sequence according to the original TA at a specified time, and uses the time domain sequence to demodulate the uplink pilot sequence;
  • the uplink pilot sequence is demodulated and a plurality of the calculated values are obtained, and the uplink timing information is determined according to the largest calculated value.
  • the Node B determines the uplink timing information according to the uplink signaling sent by the UE.
  • the Node B determines the uplink timing information according to the uplink information sent by the UE.
  • the Node B further compares the TA with the threshold, and sends a TA adjustment message to the UE only when the TA is greater than the threshold, and the UE updates the uplink transmission TA according to the TA adjustment message.
  • 'A base station including:
  • And means for indicating that the UE keeps uplink synchronization according to the TA sending TA adjustment message Also includes:
  • a communication system comprising:
  • the user equipment UE sends the uplink pilot signal in the specified time-frequency resource through the existing uplink channel when the UE is in the no-data traffic interaction state;
  • the Node B is configured to determine a timing advance TA according to the received uplink pilot number, and according to the TA indication, the UE maintains uplink synchronization.
  • the Node B includes:
  • the Node B further includes:
  • the Node B In the state of no data traffic interaction, the Node B notifies the UE to periodically send an uplink pilot signal in a specified time-frequency resource by using a control signaling or a broadcast message.
  • the Node B intercepts a partial time domain sequence according to the original TA in the vicinity of the specified time, and demodulates the uplink pilot sequence from the time domain sequence; and performs the uplink pilot sequence with a known frequency domain sequence. Linear correlation calculation, and determining uplink timing information according to the calculated value; determining TA according to the uplink timing information and a time point when the Node B instructs the UE to send the pilot signal.
  • the uplink pilot sequence is demodulated in the sequence and a plurality of the calculated values are obtained, and the uplink timing information is determined according to the largest calculated value.
  • the Node B determines the uplink timing information according to the uplink signaling sent by the UE.
  • the Node B When there is only uplink data transmission in the data traffic interaction state, the Node B is sent according to the UE.
  • the line information determines the uplink timing information.
  • the uplink synchronization is maintained according to the scheduling manner, and the collision caused by the contention mode is avoided, so that the detection performance is better; the present invention uses the uplink data or the uplink pilot signal to perform the TA in real time or periodically in the Exchanged Traffic state.
  • the detection is performed to avoid occupying additional resources, and the threshold is set for the TA.
  • the synchronization command is issued only when the TA is greater than the threshold, which reduces the excessive resources occupied by the large number of UEs requiring the Node B to issue the synchronization command.
  • the Node B dynamically specifies the time-frequency resources transmitted by the UE, and the Node B measures the corresponding time-frequency resources to obtain the uplink synchronization timing information of the UE, thereby avoiding occupying additional network resources, and the present invention sets a threshold for the TA, only When the TA is greater than the threshold, the synchronization command is issued, which reduces the resources occupied by the Node B to issue too many synchronization instructions.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of state transition in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a structural diagram of a system for maintaining uplink synchronization in an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a structural diagram of an apparatus for maintaining uplink synchronization according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of allocation of pilot signals under a single antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of allocation of pilot signals under dual antennas according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a basic flowchart of maintaining an uplink synchronization method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for maintaining uplink synchronization during uplink transmission according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a flowchart of a method for maintaining uplink synchronization when no data is transmitted according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention provides a method for maintaining synchronization between a UE and a Node B in three situations, that is, using uplink data or an uplink pilot signal to maintain synchronization when there is uplink data transmission; and second, using uplink of feedback information when downlink data transmission exists.
  • the signaling is kept in sync; the third is that the uplink pilot signal is synchronized when there is no information interaction.
  • LTE the UE status is divided into LTE__ACTIVE (active) and LTE-IDLE (idle) states according to the provisions of standard protocol 25.813.
  • LTE-AC state it can be divided into two states: Exchange Traffic (data traffic interaction) and No Traffic (no data traffic interaction).
  • the UE In the Exchange Traffic state, data interaction between the UE and the Node B, after data interaction, The UE also keeps the LTE-AC state for a period of time, that is, it is in the No Traffic state. If there is a need for data interaction during this time, the UE will initiate a request in the synchronization state to enter the data interaction state, that is, return to the Exchange Traffic. Status; otherwise the RRC (Radio Resource Control) connection is released, the uplink synchronization is no longer maintained, and the UE enters the LTE_IDLE state. See Figure 1.
  • RRC Radio Resource Control
  • the communication system in this embodiment includes a UE and a Node B, where
  • the UE performs data interaction with the Node B, and receives an instruction sent by the Node B, and changes a local uplink sending TA (Timing Advance) to maintain synchronization with the Node B.
  • the Node B receives or delivers data, and measures the TA. When the TA is found to exceed a certain threshold, the UE sends an instruction to the UE to instruct the UE to update to maintain synchronization.
  • the Node B in the communication system of this embodiment includes a receiving unit 301, a measuring unit 302, and a transmitting unit 303.
  • the receiving unit 301 receives data from the UE.
  • the measuring unit 302 receives the receiving unit 302 according to the receiving unit 301.
  • the TA of the UE is periodically measured in the state of No Traffic, and the transmitting unit 303 is started when it is found that the TA exceeds a certain threshold.
  • the sending unit 303 generates a synchronization instruction, instructs the UE to perform synchronization according to the TA of the Node B, and sends the instruction to the UE.
  • a response command is generated and sent to the UE, and the UE is instructed to periodically send the uplink pilot signal. In order to measure the TA.
  • the pilot signal of the uplink channel is designed as a short block (SB, Short Block), that is, the time length is half of the general OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal, and the subcarrier The interval is twice that of a general OFDM signal.
  • the SB includes two types of pilot signals, one is a reference signal for data demodulation, called a DM pilot (Demodulation pilot); the other is a reference signal for uplink channel quality detection, called It is a channel quality indication pilot (CQI pilot, Channel Quantity Indication pilot).
  • DM pilot and UE data transmission The bandwidth corresponds to the CQI pilot and the scheduling bandwidth of the UE.
  • the data transmission bandwidth is included in the uplink scheduling bandwidth and is a subset of the uplink scheduling bandwidth.
  • the Node B measures the CQI pilot transmitted by a certain UE. Selecting an optimal subband in the entire uplink scheduling bandwidth of the UE, indicating that the subband transmits uplink data in the downlink signaling, and the frequency range of the subband is the data transmission bandwidth. This embodiment can achieve the purpose of determining the TA by measuring the CQI pilot.
  • FIG. 4 shows the allocation of pilot signals in the SB when the UE is transmitting in a single antenna in this embodiment, and there are three sets of CQI pilots in the SB, and each group of pilots can support three by code division multiplexing (CDM).
  • CDM code division multiplexing
  • UE It can support up to 9 UE CQI pilots.
  • FIG. 5 shows the allocation of pilot signals in the SB when the UE transmits for 2 antennas in this embodiment. Compared with FIG. 4, the number of DM pilots increases, and the CQI pilot changes to two groups.
  • the CQI pilot is taken as an example, and the TA is measured according to the CQI pilot in the uplink channel.
  • Step 601 The UE performs data interaction with the Node B.
  • Step 602 When the Node B measures the TA in real time or periodically, and finds that the TA is greater than a certain threshold, step 603 is performed.
  • Step 603 The Node B sends a synchronization instruction to the UE, instructing the UE to perform synchronization according to the TA.
  • Step 604 The UE synchronizes according to the TA in the synchronization instruction to maintain uplink synchronization with the Node B, and continues to step 601, and loops back until the UE enters the LTE-IDLE state.
  • the method for maintaining the uplink synchronization is as follows:
  • Step 701 The UE uploads data to the Node B, and performs uplink information interaction.
  • Step 702 The Node B detects the TA according to the pilot signal in the uplink data or the uplink signaling, and determines whether the TA is greater than the threshold value. In this embodiment, if a is preset, then step 703 is performed, otherwise, Continuing the detection, step 702 is performed until the uplink data transmission ends.
  • Step 703 The Node B generates a synchronization instruction and sends the synchronization instruction to the UE, where the synchronization instruction includes TA information.
  • Step 704 After receiving the synchronization instruction, the UE adjusts the local according to the TA information in the synchronization instruction.
  • the uplink transmission TA, a TA is advanced in advance when the information is uploaded, to maintain uplink synchronization with the Node B.
  • the method for maintaining the uplink synchronization is as follows:
  • Step 801 The Node B sends data to the UE to perform downlink information interaction.
  • Step 802 The UE receives data and periodically sends uplink signaling to provide feedback information.
  • Step 803 The Node B detects the TA according to the received uplink signaling, and determines whether the TA is greater than the threshold a. If yes, step 804 is performed. Otherwise, the detection is continued, and step 803 is performed until the downlink data transmission ends.
  • Step 804 The Node B generates a synchronization instruction and sends the synchronization instruction to the UE, where the synchronization instruction includes TA information.
  • Step 805 After receiving the synchronization command, the UE adjusts the local uplink sending TA according to the TA information in the synchronization command, and advances a TA when the information is uploaded next time to maintain the uplink synchronization with the Node B.
  • the method for maintaining uplink synchronization when the UE is in the No Traffic state in this embodiment is as follows:
  • Step 901 The Node B sends a reply command to the UE by using the control signaling and the broadcast information, and instructs the UE to periodically use the existing channel to send the uplink pilot signal at the specified time point B.
  • Step 902 The UE sends uplink signaling at a specified time point B according to the received reply command (the transmission time may be adjusted according to the local original TA).
  • Step 903 The Node B starts receiving the uplink pilot signal at the corresponding time point A.
  • the time point A is before the time point B.
  • Step 904 Intercept a partial time domain sequence in position A, in which a partial time domain sequence (the length of one signal) is further intercepted for the time point A, and a partial time domain sequence is time-frequency processed by FFT (Fast Fourier Transform) Transform, solve the uplink pilot sequence (XX 2 , . . . Xn , n denotes the sequence number), and use the corresponding frequency domain sequence ( ⁇ , ⁇ 2 , ... ⁇ réelle ) and the solved uplink pilot sequence Perform a linear correlation calculation, the formula is: X, X ⁇ , + ⁇ 2 X ⁇ 2 + ... + ⁇ " ⁇ ⁇ , record calculation The result. Then, a partial time domain sequence is intercepted for the next time point B, the time point C, and the time point D, and linear correlation calculation is performed. (Time points, B, C, and D are sampling points arranged in order.)
  • Step 905 Comparing the calculated knots at the three time points, and finding that the calculation result at the time point C is the largest, the time point C is the current uplink timing information.
  • the time point E needs to be further calculated. If the result at the time point A is greater than the result at the time point B, it means that the time point A is the current uplink timing information, and no further information is needed. The time point C is calculated. '
  • Step 906 Determine whether the time difference between the time point B (specified point) and the time point C (the result maximum point) is greater than a, that is, whether the TA is greater than a, and if yes, execute step 907; otherwise, continue to step 902 until the UE exits No Traffic. status.
  • Step 907 The Node B generates a synchronization instruction and sends the synchronization instruction to the UE, where the synchronization instruction includes TA information.
  • a 5M bandwidth system supports 200 ACTIVE UEs, assuming an uplink scheduling bandwidth of 5M.
  • one uplink time slot can support 9 CQI pilots (in the case of a single antenna), even if all The UE needs to maintain the uplink synchronization, and the estimation that keeps the uplink synchronization period conservative is generally equal to Is, that is, the uplink synchronization and hold signal of one UE needs to be transmitted every one subframe, and only 1/9 of the CQI pilot resources are occupied.
  • the No Traffic state is a small probability.
  • the embodiment of the invention keeps the uplink synchronization based on the scheduling mode, avoids the performance degradation caused by the competition, does not have the collision caused by the competition, and the detection performance is better.
  • the uplink time slot itself is based on scheduling.
  • the uplink synchronization needs to be long and is not sensitive to delay, so the signal is only at the scheduled time.
  • the problem of large delay does not have a large impact, so a higher reliability can be obtained by using a scheduling-based method.
  • the embodiment of the present invention detects the TA in real time or periodically according to the uplink data or the uplink pilot signal in the Exchanged Traffic state, avoids occupying additional resources, and sets a threshold for the TA, and only issues a synchronization command when the TA is greater than the threshold.
  • the Node B dynamically specifies the time-frequency resource for the UE to transmit the CQI pilot signal in the No Traffic state, and the NodeB measures the corresponding CQI pilot.
  • the signal can obtain the UE uplink synchronization timing information, avoiding the use of additional network resources, and the UE moving speed is large (>300Km/h) is an uncommon situation. Therefore, the embodiment of the present invention sets the threshold for the TA, only in the TA. When the threshold is greater than the threshold, the synchronization command is issued, which reduces the resources occupied by the Node B to send too many synchronization instructions.

Landscapes

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

一种保持上行同步的方法及系统 技术领域
本发明涉及通信领域， 特别是保持上行同步的方法及系统。 背景技术
在第 3代移动通信系统的长期演进方案中 （LTE ), 由于用户设备（UE ) 的移动或突然的强大干扰会使 UE与基站（Node B ) 出现不同步的现象。 然 而， 上行同步状态的维持是 UE能够同 Node B正常通信的基本条件。
目前已有不少公司提出了相应的解决方案， 一种基于竟争的解决方案， 设计了一个上行同步随机接入信道， 主要用于上行共享信道资源的申请。 当 UE有上行信令时， 使用上行信令作为上行同步保持的测量信号； 当 UE不发 送上行信令的时候， 触发一个上行同步随机接入信号， 作为上行同步保持的 测量信号。 这种方法的问题在于， 当 UE不发送上行信令的时候， 作为上行同 步保持的测量信号是基于竟争的。 基于竟争的方式的缺点是： 竟争会带来碰 撞，导致检测性能下降；发射的 UE为获得更好的接入性能一般使用开环功率 控制， 以尽量高的功率发射信号， 在占用子载波时容易对相邻小区带来干扰。
一种基于调度的解决方案， 设计了新的基于调度的物理信道， 在指定的 时频资源上发送 UE的参考信号。 这种方法的问题在于增加了系统资源开销， 并且在每一个子帧中只发射参考信号， 导致资源利用率很低。 发明内容
本发明实施例提供一种保持上行同步的方法及系统， 在 TDD LTE系统中 使 UE同 Node B保持上行同步并尽可能的减少系统资源的开销。
一种在长期演进系统中保持上行同步的方法， 包括步骤：
处于无上行数据传输状态的 UE 利用已有的上行资源在指定的时频位置 向 Node B发送上行信号； Node B根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA, 以及依据该 TA 指示所述 UE保持上行同步。
在无数据流量交互状态下， 所述 Node B通过控制信令或广播消息通知所 述 UE在指定的时频资源中定期发送上行导频信号。
Node B确定 TA包括步骤：
Node B依据原 TA在指定的时刻附近截取部分时域序列， 并利用该时域 序列解调出上行导频序列；
将所述上行导频序列与已知的频域序列进行线性相关计算， 并根据计算 值确定上行定时信息；
根据所述上行定时信息与 Node B指示 UE发送导频信号的时间点确定
TA。
从所述指定时刻附近的采样点开始移动起始采样点， 并且在每个起始采 样点从所述部分时域序列中获取一个完整信号长度的信号序列， 以及从每个 所述信号序列中解调出上行导频序列并得到多个所述计算值， 依据其中最大 的计算值确定上行定时信息。 '
在数据流量交互状态下只有下行数据传输时， Node B根据 UE发送的上 行信令确定上行定时信息。
在数据流量交互状态下只有上行数据传输时， Node B根据 UE发送的上 行信息确定上行定时信息。
Node B进一步将所述 TA与阈值比较， 并且仅在所述 TA大于阔值时向 UE发送 TA调整消息， UE根据该 TA调整消息更新上行发送 TA。 ' 一种基站， 包括：
用于接收处于无上行数据交互状态的 UE发送的上行导频信号的单元； 用于根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA的单元；
用于依据所述 TA下发 TA调整消息指示所述 UE保持上行同步的单元。 还包括：
用于将 TA与阈值比较， 并且仅在 TA大于所述阈值时下发 TA调整消息 指示所述 UE保持上行同步的单元。
一种通信系统， 包括：
用户设备 UE, 该 UE处于无数据流量交互状态时通过已有的上行信道在 指定的时频资源中发送上行导频信号；
Node B, 用于根据接收到的上行导频 号确定时间提前量 TA, 以及依据 该 TA指示所述 UE保持上行同步。
所述 Node B包括：
用于接收处于无上行数据流量交互状态的 UE发送的上行导频信号的单 元；
用于根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA的单元；
用于依据所述 TA下发 TA调整消息指示所述 UE保持上行同步的单元。 所述 Node B还包括：
用于将 TA与阈值比较， 并且仅在 TA大于所述阔值时下发 TA调整消息 指示所述 UE保持上行同步的单元。
在无数据流量交互状态下， 所述 Node B通过控制信令或广播消息通知所 述 UE在指定的时频资源中定期发送上行导频信号。
所述 Node B依据原 TA在所述指定的时刻附近截取部分时域序列， 并从 该时域序列中解调出上行导频序列； 将所述上行导频序列与已知的频域序列 进行线性相关计算， 并根据计算值确定上行定时信息； 根据所述上行定时信 息与 Node B指示 UE发送导频信号的时间点确定 TA。
所述从所述指定时刻附近的采样点开始移动起始采样点， 并且在每个起 始采样点从所述部分时域序列中获取一个完整信号长度的信号序列， 以及从 每个所述信号序列中解调出上行导频序列并得到多个所述计算值， 依据其中 最大的计算值确定上行定时信息。
在数据流量交互状态下只有下行数据传输时， Node B根据 UE发送的上 行信令确定上行定时信息。
在数据流量交互状态下只有上行数据传输时， Node B根据 UE发送的上 行信息确定上行定时信息。
本发明实施例基于调度的方式保持上行同步， 避免了基于竟争方式所带 来的碰撞，从而检测性能较好；本发明在 Exchanged Traffic状态下根据上行数 据或上行导频信号实时或定期对 TA进行检测，避免了占用额外资源， 并且为 TA设定门限， 只有在 TA大于门限时才下发同步指令， 减少了由于大量 UE 需要 Node B下发同步指令而占用过多的资源； 本发明在 No Traffic状态下 Node B动态指定 UE发射的时频资源， Node B测量相应的时频资源就可以获 得 UE上行同步定时信息， 避免了占用额外的网络资源， 并且本发明为 TA设 定门限， 只有在 TA大于门限时才下发同步指令， 减少了由于 Node B下发过 多的同步指令而占用的资源。 附图说明
图 1为本发明实施例中状态转换示意图；
图 2为本发明实施例中保持上行同步的系统结构图；
图 3为本发明实施例中保持上行同步的装置结构图；
图 4为本发明实施例中单天线下导频信号分配示意图；
图 5为本发明实施例中双天线下导频信号分配示意图；
图 6为本发明实施例中保持上行同步方法的基本流程图；
图 7为本发明实施例中上行传输时保持上行同步方法的流程图； 图 9为本发明实施例中无数据传输时保持上行同步方法的流程图。 具体实施方式
本发明实施例提供在三种情形下保持 UE与 Node B的同步的方法， 一是 存在上行数据传输时利用上行数据或上行导频信号保持同步； 二是存在下行 数据传输时利用反馈信息的上行信令保持同步； 三是没有信息交互时触发上 行导频信号保持同步。 在 LTE中， 根据标准协议 25.813中的规定， UE状态分为 LTE__ACTIVE (激活）和 LTE— IDLE (空闲）状态。 在 LTE— ACTIVE状态中， 又可以分 为 Exchange Traffic (数据流量交互）和 No Traffic (无数据流量交互） 两个状 态，在 Exchange Traffic状态中 UE和 Node B之间进行数据交互，数据交互之 后， UE还要将 LTE— ACTIVE状态保持一段时间， 即处于 No Traffic状态， 如果在此时间内有数据交互的需要， UE会在同步状态发起渚求， 进入到数据 交互状态， 即重新回到 Exchange Traffic状态； 否则 RRC (无线资源控制）连 接释放， 上行同步不再保持， UE进入到 LTE_IDLE状态。 参见图 1所示。
参见图 2, 本实施例中通信系统包括 UE和 Node B, 其中
UE与 Node B进行数据交互， 并接收 Node B发送的指令， 更改本地的上 行发送 TA ( Timing Advance, 时间提前量）， 以保持与 Node B的同步； Node B接收或下发数据， 并测量 TA， 发现 TA超过一定的门限时， 向 UE下发指 令， 指示 UE进行更新以保持同步。
参见图 3 , 本实施例通信系统中的 Node B包括接收单元 301、 测量单元 302和发送单元 303。
接收单元 301从 UE处接收数据。测量单元 302根据接收单元 301接收到
No Traffic的状态下定期的对 UE的 TA进行测量，当发现 TA超过一定的门限 时启动发送单元 303。 发送单元 303生成同步指令， 指示 UE根据 Node B的 TA进行同步， 并将指令下发到 UE; 在 No Traffic状态下需要生成回复指令， 并下发到 UE, 指示 UE周期性发送上行导频信号以便测量 TA。
在 TDD LTE中根据标准协议 25.814中的规定，上行信道的导频信号被设 计为短块（SB, Short Block ), 即时间长度为一般 OFDM (正交频分复用）信 号的一半，子载波间隔为一般 OFDM信号的 2倍。 SB中包含有两类导频信号， 一个是用于数据解调的参考信号， 称之为解调导频（DM pilot， Demodulation pilot ); 另一个是用于上行信道质量检测的参考信号， 称之为信道质量指示导 频（ CQI pilot, Channel Quantity Indication pilot )。 DM导频和 UE的数据发射 带宽相对应， 而 CQI导频和 UE的调度带宽相对应， 数据发射带宽包含在上 行调度带宽之内， 是上行调度带宽的一个子集， Node B通过对某个 UE发射 的 CQI导频进行测量， 在该 UE的整个上行调度带宽内选择一个最佳的子带， 在下行信令中指示此 ΌΈ用此子带发射上行数据，子带的频域范围为数据发射 带宽。 本实施例可以通过对 CQI导频进行测量以达到确定 TA的目的。
图 4示出本实施例中 UE为单天线发射时， SB中导频信号的分配情况， SB 中共有 3组 CQI导频， 每组导频通过码分复用 （CDM ) 方式可以支持 3个 UE。 可以最多支持 9个 UE的 CQI导频。 图 5示出本实施例中 UE为 2天线 发射时， SB中导频信号的分配情况， 与图 4相比， DM导频数量增加了， CQI 导频变为 2组。本实施例以 CQI导频为例，根据上行信道中的 CQI导频对 TA 进行测量。
参见图 6, 本实施例中 UE与 Node B保持上行同步的基本流程图下： 步骤 601： UE与 Node B进行数据交互。
步骤 602: Node B实时或定期的对 TA进行测量， 发现 TA大于一定的门 限时， 执行步骤 603。
步骤 603: Node B向 UE发送同步指令， 指示 UE根据 TA进行同步。 步骤 604: UE根据同步指令中的 TA进行同步， 以保持与 Node B的上行 同步， 继续步驟 601， 循环往复， 直到 UE进入到 LTE—IDLE状态。
参见图 7, 本实施例中 UE处于 Exchanged Traffic状^ , 且进行上行数据 传输时， 保持上行同步的方法流程如下：
步骤 701: UE向 Node B上传数据， 进行上行信息交互。
步驟 702: Node B实时的根据上行数据或上行信令中的导频信号对 TA进 行检测， 判断 TA是否大于门限值&， 本实施例中预先设定 a为 若是， 则执行步骤 703 , 否则继续检测， 执行步骤 702, 直到上行数据传输结束。
步骤 703: Node B生成同步指令并发送到 UE, 同步指令中包含 TA信息。 步骤 704: UE接收到同步指令后， 根据同步指令中的 TA信息调整本地 的上行发送 TA, 在下次上传信息时提前一个 TA, 以保持与 Node B的上行同 步。
参见图 8, 本实施例中 UE处于 Exchanged Traffic状态， 且进行下行数据 传输时， 保持上行同步的方法流程如下：
步驟 801 : Node B向 UE下发数据， 进行下行信息交互。
步骤 802: UE接收数据并定期发送上行信令以提供反馈信息。
步骤 803: Node B根据接收到的上行信令对 TA进行检测， 判断 TA是否 大于门限值 a, 若是， 则执行步骤 804, 否则继续检测， 执行步骤 803 , 直到 下行数据传输结束。
步骤 804: Node B生成同步指令并发送到 UE, 同步指令中包含 TA信息。 步骤 805: UE接收到同步指令后， 根据同步指令中的 TA信息调整本地 的上行发送 TA， 在下次上传信息时提前一个 TA, 以保持与 Node B的上行同 步。
参见图 9， 本实施例中 UE处于 No Traffic状态时， 保持上行同步的方法 流程如下：
步驟 901 : Node B通过控制信令和广播信息向 UE下发回复指令， 命令 UE在指定的时刻点 B开始周期性的使用已有信道发送上行导频信号。
步驟 902: UE根据接收到的回复指令在指定的时刻点 B发送上行信令（可 根据本地原 TA调整发送时间）。
步骤 903： Node B在相应的时刻点 A上开始接收上行导频信号。 时刻点 A在时刻点 B之前。
步骤 904: 在位置 A截取部分时域序列， 在该时域序列中针对时刻点 A 进一步截取部分时域序列 （一个信号的长度）， 将部分时域序列通过 FFT (快 速傅立叶变换） 进行时频变换， 解出上行导频序列 （X X 2 、 . . .Xn , n表 示序号）， 并采用对应的频域序列 （Υ,、 Υ2、 ...Υ„ ) 与解出的上行导频序列 进行线性相关计算， 公式为： X, X γ , + Χ2 X Υ 2 + ... + Χ" Ϋη , 记录计算 结果。 再针对下一个时刻点 B、 时刻点 C和时刻点 D截取部分时域序列并进 行线性相关计算。 （时刻点入、 B、 C和 D为顺序依次排列的采样点。）
步骤 905: 将在三个时刻点处的计算结杲进行比较， 发现在时刻点 C的 计算结果最大， 则时刻点 C即为当前的上行定时信息。
若时刻点 D处的计算结果最大则需要进一步对时刻点 E进行计算， 若时 刻点 A处的结果大于时刻点 B处的结果， 则说明时刻点 A即为当前的上行定 时信息， 不需要再对时刻点 C进行计算。 '
步骤 906: 判断时刻点 B (指定点）与时刻点 C (结果最大值点）的时间 差是否大于 a, 即 TA是否大于 a, 若是， 则执行步骤 907; 否则继续步骤 902, 直到 UE退出 No Traffic状态。
步骤 907: Node B生成同步指令并发送到 UE, 同步指令中包含 TA信息。 步骤 908: UE接收到同步指令后， 根据同步指令中的 TA信息调整本地 的上行发送 TA, 在下次上传信息时提前一个 TA, 以保持与 Node B的上行同 步。
这种情况会占用一定的上行导频资源， 但是考虑到上行同步保持信号发 射周期较长， 对资源占用的影响可以忽略。 例如， 5M带宽的系统支持 200个 ACTIVE状态的 UE, 假设上行调度带宽为 5M, 根据上行导频的设计， 一个 上行时隙可以支持 9个 CQI导频（在单天线的情况下）， 即使全部 UE需要保 持上行同步， 保持上行同步周期保守的估计一般等于 Is, 即每 1个子帧需要 发射一个 UE的上行同步保持信号，仅占用 1/9的 CQI导频资源。处于 No Traffic 状态是小概率的， 不可能全部 UE都处在 No Traffic状态， 实际占用的 CQI 导频资源会更少， 如果上行调度带宽小于 5M, 会进一步减少资源的占用率。 也可利用其它导频信号进行检测， 方法相同。
本发明实施例基于调度方式保持上行同步， 避免了因为竟争而带来性能 的下降， 不会有竟争带来的碰撞， 检测性能较好。 从接入时延的角度来看， 对于 TDD系统， 上行时隙本身就是基于调度的， 同时， 上行同步保持需要的 周期较长， 对于时延并不敏感， 所以由于信号只会在预定的时频资源上发射， 因而时延较大的问题不会带来较大的影响， 故使用基于调度的方式可以获得 更高的可靠性。
本发明实施例在 Exchanged Traffic状态下根据上行数据或上行导频信号 实时或定期对 TA进行检测， 避免了占用额外资源， 并且为 TA设定门限， 只 有在 TA大于门限时才下发同步指令， 减少了由于大量 UE需要 Node B下发 同步指令而占用过多的资源； 本发明实施例在 No Traffic状态下 Node B动态 指定 UE发射 CQI导频信号的时频资源， NodeB测量相应的 CQI导频信号就 可以获得 UE上行同步定时信息， 避免了占用额外的网络资源， 并且 UE移动 速度很大 ( >300Km/h )是不常见的情况， 所以本发明实施例为 TA设定门限， 只有在 TA大于门限时才下发同步指令， 减少了由于 Node B下发过多的同步 指令而占用的资源。
显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。 这样， 倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权 利 要 求
1、 一种上行同步保持方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
处于无上行数据传输状态的用户终端 UE 利用已有的上行资源在指定的 时频位置向基站 Node B发送上行信号；
基站根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA, 以及依据该 TA指 示所述用户终端保持上行同步。
2、 如权利要求 1所述的上行同步保持方法， 其特征在于， 在无数据流量 交互状态下， 所述 Node B通过控制信令或广播消息通知所述 UE在指定的时 频资源中定期发送上行导频信号。
3、 如权利要求 2所述的上行同步保持方法， 其特征在于， Node B确定 TA包括步骤：
Node B依据原 TA在指定的时刻附近截取部分时域序列， 并利用该时域 序列解调出上行导频序列；
将所述上行导频序列与已知的频域序列进行线性相关计算， 并根据计算 值确定上行定时信息；
根据所述上行定时信息与 Node B指示 UE发送导频信号的时间点确定
4、 如权利要求 3所述的上行同步保持方法， 其特征在于， 从所述指定时 刻附近的采样点开始移动起始采样点， 并且在每个起始釆样点从所述部分时 域序列中获取一个完整信号长度的信号序列， 以及从每个所述信号序列中解 ' 调出上行导频序列并得到多个所述计算值， 依据其中最大的计算值确定上行 定时信息。
5、 如权利要求 1所述的上行同步保持方法， 其特征在于， 在数据流量交 互状态下只有下行数据传输时， Node B根据 UE发送的上行信令确定上行定 时信息。
6、 如权利要求 1所述的上行同步保持方法， 其特征在于， 在数据流量交 互状态下只有上行数据传输时， Node B根据 UE发送的上行信息确定上行定 时信息。
7、 如权利要求 1至 6中任一项所述的上行同步保持方法， 其特征在于， Node B进一步将所述 TA与阈值比较，并且仅在所述 TA大于阈值时向 UE发 送 TA调整消息， UE根据该 TA调整消息更新上行发送 TA。
8、 一种基站， 其特征在于， 包括：
用于接收处于无上行数据交互状^
用于根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA的单元；
用于依据所述 TA下发 TA调整消息指示所述 UE保持上行同步的单元。
9、 如权利要求 8所述的基站， 其特征在于， 还包括：
用于将 TA与阔值比较， 并且仅在 TA大于所述阔值时下发 TA调整消息 指示所述 UE保持上行同步的单元。
10、 一种通信系统， 其特征在于， 包括：
用户设备 UE, 该 UE处于无数据流量交互状态时通过已有的上行信道在 指定的时频资源中发送上行导频信号；
Node B, 用于根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA, 以及依据 该 TA指示所述 UE保持上行同步。
11、 如权利要求 10所述的通信系统， 其特征在于， 所述 Node B包括： 用于接收处于无上行数据流量交互状态的 UE发送的上行导频信号的单 元；
用于根据接收到的上行导频信号确定时间提前量 TA的单元；
用于依据所述 TA下发 TA调整消息指示所述 UE保持上行同步的单元。
12、 如权利要求 11所述的通信系统， 其特征在于， 所述 Node B还包括： 用于将 TA与阈值比较， 并且仅在 TA大于所述阈值时下发 TA调整消息 指示所述 UE保持上行同步的单元。
13、 如权利要求 10所述的通信系统， 其特征在于， 在无数据流量交互状 态下， 所述 Node B通过控制信令或广播消息通知所述 UE在指定的时频资源 中定期发送上行导频信号。
14、 如权利要求 13所述的通信系统， 其特征在于， 所述 Node B依据原 TA在所述指定的时刻附近截取部分时域序列， 并从该时域序列中解调出上行 导频序列； 将所述上行导频序列与已知的频域序列进行线性相关计算， 并根 据计算值确定上行定时信息； 根据所述上行定时信息与 Node B指示 UE发送 导频信号的时间点确定 TA。
15、 如权利要求 14所述的通信系统， 其特征在于， 所述从所述指定时刻 附近的釆样点开始移动起始采样点， 并且在每个起始采样点从所述部分时域 序列中获取一个完整信号长度的信号序列， 以及从每个所述信号序列中解调 出上行导频序列并得到多个所述计算值， 依据其中最大的计算值确定上行定 时信息。
16、 如权利要求 10所述的通信系统， 其特征在于， 在数据流量交互状态 下只有下行数据传输时， Node B根据 UE发送的上行信令确定上行定时信息。
17、 如权利要求 10至 16中任一项所述的通信系统， 其特征在于， 在数 据流量交互状态下只有上行数据传输时， Node B根据 UE发送的上行信息确 定上行定时信息。
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