[发明专利]TD－SCDMA移动通信系统中扩大上行同步范围的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，特别涉及一种无线接入(Radio Access)技术，具体的说涉及一种TD-SCDMA(时分-同步码分多址)移动通信系统中扩大上行同步范围的方法。

背景技术

目前，全球有代表性的第三代移动通信系统无线接口(Radio Interface)标准有WCDMA(宽带码分多址接入)、CDMA2000(码分多址接入2000)和TD-SCDMA三种，它们都是被国际电联(ITU)写入第三代移动通信技术指导性文件的。三大标准各具优势，并已形成了独自的产业联盟。

WCDMA与cdma2000都是采用FDD(频分双工)模式，TD-SCDMA采用TDD(时分双工)模式。FDD是将上行(发送)和下行(接收)的传输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行，对于对称业务(如语音)能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交换数据业务(如互联网)时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务(如互联网)。TDD的频谱利用率高，而且成本低廉。

TD-SCDMA系统的帧采用3层结构：无线帧(Radio Frame)、子帧(Sub-frame)、时隙(Slot)，如图1所示。一个无线帧长10ms，它又分为两个5ms的子帧。每个子帧由7个主时隙(长度675us)和3个特殊时隙构成，7个主时隙中包括上行时隙和下行时隙，分别用图中的上箭头和下箭头表示；3个特殊时隙为下行导引时隙(DwPTS)、上行导引时隙(UpPTS)和保护间隔(GP)，其中下行导引时隙和上行导引时隙也可分别称为下行同步时隙和上行同步时隙。在7个主时隙中，时隙0(TS0)一般用于下行，作为小区广播使用；时隙1(TS1)一般用于上行。

在TD-SCDMA系统中，一个完整的接入过程可分为下行同步捕获、系统信息读取、建立上行同步、随机接入四个过程。分别概述如下：

1.下行同步捕获

用户设备(UE)接入系统的第一步是获得与当前小区的下行同步。该过程是通过捕获小区下行同步时隙DwPTS中的SYNC_DL(下行同步码)来实现的。在DwPTS时隙中，SYNC_DL码每5ms发送一次，TD-SCDMA系统中共有32组SYNC_DL，该码字彼此具有较好的正交性。用户设备可以通过接收该码字获取相关峰值，以此确定当前小区的下行定时。

2.系统信息读取

系统信息周期性地在BCH(广播信道)上向用户设备进行广播，BCH是一个传输信道(Transport Channel)，它映射到P-CCPCH(主要公共控制物理信道)物理信道。P-CCPCH在TS0中进行传输。下行同步捕获以后就可以得到当前小区使用的扰码(Scrambling code)信息。有了上述信息，UE就可以完成对P-CCPCH中传输的系统消息的检测和译码，从而解读系统信息，获取UE在系统中进一步操作所需要的相关信息。例如物理随机接入信道(P-RACH)和快速物理接入信道(F-PACH)资源等信息。

3.上行链路同步

在下行链路上UE和当前小区取得同步后，当UE需要向当前小区节点B(Node B)发送信号时，由于现在UE还并不知道其与当前小区节点B之间的距离，为了避免UE在不恰当的时间发送信号，UE首先要进行和Node B之间的上行同步。上行同步的建立在随机接入(Random Access)过程中完成。

UE首先在UpPTS时隙中向Node B发送SYNC_UL(上行同步码)。Node B收到UE发送的SYNC_UL后，就可得到SYNC_UL的定时和功率信息，并由此决定UE应该使用的发送功率和时间调整值，并在接下来的4个子帧中的某一子帧通过F-PACH信道发送给UE。UE在F-PACH上接收到这些调整值信息后，对其发送时间和发送功率进行调整，进而建立和Node B之间的上行同步。

4.随机接入过程

UE在收到F-PACH信道后，根据其中所述的发送时间和功率调整值，设定其P-RACH信道的发送时间和发送功率；在P-RACH信道中向Node B发送RRC(无线资源控制)连接建立请求消息，请求与系统建立RRC连接，进而完成随机接入过程。

然后，UE与系统之间逐步完成鉴权、加密、呼叫建立请求(Setup)等过程。