[发明专利]一种上行信号同步的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线网络中上行信号同步的方法及系统。

背景技术

第三代移动通信长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统的演进型通用陆地无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)中，上行链路的数据通过物理上行链路共享信道(PUSCH，Physical UplinkShared Channel)传输。由演进型基站(eNB，Evolved NodeB)分配上行链路无线资源给每个用户终端。这里，LTE系统中的用户终端以User Equipment表示，缩写为UE。E-UTRAN采用的接入技术是正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequency Division Multiplexing)技术，E-UTRAN系统的无线资源管理和第二代移动通信系统相比，具有大带宽、多时间进程的特点，其无线资源是以时间和频率两维出现的，能够承载的用户数量大大增加。

在LTE系统中，要求所有用户的上行链路信号的帧边界在到达基站接收端的时候是对齐的，这样才能避免接收信号之间发生相互干扰。而由于UE距离基站的距离各不相同，也就是说各个UE的上行链路信号的空中传播距离是不同的，这就会导致各个UE的上行链路信号的帧边界在到达基站接收端的时候无法对齐。在LTE系统，为了解决这一技术问题，采用了上行同步技术。

LTE系统的上行信号获得同步的方法属于基站控制的上行同步方法，即由基站动态的发送定时提前量给UE，这里，LTE系统中定时提前量以TimingAdvance表示，缩写为TA，UE根据TA对上行信号的发送时刻进行定时提前调整，信号从发射端到达接收端会产生传播延时，而TA正是为了抵消该传播延时，从而使得UE所发出的上行信号在到达基站侧接收端后，可以和基站的下行发送信号的帧边界对齐，从而达到同步，如图1所示。使用该技术，可以通过基站的控制，使和该基站链接的所有UE的上行信号到达基站侧的帧边界都是对齐的。

LTE系统的上行信号同步的方法大致分为初同步阶段和同步保持阶段。其中初同步阶段是通过随机接入过程来完成的，功能是实现上行信号的大尺度的同步；同步保持阶段是在完成随机接入过程后，基站通过测量上行信号中的参考信号完成的，功能是实现上行信号的小尺度的同步。其中上行链路参考信号包括导频参考信号和解调参考信号。

针对初同步阶段而言，如图2所示，UE通过随机接入过程完成初同步阶段的过程包括以下内容：

首先UE测量基站发送的下行链路同步信号，测得下行同步信号所在的时刻位置，从而可推算出接收到的下行信号的帧边界，以此帧边界作为下行链路同步定时。

UE以下行链路同步定时作为上行信号发射帧边界，即图2中所示的边界A；发射随机接入前缀。

基站接收到随机接入前缀后，测量出随机接入前缀的定时和下行信号帧边界的差值，从而得到初同步TA；基站将该TA通过随机接入响应消息发送给UE。这里，针对差值而言，从图2可以明显看到，该差值包含了上行链路传播延时和下行链路传播延时之和。

UE根据TA对上行信号发射时间边界进行定时提前调整，即在原发射边界边界A基础上按照TA进行提前调整，从而可以抵消上行链路传播延时，使得上行信号到达基站侧的时刻和基站的下行信号帧边界是对齐的，也即达到了上行同步。

该TA作为UE的上行同步的初始TA。当后续收到小尺度TA后，将其累加在初始TA上，依此类推。这里需要指出的是：UE进行上行信号发送时，使用的TA是累积的TA。

在UE成功完成随机接入后，UE和基站通过无线资源控制(RRC，RadioResource Control)层链接建立过程，建立RRC链接。在RRC链接建立过程中，基站通过RRC信令为UE发送物理信道资源相关的配置信息，UE根据这些配置信息对相应的物理信道资源进行配置。在这些配置信息中包含了导频参考信号的配置信息，UE按照该配置信息的规定来发送上行导频参考信号。

针对同步保持阶段而言，上行链路载波的同步保持阶段的过程包括以下内容：

基站根据对上行链路信号中的参考信号的测量，获得小尺度的TA测量结果，并将该TA值通过MAC控制元(MAC CE，Media Access Control ControlElement)发送给UE。其中，上行链路信号中的参考信号包括导频参考信号和解调参考信号。