專利名稱：通信系統(tǒng)中的上行鏈路時間同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，具體地，涉及用于無線通信系統(tǒng)中的上行鏈路時間同步的機(jī)制。
背景技術(shù)：
長期演進(jìn)(LTE)通信標(biāo)準(zhǔn)使用正交頻分多址(OFDMA)協(xié)議。在OFDMA系統(tǒng)中，為每個用戶設(shè)備(UE)分配物理信道中的頻率子信道和時隙，用于其與基站、接入點或演進(jìn)NodeB (eNodeB)的通信。在OFDMA系統(tǒng)中保持時間和頻率同步很重要。如果失去頻率同步，則也失去了分配給其它UE的各種子載波之間的正交性，這導(dǎo)致UE之間的干擾。如果存在時間誤差，則系統(tǒng)性能將由于接收到的信號星座旋轉(zhuǎn)而降低。因此，在LTE中要求每個UE與UE被連接到的eNodeB保持時間和頻率同步。具體地，必須在循環(huán)前綴窗ロ的邊界內(nèi)(對于 LTE而言約五微秒)在適當(dāng)?shù)臅r間在eNodeB基站處接收來自UE的所有上行鏈路信令。這對于LTE的多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)實施方式而言是特別關(guān)鍵的。為了保持上行鏈路時間同歩，eNodeB首先需要測量來自每個UE的上行鏈路信令的延遲。具體地，eNodeB能夠測量來自每個UE的定時誤差或延遲，諸如當(dāng)UE相對于其與eNodeB的距離移動時，這將耗盡某些UE的被設(shè)計為在循環(huán)前綴窗口中的延遲擴(kuò)展免疫性?？梢栽谥T如物理上行鏈路共享信道(PUSCH)的上行鏈路參考信號信道上進(jìn)行實際的定時測量。在檢測到上行鏈路定時誤差時，那么eNodeB能夠向每個UE發(fā)送具有期望的時間提前(Time Advance)的校正消息。出現(xiàn)了問題，PUSCH信道對每個UE而言是唯一的，并且并不始終被調(diào)度為承載數(shù)據(jù)，并且即使當(dāng)其承載數(shù)據(jù)時，定時誤差測量也可能有太多噪聲且不可靠。常規(guī)的低通濾波器解決方案能夠去除噪聲。然而，針對諸如視頻流的高速業(yè)務(wù)，能夠以每一毫秒子幀的頻率來調(diào)度PUSCH，但是對于諸如PING的低速業(yè)務(wù)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，并且使用常規(guī)的低通濾波器解決方案將不能同時支持低速和高速數(shù)據(jù)服務(wù)。另外，在媒體接入控制(MAC)層同步努力之后，在物理信道中可能存在殘余同步誤差。這要求eNodeB中的進(jìn)ー步的定時補(bǔ)償。此外，雖然對于OFDM信號而言基于循環(huán)前綴(CP)相關(guān)的定時和頻率誤差估計方法是眾所周知的，但這些技術(shù)不能應(yīng)用于OFDMA系統(tǒng)，尤其是其中多個用戶在PUSCH中具有不能彼此區(qū)分的其自身的定時和頻率誤差的eNodeB接收機(jī)。因此，所需要的是ー種用以校正多個UE的上行鏈路定時誤差的技木。如果可以在有噪聲環(huán)境中實現(xiàn)這一點將是更有益的。如果使用不可靠的PUSCH信號的上行鏈路定時測量來實現(xiàn)這一點也將是有益的。


在所附權(quán)利要求中具體指出了本發(fā)明。然而，通過結(jié)合附圖來參考以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征將變得更加顯而易見，并且將最好地理解本發(fā)明，在附圖中
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的支持OFDMA的無線通信系統(tǒng)的概觀框圖；圖2示出了對于不同的通信設(shè)備而言目前能夠存在于LTE通信系統(tǒng)中的上行鏈路同步誤差的圖形表示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的對于不同用戶配置的狀態(tài)機(jī)操作的圖形表示；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的仿真的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的圖形表示；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明，展示了時間誤差的改善的仿真結(jié)果；以及圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了用于校正多個UE的上行鏈路定時誤差的框架。本發(fā)明還允許eNodeB可靠地估計時間提前調(diào)整，即使當(dāng)PUSCH信道具有強(qiáng)噪聲吋，以及即使用戶在低速和高速數(shù)據(jù)服務(wù)之間切換。本發(fā)明可應(yīng)用于混合MU-MM0、單用戶(SU-MMO)和單輸入多輸出(SIMIO)實施方式。圖I是根據(jù)本發(fā)明的諸如LTE的OFDMA無線通信系統(tǒng)的框圖描述。然而，應(yīng)認(rèn)識到本發(fā)明還可應(yīng)用于諸如IEEE 802. 16WiMAX系統(tǒng)的其它OFDMA系統(tǒng)。目前，諸如開放移動聯(lián)盟、3GPP (第3代合作伙伴計劃)、3GPP2(第3代合作伙伴計劃2)和IEEE (電氣和電子工程師協(xié)會)802的標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體正在開發(fā)用于此類無線電信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。通信系統(tǒng)表示在可以基于不同的無線技術(shù)的分組數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)中可操作的系統(tǒng)。例如，隨后的描述能夠應(yīng)用于采用諸如IEEE 802. 11,802. 16或802. 20的無線技術(shù)的基于IEEE 802. xx的接入網(wǎng)絡(luò)，其被修改以實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。參考圖1，示出了 eNodeB 100的框圖，其適合于支持本發(fā)明的優(yōu)選實施例的發(fā)明構(gòu)思。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到圖I并非描述系統(tǒng)進(jìn)行操作所需的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而是只有與本文中的實施例的描述特別相關(guān)的那些系統(tǒng)部件和邏輯實體。例如，eNodeB、接入點或基站可以包括一個或多個設(shè)備，諸如無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)站(其包括接入點、媒體接入控制器、AP控制器或交換機(jī))、基站收發(fā)站、基站控制器(其包括MAC服務(wù)數(shù)據(jù)単元(SDU))、分組控制功能、分組控制単元或無線電網(wǎng)絡(luò)控制器。然而，在圖I中并未具體地示出這些其它設(shè)備中的任何ー個。替代地，eNodeB 100在圖I中被描述為包括被耦合到收發(fā)信機(jī)102的處理器104。通常，諸如處理器和收發(fā)信機(jī)的部件是眾所周知的。例如，已知eNodeB處理單元包括但不限于諸如微處理器、微控制器、存儲器設(shè)備、專用集成電路以及邏輯電路的基本部件。此類部件通常適合于實現(xiàn)已經(jīng)使用高級設(shè)計語言或描述來表達(dá)、使用計算機(jī)指令來表達(dá)、使用消息發(fā)送流程圖來表達(dá)或使用邏輯流程圖來表達(dá)的算法或協(xié)議。因此，給定算法、邏輯流程、消息發(fā)送/信令流或協(xié)議規(guī)范，本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解可用來實現(xiàn)執(zhí)行給定邏輯的eNodeB處理器的許多設(shè)計和開發(fā)技木。因此，eNodeB 100表示根據(jù)本文中的描述已被適用于實現(xiàn)本發(fā)明的各種實施例的已知裝置。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到可以在各種物理部件之中中和之間實現(xiàn)本發(fā)明的方面，并且沒有一個必須局限于單平臺實施方式。例如，可以在上列設(shè)備中的任何一個中或者在這些部件間分布式地實現(xiàn)本發(fā)明的eNodeB方面。此外，能夠以分立部件或集成部件形式來實現(xiàn)eNodeB 100內(nèi)的各種部件，因此最終結(jié)構(gòu)僅僅是基于一般設(shè)計考慮。本發(fā)明的設(shè)想是能夠以軟件、固件或硬件來實現(xiàn)本發(fā)明的操作要求，在軟件處理器(或數(shù)字信號處理器(DSP))中實現(xiàn)功能僅僅是優(yōu)選的選擇。eNodeB 100使用無線接ロ用于與多個移動站或用戶設(shè)備(UE1... UEn) 108、112的通信。出于說明的目的，由于eNodeB 100是基于LTE的，所以無線接ロ分別對應(yīng)于前向鏈路和反向鏈路，每個鏈路包括在本發(fā)明的各種實施例的實施方式中使用的一組信道和子信道。已知用戶設(shè)備或遠(yuǎn)程單元平臺指的是多種消費者電子平臺，諸如但不限于移動站、訂戶設(shè)備、移動節(jié)點、接入終端、終端設(shè)備、游戲設(shè)備、個人計算機(jī)以及個人數(shù)字助理，在本文中全部稱為UE。具體地，每個UE 108、110包括被耦合到收發(fā)信機(jī)、天線、鍵盤、揚聲器、麥克風(fēng)以及顯示器的處理器，由于在本領(lǐng)域中已知因此未示出。已知UE包括但不限于諸如微處理器、DSP、微控制器、存儲器設(shè)備、專用集成電路或邏輯電路的基本部件。此類UE通常適合于實現(xiàn)已經(jīng)使用高級設(shè)計語言或描述來表達(dá)、使 用計算機(jī)指令來表達(dá)、使用消息發(fā)送/信令流程圖來表達(dá)或使用邏輯流程圖來表達(dá)的算法或協(xié)議。因此，給定算法、邏輯流程、消息發(fā)送/信令流、呼叫流或協(xié)議規(guī)范，本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解可用來實現(xiàn)執(zhí)行給定邏輯的用戶設(shè)備的許多設(shè)計和開發(fā)技木。每個UE 108、110分別向eNodeB 100的收發(fā)信機(jī)102提供上行鏈路信號112。這些上行鏈路信號中的每ー個可能由于MS環(huán)境變化、移動性、定時漂移等呈現(xiàn)出不同的時間延遲誤差。由于這些上行鏈路信號112全部可以在同一頻率PUSCH上傳送，所以它們不可被eNodeBlOO的處理器104分離。根據(jù)LTE，上行鏈路信號由CP及其后面的從每個UE處理器輸出的N米樣塊組成。圖2圖示用于各種UE的上行鏈路信號的聚合上行鏈路定時誤差，其中，每個UE的信號以不同的定時誤差到達(dá)eNodeB。對于每個UE的時間誤差可以通過其與eNodeB處的參考時間線的定時差異來估計。在常規(guī)數(shù)據(jù)通信期間，假設(shè)上行鏈路定時誤差在CP長度內(nèi)是合理的。eNodeB的作用是監(jiān)視/更新由于每個MS的環(huán)境變化而引起的定時偏移?；跍y量的定時誤差，eNodeB能夠命令每個UE相應(yīng)地調(diào)整其上行鏈路傳送時間。然而，如前所述，噪聲、數(shù)據(jù)速率和UE移動性引入誤差。同樣如前所述，諸如無限沖激響應(yīng)低通濾波器的濾波器能夠在存在基本上均勻的數(shù)據(jù)速率的情況下處理噪聲問題。然而，此類濾波器不能處理諸如PING數(shù)據(jù)的不連續(xù)數(shù)據(jù)，其中，來自UE的預(yù)期信號在大多數(shù)時間僅僅是噪聲，并且實際數(shù)據(jù)非常少且以很長的間隔出現(xiàn)。在這種情況下，此濾波器不會在其輸出端處生成足夠的信號能量以確定定時誤差。根據(jù)本發(fā)明，eNodeB處理器使用高級時間戳技術(shù)以及以下用以累加時間誤差的方法來實現(xiàn)新型的積分和轉(zhuǎn)儲狀態(tài)機(jī)
權(quán)利要求
1.一種用于通信系統(tǒng)中上行鏈路時間同步的方法，所述方法包括 從用戶設(shè)備(108)接收(602)上行鏈路數(shù)據(jù)； 將所述上行鏈路數(shù)據(jù)的時間誤差連同時間戳一起存儲￠04)； 在累加器中對所述時間誤差進(jìn)行積分(620)，以提供累加時間誤差； 在累加數(shù)據(jù)的所述時間戳滿足定時條件吋，將所述累加時間誤差轉(zhuǎn)儲￠06,626)； 將所述累加時間誤差與閾值進(jìn)行比較(610);以及 如果所述累加時間誤差超過所述閾值，則向所述用戶設(shè)備調(diào)度(108)時間提前。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述累加時間誤差是
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述積分的步驟包括使用加權(quán)函數(shù)來去除無效數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述加權(quán)函數(shù)是
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述積分的步驟包括在遺漏數(shù)據(jù)中填充。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，用于遺漏數(shù)據(jù)的所述填充函數(shù)是
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述比較的步驟包括通過所述采樣數(shù)目來對所述累加時間誤差進(jìn)行歸一化。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，針對不同的給定UE配置，將比較的閾值選為
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在轉(zhuǎn)儲的步驟中，所述定時條件是所述累加數(shù)據(jù)的所述時間戳的所述長度超過最小時間窗。
10.ー種操作用于通信系統(tǒng)中用戶設(shè)備(108)上行鏈路同步的eNodeB基站(100)，所述基站(100)包括 收發(fā)信機(jī)(102)，所述收發(fā)信機(jī)(102)操作用于接收(602)用戶設(shè)備上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸；以及 處理器(104)，所 述處理器(104)被耦合到所述收發(fā)信機(jī)(102)，所述處理器(104)操作用干將所述上行鏈路數(shù)據(jù)的時間誤差連同時間戳一起存儲￠04);在累加器中對所述時間誤差進(jìn)行積分￠20)，以提供累加時間誤差；在累加數(shù)據(jù)的所述時間戳滿足定時條件時將所述累加時間誤差轉(zhuǎn)儲(606，626);將所述累加時間誤差與閾值進(jìn)行比較(610);以及，如果所述累加時間誤差超過所述閾值，則調(diào)度(616)將由所述收發(fā)信機(jī)(102)發(fā)送到所述用戶設(shè)備(108)的時間提前。
全文摘要
一種用于通信系統(tǒng)中的上行鏈路時間同步的裝置和方法，包括從用戶設(shè)備(108)接收上行鏈路數(shù)據(jù)的第一步驟(602)。下一步驟(604)包括連同時間戳一起存儲上行鏈路數(shù)據(jù)的時間誤差。下一步驟(620)包括對時間誤差進(jìn)行積分以提供累加的時間誤差。下一步驟(606，626)包括在累加的數(shù)據(jù)的時間戳滿足定時條件時將累加的時間誤差轉(zhuǎn)儲。下一步驟(610)包括見累加時間誤差與閾值進(jìn)行比較。下一步驟(616)包括如果累加的時間誤差超過閾值，則向用戶設(shè)備(108)調(diào)度時間提前。
文檔編號H04W56/00GK102870477SQ201180018528
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者亞胡達(dá)·Y·盧斯, 格雷戈里·M·阿加米, 文森特·M·夏夏 申請人:摩托羅拉移動有限責(zé)任公司