一种扩大时分同步码分多址接入系统覆盖范围的方法转让专利
申请号 : CN200610082546.1
文献号 : CN101075844B
文献日 : 2010-07-21
发明人 : 蔡宝忠 , 范永 , 王叶青 , 程广辉
申请人 : 大唐移动通信设备有限公司
摘要 :
本发明公开了一种扩大时分同步码分多址接入系统覆盖范围的方法，所述系统中移动终端建立上行同步包括下述步骤：(a)移动终端按照设定的发送时间提前量进行上行导频信号的发送；(b)移动终端随机接入不成功，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定，继续执行步骤(a)。本发明具有如下显著优点：(1)能够实现TD-SCDMA系统在各种场景下的广覆盖；(2)不用牺牲TS1时隙作为额外的保护时隙，系统容量没有损失；(3)对现有基站设备不进行改动，而仅需要对移动终端设备稍微修改；(4)不需要修改标准和规范。
权利要求 :
1.一种扩大时分同步码分多址接入系统覆盖范围的方法，所述系统中移动终端建立上行同步包括下述步骤：(a)移动终端按照设定的发送时间提前量进行上行导频信号的发送；
(b)当移动终端在最大移动终端物理层重试次数内的尝试接入不成功时，移动终端物理层对上行导频信号的发送功率增加，同时对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定；当移动终端经过最大移动终端物理层重试次数的尝试接入仍不成功时，由移动终端协议层发起，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定，继续执行步骤(a)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(a)中，发送时间提前量的初始值是移动终端根据其接收到的下行导频时隙和/或主公共控制物理信道的功率估计来确定的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的移动终端物理层重试次数是由无线网络控制器进行配置的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的移动终端物理层重试次数范围为1-8。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数是由无线网络控制器进行配置的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数范围为1-32。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(b)中，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定是增加发送时间提前量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的发送时间提前量的增加量是由移动终端物理层预先设定的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的发送时间提前量的增加量是一个步长。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种扩大时分同步码分多址接入(Time Division SynchronousCDMA：TD-SCDMA)系统覆盖范围的方法，属于通信技术领域。
背景技术
TD-SCDMA系统是一种采用时分双工(Time Division Duplex：TDD)技术的全新移动通信系统，在该系统中信号上下行靠时间进行区分，并且具有专用的上行和下行导频时隙，发送上行和下行导频信号，完成上行和下行导频功能。在TD-SCDMA系统中，一个无线帧长为10ms，分成两个结构完全相同的5ms无线子帧，无线子帧的结构如图1所示。
从图1中可以看出在每个子帧(subframe，1.28Mcps，5ms，6400chip)中，有7个常规时隙TS0-TS6和3个特殊时隙，3个特殊时隙包括：下行导频时隙DwPTS(96chip)、上行导频时隙UpPTS(160chip)和保护间隔GP(96chip)，下行导频时隙DwPTS用于下行链路同步和初始小区搜索；上行导频时隙UpPTS主要是在随机接入过程中实现移动终端和基站的初始同步，当移动终端处于空中登记和随机接入状态时，首先发射UpPTS，当得到网络的应答后才发送随机接入信道RACH；保护间隔GP在基站侧，由发射向接收转换的保护间隔，移动终端在获得下行同步以后才能获得上行同步，保护间隔GP决定了小区的覆盖范围，目前TD-SCDMA系统的最大覆盖半径只有11.25公里。
为了使TD-SCDMA系统具有更大的覆盖范围，同时满足TD-SCDMA系统上行同步的要求，目前可以采取两种解决方法：
(1)移动终端在发送上行导频信号时进行一定的时间提前，但是现有技术中，移动终端的发送时间提前量是通过对移动终端接收到的DwPTS和/或主公共控制物理信道PCCPCH的功率估计来确定的，对于海面、沙漠等广覆盖场景，由于传播模型的差异性，移动终端却无法准确估算出上行导频信号的发送时间提前量；
(2)扩大保护时隙的长度，即：牺牲TS1时隙来作为额外的保护时隙，但是这种方法对基站的修改比较大，实现起来比较困难，且系统的容量损失也比较大。
从图1中可以看出在每个子帧(subframe，1.28Mcps，5ms，6400chip)中，有7个常规时隙TS0-TS6和3个特殊时隙，3个特殊时隙包括：下行导频时隙DwPTS(96chip)、上行导频时隙UpPTS(160chip)和保护间隔GP(96chip)，下行导频时隙DwPTS用于下行链路同步和初始小区搜索；上行导频时隙UpPTS主要是在随机接入过程中实现移动终端和基站的初始同步，当移动终端处于空中登记和随机接入状态时，首先发射UpPTS，当得到网络的应答后才发送随机接入信道RACH；保护间隔GP在基站侧，由发射向接收转换的保护间隔，移动终端在获得下行同步以后才能获得上行同步，保护间隔GP决定了小区的覆盖范围，目前TD-SCDMA系统的最大覆盖半径只有11.25公里。
为了使TD-SCDMA系统具有更大的覆盖范围，同时满足TD-SCDMA系统上行同步的要求，目前可以采取两种解决方法：
(1)移动终端在发送上行导频信号时进行一定的时间提前，但是现有技术中，移动终端的发送时间提前量是通过对移动终端接收到的DwPTS和/或主公共控制物理信道PCCPCH的功率估计来确定的，对于海面、沙漠等广覆盖场景，由于传播模型的差异性，移动终端却无法准确估算出上行导频信号的发送时间提前量；
(2)扩大保护时隙的长度，即：牺牲TS1时隙来作为额外的保护时隙，但是这种方法对基站的修改比较大，实现起来比较困难，且系统的容量损失也比较大。
发明内容
本发明即是针对上述现有技术中的缺点而提出的一种扩大TD-SCDMA系统覆盖范围的方法，该方法能够实现TD-SCDMA系统在各种场景下的广覆盖。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种扩大时分同步码分多址接入系统覆盖范围的方法，所述系统中移动终端建立上行同步包括下述步骤：
(a)移动终端按照设定的发送时间提前量进行上行导频信号的发送；
(b)当移动终端在最大移动终端物理层重试次数内的尝试接入不成功时，移动终端物理层对上行导频信号的发送功率增加，同时对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定；当移动终端经过最大移动终端物理层重试次数的尝试接入仍不成功时，由移动终端协议层发起，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定，继续执行步骤(a)。
进一步地，所述的步骤(a)中，发送时间提前量的初始值是移动终端根据其接收到的下行导频时隙和/或主公共控制物理信道的功率估计来确定的。更进一步地，所述的移动终端物理层重试次数是由无线网络控制器进行配置的。
更进一步地，所述的移动终端物理层重试次数范围为1-8。
更进一步地，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数是由无线网络控制器进行配置的。
更进一步地，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数范围为1-32。
进一步地，所述的步骤(b)中，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定是增加发送时间提前量。
更进一步地，所述的发送时间提前量的增加量是由移动终端物理层预先设定的。
更进一步地，所述的发送时间提前量的增加量是一个步长。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)能够实现TD-SCDMA系统在各种场景下的广覆盖；
(2)不用牺牲TS1时隙作为额外的保护时隙，系统容量没有损失；
(3)对现有基站设备不进行改动，而仅需要对移动终端设备稍微修改；
(4)不需要修改标准和规范。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种扩大时分同步码分多址接入系统覆盖范围的方法，所述系统中移动终端建立上行同步包括下述步骤：
(a)移动终端按照设定的发送时间提前量进行上行导频信号的发送；
(b)当移动终端在最大移动终端物理层重试次数内的尝试接入不成功时，移动终端物理层对上行导频信号的发送功率增加，同时对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定；当移动终端经过最大移动终端物理层重试次数的尝试接入仍不成功时，由移动终端协议层发起，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定，继续执行步骤(a)。
进一步地，所述的步骤(a)中，发送时间提前量的初始值是移动终端根据其接收到的下行导频时隙和/或主公共控制物理信道的功率估计来确定的。更进一步地，所述的移动终端物理层重试次数是由无线网络控制器进行配置的。
更进一步地，所述的移动终端物理层重试次数范围为1-8。
更进一步地，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数是由无线网络控制器进行配置的。
更进一步地，所述的协议层发起的移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定的次数范围为1-32。
进一步地，所述的步骤(b)中，移动终端物理层对上行导频信号发送时间提前量进行重新设定是增加发送时间提前量。
更进一步地，所述的发送时间提前量的增加量是由移动终端物理层预先设定的。
更进一步地，所述的发送时间提前量的增加量是一个步长。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)能够实现TD-SCDMA系统在各种场景下的广覆盖；
(2)不用牺牲TS1时隙作为额外的保护时隙，系统容量没有损失；
(3)对现有基站设备不进行改动，而仅需要对移动终端设备稍微修改；
(4)不需要修改标准和规范。
附图说明
图1为TD-SCDMA系统的无线子帧结构图。
具体实施方式
在目前的3G标准中，上行导频信号发送次数有两个定义：一个是移动终端物理层重试次数M，该重试次数M可配置范围为1～8；另一个是协议层重试次数N，该重试次数N可配置范围为1～32。用户移动终端发起接入时每次按照一个固定步长功率递增发送，在M次发送后移动终端仍检测不到前向物理接入信道(FPACH)情况下，移动终端物理层向协议层报告，协议层根据配置的重试次数N继续发起接入。本发明的设计思路即是在移动终端重试接入时不仅改变功率也调整发送时间提前点。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
假定海面某个移动终端与基站的距离为36km，但是由于海面广覆盖场景下传播模型的特殊性，该移动终端与基站之间进行随机接入过程中，根据下行同步接收到的DwPTS和/或PCCPCH的功率估计上行同步导频信号的发射时间提前量仅为96chip，随后该移动终端建立上行同步的步骤如下：
步骤101，移动终端第一次以96chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为11.25公里，显然在本步骤中，移动终端经过M次功率爬坡的尝试连接后仍然不会连接成功；
步骤102，移动终端物理层向协议层报告接入不成功信息，协议层发起、移动终端的物理层将发送时间提前量增加96chip，也即以192chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为22.5公里，显然在本步骤中，移动终端经过M次功率爬坡的尝试连接后依旧不会连接成功；
步骤103，移动终端物理层向协议层报告接入不成功信息，协议层发起、移动终端的物理层将固定提前量再增加96chip，也即以288chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为33.75公里，由于移动终端与基站的实际距离为36km，因而移动终端将接入成功。
在另一实施例中，移动终端在最大终端物理层重试次数M内的接入过程中如果接入不成功，不仅每次增加上行导频信号的发送功率递增，而且增加上行导频信号发送时间提前量，按照新设定的发送功率和发送时间提前量进行上行导频信号的发送。由此来实现TD-SCDMA的覆盖范围的扩大。
需要说明的是，上述实施例中，发送时间提前量的增加量是由移动终端物理层预先设定的，如果将该增加量增大，TD-SCDMA的覆盖范围也将随之进一步扩大，这样在移动终端尝试更多的次数之后，总能在基站上行导频时隙内收到上行导频信号，建立移动终端的上行同步。
还需要说明的是，本发明所提供的扩大TD-SCDMA覆盖范围的方法不仅仅适用于海面、沙漠等广覆盖场景中，也适用于其它普通场景中。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的介绍，但不作为对本发明的限定。
假定海面某个移动终端与基站的距离为36km，但是由于海面广覆盖场景下传播模型的特殊性，该移动终端与基站之间进行随机接入过程中，根据下行同步接收到的DwPTS和/或PCCPCH的功率估计上行同步导频信号的发射时间提前量仅为96chip，随后该移动终端建立上行同步的步骤如下：
步骤101，移动终端第一次以96chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为11.25公里，显然在本步骤中，移动终端经过M次功率爬坡的尝试连接后仍然不会连接成功；
步骤102，移动终端物理层向协议层报告接入不成功信息，协议层发起、移动终端的物理层将发送时间提前量增加96chip，也即以192chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为22.5公里，显然在本步骤中，移动终端经过M次功率爬坡的尝试连接后依旧不会连接成功；
步骤103，移动终端物理层向协议层报告接入不成功信息，协议层发起、移动终端的物理层将固定提前量再增加96chip，也即以288chip为发送时间提前量来发送上行导频信号，此时TD-SCDMA系统的覆盖范围为：小区半径为33.75公里，由于移动终端与基站的实际距离为36km，因而移动终端将接入成功。
在另一实施例中，移动终端在最大终端物理层重试次数M内的接入过程中如果接入不成功，不仅每次增加上行导频信号的发送功率递增，而且增加上行导频信号发送时间提前量，按照新设定的发送功率和发送时间提前量进行上行导频信号的发送。由此来实现TD-SCDMA的覆盖范围的扩大。
需要说明的是，上述实施例中，发送时间提前量的增加量是由移动终端物理层预先设定的，如果将该增加量增大，TD-SCDMA的覆盖范围也将随之进一步扩大，这样在移动终端尝试更多的次数之后，总能在基站上行导频时隙内收到上行导频信号，建立移动终端的上行同步。
还需要说明的是，本发明所提供的扩大TD-SCDMA覆盖范围的方法不仅仅适用于海面、沙漠等广覆盖场景中，也适用于其它普通场景中。