專利名稱：擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及時分雙工無線通信系統(tǒng)中，通過上下行調(diào)度來擴大小區(qū)覆 蓋半徑的方法。
背景技術：
伴隨GSM等移動網(wǎng)絡在過去的二十年中的廣泛普及，全球語音通信 業(yè)務獲得了巨大的成功。目前，全球的移動語音用戶已超過了 18億。同 時，人們的通信習慣也從以往的點到點(Place to Place)演進到人與人。 個人通信的迅猛發(fā)展極大地促使了個人通信設備的微型化和多樣化，結合 多媒體消息、在線游戲、視頻點播、音樂下載和移動電視等數(shù)據(jù)業(yè)務的能 力，大大滿足了個人通信和娛樂的需求。
另外，盡量利用網(wǎng)絡來提供計算和存儲能力，通過低成本的寬帶無線 傳送到終端，將有利于個人通信娛樂設備的微型化和普及。GSM網(wǎng)絡演 進到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA網(wǎng)絡以提供更多樣化的通信和娛 樂業(yè)務，降低無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的運營成本，已成為GSM移動運營商的必經(jīng) 之路。但這也僅僅是往寬帶無線技術演進的一個開始。WCDMA/HSDPA 與GPRS/EDGE相比，無線性能大大擴大。
目前，無線移動通信系統(tǒng)正在向?qū)拵?、便攜方向發(fā)展，對通信終端提 出了高數(shù)據(jù)帶寬、低復雜度、低電池功耗，以及高頻譜效率的要求。 OFDM/OFDMA技術的使用，降低了寬帶通信系統(tǒng)的實現(xiàn)復雜度.
正交頻分復用技術，即OFDM技術，已經(jīng)被公認為超三代和第四帶 無線寬帶移動通信的首選傳輸技術。在OFDM的基礎上進行頻域復用多 ii(Frequency division multiplex access, FDMA)，才尤才勾成了正交步貞分復用 多址技術，即OFDMA技術。在通常的OFDMA技術中，整個通信帶寬被 劃分成許多子載波，每個子載波可以單獨分配給某個發(fā)信機-收信機對，可以用于點對多點(point to multipoint, PMP)或點對點(point to point,
P2P)通信系統(tǒng)。通常的蜂窩通信系統(tǒng)是一個點對多點通信系統(tǒng)，單個發(fā) 信機(比如基站)可以同時向一個或多個收信機(比如手機)傳輸信息， 一個或多個發(fā)信才幾(比如手才幾)也可以同時向單個收信才幾(比如基站)傳 輸信息，其中多個收信機或者多個發(fā)信機分別占用頻域上彼此正交的不同 的子載波分配，成為OFDM/OFDMA系統(tǒng)。典型的應用如3GPP的長期 演進(Long term evolution, LTE)系統(tǒng)的下行鏈路。
3GPP LTE項目的主要性能目標包括在20MHz頻譜帶寬能夠提供 下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能； 擴大小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms,控 制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀 態(tài)的遷移時間小于100ms;支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h 高速移動用戶提供"00kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可 靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。
為了實現(xiàn)3G LTE系統(tǒng)的上述目標性能，需要改進與增強現(xiàn)有3G系 統(tǒng)的空中接口技術和網(wǎng)絡結構。3GPP標準化組織經(jīng)過激烈的討論于2005 年12月，批準采用OFDM和MIMO方案作為其無線網(wǎng)絡演進(LTE) 的唯 一 標準。同時LTE系統(tǒng)核心網(wǎng)采用兩層扁平網(wǎng)絡架構，由 WCDMA/HSDPA階段的NodeB、 RNC、 SGSN、 GGSN四個主要網(wǎng)元， 演進為eNodeB (eNB)和接入網(wǎng)關(aGW)兩個主要網(wǎng)元。核心網(wǎng)同時 采用全IP分布式結構，支持各種先進技術。
OFDM技術是LTE系統(tǒng)的技術基礎與主要特點，OFDM系統(tǒng)參數(shù)設 定對整個系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生決定性的影響，其中載波間隔又是OFDM系 統(tǒng)的最基本參數(shù)，經(jīng)過理論分析與仿真比較最終確定為15kHz。上下行的 最小資源塊為375kHz，也就是25個子載波寬度，數(shù)據(jù)到資源塊的映射 方式可采用集中(localized)方式或離散(distributed)方式。循環(huán)前綴 Cyclic Prefix (CP)的長度決定了 OFDM系統(tǒng)的抗多徑能力和覆蓋能力。 長CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統(tǒng)開銷也會相應增加， 導致數(shù)據(jù)傳輸能力下降。為了達到小區(qū)半徑100Km的覆蓋要求，LTE系統(tǒng)采用長短兩套循環(huán)前綴方案，根據(jù)具體場景進行選擇短CP方案為基 本選項，長CP方案用于支持LTE大范圍小區(qū)覆蓋和多小區(qū)廣播業(yè)務。
高峰值傳送輸率是LTE下行鏈路需要解決的主要問題。為了實現(xiàn)系 統(tǒng)下行100Mbps峰值速率的目標，在3G原有的QPSK、 16QAM基礎上， LTE系統(tǒng)增加了 64QAM高階調(diào)制。LTE上行方向關注的首要問題是控制 峰均比，降低終端成本及功耗，目前主要考慮采用位移BPSK和頻域濾波 兩種方案進一步降低上行SC-FDMA的峰均比。LTE除了繼續(xù)采用成熟的 Turbo信道編碼外，還在考慮使用先進的低密度奇偶校驗碼。
3GPP LTE接入網(wǎng)在能夠有效支持新的物理層傳輸技術的同時，還需 要滿足低時延、低復雜度、低成本的要求。原有的網(wǎng)絡結構顯然已無法滿 足要求，需要進行調(diào)整與演進。2006年3月的會議上，3GPP確定了 E-UTRAN的結構，接入網(wǎng)主要由演進型eNodeB ( eNB )和接入網(wǎng)關 (aGW)構成，這種結構類似于典型的IP寬帶網(wǎng)絡結構，采用這種結構 將對3GPP系統(tǒng)的體系架構產(chǎn)生深遠的影響。eNodeB是在NodeB原有 功能基礎上，增加了 RNC的物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、接入控制、 承載控制、移動性管理和inter-cell RRM等功能。aGW可以看作是一個 邊界節(jié)點，作為核心網(wǎng)的一部分。
TE系統(tǒng)目前定義了 5種下行信道物理下行共享信道PDSCH、物 理廣播信道PBCH、物理多播信道PMCH、物理控制格式指示信道PC-FICH、物理下行控制信道PDCCH。
系統(tǒng)還定義了 3種上行物理信道物理隨機接入信道PRACH、物理 上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH。
在目前的時分雙工(TDD， time division duplex)無線通信系統(tǒng)中，定時 提前(TA)被用來彌補無線信號在基站和終端之間傳送的來回時間(RTT)。 其原理如圖1a ~ 1c所示。
圖1a是無線幀格式。以TDD方式的LTE短幀格式為例，時域5ms 的無線幀被劃分成5個1ms的時隙，分別編號為0， 1， 2, 3, 4。其中 0時隙是下行時隙，2時隙是上行時隙，3時隙和4時隙的配置可以為"上 上"、"上下"、"下下"三種配置方式的一種。圖1a中選用的配置為
6"上下"，在3時隙和4時隙交界處有個上下行轉換點。另外，1時隙被 分為下行部分(DwPTS， Downlink pilot time slot),保護間隔(GP, Guard Period),上行部分(UpPTS， Uplink pilot time slot)三個部分。
值得一提的是，TDD系統(tǒng)特殊時隙中，DwPTS占最多5個OFDM 符號，用于發(fā)射下行控制和數(shù)據(jù)；UpPTS占1-2個OFDM符號，用于 發(fā)射下行控制和數(shù)據(jù)；這些符號是終端共享的。其中，UpPTS中后面2 個OFDM符號的一個重要目的就是用來發(fā)射上行的參考信號，用于網(wǎng)絡 測量終端上行信道質(zhì)量以及進行上行信號的調(diào)度。對于上行的參考信號的 調(diào)度是按照OFDM符號為單位的，即網(wǎng)絡可以調(diào)度特定終端在最后2個 OFDM符號中的任何一個或者兩個符號上進行發(fā)射。
在實際通信中，無線信號從基站(NodeB)傳送到終端(UE)有一個傳播 時延Tp，如圖1c所示，這時從1時隙開始的上行部分需要定時提前量 Ta,1，來彌補上一時延Tp。
這種技術的魯棒性(robust)較差。原因有二首先，定時提前量Ta，1 是由基站根據(jù)接收的上行信號位置估計出來的，精度有限；同時為了簡化 定時提前量的控制信令復雜度，往往采用1比特控制信號，傳達步進、步 退信息。這樣，定時位置會有一個偏前或偏后的波動范圍，在其中偏后波 動的情況下會導致基站側接收上行發(fā)送信號與發(fā)送下行信號在時域上重 疊，如圖1b中斜線陰影部分所示，影響基站對上行信號尾部部分的接收。 其次，在基站采用接收、發(fā)送時分雙工的情況下，在圖1b中3時隙和4 時隙之間基站需要從接收狀態(tài)轉換為發(fā)送狀態(tài)，需要有接收-發(fā)送轉換時 間間隔(RTG， Receive/transmit Transition Gap)，否則會影響基站對上刊-信號尾部部分的接收或影響基站對下行信號頭部部分的發(fā)送。
已經(jīng)提出的一種解決方法是，NodeB發(fā)送定時提前量Ta,2給UE, 其中Ta，2=Ta,1+Tg。 Ta，2由兩部分組成，其中的Ta,1=2*Tp，是無線信 號在空中一個來回的傳播時間，其中的Tg是保護時間間隔，由NodeB 根據(jù)NodeB控制Ta,1精度的方差以及TDD雙工方式下NodeB的接收畫 發(fā)送轉換時間選定，使得NodeB側的收發(fā)信號如圖1c所示，其中3時隙 和4時隙中間留出一段保護時間(Guard part),以減小收發(fā)信號之間的干擾到可以忽略的程度。
由于幀結構中GP的大小有限，而小區(qū)邊緣的終端需要更多的傳播時 間，所以GP的長度決定了小區(qū)的最大邊界。對于修改發(fā)射時間提前量的 方法，終端信號需要根據(jù)小區(qū)需要在進行發(fā)射，雖然可以達到避免上下行 信號干擾的目的。但是，由于Tg占用了 GP的時間，使得實際的GP減 少，必然降低了小區(qū)的覆蓋半徑。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提出一種擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法。
本發(fā)明所提出的 一 種擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，包括以下步驟
使終端在聯(lián)接狀態(tài)進行通信；
在網(wǎng)絡側測量該終端的環(huán)回時間TT;
依據(jù)該環(huán)回時間TT與小區(qū)的保護間隔延續(xù)時間TGP的一相互關系 決定該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的分配，其中
若TTx 3<TGP，則網(wǎng)絡按照一既定方法分配該終端的上行導頻時隙 和下行導頻時隙；否則，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙
和下行導頻時隙。
在一個實施例中，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙和 下行導頻時隙的步驟包括
調(diào)度該終端不在上行導頻時隙進行發(fā)射。
在一個實施例中，如果TGP+TS《TT x 3 < TGP+2TS并且小區(qū)配置
為上行導頻時隙發(fā)送2個OFDM符號，則約束該終端在上行導頻時隙不 發(fā)送上行參考符號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的 OFDM符號長度。
在一個實施例中，如果TTx 3《TGP+TS并且小區(qū)配置為上行導頻時 隙發(fā)送1個OFDM符號，則約束該終端在上行導頻時隙不發(fā)送上行參考 符號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的OFDM符號長度。
在一個實施例中，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙和 下行導頻時隙的步驟包括調(diào)度該終端僅在上行導頻時隙的最后一個OFDM符號進行發(fā)射。 在一個實施例中，如果TT x 3《TGP+TS且小區(qū)配置為上行導頻時隙 發(fā)送2個OFDM符號，則約束該終端在最后一個OFDM符號發(fā)送上行參 考符號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的OFDM符號長 度。
在一個實施例中，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙和 下行導頻時隙的步驟包括
不在下行導頻時隙向該終端發(fā)射數(shù)據(jù)。
因此，通過在上行導頻時隙和下行導頻時隙約束來自終端和向終端的 發(fā)射，本發(fā)明可以有效擴大小區(qū)覆蓋半徑。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法，可 以解決現(xiàn)有技術中提前控制終端發(fā)射時間的同時會造成小區(qū)的覆蓋半徑 減少的問題。


圖1 a ~ 1 c是現(xiàn)有技術用定時提前來彌補R T T的時隙格式示意圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明 一 個實施例的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法流程圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明 一 個實施例的約束的分配方法流程圖。
具體實施例方式
的上行導頻時隙(UpPTS)和/或下行導頻時隙(DwPTS)的ODFM (正交頻 分復用)符號發(fā)射，來增大實際的GP，從而擴大小區(qū)的覆蓋半徑。
在本發(fā)明中，所涉及的系統(tǒng)包括時分雙工(TDD)無線通信系統(tǒng)。終 端無線接入小區(qū)，并與具有基站的無線通信網(wǎng)絡進行通信。
在下面的實施例所涉及的TDD系統(tǒng)的特殊時隙中，DwPTS占最多5 個OFDM符號，用于發(fā)射下行控制和數(shù)據(jù)；UpPTS占1 - 2個OFDM符 號，用于發(fā)射下行控制和數(shù)據(jù)；這些符號是終端共享的。其中，UpPTS 中后面2個OFDM符號的一個重要目的就是用來發(fā)射上行的參考信號， 用于網(wǎng)絡測量終端上行信道質(zhì)量以及進行上行信號的調(diào)度。對于上行的參考信號的調(diào)度是按照OFDM符號為單位的，即網(wǎng)絡可以調(diào)度特定終端在 最后2個OFDM符號中的任何一個或者兩個符號上進行發(fā)射。設服務小 區(qū)的保護間隔GP延續(xù)時間為TGP,終端的環(huán)回時間為TT。
參照圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法包括如下步驟
在步驟201,終端在聯(lián)接狀態(tài)進行正常通訊；
在步驟202,在網(wǎng)絡側測量該終端的環(huán)回時間TT;
在步驟203,比較TT與保護間隔GP的延續(xù)時間TGP的相對關系， 具體到說，比較TTx3與TGP;
在步驟204,如果TTx3《TGP，網(wǎng)絡會按照既定方法分配對應終端 的DwPTS和UpPTS。也就是說，網(wǎng)絡會根據(jù)系統(tǒng)的原有需要進行調(diào)度。
在步驟205，如果TTx3》TGP，網(wǎng)絡會釆用約束的分配方法來調(diào)度 上下行時隙。
在一個實施例中，步驟205的具體方法可進一步包括
(1) 對于UpPTs，調(diào)度對應終端不在UpPTs進行發(fā)射；或者對于2個 符號的UpPTs,調(diào)度對應終端僅在最后一個符號進行發(fā)射；
(2) 對于DwPTS，可以不在DwPTS數(shù)據(jù)域向?qū)K端發(fā)射數(shù)據(jù)。 以上步驟(1)， (2)可以同時采用，或者選擇其中之一采用。
圖3是根據(jù)本發(fā)明 一 個實施例的約束的分配方法實現(xiàn)流程圖。在下面 的步驟中，TS為一個OFDM符號的時間長度。
參照圖3所示，在步驟203,如果TTx3《TGP,則執(zhí)行步驟204, 否則進入步驟301。
在步驟204中，網(wǎng)絡會按照既定方法分配對應終端的DwPTS和 UpPTS，然后進入步驟310,結束。
在步驟301,會進一步判斷TTx 3與TGP + TS的關系以及UpPTS 的配置情況。如果TTx3《TGP + TS，并且小區(qū)配置為UpPTS發(fā)送2個 OFDM符號，則在步驟302約束對應終端在最后一個OFDM符號發(fā)送上 行參考信號，然后進入步驟310。
在步驟303,會進一步判斷TT x 3與TGP + 2 x TS的關系以及UpPTS 的配置情況。如果TGP + TS<TTx3《TGP + 2xTS，并且小區(qū)配置為UpPTS發(fā)送2個OFDM符號，則在步驟304約束對應終端在UpPTS不 發(fā)送上行參考信號，然后進入步驟310。
然后，在步驟305會進一步判斷TTx3與TGP + TS的關系以及 UpPTS的酉己置情況。如果TTx3《TGP + TS，并且小區(qū)酉己置為UpPTS 發(fā)送1個OFDM符號，則在步驟306約束對應終端在UpPTS不發(fā)送上 行參考信號，然后進入步驟310。否則，約束網(wǎng)絡不在DwPTS中數(shù)據(jù)域 向?qū)K端發(fā)射數(shù)據(jù)，然后進入步驟310。
符號的發(fā)送和/或在下行導頻時隙中的向終端的數(shù)據(jù)發(fā)送，可以避免由于 提前控制終端發(fā)射時間而導致小區(qū)的覆蓋半徑減少。而且可以利用本發(fā)明 的方法來擴大小區(qū)覆蓋半徑。
以上所揭示的只是本發(fā)明的較佳實施例，但是這些實施例并非用以限 定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的 各種等效修改和變化，均應包含在當以權利要求書所界定的專利范圍內(nèi)。
權利要求
1、一種擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，包括使終端在聯(lián)接狀態(tài)進行通信；在網(wǎng)絡側測量該終端的環(huán)回時間TT；依據(jù)該環(huán)回時間TT與小區(qū)的保護間隔延續(xù)時間TGP的一相互關系調(diào)度該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的分配，其中，若TT×3≤TGP，則網(wǎng)絡按照一既定方法分配該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙；否則，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙。
2、 如權利要求1所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于，網(wǎng) 絡按照 一 約束方法分配該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的步驟包 括調(diào)度該終端不在上行導頻時隙進行發(fā)射。
3、 如權利要求2所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于， 如果TGP+TS《TTx 3<TGP+2TS并且小區(qū)配置為上行導頻時隙發(fā)送2個OFDM符號，則約束該終端在上行導頻時隙不發(fā)送上行參考符 號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的OFDM符號長度。
4、 如權利要求2所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于， 如果TTx3<TGP+TS并且小區(qū)配置為上行導頻時隙發(fā)送1個OFDM符號，則約束該終端在上行導頻時隙不發(fā)送上行參考符號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的OFDM符號長度。
5、 如權利要求1所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于，網(wǎng) 絡按照 一 約束方法分配該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的步驟包 括調(diào)度該終端僅在上行導頻時隙的最后一個OFDM符號進行發(fā)射。
6、 如權利要求5所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于，如果TT x 3《TGP+TS且小區(qū)配置為上行導頻時隙發(fā)送2個OFDM符號，則約束該終端在最后一個OFDM符號發(fā)送上行參考符號；其中TS是組成上行導頻時隙和下行導頻時隙的OFDM符號長度。
7、如權利要求1 ~6任一項所述的擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，其特征在于，網(wǎng)絡按照一約束方法分配該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的步驟包括不在下行導頻時隙向該終端發(fā)射數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種擴大小區(qū)覆蓋半徑的方法，包括以下步驟使終端在聯(lián)接狀態(tài)進行通信；在網(wǎng)絡側測量該終端的環(huán)回時間TT；依據(jù)該環(huán)回時間TT與小區(qū)的保護間隔延續(xù)時間TGP的一相互關系調(diào)度該終端的上行導頻時隙和下行導頻時隙的分配。通過在上行導頻時隙和下行導頻時隙約束來自終端和向終端的發(fā)射，本發(fā)明可以有效擴大小區(qū)覆蓋半徑。而且根據(jù)本發(fā)明的方法，可以解決現(xiàn)有技術中提前控制終端發(fā)射時間的同時會造成小區(qū)的覆蓋半徑減少的問題。
文檔編號H04W88/08GK101621866SQ20081003983
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權日2008年6月30日
發(fā)明者濤 吳, 垚 陳 申請人:展訊通信(上海)有限公司