专利名称：：Hspa+系统定时同步保持方法
技术领域：
：本发明涉及增加型第三代移动通信时分同步码分多址TD-SCDMA系统HSPA+系统定时同步保持方法。
背景技术：
：HSPA+系统是时分同步码分多址TD-SCDMA系统的增加型系统，其帧结构与TD-SCDMA系统一致，一个5ms子帧又分为3个特殊时隙和7个常规时隙，3个特殊时隙分别为下行导频时隙(Dwpts)、保护时隙(GP)和上行导频时隙(UpPTS)。7个常规时隙用于传送用户的数据或控制信息，TSO总是固定地用作下行时隙来发送系统广播信息，而TSl总是固定分配给上行链路，其他时隙可以根据系统要求灵活配置为上行时隙或下行时隙，实现对称业务或非对称业务的传输。对支持多频点的小区，同一UE所占用的上下行时隙在同一频点。上行时隙和下行时隙之间由转换点分开，每个5ms的子帧有两个转换点(UL到DL和DL到UL)。一个时隙内的数据结构也叫做突发，常规时隙的突发由两个长度分别为352chip的数据块、一个长为144hcip的中间码(midamble码)和一个长为16hcip的GP组成，突发的持续时间是一个时隙。常规时隙的一个突发的数据块总长度为7(Mchip，由信道化码和扰码共同扩频。信道化码是一个正交可变扩频因子(OVSF)码，对于下行链路其扩频因子只可以为1或16，而对于上行链路则可以取1，2，4，8或16，物理信道的信息速率与调制后的符号速率相关，而符号速率取决于信道化码的扩频因子和系统的码速率。TD-SCDMA系统的码速率为1.28Mhcips,因此其调制后的符号速率变化范围为为80.Okbps-1.^Mbps。TD-SCDMA系统规定一个移动台在同一个时隙最多能够采用两个信道化码来实现多码传输。中间码也叫训练序列，主要用于信道估计，在一个小区中所有突发的基本中间码(BasicMidamble码)相同，但可采用不同的偏移。HSPA+环境下TD-SCDMA系统传输信道是由Ll提供给高层的服务，它是根据在空中接口上如何传输及传输什么特性的数据来定义的，包括高速下行共享信道(HS-DSCH)是一种被几个UE共享的下行传输信道，用于承载专用控制数据或业务数据，HS-DSCH和一个下行DPCH和一个或者几个共享控制信道(HS-SCCH)相伴随；共享控制信道(HS-SCCH)是一个携带用于HS-DSCH高层控制信息的下行物理信道。物理层根据3GPPTS25.222处理这些信息并且在HS-SCCH上传送作为结果的比特，在随机接入过程中的前向接入状态(CELL_FACH)或空闲模式下的搜寻呼(CELL_PCH)状态下，HS-SCCH指令携带上行同步建立命令。如果UE支持多个载波的HS-DSCH发送，对应每个载波的HS-DSCH都各自使用独立的HS-SCCH用于控制信息的传输。用来控制同一UE同一载波上的HS-DSCH的HS-SCCH与HS-SICH需要在同一个载波上；DCH绝对许可信道(E-AGCH)是一条承载上行增强专用信道E-DCH绝对许可控制信息的下行物理信道；E-DCH自动返回重传(E-DCHHARQ)确认指示信道E-HICH承载一个或者多个用户的应答指示，E-HICH包含8个空闲比特位。一个小区的E-HICH数量是由系统配置的。调度传输和非调度传输的应答指示在不同的E-HICH上发送。对于调度传输，每个用户的调度传输最多能配置四条E-HICH。对于非调度传输，E-HICH不仅承载HARQ应答指示，还承载发射功率控制TPC和同步偏移SS命令。PCCPCH承载广播信息，固定在主频TSO的前两个码道下行发送。HSUPA业务时序关系图如图1所示，在上行增强中引入HARQ技术以实现数据的快速重传。数据的传输需要通过以下步骤首先通过E-AGCH信道将Node-B调度实体所分配给UE的资源(时隙\码道\功率)传输到UE；UE使用分配的物理资源传输上行数据；UE通过接收E-HICH得到上行控制信道(E-PUCH)传输的反馈。以上过程需要满足一定的时序关系。该机制需要E-AGCH开始到分配给相应E-PUCH的第一个激活时隙的最小时间，在该时间段内，UE完成E-AGCH信息的接收及根据E-AGCH信息配置相关资源等处理；该间隔称为nE-AGCH，为7个时隙。UE收到E-AGCH后，认为E-AGCH中指示的资源(时隙\码道)将在E-AGCH开始传输的第六个时隙激活并可以使用。并且不考虑DwPTS和UpPTS。E-PUCH传输时间间隔(TTI)最后一个激活时隙的开始时间和E-HICH开始传输正确/不正确(ACK/NACKs)应答指示之间的时间间隔，该间隔定义为nE-HICH，由高层配置，其取值范围为4到15个时隙。实现过程需要把E-AGCH、E-PUCH、E-HICH之间的时隙关系转换为E-AGCH、E-PUCH、E-HICH之间的帧号关系。HSDPA业务时序关系图如图2所示，对一个指定UE，在携带HS-DSCH相应信息的HS-SCCH和第一个指示的HS-DSCH(时间上)之间有一个nHS_SOTI彡3时隙的偏移。UE在下一个有效的伴随HS-SICH上发送HS-DSCH相应的ACK/NACK需要有以下限定对一个指定UE,在最后一个分配的HS-PDSCH(时间上)和HS-SICH之间有一个nHS_SIQI彡9时隙的偏移。因此，HS-SICH传输需要总是在HS-DSCH后隔一个子帧中进行。根据上述SCCH，DSCH，SICH的时隙关系转换为帧关系，即SCCH和DSCH和SICH的关系是Ν，Ν+1，Ν+3。在该限制中不考虑DwPTS和^)PTS。对于CDMA系统来说，对接收同步影响的因素主要有三个，载波频率偏差、样值定时偏差和符号定时偏差，而载波频率偏差和样值定时偏差都是由硬件产生，符号定时偏差是由NodeB与UE的距离、无线环境造成。由于以上情况的机理不同，故其相应的调整公式不同。但实测表明，载波频率偏差、样值定时偏差在较短时间内保持不变，且载波频率偏差可通过频率同步保持方案进行相应补偿，故本发明中主要针对由符号定时偏差引起的同步偏移的处理，所述同步偏移均为由符号定时偏差引起的同步偏移。HSPA+系统对定时同步算法有较大的影响，主要体现在在下行方面，随着A-DPCH的裁剪，下行定时同步算法在HSPA应用中失去稳定的参考信息，并且诸如HS-SCCH、E-AGCH、HS-PDSCH、E-HICH等下行信道均不同程度的具备间断特征；特别是连接模式(CELL-DCH)、CELL-FACH状态下的非连续接收(DRX)场景，极端情形前述下行目标信道将无限期的缺失；导致下行定时同步的跟踪与保持无从谈起；而上行方向上遭遇相同的问题，UTRAN侧依据上行方向的HS-SICH、E-UCCH等信道获取UE上行定时同步信息，并在HS-SCCH、E-AGCH、E-HICH等信道中携带SS信息指导UE侧上行调整；显然，当极端情形下HSPA信道无限期缺失时，其SS控制字无从承载，导致上行同步的跟踪与保持完全瘫痪；因此之前固定用DPCH来计算定时同步偏差这种原有的定时同步算法不能适应于HSPA+系统，并且HS-SCCH、E-AGCH、HS-PDSCH、E-HICH等下行信道的间断特性，导致下行定时同步算法无法获得足够定时同步统计的样本值，进而使得同步保持失败。
发明内容本发明所解决的技术问题在于在于提供用于HSPA+系统的定时同步保持方法，使用基于HS-SCCH、E-AGCH、HS-PDSCH、E-HICH等一切可用下行信道的定时同步方法，克服裁减A-DPCH后下行定时同步算法在HSPA+应用中失去稳定的参考信息的情况，其能够快速准确地，特别是在低信噪比环境中快速准确地实现定时同步保持。本发明HSPA+系统的定时同步保持方法，在辅频的下行时隙上检测HS-SCCH或E-AGCH；若首先检测到HS-SCCH，则提取HS-SCCH或/和HS-PDSCH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若首先检测到E-AGCH，则提取E-AGCH或/和E-HICH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若同时检测到HS-SCCH和E-AGCH，则判断下行信道HS-SCCH,E-AGCH、HS-PDSCH、E-HICH是否全在同一个时隙，若全在同一时隙，则提取其中一个信道的midamble数据，计算定时同步偏移值，若不全在同一时隙，则提取在不同时隙中的至少二个信道的midamble数据，计算定时同步偏移值；若均未检测到HS-SCCH和E-AGCH，则切换到主频，提取PCCPCH信道的midamble数据或/和Dwpts数据，计算定时同步偏移值；优先的，若所述HS-SCCH或/和HS-PDSCH的样本数不足，或者所述E-AGCH或/和E-HICH的样本数不足时，利用网络端下发的同步偏移SS命令控制字获得定时同步偏移值；即首先缓存HS-SCCH或/和HS-PDSCH或者E-AGCH或/和E-HICH信道收到的SS命令控制字，到达统计周期时，将所有SS命令控制字进行平均计算得到平均值，依据平均值获得定时同步偏移值，进行同步偏移调整；所述依据平均值获得定时同步偏移值为调整方向取所述平均值的反方向，调整步长固定为M/32chip，M=I或2或3或4。本发明HSPA+系统中通过采用HS-SCCH、E-AGCH,HS-PDSCH,E-HICH等下行信道，极端情况下通过实时补充广播信道或下行导频信息接收，保证下行信道信息的实时性与样本参考量。样本量不足时利用网络端下发的SS命令更新统计信息指导下行定时同步的调整，提升下行定时同步算法的鲁棒性。基于信道质量的下行样本信息的有效性判决，有效的克服了HS-SCCH、E-AGCH、HS-PDSCH、E-HICH等下行信道的midamble无效数据过多造成同步偏移估计值不可靠的情况。采用主频PCCPHC的同时也避免了Dwpts因码长较短导致同步偏移值存在的风险性。其能够快速准确地，特别是在低信噪比环境中快速准确地实现定时同步保持。图1为现有技术HSUPA业务时序流程图2为现有技术HSDPA业务时序流程图；图3为本发明计算定时同步偏移值流程图；图4本发明利用SS获得定时同步偏移值的流程图；图5本发明利用Dwpts进行定时同步偏移值的估计流程图；图6本发明利用主频上的PCCPCH计算同步偏移值流程图。具体实施例方式对于HSPA+系统，A-DPCH信道缺失，且是无限期缺失，导致下行同步无可用样本计算同步偏移量，本发明定时同步方法优选方案选取一切可用下行信道数据来进行同步偏移量的计算来进行同步调整，例如HS-SCCH、E-AGCH、E-HICH和HS-PDSCH等下行信道。在辅频上的下行时隙中盲搜HS-SCCH或者E-AGCH，存在以下4种情况1)、搜到HS-SCCH无E-AGCH，由于HS-PDSCH与HS-SCCH存在固定的时序关系，当第η帧存在HS-SCCH，终端在收到并且译对HS-SCCH时，在第η+1帧的指定时隙上去收HS-PDSCH，此时可采用HS-SCCH和HS-PDSCH作为定时同步保持的样本源。优选的，可固定在TSO搜HS-SCCH，若存在多用户的HS-PDSCH译码等业务时，可能没有足够的时间盲搜所有下行时隙的HS-SCCH，或者网络端无调度时无HS-SCCH导致样本量不足，。2)、搜到E-AGCH无HS-SCCH，由于E-AGCH和E-HICH也存在一定的时序关系，终端在收到网络端下发的调度E-AGCH后在固定的子帧数后下发E-HICH，故E-AGCH和E-HICH均可作为定时同步保持的样本。非调度的E-AGCH和E-HICH上承载着TPC和SS命令字，样本数不足时网络端下发的SS命令字可作为定时同步保持调整方向的参考。网络端下发上述下行信道的样本数不足情况下，在一定周期内可利用下行信道携带的SS命令字的平滑值进行方向性调整来与网络端保持定时同步。3)搜到HS-SCCH和E-AGCH，在下行信道HS-SCCH,E-AGCH,HS-PDSCH,E-HICH不在同个时隙的条件下，均可作为定时同步保持的样本。由于时隙中不同码道所用的基本midamble码是同一套，故每个时隙仅能收集一个样本作为定时同步保持的样本来源。若存在与3同一个时隙，则每个时隙仅采用其中一个下行时隙所在码道作为定时同步保持的样本。4)无HS-SCCH和E-AGCH，在CELL-DCH、e-CELL_FACH状态下的DRX场景，极端情形下前述下行目标信道将无限期的缺失，此时无样本信息来进行定时同步偏移值的计算，SS命令也无从承载，即辅频上无业务，可切换到主频上利用PCCPCH或者Dwpts作为样本信息的采集源，根据样本的有效性分情况调整同步偏移值与网络端保持同步。下面结合附图及具体实施例对本发明定时同步保持方法做进一步的详细说明。所述计算定时同步偏移值主要包括以下步骤，如图3所示步骤1_1提取HS-SCCH或E-AGCH或HS-PDSCH或E-HICH等下行信道的midamble数据，计算冲激响应，启动帧计数器，有效样本计数器。所述计算冲激响应过程为本领域公知技术，在此不再详述。步骤1_2选取占优窗。占优窗的选取准则是当存在明显比目标窗的功率更强的窗时，将其窗的信道冲激响应功率送入同步模块，否则，仍将目标窗视为同步所使用的窗。6其中，目标窗为网络下发的配置窗，一般情况下为首窗。利用占优窗而不是高层信令下发的配置窗进行同步偏移值的计算，避免了下行样本配置窗无数据下发导致依据常规方法获取的同步偏移值不可靠。步骤1_3在同步周期内进行chip级信号功率对位叠加并与周期内末帧进行同步偏移值计算。获取基准AGC，获取原则为以估计周期的首帧的age作为基准AGC。在同步周期内(32巾贞)对消除AGC和考虑信号质量后的信道冲激响应功率对位叠加cir_pwr_accu=cirpwrXscale(fn)Xage—tableagcbenchmark—agc+15+cir—pwr—accu，在周期内末帧由同步窗叠加的信道冲击响应功率序列中搜索最大值及其位置，判断从窗的开始位置到stronge_path的径是否存在满足大于一定门限的径(门限设置为最强径的1/3)，并将其所在位置与首径位置first_path相比获得估计的chip级偏差est_chip=first_path-3。并将相关计数器和叠加功率数组清零以便下个周期的同步偏移值计算。其中，agc_tableagc_agc—benchmark+15为agc_table中的第agc_benchmark_agc+15项；cir_pwr为同步窗的信道冲激响应；cir_pwr_accu为同步窗的累计信道冲激响应。AGC_table的构造和格式该表是将_/+15db的取反对数的结果，某一个值用2个word表示，低位在前，高位在后。表中第16项agc_table15对应ΔAGC=0，按10进制，par=1。为了表agC_table能用32bit表示所有各项，将原有10进制数除以2~15得到par_table,1对应OX00010000。表lagc_table表权利要求1.HSPA+系统的定时同步保持方法，其特征在于，在辅频的下行时隙上检测HS-SCCH或E-AGCH；若首先检测到HS-SCCH，则提取HS-SCCH或/和HS-PDSCH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若首先检测到E-AGCH，则提取E-AGCH或/和E-HICH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若同时检测到HS-SCCH和E-AGCH，则判断下行信道HS-SCCH、E-AGCH、HS-PDSCH、E_HICH是否全在同一个时隙，若全在同一时隙，则提取其中一个信道的midamble数据，计算定时同步偏移值，若不全在同一时隙，则提取至少一个信道的midamble数据，计算定时同步偏移值；若均未检测到HS-SCCH和E-AGCH，则切换到主频，提取PCCPCH信道的midamble数据或/和Dwpts数据，计算定时同步偏移值。2.如权利要求1所述HSPA+系统的定时同步保持方法，其特征在于，固定在TSO上检测HS-SCCH。3.如权利要求1所述HSPA+系统的定时同步保持方法，其特征在于，若所述HS-SCCH或/和HS-PDSCH的样本数不足，或者所述E-AGCH或/和E-HICH的样本数不足时，利用网络端下发的同步偏移SS命令控制字获得定时同步偏移值；即首先缓存HS-SCCH或/和HS-PDSCH或者E-AGCH或/和E-HICH信道收到的SS命令控制字，到达统计周期时，将所有SS命令控制字进行平均计算得到平均值，依据平均值获得定时同步偏移值，进行同步偏移调整；所述依据平均值获得定时同步偏移值为调整方向取所述平均值的反方向，调整步长固定为M/32chip，M=I或2或3或4。全文摘要本发明涉及HSPA+系统定时同步保持方法，若首先检测到HS-SCCH，则提取HS-SCCH或/和HS-PDSCH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若首先检测到E-AGCH，则提取E-AGCH或/和E-HICH的midamble数据，计算定时同步偏移值；若同时检测到HS-SCCH和E-AGCH，则提取其中一个信道的midamble数据，计算定时同步偏移值；若均未检测到HS-SCCH和E-AGCH，则切换到主频，提取PCCPCH信道的midamble数据或者Dwpts数据，计算定时同步偏移值；本发明采用一切可用下行信道获取定时同步偏移值，保证下行信道信息的实时性与样本参考量。文档编号H04W56/00GK102573041SQ20101062160公开日2012年7月11日申请日期2010年12月31日优先权日2010年12月31日发明者刘若堃,王曦,王清申请人:重庆重邮信科通信技术有限公司