專利名稱：Lte系統中基站間的空口同步跟蹤方法及基站設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法 及基站設備。
背景技術：
3GPP (3rd Generation Partnership Pro ject，第三代移動通信標準化組織)已 啟動了長期演進(Long Term Evolution,LTE)的標準化工作。LTE系統基于正交頻分復用 (Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技術，其子載波間隔設定為 15kHz， 對應的OFDM符號長度為66. 67us。LTE系統包括TDD (Time Division Duplex，時分雙工) 禾口 FDD (Frequency Division Duplex，頻分雙工)兩種雙工方式。對于 TDD (Time Division Duplex，時分雙工)方式的LTE系統來說，不同基站之間的時間同步是其可靠運行的前提 和基礎,現有技術中各TDD模式的LTE系統，例如TD-LTE (TD-SCDMALong Term Evolution, TD-SCDMA 的長期演進；TD-SCDMA Time Division-Synchronous CDMA，時分同步碼分多址接 入)系統，都考慮基于GPS (Global Positioning System，全球定位系統)定時信號實現不 同基站之間的時間同步。然而，對于近期移動通信系統中悄然興起的一種重要站點femto (毫微微基站)， 由于其部署在室內，不易獲得GPS定時信號，因此在TDD方式下，femto基站之間、以及 femto基站與macro (宏基站)之間時間同步是實現femto基站部署的一項重要挑戰。空口同步方案是解決femto基站之間時間同步的一種可行方案。所謂空口同步是 指從基站(需要同步的基站)通過偵聽種子基站(已經同步的基站)的同步信號，調整自 身的時鐘使其同步于種子基站的時鐘。空口同步方案可采用開環空口同步和閉環空口同步 兩種方式。下面以TD-LTE系統為例分別介紹開環空口同步和閉環空口同步兩種實現方式。開環空口同步方式，包括如下步驟步驟1 從基站偵聽并捕獲種子基站的PSS (primary sync signal，主同步信號)， 根據PSS進行頻率同步和相位同步；步驟2 從基站偵聽并捕獲種子基站的SSS(secondary sync signal，輔同步信 號)，根據SSS進行幀定時同步，并識別宏基站小區的PCI (Physical Cell ID，物理小區標 識符)；步驟3 從基站周期性偵聽并捕獲種子基站的PSS和/或SSS，或者CRS (公共導頻 信號)，進行空口同步跟蹤。閉環空口同步方式，包括如下步驟步驟1 從基站偵聽并捕獲種子基站的PSS，根據PSS進行頻率同步和相位同步；步驟2 從基站偵聽并捕獲種子基站的SSS，根據SSS進行幀定時同步，并識別宏基 站小區的PCI ；步驟3 從基站向種子基站發出隨機接入請求，并由種子基站向從基站反饋 TA (Timing Advance，定時提前)參數，從基站依據TA參數修正幀定時；
步驟4 從基站周期性偵聽并捕獲種子基站的PSS和/或SSS，或者CRS，進行空口 同步跟蹤。上述空口同步方案采用點對點同步機制，需要對從基站預先配置種子基站。由于 femto基站的部署運營商并不完全可控，因此空口同步方案需要femto基站能夠根據網絡 環境自適應選擇最佳的種子基站或種子基站集合，并與之同步。實現該目標的一種有效手 段是在空口同步方案中引入時鐘級別機制。即maCro基站與femto基站均具有靜態或可 動態調整的屬性即時鐘級別，其中0級是時鐘級別的最高等級，1級次之，依次類推。femto 基站開機之后，首先偵聽無線網絡環境，如果沒有檢測到任何相鄰的macro基站或femto基 站，則選擇自同步，時鐘級別設定為0級；如果檢測到相鄰的macro基站或femto基站，則選 擇時鐘級別最高(即級別序號最小)的基站作為自身的同步基準即種子基站，同時設定自 身的時鐘級別比該種子基站的時鐘級別低一級。基于上述時鐘級別機制，系統中空口同步跳數可得到最小控制。時鐘級別原理如 圖1所示，基站1開機后會自同步，且設定時鐘級別為0級，而基站2、基站3和基站4開機 后均會偵聽到相鄰的0級時鐘，因此都與基站1同步，并設定自身的時鐘級別為1級。不難 發現時鐘級別方案使得系統中的同步鏈路有序化，任意基站的時鐘級別與其相鄰基站的 時鐘級別之差的絕對值不大于1。上述空口同步方案，無論是采用開環空口同步方式還是閉環空口同步方式均可分 為兩個過程，空口同步建立過程和空口同步跟蹤過程。對于開環空口同步方式來說，步驟1 和步驟2屬于空口同步建立過程，步驟3屬于空口同步跟蹤過程；對于閉環空口同步方式來 說，步驟1至步驟3屬于空口同步建立過程，步驟4屬于空口同步跟蹤過程。對于空口同步 建立過程來說，femto基站偵聽macro基站或其它femto基站的PSS和SSS。對于TDD方 式的LTE系統來說，空口偵聽示意圖如圖2所示，當HeNB (femto基站)空口偵聽時，不能同 時向其UE發射PSS和SSS，由于LTE系統中最小調度周期(TTI)為lms，即1個子幀，這就 意味著UE在其接入的femto基站空口偵聽時不僅會丟失PSS和SSS，還會丟失PBCH，因為 PBCH是通過解析PSS和SSS得到的。基于上述原因，對于空口同步建立過程來說，由于UE 還未接入femto基站，因此空口同步建立過程中femto基站偵聽種子基站的PSS和SSS對 UE沒有任何影響，而對于空口同步跟蹤過程來說，會對UE造成影響，因此空口同步跟蹤過 程一般不傾向于偵聽PSS和/或SSS。為了確保femto基站的空口偵聽對UE無任何影響， 空口同步跟蹤過程比較傾向于偵聽MBSFN子幀的CRS (公共導頻信號)。由于MBSFN子幀不 會是包含特殊控制信道(PSS/SSS/PBCH)的子幀，因此在MBSFN子幀處空口偵聽對UE沒有 任何影響。空口同步方案的一項重要挑戰就是femto基站的部署運營商不可控，部署位置隨 機。由于上述原因，在某一 femto基站空口偵聽時會受到其它femto基站的嚴重干擾。如 圖3所示，當HeNBl (femto基站)偵聽其種子基站eNB (macro基站)的同步信號時，HeNB2 并沒有處于偵聽狀態，因此HeNB2發射的同步信號會對HeNBl造成干擾，尤其是當HeNB2與 HeNBl位置較近時干擾非常嚴重。協作靜默(Coordinated Silencing)機制是克服上述問題的有效手段。同樣以圖 3為例進行說明，協作靜默是指當HeNBl偵聽其種子基站eNB的同步信號時，HeNB2不作任 何處理，既不處于偵聽狀態也不發射同步信號，因此femto基站之間也就沒有任何干擾。但是femto基站的行為隨機，如何控制系統中各femto基站協作靜默或空口偵聽，以解決基站 之間的同步信號干擾成為現有技術中亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明提供一種LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法，用以解決空口同步跟蹤 過程中基站之間的同步信號干擾問題。本發明提供一種LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法，包括基站根據系統配置的時鐘級別與無線幀配置偏移radioframeAllocationOffset 參數的對應關系，確定自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset、以及自身 時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset參數；所述基站在根據所述第一 radioframeAllocationOffset參數確定出的第一無線 幀的多播廣播單頻網絡MBSFN子幀處空口偵聽，根據偵聽并捕獲到的同步信號進行空口同 步跟蹤；以及所述基站在根據所述第二 radioframeAllocationOffset參數確定出的第二無線 幀的MBSFN子幀處協作靜默。本發明提供一種LTE系統中的基站設備，包括存儲單元、確定單元、控制單元、空 口偵聽單元、同步跟蹤單元和協作靜默單元，其中所述存儲單元，用于存儲系統配置的時鐘級別與無線幀配置偏移 radioframeAllocationOffset #= 白勺胃；所述確定單元，用于根據所述對應關系，確定基站設備自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset、以及基站設備自身時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset 參數；所述控制單元，用于在根據所述第一 radioframeAllocationOffset參數確定出 的第一無線幀的多播廣播單頻網絡MBSFN子幀處，觸發所述空口偵聽單元，在根據所述第 二 radioframeAllocationOffset參數確定出的第二無線幀的MBSFN子幀處，觸發所述協作 靜默單元；所述空口偵聽單元，用于在所述控制單元的觸發下進行空口偵聽；所述同步跟蹤單元，用于根據偵聽并捕獲到的同步信號進行空口同步跟蹤；所述協作靜默單元，用于在所述控制單元的觸發下協作靜默。本發明提供的LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法及基站設備，基站 根據系統配置的時鐘級別與radioframeAllocationOffset參數的對應關系，確定 自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset、以及自身時鐘級別的上 一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset參數，基站在根據該第一 radioframeAllocationOffset參數確定出的第一無線幀的MBSFN子幀處空口偵聽，在根據 第二 radioframeAllocationOffset參數確定出的第二無線幀的MBSFN子幀處協作靜默。由 于任意基站的時鐘級別與其相鄰基站的時鐘級別之差的絕對值不大于1，通過相鄰時鐘級 別的基站在空口同步跟蹤過程中相互協作靜默/空口偵聽，可有效提高空口同步的質量和 可靠性，解決由于femto基站的隨機部署在空口同步跟蹤過程中所導致的同步信號干擾問 題。
圖1為現有技術中時鐘級別原理圖；圖2為現有技術中TDD方式的LTE系統空口偵聽示意圖；圖3為現有技術中空口偵聽干擾示意圖；圖4為本發明實施例中協作靜默/空口偵聽系統架構圖；圖5為本發明實施例中控制協作靜默/空口偵聽的示意圖；圖6為本發明實施例中LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法流程圖；圖7為本發明實施例中LTE系統中基站設備的結構框圖。
具體實施例方式首先介紹LTE 標準規范中定義的 MBSFN(Multicast Broadcast SingleFrequency Network,多播廣播單頻網絡)子幀配置方式。MBSFN子幀周期有6中可能配置，即1幀、 2幀、4幀、8幀、16幀和32幀，使用的配置參數為radioframeAlIocationPeriod(無線 幀配置周期，簡稱幀周期)參數。在一個幀周期內，幀位置有8種可能配置，即在幀周 期內位置偏移0、1、2、3、4、5、6、7，使用的配置參數為radioframeAlIocationOffset (無 線幀配置偏移，簡稱幀偏移)參數。若SFN(System Frame Number,系統幀號)與 radioframeAlIocationPeriod參數進行Mod(求模)運算的運算結果與配置的 radioframeAlIocationOffset參數相一致，那么當前無線幀即包括MBSFN子幀。求模運算 的含義是取兩個整數相除后所得的余數。確定無線幀內MBSFN于幀的位置，有兩種Bitmap (位圖)配置方式oneFrame方式即僅當前無線幀內包括MBSFN子幀，共有6bit的BitMap (位圖)， 若BitMap中某位為1則表示該位對應的子幀為MBSFN子幀。對于TDD方式和FDD方式， BitMap中各位對應的子幀位置，如表1所示。表 權利要求
1.一種長期演進LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法，其特征在于，包括基站根據系統配置的時鐘級別與無線幀配置偏移radioframeAllocationOffset參數的對應關系，確定自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset、以及自身時鐘 級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset參數；所述基站在根據所述第一 radioframeAllocationOffset參數確定出的第一無線幀的 多播廣播單頻網絡MBSFN子幀處空口偵聽，根據偵聽并捕獲到的同步信號進行空口同步跟 蹤；以及所述基站在根據所述第二 radioframeAllocationOffset參數確定出的第二無線幀的 MBSFN子幀處協作靜默。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一無線幀的MBSFN子幀處，所述基 站的種子基站的相應子幀為MBSFN子幀。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一無線幀的MBSFN子幀處，所述基 站的種子基站的相應子幀為普通子幀，所述普通子幀是指不包含特殊控制信道的非MBSFN 子幀。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述第一無線幀、以及第二無線幀的 確定方法，具體包括所述基站在每一個無線幀到來時，根據當前無線幀的SFN與無線幀配置周期 radioframeAlIocationPeriod 參數進行求模 Mod 運算；將運算結果與自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset參數相一致的 當前無線幀確定為第一無線幀，將運算結果與自身時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset參數相一致的當前無線幀確定為第二無線幀。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括所述時鐘級別與radioframeAllocationOffset參數的對應關系、以及所述 radioframeAllocationPeriod參數是基站從核心網設備廣播的系統配置消息中提取的。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述核心網設備為核心網中的網絡管理設 備、或者移動交換中心MSC。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，LTE系統中各基站保持系統幀號SFN同步。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，LTE系統中各基站的SFN同步方法，具體包括每一個基站偵聽其種子基站的物理廣播信道PBCH，根據偵聽并捕獲到的種子基站當前 無線幀的SFN同步自身當前無線幀的SFN。
9.一種長期演進LTE系統中的基站設備，其特征在于，包括存儲單元、確定單元、控制 單元、空口偵聽單元、同步跟蹤單元和協作靜默單元，其中所述存儲單元，用于存儲系統配置的時鐘級別與無線幀配置偏移 radioframeAllocationOffset #= 白勺胃；所述確定單元，用于根據所述對應關系，確定基站設備自身時鐘級別對應的第一 radioframeAllocationOffset,以及基站設備自身時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAllocationOffset 參數；所述控制單元，用于在根據所述第一 radioframeAllocationOffset參數確定出的第一無線幀的多播廣播單頻網絡MBSFN子幀處，觸發所述空口偵聽單元，在根據所述第二 radioframeAlIocationOffset參數確定出的第二無線幀的MBSFN子幀處，觸發所述協作靜 默單元；所述空口偵聽單元，用于在所述控制單元的觸發下進行空口偵聽； 所述同步跟蹤單元，用于根據偵聽并捕獲到的同步信號進行空口同步跟蹤； 所述協作靜默單元，用于在所述控制單元的觸發下協作靜默。
10.如權利要求9所述的基站設備，其特征在于，所述控制單元進一步包括運算子單 元、控制子單元和觸發子單元，其中所述存儲單元，還用于存儲無線幀配置周期radioframeAllocationPeriod參數； 所述運算子單元，用于在每一個無線幀到來時，根據當前無線幀的SFN與 radioframeAl locationPeriod 參數進行求模 Mod 運算；所述控制子單元，用于將運算結果與基站設備自身時鐘級別對應的第一 radioframeAlIocationOffset參數相一致的當前無線幀確定為第一無線幀，將運算結果與 基站設備自身時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二 radioframeAlIocationOffset參數 相一致的當前無線幀確定為第二無線幀；觸發子單元，用于在確定出的第一無線幀的MBSFN子幀處，觸發所述空口偵聽單元，在 確定出的第二無線幀的MBSFN子幀處，觸發所述協作靜默單元。
11.如權利要求10所述的基站設備，其特征在于，還包括提取單元，用于從核心網設備發送的系統配置消息中提取所述對應關系、以及所述 radioframeAllocationPeriod參數，并保存到所述存儲單元中。
全文摘要
本發明公開了一種LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法及基站設備，用以解決空口同步跟蹤過程中基站之間的同步信號干擾問題。LTE系統中基站間的空口同步跟蹤方法，包括基站根據系統配置的時鐘級別與無線幀配置偏移radioframeAllocationOffset參數的對應關系，確定自身時鐘級別對應的第一radioframeAllocationOffset、以及自身時鐘級別的上一級時鐘級別對應的第二radioframeAllocationOffset參數；基站在根據第一radioframeAllocationOffset參數確定出的第一無線幀的MBSFN子幀處空口偵聽，根據偵聽并捕獲到的同步信號進行空口同步跟蹤；基站在根據第二radioframeAllocationOffset參數確定出的第二無線幀的MBSFN子幀處協作靜默。
文檔編號H04W12/02GK102045711SQ200910236469
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者劉建軍, 崔春風, 王競 申請人:中國移動通信集團公司