一種家庭基站間同步的獲取與保持方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種家庭基站間同步的獲取與保持方法，包括：步驟S1，家庭基站HNBi建立并維護(hù)鄰節(jié)點(diǎn)列表，初始化各鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)；步驟S2，家庭基站HNBi周期性地選擇一個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)NodeBj作為同步源；步驟S3，家庭基站HNBi判斷與同步源NodeBj需要執(zhí)行的同步類型；如果同步次數(shù)Nj等于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行完備同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；如果同步次數(shù)Nj大于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行快速同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；步驟S4，家庭基站HNBi更新自己的同步時(shí)間ti，并修改同步次數(shù)Nj。本發(fā)明專利技術(shù)所述的家庭基站間同步的獲取與保持方法占用資源少、速度快，無需中心節(jié)點(diǎn)控制，具有自組織、自優(yōu)化的能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種家庭基站間同步的獲取與保持方法
本專利技術(shù)屬于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)
，涉及一種家庭基站間同步的獲取與保持方法。
技術(shù)介紹
家庭基站(HomeNodeB，HNB)又被稱為毫微微蜂窩基站(Femtocell)，是一種小型的蜂窩基站。一般在家庭室內(nèi)或小型商業(yè)機(jī)構(gòu)中使用，主要用來改善無線信號(hào)的室內(nèi)覆蓋和分流高速數(shù)據(jù)流量，以提高宏網(wǎng)絡(luò)的容量。TD-SCDMA是一種時(shí)分復(fù)用的同步CDMA技術(shù)，對(duì)同步的要求很高。家庭基站作為一種NodeB類，也必須進(jìn)行家庭基站之間的同步。如果家庭基站與宏基站之間或家庭基站之間不同步，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。因此，家庭基站的同步十分重要。家庭基站是一種用戶端設(shè)備，具有數(shù)量龐大、即插即用、位置和上電的任意性等特征，無法按傳統(tǒng)方法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和優(yōu)化，對(duì)同步問題也提出了很高的要求。HNB可以通過偵聽鄰近基站的無線信號(hào)來實(shí)現(xiàn)同步。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，定義了特殊的幀結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)同步。如圖1所示，以5ms為一個(gè)子幀，每個(gè)子幀包括7個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙(TS0～TS6)和3個(gè)特殊時(shí)隙，分別為下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)，保護(hù)時(shí)隙(GP)和上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)。業(yè)務(wù)時(shí)隙包括兩個(gè)數(shù)據(jù)域和一個(gè)144碼片的中間碼，中間碼作為訓(xùn)練序列進(jìn)行多用戶檢測(cè)，并為上行同步保持提供檢測(cè)基準(zhǔn)。下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS用于下行同步和小區(qū)初搜，由64碼片的下行同步碼和32碼片的保護(hù)間隔構(gòu)成，時(shí)長(zhǎng)75us。保護(hù)時(shí)隙GP用于下行到上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)。在小區(qū)搜索時(shí)，確保DwPTS可靠接收，防止干擾上行導(dǎo)頻時(shí)隙工作；在隨機(jī)接入時(shí)確保UpPTS可以提前發(fā)射以防止對(duì)DwPTS產(chǎn)生干擾。上行導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS用于建立上行初始同步和隨機(jī)接入，包含128碼片的上行同步碼和32碼片的保護(hù)間隔。家庭基站之間的空口同步是指家庭基站與同步源(可以是宏基站，也可以是其他家庭基站)的無線幀的起始時(shí)間相同，具體地，使它們的DwPTS時(shí)隙的起始時(shí)間相同。如圖1所示，同步源NodeBj中的下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS的起始時(shí)間為t0，由于傳輸時(shí)延的原因，HNBi偵聽到DwPTS時(shí)隙的起始時(shí)間是t0延遲了dj之后的時(shí)間t1，其中dj是HNBi與NodeBj之間的傳輸時(shí)延。為了使HNBi與NodeBj保持同步，HNBi應(yīng)該在偵聽到NodeBj的DwPTS時(shí)隙的時(shí)間t1的基礎(chǔ)上，將自己的DwPTS的起始時(shí)間提前dj，即t0時(shí)刻。這樣，HNBi與NodeBj的幀的起始時(shí)間相同，實(shí)現(xiàn)了HNBi與NodeBj之間的同步。因此，空口同步的關(guān)鍵是測(cè)量?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸時(shí)延dj。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，家庭基站HNBi首先與同步源NodeBj建立下行同步，然后偽裝成UE向同步源NodeBj發(fā)起一個(gè)“假”隨機(jī)接入過程來獲得傳輸時(shí)延。現(xiàn)有的家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行空口同步的過程(簡(jiǎn)稱為完備同步過程)包括如下步驟：1)家庭基站HNBi在一個(gè)子幀的時(shí)間內(nèi)搜索同步源NodeBj發(fā)送的下行同步碼，確定小區(qū)使用的下行同步碼和下行導(dǎo)頻時(shí)隙的起始時(shí)間tj，建立下行同步；2)家庭基站HNBi確定NodeBj使用的Midamble碼、擾碼等，鎖定下行同步；3)家庭基站HNBi與NodeBj建立主公共控制物理信道的同步，控制復(fù)幀同步，在BCH信道讀取小區(qū)廣播信息；4)家庭基站HNBi隨機(jī)選擇可用的上行同步碼，在上行導(dǎo)頻時(shí)隙發(fā)送該碼。在接下來的4個(gè)子幀內(nèi)檢查NodeBj發(fā)來的FPACH響應(yīng)，根據(jù)響應(yīng)中的相關(guān)信息估計(jì)出HNBi與同步源NodeBj之間的傳輸時(shí)延dj；5)家庭基站HNBi根據(jù)tj和dj調(diào)整下行導(dǎo)頻時(shí)隙的起始時(shí)間，完成與NodeBj的同步。此方法的缺陷是：需要占用較多的系統(tǒng)資源，耗時(shí)也比較長(zhǎng)。而且，為了保持家庭基站與同步源之間的同步，需要周期性地執(zhí)行這個(gè)過程。如果使用上述過程，會(huì)浪費(fèi)家庭基站的較多資源，降低提供業(yè)務(wù)的能力。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，UE上行同步的保持是在通信過程中利用數(shù)據(jù)傳輸信道的中置碼進(jìn)行。但是，家庭基站與同步源之間沒有直接的數(shù)據(jù)傳輸信道，所以無法使用中置碼的方式進(jìn)行同步保持的控制。此外，所述空口同步過程的另一個(gè)不足是，家庭基站僅與一個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，此時(shí)存在與其他鄰節(jié)點(diǎn)之間不同步的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：提供一種家庭基站間同步的獲取與保持方法，該方法使家庭基站通過空中接口實(shí)現(xiàn)同步并保持同步。一種家庭基站間同步的獲取與保持方法，包括以下步驟：步驟S1，家庭基站HNBi建立并維護(hù)鄰節(jié)點(diǎn)列表，初始化各鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)；步驟S2，家庭基站HNBi周期性地選擇一個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)NodeBj作為同步源；步驟S3，家庭基站HNBi判斷與同步源NodeBj需要執(zhí)行的同步類型；如果同步次數(shù)Nj等于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行完備同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；如果同步次數(shù)Nj大于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行快速同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；步驟S4，家庭基站HNBi更新自己的同步時(shí)間ti，并修改同步次數(shù)Nj，然后轉(zhuǎn)回到業(yè)務(wù)模式。作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)包括同步次數(shù)Nj；步驟S1中，所有鄰節(jié)點(diǎn)的同步次數(shù)Nj初始化為0；所述鄰節(jié)點(diǎn)為家庭基站或宏基站。作為本專利技術(shù)的另一種優(yōu)選方案，步驟S2中，所述同步源是隨機(jī)地或使用輪詢的方式從鄰節(jié)點(diǎn)中選擇的。作為本專利技術(shù)的再一種優(yōu)選方案，步驟S3中，所述完備同步過程為：S31)家庭基站HNBi在一個(gè)子幀的時(shí)間內(nèi)搜索同步源NodeBj發(fā)送的下行同步碼，確定小區(qū)使用的下行同步碼和下行導(dǎo)頻時(shí)隙的起始時(shí)間tj，建立下行同步；S32)家庭基站HNBi確定同步源NodeBj使用的編碼，鎖定下行同步；S33)家庭基站HNBi與同步源NodeBj建立主公共控制物理信道的同步，控制復(fù)幀同步，在BCH信道讀取小區(qū)廣播信息；S34)家庭基站HNBi隨機(jī)選擇可用的上行同步碼，在上行導(dǎo)頻時(shí)隙發(fā)送所述上行同步碼；然后在接下來的4個(gè)子幀內(nèi)檢查同步源NodeBj發(fā)來的FPACH響應(yīng)，根據(jù)FPACH響應(yīng)中的相關(guān)信息估計(jì)出家庭基站HNBi與同步源NodeBj之間的傳輸時(shí)延dj，并保存dj；S35)家庭基站HNBi確定同步源NodeBj的同步時(shí)間tij＝tj-dj。作為本發(fā)的再一種優(yōu)選方案，步驟S3中，所述快速同步過程包括如下步驟：S31’)家庭基站HNBi在一個(gè)子幀的時(shí)間內(nèi)搜索同步源NodeBj發(fā)送的下行同步碼，確定下行導(dǎo)頻時(shí)隙的起始時(shí)間tj；家庭基站HNBi利用步驟S34)中保存的dj確定同步源NodeBj的同步時(shí)間tij＝tj-dj；S32’)如果在一個(gè)子幀內(nèi)沒有檢測(cè)到下行同步碼，延遲1幀后繼續(xù)搜索，直到檢測(cè)到為止；作為本專利技術(shù)的再一種優(yōu)選方案，步驟S4的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程為：S41)家庭基站HNBi根據(jù)自己當(dāng)前同步時(shí)間和本次同步過程獲得的同步源NodeBj的同步時(shí)間tij，用下述迭代方式更新自己的同步時(shí)間ti：ti(k+1)＝λti(k)+(1-λ)tij(k)其中，ti(k)表示家庭基站HNBi當(dāng)前的同步時(shí)間，ti(k+1)表示家庭基站HNBi更新后的同步時(shí)間，tij(k)表示家庭基站HNBi與同步源NodeBj本次同步過程獲得的同步時(shí)間，λ是一個(gè)優(yōu)化參數(shù)，0<λ<1；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種家庭基站間同步的獲取與保持方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1，家庭基站HNBi建立并維護(hù)鄰節(jié)點(diǎn)列表，初始化各鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)；步驟S2，家庭基站HNBi周期性地選擇一個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)NodeBj作為同步源；步驟S3，家庭基站HNBi判斷與同步源NodeBj需要執(zhí)行的同步類型；如果同步次數(shù)Nj等于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行完備同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；如果同步次數(shù)Nj大于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行快速同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；步驟S4，家庭基站HNBi更新自己的同步時(shí)間ti，并修改同步次數(shù)Nj，然后轉(zhuǎn)回到業(yè)務(wù)模式。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種家庭基站間同步的獲取與保持方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1，家庭基站HNBi建立并維護(hù)鄰節(jié)點(diǎn)列表，初始化各鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)；步驟S2，家庭基站HNBi周期性地選擇一個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)NodeBj作為同步源；步驟S3，家庭基站HNBi判斷與同步源NodeBj需要執(zhí)行的同步類型；如果同步次數(shù)Nj等于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行完備同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；如果同步次數(shù)Nj大于0，家庭基站HNBi與同步源NodeBj進(jìn)行快速同步過程，獲得同步源NodeBj的同步時(shí)間tij；步驟S4，家庭基站HNBi更新自己的同步時(shí)間ti，并修改同步次數(shù)Nj，然后轉(zhuǎn)回到業(yè)務(wù)模式；其中，家庭基站HNBi根據(jù)自己當(dāng)前同步時(shí)間和本次同步過程獲得的同步源NodeBj的同步時(shí)間tij，用下述迭代方式更新自己的同步時(shí)間ti：ti(k+1)＝λti(k)+(1-λ)tij(k)其中，ti(k)表示家庭基站HNBi當(dāng)前的同步時(shí)間，ti(k+1)表示家庭基站HNBi更新后的同步時(shí)間，tij(k)表示家庭基站HNBi與同步源NodeBj本次同步過程獲得的同步時(shí)間，λ是一個(gè)優(yōu)化參數(shù)，0<λ<1；k表示當(dāng)前的同步，k+1表示更新后的同步。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭基站間同步的獲取與保持方法，其特征在于：所述鄰節(jié)點(diǎn)的參數(shù)包括同步次數(shù)Nj；步驟S1中，所有鄰節(jié)點(diǎn)的同步次數(shù)Nj初始化為0；所述鄰節(jié)點(diǎn)為家庭基站或宏基站。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭基站間同步的獲取與保持方法，其特征在于：步驟S2中，所述同步源是隨機(jī)地或使用輪詢的方式從鄰節(jié)點(diǎn)中選擇的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭基站間同步的獲取與保持方法，其特征在于，步驟S3中，所述完備同步過程為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉立剛，楊旸，徐景，王江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海無線通信研究中心，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：