CN1474611A

CN1474611A - 移动通信系统的上行链路同步检测方法

Info

Publication number: CN1474611A
Application number: CNA031328024A
Authority: CN
Inventors: 俞京模
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2002-07-20
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2004-02-11
Anticipated expiration: 2023-07-21
Also published as: US20040018842A1; CN1223220C; KR20040009012A; KR100575710B1; US7366531B2

Abstract

本文公开了一种移动通信系统上行链路同步检测方法。测量导频质量的时间周期被分成多个累加时间段，为每个时间段设置了一个同步检测阈值，比较计算出的每个时间段的导频BER和对应于每个时间段设置的同步检测阈值，以便判断同步检测。因此，如果上行链路的接收容量较大且导频质量好，则能够迅速地执行上行链路的同步检测。

Description

移动通信系统的上行链路同步检测方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统，特别涉及一种移动通信系统的上行链路同步检测方法。

背景技术

在通用的移动通信系统中，基站检查每个帧的上行链路无线链路组的同步状态。基站包括：多路径搜索器和多个指针(fingers)。多路径搜索器连续地搜索上行链路路径接收信号的强度，并将具有最强信号路径的路径分配给指针。然后，指针接收到通过分配的路径到达基站的分量。

如图1所示，通用的上行链路物理信道包括专用物理通道(DPCH)，其包括专用物理控制信道(DPCCH)和专用物理数据信道(DPDCH)。专用物理控制信道包含：导频模式导频字段，用于控制移动终端传输功率的TPC(传输功率控制命令)字段，用于将信息从移动终端反馈到基站的TFCI(传输格式组合指示器)字段和FBI(反馈信息)字段。专用物理控制信道包括高层数据。

检测上行链路同步的方法有许多种，例如，包括下列三种方法。在第一种方法中，根据通过DPDCH接收到的上行链路接收数据的CRC(循环冗余校验)(Cyclic Redundancy Check)来执行同步检测。在第二种方法中，根据DPCCH的质量执行同步检测。在第三种方法中，根据上行链路接收SIR(信号干扰比)执行同步检测。

在根据上行链路接收数据的CRC执行同步检测的情况下，如果没有产生CRC误码，则判断处于同步状态。在根据上行链路DPCCH的质量或者根据上行链路接收SIR来执行同步检测的情况下，如果某一周期(N帧)的DPCCH质量或者接收SIR大于同步阈值，则判断处于同步状态。

当为了判断上行链路同步而在某一时间周期(N帧)测量DPCCH质量或者上行链路接收SIR时，至少需要取N帧用于检测同步。并且，为了提高同步检测的可靠性，需要增加测量时间(N帧)。

在上行链路中，由于开环功率控制的误码，或者由于暂时的强衰落导致不同步，移动终端的初始传输功率变得非常高。因此，由于移动终端传输功率很高导致上行链路的干扰增多，从而使得同步检测的时间延长。另外，如果由于同步检测的时间延长导致移动终端很高的传输功率不能迅速地控制到合适的低水平，系统将变得不稳定，上行链路容量也将降低。

另外地，在根据上行链路接收数据的CRC执行上行链路同步检测的情况下，产生上述问题的可能性就会减少。然而，如果移动终端的发送功率很低，块误码率将大幅度增加，并降低同步检测概率，从而产生的问题是在上行链路同步检测所需大量时间。

另外，在上行链路中偶然出现这样的情况：只有DPCCH存在，而没有DPCDCH存在，使得仅仅通过使用上行链路接收数据的CRC难以判断上行链路同步检测结果。以上参考编入本文件作为参考，在本文中提供了另外的或替代的细节、特征或者技术背景的适当指导。

发明内容

本发明的一个目标是至少解决上述问题及缺点，并至少提供以下描述的优点。

因此，本发明实施例的一个目标是，提供一种能够提高同步检测可靠性的移动通信系统上行链路同步检测方法。

本发明实施例的另一个目标是迅速地执行具有很高导频质量的同步检测。

本发明实施例的另一个目标是，基于上行链路同步检测的判断，使用导频质量迅速地执行同步检测。

本发明实施例的另一个目标是使用多个用于测量导频质量的时间周期。

本发明实施例的另一个目标将使用多个同步检测阈值。

为了至少全部或者部分地实现以上目标，提供的移动通信系统的上行链路同步检测方法包括：比较由一个时间周期内每个时间段设置的同步检测阈值，在该时间周期内，测量每个时间段的导频质量并计算导频比特误码率；以及通过比较结果判断同步检测。

如果在某时间段计算出的导频比特误码率小于为该时间段设置的同步检测阈值，则判断它处于同步状态。如果计算出的每个时间段的导频比特误码率不小于为每个时间段设置的同步检测阈值，则将为第一段计算出的导频比特误码率和某个同步失败阈值进行比较，然后，如果第一段的导频比特误码率大于同步失败阈值，则判断它不处于同步状态。用于测量导频质量的时间周期包括多个帧或时隙。

为了至少完全地或者部分地实现这些优点，进一步提供了一种移动通信系统的上行链路同步检测方法，其包括：计算分配给指针的上行链路在第一个时间段的导频比特误码率(BER)；比较计算出来的第一个时间段的第一个导频BER和为第一个时间段设置的同步检测阈值；如果第一个导频BER小于第一个同步检测阈值，则判断它处于同步状态；如果第一个导频BER不小于第一个同步检测阈值，则计算上行链路在第二个时间段的导频BER；比较计算出来的第二时间段的第二个导频BER和为第二时间段设置的第二个同步检测阈值；如果第二个导频BER小于第二个同步检测阈值，则判断它处于同步状态。

本发明实施例的移动通信系统上行链路同步检测方法进一步包括：如果第二个导频BER不小于第二个同步检测阈值，则比较第一个导频BER和某一同步失败阈值；如果第一个导频BER大于同步失败阈值，则判断它不处于同步状态。

第一个时间段和第二个时间段可以由帧或者时隙形成。第二个时间段包含：第一个时间段以及累加到第一个时间段的规定数量的帧。第二个时间段包含：第一个时间段以及累加到第一个时间段的规定数量的时隙。除第一和第二时间段以外，还可以有更多的时间段。

为了不增加假警报概率，用于计算导频BER的时间段越短，对应于时间段的同步检测阈值就越小。第一个同步检测阈值小于第二个同步检测阈值。

本发明的其他优点、目标和特性将在随后的说明中部分地阐述。本领域的技术人员，在经过以下检验后将很容易理解本发明的部分优点、目标和特性，或者通过对本发明的实际操作中了解。正如附上的权利要求所特别指出的，本发明的目标和优点能够实现和获得。

附图说明

本发明将参照以下附图进行详细说明，附图中采用相同的附图标记表示相同的组件，其中：

图1显示了通用的上行链路物理信道的结构；

图2A和图2B是显示同步检测概率根据帧的数量以及同步检测阈值(Qin)变化的图形；以及

图3A和图3B是根据本发明实施例的移动通信系统上行链路同步检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例使用上行链路同步检测的导频模式。因此，使用用于测量导频质量的多个时间段和多个同步检测阈值(Q_in)来判断上行链路同步检测。同步检测阈值(Q_in)表示用于同步检测的导频模式的比特误码率(BER)。

首先，将要说明使用一个导频质量测量时间周期(N)和一个同步检测阈值(Q_in)(单项(N，Q_in))的上行链路同步检测方法。例如，假定在N帧期间导频位数量为N_p，根据下列等式可获得同步检测概率(p_sd)：

P_{sd} = Σ_{k = n}^{N_{p}} Combi (N_{p}, k) \cdot {(1 - p_{b})}^{k} \cdot {p_{b}}^{{N_{p}}^{- k}} - - (1)

其中P_b表示导频位中的误码产生概率，而n＝N_px(1-Q_in).

因此，同步检测概率(P_sd)表示的是，如果导频位的误码产生概率为P_b，则在导频位总数N_p中，误码不在大于“n”个数量的导频位中出现的概率。

如等式(1)所示，如果P_b是固定的，则同步检测概率(P_sd)是由“n”和Np所确定的。在这种情况下，由于n＝Npx(1-Q_in)，并且每帧导频位的数量是固定的，因此同步检测概率(P_sd)是由帧(N)的数量和同步检测阈值(Q_in)所确定的。

图2A和图2B是显示同步检测概率根据帧的数量以及同步检测阈值(Q_in)变化的图形。参照图2A，可以注意到，对于相同的“N”，同步检测概率随着同步检测阈值(Q_in)改变时而移动。图2B将图2A的图形显示为对数标尺。

通过确定同步检测阈值(Q_in)，使得导频特定BER的同步检测概率高于期望值；通过确定‘N’，使得假警报概率能够低于确定的同步检测阈值(Q_in)的期望值(例如，为了提高同步检测的可靠性)。假警报概率是对实际上没有同步的情况错误地判断为同步的概率。

例如，如果导频位的误码产生概率(P_b)低于0.2，则Q_in≤0.3并且N≥3，使得同步状态被正确地检测出，且假警报概率低于10^-6。这样，如果“N”被固定为一个大于“3”的数值，那么用于同步检测的最短测量时间周期为3帧。只用于示例性目的，现在将描述根据本发明实施例的同步检测方法。

设置了单次测量时间和同步检测阈值(Q_in)，还设置了用于判断同步状态检测失败的同步失败阈值(Q_out)。基站的多路搜索器测量上行链路导频信号的强度，并且将具有最大导频信号强度的路径分配给指针。然后，指针接收通过分配路径发送的信号。基站检查路径是否已经被分配给指针。如果已经将路径分配给指针，则基站计数指针接收到相应路径的导频比特误码，并且计数帧的数量，以测量导频比特误码率。

在对导频比特误码率的测量进行了预置的单次测量时间以后，基站比较测得的比特误码率与预置的同步检测阈值(Q_in)。如果测得的比特误码率小于预置同步检测阈值(Q_in)，则基站判定已检测到分配给指针的路径的同步状态。

然而，如果测量出的比特误码率不小于同步检测阈值(Q_in)，则基站比较测量出的比特误码率和预置同步失败阈值(Q_in)。如果测量出的比特误码率大于预置同步失败阈值(Q_in)，则基站判断为同步失败。然而，如果测量出的比特误码率不大于预置同步失败阈值(Q_in)，则返回基站检查路径是否被分配给指针的步骤。

现在将说明通过使用多个用于测量导频质量的时间段和多个用于判断同步检测结果的同步检测阈值来执行上行链路同步检测的方法。快速同步检测方法的一个方面是，在相同导频质量的情况下，不提高同步检测概率，但是导频质量很高的情况下，快速地检测同步状态。

如果当移动终端的发送功率大幅高于适宜水平时，同步检测时间周期长，U1接口增加，从而导致系统变得不稳定并且系统容量降低。这样，如果上行链路的接收信号大小很大并且导频质量很高，则应该改变同步检测方法，以便使同步检测时间周期缩短到最小程度。

在本发明的实施例中，在改变用于测量导频比特误码率的时间段(N)时，根据测量时间段(N)改变同步检测阈值(Q_in)，来设置多个测量时间段和同步检测阈值。在这时候，为了不增加假警报概率，根据测量时间段(N)改变的同步检测阈值(Q_in)随着测量时间段的变短而变小。测量时间段能够以帧为单位或者以时隙为单位，以用于快速同步检测。

图3A和图3B是根据本发明实施例的移动通信的上行链路同步检测方法的流程图。初始状态被设置为同步失败状态(步骤S11)。然后，基站的多路搜索器搜索上行链路的路径，将搜索路径分配给指针，指针接收通过分配路径传输的信号。

基站检查是否已经将路径分配给指针(步骤S12)。如果没有将路径分配给指针，则返回步骤S11同步失败状态。然而，如果已经将路径分配给指针，则基站计数分配给指针的相应路径和帧，以测量导频比特误码率(步骤S13)(在这里，测量时间段是按照帧单位设置的)。

基站检查计数的帧数是否小于N1(步骤S14)。如果帧数小于N1，则基站从分配给指针的路径连续地接收导频位，并测量导频比特误码率。然而，如果计算出来的帧数不小于N1，则基站比较测得的N1的导频比特误码率(导频BER1)和预置的同步检测阈值(Q_in1)(步骤S15)。

如果测得导频BER1小于同步检测阈值(Q_in1)，则基站判断已检测到分配给指针的路径(上行链路)的同步状态(步骤S16)。然而，如果测量出的导频BER1不小于同步检测阈值(Q_in1)，则基站检查计数帧数是否小于N2(步骤S17)。(在这里，如果N1是1个帧，N2变成2个帧)。

如果计数帧数小于N2，则基站通过指针连续地接收导频位并测量导频比特误码率。然而，如果计数帧数不小于N2，则基站比较测量出的N2的导频比特误码率(BER2)和预置的同步检测阈值(Q_in2)(步骤S18)。

如果测量出的导频BER2小于同步检测阈值(Q_in2)，则基站判断已检测到分配给指针的路径(上行链路)的同步状态已(步骤S16)。然而，如果测量出的导频BER2不小于同步检测阈值(Q_in2)，则基站检查计数帧数是否小于N3(步骤S19)(在这里，N3变成3个帧)。

如果计数帧数小于N3，则基站通过指针连续地接收导频位，并且测量导频比特误码率。然而，如果计数帧数不小于N3，则基站比较测量出的N3的导频比特误码率(BER3)和预置的同步检测阈值(Q_in3)(步骤S20)。

如果测量出的导频比特误码率(BER3)小于同步检测阈值(Q_in3)，则基站判断已检测到分配给指针的路径(上行链路)的同步状态。然而，如果测量出的导频比特误码率(BER3)不小于同步检测阈值(Q_in3)，则基站比较测量出的N1的导频BER1和同步失败阈值(Q_out)(步骤S21)。

如果测量出的N1的导频BER1大于同步失败阈值(Q_out)，则基站判断同步检测失败(步骤S11)。然而，如果测量出的N1的导频BER1不大于同步失败阈值(Q_out)，则基站继续执行步骤S12。

在上述说明中，测量时间段(例如帧时间段)设置为N1、N2和N3，对应于每个帧时间段的同步检测阈值(Q_in)分别设置为Q_in1、Q_in2和Q_in3。然而，本领字段的技术人员将了解到，本发明并不仅限于此，还可以设置更多的帧时间段(N1、N2、N3，...，Nn)以及相应的同步检测阈值(Q_in1、Q_in2、Q_in3、…，Q_inn)。

在使用根据本发明实施例的上行链路同步检测方法的情况下，可根据下列等式(2)获得同步检测概率(P_sd)：

P_sd＝Pr{p₁≤Q_in1}+Pr{p₁＞Q_in1}Pr{p₂≤Q_in2}+Pr{p₁＞Q_in1}Pr{p₂＞Q_in2}Pr{p₃≤Q_in3}

＝Pr{p₃≤Q_in3}+Pr{p₃＞Q_in3}Pr{p₂≤Q_in2}+Pr{p₃＞Q_in3}Pr{p₂＞Q_in2}Pr{p₁≤Q_in1}≥Pr{p₃≤Q_in3} ---------(2)

等式中的p₁、p₂和p₃分别表示对应于N₁、N₂和N₃帧时间段的导频BER1、BER2和BER3。

通过等式(2)可知，多次(N，Q_in)同步检测概率值大于或等于单次(N3，Q_in3)同步检测概率(P_sd)值。另外，在使用根据本发明的实施例的上行链路同步检测方法的情况下，可根据下列等式(3)获得同步检测时间周期(T)：

T＝N₃Pr{p₁＞Q_in1}Pr{p₂＞Q_in2}Pr{P₃≤Q_in3}-------(3)

在等式(3)中，如果导频比特误码率是0.1，N₁＝1，N₂＝2，N₃＝3并且Q_in1＝0.18，Q_in2＝0.25，Q_in3＝0.3，则根据本发明的实施例，符合上行链路同步检测方法的同步检测时间周期(T)大约为1个帧(T(1个帧)。然而，如果N3＝3个帧，Q_in3＝0.3，则根据上行链路同步检测方法使用单次(N₃，Q_in)的同步检测时间(T)大约为3个帧(T≈3个帧)。

因此，在Pr{p₁≤Q_in1}≈1的SIR区域(在这种情况下，SIR是个良好区域)，和单次(N3，Q_in3)同步检测时间相比，多次(N，Q_in)同步检测时间减少为1/3。如上所述，移动通信系统的上行链路同步检测方法具有至少下列其中一种特性。

当上行链路的接收信号的容量很大并且导频质量很好时，通过使用基于上行链路同步检测判断的导频质量，和使用多个测量导频质量的时间段，以及多个同步检测阈值时，能够快速地建立同步检测，同步检测的可靠性可以增加。另外，由于当导频质量很好时可以快速建立同步检测，因此即使移动终端的发送功率大于合适的水平，系统也可以保持稳定，并且可以防止容量下降。而且，在保持可靠性范围内，能够帧为单位判断同步检测时间周期。

已经通过许多针对方法的示例性实施例对本发明进行了描述。为了便于对本发明的理解，能够由基于计算机系统的元件来执行上述方法中所要执行操作顺序的许多方面。可以认识到，在每一实施例中，可以通过特定电路来执行(例如，执行特定功能的互连的离散逻辑门)不同的操作，可以通过由一个或多个处理器执行的程序指令执行，或者可以通过两者组合的方法执行。这样，本发明的不同方面可以按照许多不同的形式实施，并且所有这些实施形式设定在本发明的范围内。对于本发明的每个不同的方面，任何这种形式的实施例可以在本文称为执行所述操作的“逻辑装置(logic configured)”。因此，本领域的技术人员将认识到，本发明的实施例包括了包含配置用来执行以上说明所述程序的逻辑的装置。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，不应视作本发明的限制。现在所述的示例可以很容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述用于说明，但不用来对权利要求的范围进行限制。许多改变、修改和变化，对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。在权利要求中，设置加功能的条款用于覆盖所述功能的结构，不仅包括结构上的等效，还包括等效结构。

Claims

1.一种移动通信系统的上行链路同步检测方法，包括：

比较为测量导频质量时间周期的每个时间段设置的同步检测阈值和计算出来的每个时间段的导频比特误码率；以及

根据所述比较的结果判断同步检测。

2.如权利要求1所述的方法，其中如果在某时间段计算出的导频比特误码率小于为该时间段设置的同步检测阈值，则判断它处于同步状态；如果计算出每个时间段的导频比特误码率不小于为每个时间段设置的同步检测阈值，则比较计算出的第一个时间段的导频比特误码率和某个同步失败阈值，然后，如果第一个时间段的导频比特误码率大于同步失败阈值，则判断它同步失败。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述的用于测量导频质量的时间周期包含多个帧或多个时隙。

4.如权利要求1所述的方法，其中如果比较结果显示导频比特误码率小于为该时间段设置的同步检测阈值，则表示同步。

5.如权利要求1所述的方法，其中如果每个时间段的比较结果显示每个时间段的导频比特误码率不小于为每个时间段设置的相应同步检测阈值，则比较计算出的第一个时间段的导频比特误码率和同步失败阈值。然后，如果第一个时间段的导频比特误码率大于同步失败阈值，则表示同步失败。

6.一种移动通信系统的上行链路同步检测方法，包括：

计算分配给指针的上行链路在第一个时间段的导频比特误码率(BER)；

比较计算出来的第一个时间段内第一个导频BER和为第一个时间段设置的同步检测阈值；

如果所述第一个导频BER小于所述第一个同步检测阈值，则判断上行链路处于同步状态；

如果所述第一个导频不小于所述第一个同步检测阈值，则计算上行链路在第二个时间段的第二个导频BER；

比较计算出来的第二个时间段的第二个导频BER和为第二个时间段设置的第二个同步检测阈值；以及

如果第二个导频BER小于第二个同步检测阈值，则判断上行链路处于同步状态。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

如果第二个导频BER不小于第二个同步检测阈值，同比较第一个导频BER和同步失败阈值；以及

如果第一个导频BER大于同步失败阈值，则判断上行链路不处于同步状态。

8.如权利要求6所示的方法，其中所述第一个和第二个时间段包含帧或者时隙。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述第二个时间段包括第一个时间段和累加到第一个时间段的规定帧数。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述第二个时间段包括第一个时间段和累加到第一个时间段的规定时隙数。

11.如权利要求6所示的方法，进一步包括所述第一个时间段和第二时间段以外的其它时间段。

12.如权利要求6所述的方法，其中用于计算导频BER的时间段的长度对应于同步检测阈值。

13.如权利要求12所述的方法，其中随着用于计算导频BER的时间段长度减小，同步检测阈值减小。

14.如权利要求6所述的方法，其中所述第一个同步检测阈值小于所述第二个同步检测阈值。

15.一种移动通信系统，包括：

逻辑装置，其用于比较为时间周期的每个时间段设置的同步检测阈值，其中所述的导频比特误码率是对于每个时间段计算的；以及

逻辑装置，其用于根据所述比较的结果确定每个时间段的同步检测。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述时间周期包括多个帧和多个时隙中的至少其中之一。

17.如权利要求15所述的系统，其中如果比较结果显示导频比特误码率小于为时间段设置的同步检测阈值，则表示同步。

18.如权利要求15所述的系统，其中如果每个时间段的比较结果显示每个时间段的导频比特误码率不小于为每个时间段设置的相应的同步检测阈值，则比较计算出的第一个时间段的导频比特误码率和同步失败阈值，然后，如果第一个时间段的导频比特误码率大于同步失败阈值，则表示同步失败。

19.如权利要求15所述的系统，进一步包括：

逻辑装置，其用来分配给指针的上行链路在计算第一个时间段的导频比特误码率(BER)；

逻辑装置，其用来比较计算出来的第一个时间段的第一个导频BER和为第一个时间段设置的第一个同步检测阈值；以及

逻辑装置，其用来在第一个导频BER小于第一个同步检测阈值的情况下，确定上行链路处于同步状态；

20.如权利要求19所述的系统，进一步包括：

逻辑装置，如果第一个导频BER不小于第一个同步检测阈值，则其用于计算上行链路在第二时间段的第二个导频BER；

逻辑装置，其用于比较计算出来的第二时间段的第二个导频BER和为第二个时间段设置的第二个同步检测阈值；以及

逻辑装置，如果第二个导频BER小于第二个同步检测阈值，则其用于确定上行链路处于同步状态。

21.如权利要求20所述的系统，进一步包括：

逻辑装置，如果第二个导频BER不小于第二个同步检测阈值，则其用于比较第一个导频BER和同步失败阈值；以及

逻辑装置，如果第一个导频BER大于同步失败阈值，则其用于确定上行链路不处于同步状态。

22.如权利要求20所述的系统，其中所述第一和第二个时间段包含帧或者时隙。

23.如权利要求20所述的系统，其中所述第二个时间段包含第一个时间段以及添加到第一个时间段的附加帧。

24.如权利要求20所述的系统，其中所述第二个时间段包含第一个时间段和添加到第一个时间段的附加时隙。

25.如权利要求20所述的系统，其中所述第一个同步检测阈值小于所述第二个同步检测阈值。

26.如权利要求15所述的系统，其中所述用于计算BER的时间段长度对应于同步检测阈值。

27.如权利要求25所述的系统，其中随着用于计算导频BER的时间段长度减小，同步检测阈值减小。

28.如权利要求15所述的方法，其中所述的系统是基站。