无线通信系统、基站和用户侧设备技术方案

本发明专利技术涉及一种具有至少一个用户侧设备(2)和基站(3)的无线通信系统(1)。至少一个用户侧设备(2)和基站(3)被配置为通过应用定时提前值(TA)来经由卫星(4)彼此通信，以便同步该通信的上行链路。基站(3)被配置为向至少一个用户侧设备(2)提供与朝向卫星(4)的上行链路有关的卫星连接信号，该卫星连接信号提供配置信息以便建立并调整到卫星的上行链路。至少一个用户侧设备(2)被配置为在至少一个用户侧设备(2)接收到卫星连接信号的情况下，执行对定时提前值(TA)的调整以便对上行链路的至少一个同步偏移进行预补偿，该卫星连接信号包括向用户侧设备(2)指示允许调整定时提前值(TA)的许可信号。响应于许可信号，至少一个用户侧设备(2)被配置为在无限制的时间或一定时间段内自动地调整定时提前值(TA)，直到至少一个用户侧设备(2)接收到新的TA调整配置。

Wireless communication system, base station and user side equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线通信系统、基站和用户侧设备
本专利技术涉及一种无线通信系统。此外，本专利技术涉及基站和用户侧设备。本专利技术还涉及一种用于处理在用户侧设备与基站之间经由卫星的无线通信的方法。
技术介绍
在非对地静止卫星的情况下，卫星链路(包含基站-卫星-用户设备的地球中心站)上的延迟具有很大的可变延迟。用户设备(也称为移动终端或用户终端)可以在地面上(大陆或在船上)或位于空中平台(UAV、HAPS、无人机、飞机)上。下文中，用户侧设备将指代位于用户一侧并具有与基站的通信有关的对应功能的设备。因此，存在经由卫星彼此通信的用户侧和基站侧。为了通信，存在基站和至少一个用户侧设备。LTE(长期演进)和新无线电(NewRadio)的波形要求是所有移动终端或用户设备必须在返回链路上进行传输，使得所有信号同步到达地球中心站/基站。在LTE的情况下，要求来自移动终端的所有信号在循环前缀时间内(4.7μs正常循环前缀、16.7μs扩展循环前缀)以最大变化到达。为了精确地满足该时隙，每个移动终端必须提前一点开始传输(称为定时提前)以补偿各个传播延迟。因此，必须根据基站与用户设备之间的可变距离(例如，由于汽车、飞机、行人等的移动)随时间动态地调整移动终端的各个定时提前值。在地面通信的情况下，距离(以及因此在传输链路上的延迟)仅由用户设备的较低的移动性(与卫星速度相比)来确定，这是因为所有基站通常都是静态的。当卫星链路包含在传输链中时，会出现第一个问题。在这种情况下，由移动卫星(例如，GEO，LEO，MEO轨道)引起的强烈延迟变化正在导致从用户设备经由卫星到基站的传播的总距离的快速变化。LTE中用于评估传播时间的当前机制如下：·用户设备在初始接入期间发送PUSCH(物理上行链路共享信道)信号。·基站测量PUSCH信号的到达时间，并针对用户设备确定各个必要的定时调整值(在LTE的背景下被称为：定时提前值或TA值，TA)。·各个必要的定时调整值从基站发送到用户设备。·用户设备使用各个必要的定时调整值来针对所有即将到来的下一上行链路传输调整定时。因此，所有用户设备将以使得他们在一个小区内的所有信号都同步到达基站的这种方式进行发送。在LTE中，用户设备和基站之间的最大范围取决于PRACH格式且其范围在14km至103km之间。LTE中定时调整的粒度由以下关系式给出：上行链路传输时间等于(前一子帧的上行链路传输时间)加上(TA值-31)乘以16个样本，其中1个样本约为0.033μs，且16个样本约为0.52μs。在非对地静止卫星的情况下，延迟变化可能为40μs/s。这等于TA值80/秒或每12.5ms1TA值的差异。这大约是一个LTE无线电帧(请参见下面的图1)。因此，使用来自LTE的现有方法来连续调整TA是不够的，且仅针对定时调整的目的就会在网络中引起大量信令开销。此外，在卫星通信的情况下，小区大小比地面网络(最大不超过10或20km)要大得多(200km至1000km以上)，且预期用户设备的数量多于地面小区的数量。可以在2017年6月的3GPPTS36.213V14.3.0中找到更多详细信息。第二个问题是卫星链路上的延迟变化远大于传输时间间隔(TTI；在LTE中：1毫秒)，且对于考虑更高数字学(numerologies)的新无线，预期的是更小的延迟变化。例如，子载波间隔(SCS)从15kHz(数字学1)增加到60kHz(数字学4)，且TTI从1ms降低到250μs。因此，必须在各个TTI的边界上调整用户设备的传输时间。在不同的TTI上调整用户设备的定时不是最新技术(SOTA)，例如，在LTE中，定时调整仅在单个TTI内完成，这是因为总的最大传播延迟恰好在TTI内(100km的最大小区大小等于0.33ms的单向延迟)。第三个问题是从一颗卫星到另一颗卫星的切换。如果切换过程中涉及的两个卫星都是透明的(不进行处理，但仅进行频率转换)，则地面上的用户设备仍将连接到中心站内地面上的同一基站。在切换过程期间，用户设备在卫星链路上会经历明显不同的绝对延迟，并且跳变可能在几ms的范围内，这明显高于TTI时间长度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服与基站和用户侧设备之间经由卫星进行无线通信相关的问题。该目的通过无线通信系统、基站、用户侧设备和用于处理至少一个用户侧设备与基站之间经由卫星的无线通信的方法来实现。本专利技术涉及一种无线通信系统。该无线通信系统包括至少一个用户侧设备和基站。至少一个用户侧设备和基站被配置为经由卫星彼此通信。基站被配置为向至少一个用户侧设备提供与朝向卫星的上行链路有关的卫星连接信号。至少一个用户侧设备被配置为：在该至少一个用户侧设备接收到卫星连接信号的情况下，针对随时间和/或频率的行为和/或规则执行至少一个预测和/或调整，以预补偿上行链路的至少一个同步偏移。在无线通信系统内，至少一个用户侧设备和基站使用卫星彼此通信。基站将卫星连接信号发送给至少一个用户侧设备，该用户侧设备在接收到卫星连接信号之后相对于从该至少一个用户侧设备的上行链路到该卫星的上行链路进行至少一个预测和/或调整。在一个实施例中，调整指的是对定时提前值的预测和/或调整，并且在附加或备选实施例中指的是对上行链路设置的预测和/或调整，尤其是对与从一个卫星到不同卫星的切换相关的上行链路设置。这样的上行链路设置还可以包括期望的载波频率以及要由用户侧设备预先补偿的频率偏移。因此，基于基站提供的卫星连接信号，用户侧设备针对随时间和/或频率的行为和/或规则执行预测和/或调整，以预补偿朝向卫星的上行链路连接的至少一个同步偏移。卫星连接信号是提供配置信息以便建立和调整到卫星的上行链路的信号。该信号可能是经由卫星或在单独的配置链路上与其他信号和数据一起提供的，但其他传输方式也是可能的。卫星连接信号还可以为上行链路提供资源分配(RA)信息和TA信息，以使RA信息和TA信息的组合代表总TA值。例如,RA信息用于提供几个TTI的整数TA值部分，而TA信息用于提供分数TA值部分作为TTI的比率。根据一个实施例，卫星连接信号仅仅是允许用户侧设备自身调整和/或预测TA值的触发信号。在备选或附加实施例中，卫星连接信号承载要由用户侧设备使用的信息。用户侧设备是通用通信设备，其在不同的实施例中能够处理与卫星之间的切换相关的TA预测和/或调整和/或协调方法。用户设备通常称为手持收发器设备或移动收发器设备或用户终端，这是因为终端用户特定的应用层支持上层网络层。它通常拥有物理层Rx和Tx模块、与BS协调的资源分配功能块、TA功能块、(H)ARQ功能块等。在一些实施例中，通过用户设备来实现用户侧设备，这暗示用户设备使能TA预测和/或调整和/或协调方法的实现。在以下一些实施例中，描述了一种中间设备，该中间设备可以是向用户设备转发数据和/或转发来自用户设备的数据的中继器(双向或仅单向)。在一些实施例中，中间设备被配置为涉及TA预测和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信系统(1)，包括：/n至少一个用户侧设备(2)和基站(3)，/n其中所述至少一个用户侧设备(2)和所述基站(3)被配置为通过应用定时提前值(TA)来经由卫星(4)彼此通信，以便同步所述通信的上行链路，/n其中所述基站(3)被配置为向所述至少一个用户侧设备(2)提供与朝向所述卫星(4)的上行链路有关的卫星连接信号，所述卫星连接信号提供配置信息以便建立并调整到所述卫星的上行链路，以及/n其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为在所述至少一个用户侧设备(2)接收到所述卫星连接信号的情况下，执行对所述定时提前值(TA)的调整以便对上行链路的至少一个同步偏移进行预补偿，所述卫星连接信号包括向所述用户侧设备(2)指示允许调整所述定时提前值(TA)的许可信号，/n其中响应于所述许可信号，所述至少一个用户侧设备(2)被配置为在无限制的时间或一定时间段内自动地调整所述定时提前值(TA)，直到所述至少一个用户侧设备(2)接收到新的TA调整配置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170822 EP 17187318.51.一种无线通信系统(1)，包括：
至少一个用户侧设备(2)和基站(3)，
其中所述至少一个用户侧设备(2)和所述基站(3)被配置为通过应用定时提前值(TA)来经由卫星(4)彼此通信，以便同步所述通信的上行链路，
其中所述基站(3)被配置为向所述至少一个用户侧设备(2)提供与朝向所述卫星(4)的上行链路有关的卫星连接信号，所述卫星连接信号提供配置信息以便建立并调整到所述卫星的上行链路，以及
其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为在所述至少一个用户侧设备(2)接收到所述卫星连接信号的情况下，执行对所述定时提前值(TA)的调整以便对上行链路的至少一个同步偏移进行预补偿，所述卫星连接信号包括向所述用户侧设备(2)指示允许调整所述定时提前值(TA)的许可信号，
其中响应于所述许可信号，所述至少一个用户侧设备(2)被配置为在无限制的时间或一定时间段内自动地调整所述定时提前值(TA)，直到所述至少一个用户侧设备(2)接收到新的TA调整配置。


2.根据权利要求1所述的无线通信系统(1)，其中：
所述至少一个用户侧设备(2)和所述基站(3)被配置为经由多个卫星(4)彼此通信，并针对每个卫星应用定时提前值(TA)以便同步到各个卫星的通信的上行链路，以及
其中响应于所述许可信号，所述至少一个用户侧设备(2)被配置为在无限制的时间或一定时间段内针对每个卫星自动地调整定时提前值(TA)，直到所述至少一个用户侧设备(2)接收到新的TA调整配置。


3.根据权利要求1或2所述的无线通信系统(1)，其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为：预测和/或调整多个用户设备(20)之间的共享上行链路的定时提前值(TA)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述至少一个用户侧设备(2)包括数据存储设备(25)，以及
所述至少一个用户侧设备(2)被配置为基于存储在数据存储设备(25)中的先前的定时提前值或影响定时提前值(TA)的特性来调整定时提前值。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述至少一个用户侧设备(2)包括数据存储设备(25)，
所述至少一个用户侧设备(2)被配置为基于存储在数据存储设备(25)中的漂移值、漂移特性或定时提前值的矢量来调整定时提前值(TA)，
所述基站(3)被配置为向所述至少一个用户侧设备(2)提供索引，所述索引指示要由所述至少一个用户侧设备(2)使用存储的哪个漂移值、哪个漂移特性或定时提前值的矢量中的哪个定时提前值。


6.根据权利要求4或5所述的无线通信系统(1)，其中
所述基站(3)被配置为：在所述用户侧设备(2)与所述无线通信系统(1)的初始接入期间，或在处于连接状态下刷新所述至少一个用户侧设备(2)期间，基于所述至少一个用户侧设备(2)的位置，向所述至少一个用户侧设备(2)提供要存储在数据存储设备(25)中的数据。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线通信系统(1)，其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为：
针对上行链路执行载波聚合以使用多个分量载波；
当使用载波聚合时针对所有分量载波联合调整定时提前值(TA)；并且
与卫星链路信号以同时或交替的方式使用至少一条其他通信链路。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的无线通信系统(1)，其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为：
使用多个分量载波CC或多个带宽部分BWP以提供多个上行链路通信链路，每个上行链路通信链路包括各自的CC或BWP，所述多个上行链路通信链路是经由单个卫星或经由多个卫星的，
如下调整定时提前值(TA)：
-当所述多个上行链路通信链路是经由单个卫星时，针对所有CC或BWP联合调整所述定时提前值(TA)；或者
-当所述多个上行链路通信链路是经由多个卫星时，针对CC或BWP单独调整所述定时提前值(TA)，
以同时的方式或以交替的方式来使用所述多个通信链路。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的无线通信系统(1)，其中调整定时提前值(TA)的所述至少一个用户侧设备(2)是用户设备(20)。


10.根据权利要求1至8中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个中间设备(21)和多个用户设备(20)，
调整定时提前值(TA)的所述至少一个用户侧设备(2)是中间设备(21)，
所述用户设备(20)被配置为直接地或经由中间设备(21)将信号发送到所述卫星(4)，
所述中间设备(21)被配置为用作对准实体，以及
所述中间设备(21)被配置为通过基于所述定时提前值(TA)处理所述信号来使所述信号对准。


11.根据权利要求1至9中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个中间设备(21)和多个用户设备(20)，
调整定时提前值(TA)的所述至少一个用户侧设备(2)是中间设备(21)，所述用户设备(20)与所述中间设备(21)连接，
所述中间设备(21)被配置为用作对准实体，以及
所述中间设备(21)被配置为向连接的用户设备(20)提供定时提前值(TA)。


12.根据权利要求10或11所述的无线通信系统(1)，其中：
所述中间设备(21)和所述用户设备(20)相组合，
或者
所述中间设备(21)在具有软件定义的处理有效载荷的卫星(4)处，或者
所述中间设备(21)包括在用户设备(20)中，或者
所述中间设备(21)是单独的单元，或者
所述中间设备(21)包括在所述卫星(4)中。


13.根据权利要求10至12中任一项所述的无线通信系统(10)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少两个中间设备(21)，
所述至少两个中间设备(21)中的每一个被配置为用作对准实体，并且
所述至少两个中间设备(21)被配置为彼此通信。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个用户设备(20)和作为用户设备(20)的中间设备(21)，
调整定时提前值(TA)的所述至少一个用户侧设备(2)是中间设备(21)，
所述中间设备(21)被配置为用作中继，
所述至少一个用户设备(20)被配置为经由所述中间设备(21)与所述基站(3)通信，
所述中间设备(21)被配置为基于所述中间设备(21)与所述至少一个用户设备(20)之间的影响所述定时提前值的变化或相对运动来预测和/或调整所述定时提前值(TA)。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的无线通信系统(1)，其中所述至少一个用户侧设备(2)被配置为：预测所述卫星(4)的运动以预测所述定时提前量(TA)。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的无线通信系统(1)，
其中所述基站(3)被配置为向至少一个用户侧设备(2)提供所述卫星连接信号包括的关于从当前卫星(4)到不同的卫星(4')的切换的切换信息，以及
其中至少一个用户侧设备(2)被配置为在接收到所述切换信息的情况下基于所述切换信息来调整上行链路设置。


17.根据权利要求16所述的无线通信系统(1)，其中，所述切换信息包括以下项中的一个或多个：
·预期的切换的宣告，
·基于与所述当前卫星(4)和/或所述不同的卫星(4')有关的信息进行切换的数据，
·关于与切换之后的初始接入/重新接入相关的不同的用户设备(20)和/或用户设备组(20)和/或服务和/或网络切片和/或通信类型的优先级的信息，
·关于允许在切换之后的初始接入过程和/或重新接入过程的冲突避免的信息，
·关于在切换之后的初始接入过程和/或重新接入过程的优先级的信息。


18.根据权利要求16或17所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个中间设备(21)和多个用户设备(20)，
预测和/或调整上行链路设置的所述至少一个用户侧设备(2)是所述中间设备(21)，
所述用户设备(20)被配置为经由中间设备(21)将信号发送到基站(3)，
所述中间设备(21)被配置为用作对准实体，以及
所述中间设备(21)被配置为通过基于所述切换信息处理所述信号来相对于时间、频率、代码和其他资源中的一个或多个对准信号。


19.根据权利要求16或17所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个中间设备(21)和多个用户设备(20)，
预测和/或调整上行链路设置的所述至少一个用户侧设备(2)是中间设备(21)，
所述用户设备(20)经由无线连接或经由有线连接与所述中间设备(21)连接，其中所述中间设备(21)被配置为用作对准实体，以及
所述中间设备(21)被配置为向连接的用户设备(20)提供切换信息。


20.根据权利要求16至19中任一项所述的无线通信系统(1)，其中：
所述无线通信系统(1)包括至少一个用户设备(20)和中间设备(21)，
所述至少一个用户设备(20)被配置为经由所述中间设备(21)与所述基站(3)通信，
所述中间设备(21)被配置为通过存储所述至少一个用户设备(20)的上行链路数据的至少一个传输时间间隔来在切换期间充当缓冲器。


21.一种无线通信系统(1)，包括：
至少一个用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·海恩，罗希特·达塔，克里斯蒂安·罗德，埃尔克·罗斯曼杜兹，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE