专利名称：一种空口同步误差的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统的误差检测技术，特别 涉及一种TD-SCDMA系统基站(TD基站)空口同步误差的检测方法及装置。
背景技术：
在TD-SCDMA系统中，TD基站之间要保持严格同步，而TD基站之间的 同步又依靠全球定位系统(GPS)间的同步来保证。但是，由于GPS接收机之 间的同步信号存在误差，且TD基站的空口信号与自身GPS接收机之间存在误 差，因此会引起TD基站间产生空口同步误差。在GPS接收机工作异常或TD 基站工作异常的情况下，更会导致较大的空口同步误差。空口同步误差如果超 出一定范围，会导致终端切换失败、观测到达时间差(OTDPA)定位误差过大， 所以，及时准确地检测到空口同步误差对于网络维护是很重要的，利用检测到 的空口同步误差对TD基站之间的同步误差进行补偿、对OTDPA定位等应用具 有非常重要的意义。目前，主要通过频谱仪查看TD基站之间的导频差别或分析终端的LOG信 息来检测TD基站间的空口同步误差，但由频谱仪和终端的LOG信息得到的空 口同步误差还包含由于终端到TD基站的距离不同而引起的时间差别，故不 准确，且使用频谱仪昂贵笨重，操作不便。发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种空口同步误差的检测方法及装 置，能够提高空口同步误差的检测精度，且搡作简便，无需辅助设备。 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种空口同步误差的检测方法，该方法包括以下步骤a、 获取终端到不同TD基站的时间差；b、 获取不同TD基站到同一个终端的观测时间差；c、 根据步骤a中所获取终端到TD基站的时间差和步骤b中所获取的不同 TD基站到同 一个终端的观测时间差，计算不同TD基站间的空口同步误差。步骤a之前，该方法进一步包括设置TD基站能检测到驻留在本基站覆 盖小区外的终端的上行同步码SYNC一UL。步骤a所述获取为通过终端发送SYNC—UL的时间和TD基站下发给终 端的发送提前量获取。所述通过终端发送SYNC一UL的时间和TD基站下发给 终端的发送提前量获取包括TD基站根据收到终端的SYNCJJL的时间和自己的同步基站位置，计算发 送提前量并告知终端；终端读取发送SYNCJJL的时间信息和TD基站发送给 终端的发送提前量；根据读取的发送SYNC—UL的时间信息和TD基站发送给 终端的发送提前量计算终端到不同TD基站的时间差。步骤a所述获取也可以为通过终端和TD基站的全球定位系统GPS位置 信息获取。步骤a之前，该方法进一步包括将每个TD基站的位置信息放置 在TD基站的广播消息中，并在终端侧设置GPS。所述通过终端和TD基站的 GPS位置信息获取包括读取TD基站广播中每个站的位置信息和终端所在的位置信息；由读取的 信息得出终端到不同TD基站的距离差；由距离差算出终端到不同TD基站的 时间差。步骤b所述不同TD基站到同一个终端的观测时间差通过不同TD基站的 下行导频信号或基本公共控制信道PCCPCH的导频相位测量得到。步骤c所述计算为用步骤b获取的不同TD基站到终端的观测时间差减 去步骤a获取的同 一个终端到不同TD基站间的时间差。步骤c之后进一步包括重复执行步骤a至步骤c一次以上，获得多个不 同TD基站间的空口同步误差，计算所获得的多个不同TD基站间空口同步误 差的平均值。一种TD基站空口同步误差的检测装置，该装置包括读取单元，用于读取发送提前量和发送SYNC一UL的时间信息，或读取TD 基站广播消息中的TD基站位置信息和终端侧GPS的位置信息，或读取存储单 元中存储的数据，并送入计算单元进行计算；存储单元，用于存储终端到不同TD基站的时间差、不同TD基站到终端 的观测时间差以及每次获取的空口同步误差值；计算单元，用于对读取单元读取的数据或存储单元存储的数据进行数值运 算，还用于将计算出的数值送至存储单元存储。该装置进一步包括控制单元，用于控制读取单元、存储单元和计算单元获 取多个不同TD基站间的空口同步误差。本发明提供的TD基站空口同步误差的检测方法及装置，从不同TD基站 到终端的观测时间差中，剔除同一个终端到不同TD基站的时间差，从而提高 了空口同步误差的检测精度，并且，无需辅助设备，搡作简便。
图1为本发明实施例的网络结构图； 图2为本发明空口同步误差检测方法的流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是从不同TD基站到终端的观测时间差中 个终端到不同TD基站的时间差，从而实现精确检测。本发明中，获取终端到不同TD基站的时间差可釆用两种方法 过发送SYNC一UL的时间和TD基站下发给终端的发送提前量获取 通过终端和TD基站的GPS位置信息获取。以下结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。实施例1:,剔除同一: 一种是通 ，另一种是 本实施例中，通过发送SYNC—UL的时间和TD基站下发给终端的发送提 前量获取终端到不同TD基站的时间差。图1为本发明实施例的网络结构示意图，如图l所示，终端驻留在TD基 站1的小区，TD基站2和TD基站3为TD基站1的邻小区。TD基站2和TD基站3可以检测驻留在TD基站l小区范围内的终端，终 端通过搜索也可以获得邻小区TD基站2和TD基站3的广播消息。图2为本发明空口同步误差检测方法的流程图，如图2所示，本发明空口 同步误差的检测方法包括以下步骤步骤21:获取终端到不同TD基站的时间差。这里，时间差由终端获取。终端在tl时间对TD基站1发送上行同步码 (SYNC—UL)，获得快速物理接入信道(FPACH)信息中的发送提前量sl。其 中，tl是终端以下行导频时隙(DWPTS)结束点提前32个码片的点为基准点、 根据不同策略如路径损耗等策略计算得到的。tl和sl均以l/8chip为单位，如 何获得发送提前量为终端随机接入过程的一部分，属于现有技术，在此不再详 述。同理，终端分别锁定TD基站2和TD基站3，分别在t2、 t3时间向其发送 SYNC—UL，并根据收到的FPACH信息，获得终端到TD基站2和TD基站3 的发送提前量s2和s3。终端通过获取的发送SYNC一UL的时间信息和TD基站发送给终端的发送 提前量，计算得到终端到TD基站1、 TD基站2和TD基站3的、以微秒为单 位的时间分别为(sl-tl)x0.78125/8/2、 (s2曙t2)x0.78125/8/2、 (s3-t3)x0.78125/8/2, 其中，0.78125是码片周期，单位为微秒，最后除以2是为了消除终端的基准时 间延迟，因为终端的时间基准是锁定于TD基站的，即基准延迟时间与终端到 TD基站的传播时延相等。由计算出的终端到TD基站1、 TD基站2、 TD基站3的时间，可以得到终 端到TD基站2与TD基站1的时间差ul2、终端到TD基站3与TD基站1的 时间差u13、终端到TD基站3与TD基站2的时间差u23分别为参见图9,形成三种时隙格式，分别为时隙格式a、时隙格式b和时隙格式c。 对于属于 一个SFN区域的连续的两个时隙，可以釆用对preamble 1和preamble2 不同的信道进行合并后，再对数据前后的合并后的码字进行差值，获得信道 估计参数，不同格式的时隙组合后，所形成的连续时隙结构是一致的。对于 后续没有时隙的时隙，该时隙自身前后都有preamble,通过自身前后preamble 作差值，获得信道估计参数。下面还是以一个具体实例进行说明。参见图10，为全网在不同SFN区域 的一个实例示意图。假设，SFN区域A包含SFN区域B和SFN区域C，其 中，时隙N和时隙N+1是在整个SFN区域A中发送的，也就是SFN区域B 和SFN区域C也都接收到时隙N和时隙N+1的数据，而时隙N+2是仅在SFN 区域B和SFN区域C中发送。所有时隙均采用如图9所示的结构。在时隙N和时隙N+1，所有SFN区 域都码分发送preamblel和preamble2,并发送数据；在时隙N + 2,在SFN 区域B和SFN区域C码分发送preamblel和preamble2,并发送数据，而在 SFN区域A,仅发送preamble2 。下面分别介绍各区域各时隙的信道估计一、对于SFN区域B:1、 对于时隙N:首先将时隙N前面的preamblel和preamble2进行合并，然后再将时隙N 后面的preamblel和preamble2进行合并，最后将两次合并的结果作差值，从 而得到信道估计参数。2、 对于时隙N十1:首先将时隙N + 1前面的preamblel和preamble2进行合并，然后再将时 隙N + 1后面的preamblel和preamble2进4亍合并，最后将两次合并的结果作 差值，从而得到信道估计参数。3、 对于时隙N+2:是将N + 2时隙前后的preamblel进行插值运算，获得信道估计参数。此 处不考虑preamble2的原因在于，SFN区域A其余区域也接收该N + 2时隙的 preamble2,如果将preamble2也作为SFN区域B信道估计的参考，就相当于
站的时间差。如图1所示，终端驻留在TD基站1的小区，TD基站2和TD基站3为 TD基站1的邻小区。TD基站2和TD基站3可以检测驻留在TD基站l小区范围内的终端，终 端通过搜索可以获得邻小区TD基站2和TD基站3的广播消息。在TD基站的 现有广播消息中放置每个TD基站的位置信息，如经纬度、高度等；相应的， 终端侧增加了可以用来检测终端所在位置信息的GPS。如图2所示，本发明空口同步误差的检测方法主要包括以下步骤步骤21:获取终端到不同TD基站的时间差。这里，时间差由终端获取。终端读取TD基站1、 TD基站2和TD基站3 广播消息中的位置信息和终端侧GPS的位置信息；由读取的TD基站和终端的 位置信息算出终端到TD基站1、TD基站2和TD基站3的距离分别为dl、d2、 d3,单位为米；将终端到TD基站的距离两两相减，得到终端到TD基站2和 TD基站1间的距离差dl2=dl-d2、终端到TD基站3和TD基站1间的距离差 dl3=dl-d3、终端到TD基站3和TD基站2间的距离差d23=d2-d3;根据终端 到不同TD基站的距离差换算出终端到不同TD基站的时间差终端到TD基站2与TD基站1间的时间差:wl2= dl2/300;终端到TD基站3与TD基站1间的时间差wl3= dl3/300;终端到TD基站3与TD基站2间的时间差w23= d23/300;其中，300为无线电波的传播速度，单位为米/微秒。步骤22:获取不同TD基站到同 一个终端的观测时间差。这里，观测时间差由步骤21中所述的终端获取。终端根据不同TD基站的 下行导频信号或PCCPCH,得到TD基站2与TD基站1的观测时间差V12、 TD基站3与TD基站1的观测时间差V13、 TD基站3与TD基站2的观测时 间差V23。获取方法的具体实现与实施例l相同。步骤23:计算不同TD基站间的空口同步误差。步骤22获取的不同TD基站到终端的观测时间差减去步骤21获取的同一 个终端到不同TD基站的时间差，得到-.TD基站2与TD基站l之间的空口同步误差cl2=V12-wl2;TD基站3与TD基站l之间的空口同步误差cl3=V13-wl3;TD基站3与TD基站2之间的空口同步误差c23=V23-w23。步骤24:重复执行实施例2中步骤21至23—次以上，获得不同TD基站 间的多个空口同步误差，计算不同TD基站间所获取的多个空口同步误差的平 均值，并将计算出的平均值作为最终获取的不同TD基站间的空口同步误差值。这里，重复执行的次数根据实际需求确定，次数可以取零，也就是说，实 际应用中，本步骤也可以省略不做。为实现上述方法，本发明提供了相应的空口同步误差检测装置，主要包括 读取单元、存储单元、计算单元和控制单元。其中，读取单元用于读取发送提 前量和发送SYNC—UL的时间信息，或TD基站广播消息中的TD基站位置信 息和终端侧GPS的位置信息，或存储单元中存储的数据，并送入计算单元进行 计算；存储单元用于存储不同TD基站到终端的观测时间差、终端到不同TD 基站的时间差以及每次获取的空口同步误差值；计算单元用于对读取单元读取 的数据或存储单元存储的数据进行数值运算并送入存储单元存储；控制单元用 于控制读取单元、存储单元和计算单元获取多个不同TD基站间的空口同步误 差的平均值。利用发送提前量计算空口同步误差时，读取单元读取发送提前量和发送 SYNC一UL的时间信息后，计算单元根据读取单元读取的发送提前量和发送 SYNC—UL的时间等参数，将终端到TD基站的时间由以1/8码片为单位换算为 以微秒为单位，计算出终端到不同TD基站的时间差并送入存储单元进行存储； 然后，计算单元根据不同TD基站的下行导频信号或PCCPCH的信息，计算不 同TD基站到终端的观测时间差并送入存储单元进行存储；读取单元读取存储 单元中不同TD基站到终端的观测时间差和同一个终端到不同TD基站的时间 差，由计算单元计算空口同步误差并由存储单元进行存储。控制单元控制读取 单元、存储单元和计算单元获取多个空口同步误差的平均值，每次获得的空口
同步误差可送入存储单元存储；读取单元读取存储单元中的不同TD基站间的 空口同步误差，由计算单元根据所读取的多个不同TD基站间的空口同步误差计算不同TD基站间空口同步误差的平均值，所述平均值可送入存储单元进行存储。利用TD基站和终端的位置信息计算空口同步误差时，读取单元读取TD 基站广播中的位置信息和终端侧的GPS位置信息后，计算单元根据读取单元读 取的TD基站广播中的位置信息和终端侧的GPS位置信息计算终端到不同TD 基站的距离差，并根据无线电波的传播速度将终端到不同TD基站的距离差， 换算为以微秒为单位的时间差别并送入存储单元进行存储；然后，计算单元根 据不同TD基站的下行导频信号或PCCPCH的信息，计算不同TD基站到同一 个终端的观测时间差并送入存储单元进行存储；读取单元读取存储单元中的不 同TD基站到终端的观测时间差和同一个终端到不同TD基站的时间差，由计 算单元计算空口同步误差并由存储单元进行存储。控制单元控制读取单元、存 储单元和计算单元获取多个空口同步误差的平均值，每次获得的空口同步误差 可送入存储单元存储；读取单元读取存储单元中的多个不同TD基站间的空口 同步误差，由计算单元根据所读取的多个不同TD基站间的空口同步误差计算 不同TD基站间空口同步误差的平均值，所述平均值可送入存储单元进行存储。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1、一种空口同步误差的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a、获取终端到不同TD基站的时间差；b、获取不同TD基站到同一个终端的观测时间差；c、根据步骤a中所获取终端到TD基站的时间差和步骤b中所获取的不同TD基站到同一个终端的观测时间差，计算不同TD基站间的空口同步误差。
2、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤a之前，该方法进一步 包括设置TD基站能检测到驻留在本基站覆盖小区外的终端的上行同步码 SYNC—UL。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a所述获取为通过终 端发送SYNC—UL的时间和TD基站下发给终端的发送提前量获取。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所迷通过终端发送SYNC—UL 的时间和TD基站下发给终端的发送提前量获取包括TD基站根据收到终端的SYNC—UL的时间和自己的同步基站位置，计算发 送提前量并告知终端；终端读取发送SYNCJUL的时间信息和TD基站发送给 终端的发送提前量；根据读取的发送SYNCJJL的时间信息和TD基站发送给 终端的发送提前量计算终端到不同TD基站的时间差。
5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a所述获取为通过终 端和TD基站的全球定位系统GPS位置信息获取。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a之前，该方法进一步 包括将每个TD基站的位置信息放置在TD基站的广播消息中，并在终端侧 设置GPS。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过终端和TD基站的 GPS位置信息获取包括读取TD基站广播中每个站的位置信息和终端所在的位置信息；由读取的 信息得出终端到不同TD基站的距离差；由距离差算出终端到不同TD基站的 时间差。
8、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b所述不同TD基站到同一个终端的观测时间差通过不同TD基站的下行导频信号或基本公共控制信 道PCCPCH的导频相位测量得到。
9、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤c所述计算为用步骤 b获取的不同TD基站到终端的观测时间差减去步骤a获取的同一个终端到不同 TD基站间的时间差。
10、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤c之后进一步包括 重复执行步骤a至步骤c 一次以上，获得多个不同TD基站间的空口同步误差， 计算所获得的多个不同TD基站间空口同步误差的平均值。
11、 一种TD基站空口同步误差的检测装置，其特征在于，该装置包括 读取单元，用于读取发送提前量和发送SYNC—UL的时间信息，或读取TD基站广播消息中的TD基站位置信息和终端侧GPS的位置信息，或读取存储单 元中存储的数据，并送入计算单元进行计算；存储单元，用于存储终端到不同TD基站的时间差、不同TD基站到终端 的观测时间差以及每次获取的空口同步误差值；计算单元，用于对读取单元读取的数据或存储单元存储的数据进行数值运 算，还用于将计算出的数值送至存储单元存储。
12、 根据权利要求ll所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括控制单 元，用于控制读取单元、存储单元和计算单元获取多个不同TD基站间的空口 同步误差。
全文摘要
本发明公开了一种空口同步误差的检测方法，该方法包括获取终端到不同TD-SCDMA系统基站(TD基站)的时间差；获取不同TD基站到同一个终端的观测时间差；根据所获取终端到TD基站的时间差和不同TD基站到同一个终端的观测时间差，计算不同TD基站间的空口同步误差；多次测量空口同步误差并求平均值。本发明同时还公开了一种空口同步误差的检测装置，采用本发明提供的检测方法及装置，从由TD基站的下行导频信号或基本公共控制信道(PCCPCH)进行导频相位测量得到的不同TD基站到终端的观测时间差中，剔除了同一个终端到不同TD基站的时间差，提高了空口同步误差的检测精度，无需辅助设备，操作简便。
文档编号H04W92/00GK101400079SQ200710122548
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者孙长果, 梁志科, 骁 马 申请人:大唐移动通信设备有限公司