一种上行定时提前量的测量方法
【专利摘要】本申请公开了实施例提供的一种上行定时提前量（TA）的测量方法，包括：A、进行频域信道估计，对频域信道估计结果进行逆快速傅立叶变换到时域；B、取频域信道估计的前1～NCP个采样点作为第一检测窗，后m个采样点作为第二检测窗，将所述第一检测窗和第二检测窗合并，作为第三检测窗；其中，m为小于或等于NCP的自然数；NCP是循环前缀采样点个数；C、搜索第三检测窗内信道冲击响应的峰值位置，并对一个TA调整周期内的峰值位置取平均，得到平滑后的峰值位置信息，记为Peak，并确定实际接收信号中的峰值所在位置P_real，P_real=Peak-Ncp-1；D、计算估计出的峰值位置与目标值之间的差值，根据差值对TA值进行调整。通过应用本申请方案，基站不仅能够估计UE延后发送时的TA值，也能够估计UE提前发送时的TA值。
【专利说明】一种上行定时提前量的测量方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种上行定时提前量的测量方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统中，为了保证不同用户设备(UE)之间上行信号的正交性，需要控制UE采用不同的上行定时提前量(TA:Timing Advance)发送信号，即距离基站(eNB)较远的UE较早发送，而距离eNB距离较近的UE较晚发送，最终使得各个UE信号到达接收机的接收时钟保持一致。eNB通过发送上行时钟控制信令来指示UE采用TA值的大小。
[0003]通常，若UE长时间没发送信号，需要通过发送随机接入前导序列来进行TA估计恢复上行同步，当初始同步建立以后，再通过其他上行参考信号来维持同步，进而保证通信过程的完整与连续。
[0004]目前，3GPP(3rd Generat1n Partnership Project)相关协议只规定 UE 如何上报TA值以及eNB端如何使用该值进行调整，而TA值的具体计算方法由各厂商实现，目前已公开的文献(陈禹，温向明，郑伟，“一种基于LTE TDD系统上行同步控制算法”，电子与信息学报，2010年8月)中，对TA值的计算方法进行了研究。该方法利用用户的信道冲激响应起始位置、峰值位置和结束位置的估计，进行该用户的上行同步控制。该方法包括内环同步控制和外环同步控制两部分。内环同步控制根据主径，首径以及尾径的位置，满足条件时输出TA值，即定时调整值。外环同步控制主要用来调整目标TA值。
[0005]现有技术中的TA测量方法流程如图1所示，包括:
[0006]步骤101:进行频域信道估计，对频域信道估计结果进行256点逆快速傅立叶变换(IFFT)变换到时域；
[0007]步骤102:取频域信道估计的前I?ΝεΡ个采样点作为检测窗；
[0008]步骤103:确定检测窗内信道冲击响应的主径位置(检测窗内能量最强的位置)，首径位置(第一个最强径能量的10%出现的位置)，以及尾径位置(最后一个最强径能量的10%出现的位置)，并对一个TA调整周期内的位置取平均，得到平滑后的位置信息，分别为主径Peak,首径Start,尾径End。
[0009]步骤104:TA调整时，计算估计出的峰值位置与目标值(Target)之间的差值，根据差值进行调整，调整步长为一个TA值(16Ts)，用δ表示。其中Ts是LTE系统定义的时域采样单位，ITs=I/(15000*2048)秒
[0010]Δ = Target-Peak
[0011 ] IfA < -TA/2&&Start > TA
[0012]δ = TA
[0013]If Δ > TA/2&&End < Ncp-TA
[0014]δ = -TA
[0015]Else
[0016]δ = O
[0017]步骤105:输出ΤΑ调整值δ。
[0018]上述文献中公开的ΤΑ计算方法也是目前的主流实现方法，但是该方法在应用时存在如下问题:
[0019]目前的ΤΑ计算方法是根据信道估计的峰值位置与预设值之间的差异来调整下次UE发送时的ΤΑ值，但该方法只能估计UE延迟与目标峰值发送时的ΤΑ值，而无法正确估计UE提前与目标峰值发送时的ΤΑ值，这会导致由于UE提前发送，而eNB开窗位置相对滞后，下一个0FDM符号的部分信息包含在当前符号的接收时间内，这将引起较大的符号间干扰。
【发明内容】
[0020]本申请提供了一种上行定时提前量的测量方法，使基站不仅能够估计UE延后发送时的TA值，也能够估计UE提前发送时的TA值。
[0021]本申请实施例提供的一种上行定时提前量TA的测量方法，包括:
[0022]A、进行频域信道估计，对频域信道估计结果进行逆快速傅立叶变换到时域；
[0023]B、取频域信道估计的前1?NeP个采样点作为第一检测窗，后m个采样点作为第二检测窗，将所述第一检测窗和第二检测窗合并，作为第三检测窗；其中，m为小于或等于NeP的自然数是循环前缀采样点个数；
[0024]C、搜索第三检测窗内信道冲击响应的峰值位置，并对一个TA调整周期内的峰值位置取平均，得到平滑后的峰值位置信息，记为Peak，并确定实际接收信号中的峰值所在位置 P_real, P_real=Peak_Ncp-l ；
[0025]D、计算估计出的峰值位置与目标值之间的差值，根据差值对ΤΑ值进行调整。
[0026]较佳地，所述逆快速傅里叶变换为256点逆快速傅里叶变换。
[0027]较佳地，所述m的取值为1/3XNCP。
[0028]较佳地，步骤D包括:设估计出的峰值位置与目标值之间的差值为Λ，若Δ <-ΤΑ/2,则ΤΑ调整值为一个正的步长，若ΛΧΓΑ/2，则ΤΑ调整值为一个负的步长，若-ΤΑ/2〈 Δ〈ΤΑ/2，则ΤΑ调整值为零。
[0029]较佳地，所述步长为16Ts。
[0030]从以上技术方案可以看出，本申请重新设计检测窗，无论UE提前发送还是延后发送，都能将信道响应的峰值位置包括在检测窗内，以较准确地确定定时位置，估计出需要调整的定时提前量，其原理如下:eNB接收到来自同一个UE的连续无线帧信号，若由于UE过早发送导致第一检测窗未包含信道响应峰值信息，可在第二检测窗中将下一个子帧的起始位置上的信道响应峰值信息包含进去；若UE延迟到达，第一检测窗中则会包含信道响应峰值信息，而第二检测窗中则没有相应信息。因而，本申请将第一检测窗与第二检测窗合并得到的第三检测窗中会既会包含UE提前到达时的信道信息，也会包含UE延迟到达时的信道信息。第三检测窗可以较好的找出信道响应峰值位置，进而能够较为准确的估计定时提前量。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为现有技术中的TA测量方法流程示意图；
[0032]图2为现有技术中的时域定时方法延后开窗检测示意图；
[0033]图3为本申请实施例提供的时域定时方法延后开窗检测示意图；
[0034]图4为本申请实施例提供的TA测量方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0035]本申请针对目前上行定时估计算法存在的问题作了改进，提出一种新的TA测量方法，使基站不仅能够估计UE延后发送时的TA值，也能够估计UE提前发送时的TA值，进而不影响后面的数据解调过程。
[0036]为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
[0037]本申请实施例提供的TA测量方法的技术要点包括:
[0038](I)将基站端观测窗范围进行扩展，将一个接收数据长度的后Nct个采样点也纳入观测范围。如图3所示，将检测窗2与检测窗I合并成一个大的检测窗；
[0039](2)在该观测窗内寻找信道响应的峰值位置，再与目标峰值位置进行比较，确定定时调整量；
[0040](3)由于延后开窗发生概率较小，且延后开窗量一般也不超过1/3*NCP，因而，可以根据实现复杂度的需要，考虑调整检测窗大小，比如，将检测窗2缩小搜索范围至1/3XN『
[0041]其中，Ncp是3GPP36.211中规定的循环前缀采样点个数。
[0042]本申请实施例提供的TA测量方法流程如图4所示，包括如下步骤:
[0043]步骤401:进行频域信道估计，对频域信道估计结果进行256点逆快速傅立叶变换(IFFT)变换到时域。
[0044]步骤402:取频域信道估计的前I?ΝεΡ个采样点作为检测窗1，后m个采样点作为检测窗2,将两个检测窗合并,作为新的检测窗。其中，m为小于或等于Nep的自然数。本申请实施例中，m的取值为1/3XNCP。
[0045]步骤403:搜索检测窗内信道冲击响应的峰值位置，并对一个TA调整周期内的峰值位置取平均，得到平滑后的峰值位置信息，记为Peak，并确定实际接收信号中的峰值所在位置 P_real, P_real=Peak_Ncp_l
[0046]若P_real>0,代表待检测OFDM符号峰值位置在正常开窗位置内，此时信号延后发送，开窗位置提前；
[0047]若P_real〈0，代表待检测OFDM符号峰值位置不在正常开窗位置内，此时信号提前发送，开窗位置靠后。
[0048]步骤404:计算估计出的峰值位置与目标值之间的差值，根据差值对TA值进行调整，调整步长为一个TA值(16Ts)，用δ表示。若Λ〈-ΤΑ/2，则TA调整值为一个正的TA值，若Λ >ΤΑ/2,则TA调整值为一个负的TA值，若-ΤΑ/2〈 Δ〈ΤΑ/2，则TA调整值为零:
[0049]Δ = Target~P_real
[0050]If Δ < -TA/2
[0051]δ = TA
[0052]If Δ > ΤΑ/2
[0053]δ = -TA
[0054]Else
[0055]δ = 0
[0056]步骤405:输出ΤΑ调整值δ。
[0057]本申请提供的ΤΑ测量方法可以更准确的估计信道响应的峰值位置，其中，检测窗2的大小可根据实际需求缩小，以降低实现的复杂度。本申请技术方案不仅适用于LTE系统，也适用于其他类似的需要计算ΤΑ值的通信系统。
[0058]以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种上行定时提前量ΤΑ的测量方法，其特征在于，包括: Α、进行频域信道估计，对频域信道估计结果进行逆快速傅立叶变换到时域； Β、取频域信道估计的前1?个采样点作为第一检测窗，后m个采样点作为第二检测窗，将所述第一检测窗和第二检测窗合并，作为第三检测窗；其中，m为小于或等于NeP的自然数是循环前缀采样点个数； C、搜索第三检测窗内信道冲击响应的峰值位置，并对一个TA调整周期内的峰值位置取平均，得到平滑后的峰值位置信息，记为Peak，并确定实际接收信号中的峰值所在位置P—real，P—real=Peak_Ncp_l ； D、计算估计出的峰值位置与目标值之间的差值，根据差值对TA值进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逆快速傅里叶变换为256点逆快速傅里叶变换。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述m的取值为1/3ΧΝσ。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D包括:设估计出的峰值位置与目标值之间的差值为Λ，若Λ〈-ΤΑ/2，则ΤΑ调整值为一个正的步长，若ΛΧΓΑ/2，则ΤΑ调整值为一个负的步长，若-ΤΑ/2〈 Δ〈ΤΑ/2，则ΤΑ调整值为零。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步长为16Ts。
【文档编号】H04W24/08GK104254100SQ201310254588
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】李元柳, 闫亮, 冯绍鹏 申请人:普天信息技术研究院有限公司