专利名称：调整上行定时提前量的方法、装置及基站系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调整上行定时提前量的方法、装置及基站系统，属于移动通信技术领域。
背景技术：
在3GPP LTE (Long Term Evolution，长期演进)系统中，上行各用户终端(User Equipment,简称UE)采用SC-FDMA (单载波频分多址)传输技术，为保证各UE上行信号之间的正交性，必须保证各UE上行信号到达基站接收端的时间一致，即上行同步，基站通过控制各UE采用不同的定时提前量(Timing Advance Command，简称ΤΑ)来实现。对于距离基站较远、传输时延较大的UE，基站通过指示UE采用较大的定时提前量ΤΑ，对于距离基站较近、传输时延较小的UE，基站指示UE采用较小的定时提前量(ΤΑ)，从而使得各个远近位置不同的UE的上行信号基本同时到达基站接收端。UE可以通过发起随机接入(Random Access),即PRACH (物理随机接入信道)，基站接收并检测PRACH后，向UE发送随机接入响应，随机接入响应中包含上行初始TA信息，通知UE后续上行传输的定时提前量。UE确认随机接入成功后，按照各自所获得的初始定时提前量，在下行同步的基础上，确定自己发送上行信号的定时，这样，尽管不同的UE可能位于小区中的不同位置，路径传输时延和多径时延各不相同，各UE发送的上行信号到达基站接收端的时间却是一致的，于是各UE完成上行初始同步的建立。上行初始同步建立后，随着各UE的移动或者传播环境的改变，各UE与基站间的距离发生变化、传播路径发生变化，传输时延和多径时延也随之发生变化，基站需要对各UE 的上行同步进行维护，便于各UE后续进行上行数据传输和控制信息传输的同步。基站根据 UE所发送的PUSCH (物理上行共享信道)和PUCCH (物理上行控制信道)数据，在初始定时提前量的基础上重新计算新的上行定时提前量，调整并更新各UE的定时提前量。对于UE上行PUSCH数据传输，DM RS符号占据了时隙中某些固定的OFDM符号位置，如图2所示，单个DM RS符号在每个上行时隙中的准确位置取决于是使用了标准CP (Normal CP)还是扩展CP (Extended CP)类型。对于每个时隙具有7个OFDM符号的常规 CP类型而言，DM RS符号占据中心即符号4 ；对于每个时隙具有6个OFDM符号的扩展CP类型而言，DM RS符号使用符号3。对于UE上行PUCCH控制信息传输，PUCCH格式Ι/la/lb用于终端发送“调度请求信息”或者“lbitdbit的ACK/NACK信息”。使用一个调制符号d(0)来表示PUCCH Ι/la/lb发送的信息。对于PUCCH 1的“调度请求信息”，此时的d(0)设置为预定义的固定值(d(0)=l)。 对于PUCCH la/lb的ACK信息，d(0)为BPSK或者QPSK调制符号，分别对应于Ibit或2bit ACK信息的情况。在信息的发送过程中，首先使用正交扩频序列w(m)进行扩频，将信息分散在一个时隙内用于PUCCH传输的多个上行符号上；然后，在每个上行符号上使用1个长度为
12 WhdofT-Chu序列JS3(B)进行调制，得到长度为12的复数序列，对应于1个RB内的12
个子载波。因此，PUCCH Ι/la/lb的发送包含了 “正交扩频序列”和“Zadoff-Chu序列”两次码扩频的过程，如图3所示，为UE上行发送PUCCH format 1/la/lb的DM RS符号和数据符号位置示意图。PUCCH格式2用于终端发送信道状态信息(CSI)，包括信道质量信息(CQI)、预编码向量信息(PMI)或者Rank Indicator (RI)0在Normal CP的情况下，还支持扩展成PUCCH 格式h/^b，在这两种格式中，通过对PUCCH format 2中的DM RS符号进行BPSK或QPSK调制，在CSI信息的基础上，进一步承载Ibit或2bit的ACK/NACK信息，该ACK信息通过调制后形成一个调制符号d (10)。CSI信息经过信道编码后形成长度为20bit的数据流，经过加扰和QPSK调制后形成10个调制符号(d(0)，...，d(9))，在PUCCH format 2/2a/2b上发送。 PUCCH format 2/2a/^b信息的发送过程与PUCCH format 1/la/lb类似，只是因为要发送更多的信息，所以没有了扩频的操作。对于要发送的调制符号信息d(0)，一，d(9)，在每个符
号上使用长度为12 Whdoff-Chu序列:riJO)进行调制，然后将各个符号调制的结果映射
在子帧内相应上行符号1个RB内的12个子载波上。通过长度为12 Whdoff-Chu序列的不同循环移位来进行同一个RB内不同PUCCH 2/2a/2b信道的复用。如图4所示，为UE上行发送PUCCH format 2/^2^ 的DM RS符号和数据符号位置示意图。可以看出，基站通过从UE所发送的PUSCH/PUCCH中提取的信号进行上行定时提前量调整值的计算，并将所得到的上行定时提前量调整值用于更新UE上行传输的定时提前量，可以维护并保持各UE上行同步，提升系统的性能。目前，现有的针对PUSCH和PUCCH的上行定时提前量调整值的计算方法主要有时域匹配法和时域信道估计法两类，并且都仅使用PUSCH和PUCCH中的解调参考信号。对于时域匹配法，主要是将本地生成的DM RS符号副本通过离散傅里叶反变换转换到时域，与接收到的PUSCH/PUCCH信号在DM RS符号附近进行滑动相关，寻找相关峰值进而求取上行定时提前量调整值。对于时域信道估计法，主要是利用接收到的PUSCH/PUCCH信号的DM RS符号作为信道估计序列，在上行信道估计窗内，根据所得到的时域信道估计结果，寻找最大峰值进而求取上行定时提前量调整值。上述方案中，由于都只是在一个数据域进行计算，且都是仅使用DM RS符号来求取上行定时提前量调整值，导致所求的上行定时提前量调整值精度有限，准确性低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供调整上行定时提前量的方法、装置及基站系统，提高了计算上行定时提前量调整值的精度。一种调整上行定时提前量的方法，包括以下步骤 从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号；
计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计值； 将所述时域信道响应估计值的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；
计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量，根据该偏移量调整上行定时提前量。与现有技术相比，本发明的调整上行定时提前量的方法采用了频域与时域联合的计算方法，从PUSCH/PUCCH中选取符号序列，在频域进行信道响应估计，获得更加准确的估计值，然后在时域将信道响应估计的功率进行非相干合并，确定非相干合并功率的最大峰值，获取时域信道响应的主径位置，再计算出上行定时提前量调整值，通过对信道响应估计的功率进行非相干合并，可以获得更多的时域信道响应估计序列的功率谱，从而可以获取更加准确的时域信道响应的主径位置，进而计算出精度更高的上行定时提前量调整值，提高计算上行定时提前量调整值的精度。一种调整上行定时提前量的装置，包括
提取单元，用于从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号； 信道估计单元，用于计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计值；
功率合并单元，用于将所述时域信道响应估计值的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；
调整单元，用于计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量， 根据该偏移量调整上行定时提前量。与现有技术相比，本发明的调整上行定时提前量的装置采用了频域与时域联合的技术，提取单元从PUSCH/PUCCH中选取符号，信道估计单元在频域进行信道响应估计，获得更加准确的估计值，功率合并单元在时域对信道响应估计的功率进行非相干合并，确定非相干合并功率的最大峰值，获取时域信道响应的主径位置，调整单元根据该主径位置计算出上行定时提前量调整值，通过对信道响应估计的功率非相干合并，可以获得更多的时域响应估计序列的功率谱，从而可以获取更加准确的时域信道响应的主径位置，进而计算出精度更高的上行定时提前量调整值，提高计算上行定时提前量调整值的精度。一种基站系统，包括如上述的调整上行定时提前量的装置。与现有技术相比，本发明的基站系统通过上述的调整上行定时提前量的装置，可以计算出精度更高的上行定时提前量调整值，提高了计算上行定时提前量调整值的精度。
图1为基站计算并调整UE上行定时提前量的流程示意图； 图2为UE上行发送PUSCH的解调参考信号位置示意图3为UE上行发送PUCCH format 1/la/lb的解调参考信号和数据符号位置示意图4为UE上行发送PUCCH format 2/2a/2b的解调参考信号和数据符号位置示意图5为本发明调整上行定时提前量的方法的流程示意图6是实施例中根据频域符号序列获取时域信道响应估计序列的流程示意图7是实施例中的非相干合并过程的流程图8是本发明调整上行定时提前量的装置结构示意图9为实施例中的调整上行定时提前量的装置的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的技术是对LTE上行各UE的PUSCH和PUCCH进行准确的上行定时检测和调整，是针对从UE所发送的PUSCH和PUCCH中获取新的上行定时提前量调整值，是以常规CP类型为例进行的描述，不涉及从PRACH中获取初始定时提前量的过程。下面结合附图和实施例对本发明的调整上行定时提前量的方法作详细描述。如图5所示，本发明的调整上行定时提前量的方法，包括以下步骤 从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号；
计算所述符号的频域信道响应估计值，然后将其转换为时域信道响应估计序列； 将所述时域信道响应估计序列的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；
计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量，根据该偏移量调整上行定时提前量。对于所述计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计序列的过程，如图6所示，具体包括
首先将所述符号进行离散傅里叶变换转换成频域符号序列，然后将其与本地用于频域信道估计的信号序列副本进行共轭相乘得到频域信道响应估计序列，再对所述频域信道响应估计序列进行频域补零操作，并进行离散傅里叶反变换转换成时域信道响应估计序列。对于所述频域补零操作，包括双边补零、高频补零或信道资源分配以外的其他频域位置补零。其中，所述双边补零即对所述频域信道响应估计序列所对应的频域资源的两端位置上进行补零；所述双边补零，即对所述频域信道响应估计序列所对应的频域资源的高频位置上进行补零；所述信道资源分配以外的其他频域位置补零，即对系统分配给所述频域信道相应估计序列所对应的频域资源以外的剩余频域位置上进行补零。对于所述非相干合并的过程，如图7所示，具体地，首先计算所述时域信道响应估计序列的功率序列，然后对每个所述PUSCH/PUCCH的时隙的所述的功率序列进行对应求和，再对所有接收所述PUSCH/PUCCH的天线的所述的功率序列进行求和。在LTE系统中，基站可以利用UE所发送的PUSCH中的解调参考信号(DM RS符号) 进行上行定时提前量调整值的计算，而对于UE所发送的是PUCCH时，除了可以利用解调参考信号(DM RS符号)外，还可以利用PUCCH的数据符号，或者利用DM RS符号与数据符号一起进行上行定时提前量调整值的计算。作为一个实施例，对于所述选取的用于频域信道响应估计的符号，若目标用户所发送的是PUSCH，则选取一个子帧内的两个时隙的DM RS符号；若目标用户所发送的是 PUCCH，则选取一个子帧内两个时隙的DM RS符号和/或数据符号。当目标用户所发送的是PUSCH，且选取一个子帧内的两个时隙的DM RS符号时 所述共轭相乘步骤包括将所述两个DM RS符号的频域符号序列，与本地目标用户所
对应的恒包络零自相关序列副本进行共轭相乘得到符号内的信号的频域信道响应估计值。所述非相干合并的过程包括首先分别计算两个DM RS符号的时域符号对应的所述时域信道响应估计序列的功率序列，然后将两个时隙的所述功率序列的进行求和，再将所有天线两个时隙的功率序列进行求和。当目标用户所发送的是PUCCH，且选取一个子帧内两个时隙的DM RS符号和/或数据符号时
所述共轭相乘步骤包括将所述数据符号的频域符号序列，与本地目标用户所对应的正交扩频码与恒包络零自相关序列相乘所得的序列副本进行共轭相乘，以及将所述两个DM RS符号的频域符号序列，与本地目标用户所对应的正交扩频码与恒包络零自相关序列相乘所得的序列副本共轭相乘得到符号内的信号的频域信道响应估计值。所述非相干合并的过程包括首先分别计算两个DM RS符号和/或数据符号的时域符号对应的所述时域信道响应估计序列的功率序列，然后将两个时隙的所述功率序列的进行求和，再将所有天线两个时隙的功率序列进行求和。对于非相干合并的方法，可以采用算数求和或加权线性求和。在选取最大峰值所对应的时域采样点位置后还可以利用上一次选取的时域采样点位置对该选取的时域采样点位置进行平滑，获得更加准确的位置。为了更加清晰本发明的方法，下面结合附图和应用实例作更详细的阐述。实例一以基站接收到目标用户所发送的PUSCH为例，如图2中(a)所示Normal CP类型下，选取PUSCH —个子帧内两个时隙的符号4位置上为各一个DM RS符号来进行计算，具体包括以下步骤
S101、从PUSCH中选取用于频域信道响应估计的符号；优选地，基站根据接收到目标用户的PUSCH信息，将一个子帧内的各OFDM符号之前所附加的前缀信息以CP长度去掉，得到包含时偏的各符号，选取一个子帧内两个时隙各一个DM RS符号(共两个DM RS符号)，即选取两个时隙内符号3位置上的两个DM RS符号。具体地，经过信道后目标用户的DM RS符号的接收信号可表示为
权利要求
1.一种调整上行定时提前量的方法，其特征在于，包括以下步骤从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号；计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计序列；将所述时域信道响应估计序列的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量，根据该偏移量调整上行定时提前量。
2.根据权利要求1所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，所述计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计序列包括首先将所述符号进行离散傅里叶变换转换成频域符号序列，然后将其与本地用于频域信道估计的信号序列副本进行共轭相乘得到频域信道响应估计序列，再将所述频域信道响应估计序列进行离散傅里叶反变换转换成时域信道响应估计序列。
3.根据权利要求1所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，所述非相干合并的过程包括步骤首先计算所述时域信道响应估计序列值的功率序列，然后对每个所述PUSCH/PUCCH的时隙的所述时域信道响应估计序列值进行对应求和，再对接收所述PUSCH/PUCCH的天线的所述时域信道响应估计序列值进行求和。
4.根据权利要求3所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，在所述共轭相乘得到频域信道响应估计序列后，还包括对所述频域信道响应估计序列进行频域补零操作；所述频域补零操作包括对所述频域信道响应估计序列进行双边补零、对所述频域信道响应估计序列进行高频补零或对所述频域信道响应估计序列所占用频域位置以外的频域位置补零。
5.根据权利要求3所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，若所述目标用户所发送的是PUSCH，所述选取的用于频域信道响应估计的符号包括一个子帧内的两个时隙的DM RS符号；若所述目标用户所发送的是PUCCH，所述选取的用于频域信道响应估计的符号包括一个子帧内两个时隙的DM RS符号和/或数据符号。
6.根据权利要求5所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，所述共轭相乘包括若所述目标用户所发送的是PUSCH，将所述两个DM RS符号的频域符号序列，与本地目标用户所对应的恒包络零自相关序列副本进行共轭相乘；若所述目标用户所发送的是PUCCH，将所述数据符号的频域符号序列，与本地目标用户所对应的正交扩频码与恒包络零自相关序列相乘所得的序列副本进行共轭相乘，以及将所述两个DM RS符号的频域符号序列，与本地目标用户所对应的正交扩频码与恒包络零自相关序列相乘所得的序列副本共轭相乘。
7.根据权利要求5所述的调整上行定时提前量的方法，其特征在于，所述非相干合并的过程具体包括步骤若所述目标用户所发送的是PUSCH，首先分别计算所有DM RS符号的时域符号序列对应的所述时域信道响应估计序列的功率，然后将两个时隙的所述时域信道响应估计序列的功率进行求和，再将所有天线的功率进行求和；若所述目标用户所发送的是PUCCH，首先分别计算所有DM RS符号的时域符号序列和/ 或数据符号的时域符号序列对应的所述时域信道响应估计序列的功率，然后将两个时隙的所述时域信道响应估计序列的功率进行求和，再将所有天线的功率进行求和。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述选取非相干合并得到的功率序列的最大峰值所对应的时域采样点位置后还包括利用上一次选取的时域采样点位置对该选取的时域采样点位置进行平滑。
9.一种调整上行定时提前量的装置，其特征在于，包括提取单元，用于从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号； 信道估计单元，用于计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计序列；功率合并单元，用于将所述时域信道响应估计序列的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；调整单元，用于计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量， 根据该偏移量调整上行定时提前量。
10.根据权利要求9所述的调整上行定时提前量的装置，其特征在于，所述功率合并单元包括序列功率计算模块，用于计算所述时域信道响应估计序列值的功率序列； 时隙功率求和模块，用于对每个所述PUSCH/PUCCH的时隙的所述时域信道响应估计序列值进行对应求和；天线功率求和模块，用于对接收所述PUSCH/PUCCH的天线的所述时域信道响应估计序列值进行求和。
11.根据权利要求9所述的调整上行定时提前量的装置，其特征在于，所述信道估计单元包括傅里叶变换模块，用于将所述符号进行离散傅里叶变换转换成频域符号序列； 共轭相乘模块，用于然后将所述频域符号序列与本地用于频域信道估计的信号序列副本进行共轭相乘得到频域信道响应估计序列；频带补零模块，用于对所述频域信道响应估计序列进行频域补零； 傅里叶反变换模块，用于将所述补零后的频域信道响应估计序列进行离散傅里叶反变换转换成时域信道响应估计序列。
12.—种基站系统，其特征在于，包括如权利要求9至11任一项所述的调整上行定时提前量的装置
全文摘要
本发明提供一种调整上行定时提前量的方法，包括以下步骤从PUSCH/PUCCH中选取用于频域信道响应估计的符号；计算所述符号的频域信道响应估计值，并将其转换为时域信道响应估计序列；将所述时域信道响应估计序列的功率谱进行非相干合并，选取非相干合并得到的合并功率谱的最大峰值所对应的时域采样点位置；计算所述时域采样点位置与所述符号序列的目标位置之间的偏移量，根据该偏移量调整上行定时提前量。本发明还提供一种调整上行定时提前量的装置，通过本发明的技术，可以获取更加准确、精度更高的上行定时提前量。
文档编号H04W56/00GK102307167SQ20111028352
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者张婷, 邓单 申请人:京信通信系统(中国)有限公司