CN101400079A - 一种空口同步误差的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种空口同步误差的检测方法及装置

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，且操作简便，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_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_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SYNC_UL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_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，操作简便。

附图说明

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，剔除同一个终端到不同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基站的时间差可采用两种方法：一种是通过发送SYNC_UL的时间和TD基站下发给终端的发送提前量获取，另一种是通过终端和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：

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1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t1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s1。其中，t1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。t1和s1均以1/8chip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_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：(s1-t1)×0.78125/8/2、(s2-t2)×0.78125/8/2、(s3-t3)×0.78125/8/2，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u12、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：

u12＝(s1-t1)×0.78125/8/2-(s2-t2)×0.78125/8/2；

u13＝(s1-t1)×0.78125/8/2-(s3-t3)×0.78125/8/2；

u23＝(s2-t2)×0.78125/8/2-(s3-t3)×0.78125/8/2。

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基本公共控制信道(PCCPCH)，得到TD基站2与TD基站1的观测时间差T12、TD基站3与TD基站1的观测时间差T13、TD基站3与TD基站2的观测时间差T23。也就是说，移动终端锁定一个小区后，先与锁定的小区同步，然后以此为基准测量其它基站的定时以及与本小区的差别。所基于的原理是：对接收到的广播信号做信道估计，一般是以最强径作为对准的时刻。也可以在终端接入系统时，对32个SYNC_DL码字进行逐一搜索，获取相关峰值最大的SYNC_DL，认为是当前接入小区使用的SYNC_DL，同时，根据相关峰值的时间位置也可以初步确定系统下行的定时，记住小区的定时，然后再与邻小区同步，就可以获得两个小区之间的观测时间差。

步骤23：计算不同TD基站间的空口同步误差。

用步骤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1之间的空口同步误差：t12＝T12-u12；

TD基站3与TD基站1之间的空口同步误差：t13＝T13-u13；

TD基站3与TD基站2之间的空口同步误差：t23＝T23-u23。

步骤24：重复执行步骤21至步骤23一次以上，获得不同TD基站间的多个空口同步误差，之后计算不同TD基站间所获取的所有空口同步误差的平均值，并将计算出的平均值作为不同TD基站间最终获取的空口同步误差值。

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。

实施例2：

本实施例中，通过终端和TD基站的GPS位置信息获取终端到不同TD基站的时间差。

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1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d1、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d12＝d1-d2、终端到TD基站3和TD基站1间的距离差d13＝d1-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：w12＝d12/300；

终端到TD基站3与TD基站1间的时间差：w13＝d13/300；

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1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1之间的空口同步误差：c12＝V12-w12；

TD基站3与TD基站1之间的空口同步误差：c13＝V13-w13；

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23一次以上，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_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。

Claims (12)

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1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，所述通过终端发送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SYNC_UL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。

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11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。