CN101488798A - 定时测量方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定时测量的方法，该方法包括，根据相关功率或信道冲击响应功率确定到达终端的第一条可信赖径位置，根据所述第一条可信赖径位置确定终端信号到达的定时时刻。同时，本发明还公开了一种定时测量的系统及装置。本发明利用到达终端的第一条可信赖径的位置，进行定时测量。因此，当移动环境中存在较大时延扩展的多径，或者发射端用于得到发射分集增益，而人为使得多个天线发射信号不完全同步而带来的多径时，利用本发明能得到相对稳定的定时测量结果，并且这里的定时测量结果同实际值之间具有最小的偏差值，从而能在一定程度上提升利用定时提前进行UE到基站距离测量的无线定位算法性能。

Description

定时测量方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种定时测量方法、系统及装置。

背景技术

随着移动通信技术的发展，出于系统同步和一些移动业务应用，如定位业务的需要，在终端侧测量到达信号的定时，并得到定时提前量即基站发送信号到达终端(UE)的时延，在很多系统中已显得尤为重要。例如，在第三代移动通信标准时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code DivisionMultipje Access，TD-SCDMA)系统中，UE为了同NodeB之间的同步，保证NodeB发送的信号刚好落在UE接收时间窗内，且UE发送信号刚好落在NodeB的接收时间窗内，UE必须测量NodeB下行发送信号到达的时间，并以这个时间为参考确定接收时间，在发送上行信号时，也要根据这个时间，提前一定时间量发送。对于这种同步CDMA系统，上下行的同步精度的高低，直接决定了系统的性能和容量。此外，UE接收信号定时的测量准确性也决定了发送定时提前量测量的准确性，而这个提前量表征了NodeB到UE之间的传播时延，并用于UE定位业务。如果定时测量不准确，则会导致UE定位性能明显下降甚至不具有参考价值。

在常规应用单天线或者阵列天线的系统中，各个天线发送信号之间同步，因而UE能够较准确的对接收信号定时进行测量，然而，在一些特殊的场合和一些后续演进系统中，经常会使用多根独立天线或者多个阵列天线，如使用多根极化特性不一样的天线或天线阵，或者大间距的拉远天线或天线阵发送信号，而且，在这些系统中，为了得到发送分集增益，往往会采用延迟等方法，此时，多个发射天线或天线阵发送的信号在时间上并不完全同步，如采用双极化阵列的系统，为了达到一定的分集增益，在发送时，其中一个极化方向的天线经常会滞后一定时间发送。这种情况，相当于人为制造了一条多径，此时，在接收端，由于多径的衰落，采用常规的定时算法会导致定时测量结果的跳动，并导致定时提前量不准确，这将使得系统性能恶化，并使得利用定时提前量的UE定位误差增大。此外，当发送端到接收端之间传播环境时延扩展较大时，也存在同样的问题。

在现有系统中，UE定时往往基于基站发送已知训练信号的方式实现。具体的实现形式包括以下方案：

现有方案一：利用相关法：

例如假设接收到的信号为r(i)，i＝0，1，…，L，L为接收信号长度。发送信号为s(i)，i＝0，1，…，N，N为发送信号长度。移位复相关信号X(i)＝r(i)*s^*(-i)；i＝0，1，…，L+N-1，其中，f^*()表示共轭运算，*表示卷积。

对X(i)，i＝0，1，…，L+N-1求功率得：P(i)＝|X(i)|²，i＝1，2，...，L+N-1；

其中，|·|²表示取模运算。随后对P(i)，i＝1，2，..，L+N-1进行搜索，找到其最大值对应的位置i_max，则认为接收定时为：i_max-N。

这里还可以在位置i_max附近对X(i)或者P(i)进行插值运算，从而得到更高精度的定时测量结果。

现有方案二：利用信号估计法：

以TD-SCDMA系统中同步保持为例，在TD-SCDMA系统中，当业务信道建立之后，UE可以利用接收信号中中间码(midamble)信号得到NodeB发送信号到达UE所经历信道的信道冲击响应。设UE通过midamble码得到信道冲击响应为：h＝[h¹，h²，...，h^W]

其中，W为信道冲击响应长度。

随后UE对得到的信道估计结果h进行降噪处理，即将低于特定噪声功率门限的信道估计置0，并进行插值运算，得到1/8chip级的信道冲击响应：

$\tilde{h}=[{\tilde{h}}^1,{\tilde{h}}^2,...,{\tilde{h}}^{W\×8}]$

然后对1/8chip级的信道冲击响应求功率，得到：P_h＝[P¹，P²，...P^W×8]

随后对P_h进行搜索，认为其峰值位置即为接收信号的定时时刻。

现有方法中，无论哪种方法都是认为接收信号最大径的位置为接收信号的定时时刻，这对于时延扩展较小的环境而言是合理的，但当系统的时延扩展比较大，或者系统发射具有多天线结构，且多天线发送信号不完全同步时，多个连续子帧多次测量接收信号最大径位置可能会受环境衰落影响，而剧烈跳动，一方面会给系统性能带来损失，另一个方面会给发送信号传播时延的测量，即定时提前量的测量带来误差，这将进一步带来网络定位性能的恶化。

发明内容

本发明实施例提供的一种定时测量方法、系统及装置，用以解决现有技术中由于多径的衰落，造成的定时测量不稳定和定时误差大的问题。

本发明实施例提供的一种定时测量方法，包括：

确定到达终端的第一条可信赖径位置，根据所述第一条可信赖径位置确定终端接收信号到达的定时时刻。

本发明实施例提供的一种定时测量系统，包括：

基站，用于在预定定时时刻向终端发送信号和接收终端发送的信号；

终端，用于确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；根据定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

本发明实施例提供的一种终端，包括：

确定模块，用于确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；

发送模块，用于根据所述定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

在本发明实施例中在进行定时测量时，根据相关功率或信道冲击响应功率确定到达终端的第一条可信赖径位置确定。因此，当移动环境中存在较大时延扩展的多径，或者发射端用于得到发射分集增益，而认为使得多个天线发射信号不完全同步而带来的人为多径时，利用本发明的实施例能够得到相对稳定的定时测量结果，并且这里的定时测量结果同实际值之间具有最小的偏差值，从而能在一定程度上提升利用定时提前进行UE测量的无线定位算法性能。

附图说明

图1为本发明实施例中滑动窗方法示意图；

图2为本发明实施例提供的一种定时测量系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，终端确定第一条可信赖径的位置，根据上述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻。

其中，终端确定到达终端的第一条可信赖径的位置包括：根据接收信号和发送信号的相关功率或信道冲击响应功率，确定到达终端的第一条可信赖径的位置。

终端根据相关功率确定第一条可信赖径的位置包括，根据相关功率确定功率处理门限，根据功率处理门限对相关功率进行处理，得到满足要求的处理后的相关功率，根据得到的处理后的相关功率确定到达终端的第一条可信赖径的位置；或连续多次计算相关功率，进行功率累积和运算，根据功率累计和确定功率累积和处理门限，根据功率累积和处理门限对功率累计和进行处理，得到满足要求的处理后的功率累积和，根据得到的处理后的功率累计和确定到达终端的第一条可信赖径位置；或连续多次计算相关功率，确定接收信号最大径的位置，统计所述多次测量得到的最大径位置的最小值，根据所述最小值确定到达终端的第一条可信赖径的位置。

其中，根据相关功率确定功率处理门限包括，根据相关功率的峰值功率，或当前噪声和干扰的强度确定功率处理门限。噪声和干扰的强度可以根据仿真或者理论分析确定；

根据功率累计和确定功率累积和处理门限包括，根据功率累积和的峰值功率，或功率累积和中噪声和干扰的强度确定功率累积和处理门限。噪声和干扰的强度可以根据仿真或者理论分析确定。

其中，连续多次计算相关功率包括，采用移动窗的方法连续多次计算相关功率。

终端根据信道冲击响应功率确定第一条可信赖径的位置包括，根据信道冲击响应功率确定功率处理门限，根据功率处理门限对信道冲击响应功率进行处理，得到满足要求的处理后的信道冲击响应功率，根据得到的处理后的冲击响应功率确定到达终端的第一条可信赖径的位置；或连续多次计算信道冲击响应功率，进行功率累积和运算，根据功率累计和确定功率累积和处理门限，根据功率累积和处理门限对功率累计和进行处理，得到满足要求的处理后的功率累积和，根据得到的处理后的功率累计和确定到达终端的第一条可信赖径位置；或连续多次计算信道冲击响应功率，得到接收信号最大径位置，统计所述多次测量得到的最大径位置的最小值，根据所述最小值确定到达终端的第一条可信赖径的位置。

其中，根据信道冲击响应功率确定功率处理门限包括，根据信道冲击响应功率的峰值功率，或当前噪声和干扰的强度确定功率处理门限。噪声和干扰的强度可以根据仿真或者理论分析确定；

根据功率累计和确定功率累积和处理门限包括，根据功率累积和的峰值功率，或功率累积和中噪声和干扰的强度确定功率累积和处理门限。噪声和干扰的强度可以根据仿真或者理论分析确定。

其中，连续多次计算信道冲击响应功率包括，采用移动窗的方法连续多次计算相关功率。

其中，接收到的信号为基站发送的训练序列信号经过信道后得到的信号。

下面用几个具体的例子对本发明实施例进行详细说明，本发明实施例采用相关法和信道估计法分别进行说明。

采用相关法的实现方案：

实施例一、根据相关功率的处理门限进行处理，得到第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据分析得到的接收信号和已知的发送信号，得到相关功率：P(i)＝|X(i)|²，i＝1，2，...，L+N-1，其中，X(i)是根据接收信号和已知的发送信号得到的移位复相关信号，L为接收信号的长度，N为发送信号的长度。

相关功率受环境因素和衰落的影响含有部分干扰成分，为了除去这些干扰成分，在计算的过程中，可以采用以下方法：

对P(i)，i＝1，2...，L+N-1，搜索得到峰值功率P_max，以Γ＝P_max*α为功率处理门限，Γ为门限值，α为修正因子，在实现的过程中可以通过仿真或理论分析确定，实际中也可以根据系统中的噪声和干扰强度确定Γ，对P(i)，i＝1，2，...，L+N-1中满足P(i)≤Γ，i＝1，2，...，L+N-1的位置置0，即有：

$\tilde{P}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& P\left(i\right)\≤\mathrm{\Γ},i=\mathrm{1,2}...,L+N-1\\ P\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.$

处理过程中可以认为，小于处理门限的功率值是因为噪声的干扰或其他环境的影响造成的，所以经过上述步骤后可以将相关功率中的部分干扰成分去除。

查找

i＝1，2...，L+N-1中第一个非零值对应的位置i_nzero，则认为接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\mathrm{nzero}}-N,$ 这里sfn表示当前帧号。

对连续多次测量结果进行平滑，即：

${\stackrel{\‾}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& \mathrm{sfn}=1\\ T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}*p+{\stackrel{\‾}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}*(1-p)& \mathrm{sfn}\≠1\end{array}\right.$

其中，p为平滑因子，且0<p≤1。

上述平滑步骤可以保证在定时的过程中，将多次的测量结果根据一定的平滑因子进行均衡，从而使定时测量更稳定。

相关功率经过去除干扰处理后，对应的第一个非零值的位置为第一条可信赖径的位置，之所以认为其是可信赖是由于这里进行了门限处理，排除了噪声和干扰的影响。在每次定时的过程中采用此第一条可信赖径的位置可以避免定时测量的不稳定，提高定时测量的精度。

实施例二、根据相关功率累积和得到第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据分析得到的接收信号和已知的发送信号，得到相关功率：P(i)＝|X(i)|²，i＝1，2，...，L+N-1，其中，X(i)是根据接收信号和已知的发送信号得到的移位复相关信号，L为接收信号的长度，N为发送信号的长度。

对连续M次计算得到的相关功率求功率累积和得：

$P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}P\left(i\right)& \mathrm{mod}(\mathrm{sfn},M)=1\\ P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}-1}\left(i\right)+P\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.,$ i＝1，2...，L+N-1

其中，sfn表示测量次数，对于TD-SCDMA系统中，sfn对应子帧号，这里可以认为其从1开始计数。mod表示取模运算。

因为环境的影响，使相关功率中含有部分的干扰成分，由于计算过程中采用了功率的累积和的形式，可以对功率中的噪声和干扰部分进行部分抑制，但是在累积和计算后，干扰成分仍然存在，为了将此干扰成分除去，可以采用处理门限的方法，具体的实现方式如以下步骤所示：

当mod(sfn，M)＝0时，

i＝1...L+N-1得到峰值功率

以 ${\mathrm{\&Gamma;}}^1=P_{\mathrm{cum}}^{\max }*\mathrm{\&alpha;}$ 为功率累积和处理门限，其中，Γ¹为门限值，α为修正因子，在实现的过程中可以通过仿真或理论分析确定，其值根据噪声干扰情况确定，其也可以通过累积和

中噪声和干扰强度直接确定Γ¹。对

i＝1，2...，L+N-1中满足 $P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)\&le;{\mathrm{\&Gamma;}}^1,$ i＝1...L+N-1的位置置0，即有：

${\tilde{P}}_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)\&le;{\mathrm{\&Gamma;}}^1,i=1...L+N-1\\ P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.$

处理过程中可以认为，小于处理门限的功率值是因为噪声或干扰的影响造成的，所以经过上述步骤后可以有效去除功率累积和中的部分干扰成分。

查找

i＝1...L+N-1中第一个非零值对应的位置i_nzero，则认为以上连续M次测量或M个子帧接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\mathrm{nzero}}-N.$

功率累积和经过去除干扰处理后，对应的第一个非零值的位置为第一条可信赖径的位置，之所以认为其是可信赖是由于这里进行了功率累积，并进行了门限处理，抑制了噪声和干扰的影响。在每次定时的过程中采用此第一条可信赖径的位置可以避免定时测量的不稳定，提高定时测量的精度。采用功率累积的方法，能够减少噪声的影响，从而提高第一条可信赖径到达时间检测的准确性。

实施例三、根据相关功率接收信号最大径的位置，确定第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据分析得到的接收信号和已知的发送信号，得到相关功率：P(i)＝|X(i)|²，i＝1，2，...，L+N-1，其中，X(i)是根据接收信号和已知的发送信号得到的移位复相关信号，L为接收信号的长度，N为发送信号的长度。

同样，因为受环境因素的影响含有部分干扰成分，为了除去这些干扰成分，在计算的过程中，可以采用以下方法：

查找P(i)，i＝1，2...，L+N-1的峰值功率P_max(i)，确定峰值位置i_max。则认为接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\max }-N;$

对连续M次测量得到的sfn＝1，2...，M，其中，sfn表示测量的次数，对于TD-SCDMA系统中，sfn对应子帧号，这里可以认为其从1开始计数，求条件最小值，即求M次测量值的最小值，同时加以条件限定，即将同其它测量结果偏移太大的个别奇异点剔除，不参与求最小值的计算，具体可以按照如下公式实现：

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& \mathrm{mod}(\mathrm{sfn},M)=1\\ {\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}& T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}\&GreaterEqual;{\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}\\ T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& 0<({\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}-T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}})<\mathrm{\&Delta;t}\\ {\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}& ({\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}-T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}})>\mathrm{\&Delta;t}\end{array}\right.$

其中，Δt为大于零的时间值，设置合理的Δt，可以剔除部分奇异值，起到良好的抑制噪声的功效。经过上述处理，可以较好的除去干扰成分。

当mod(sfn，M)＝0时，输出则认为以上连续M次测量或M个子帧接收信号主径到达时刻为

经过上述处理后，可以选择出主径到达时刻最小值，即第一条可信赖径的位置，从而可以避免定时测量的不稳定，提高定时测量的精度。

采用信道估计法的实现方案：

实施例四、根据信道冲击响应功率的处理门限进行处理，得到第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据接收信号得到从发送端到接收端之间的信道冲击响应估计结果：h＝[h¹，h²，...，h^W]，并对h求功率得到：P(i)＝|hⁱ|²，i＝1，2...，W，其中，W为信道冲击响应长度。

信道冲击响应功率受环境因素和衰落的影响含有部分干扰成分，为了除去这些干扰成分，在计算的过程中，可以采用以下方法：

查找P(i)，i＝1，2...，W中的峰值功率P_max，以Γ＝P_max*α为功率处理门限，Γ为门限值，α为修正因子，在实现的过程中可以通过仿真或理论分析确定，也可以通过信道冲击响应中噪声和干扰的强度直接确定Γ。对P(i)，i＝1，2...，W中满足P(i)≤Γ，i＝1...W的位置置0，即有：

$\tilde{P}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& P\left(i\right)\&le;\mathrm{\&Gamma;},i=\mathrm{1,2}...,W\\ P\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.$

处理过程中可以认为，小于处理门限的功率值是因为噪声的干扰或其他环境的影响造成的，所以经过上述步骤后可以将信道冲击响应功率中的干扰成分去除。

查找

i＝1，2...，W中第一个非零值对应的位置为i_nzero，则认为接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\mathrm{nzero}},$ 这里sfn表示当前帧号。

对连续多次测量结果进行平滑，即：

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& \mathrm{sfn}=1\\ T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}*p+{\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}*(1-p)& \mathrm{sfn}\&NotEqual;1\end{array}\right.$

其中，p为平滑因子，且0<p≤1。

上述平滑步骤可以保证在定时的过程中，将多次的测量结果根据一定的平滑因子进行均衡，从而使定时测量更稳定。

信道冲击响应功率经过去除干扰处理后，对应的第一个非零值的位置认为是第一条可信赖径的位置，之所以认为其可信赖是由于这里通过门限法，有效去除了干扰和噪声的影响。在每次定时的过程中采用此第一条可信赖径的位置可以避免定时测量的不稳定性，提高定时测量的精度。

实施例五、根据信道冲击响应功率累积和得到第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据信号从发送端到接收端之间的信道冲击响应估计结果：h＝[h¹，h²，...，h^W]，并对h求功率得到：P(i)＝|hⁱ|²，i＝1，2...，W，其中，W为信道冲击响应长度。

对连续M次计算得到的相关功率求功率累积和得：

$P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}P\left(i\right)& \mathrm{mod}(\mathrm{sfn},M)=1\\ P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}-1}\left(i\right)+P\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.,$ i＝1，2...，W

其中，sfn表示测量次数，对于TD-SCDMA系统中，sfn对应子帧号，这里可以认为其从1开始计数。mod表示取模运算。

由于计算过程中采用了功率的累积和的形式，但是因为环境或衰落的影响，使信道冲击响应功率中有部分的干扰成分，因此在累积和计算后，干扰成分仍然存在，为了将此干扰成分除去，可以采用处理门限的方法，具体的实现方式如以下步骤：

当mod(sfn，M)＝0时，

i＝1...W得到峰值功率

以 ${\mathrm{\&Gamma;}}^2=P_{\mathrm{cum}}^{\max }*\mathrm{\&alpha;}$ 为功率累积和处理门限，其中，Γ²为门限值，α为修正因子，在实现的过程中可以通过仿真或理论分析确定，其值根据噪声干扰情况确定，也可以直接通过累积和

中噪声和干扰强度直接确定Γ²，对i＝1，2...，W中满足 $P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)\&le;{\mathrm{\&Gamma;}}^2,$ i＝1...W的位置置0，即有：

${\tilde{P}}_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)\&le;{\mathrm{\&Gamma;}}^2,i=\mathrm{1,2}...,W\\ P_{\mathrm{cum}}^{\mathrm{sfn}}\left(i\right)& \mathrm{other}\end{array}\right.$

处理过程中可以认为，小于处理门限的功率值是因为噪声或干扰的影响造成的，所以经过上述步骤后可以将功率累积和中的干扰成分去除。

查找

i＝1，2...，W中第一个非零值对应的位置为i_nzero，则认为以上连续M次测量或M个子帧接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\mathrm{nzero}}.$

功率累积和经过去除干扰处理后，对应的第一个非零值的位置认为是第一条可信赖径的位置，之所以可信赖，是由于这里采用了功率累积和门限处理双重干扰抑制方法。在每次定时的过程中采用此第一条可信赖径的位置可以避免定时测量的不稳定，提高定时测量的精度。采用功率累积的方法，能够减少噪声的影响，从而提高第一条可信赖径到达时间检测的准确性。

实施例六、根据信道冲击响应功率接收信号最大径位置，确定第一条可信赖径的方法：

首先根据现有的实现方式，终端根据信号从发送端到接收端之间的信道冲击响应估计结果：h＝[h¹，h²，..，h^W]，并对h求功率得到：P(i)＝|hⁱ|²，i＝1，2...，W，其中，W为信道冲击响应长度。

同样，因为受环境因素和衰落的影响含有部分干扰成分，为了除去这些干扰成分，在计算的过程中，可以采用以下方法：

查找P(i)，i＝1，2...，W中峰值功率P_max(i)，确定峰值位置i_max。则认为接收信号主径到达时刻为 $T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=i_{\max };$

对连续M次测量得到的

sfn＝1，2...，M，其中，sfn表示测量的次数，对于TD-SCDMA系统中，sfn对应子帧号，这里可以认为其从1开始计数，求条件最小值，即求M次测量值的最小值，同时加以条件限定，即将同其它测量结果偏移太大的个别奇异点剔除，不参与求最小值的计算，具体可以按照如下公式实现：

${\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& \mathrm{mod}(\mathrm{sfn},M)=1\\ {\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}& T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}\&GreaterEqual;{\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}\\ T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}}& 0<({\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}-T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}})<\mathrm{\&Delta;t}\\ {\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}& ({\stackrel{\&OverBar;}{T}}_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}-1}-T_{\mathrm{ti}\min g}^{\mathrm{sfn}})>\mathrm{\&Delta;t}\end{array}\right.$

其中，Δt为大于零的时间值，设置合理的Δt，可以剔除部分奇异值，起到良好的抑制噪声的功效。经过上述处理，可以较好的除去干扰成分。当mod(sfn，M)＝0时，输出

则认为以上连续M次测量或M个子帧接收信号主径到达时刻为

经过上述处理后，可以选择出主径到达时刻最小值，即第一条可信赖径的位置，从而可以避免定时测量的不稳定，提高定时测量的精度。

上述几个实施例在进行处理的过程中认为M次测量接收信号主径位置不变，其取值根据系统测量时间间隔以及UE运动最高速度预先确定。

例如在TD-SCDMA系统中，每个子帧均可以进行一次测量，子帧时长为5ms，假定UE最高运动速度为300km/h，则一个子帧UE运动的距离为0.42m，而在该系统中1/8chip时长信号传播距离为29.3m，因此经过70个子帧UE的定时时刻才会更新一次，由此可以取M＝40，即认为每40个子帧即200ms内UE接收信号定时时刻不变。

此外，上述实例例中为了得到更为精确的定时，可以对得到的相关功率进行插值运算。并对插值后的相关功率进行同样处理，从而确定定时时刻T_timing，只是此时T_timing的时间单位需要依照插值的精度而改变。

此外，无论在定时的过程中采用相关功率或信道冲击响应功率，当采用实施例二、实施例三、实施例五、或实施例六时，也可以对每连续M次测量得到的结果进行平滑。

此外，连续M次测量还可以采用滑动窗的方法，如图1所示，即假设测量号或子帧号sfn为1，2，3，4，...，且M＝3，则可以取(1，2，3)、(2，3，4)、(3，4，5)、....分别为用于实施例二、实施例三、实施例五、实施例六中的M次测量。对于起始几次sfn<M的情况，令起始值到第sfn次之间为测量单位。这样对于每次测量或每个子帧均可以得到定时测量输出，并且可以消除测量中的偶然性因素。其中，以上认为每M次测量(1，...，M为一个测量周期，M+1，...，2M为一个测量周期，2M+1，...，3M为一个测量周期，...)输出一个结果时可以看做是滑动窗方法的一个特例，只是滑动步长为M。

通过第一条可信赖径进行定时测量的方法，并不限于本发明实施例提供的这几种方式，只要满足本发明精神的通过第一条可信赖径进行定时测量的方法，都应该包含在本发明的保护范围内。

本发明实施例提供的一种定时测量系统，如图2所示，包括基站和终端。其中，基站，用于根据预定定时时刻向终端发送信号和接收终端发送的信号；终端，用于确定到达终端的第一可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；根据所述定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

本发明实施例提供的一种终端，如图3所示，包括确定模块3000和发送模块3200。其中，确定模块3000，用于确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；发送模块3200，用于根据所述定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

所述确定模块3000包括，第一确定模块3001和第一计算模块3002。其中，第一确定模块3001，用于根据接收信号和发送信号确定相关功率；第一计算模块3002，用于根据所述相关功率确定定时时刻。

所述第一计算模块3002包括，门限单元3004、处理单元3003和第一确定单元3005。其中，门限单元3004，用于确定相关功率的处理门限；处理单元3003，用于根据所述门限对相关功率进行处理；第一确定单元3005，用于根据所述功率处理结果确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述位置确定定时时刻。

所述门限单元3004包括，门限计算单元3006和存储单元3007。其中，峰值门限单元3006，用于根据相关功率的峰值确定相关功率的处理门限，或根据相关功率中噪声和干扰强度确定处理门限；存储单元3007，用于保存所述处理门限。

所述第一计算模块3002还包括，计算单元3008、累积和门限单元3009、累积和处理单元3010和第二确定单元3011。其中，计算单元3008，用于计算多次连续相关功率，计算所述相关功率的功率累积和；累积和门限单元3009，用于确定所述相关功率累积和的处理门限；累积和处理单元3010，用于根据所述相关功率累积和处理门限处理相关功率的累积和；第二确定单元3011，用于根据所述相关功率累积和处理的结果，确定到达终端的第一条可信赖经的位置，根据所述位置确定定时时刻。

所述累积和门限单元3009包括，累积和峰值门限处理单元3012和累积和门限存储单元3013。其中累积和峰值处理门限处理单元3012，用于根据相关功率累积和的峰值确定累积和处理门限，或根据相关功率累积和中的噪声和干扰强度确定处理门限；累积和门限存储单元3013，用于保存所述处理门限。

所述第一计算模块3002还包括，位置确定单元3015、选取单元3016和第三确定单元3017。其中，位置确定单元3015，用于连续多次计算相关功率，确定接收信号最大径的位置；选取单元3016，用于选择所述多次相关功率最大径位置的最小值；第三确定单元3017，用于根据所述位置最小值确定定时时刻。

所述确定模块3000还包括，第二确定模块3101和第二计算模块3116。其中，第二确定模块3101，用于根据接收信号和发送信号确定信道冲击响应功率；第二计算模块3116，用于根据所述信道冲击响应功率确定定时时刻。

所述第二计算模块3116包括，门限单元3103、处理单元3102和第一确定单元3104。其中，门限单元3103，用于确定信道冲击响应功率的处理门限；处理单元3102，用于根据所述门限对信道冲击响应功率进行处理；第一确定单元3104，用于根据所述功率处理结果确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述位置确定定时时刻。

所述门限单元3103包括，门限确定单元3105和存储单元3106。其中，峰值门限单元3105，用于根据信道冲击响应功率的峰值，确定信道冲击响应功率的处理门限，或根据信道冲击响应中噪声和干扰强度确定功率处理门限；存储单元3106，用于保存所述处理门限。

所述第二计算模块3116还包括，计算单元3107、累积和门限单元3108、累积和处理单元3109和第二确定单元3110。其中，计算单元3107，用于计算多次连续信道冲击响应功率，计算所述信道冲击响应功率的功率累积和；累积和门限单元3108，用于确定所述信道冲击响应功率累积和的处理门限；累积和处理单元3109，用于根据所述信道冲击响应功率累积和，处理门限处理信道冲击响应功率的累积和；第二确定单元3110，用于根据所述信道冲击响应功率累积和处理的结果，确定到达终端的第一条可信赖经的位置，根据所述位置确定定时时刻。

所述累积和门限单元3108包括，累积和峰值门限处理单元3111和累积和门限存储单元3112。其中，累积和峰值门限处理单元3111，用于根据信道冲击响应功率累积和的峰值，确定累积和处理门限，或根据累积和中噪声和干扰强度确定处理门限；累积和门限存储单元3112，用于保存所述处理门限。

所述第二计算模块3116还包括，位置确定单元3113、选取单元3114和第三确定单元3115。其中，位置确定单元3113，用于连续多次计算信道冲击响应功率，确定接收信号最大径的位置；选取单元3114，用于选择所述多次信道冲击响应功率最大径位置的最小值；第三确定单元3115，用于根据所述位置最小值确定定时时刻。

对定时进行测量的过程也可以在某些基站侧进行，只要基于本发明思想的任何装置，都应该在本发明的保护范围之内。

在本发明实施例中在进行定时测量时，根据相关功率或信道冲击响应功率确定到达终端的第一条可信赖径位置确定。因此，本发明实施例能够有效适用于定时测量过程中，尤其当移动环境中存在较大时延扩展的多径，或者发射端用于得到发射分集增益，而人为使得多个天线发射信号不完全同步而带来的人为多径时，得到相对稳定的定时测量结果，并且这里的定时测量结果同实际值之间具有最小的偏差值，从而能在一定程度上提升利用定时提前进行UE测量的无线定位算法性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1、一种定时测量方法，其特征在于，包括：

确定到达终端的第一条可信赖径位置，根据所述第一条可信赖径位置确定所述终端接收信号到达的定时时刻。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定到达终端的第一条可信赖径的位置，包括：

根据接收信号和发送信号所确定的相关功率或信道冲击响应功率，确定到达终端的第一条可信赖径的位置。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据接收信号和发送信号确定的相关功率，确定到达终端的第一条可信赖径位置，包括：

根据所述相关功率确定功率处理门限，根据所述处理门限对相关功率进行处理，根据处理后的相关功率确定到达终端的第一条可信赖径位置；或，

连续多次计算相关功率，进行功率累积和运算，根据所述功率累计和确定功率累积和处理门限，根据所述功率累积和处理门限确定处理后的功率累计和，根据所述处理后的功率累积和确定到达终端的第一条可信赖径位置；或，

连续多次计算相关功率，确定接收信号最大功率径位置，统计所述多次测量得到的最大功率径位置的最小值，根据所述最小值确定到达终端的第一条可信赖径位置。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述相关功率确定功率处理门限，包括：

根据所述相关功率的峰值功率确定功率处理门限，或根据当前噪声和干扰强度确定功率处理门限。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述功率累计和确定功率累积和处理门限，包括：

根据所述功率累积和的峰值功率确定功率累积和处理门限，或功率累积和中噪声和干扰强度确定功率处理门限。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述连续多次计算相关功率，包括：

采用移动窗的方法连续多次计算相关功率。

7、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据接收信号和发送信号确定的信道冲击响应功率，确定到达终端的第一条可信赖径位置，包括：

根据所述信道冲击响应功率确定功率处理门限，根据所述处理门限确定处理后的信道冲击响应功率，根据所述处理后的信道冲击响应功率确定到达终端的第一条可信赖径位置；或，

连续多次计算信道冲击响应功率，进行功率累积和运算，根据所述功率累计和确定功率累积和处理门限，根据所述功率累积和处理门限确定处理后的功率累计和，根据所述处理后的功率累积和确定到达终端的第一条可信赖径位置；或，

连续多次计算信道冲击响应功率，得到接收信号最大功率径位置，统计所述多次测量得到的最大功率径位置的最小值，根据所述最小值确定到达终端的第一条可信赖径的位置。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述信道冲击响应功率确定功率处理门限，包括：

根据所述信道冲击响应功率的峰值功率确定功率处理门限，或根据当前噪声和干扰强度确定处理门限。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述功率累积和最大值确定功率累积和处理门限，包括：

根据所述功率累积和的峰值功率确定功率累积和处理门限，或功率累积和中噪声和干扰强度确定处理门限。

10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述连续多次计算信道冲击响应功率，包括：

采用移动窗的方法连续多次计算信道冲击响应功率。

11、一种定时测量系统，其特征在于，包括：

基站，用于在预定定时时刻向终端发送信号和接收终端发送的信号；

终端，用于确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；根据所述定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

12、一种终端，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述第一条可信赖径的位置确定终端接收信号到达的定时时刻；

发送模块，用于根据所述定时时刻接收基站的信号和向基站发送信号。

13、如权利要求12所述的终端，其特征在于，所述确定模块包括：

第一确定模块，用于根据接收信号和发送信号确定相关功率；

第一计算模块，用于根据所述相关功率确定定时时刻。

14、如权利要求13所述的终端，其特征在于，所述第一计算模块包括：

门限单元，用于确定相关功率的处理门限；

处理单元，用于根据所述门限对相关功率进行处理；

第一确定单元，用于根据所述功率处理结果确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述位置确定定时时刻。

15、如权利要求14所述的终端，其特征在于，所述门限单元包括：

门限计算单元，用于根据相关功率的峰值确定相关功率的处理门限，或根据相关功率中噪声和干扰强度确定处理门限；

存储单元，用于保存所述处理门限。

16、如权利要求13所述的终端，其特征在于，所述第一计算模块还包括：

计算单元，用于计算多次连续相关功率，计算所述相关功率的功率累积和；

累积和门限单元，用于确定所述相关功率累积和的处理门限；

累积和处理单元，用于根据所述相关功率累积和处理门限处理相关功率的累积和；

第二确定单元，用于根据所述相关功率累积和处理的结果，确定到达终端的第一条可信赖经的位置，根据所述位置确定定时时刻。

17、如权利要求16所述的终端，其特征在于，所述累积和门限单元包括：

累积和峰值门限处理单元，用于根据相关功率累积和的峰值确定累积和处理门限，或根据相关功率累积和中的噪声和干扰强度确定处理门限；

累积和门限存储单元，用于保存所述处理门限。

18、如权利要求13所述的终端，其特征在于，所述第一计算模块还包括：

位置确定单元，用于连续多次计算相关功率，确定接收信号最大径的位置；

选取单元，用于选择所述多次相关功率最大径位置的最小值；

第三确定单元，用于根据所述位置最小值确定定时时刻。

19、如权利要求12所述的终端，其特征在于，所述确定模块还包括：

第二确定模块，用于根据接收信号和发送信号确定信道冲击响应功率；

第二计算模块，用于根据所述信道冲击响应功率确定定时时刻。

20、如权利要求19所述的终端，其特征在于，所述第二计算模块包括：

门限单元，用于确定信道冲击响应功率的处理门限；

处理单元，用于根据所述门限对信道冲击响应功率进行处理；

第一确定单元，用于根据所述功率处理结果确定到达终端的第一条可信赖径的位置，根据所述位置确定定时时刻。

21、如权利要求20所述的终端，其特征在于，所述门限单元包括：

门限确定单元，用于根据信道冲击响应功率的峰值，确定信道冲击响应功率的处理门限，或根据信道冲击响应中噪声和干扰强度确定功率处理门限；

存储单元，用于保存所述处理门限。

22、如权利要求19所述的终端，其特征在于，所述第二计算模块还包括：

计算单元，用于计算多次连续信道冲击响应功率，计算所述信道冲击响应功率的功率累积和；

累积和门限单元，用于确定所述信道冲击响应功率累积和的处理门限；

累积和处理单元，用于根据所述信道冲击响应功率累积和，处理门限处理信道冲击响应功率的累积和；

第二确定单元，用于根据所述信道冲击响应功率累积和处理的结果，确定到达终端的第一条可信赖经的位置，根据所述位置确定定时时刻。

23、如权利要求22所述的终端，其特征在于，所述累积和门限单元包括：

累积和峰值门限处理单元，用于根据信道冲击响应功率累积和的峰值，确定累积和处理门限，或根据累积和中噪声和干扰强度确定处理门限；

累积和门限存储单元，用于保存所述处理门限。

24、如权利要求19所述的终端，其特征在于，所述第二计算模块还包括：

位置确定单元，用于连续多次计算信道冲击响应功率，确定接收信号最大径的位置；

选取单元，用于选择所述多次信道冲击响应功率最大径位置的最小值；

第三确定单元，用于根据所述位置最小值确定定时时刻。

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