CN101615921B

CN101615921B - 移动台上行时间偏移检测方法和装置

Info

Publication number: CN101615921B
Application number: CN200810039790.9A
Authority: CN
Inventors: 刘继民; 邹伟; 金珊; 王栋耀
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: CN101615921A

Abstract

本发明提出了应用于无线通信系统的一种移动台上行时间偏移检测装置和一种上行时间偏移检测方法。具体地，根据本发明的时间偏移检测装置包括：相关器，用于在多个符号窗口中，以预定序列的集合，对移动台所发送的初始测距信号执行循环相关处理，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延；以及扩展检测器，用于对检测到相关峰值的预定序列，根据各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，获得发送该初始测距信号的移动台的时间偏移大小。根据本发明，通过改变初始测距过程中所检测的FFT窗口的数目，基站能够灵活地支持从0～50公里或更大的小区覆盖范围。

Description

移动台上行时间偏移检测方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信系统，更具体地，涉及一种用于在移动通信系统中检测移动台的上行时间偏移的方法和装置。

背景技术

WiMAX技术的一个优点是能够利用一台基站覆盖30英里或将近50公里远的范围。针对移动台的网络接入，基站在上行子帧中指定移动台的上行初始测距信道的起始时间及大小。如WiMAX论坛所定义的移动WiMAX方案中，两个正交频分复用(OFDM)符号长的测距符号被作为强制实现选项。初始测距过程具体包括以下步骤：移动台将在上行初始测距信道中向基站发送特定信号形式的竞争初始测距信号，在基站正确地收到初始测距信号之后，将检测到的时间偏移、功率偏移和频率偏移发送回移动台，用于调整移动台的上行时间、功率和频率。本发明仅致力于时间偏移测量问题。

在移动台加电并获得上行初始测距控制信道后，移动台启动初始测距过程：移动台根据初始测距资源分配，随机选取一个传送机会来发送该移动台的初始测距信号(例如，CDMA码序列或等幅零自相关序列)。基站处的接收机在特定时间段内执行初始测距信号检测(在所述特定时间段之外，基站将不再执行测距信号的检测过程)。

图1是根据现有技术的单窗口测距检测方案示意图。如图1中所示，基站选择并采用一个快速傅立叶变换(FFT)窗口长度的检测窗口。根据一个FFT窗口长度的检测窗口，基站的初始测距接收模块可以得出时间调整的大小。如表1(第3行)所示，对于系统带宽为5MHz且FFT尺寸N_FFT＝512的系统来说，一个FFT窗口长度的检测窗口所能允许的最大往返延迟RTD为91.4微秒；因此，由于距离而导致的单程时间延迟为45.7微秒(91.4微秒/2)；考虑到电磁信号的传播速度(光速c＝30厘米/纳秒)，所能允许的最大小区覆盖范围的半径大小为13.7公里(45.7微秒×30厘米/纳秒)。

表1延迟和往返延迟(RTD)与基站-移动台距离间的关系系统带宽5MHz，FFT尺寸N_FFT＝512

基站到移动台的距离	由于距离导致的时间延迟(c＝30cm/ns)	往返延迟(RTD)
			0km	0μsec		0μsec
10km	33μsec	66μsec
			13.7km	45.7μsec	←	91.4μsec	FFT窗口Tb
70km	233μsec	467usec

长往返时间

对现有系统的限制在于移动台与基站间的信号往返延迟(RTD)。对于系统带宽为5MHz且FFT尺寸N_FFT＝512的系统来说，上述“单窗口初始测距检测方案”所支持的距离要低于13.7公里。如果往返延迟超过91.4微秒(即最大小区半径仅13.7公里)，基站将在初始测距信号的检测中出现混淆甚至无法检测。因此，为了将小区覆盖范围延伸到50公里，仅在1个FFT窗口中进行检测是不适用的。

图2是用于解释大的小区中的初始测距问题的示意图。如图2所示，来自新接入移动台的初始测距信号(两个符号)在经过TTG(发送接收切换间隔)+RTD的时间间隔之后才能到达基站的接收机，其落后于其预期接收初始测距信号的时间范围(基站已准备好在所述预期的初始测距时间范围内执行检测，图2第一行中的“R”所表示的位置)。因此，基站接收机不能正常地检测到在测距资源分配中的初始测距信号，而系统不能正确的工作。因而，针对初始测距信号，需要分配和检测更多的FFT窗口。

测距机会分配

基站在上行子帧内定义上行初始测距资源的分配。如图3的初始测距资源块的分配范例所示，符号总数为7个符号，将资源分配划分为用于随机选择的机会，并将剩余符号称为空符号。如图3所示，将全部可分配资源划分为13个区域，其中0～11分别表示一个可分配的资源块，作为测距资源分配的基本单位，空符号不参与测距资源分配，而仅用于避免距基站最远的移动台发出的测距信号与其它用户的信号在接收端产生干扰。在图3中，横坐标表示符号长度，纵坐标表示子信道，0～11中的每一个均具有2(N₁)个符号长度和6(N₂)个子信道，而位于最右侧的空符号具有1(＜N₁)个符号长度和24(4×N₂)个子信道。

在进行初始测距资源分配时，基站将0～11号资源块分配给移动台，移动台随机选择一个初始测距机会，并随机从初始测距序列集合(例如，CDMA码序列集合)中选择一个发起初始测距请求。

如图3所示，在针对初始测距区域分配多于2个符号(如，7个符号)的情况下，将该区域标识为多个连续测距机会(如，3个连续测距机会(横坐标方向))，在每个测距机会中，仍使用2个符号长度的测距信号来发起竞争的初始测距请求。在大小区(例如，半径大于13.7公里)中，来自小区边缘的最远移动台的初始测距信号将落入与其他移动台的产生信号交叠的连续正交频分复用(OFDM)符号中。因此，难以检测最远移动台的时间偏移。

总体上，测距资源分配和初始测距信号是与大小区覆盖范围相关的两个问题。需要一种新的方法，能够在保持后向兼容性的同时，分配扩展的初始测距区域，并检测测距信号的时间偏移。因此，代替传统的单窗口初始测距检测方法，本发明提出了一种全新的测距资源分配方法和一种多窗口初始测距扩展检测方法。

发明内容

本发明提供了一种初始测距多窗口扩展检测方法，其基本思想在于：

1.基站向移动台分配上行扩展测距资源块，用于初始测距信号的传输。在每个扩展资源块中，仅有前两个OFDM符号用作移动台所识别的机会，其它符号为空，或将其他符号用于周期性测距和/或其他用途。每个扩展资源块所包含的OFDM符号数目与实际小区覆盖范围相关。

2.基站在每个FFT窗口中均使用序列相关器，以确定移动台传输了哪个序列，并确定在每个FFT窗口内的相关峰值大小以及对应的时延。

3.对于每一个预定序列，联合多个FFT窗口中的上述相关运算结果，针对使用该预定序列的移动台，计算基站所接收到的测距信号的时间偏移；

4.根据由多窗口检测方法得到的时间偏移，基站向移动台发送测距响应消息，以便调整移动台的提前发送上行数据信号的时间偏移大小，使所有移动台能够在基站的接收机处获得同步。

根据本发明的第一方案，提出了一种时间偏移检测装置，包括：相关器，用于在多个符号窗口中，以预定序列的集合，对移动台所发送的初始测距信号执行循环相关处理，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延；以及扩展检测器，用于对检测到相关峰值的预定序列，根据各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，获得发送该初始测距信号的移动台的时间偏移大小。

优选地，所述相关器针对各个窗口，串行执行所述循环相关处理。

优选地，所述时间偏移检测装置还包括：存储器，用于按照表格、链表、数组或矩阵的形式来存储各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延。

优选地，所述时间偏移检测装置应用于符合IEEE 802.16标准的移动通信系统。

优选地，所述预定序列是码分多址码序列或等幅零自相关序列。

优选地，所述相关器将接收序列与预定序列对应位相乘，然后执行快速傅立叶逆变换。

优选地，所述多个符号窗口位于与两个连续上行资源块对应的正交频分复用符号内，而且前一个上行资源块所占用的物理子载波是后一个上行资源块所占用的物理子载波的子集。

优选地，在所述两个连续上行资源块中，前一个上行资源块是由UIUC 12标识的初始测距资源块，后一个上行资源块是由UIUC 13标识的保护空间。

优选地，所述两个连续上行资源块是由UIUC 12标识的两个连续区域，而且后一个上行资源块是用于周期性测距的区域。

优选地，所述多个符号窗口为4个符号窗口。

根据本发明的第二方案，提出了一种基站，包括根据本发明的第一方案所述的时间偏移检测装置。

根据本发明的第三方案，提出了一种时间偏移检测方法，包括：在多个符号窗口中，以预定序列的集合，对移动台所发送的初始测距信号执行循环相关处理，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列，获得各个符号窗口中相关峰值的大小和对应的时延；以及对检测到相关峰值的预定序列，根据各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，获得发送该初始测距信号的移动台的时间偏移大小。

优选地，针对各个窗口，串行执行所述循环相关处理。

优选地，所述时间偏移检测方法还包括：将各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延存储为表格、链表、数组或矩阵的形式。

优选地，所述时间偏移检测方法应用于符合IEEE 802.16标准的移动通信系统。

优选地，所述循环相关处理为将接收序列与预定序列对应位相乘，然后执行快速傅立叶逆变换。

优选地，所述多个符号窗口为4个符号窗口。

附图说明

图1是根据现有技术的单测距检测窗口示意图；

图2是用于解释大小区中的初始测距问题的示意图；

图3是示出了初始测距资源块的分配范例的示意图；

图4是用于说明本发明的初始测距扩展方法的示意图；

图5是用于说明多个FFT窗口中的时间延迟的示意图；

图6A和图6B是用于说明本发明的往返时间计算方法的示意图；

图7示出了根据本发明的一种实施方式的扩展测距分配方案；

图8示出了根据图7所示的扩展测距分配方案来分别支持小覆盖范围小区测距和支持大覆盖范围小区测距的示意图；

图9示出了根据本发明的另一种实施方式的扩展测距分配方案；

图10示出了根据图9所示的扩展测距分配方案来分别支持小覆盖范围小区测距和支持大覆盖范围小区测距的示意图；

图11示出了根据本发明的时间偏移检测装置的方框图；

图12示出了根据本发明的时间偏移检测方法的流程图。

具体实施方式

图4是用于说明本发明的初始测距扩展方法的示意图。如图4所示，为了支持由大小区覆盖范围所引起的长往返延迟，必须将初始测距资源块的分配扩展到多个FFT窗口(即多个OFDM符号)，以使远端移动台所发送的初始测距信号仍能落入所分配的初始测距资源块中。例如，在图4中，共分配了6个FFT窗口作为检测窗口，以确保位于小区边缘处的移动台(距离基站最远的移动台)所发送的初始测距信号(2个OFDM符号长度)仍能落入其中至少两个FFT窗口中(即与至少两个FFT窗口交叠)，以实现时间偏移的检测，可参见图4最下方的初始测距信号。在图4中，最大往返延迟可为5个OFDM符号时间的长度。

针对每一个预定序列，测距接收机使用自动相关器来顺序地处理每一个FFT窗口中的数据，通过相关，获得每个窗口中的相关峰时延(例如，可以用采样间隔为单位表示)和大小。

例如，对于信道带宽为5/10/20MHz的系统，使用4个FFT检测窗口可以将使基站所支持的小区半径最远扩展到61.6公里，与其他示例一起列入表2中。对于N个FFT检测窗口，上行子帧中所分配的测距符号的数目是N+2，其中将最后一个符号分配为安全符号，用于避免与初始测距区域之后的连续符号发生干扰。

这里应当注意，原有的单窗口初始测距检测方法只能检测往返延迟小于一个FFT窗口持续时间的情况，与之操作相同，在本发明中，同样未对从初始测距资源块的第一个FFT窗口进行处理。因此，在5/10/20MHz信道带宽的情况下，当所支持的小区范围大于13.7公里时，N个FFT检测窗口所能检测的最大往返延迟为N*Ts。

表2：往返延迟(RTD)与最大移动台-基站距离间的关系

在扩展初始测距的情况下，不应当通过FFT窗口大小Tb来确定最大往返延迟和FFT窗口的数目之间的关系，而应当通过符号时间Ts来进行确定。由于在窗口#1和窗口#2中的预定序列检测能够区分RTD延迟在Ts和Tb之间的移动台，因此，无需使用窗口#0。

在峰值检测中，基站处的自动相关器只能提供每一个FFT窗口中的相关峰值的大小和对应的时延。根据每个窗口中的相关峰值的位置及其相互间的大小比较结果，基站能够计算出发送相应上行测距信号的移动台与基站间的RTD，从而获得要通过初始测距响应消息发送的时间调整信息，实现上行各移动台之间的同步。为了及时地提供初始测距响应消息，基站接收机串行执行N个FFT窗口中的相关操作，并保存检测结果(每一个FFT窗口中的相关峰值的大小和对应的时延)，以便后续使用。

图5是用于说明多FFT窗口中的初始测距时间延迟的示意图。如图5所示，这里将测距序列(例如，CDMA码序列或等幅零自相关序列)的时间延迟定义为从基站所分配的初始测距资源块起始位置到序列到达之间的时间，其中Wn表示从W0开始的第n个相关窗口(即，第n个检测窗口)。为了便于描述，在下文的分析中，设FFT窗口大小为1024个采样间隔，并使用1/8循环前缀(CP)。

图6A和图6B是用于说明本发明的RTD计算方法的示意图。在本发明中，根据每个窗口中所检测到的相关峰值的大小和对应的时延来确定发送相应上行测距信号的移动台与基站间的往返延迟RTD。应当注意的是，图6A和图6B仅用于说明本发明的目的，而不应当将本发明的范围局限于其中所描述的任何具体细节。根据本发明的启示，本领域普通技术人员也可以按照其他具体计算方式，根据每个窗口中所检测到的相关峰值的大小和对应的时延来确定往返延迟RTD。

图6A示出了时间偏移(横坐标，以采样间隔为单位)与每个窗口W1～W5中所检测到的相关峰值的大小(纵坐标，任意单位)之间的关系。具体地，参考图6A，当与RTD相对应的时间偏移小于128(1024×1/8)个采样间隔(即一个CP的长度Tg)时，仅能在窗口W1中检测到相关峰值，而在其余窗口中均未检测到相关峰值；随着RTD的增加，当与RTD对应的时间偏移大于等于128个采样间隔时，则同时在窗口W1和W2中检测到相关峰值，且W1中所检测到的相关峰值大于W2中所检测到的相关峰值；随着RTD的进一步增加，上行初始测距信号继续沿第一行所示的多个检测窗口向右侧移动，因此，W2中所检测到的相关峰值逐渐增加；当与RTD对应的时间偏移大于等于128+1024个采样间隔(即一个CP的长度Tg加上一个FFT窗口的长度Tb，也等于一个符号的长度Ts)时，W2中检测到的相关峰值的大小将超过W1中检测到的相关峰值的大小；当与RTD对应的时间偏移大于等于128+1024+128+1024个采样间隔(即两个CP的长度2*Tg加上两个FFT窗口的长度2*Tb，也等于两个符号的长度2*Ts)时，此时，来自移动台的上行初始测距信号不再与窗口W1重叠，因此，窗口W1中将不再检测到任何相关峰值。类似地，以上详细讨论可以应用于随后的各个窗口W3～W5，为了行文流畅，这里省略重复的描述。在图6A中示出了一个落在检测窗口W1、W2和W3之间的初始测距信号的示例。根据图6A中的箭头所指示的位置可知，在窗口W2中检测到的相关峰值大于在窗口W1和W3中检测到的相关峰值，以及在窗口W1中检测到的相关峰值大于在窗口W3中检测到的相关峰值。

图6B示出了时间偏移(横坐标，以采样间隔为单位)与每个窗口W1～W5中所检测到的相关峰值位置(纵坐标，以采样间隔为单位)之间的关系。具体地，参考图6B，随着初始测距信号沿时间轴的移动，各窗口中的相关峰值的位置在1～1024之间变化。图6B所示的纵坐标数值896仅是上述情况下的示例，其数值可以根据不同的系统设置而发生相应的变化。具体地，可如下确定所述纵坐标数值：FFT窗口大小×(1-CP大小/FFT窗口大小)。

下面，将结合图6A和图6B对根据本发明的RTD计算方法进行详细描述。

首先，根据图6A找到具有最大相关峰值的FFT窗口，并将最大相关峰值的位置记为MaxTimeShift(1≤MaxTimeShift≤1024)。

如果具有最大相关峰值的FFT窗口是窗口W1，则确定在窗口W2内是否检测到相关峰值。如果在窗口W2内未检测到相关峰值，则RTD等于MaxTimeShift-896个采样间隔。如果在W2窗口内检测到相关峰，则RTD等于MaxTimeShift+128个采样间隔。理论上，这样的相关峰值检测是可行的。但是，由于在实际的系统中，存在干扰和噪声等不确定因素，可能会发生相关峰值的误检测，尤其是在相关峰值的幅值较小的情况下。因此，在此步骤中，还可以额外考虑MaxTimeShift的数值。具体地，如果在窗口W2内未检测到相关峰值或者所检测到的相关峰值的幅值较小(例如，小于一预定值)，且MaxTimeShift大于等于896(1024×(1-1/8))，则RTD等于MaxTimeShift-896个采样间隔。如果在窗口W2内检测到相关峰值(此时，所检测到的相关峰值的幅值大于所述预定值)，则无论MaxTimeShift为何数值，RTD均等于MaxTimeShift+128个采样间隔。

另一方面，如果具有最大相关峰值的FFT窗口是窗口Wx(x＝2、3或4)。需要比较窗口W(x-1)与窗口W(x+1)中的相关峰值的幅值大小。如果窗口W(x-1)中的相关峰值的幅值大于窗口W(x+1)，则可以确定上行初始测距信号落入窗口W(x-1)、Wx和W(x+1)的范围内，且落入窗口W(x-1)中的部分多一些；反之，则落入窗口W(x+1)中的部分多一些。此时，根据这两个FFT窗口中检测到的时间偏移的大小，计算上行初始测距信号的RTD。如果窗口W(x-1)内的时间偏移量TimeShift(x-1)(1≤TimeShift(x-1)≤1024)小于窗口W(x+1)内的时间偏移量TimeShift(x+1)(1≤TimeShift(x+1)≤1024)，则RTD等于1024×x+TimeShift(x-1)个采样间隔；反之，则RTD等于1024×x+128×2+TimeShift(x+1)个采样间隔。

最后，将所确定的RTD与采样间隔相乘，从而获得以微秒为单位的时间偏移(往返延迟)。

图7示出了根据本发明的一种实施方式的扩展测距分配方案，以及图8示出了根据图7所示的扩展测距分配方案来分别支持长距离测距和短距离测距的示意图。

如图7和图8所示，为了支持具有大覆盖范围的小区，可以在上行子帧中分配两个连续区域UIUC＝12和UIUC＝13。在图7中，基站指定一个扩展的初始测距资源块，它包括一个UIUC＝12的初始测距资源块和一个UIUC＝13的资源块。其中的第一个UIUC＝12资源块作为分配初始测距的资源，第二UIUC＝13的资源块被预留为保护空间，小区中的所有移动台不会使用此块资源。此外，初始测距区域必须具有三个符号的长度，而对于周期性测距区域，则只需足够大，从而能够支持期望的覆盖范围即可。通常，将两个连续区域UIUC＝12和UIUC＝13中的全部OFDM符号表示为三元数组对(上行子帧最小资源块分配单位为3个符号)。在根据本发明的初始测距方法中，不仅在第一区域UIUC＝12中对初始测距预定序列进行检测，还需要在第二区域UIUC＝13中进行预定序列的检测。

图9示出了根据本发明的另一种实施方式的扩展测距分配方案，以及图10示出了根据图9所示的扩展测距分配方案来分别支持长距离测距和短距离测距的示意图。

如图9和图10所示，为了支持具有大覆盖范围的小区，可以在上行子帧中分配的两个连续的UIUC＝12区域。在图9中，基站指定一个扩展的初始测距资源块，它包括一个UIUC＝12的初始测距资源块和一个UIUC＝12的周期测距/带宽请求资源块。此外，初始测距区域必须具有三个符号的长度，而对于周期性测距区域，则只需足够大，从而能够支持期望的小区覆盖即可。通常，将两个连续区域UIUC＝12中的全部符号表示为三元数组对(上行子帧最小资源块分配单位为3个符号)。在根据本发明的初始测距算法中，不仅在第一区域UIUC＝12中对初始测距预定序列进行检测，还在第二区域UIUC＝13中进行预定序列的检测。

图11示出了根据本发明的时间偏移检测装置的方框图。具体地，根据本发明的时间偏移检测装置包括：相关器1100，用于在各个符号窗口(FFT窗口1～FFT窗口5)中，以预定序列的集合(例如，CDMA码或等幅零自相关序列集合)，对来自移动台的初始测距信号执行循环相关处理(例如，IFFT相关)(例如，在接收序列与预定序列对应位相乘后，再执行IFFT，获得相关的峰值大小和对应的时延(即，对应的时延))，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列(例如，某一CDMA码或等幅零自相关序列)，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，并将通过循环相关处理获得的相关峰值的大小和对应的时延存储在存储器1300中，形成表格1400(或者，可以将其存储为链表、数组或矩阵等其他数据格式)；存储器1300，用于存储表格1400，表格1400中包含了相关器1100处理获得的各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延；多窗口初始测距扩展检测单元1200，利用相关器1100在存储器1300中形成的表格1400，对检测到相关峰值的预定序列，根据各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，获得发送该初始测距信号的移动台的时间偏移。由于采用了多个符号检测窗口，本发明的时间偏移检测装置可应用于具有大覆盖范围(半径大于13.7公里)的小区。在多窗口初始测距扩展检测单元1200中，可以采用上述参考图6A和图6B所描述的RTD计算方法，但是本发明并不局限于上述方法，也可以采用其他处理方法来根据相关峰值的大小和对应的时延，确定时间偏移或与之相关的其他参数。同样需要注意的是，图11所示的存储器1300也可以包含在相关器1100或多窗口初始测距扩展检测单元1200中，而不必形成单独的元件。

图12示出了根据本发明的时间偏移检测方法的流程图。在步骤S1202，基站利用相关器1100在各个符号窗口(FFT窗口1～FFT窗口5)中，以预定序列的集合(例如，CDMA码集合或等幅零自相关序列)，对来自移动台的初始测距信号执行循环相关处理(例如，在接收序列与预定序列对应位相乘后，再执行IFFT，获得相关的峰值大小和位置(即，对应的时延))，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列(例如，某一CDMA码或等幅零自相关序列)，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，并将通过循环相关处理获得的相关峰值的大小和对应的时延存储在存储器1300中，形成表格1400(或者，可以将其存储为链表、数组或矩阵等其他数据格式)。在步骤S1204中，基站的多窗口初始测距扩展检测单元1200利用相关器1100在存储器1300中形成的表格1400，对检测到相关峰值的预定序列，根据各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，获得发送该初始测距信号的移动台的时间偏移。由于采用了多个符号检测窗口，本发明的时间偏移检测方法可应用于具有大覆盖范围(半径大于13.7公里)的小区。在步骤S1204中，可以采用上述参考图6A和图6B所描述的RTD计算方法，但是本发明并不局限于上述方法，也可以采用其他处理方法来根据相关峰值的大小和对应的时延，确定时间偏移或与之相关的其他参数。

初始测距过程中的其余步骤与IEEE 802.16e-2005规范和WiMAX论坛移动WiMAX规范中所定义的处理过程相同，因此，为了行文简洁，在此省略了对其他步骤的详细描述。

应当注意的是，本发明并不局限于符合IEEE 802.16标准的系统，也可以将本发明应用于诸如3GPP LTE、3GPP LTE-Advanced等其他类型的移动通信网络。

根据本发明的时间偏移检测方法和装置无需改变移动WiMAX系统中的移动台，具有后向兼容性，并且符合IEEE 802.16e标准的移动台不用做任何修改即可支持；通过改变初始测距过程中所检测的FFT窗口的数目，能够灵活地支持从0～50公里或更大的小区覆盖范围；而且由于针对每一个FFT窗口顺序执行预定序列(例如，CDMA码序列或等幅零自相关序列)的检测，有效地控制了物理层计算复杂度的增加；而且，由于能够通过共享周期性测距/带宽请求区域，同样有效地控制了开销的增加。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种时间偏移检测装置，包括：

相关器，用于在多个符号窗口中，以预定序列的集合，对移动台所发送的初始测距信号执行循环相关处理，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延；以及

扩展检测器，用于对检测到相关峰值的预定序列，根据各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，计算发送该初始测距信号的移动台与基站之间的往返延迟，从而获得该移动台的时间偏移大小，

其中计算该移动台与基站之间的往返延迟包括：

确定所述多个符号窗口中具有最大相关峰值的符号窗口，并将最大相关峰值的位置记为MaxTimeShift，其中1≤MaxTimeShift≤1024个采样间隔；

如果所确定的符号窗口为第一个符号窗口W1，则确定在第二个符号窗口W2中是否检测到相关峰值，并且如果在第二个符号窗口W2中检测到相关峰值，则将所述往返延迟计算为MaxTimeShift+128个采样间隔，如果在第二个符号窗口W2中未检测到相关峰值，则将所述往返延迟计算为MaxTimeShift-896个采样间隔；

如果所确定的采样窗口为Wx，其中x＝2、3、4，则计算窗口W(x-1)和窗口W(x+1)中的相关峰值大小；

如果窗口W(x-1)中的相关峰值的幅度大于窗口W(x+1)，则确定该初始测距信号落入窗口W(x-1)、窗口W(x)和窗口W(x+1)的范围内，且落入窗口W(x-1)的部分较多；反之则落入窗口W(x+1)中的部分较多；

如果窗口W(x-1)内的时间偏移量TimeShift(x-1)小于窗口W(x+1)内的时间偏移量TimeShift(x+1)，则将所述往返延迟计算为1024×x+TimeShift(x-1)个采样间隔，其中1≤TimeShift(x-1)≤1024个采样间隔，1≤TimeShift(x+1)≤1024个采样间隔；

如果窗口W(x-1)内的时间偏移量TimeShift(x-1)大于窗口W(x+1)内的时间偏移量TimeShift(x+1)个采样间隔，则将所述往返延迟计算为1024×x+128×2+TimeShift(x+1)个采样间隔，其中1≤TimeShift(x-1)≤1024个采样间隔，1≤TimeShift(x+1)≤1024个采样间隔。

2.根据权利要求1所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述相关器针对各个窗口，串行执行所述循环相关处理。

3.根据权利要求1或2所述的时间偏移检测装置，还包括：

存储器，用于按照表格、链表、数组或矩阵的形式来存储各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延。

4.根据权利要求1或2所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述时间偏移检测装置应用于符合IEEE802.16标准的移动通信系统。

5.根据权利要求4所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述预定序列是码分多址码序列或等幅零自相关序列。

6.根据权利要求4所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述相关器将接收序列与预定序列对应位相乘，然后执行快速傅立叶逆变换。

7.根据权利要求4所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述多个符号窗口位于与两个连续上行资源块所对应的正交频分复用符号内，而且前一个上行资源块所占用的物理子载波是后一个上行资源块所占用的物理子载波的子集。

8.根据权利要求7所述的时间偏移检测装置，其特征在于，在所述两个连续上行资源块中，前一个上行资源块是由UIUC 12标识的初始测距资源块，后一个上行资源块是由UIUC 13标识的保护空间。

9.根据权利要求7所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述两个连续上行资源块是由UIUC 12标识的两个连续区域，而且后一个上行资源块是用于周期性测距的区域。

10.根据权利要求1所述的时间偏移检测装置，其特征在于，所述多个符号窗口为4个符号窗口。

11.一种时间偏移检测方法，包括：

在多个符号窗口中，以预定序列的集合，对移动台所发送的初始测距信号执行循环相关处理，从而针对所述预定序列的集合中的某一序列，获得各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延；以及

对检测到相关峰值的预定序列，根据各个符号窗口中的相关峰值的大小和对应的时延，计算发送该初始测距信号的移动台与基站之间的往返延迟，从而获得该移动台的时间偏移大小，

其中计算该移动台与基站之间的往返延迟包括：

12.根据权利要求11所述的时间偏移检测方法，其特征在于，针对各个窗口，串行执行所述循环相关处理。

13.根据权利要求11或12所述的时间偏移检测方法，还包括：

将各个窗口中的相关峰值的大小和对应的时延存储为表格、链表、数组或矩阵的形式。

14.根据权利要求11或12所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述时间偏移检测方法应用于符合IEEE802.16标准的移动通信系统。

15.根据权利要求14所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述预定序列是码分多址码序列或等幅零自相关序列。

16.根据权利要求14所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述循环相关处理为将接收序列与预定序列对应位相乘，然后执行快速傅立叶逆变换。

17.根据权利要求14所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述多个符号窗口位于与两个连续上行资源块所对应的正交频分复用符号内，而且前一个上行资源块所占用的物理子载波是后一个上行资源块所占用的物理子载波的子集。

18.根据权利要求17所述的时间偏移检测方法，其特征在于，在所述两个连续上行资源块中，前一个上行资源块是由UIUC 12标识的初始测距资源块，后一个上行资源块是由UIUC 13标识的保护空间。

19.根据权利要求17所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述两个连续上行资源块是由UIUC 12标识的两个连续区域，而且后一个上行资源块是用于周期性测距的区域。

20.根据权利要求11所述的时间偏移检测方法，其特征在于，所述多个符号窗口为4个符号窗口。

21.一种基站，包括根据权利要求1-10之一所述的时间偏移检测装置。