CN102497347B - 一种无线通信系统时延调整方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种无线系统时延调整方法。该方法包括从上行子帧中提取导频信号，将该导频信号与预置导频信号进行共轭相乘，获得信道系数；将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；将频域相移转换为离散样点值；利用离散样点值与TA值间的关系得到TA值；将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。本发明还提供了一种无线系统时延调整系统。本发明实施例的技术方案简化了TA值的计算，提高了时延调整的效率。

Description

一种无线通信系统时延调整方法与系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信系统时延调整方法与系统。

背景技术

在无线通信系统中，移动台与基站建立初始同步后，将进入上行信道的同步维持阶段。所谓同步维持指移动台位置发生变化情况下，基站与移动台之间仍能保证信号数据的准确接收和发送，避免不同移动台的信号数据形成串扰。为实现同步维持，基站需要向移动台不断下发时延调整指令，时延调整指令中包含TA值(Timing Advance，定时提前)，移动台根据接收到的TA值进行时延调整。TA值的获取过程直接关系到无线通信系统的性能。现有技术中计算TA值普遍采用信道估计方式检测信道冲激响应的起始位置、结束位置和峰值，进而得到TA值。比如，在LTE(Long Term Evolution，长期项目演进)系统中，基站根据接收到的UE(User Equipment，用户设备)导频信号估计该用户到基站的信道时域冲激响应，然后根据该信道时域冲激响应对UE进行上行发送时刻调整。然而，上述计算TA值的方法计算过程复杂，时间耗费较多，降低了无线通信系统的性能，而且，当系统带宽较小时，用于信道估计的导频数据较少，造成信道估计不准确，由此导致计算出来的TA值不精确。

发明内容

有鉴于现有技术的时延调整方法存在的问题，本发明实施例的发明目的在于提供一种新的无线通信系统时延调整方法和相应系统，以降低TA值计算的复杂度，系统带宽较小时得出较精确的TA值，从而提高时延调整的效率。

本发明实施例提供的无线通信系统时延调整方法包括：

从上行子帧中提取导频信号，将该导频信号与预置导频信号进行共轭相乘，获得信道系数；

将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；

将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值；

根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值；

将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。

优选地，所述将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移具体包括：

按照下述公式进行信道系数的统计平均计算：

$Z=(\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}_i\left(k\right)\·s_i{(k+m)}^{*})/(M-1)$

式中：m为导频信号子载波之间的间隔，M＝L/m，L为导频信号占用的子载波数；

对统计平均结果Z求反正切获得频域相移。

优选地，所述将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值具体包括：

按照下述公式将频域相移转换为时域的时延值：

τ＝Arg[Z]/2mπΔf

式中：Arg[Z]表示对信道系数进行统计平均结果Z求反正切获得的频域相移，Δf为子载波的带宽；

按照下述公式将所述时延值转换为离散样点值：

$n_{\mathrm{\τ}}=\frac{\mathrm{\τ}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{\mathrm{Arg}\left[Z\right]/2\mathrm{m\π\Δf}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{N}{2\mathrm{m\π}}\·\arg \left[Z\right]$

式中：N表示FFT变换的点数。

优选地，所述方法还包括：在获得信道系数后，对信道系数进行滤波处理，所述滤波处理包括：

扩展所述信道系数；

将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱；

对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理；

将经过处理后的功率延迟谱转换到频域，得到滤波后的信道系数。

优选地，所述方法还包括：在获得TA值后进行平滑处理，所述平滑处理按照下述公式进行：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后的TA值、上次TA值、当前获取的TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ＜1。

优选地，在将TA值下发终端侧之前判断第一预设时间是否到来，如果达到第一预设时间，则将TA值下发终端侧；所述第一预设时间长度小于终端侧为接收TA值设置的第二预设时间长度。

本发明还提供了一种无线通信系统时延调整系统，该系统包括：

提取单元，第一计算单元、第二计算单元、转换单元、第三计算单元和TA值下发单元，其中：

所述提取单元，用于从上行子帧中提取导频信号；

所述第一计算单元，用于将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘以获得信道系数；

所述第二计算单元，用于将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；

所述转换单元，用于将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值；

所述第三计算单元，用于根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值。

所述TA值下发单元，用于将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。

优选地，所述系统还包括滤波单元，用于对信道系数进行滤波处理，具体包括：扩展子单元、第一变换子单元、去噪子单元和第二变换子单元，其中：

所述扩展子单元，用于扩展所述信道系数；

所述第一变换子单元，用于将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱；

所述去噪子单元，用于对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理；

所述第二变换子单元，用于将经过处理后的功率延迟谱转换到频域以得到滤波后的信道系数。

优选地，所述系统还包括平滑处理单元，用于对获得的TA值进行平滑处理，所述平滑处理按照下述公式进行：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后的TA值、上次TA值、当前获取的TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ＜1。

优选地，所述系统还包括定时器和判断单元，所述判断单元用于在TA值下发终端侧之前判断第一预设时间是否到来，如果达到第一预设时间，则将TA值下发终端侧；所述第一预设时间长度小于终端侧为接收TA值设置的第二预设时间长度。

本发明实施例将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘获得信道系数，然后根据信道系数的统计平均结果求取频域相移，将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值，再利用离散样值点与TA值之间的关系计算出TA值，将TA值下发给终端侧用于时延调整。与现有技术相比，本发明实施例在计算出频域相移基础上，将频域相移转换为离散样值点，利用离散样值点与TA值之间的关系求取TA值，然后将求取的TA值用于时延调整，由此简化了TA值的计算过程，提高了系统运行效率，解决了系统带宽较小时时延检测精度下降的问题。而且，本发明实施例在求取TA值后，对TA值进行平滑处理。从而提高了UE接收TA值的可靠性。此外，本发明实施例在设置一个定时器，在该定时器设定的预设时间到来前发送TA值，这样保证了UE不会超时，从而避免UE不断发起随机接入过程。

附图说明

图1为现有技术的时延调整方法的流程图；

图2为本发明实施例的流程图；

图3为图2所述实施例的一个实例的流程图；

图4为本发明的系统实施例的组成框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种新的无线通信系统时延调整方法和相应系统，该方法和系统将从上行子帧中提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘获得信道系数，然后根据信道系数计算出频域相移，将频域相移转换为离散样点值后用于时延调整，由此降低了TA值计算的复杂度、提高了效率。而且，即使在系统带宽较小时，获得的TA值也较为精确，有利于进行准确的时延调整。

为便于理解本发明的技术方案和技术特征，下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍。

步骤S101：从上行子帧中提取出导频信号，将该导频信号与预置导频信号进行共轭相乘，获得信道系数。

根据802.11a或HiperLan2协议的规定，一个数据帧通常包括前导序列、信号域、数据域三个部分，前导序列包括导频信号。上行子帧包含的导频信号是未经调制的直接序列扩频信号，它使得终端能够获得前向码分多址信道时限，提供相关解调相位参考，并且为各基站提供信号强度比较。导频信号可通过导频信号发生器获得。无线通信系统的两端事先预置有导频信号发生器生成的导频信号，预置的导频信号融入上行子帧中经过信道传输后，将受到信道特征的影响发生变化。由此，将从上行子帧中提取的导频信号与预置的导频信号进行共轭运算即可得知传输信道的特点。具体地，设接收信号模型为：R＝HX+N，其中H表示频域信道系数，X表示上行子帧信号，N表示加性高斯白噪声，则信道系数可表示为：

${\hat{H}}_{\mathrm{noise}}=R{\×X}^{*}=H+N{\×X}^{*}$

步骤S102：将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移。

信道系数反映了信号传输信道的特点，对信道系数进行统计平均计算，可获得频域相移，进行统计平均的方法很多，比如可直接进行统计加权平均，或者算术平均等方式，本实例优选按照下述公式对信道信息进行统计平均：

$Z=(\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{H}_i\left(k\right)\·H_i{(k+m)}^{*})/(M-1)$

式中：m为导频信号子载波之间的间隔，M＝L/m，L为导频信号占用的子载波数；信道系数统计平均后的结果为复数，对该复数进行反正切运算即可得到频域相移，即频域相移为Arg[Z]。

步骤S103：将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值。

频域相移需要转换为时域内的时延值，具体转换时可按照下述公式进行：

τ＝Arg[Z]/2mπΔf

式中：Arg[Z]表示对信道系数进行统计平均结果Z求反正切获得的频域相移，Δf为子载波的带宽；获得时延值后还需要将该时延值转换为离散样点值，具体转换时可按照下述公式进行：

$n_{\mathrm{\τ}}=\frac{\mathrm{\τ}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{\mathrm{Arg}\left[Z\right]/2\mathrm{m\π\Δf}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{N}{2\mathrm{m\π}}\·\arg \left[Z\right]$

式中：N表示FFT变换的点数。

步骤S104：根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值。

利用TA值与离散样值点之间的关系，将离散样值点转换TA值。在LTE中，TA值与离散样点值之间的关系是倍差16T_s，即按照下述公式获得TA值：

$\mathrm{TA}=\frac{n_{\mathrm{\τ}}}{16T_S}$

式中T_s＝1/F_s，F_s为采样频率。

步骤S105：将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。

时延调整是在基站控制下由终端侧完成的，终端侧接收到基站下发的包含TA值的时延调整指令后，调整相应的射频发射时间，从而实现与基站的同步维持。具体的调整过程在现有技术中已经存在，此处不再重复叙述。

本实施例将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘获得信道系数，然后根据信道系数的统计平均结果求取频域相移，将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值，再利用离散样值点与TA值之间的关系计算出TA值，将TA值下发给终端侧用于时延调整。与现有技术相比，本实施例在计算出频域相移基础上，将频域相移转换为时域离散样值，利用离散样值点与TA值之间的关系计算出TA值，将TA值下发给终端侧TA值之间的关系求取TA值，然后将求取的TA值用于时延调整，由此简化了TA值的计算过程，提高了系统运行效率，解决了系统带宽较小时时延检测精度下降的问题。

上述实施例中计算出信道系数后可直接将该信道系数用于计算频移相移，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是为了进一步提高TA值计算的精度，本发明优选对信道系数进行滤波处理，以去除信道系数中的噪声。该滤波处理过程包括：

步骤A：扩展所述信道系数。扩展信道系数可通过计算虚拟信道系数的方式进行，将计算出来虚拟信道系数和原信道系数的频谱首尾两端相位连接起来，构成扩展后的信道系数，扩展后的信道系数长度为原信道系数与虚拟信道系数之和。

步骤B：将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱。获得扩展信道系数后通过IDFT变换到时域，获得时域功率延迟谱PDP谱，从该PDP谱图像中可看出在该谱两端的谱值强度较大，这些是信号部分，应当予以保留，而在该谱的中间部分谱值杂乱，这些是信道噪声谱，应当去除。

步骤C：对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理。通过对PDP谱的中间样点进行清零，即可去除或降低信道系数中夹带的噪声。

步骤D：将经过处理后的功率延迟谱转换到频域，得到滤波后的信道系数。经过上述清零处理后的功率延迟谱通过DFT变换到频域得到滤波后的频域信道系数。

上述实施例中将计算得到的TA值可直接下发给终端侧进行时延调整，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是本发明优选在将TA值下发之前进行平滑处理，该平滑处理可按照下述公式实现：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后的TA值、上次TA值、按照前述步骤计算得到的当前TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ＜1。

上述平滑处理过程考虑了当前TA值和前次TA值之间的关系，使得每次计算的TA值波动范围较小，从而提高了UE接收TA值的可靠性。

上述实施例中在得到TA值后可直接下发给终端侧进行时延调整，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是本发明优选在下发TA值之前进行判断，判断第一预设时间是否到来，如果达到第一预设时间，则将TA值下发终端侧；这里的第一预设时间长度小于终端侧的第二预设时间长度。这样处理的原因在于：终端侧同步到基站后，通常会触发一个定时器，在该定时器内收到基站侧下发的TA值则进行时延调整，如果没有收到基站的TA值，则表明终端侧出现失步状态，需要向基站重新发起随机接入流程，这必将导致信令开销的加大和网络传输量的增加，这种情况下，本发明在基站侧也设置一个定时器，用于要求TA值在预设时间点时下发，该预设时间应当小于终端侧的定时器的预设时间。设定预设时间到来时才下发TA值可避免获得TA值后马上下发导致TA值下发过于频繁。

为了更清楚地说明本发明的时延调整方法，下面以LTE系统的时延调整为实例进行说明。LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统是3GPP近年起动的最大的一个新科技研发项目，它采用扁平网络结构，主要包括E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用移动通信无线接入网)和EPC(Evolved Packet Core，演进的分组交换核心网)两部分。该项目以OFDM技术为核心，OFDM具有高频带利用率和低硬件复杂度，正式基于这种优势，OFDM对时频同步要求更加严格，时延调整的过程繁复程度和精度直接影响到LTE系统的性能。参见附图2，该图示出了本实例的时延调整过程，具体包括：

步骤201：从上行子帧中提取导频信号，将该导频信号与预置导频信号共轭相乘，得到带有噪声的信道系数。

图3示出了TD-LTE系统PUSCH信道导频信号的映射方式，该方式中每个子帧包含两个时隙，每个时隙具有7个OFDM符号，中导频分布在每个时隙中的第4个符号上，且导频分布频域连续。值得注意的是：TD-LTE系统的一个子帧中包含多种信道，除了PUSCH外，还有PUCCH信道，但PUCCH占用的带宽非常的少，而PUSCH信道占用了大部分的带宽，在实际应用中通常选取PUSCH信道内的导频信号进行时延调整，原因在于：PUCCH信道的导频根据PUCCH格式不同位于不同的符号上，而PUSCH信道中导频信号位置固定，方便提取。。从上行子帧中提取出导频信号，提取的导频信号的长度L取决于上行信号所占的带宽，其中，表示上行信号占用的带宽，以物理资源块RB数计算，表示每个RB中包含的子载波数。具体的，设接收信号模型为：R＝HX+N，其中H为频域信道系数，X为发送信号，N表示加性高斯白噪声。则带有噪声的信道系数可表示为：

${\hat{H}}_{\mathrm{noise}}=R{\×X}^{*}=H+N{\×X}^{*}$

步骤202：将得到的带有噪声的频域信道系数进行滤波处理，得到滤波后的信道系数。

对信道系数的滤波处理包括：将带有噪声的信道系数进行扩展，扩展长度M。由于LTE协议中规定上行信号所占带宽必须满足其中α，β，γ为非负整数。因此，下一个RB数为128，则扩展信道系数长度为：M＝12*(128-100)＝336个子载波，需要说明的是此处的128的来源，对于OFDM系统的频域是按照RB来划分，LTE系统支持的最大带宽为20MHz，有效带宽为18MHz，划分为100个RB，每个RB包括12个子载波，子载波的间隔Δf＝15KHz，则100*12*15K＝18M，128个RB整好为2的7次方，满足协议中的规定。具体地，可按照下述公式计算扩展信道系数，将整个信道系数的频谱首尾两端相位连接起来，实现平滑过渡。扩展信道系数H(k)计算公式为：

$H\left(k\right)=\frac{1}{2}(1+\cos \left(\frac{\mathrm{\πk}}{M}\right))\×F+\frac{1}{2}(1+\cos \left(\frac{\mathrm{\π}(k-M+1)}{M}\right))\×G,k=0\·\·\·M-1$

其中， $F=\frac{1}{N_{\mathrm{est}}}\underset{i=N_{\mathrm{sc}}-N_{\mathrm{est}}}{\overset{N_{\mathrm{sc}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{\mathrm{noise}}\left(i\right)+\frac{N_{\mathrm{est}}-1}{2}\×\frac{1}{N_{\mathrm{est}}}\underset{i=N_{\mathrm{sc}}-N_{\mathrm{est}}}{\overset{N_{\mathrm{sc}}-1}{\mathrm{\Σ}}}({\hat{H}}_{\mathrm{noise}}\left(i\right)-{\hat{H}}_{\mathrm{noise}}(i-1))$

$G=\frac{1}{N_{\mathrm{est}}}\underset{i=0}{\overset{N_{\mathrm{est}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{H}}_{\mathrm{noise}}\left(i\right)-\frac{N_{\mathrm{est}}-1}{2}\×\frac{1}{N_{\mathrm{est}}}\underset{i=0}{\overset{N_{\mathrm{est}}-1}{\mathrm{\Σ}}}({\hat{H}}_{\mathrm{noise}}(i+1)-{\hat{H}}_{\mathrm{noise}}\left(i\right))$

式中N_est系数用来计算原始信道系数的首尾斜率，该值越大结果越准确，相应计算复杂度增加。

通过IDFT变换将上述扩展信道系数变换成时延功率延迟谱：h＝IDFT(H)，然后对h的中间带有噪声的部分进行置零得到去除噪声的信道系数h′，通过DFT变换到频域得到频域信道系数

步骤203：对信道估计得到的频域信道系数进行统计平均以求取频域偏移。在LTE系统中上行导频连续，则进行统计平均时导频之间的间隔为1。步骤202得到的频域信道系数表示为s(k)，则频域相移为对信道系数进行统计平均的结果求反正切，即Arg[Z]，其中的Z按照下述公式进行计算：

$Z=(\underset{k=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}_i\left(k\right)\·s_i{(k+1)}^{*})/(L-1)$

其中，L表示导频信号所占的子载波数。

步骤204：将频域相移转化为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点数。

将频域相移按照下式转换为时域的时延值

τ＝Arg[Z]/2mπΔf

再将τ值转换为离散的样点值n_τ表示为：

$n_{\mathrm{\τ}}=\frac{\mathrm{\τ}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{\mathrm{Arg}\left[Z\right]/2\mathrm{\π\Δf}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{N}{2\mathrm{\π}}\·\mathrm{Arg}\left[Z\right]$

其中，N＝2048代表FFT变换长度。

步骤205：根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值；

$\mathrm{TA}=\frac{n_{\mathrm{\τ}}}{16T_S}$

式中LTE中该值取为F_s＝30.72MHz

步骤206：将TA值从DSP物理层上报给MAC层，触发MAC对TA值的响应操作。

步骤207：初始化定时器和平滑系数后对物理层上报的TA值进行平滑处理，得到新的TA值。

RRC层通过配置参数同时给UE和MAC配置不同长度的定时器。LTE有关协议中对UE端定时器长度作了规定，可选值有：0.5s，0.75s，1.28s，1.92s，2.56s，5.12s，10.24s。对TA值做平滑处理时使用的平滑系数取值为0.2。利用设置的平滑系数对DSP上报的时延值进行平滑处理，处理过程按照下式进行，由此获得新的时延值TA。

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

步骤208：判断基站侧的定时器是否即将超时，若定时器即将超时则向UE下发TA值，否则说明不需要进行时延调整，暂时不向UE下发时延调整命令。

步骤209：UE收到下发的TA值后根据该TA值进行时延调整，同时复位UE端的定时器。具体时延调整过程按照如下公式进行：

N_TA，new＝N_TA，old+(T_A-31)×16

当TA值小于31时表示进行发射延迟，当TA大于31时表示进行发射提前。

上面详细描述了本发明的方法实施例，相应地，本发明还提供了一种无线通信系统时延调整系数。参见附图4，本装置实施例400包括：提取单元401，第一计算单元402、第二计算单元403、转换单元404、第三计算单元405和TA值下发单元406，其中：

所述提取单元401，用于从上行子帧中提取导频信号；

所述第一计算单元402，用于将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘以获得信道系数；

所述第二计算单元403，用于将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；

所述转换单元404，用于将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值；

所述第三计算单元405，用于根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值。

所述TA值下发单元406，用于将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。

本系统实施例的工作过程是：提取单元401从上行子帧中提取导频信号；第一计算单元402接收到提取的导频信号后，将其与预置导频信号进行共轭相乘以获得信道系数；然后由第二计算单元403将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；转换单元404将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值，第三计算单元405根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值；接下来，由TA值下发单元406将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整。

本实施例将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘获得信道系数，然后根据信道系数计算频域相移，将频域相移转换为离散样点值后用于时延调整。与现有技术相比，本实施例在计算出频域相移基础上，利用频域相移与时延TA值之间的关系求取TA值，然后将求取的TA值用于时延调整，由此简化了TA值的计算过程，提高了系统运行效率，解决了系统带宽较小时时延检测精度下降的问题。

上述实施例中第二计算单元对信道系数进行统计平均计算的方法很多，比如可直接进行统计加权平均，或者算术平均等方式，本发明优选第二计算单元403对信道系数按照下述公式进行统计平均计算，然后对统计平均结果求反正切得到频域相移：

$Z=(\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}_i\left(k\right)\·s_i{(k+m)}^{*})/(M-1)$

其中：M＝L/m，L为导频信号占用的子载波数。

转换单元按照下述公式进行转换，即首先将频域相移按照下述公式转换为时域的时延值：

τ＝Arg[Z]/2mπΔf

式中：m为导频信号子载波之间的间隔，Arg表示对Z求反正切，Δf为子载波的带宽，式中Z为信道系数的统计平均值；

其次将将所述时延值按照下述公式转换为离散样点值

$n_{\mathrm{\τ}}=\frac{\mathrm{\τ}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{\mathrm{Arg}\left[Z\right]/2\mathrm{\π\Δf}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{N}{2\mathrm{\π}}\·\mathrm{Arg}\left[Z\right]$

上述实施例中计算出信道系数后可直接将该信道系数用于计算频移相移，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是为了进一步提高TA值计算的精度，本发明优选还包括滤波单元407，用于对信道系数进行滤波处理，具体包括：扩展子单元4071、第一变换子单元4072、去噪子单元4073和第二变换子单元4074，其中：所述扩展子单元4071，用于扩展所述信道系数；所述第一变换子单元4072、用于将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱；所述去噪子单元4073，用于对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理；所述第二变换子单元4074，用于将经过处理后的功率延迟谱转换到频域以得到滤波后的信道系数。

上述实施例中将计算得到的TA值可直接下发给终端侧进行时延调整，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是本发明优选包括平滑处理单元408，用于对获得的TA值进行平滑处理，所述平滑处理按照下述公式进行：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后TA值、上次TA值、计算TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ＜1。

上述实施例中在得到TA值后可直接下发给终端侧进行时延调整，尽管这样处理并不妨碍本发明的发明目的的实现，但是本发明优选包括定时器和判断单元，所述判断单元用于在TA值下发终端侧之前判断第一预设时间是否到来，如果达到第一预设时间，则将TA值下发终端侧；所述第一预设时间长度小于终端侧为接收TA值设置的第二预设时间长度。这样处理的原因在于：终端侧同步到基站后，通常会触发一个定时器，在该定时器内收到基站侧下发的TA值则进行时延调整，如果没有收到基站的TA值，则表明终端侧出现失步状态，需要向基站重新发起随机接入流程，这必将导致信令开销的加大和网络传输量的增加，这种情况下，本发明在基站侧也设置一个定时器，用于要求TA值在预设时间内下发，该预设时间应当小于终端侧的定时器的预设时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无线通信系统时延调整方法，其特征在于，该方法包括：

从上行子帧中提取导频信号，将该导频信号与预置导频信号进行共轭相乘，获得信道系数；

将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；

将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值；

根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值；

将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整；

所述方法包括：在将TA值下发终端侧之前判断第一预设时间的终点是否到来，如果达到第一预设时间的终点，则将TA值下发终端侧；所述第一预设时间长度小于终端侧为接收TA值设置的第二预设时间长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移具体包括：

按照下述公式进行信道系数的统计平均计算：

$Z=(\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}_i\left(k\right)\·s_i{(k+m)}^{*})/(M-1)$

式中：m为导频信号子载波之间的间隔，M＝L/m，L为导频信号占用的子载波数，s_i(k)为信道系数，k为采样点；

对统计平均结果Z求反正切获得频域相移。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值具体包括：

按照下述公式将频域相移转换为时域的时延值：

τ＝Arg[Z]/2mπ△f

式中：Arg[Z]表示对信道系数进行统计平均结果Z求反正切获得的频域相移，△f为子载波的带宽，m为导频信号子载波之间的间隔；

按照下述公式将所述时延值转换为离散样点值：

$n_{\mathrm{\τ}}=\frac{\mathrm{\τ}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{\mathrm{Arg}\left[Z\right]/2\mathrm{m\π\Δf}}{\frac{1}{\mathrm{\ΔfN}}}=\frac{N}{2\mathrm{m\π}}\·\mathrm{Arg}\left[Z\right]$

式中：N表示FFT变换的点数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在获得信道系数后，对信道系数进行滤波处理，所述滤波处理包括：

扩展所述信道系数；

将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱；

对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理；

将经过处理后的功率延迟谱转换到频域，得到滤波后的信道系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在获得TA值后进行平滑处理，所述平滑处理按照下述公式进行：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后的TA值、上次TA值、当前获取的TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ<1。

6.一种无线通信系统时延调整系统，其特征在于，该系统包括：提取单元，第一计算单元、第二计算单元、转换单元、第三计算单元和TA值下发单元，其中：

所述提取单元，用于从上行子帧中提取导频信号；

所述第一计算单元，用于将提取的导频信号与预置导频信号进行共轭相乘以获得信道系数；

所述第二计算单元，用于将信道系数进行统计平均计算以求取频域相移；

所述转换单元，用于将频域相移转换为时域的时延值，将所述时延值转换为离散样点值；

所述第三计算单元，用于根据离散样点值与TA值之间的关系计算得到TA值；

所述TA值下发单元，用于将TA值下发终端侧以便根据该TA值进行时延调整；

所述系统还包括定时器和判断单元，所述判断单元用于在TA值下发终端侧之前判断第一预设时间的终点是否到来，如果达到第一预设时间的终点，则将TA值下发终端侧；所述第一预设时间长度小于终端侧为接收TA值设置的第二预设时间长度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括滤波单元，用于对信道系数进行滤波处理，具体包括：扩展子单元、第一变换子单元、去噪子单元和第二变换子单元，其中：

所述扩展子单元，用于扩展所述信道系数；

所述第一变换子单元，用于将扩展后的信道系数变换成时域功率延迟谱；

所述去噪子单元，用于对时域功率延迟谱的中间样点进行清零处理；

所述第二变换子单元，用于将经过处理后的功率延迟谱转换到频域以得到滤波后的信道系数。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括平滑处理单元，用于对获得的TA值进行平滑处理，所述平滑处理按照下述公式进行：

TA_new＝μ×TA_old+(1-μ)×TA_cur

式中：TA_new、TA_old、TA_cur分别为平滑处理后的TA值、上次TA值、当前获取的TA值，μ为平滑处理系数，取值范围为μ<1。