CN102647780A - Lte的时间调整方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LTE的时间调整方法及基站，其包括：基站启动TA定时器；测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。以提高时间提前调整的精度和效率。

Description

LTE的时间调整方法及基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体是LTE的时间调整方法及基站。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，时间提前量(Time Advance，TA)是一个用于表征eNodeB(evolved NodeB，演进基站)接收到UE(UserEquipment，用户设备)所发送数据的定时偏差的参量。为了保持上行同步，eNodeB指示UE在规定的时间点发送DMRS(Demodulation reference signal，上行解调参考信号)或SRS(sounding reference signal，探测参考信号)，经过定时测量得到TA，eNodeB通过物理下行共享信道将时间提前调整命令下发给UE进行调整，以保持UE与eNodeB的上行同步。

LTE中，时间提前调整命令是相对于当前的上行定时，以16倍Ts(1Ts是LTE的基本时间单位)的倍数来表示的，并通过MAC(Medium/Media AccessControl，介质访问控制)控制单元来下发。时间调整MAC控制单元中承载了6个比特的时间提前调整命令T_A，用来指示相对于当前绝对调整量N_TA，old的相对调整量，取值范围为T_A＝0，1，...，63，那么新的绝对调整量表示为N_TA，new＝N_TA，old+(T_A-31)×16，单位是Ts。

现有技术中，一般是基站根据测量的瞬时TA值，或者基于瞬时值进行平滑获得平滑值，然后通知UE进行TA的调整。现有技术在上行的信噪比较高时，问题不大，但在低信噪比下，由于测量的瞬时值容易受噪声和干扰的影响而变得不准确，甚至相邻时刻TA测量的结果在大范围内波动，所以基于现有技术进行时间提前的调整，会使得基站处理上行接收信号时，其傅里叶变换(FFT)的窗口之内包含了相邻符号的信息，引入符号间干扰(ISI)，从而极大地恶化上行解调考信号的性能，使得系统吞吐量下降。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LTE的时间调整方法及基站，以提高时间提前调整的精度和效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种LTE的时间调整方法，其包括：

基站启动TA定时器；

测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；

根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；

根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。

优选地，在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令之后，进一步包括：在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。

优选地，所述启动TA定时器的条件为：用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令。

优选地，所述测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值，具体包括：

根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值，或者，根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

优选地，所述根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值，具体包括：

在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

优选地，所述根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，具体包括：

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。

优选地，所述下发时间提前调整命令TAC根据以下步骤产生：

当平滑时偏值与TA期望值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为32；或者，

当TA期望值与平滑时偏值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为30；或者，

其中，round(·)表示四舍五入运算。

本发明还提供一种基站，其特征在于，包括：

定时器启动单元，用于启动TA定时器；

测量记录单元，用于测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；

计算处理单元，用于根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；

调整命令下发单元，用于根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。

优选地，所述基站还包括：重复单元，用于在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。

优选地，所述定时器启动单元，根据用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令启动所述TA定时器。

优选地，所述测量记录单元，用于根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值，或者，

根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

优选地，所述计算处理单元，用于在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

优选地，所述调整命令下发单元，用于：

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。

优选地，所述调整命令下发单元下发时间提前调整命令TAC根据以下步骤产生：

当平滑时偏值与TA期望值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为32；或者，

当TA期望值与平滑时偏值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为30；或者，

其中，round(·)表示四舍五入运算。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明提供的LTE的时间调整方法及基站，先对数量较少的多个时偏测量值进行平均，然后对各平均值进行平滑，并根据得到的平滑值与时偏期望值比较，确定给目标用户设备下发时间提前调整命令，可以提高时偏测量的精度，避免由于时偏测量受到噪声和干扰影响而导致的测量不准引起的时间提前调整不准确，甚至引起上行失步的问题，特别是大大提高了低信噪比下的时间提前调整的精度；并且大大降低了时间提前调整的实现复杂度；通过设定统计长度参数，对于不连续调度和连读调度情况的时间提前调整的可靠性，都能获得解决和提高；通过在收到用户设备发送的时间提前调整信息的确认消息后才开始对记录测量的时偏瞬时值，可以避免不正确的多次调整；大大提高了时间提前的调整精度和效率，从而最终提高系统吞吐量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的方法的另一流程图；

图3为本发明实施例提供的基站的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的基站的另一结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种LTE的时间调整方法，本方法的各步骤由基站实施，如图1所示，该方法包括步骤：

S110、基站启动TA定时器；在其他的实施例中，更为具体的，所述启动TA定时器的条件为：用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令。

S120、测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；

在其他的实施例中，该步骤S120还具体包括：

根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值。或者，根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径(该最强径为：功率最大的劲)的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

S130、根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；

在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

如：假设在TA定时器的超时值时间内，得到的时偏瞬时值为TA0_k，k＝1，2，...，K，k为根据时间先后顺序的时偏值数目索引，则根据下式进行计算连续L个时偏值平均值：

${\mathrm{TA}1}_i=\frac{1}{L}\underset{k=10(i-1)+1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{TA}0}_k,$ i＝1，2，...，M

其中，

表示向下取整运算。

可以采用以下方法来计算目标用户设备的平滑时偏值：

对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值TA2_i(i＝2，3，...，M)，即

TA2_i＝(1-α)TA2_i-1+α·TA1_i，i＝2，3，...，M

其中，TA2₁＝TA1₁，α为平滑系数，0＜α≤1。

S140、根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。

在其他的实施例中，更为具体的，当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。

更为具体地，需要设置TA调整期望值TA_target和定义时偏门限值TA_threshold。比较平滑时偏值TA2_i与TA期望值TA_target之差的绝对值与预先定义的时偏门限值TA_threshold的大小，并结合TA定时器，下发时间提前调整命令：

当平滑时偏值TA2_i与TA期望值TA_target之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值TA_threshold，则下发时间提前调整命令。

可以采用慢速调整方法和快速调整方法产生时间提前调整命令。

在TA定时器超时前，根据计算得到的平滑时偏值TA2_i与TA期望值TA_target之差，与TA门限值TA_threshold比较，产生时间提前调整命令TAC：

若TA2i减去TA_target大于TA_threshold，则时间提前调整命令为TAC＝32，此时逐渐将TA向期望值附近调整；

若TA2_i减去TA_target小于-TA_threshold，则时间提前调整命令为TAC＝30，此时逐渐将TA向期望值附近调整。

这是一种将时偏逐渐往期望值附近调整的方法，也叫慢速调整方法。

而快速调整方法为根据下式产生时间提前调整命令TAC：

$\mathrm{TAC}=\mathrm{round}\left(\frac{{\mathrm{TA}}_i-{\mathrm{TA}}_{t\arg \mathrm{et}}}{16}\right)+31$

其中，round(·)表示四舍五入运算，|TA_i-TA_target|＞TA_threshold。

当平滑时偏值TA2_i与TA期望值TA_target之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值TA_threshold，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令。

此时时间提前调整命令为TAC＝31。

在LTE系统中，一种时偏门限值TA_threshold的较佳值为8。

基站在下发时间提前调整命令TAC的同时，需要重新启动TA定时器。

其中，在其他的实施例中，在上述各实施例的基础之上，进一步的，如图2所示，步骤S140的在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令之后，进一步包括步骤S150：在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。具体地，基站下发时间提前调整命令后，用户设备需要正确解出时间提前命令，并在一定延时后应用时间提前命令。因此，在基站收到用户设备的时间提前命令的正确解调的确认信息(ACK)前，用户设备的时偏是时间提前调整命令生效之前原来的时偏；基站收到该ACK后，用户设备的时偏值才是经过调整之后的时偏值。这一步骤是通过在收到用户设备发送的时间提前调整信息的确认消息后才开始对记录测量的时偏瞬时值，可以避免不正确的多次调整时间提前量。

本发明实施例提供的LTE的时间调整方法，先对数量较少的多个时偏测量值进行平均，然后对各平均值进行平滑，并根据得到的平滑值与时偏期望值比较，确定给目标用户设备下发时间提前调整命令，可以提高时偏测量的精度，避免由于时偏测量受到噪声和干扰影响而导致的测量不准引起的时间提前调整不准确，甚至引起上行失步的问题，特别是大大提高了低信噪比下的时间提前调整的精度；并且大大降低了时间提前调整的实现复杂度；通过设定统计长度参数，对于不连续调度和连读调度情况的时间提前调整的可靠性，都能获得解决和提高；通过在收到用户设备发送的时间提前调整信息的确认消息后才开始对记录测量的时偏瞬时值，可以避免不正确的多次调整；大大提高了时间提前的调整精度和效率，从而最终提高系统吞吐量。

本发明实施例还提供一种基站，如图3所示，该基站包括：

定时器启动单元210，用于启动TA定时器；在其他的实施例中，更为具体的，所述定时器启动单元210，用于根据用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令启动所述TA定时器。

测量记录单元220，用于测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；在其他的实施例中，更为具体的，所述测量记录单元220，用于根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值，或者，根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

计算处理单元230，用于根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；在其他的实施例中，更为具体的，所述计算处理单元230，用于在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

调整命令下发单元240，用于根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。在其他的实施例中，更为具体的，所述调整命令下发单元240，用于：

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。其中，进一步的，所述调整命令下发单元240下发时间提前调整命令TAC根据以下步骤产生：

当平滑时偏值与TA期望值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为32；或者，

当TA期望值与平滑时偏值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为30；或者，

其中，round(·)表示四舍五入运算。

在其他的实施例中，在上述实施例的基础上，进一步的，所述基站还包括：重复单元250，用于在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。

本发明实施例提供的基站，先对数量较少的多个时偏测量值进行平均，然后对各平均值进行平滑，并根据得到的平滑值与时偏期望值比较，确定给目标用户设备下发时间提前调整命令，可以提高时偏测量的精度，避免由于时偏测量受到噪声和干扰影响而导致的测量不准引起的时间提前调整不准确，甚至引起上行失步的问题，特别是大大提高了低信噪比下的时间提前调整的精度；并且大大降低了时间提前调整的实现复杂度；通过设定统计长度参数，对于不连续调度和连读调度情况的时间提前调整的可靠性，都能获得解决和提高；通过在收到用户设备发送的时间提前调整信息的确认消息后才开始对记录测量的时偏瞬时值，可以避免不正确的多次调整；大大提高了时间提前的调整精度和效率，从而最终提高系统吞吐量。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种LTE的时间调整方法，其特征在于，包括：

基站启动时间提前量TA定时器；

测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；

根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；

根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令之后，进一步包括：在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述启动TA定时器的条件为：用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令。

4.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值，具体包括：

根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值，或者，

根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

5.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值，具体包括：

在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

6.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，具体包括：

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述下发时间提前调整命令TAC根据以下步骤产生：

当平滑时偏值与TA期望值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为32；或者，

当TA期望值与平滑时偏值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为30；或者，

其中，round(·)表示四舍五入运算。

8.一种基站，其特征在于，包括：

定时器启动单元，用于启动TA定时器；

测量记录单元，用于测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值；

计算处理单元，用于根据所述目标用户设备的时偏瞬时值计算出所述目标用户设备的平滑时偏值；

调整命令下发单元，用于根据所述目标用户设备的平滑时偏值在TA定时器超时之前下发时间提前调整命令，并重新启动TA定时器。

9.如权利要求8所述基站，其特征在于，还包括：重复单元，用于在收到所述目标用户设备的确认信息后测量并记录目标用户设备的时偏瞬时值。

10.如权利要求9所述基站，其特征在于，所述定时器启动单元，根据用户设备完成随机接入过程，或者基站完成下发定时提前调整命令启动所述TA定时器。

11.如权利要求9所述基站，其特征在于，所述测量记录单元，用于根据上行解调参考信号或者探测参考信号的相邻或相隔子载波间的信道响应相位差计算得到所述时偏瞬时值，或者，

根据上行解调参考信号或者探测参考信号估计信道第一条径或者最强径的到达时刻得到所述时偏瞬时值。

12.如权利要求9所述基站，其特征在于，所述计算处理单元，用于在TA定时器超时值的周期内，测量得到的多个时偏瞬时值，将连续L个时偏瞬时值分为一组，计算各组的平均值，然后再对各组平均值进行平滑，得到平滑时偏值。

13.如权利要求9所述基站，其特征在于，所述调整命令下发单元，用于：

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值超过预先定义的时偏门限值，则下发时间提前调整命令TAC；

当平滑时偏值与TA期望值之差的绝对值没有超过预先定义的时偏门限值，则在TA定时器的超时之前，下发时间提前调整命令TAC。

14.如权利要求13所述基站，其特征在于，所述调整命令下发单元下发时间提前调整命令TAC根据以下步骤产生：

当平滑时偏值与TA期望值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为32；或者，

当TA期望值与平滑时偏值之差大于预先定义的时偏门限值，则时间提前调整命令TAC为30；或者，

其中，round(·)表示四舍五入运算。

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