CN102685875B - 一种基站间定时同步调整的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基站间定时同步调整的方法和设备,其主要内容包括:通过对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,从多径的信道响应序列中确定出一个有效径,该有效径满足对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值,这样使得每个周期利用差值确定的邻基站所需的频率信息在一个较小的范围内变化,利用所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及确定的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,实现对本基站进行定时调整,避免了由于频率信息变化过大引起的基站的晶振处于不稳定状态,影响基站间的定时同步。

Description

一种基站间定时同步调整的方法和设备
技术领域
本发明涉及移动通信领域,尤其涉及一种基站间定时同步调整的方法和设备。
背景技术
随着移动通信事业的蓬勃发展,TDD(Time Division Duplexing,时分双工)技术和FDD(Frequency Division Duplexing,频分双工)技术成为移动通信领域的主流技术。
若在构建移动通信网络时,利用TDD技术和FDD技术进行无线通信基站的部署,就相应的出现了TDD类基站和FDD类基站,其中,TDD类基站是利用TDD技术建立的。由于TDD技术是为了保证在同一频率信道(即载波)的不同时隙接收上行信号和传送下行信号,就利用时间来分离接收的上行信号和传送的下行信号的一种技术,因此,TDD类基站具有时分工作的性能,这样在利用TDD类基站进行无线信号传输时,对TDD类基站的定时性能要求就比较高。
在现有的基站定时同步技术中,主要的定时同步方式有三种:GPS同步技术、1588协议同步技术和侦听技术。
对于GPS同步技术,主要是每个基站都分别接收GPS的定时信息,根据接收到的定时信息对自身的定时信息进行修改,实现基站间的定时同步;此种方式要求基站具有GPS接收模块和/或接收GPS定时信息的功能,因此,利用GPS同步技术对基站的硬件要求较高,在基站部署中应用较少。
对于1588协议同步技术,主要是每个基站都分别通过支持1588协议的网络提取时钟信息来调整基站自身的定时信息,进而实现基站间的定时同步;此种方式要求基站所在的通信网络必须具有支持1588协议的功能,因此,在现实生活中利用1588协议技术部署基站相对较少。
对于侦听技术,主要是通过基站启动时,对邻基站的定时信息进行搜索,获取邻基站的定时信息后,利用得到的邻基站的定时信息对自身的定时信息进行调整,实现基站间的定时同步。目前,利用侦听技术实现基站间的定时同步是比较常用的技术。
利用侦听技术实现基站间定时同步最重要的是如何获取邻基站的定时信息。在现有的移动通信系统中,可采用多径技术来获取邻基站的定时信息,具体地,在多径环境下获取邻基站定时信息的方式有两种:一种是最大径选取法;另一种是多径信号进行加权求和确定定时信息。
第一种最大径选取法获取定时信息的方式为:通过侦听邻基站当前周期内的一个样点信号,利用侦听到的样点信号的信道响应序列与本地存储的同步序列进行相关运算,得到运算后的多径的信道响应序列,其中,运算后的信道响应序列中各信道响应序列值分别对应一个信道响应序列中的位置信息,可将信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值(即主径信息)所对应的位置信息与相邻前一周期确定的信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值对应的位置信息求差值;根据位置的差值和当前周期的时长得到邻基站晶振所需的频率信息。
同时利用确定的信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值所对应的位置信息和邻基站晶振所需的频率信息对待同步基站进行定时调整,实现基站间的同步。
例如:通过侦听邻基站当前周期(T)内的一个样点信号,并利用侦听到的样点信号的信道响应序列与本地存储的同步序列进行相关运算,得到运算后的信道响应序列,其中该信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值为A,将该信道响应序列值作为邻基站的主径信息,并确定该主径信息对应的信道响应序列中的位置信息为4。假设相邻前一次邻基站的主径信息对应的信道响应序列中的位置信息为3,根据位置的差值1和当前周期的时长T得到邻基站晶振所需的频率信息为1/T;同时,利用确定该主径信息对应的信道响应序列中的位置信息为4和频率信息1/T对待同步基站进行定时调整,使得待同步基站与邻基站在之后的某一时刻同步,实现基站间的同步。
由于利用此种方法实现基站间定时同步时,每一次选取的定时信息都是将绝对值最大的信道响应序列值作为主径信息,这样会导致选取的主径信息将在较大范围内浮动,确定的晶振的工作频率也会发生较大改变,使得基站内进行同步的晶振器件一直处于不稳定的工作状态,进而影响基站定时同步的稳定性。
第二种多径信号进行加权求和确定定时信息的方式为:通过侦听邻基站的样点信号,利用侦听到的样点信号的信道响应序列与本地存储的同步序列进行相关运算后,得到运算后的信道响应序列,其中,运算后的信道响应序列中各信道响应序列值分别对应一个信道响应序列中的位置信息,可将得到的信道响应序列中的所有信道响应序列值进行加权求和后得到平均信道响应序列值作为选区的有效径,确定该有效径所对应的信道响应序列中的位置信息,并与相邻前一周期确定的有效径对应的信道响应序列中的位置信息求差值,根据位置的差值和当前周期的时长得到邻基站晶振所需的频率信息。
同时利用确定的确定有效径所对应的信道响应序列中的位置信息和邻基站晶振所需的频率信息对待同步基站进行定时调整,实现基站间的同步。
由于利用此种方法实现基站间定时同步时,每一次选取的有效径都是通过将所有的信道响应序列值进行加权求和后确定的,这样可能会出现相邻几次选取的有效径出现“乒乓”现象,这将导致频繁的调整基站晶振的频率信息,影响基站同步的稳定性;同时,在进行基站间周期同步时,相邻两次确定的频率信息相差较大时,会引起基站之间定时信息的差值超过定时同步的最大范围,导致基站间周期同步失败。
因此,利用现有的技术对基站间定时状态进行调整存在基站间定时同步的不稳定的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种基站间定时同步调整的方法和设备,用以解决现有技术中对基站间定时状态进行调整时,存在基站间定时同步不稳定的问题。
一种基站间定时同步调整的方法,该方法包括:
根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列;
从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值;
从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值;
根据由所述差值确定的邻基站晶振所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
一种基站间定时同步调整的设备,该设备包括:
多径频域序列计算模块,用于根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列;
有效径确定模块,用于从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值;
选择模块,用于从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值;
调整模块,用于根据由所述差值确定的邻基站晶振所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
本发明有益效果如下:
本发明实施例通过对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,从多径的信道响应序列中确定一个有效径,该有效径满足对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值,这样使得每个周期利用差值确定的邻基站所需的频率信息在一个较小的范围内变化,利用所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,实现对本基站进行定时调整,避免了由于频率信息变化过大引起的基站的晶振处于不稳定状态,影响基站间的定时同步。
附图说明
图1为本实施例一的一种基站间定时同步调整的方法的流程图;
图2为本实施例二的一种基站间定时同步调整的方法的流程图;
图3为选择有效径的方法示意图;
图4为本实施例三的一种基站间定时同步调整的设备的结构示意图。
具体实施方式
为了实现本发明的目的,本发明实施例提供了一种基站间定时同步调整的方法和设备,通过对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,从多径的信道响应序列中确定出频域序列值大于门限值对应的多个有效径,并从确定的有效径中选择一个有效径,该有效径满足对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值,这样使得每个周期利用差值确定的邻基站所需的频率信息在一个较小的范围内变化,利用所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,实现对本基站进行定时调整。
与现有技术相比,本发明在每个周期选择一个有效径,该有效径满足的条件是:选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值,即位置信息之差小于阈值,这样使得通过差值确定的邻基站所需的频率信息在一个较小的范围内变化,进而确定的本基站的频率信息也可以在一个较小的范围内变化,避免了由于频率信息变化过大引起的基站的晶振处于不稳定状态,影响基站间的定时同步。
下面结合说明书附图对本申请实施例的方案进行详细描述。
实施例一:
如图1所示,为本发明实施例一的一种基站间定时同步调整的方法的流程图。该方法包括:
步骤101:根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列。
在本步骤101中,对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算的方式可以采用傅里叶级数运算中的DFT运算,也可以是FFT运算,这里不做限定。
具体地,首先,本基站根据采集得到的邻基站的下行公共信道中的任意信号作为样点信号;其次,确定该样点信号的信道响应序列,并与本基站本地存储的同步序列进行相关运算;最后,得到运算后的多径的信道响应序列。
所述信道响应序列中的信道响应序列值是用于表征信号在传输过程中信号性能衰落的状态参数,例如:表征信号性能的幅值,相位等。
所述每一个信道响应序列值可以表示信号在信道响应序列中的一个位置信息上信号的幅值或者相位的状态信息。
步骤102:从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值。
在本步骤102中,由于信号在传输的过程中,会受到外界环境的影响,会产生噪声径,因此,可以通过设定门限的方式,滤除信号中的噪声径。
具体地,首先,确定门限值,方法可以是:将计算得到信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值的M(M的取值为正整数)分之一得到的数值作为门限值;也可以是根据实际需要确定该门限值,这里对如何得到门限值不做限足;
其次,判断计算得到的信道响应序列中任意信道响应序列值是否不小于确定的门限值,若是,则忽略该信道响应序列值,确定该信道响应序列值表征的是信号在传输过程中的噪声径;否者,确定该信道响应序列值对应的是有效径,并确定该有效径在信道响应序列中的位置信息。
步骤103:从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值。
在本步骤103中,当确定的一个有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值时,将该有效径确定为待选择的有效径。其中,小于阈值的有效径的个数至少为一个,从待选择的有效径中确定一个有效径作为本周期的参考径,即相邻前一个周期选择的有效径,为下一周期进行比较确定一个参考径。
较优地,所述设定的阈值的条件为差值中的最小值。即将确定的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息进行作差运算,并确定得到的运算结果中差值的最小值。
当确定的一个有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值为最小值时,将该有效径确定为选择的有效径,并将该有效径作为本周期的参考径,即相邻前一个周期选择的有效径,为下一周期进行比较确定一个参考径。
步骤104:根据由所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
在本步骤104中,首先,根据步骤103中确定差值小于阈值中的一个差值,利用该差值与当前周期的时间长度确定邻基站所需的频率信息,及邻基站的晶振工作的频率;
其次,利用确定的邻基站的频率信息和所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站的晶振进行调整,实现本基站与邻基站在之后的某一刻实现同步。
通过本实施例一的方案,利用对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,从多径的信道响应序列中确定出信道响应序列值大于门限值对应的多个有效径,并从确定的有效径中选择一个有效径,该有效径满足对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值,这样使得每个周期利用差值确定的邻基站所需的频率信息在一个较小的范围内变化,利用所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,实现对本基站进行定时调整,避免了由于频率信息变化过大引起的基站的晶振处于不稳定状态,影响基站间的定时同步。
实施例二:
如图2所示,为本实施例二的一种基站间定时同步调整的方法的流程图。本实施例二是在实施例一的基础上对基站间定时同步调整方法的详细描述,在对基站进行定时同步时,可将基站间定时同步分为两个不同的阶段,第一阶段是基站间的跟踪同步,适用于基站建设的初期;另一个阶段是基站间的周期同步,适用于基站实现跟踪同步以后。该方法包括:
第一阶段,基站间的跟踪同步:
步骤201:采集邻基站的导频信号,并利用该导频信号对邻基站的下行公共信道进行信道估计,得到估计的信道响应序列。
在本步骤201中,由于本基站处于使用的初期,暂不提供通信业务,为实现本基站的晶振与邻基站的晶振能同步工作,因此,需要对邻基站的晶振的工作频率进行监测。
需要说明的是,本步骤201进行信道估计运算的方式可以和实施例一中步骤101进行信道估计的方式是相同的,也可以是不同的,这里不做限定。
步骤202:确定估计的信道响应序列中的一个有效径。
在本步骤202中,可采用背景技术中提到的最大径方法和有效径加权求和的方法确定一个有效径;也可以采用本实施例一的方式确定一个有效径。
由于是本基站第一次与邻基站进行定时同步,不存在相邻前一个周期确定的有效径,因此,可将相邻前一周期确定的有效径所对应的位置信息看作在信道响应序列中第一信道响应序列值对应的在信道响应序列中的位置信息。
步骤203:根据确定的有效径得到本基站与邻基站的定时动态偏差信息。
在步骤203中,首先,将确定的有效径对应的在信道响应序列中的位置信息与信道响应序列中第一信道响应序列值对应的在信道响应序列中的位置信息进行作差运算;
其次,利用该差值确定邻基站的频率信息。
步骤204:根据确定的定时动态偏差信息,对本基站的晶振进行调整,实现本基站与邻基站间的跟踪同步。
在本步骤204中,在对本基站的晶振进行调整,使得本基站与邻基站间实现跟踪同步时,将确定的有效径作为参考径,并在本基站中存储参考径对应的在信道响应序列中的位置信息;以及根据本基站晶振的性能,确定本基站与邻基站进行周期同步的时间长度。
在本基站实现与邻基站的跟踪同步后,结束跟踪同步,启动基站间的周期同步。
第二阶段,基站间的周期同步:
步骤205:根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列。
在步骤205中,本基站进入周期同步后,在设定时间周期到达时,采集邻基站的样点信号,对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列。
由于本基站在进入周期同步后,需要正常的提供通信业务,若停发业务的周期过短,会影响通信业务的质量;若停发业务的周期过长,会影响基站定时同步的效果,因此,可以根据基站自身晶振稳态的情况和通信业务情况,调整周期同步的时间。
步骤206:从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值。
在本步骤206中,通过门限值确定多个有效径后,还可以在确定的多个有效径中,进一步确定出对应的信道响应序列值最大的N个有效径,所述N为正整数,其中,当确定多个有效径的数量大于N时,可将多个有效径按照从大到小的顺序进行排序,选取对应的信道响应序列值最大的N个有效径作为优选径;当确定多个有效径的数量不大于N时,可将确定的多个有效径全部作为优选径。
步骤207:从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与确定的参考径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值。
在步骤207中,计算选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与确定的参考径对应在信道响应序列中的位置信息的差值的方式可表示为:
如图3所示,为选择有效径的方法示意图。假设确定的参考径对应在信道响应序列中的位置信息为T_LAST,选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息为T_NOWx,其中,X为1~N,N表示选择的有效径的个数,则差值可表示为:T_LAST-T_NOWx的差值;也可以表示为T_LAST-T_NOWx差的绝对值。当差值小于阈值时,确定X对应的有效径。
较优地,从确定的有效径中选择的一个有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值最小。
需要说明的是,选择有效径后,在差值小于阈值时,将确定X对应的有效径作为新的参考径,并将新的参考径所对应的位置信息存储在本基站中。
步骤208:根据由所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
实施例三:
如图4所示,为本实施例三的一种基站间定时同步调整的设备的结构示意图。该设备包括:多径信道响应序列计算模块41、有效径确定模块42、选择模块43和调整模块44。其中:
多径信道响应序列计算模块41,用于根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列;
有效径确定模块42,用于从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值;
选择模块43,用于从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中国的位置信息的差值小于阈值;
调整模块44,用于根据由所述差值确定的邻基站晶振所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
具体地,所述多径信道响应序列计算模块41,具体用于根据采集得到的邻基站的下行公共信道中的任一信号,利用该信号的信道响应序列与本基站本地存储的同步序列进行相关运算,得到运算后的信道响应序列。
所述有效径确定模块42,具体用于从有效径中进一步确定出对应的信道响应序列值最大的N个有效径,所述N为正整数。
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 (7)

1.一种基站间定时同步调整的方法,其特征在于,该方法包括:
根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,其中,所述信道响应序列中的信道响应序列值是用于表征信号在传输过程中信号性能衰落的状态参数;
从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值,其中,所述门限值为将计算得到信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值的M分之一得到的数值,M的取值为正整数;
从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值小于阈值;
根据由所述差值确定的邻基站所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,具体包括:
根据采集得到的邻基站的下行公共信道中的任意信号,利用该信号的信道响应序列与本基站本地存储的同步序列进行相关运算,得到运算后的信道响应序列。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述多径的信道响应序列中确定多个有效径之后,且从确定的有效径中选择一个有效径之前,所述方法还包括:
从有效径中进一步确定出对应的信道响应序列值最大的N个有效径,所述N为正整数。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,从确定的有效径中选择的一个有效径对应在信道响应序列中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息的差值最小。
5.一种基站间定时同步调整的设备,其特征在于,该设备包括:
多径信道响应序列计算模块,用于根据对邻基站的下行公共信道进行信道估计运算,得到运算后的多径的信道响应序列,其中,所述信道响应序列中的信道响应序列值是用于表征信号在传输过程中信号性能衰落的状态参数;
有效径确定模块,用于从所述多径的频域序列中确定多个有效径,所述有效径对应的信道响应序列值大于门限值,其中,所述门限值为将计算得到信道响应序列中绝对值最大的信道响应序列值的M分之一得到的数值,M的取值为正整数;
选择模块,用于从确定的有效径中选择一个有效径,所述选择的有效径对应在信道响应中的位置信息与相邻前一个周期选择的有效径对应在信道响应中的位置信息的差值小于阈值;
调整模块,用于根据由所述差值确定的邻基站晶振所需的频率信息,以及所述选择的有效径对应在信道响应序列中的位置信息,对本基站进行定时调整。
6.如权利要求5所述的设备,其特征在于,
所述多径信道响应序列计算模块,具体用于根据采集得到的邻基站的下行公共信道中的任一信号,利用该信号的信道响应序列与本基站本地存储的同步序列进行相关运算,得到运算后的信道响应序列。
7.如权利要求5所述的设备,其特征在于,
所述有效径确定模块,具体用于从有效径中进一步确定出对应的信道响应序列值最大的N个有效径,所述N为正整数。
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