CN103428845A - 一种空口同步中时延的补偿方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空口同步中时延的补偿方法及装置，该方法包括：接收目标设备发射的信号；计算不同位置的天线组间天线接收到所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。通过本发明可以不与同步目标进行任何交互而补偿时频偏，不需要目标机站提供任何额外的功能。

Description

一种空口同步中时延的补偿方法和装置

技术领域

本发明涉及通讯领域的空口时延补偿技术，一种空口同步中空口时延的补偿方法，尤其涉及(通讯)领域的空口时延补偿技术。

背景技术

为避免同频干扰问题，提高系统容量，在通讯网络中需要全网时间同步。同步技术包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、1588和空口同步等，由于安装GPS设备施工较为复杂且成本高，空口同步是常用的替代技术。

空口同步技术就是终端/机站通过接收来自需要同步的机站发送的同步参考信号(如主/辅同步信号(PSS/SSS)、公共参考信号(CRS)和定位参考信号(PRS))获取自身定时的技术。

由于空口同步过程中，终端/机站收到的信号的时刻，并不是标准的系统时间，而包括了信号在空间上传输的时间，既空口时延。时延过大，将会导致，信号的正交性变差，严重时甚至会导致网络中上下行不同步。所以为了系统的性能和整个网络的稳定，必须对空口时延进行补偿。

现有的避免时延过大的方法为：

1)利用与同步对象或其他时间源的交互来获取自身的空口时延并补偿；

与同步对象交互获取时延迟的方法：类似LTE 213协议中的4.2.3Transmission timing adjustments(传输时间调节)章节，机站将检测UE(用户设备)端发送的信号与系统时间的差值，从而利用下发参数调节UE的发送时间，补偿空口时延迟。

与其他时间源的交互获取时延的方法：小基站(Femto)设备确定空口同步对象，并将该宏站上报给家庭基站管理系统(HMS)；所述HMS获取所述宏站与所述Femto设备间的传输时延T_delay，下发给所述Femto设备；

此类方法的缺点：利用与同步对象或其他时间源间的交互来获取自身的空口时延的方法，需要设备进行额外的上下行交互，且需要同步的机站或其他时间源支持，将会导致布网的难度以及成本的大量提高，且可能浪费大量的资源。

2)同步层级较高的机站避免时延的累积。

对于小基站等设备，考虑到成本问题，空口同步中目前用的避免时延过大的做法是，小基站需要根据其邻近节点的同步层号来决定自己的层号，尽量同步层号比较高的机站，降低空口时延迟。

此类方法的缺点：1)确定层级，需要同步的目标机站支持此功能，不同设备商的计算层级方式不一致，会导致布网困难；2)层级最高的机站可能空间距离较远并不一定是时延最小的机站；3)未进行时延补偿，可能会在多跳的情况下，出现时延超过协议规定值，导致网络不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空口同步中时延的补偿方法及装置，以实现不与同步目标设备进行任何交互即可以补偿时频偏。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空口同步中时延的补偿方法，包括：

接收目标设备发射的信号；

计算不同位置的天线组间天线接收到所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述接收目标设备的信号包括：

通过多天线接收所述目标设备发射的信号。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述接收目标设备的同步信号包括：

通过转动或移动单天线多次接收所述目标设备发射的信号。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述信号包括：

主同步信号、辅同步信号、公共参考信号或定位参考信号。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种空口同步中时延补偿的装置，包括：

第一模块，用于接收目标设备发射的信号；

第二模块，计算不同位置的天线组间天线接收到所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

第三模块，用于根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

第四模块，用于根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

进一步地，上述装置还具有下面特点：

所述第一模块，具体用于通过多天线接收所述目标设备发射的信号。

进一步地，上述装置还具有下面特点：

所述第一模块，具体用于通过转动或移动单天线多次接收所述目标设备发射的信号。

进一步地，上述装置还具有下面特点：所述信号包括：

主同步信号、辅同步信号、公共参考信号或定位参考信号。

综上，本发明提供一种空口同步中时延的补偿方法及装置，可以不与同步目标进行任何交互而补偿时频偏，不需要目标机站提供任何额外的功能，利于布网，降低了成本。由于对时频偏进行了补偿，本发明的方法与同步高层级站来避免时偏过大的方法相比，网络的稳定性更优。

附图说明

图1为本发明实施例的空口同步中时延的补偿方法的流程图；

图2为本发明实施例中的计算入射角的原理示意图；

图3为本发明实施例中的确定空间位置的示意图；

图4为本发明实施例的空口同步中时延补偿的装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明实施例的空口同步中时延的补偿方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括以下步骤：

S11、接收目标设备发射的信号；

S12、计算不同位置的天线组间天线接收到的所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

S13、根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

S14、根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

其中，所述信号可以包括：主/辅同步信号(PSS/SSS)、公共参考信号(CRS)、定位参考信号(PRS)等。

本发明的方法与现有技术相比具有以下优点：

1)可以不与同步目标进行任何交互而补偿时频偏，不需要目标机站提供任何额外的功能，利于布网，降低了成本。

2)由于对时频偏进行了补偿，本发明的方法与同步高层级站来避免时偏过大的方法相比，网络的稳定性更优。

实施例1，本实施例是利用多天线定位技术来实现空口时延的补偿，包括以下步骤：

步骤101：设备A进行上电工作，通过多天线检测同步目标B的同步信号；

步骤102：设备A获取同步信号后，计算两两天线入射角间的相位差。

如图2所示，图中的1的两个端点可以假想为垂直纸面的天线。

可以看到同一信号，在空间上传播到达两个天线的距离实际上是不一样的，所以在两根接收天线上收到的信号相位也不一致，计算两天线信号相位之间的差即可以得到相位差。

步骤103：设备A根据天线间距离和相位差以及信号波长计算出同步目标B的入射角度。

信号波长根据公式：波速＝波长*频率计算得到，其中波速固定为光速3*10^8，频点为机站交互时已知。

参照图2，可以根据三角公式：cosθ·l＝(x+2π·n)·λ来计算入射角度。

其中，l为天线间距离；x为相位差；λ为波长；n为周期，θ为入射角度。目前已有很多完善的算法来保证入射角的精度。

步骤104：利用不同位置天线组计算出的入射角度，取其空间位置的交点作为目标B的空间位置(如图3所示)，计算出同步目标B的空间位置和距离。

步骤105：根据A，B间的距离和信号波长计算出空口时延，对A目前获得的空口时间进行补偿。

实施例2，本实施例使用单天线的转动或移动来完成定位，步骤如下：

步骤201：设备A进行上电工作，转动或者移动天线进行多次检测，检测到多个同步目标B的同步信号；

步骤202：设备A获取同步信号后，计算各次检测时天线入射角间的相位差；

步骤203：设备A根据各次检测时天线间距离和相位差以及信号波长计算出同步目标B的入射角度。

步骤204：利用不同位置天线组计算出的入射角度，取其空间位置的交点作为目标B的空间位置，计算出同步目标B的空间位置和距离。

步骤205：根据A，B间的距离和信号波长计算出空口时延，对A目前获得的空口时间进行补偿。

图4为本发明实施例的空口同步中时延补偿的装置的示意图，如图4所示，本实施例的装置包括：

第一模块，用于获取目标设备发射的信号；

第二模块，用于计算不同位置的天线组间天线接收到的所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

第三模块，用于根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

第四模块，用于根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

其中，所述第一模块可以通过多天线接收所述目标设备发射的信号，也可以通过转动或移动单天线多次接收所述目标设备发射的信号。

其中，所述信号包括：

主同步信号、辅同步信号、公共参考信号或定位参考信号。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种空口同步中时延的补偿方法，包括：

接收目标设备发射的信号；

计算不同位置的天线组间天线接收到所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收目标设备的信号包括：

通过多天线接收所述目标设备发射的信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收目标设备的同步信号包括：

通过转动或移动单天线多次接收所述目标设备发射的信号。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述信号包括：

主同步信号、辅同步信号、公共参考信号或定位参考信号。

5.一种空口同步中时延补偿的装置，包括：

第一模块，用于接收目标设备发射的信号；

第二模块，计算不同位置的天线组间天线接收到所述信号的相位差，根据所述不同位置的天线组间天线的距离、所述相位差和所述信号的波长分别计算不同天线组接收所述目标设备发射的信号的入射角度；

第三模块，用于根据计算出的各组入射角度确定所述目标设备的空间位置，根据所述空间位置计算所述目标设备与本设备的距离；

第四模块，用于根据所述距离和所述信号的波长计算时延，通过该时延对目前获得的空口时间进行补偿。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述第一模块，具体用于通过多天线接收所述目标设备发射的信号。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述第一模块，具体用于通过转动或移动单天线多次接收所述目标设备发射的信号。

8.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于：所述信号包括：

主同步信号、辅同步信号、公共参考信号或定位参考信号。

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