CN104753833A - 一种定时估计方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种定时估计方法，包括：在每个无线帧，如果当前到达预设的开窗调整周期，则用户设备利用上一无线帧的定时偏差TA_Temp，对数据接收的起始时间进行调整；在所述调整结束后，将上一无线帧的定时偏差TA_Temp设置为0；所述用户设备判断当前无线帧是否为同步帧；当判断为非同步帧时，利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计，并利用所述定时估计的结果TA_pilot、预设的第一锁相环因子alpha1和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′；当判断为同步帧时，利用同步帧上的同步信号进行定时估计，并根据所述定时估计的结果TA_sync、预设的第二锁相环因子alpha2和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。本发明可以有效提高定时估计的准确性。

Description

一种定时估计方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种定时估计方法。

背景技术

一种无线通信系统占用不连续的频谱带宽，如图1所示。每个频域为25kHz带宽的物理通道定义为一个频点，最多个频点。

该无线通信系统不连续频点分为普通频点和同步频点，在普通频点中，每40个无线帧发送一次同步信号，用于保证用户设备（UE）在该普通频点上进行正常的载波同步和时间同步，发送同步信号的这种无线帧称为同步帧。同步帧的周期为1s，即每40个无线帧发送一次，放在无线帧号模40等于0的地方。在其他39个无线帧（非同步帧）中，主要进行上下行数据的传输。

普通频点的定时估计在同步帧上进行，即每40个无线帧进行一次定时估计，根据定时估计的结果调整接收窗的位置，用来降低基站和终端的定时偏差，提高系统的性能。

上述每40个无线帧调整一次接收窗的位置，调整接收窗位置的过程为：当瞬时定时估计TA在[-3Ts，2Ts]之间时，按照5/8TA进行定时调整可以确保定时调整的准确度，而当瞬时突发定时较大时，定时跟踪比较缓慢，因此会影响定时估计的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种定时估计方法，该方法可以有效提高定时估计的准确性。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种定时估计方法，包括：

在每个无线帧，如果当前到达预设的开窗调整周期，则用户设备利用上一无线帧的定时偏差TA_Temp，对数据接收的起始时间进行调整；在所述调整结束后，将上一无线帧的定时偏差TA_Temp设置为0；

所述用户设备判断当前无线帧是否为同步帧；

当判断为非同步帧时，利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计，并利用所述定时估计的结果TA_pilot、预设的第一锁相环因子alpha1和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′；

当判断为同步帧时，利用同步帧上的同步信号进行定时估计，并根据所述定时估计的结果TA_sync、预设的第二锁相环因子alpha2和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

综上所述，本发明提出的定时估计方法，在每个非同步无线帧利用导频资源进行信道估计，增加了用于定时估计的资源，缩短了定时偏差估计的周期，从而可以有效提高定时估计的准确性。

附图说明

图1一种无线通信系统频谱示意图；

图2为本发明实施例一的流程示意图。

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，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心思想是：在每个非同步无线帧利用导频资源进行信道估计，这样可以增加用于定时估计的资源，从而缩短了定时偏差估计的周期，使定时跟踪的速度加快，这样，当瞬时突发定时较大时，定时跟踪比较快速，进而有效提高定时估计的准确性。

图2为本发明实施例一的流程示意图，如图2所示，该实施例主要包括：

步骤201、在每个无线帧，如果当前到达预设的开窗调整周期，则用户设备利用上一无线帧的定时偏差TA_Temp，对数据接收的起始时间进行调整；在所述调整结束后，将上一无线帧的定时偏差TA_Temp设置为0。

所述开窗调整周期为预设的参数，该周期通常包括若干无线帧，其具体取值可以根据系统对定时性能的要求及仿真性能结果进行设置，在此不再赘述。这里，在每个无线帧中需要判断当前是不是到达开窗调整周期，如果是，则需要对用户设备的开窗位置进行调整，即利用上一无线帧的定时偏差TA_Temp对用户设备进行数据接收的起始时间进行调整，以避免定时偏差对传输的影响，具体的调整方法为本领域人员所掌握，在此不再赘述。

需要说明的是，本步骤中当进行完开窗位置的调整后，将不再存在定时偏差，因此，此时需要将当前记录的上一无线帧的定时偏差清零，以确保后续无线帧中进行定时偏差的准确估计。

步骤202、所述用户设备判断当前无线帧是否为同步帧。

本步骤中需要对同步帧进行区别，以便根据无线帧的类型分别进行定时估计。

步骤203、当判断为非同步帧时，利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计，并利用所述定时估计的结果TA_pilot、预设的第一锁相环因子alpha1和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

本步骤中，用于利用非同步帧的导频信道估计进行定时估计，如此可以增加用于定时估计的资源，进而可以缩短定时偏差估计的周期，使定时跟踪的速度加快，从而可以确保在瞬时突发定时较大时，实现快速定时跟踪，有效提高定时估计的准确性。

较佳地，当判断为非同步帧时，可以按照TA_Temp′＝TA_Temp+alpha1·TA_pilot，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

本步骤中，所述第一锁相环因子alpha1的取值范围为[0,1]，具体可由本领域技术人员根据实际需要设置合适取值。

较佳地，可以采用下述步骤利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计：

步骤x1、利用当前无线帧中处于前三个和最后三个导频位置的信道估计，确定频偏估计值

较佳地，可以采用下述方法计算所述

首先，按照 $\mathrm{freqEsti}\_\mathrm{Pilot}\left(i\right)=\frac{\mathrm{angle}(H(10+i)/H\left(i\right))}{711},$ 计算freqEsti_Pilot(i)，其中，H(i)为导频位置i上的信道估计,i＝1,2,3，i为导频位置编号，所述angle(·)为求相位角函数。

然后，计算得到所述

上述方法中，考虑到H(10+i)和H(i)对应于同一子载波，因此先按照来计算freqEsti_Pilot(i)，然后据此进行计算如此，可以避免存在由于定时偏差带来的相位角的偏差。

步骤x2、利用所述按照对当前无线帧中前10个导频位置的每个信道估计分别进行频偏补偿，得到补偿之后的信道估计H'(l)；其中， FreqIdx（1）=8；FreqIdx（2）=79；FreqIdx（3）=150；FreqIdx（4）=221；FreqIdx（5）=292；FreqIdx（6）=363；FreqIdx（7）=434；FreqIdx（8）=505；FreqIdx（9）=576；FreqIdx（9）=648；l为子载波编号。

步骤x3、按照Hp(sc)=H'(l)，确定各子载波sc对应的信道估计Hp(sc)；其中， $\mathrm{sc}=\mathrm{mod}(v_{\mathrm{shift}}+l,N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}})+1,l=0,1,...,N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}-1;$ v_shift＝mod(N_{cell_ID},10)，N_{cell_ID}为小区识别码。

这里，mod(a,b)为求模函数，即计算a模b的值。

步骤x4、利用所述Hp(sc)，计算所述定时估计TA_pilot。

较佳地，本步骤可以采用下述方法实现：

步骤x41、计算 $\mathrm{XcorrH}1\left(\mathrm{scIdx}\right)=\mathrm{conj}\left(\mathrm{Hp}\left(\mathrm{scIdx}\right)\right)\·\mathrm{Hp}(H_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}/2+\mathrm{scIdx}),$ 其中scIdx=1,2,3,4,5；conj(·)为共轭函数。

步骤x42、利用所述XcorrH1(scIdx)，计算 $\mathrm{XcorrH}=\underset{\mathrm{scIdx}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{XcorrH}1\left(\mathrm{scIdx}\right).$

步骤x43、利用所述XcorrH，计算所述angle(·)为求相位角函数。

步骤x44、利用所述计算得到所述TA_pilot。

步骤204、当判断为同步帧时，利用同步帧上的同步信号进行定时估计，并根据所述定时估计的结果TA_sync、预设的第二锁相环因子alpha2和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

较佳地，当判断为同步帧时，按照TA_Temp′=TA_Temp+alpha2·TA_sync，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

本步骤中，所述第二锁相环因子alpha2的取值范围为[0,1]，具体可由本领域技术人员根据实际需要设置合适取值。

本步骤中，利用同步帧上的同步信号进行定时估计的具体方法与现有系统相同，具体为：

a1、通过使用本地预存的时域同步信号PSC_time与时域接收信号Rx_PSC进行滑动相关，具体公式如下：

$P\left(\mathrm{\Δ}\right)=\frac{{|\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PSC}\_{\mathrm{time}}^{*}\left(k\right)\mathrm{Rx}\_\mathrm{PSC}(k+\mathrm{\Δ})|}^2}{{|\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PSC}\_{\mathrm{time}}^{*}\left(k\right)\mathrm{PSC}\_\mathrm{time}\left(k\right)|}^2}$

其中，Δ代表对接收数据滑动的样值点数，Δ＝1,2,...17；K代表同步信号时域信号长度，K＝448。

a2、按照[max_P,PSC_position]＝max(P(Δ))，寻找相关峰最大的滑窗位置PSC_position。

a3、按照TA_sync＝PSC_position-9，计算定时估计TA_sync。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定时估计方法，其特征在于，包括：

在每个无线帧，如果当前到达预设的开窗调整周期，则用户设备利用上一无线帧的定时偏差TA_Temp，对数据接收的起始时间进行调整；在所述调整结束后，将上一无线帧的定时偏差TA_Temp设置为0；

所述用户设备判断当前无线帧是否为同步帧；

当判断为非同步帧时，利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计，并利用所述定时估计的结果TA_pilot、预设的第一锁相环因子alpha1和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′；

当判断为同步帧时，利用同步帧上的同步信号进行定时估计，并根据所述定时估计的结果TA_sync、预设的第二锁相环因子alpha2和上一无线帧的定时偏差TA_Temp，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用当前无线帧的导频信道估计进行定时估计包括：

x1、利用当前无线帧中处于前三个和最后三个导频位置的信道估计，确定频偏估计值

x2、利用所述按照对当前无线帧中前10个导频位置的每个信道估计分别进行频偏补偿，得到补偿之后的信道估计H'(l)；其中， FreqIdx（1）=8；FreqIdx（2）=79；FreqIdx（3）=150；FreqIdx（4）=221；FreqIdx（5）=292；FreqIdx（6）=363；FreqIdx（7）=434；FreqIdx（8）=505；FreqIdx（9）=576；FreqIdx（9）=648；l为子载波编号；

x3、按照Hp(sc)=H'(l)，确定各子载波sc对应的信道估计Hp(sc)；其中， $\mathrm{sc}=\mathrm{mod}(v_{\mathrm{shift}}+l,N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}})+1,l=0,1,...,N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}-1;$ v_shift＝mod(N_{cell_ID},10)，N_{cell_ID}为小区识别码；

x4、利用所述Hp(sc)，计算所述定时估计TA_pilot。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤x1包括：

按照 $\mathrm{freqEsti}\_\mathrm{Pilot}\left(i\right)=\frac{\mathrm{angle}(H(10+i)/H\left(i\right))}{711},$ 计算freqEsti_Pilot(i)，其中，H(i)为导频位置i上的信道估计,i＝1,2,3，i为导频位置编号，所述angle(·)为求相位角函数。

计算得到所述

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤x4包括：

计算 $\mathrm{XcorrH}1\left(\mathrm{scIdx}\right)=\mathrm{conj}\left(\mathrm{Hp}\left(\mathrm{scIdx}\right)\right)\·\mathrm{Hp}(H_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}/2+\mathrm{scIdx}),$ 其中scIdx=1,2,3,4,5；conj(·)为共轭函数；

利用所述XcorrH1(scIdx)，计算 $\mathrm{XcorrH}=\underset{\mathrm{scIdx}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{XcorrH}1\left(\mathrm{scIdx}\right);$

利用所述XcorrH，计算所述angle(·)为求相位角函数；

利用所述计算得到所述TA_pilot。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断为非同步帧时，按照TA_Temp′＝TA_Temp+alpha1·TA_pilot，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断为同步帧时，按照TA_Temp′=TA_Temp+alpha2·TA_sync，计算当前无线帧的定时偏差TA_Temp′。