CN105407525B - 一种空口同步重建的方法、装置及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空口失步重建的方法、装置及基站，该方法包括：在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站，从而实现了在当前基站的同步/异步状态发生变更时，该当前基站可以主动的告知当前基站的所有相邻基站其同步/异步状态发生了变更。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种空口失步重建的方法、装置及基站。
背景技术
众所周知，为了抑制基站之间的干扰，同频部署的时分双工(Time DivisionDuplexing，TDD)基站需要进行站间时频同步。同时，TDD和频分双工(Frequency DivisionDuplexing，FDD)系统的一些高级特性，如增强的小区间干扰协调(enhanced Inter-CellInterference Coordination，eICIC)、多点协作传输(Coordinated Multiple PointsTransmission/Reception，CoMP)、载波聚合(Carrier Aggresgation，CA)等，也需要站间时频同步特性的支持。因此，第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)认为TDD和FDD系统都需要考虑支持站间时频同步功能。
3GPP优先支持3种站间时频同步方案：(1)基于GNSS(全球卫星导航定位系统)卫星同步,如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)同步；(2)基于理想回程线路(backhaul)网络同步,如IEEE1588v2同步；(3)空口同步(radio-interface basedsynchronization mechanism)。在室内、高楼热点覆盖等Small Cell典型应用场景中，GPS信号不易获取，同时理想backhaul难以保证，因此空口同步成为Small Cell场景中优选方案。
目前，3GPP重点关注一种名为网络侦听(NW:network listening)的空口同步技术，其基本原理是：待同步Small Cell(称为目标基站)侦听已同步SmallCell(称为源基站)的空口同步参考信号(LRS:listening reference signal)，据此调整本地时钟，以维持站间时频同步。
下面分别介绍现有技术中空口同步建立、空口同步跟踪和空口失步重建过程。
(1)基于PSS/SSS捕获的空口同步初始建立
空口同步初始建立过程涉及几个关键步骤：
a)当前基站捕获相邻候选上一跳基站的PSS(主同步信号,Primary SynchronousSignal)和SSS(辅同步信号,Secondary Synchronous Signal)信号，建立粗同步，并且获得Cell ID信息。
b)当前基站通过backhaul信令方式和/或盲检方式和/或OAM(OperationAdministration and Maintenance)配置方式取得所有相邻候选上一跳基站的同步/异步状态(synchronous/asynchronous status)信息和同步级别(stratum level)信息。
c)当前基站选择同步级别最小的候选上一跳基站作为自己的同步源站。
注意到PSS和SSS信号在整长期演进(Long Term Evolution，LTE)同步网络中具有相同的时频位置，因此当当前基站空口侦听上一跳基站发出的PSS和SSS信号时，不能同时向其所属UE发送PSS和SSS信号，即侦听PSS和SSS信号的潜在前提是必须关闭发射机一段时间。当检测不到PSS和SSS信号时，UE将丢失同步信息，进而可能导致业务中断。这就意味着在当前基站的空口同步建立过程中，不能为所属UE提供持续服务。所以为了避免对UE的不利影响，空口同步建立过程通常选择在UE还未接入基站时发起。
(2)基于LRS的空口同步跟踪
空口同步跟踪指的是在粗同步的基础上，当前基站通过侦听上一跳基站的空口同步参考信号LRS，实现当前基站与上一跳基站的精同步。
其中，当前基站能够通过backhaul信令方式和/或盲检方式和/或OAM配置方式获得上一跳基站所发的LRS信号配置(周期和偏移位置)。
LRS信号可以是CRS(Cell-specific reference signals，小区特定的参考信号)信号，也可以是PRS信号(Positioning reference signals，定位参考信号)，或其他已知序列的参考信号。
(3)空口失步重建
空口失步重建是指在先同步后失步，继而拥有一定先验信息的前提上，当前基站如何恢复同步状态。
然而，在现有技术中在当前基站的同步/异步状态发生变更之后，当前基站无法将当前的同步/异步状态告知所有相邻基站，如果相邻基站要想获取当前基站的同步/异步状态时，相邻基站需要向当前基站发送请求消息，然后当前基站被动的将其同步/异步状态告知给相邻基站。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种空口失步重建的方法、装置及基站，实现了在当前基站的同步/异步状态发生变更时，该当前基站可以主动的告知当前基站的所有相邻基站。
依据本发明的一个方面，提供了一种空口失步重建的方法，所述方法包括：在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站后，主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步，或者继续维持跟踪所述当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。
可选地，如果在第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，所述方法还包括：所述当前基站继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与上一跳基站同步；将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，如果超过所述第一预定时间，或者如果在所述第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
可选地，如果在第二预定时间内所述当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，所述方法还包括：所述当前基站跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与更换后的上一跳基站同步；将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，如果在所述第二预定时间内所述当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，所述方法还包括：所述当前基站捕获相邻基站的PSS/SSS信号；如果捕获成功，则所述当前基站从相邻基站中重新选择一个基站作为所述当前基站的上一跳基站；所述当前基站捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得所述当前基站与所选择的上一跳基站同步；将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，在所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且所述当前基站能够维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在所述当前基站无法维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。
可选地，所述将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站，具体为：通过backhaul信令将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种空口失步重建的装置，所述装置包括：通知模块，用于在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态，将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，所述装置还包括：失步重建模块，用于主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步，或者继续维持跟踪所述当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。
可选地，所述失步重建模块还用于如果在第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，则继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态，并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，所述失步重建模块还用于如果超过所述第一预定时间，或者如果在所述第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
可选地，所述失步重建模块还用于如果在第二预定时间内所述当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与更换后的上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，所述失步重建模块还用于如果在第二预定时间内所述当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，则捕获相邻基站的PSS/SSS信号；如果捕获成功，则从相邻基站中重新选择一个基站作为所述当前基站的上一跳基站；然后捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得所述当前基站与所选择的上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
可选地，在所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且所述当前基站能够维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在所述当前基站无法维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。
可选地，所述通知模块进一步用于通过backhaul信令将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
依据本发明的又一个方面，还提供了一种基站，所述基站包括如上所述的空口失步重建的装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的有益效果是：在本实施例中在当前基站的同步/异步状态发生变更时，当前基站能够向周围相邻基站广播其同步/异步状态；
进一步地，在本发明的实施例中在当前基站退出同步跟踪时，可省略掉基于PSS和SSS信号的同步建立的步骤，转而直接通过LRS信号建立空口同步，以更换当前基站的同步上一跳基站，然后重新建立与更换后的同步上一跳基站的空口同步关系，从而实现在重建空口同步关系时不需中断基站对UE的持续服务，以及当前失步基站的下一跳基站的空口同步跟踪状态的连续性(即不会因当前基站的失步现象而中断)，进而有效抑制失步扩散效应，使全网平稳度过失步危机。
附图说明
图1表示本发明的实施例中空口失步重建方法的流程图之一；
图2表示本发明的实施例中空口失步重建方法的流程图之二；
图3表示本发明的实施例中空口失步重建方法的流程图之三；
图4表示本发明的实施例中基于CRS信号的空口同步建立算法处理的步骤流程图；
图5表示本发明的实施例中失步重建流程的状态转移示意图；以及
图6表示本发明的实施例中空口同步重建的装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
如图1所示，为本发明的实施例中空口失步重建的方法流程图，方法100包括如下步骤：
步骤S101、在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，在当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且当前基站能够维持LRS信号跟踪时，当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在当前基站无法维持LRS信号跟踪时，当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。上述LRS信号可以是CRS信号，也可以是PRS信号，或其他已知序列的参考信号。
具体地，3GPP已定义2类backhaul信令：同步/异步状态(synchronous/asynchronous status)信息和同步级别(stratum level)信息。在本实施例中选用通过backhaul信令将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站，当然可以理解的是，在本实施例中并不限定当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站具体方式。
在本实施例中，上述同步状态(SyncState)表示：当前基站通过空口跟踪与上一跳基站保持同步；异步状态(AsyncState)表示：当前基站即将或者已经与整个网络异步，其原因可能是基站刚刚启动、基站关机、设备故障、或者是无法维持空口同步跟踪(即丢失了上一跳基站)。
在现有的失步重建流程中：当前基站在检测到失步后，重复基于PSS/SSS捕获的空口同步初始建立过程和基于LRS的空口同步跟踪过程——更换同步源并且重新建立同步跟踪。
显然，现有空口失步重建方案将会被迫中断当前基站对UE的持续服务。同时，还可能导致下一跳基站跟丢同步信号，进而诱发其失步重建过程，其可能的原因包括：(1)失步上一跳基站的发射机关闭时间过长，导致下一跳基站漏听同步帧，从而失步；(2)即使下一跳基站能够一直与失步上一跳基站的失步时钟保持一致，但是如果失步时间过长进而导致失步基站与同步网络钟差过大时，当失步上一跳基站终于恢复全网同步时，下一跳基站由于跟踪不上上一跳基站的瞬时钟差调整量而最终导致失步。
为了实现既不用中断基站对UE的持续服务，又能有效抑制失步扩散效应，本实施例中，在步骤S101之后，该方法还可以包括：
步骤S103、主动更换当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步，或者继续维持跟踪当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。在本实施例中，如果能够省略掉基于PSS和SSS信号的同步建立步骤，通过直接捕获LRS信号的方式重新尝试建立当前基站与转变后的同步上一跳基站的空口同步关系。那么失步重建流程就不需要中断UE业务，也不会导致下一跳基站丢失同步连接，因此可以有效抑制失步扩散效应，使全网平稳度过失步危机。
在本实施例中，如果当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且当前基站能够维持LRS信号跟踪时，当前基站可以被动等待上一跳基站同步修复，例如可以设置等待计时器T1，然后判断上一跳基站是否可以在第一预定时间内恢复同步状态，如果在第一预定时间内当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，则表示当前基站的上一跳基站同步修复，由于当前基站能够维持LRS信号跟踪(即当前基站始终保持与上一跳基站同步)，此时当前基站就可以恢复空口同步。
如图2所示，在步骤S103之后，该方法100还包括：
步骤S105、如果在第一预定时间内当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，当前基站继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得当前基站与上一跳基站同步。
步骤S107、将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态。
步骤S109、将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，如果超过第一预定时间，或者如果在第一预定时间内当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
当然可以理解的是，在本实施例中并不限定第一预定时间的具体值，该第一预定时间的值可根据具体情况进行设置，例如在不需要进入到被动等待上一跳基站同步修复时，可以将第一预定时间设置为0秒。
在本实施例中，在当前基站无法维持LRS信号跟踪时，当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态，例如可以设置等待计时器T2，然后判断当前基站是否可以在第二预定时间成功重建空口同步，如果在第二预定时间成功重建空口同步，则进行基于LRS信号的空口同步跟踪；如果在第二预定时间未能成功重建空口同步，则可以基于PSS/SSS捕获的空口同步初始建立，然后进行基于LRS信号的空口同步跟踪。参见图3，在步骤S103之后，方法100还包括：
步骤S113、如果在第二预定时间内当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，当前基站跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得当前基站与更换后的上一跳基站同步。
当然可以理解的是，在本实施例中并不限定第二预定时间的具体值，该第二预定时间的值可根据具体情况进行设置。
步骤S115、将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；
步骤S117、将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站，具体地，通过backhaul信令将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，继续参见图3，在步骤S103之后，方法100还包括：
步骤S119、如果在第二预定时间内当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号。
步骤S121、当前基站捕获相邻基站的PSS/SSS信号。
步骤S123、如果捕获成功，则当前基站从相邻基站中重新选择一个基站作为当前基站的上一跳基站。
步骤S125、当前基站捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得当前基站与所选择的上一跳基站同步。
步骤S127、将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态。
步骤S129、将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站，具体地，通过backhaul信令将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
参见图4，为本发明的实施例中失步重建流程的状态转移示意图。其中S1、S2和S3为同步建立与跟踪流程；而S4、S5为失步重建流程。下面分别予以介绍。
(1)S1：为初始未同步状态。
当前基站尚未与网络建立同步关系，设置当前基站的同步/异步状态为异步状态。
(2)S2：传统的基于PSS/SSS捕获的空口同步建立状态。
当前基站首先关闭发射机；其次捕获相邻候选的上一跳基站的PSS/SSS信号建立粗同步，并且获得Cell ID等信息。然后通过backhaul信令方式和/或盲检方式和/或OAM配置方式取得所有相邻候选上一跳基站的同步/异步状态信息和同步级别信息；最后选择同步级别最低的相邻小区作为当前基站的同步源。同步建成后，打开发射机，允许UE接入；当前基站然后通过backhaul信令方式和/或盲检方式和/或OAM配置方式获得上一跳基站所发LRS信号的配置信息(如周期和偏移位置)；
(3)S3：基于LRS信号的空口同步跟踪状态。
当前基站跟踪上一跳基站的LRS信号，并且据此调整自身时钟，使其与上一跳基站同步；然后修改当前基站的同步/异步状态转变为同步状态。如果同步/异步状态发生改变，则通过backhaul信令将当前同步/异步状态主动通知给所有相邻基站；
当处于S3状态时，当前基站一直在LRS侦听子帧上监听上一跳基站的LRS信号，并且努力维持空口同步。只有当上一跳基站失步了或者是当前基站跟丢了LRS信号，该当前基站才退出S3状态。根据退出条件不同，当前基站有两种处理方式。
处理方式一：S3状态退出条件C1：当前基站无法维持LRS信号跟踪时，当前基站切换到状态S5——主动更换同步源，直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号，重新建立同步关系后，当前基站自动切换回同步跟踪状态S3；
处理方式二：S3状态退出条件C2：上一跳基站的同步/异步状态变更为异步状态，并且当前基站还能够维持空口同步跟踪，当前基站切换到状态S4——被动等待上一跳基站同步恢复，即先跟着上一跳基站一起失步，然后再一起恢复同步。
(4)状态S4为被动等待上一跳基站同步修复状态。
首先当前基站修改自身的同步/异步状态为异步状态，如果同步/异步状态发生改变，则通过backhaul信令将当前基站的同步/异步状态主动通知给所有相邻基站；然后设置时间窗口T1，并且在时间窗口T1内，继续维持LRS信号跟踪(继续跟踪上一跳基站的LRS信号)，并且仍然正常发送LRS信号(为下一跳基站提供LRS信号)。
处理方式一、S4状态退出条件C3：如果在时间窗口T1内，当前基站一直能够正常维持LRS跟踪，并且被通知其上一跳基站变为“同步状态”，则当前基站切换回同步跟踪状态S3，即上一跳基站终于在定时器超时前恢复同步状态；
处理方式二、S4状态退出条件C4：如果T1时间窗口超时，或在T1时间窗口内无法正常维持LRS跟踪，则当前基站切换到状态S5——主动更换同步源直接捕获LRS信号；
可选地，时间窗口T1的预定的时间值可以配置成0s，即可以跳过状态S4直接进入状态S5；
(5)状态S5为主动更换同步源直接捕获LRS信号状态。
首先当前基站修改同步/异步状态为异步状态；如果同步/异步状态发生改变，则通过backhaul信令将当前基站的同步/异步状态主动通知给所有相邻基站；设置时间窗口T2，并且在时间窗口T2内，更换候选同步源，并且尝试通过直接捕获LRS信号的方式重新建立空口同步。
处理方式一、S5状态退出条件C6：如果在时间窗口T2内，成功地重新建立了空口同步，则当前基站切换到状态S3——改进的基于LRS空口同步跟踪状态；
处理方式二、S5状态退出条件C5：如果在T2时间窗口内未能成功重建空口同步，且当前基站切换到状态S2——传统的基于PSS/SSS捕获的空口同步建立状态，再进行基于LRS的同步跟踪处理。
重新建立同步关系后，当前基站自动切换回同步跟踪状态S3。且上述基于LRS信号直接捕获的同步建立的失步重建流程，可以有效抑制失步扩散效应，确保失步重建过程中整条同步链上UE业务不中断，属于eNB端实现算法，后向兼容性好，UE无感知。
进一步地，本实施例中空口同步重建的方法对多跳同步链影响较小，例如当同步链中某个同步级别较低的基站失步时，只有失步状态会通过backhaul信令逐跳传递下去；然后失步基站在同步重建过程中可以一直维持对下一跳基站的授时服务；特殊情况下，整个同步链中只有个别基站需要更换同步源，而大部分基站的连接关系(拓扑结构)都可以保持不变。
下面以CRS信号作为LRS信号为例，详细阐述了当CRS信号的时域序列已知(如已知Cell ID、系统带宽以及天线端口数目等影响CRS信号时域序列的参数)时，直接捕获CRS信号的具体方式，由于当前基站具有“候选上一跳基站CRS信号时域序列”的先验信息，所以可以跳过PSS/SSS信号而直接捕获CRS信号，进而进行跟踪。
如图5所示，以天线端口数目为1的CRS信号为例，基于CRS信号的同步建立算法的具体步骤如下：
S0、初始化与预处理(Initializing)。
步骤S0.1、产生长度为NOFDM个采样点的CRS时域信号(例如设天线端口数目为1，且未添加循环前缀CP，(cyclic prefix)，其对应的频域上只有CRS序列，其余RE处填零。特别地，当采样率为30.72MHz时，一个OFDM符号内采样点数目为NOFDM＝2048(未添加CP)；
步骤S0.2、对整个采样信号截断补零，构造长度为M的本地时域复现信号CRStime，M。
其中，CRStime，M由两部分组成，前半部分为的前[NOFDM/6]个采样点，后半部分为M-[NOFDM/6]个零，其中算子[·]代表取整操作。要求M≥2[NOFDM/6]，且M必须表示成2、3、5的幂积，即M＝2α3β5γ。特别地，当NOFDM＝2048时，M＝243251＝720；
步骤S0.3、对CRStime,M做M点的快速傅里叶FFT变换，获得CRSfreq,M＝FFTM{CRStime ,M},即CRSfreq,M。CRSfreq,M的长度为M个采样点。
步骤S0.4、将CRSfreq,M存储到缓存中；
步骤S1、接收信号采样及分段(Sampling the receiver signal and bufferingthem into segments)。
步骤S1.1、在侦听时间窗口(即MBSFN侦听子帧的MBSFN域)内对接收信号采样，并缓存，记为{Sn}n＝0,1,2,...；
步骤S1.2、对侦听时间窗口内的采样分段记为buffern， 其中第n段的起始采样位置为b(n)＝[(NOFDM/6)n]，结束采样点位置e(n)＝b(n)+[NOFDM/6]－1；
步骤S2、更新处理窗口(Update processing window)，处理窗口(processingwindow)被定义为执行后续处理的一组分段集合。其中，处理窗口内包含12组分段，且第m个处理窗口的起始分段编号为6m－6，因此相邻两个处理窗口有部分(6个)分段重叠。处理窗口将迭代更新(m++)，直至实现同步；
步骤S3、频率补偿(Frequency compensation)，在当前处理窗口内，逐采样点进行频率补偿，即将令其中fc代表频差修正量，Ts表示采样点间隔，则可将修正后的分段信号表示为
步骤S4、分段折叠(Segment folding)，将当前处理窗口内12个分段的采样点逐点累加，获得折叠接收信号的长度为[NOFDM/6]，实际接收信号的时间偏移X与折叠信号的时间偏移Y具有明确的对应关系，即Y＝Xmod[NOFDM/6]；
步骤S5、数据填充(Data padding for the folded segment)，对折叠接收信号做进一步填充处理，获得使得
其中，的长度为M；
步骤S6、M点FFT变换(M-point FFT)，获得
步骤S7、载入之前缓存的本地复现频域CRS信号CRSfreq,M(Loading Local ReplicaSignalin Frequency Domain)；
步骤S8、逐采样点相乘(Sample-wise Multiplying)；
步骤S9、逆FFT变换(M-point IFFT)，获得
其中ACF的长度为M个采样点；
步骤S10、自相关函数(AFC)裁剪(ACF Tailoring)，步骤S319计算出原始的ACF函数可能存在额外的副峰，从而造成相位模糊。ACF裁剪指的是只保留原始ACF的前[NOFDM/6]个采样点。
步骤S10.1：初始化中心频率fc＝f0。
步骤S10.2：更新接收信号，添加频差修正量fc，即设其中而Ts表示采样点间隔。
步骤S10.3：初始化本地复现CRS-OFDM符号索引(mc,lc)＝(m0,l0)。
步骤S10.4：基于时域折叠的低复杂度相关处理。
具体地，步骤S10.4.1：初始化折叠相关buffer窗口，设置n＝0。
步骤S10.4.2：接收信号时域折叠：将总共2Nfolding个buffer内的采样点逐点累加，获得折叠接收信号的长度为[Nperiod]。
步骤S10.4.3：对折叠接收信号作进一步处理，获得
使得其中的长度为NFFT。
步骤S10.4.4：对做FFT运算，获得频域接收信号为
步骤S10.4.5：根据索引值(mc,lc)读取本地缓存的CRS-OFDM符号的频域信号
步骤S10.4.6：将接收频域信号和本地复现频域信号逐点相乘并进行IFFT变换，得到循环相关函数序列 的长度为NFFT。
步骤S10.4.7：截取的前[Nperiod]个采样点，寻找相关峰。
步骤S10.4.8：如果相关峰大于同步捕获门限Tacq，则宣布捕获到了同步信号，然后进行同步确认，转到步骤S207；否则，如果相关峰小于门限Tacq，则断言未捕获到同步信号，更新折叠相关buffer窗口，设置n＝n+[Nperiod/2]。如果下标越界，即n>[24112/Nperiod]-Nperiod,则转到步骤S10.5；否则跳转到步骤S10.4.2。
步骤S10.5、更新本地复现CRS-OFDM符号索引(mc,lc)。如果(mc,lc)超出了时域搜索范围，则转到步骤10.6；否则转到步骤10.4；
步骤S10.6、更新当前频率fc。如果fc超出了当前频域搜索范围，则断言这次捕获失败，更新捕获门限或时频搜索范围或者是等到下一次侦听时间窗口再重启捕获过程，程序退出。
步骤S11、同步确认过程:不妨设上述处理流程找到的相关峰位置为p0(采样点)，p0∈{0,1，…，[Nperiod]-1}，则所有候选同步位置为 其中M代表采样点级别误差范围，一般取M＝1。遍历候选位置集合，针对每个可能的候选位置p，以p为起点，连续取2208个采样点(对应于第一个OFDM符号长度)，再与全长为2208点的本地复现信号做内积(先点积，再求和)操作，并且记录下累加和Sp。最后比较{Sp}的大小，最大值所对应的候选位置p即是最终的全局同步相位。
当然可以理解的是，在本实施例中还可以通过现有的时域算法进行基于CRS信号的同步建立处理。
实施例二
如图6所示，为本发明的实施例中空口同步重建的装置的结构框图，该空口失步重建的装置600包括：
通知模块601，用于在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，可选地，该通知模块还进一步用于通过backhaul信令将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
如图6所示，在本实施例中，可选地，该空口失步重建模块还包括：
失步重建模块603，用于主动更换当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步，或者继续维持跟踪当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。
在本实施例中，可选地，失步重建模块603还用于如果在第一预定时间内当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，则继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得当前基站与上一跳基站同步；然后将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态，并触发通知模块601将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，可选地，失步重建模块603还用于如果超过第一预定时间，或者如果在第一预定时间内当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
在本实施例中，可选地，失步重建模块603还用于如果在第二预定时间内当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得当前基站与更换后的上一跳基站同步；然后将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发通知模块601将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，可选地，失步重建模块603还用于如果在第二预定时间内当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，则捕获相邻基站的PSS/SSS信号；如果捕获成功，则从相邻基站中重新选择一个基站作为当前基站的上一跳基站；然后捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得当前基站与所选择的上一跳基站同步；然后将当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发通知模块601将当前基站的当前同步/异步状态主动通知给当前基站的所有相邻基站。
在本实施例中，可选地，在当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且当前基站能够维持LRS信号跟踪时，当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在当前基站无法维持LRS信号跟踪时，当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。
实施例三
依据本发明的又一个方面还提供了一种基站，包括如实施例二的空口同步重建的装置。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (15)
1.一种空口失步重建的方法，其特征在于，所述方法包括：
在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站；
主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的空口同步参考信号LRS的方式重新建立当前基站与转变后的同步上一跳基站的空口同步关系，或者继续维持跟踪所述当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果在第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，所述方法还包括：
所述当前基站继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与上一跳基站同步；
将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；
将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，如果超过所述第一预定时间，或者如果在所述第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果在第二预定时间内所述当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，所述方法还包括：
所述当前基站跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与更换后的上一跳基站同步；
将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；
将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果在所述第二预定时间内所述当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，所述方法还包括：
所述当前基站捕获相邻基站的PSS/SSS信号；
如果捕获成功，则所述当前基站从相邻基站中重新选择一个基站作为所述当前基站的上一跳基站；
所述当前基站捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得所述当前基站与所选择的上一跳基站同步；
将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；
将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且所述当前基站能够维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在所述当前基站无法维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站，具体为：
通过backhaul信令将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
8.一种空口失步重建的装置，其特征在于，所述装置包括：
通知模块，用于在当前基站的同步/异步状态由同步状态变更为异步状态时，将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站；
失步重建模块，用于主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的空口同步参考信号LRS的方式重新建立当前基站与转变后的同步上一跳基站的空口同步关系，或者继续维持跟踪所述当前基站的上一跳基站的LRS信号，并被动等待上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述失步重建模块还用于如果在第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态由异步状态转变为同步状态，则继续跟踪上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态，并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述失步重建模块还用于如果超过所述第一预定时间，或者如果在所述第一预定时间内所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态始终为异步状态，则主动更换所述当前基站的上一跳基站，并通过直接捕获更换后的上一跳基站的LRS信号的方式重新建立空口同步。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述失步重建模块还用于如果在第二预定时间内所述当前基站成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，跟踪更换后的上一跳基站的LRS信号，以使得所述当前基站与更换后的上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述失步重建模块还用于如果在第二预定时间内所述当前基站未能成功捕获到更换后的上一跳基站的LRS信号，则捕获相邻基站的PSS/SSS信号；如果捕获成功，则从相邻基站中重新选择一个基站作为所述当前基站的上一跳基站；然后捕获所选择的上一跳基站所发送的LRS信号，以使得所述当前基站与所选择的上一跳基站同步；然后将所述当前基站的当前同步/异步状态转变为同步状态；并触发所述通知模块将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述当前基站的上一跳基站的同步/异步状态为异步状态，且所述当前基站能够维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态；或者，在所述当前基站无法维持LRS信号跟踪时，所述当前基站的同步/异步状态会由同步状态变更为异步状态。
14.如权利要求8～13任一项所述的装置，其特征在于，所述通知模块进一步用于通过backhaul信令将所述当前基站的当前同步/异步状态主动通知给所述当前基站的所有相邻基站。
15.一种基站，其特征在于，所述基站包括如权利要求8～14任一项所述的空口失步重建的装置。
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