CN105992334B

CN105992334B - 一种基于lte系统获取下行时间同步的方法

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Publication number: CN105992334B
Application number: CN201510085109.4A
Authority: CN
Inventors: 吉亚平; 单玉梅; 梁敏
Original assignee: SUZHOU SIMPLNANO ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SUZHOU SIMPLNANO ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2035-02-16
Also published as: CN105992334A

Abstract

本发明涉及一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法，该方法包括：根据主同步信号PSS频域数据和本地PSS频域序列，获得PSS频域信道；对PSS频域信道进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，获得PSS时域信道；计算PSS时域信道的幅度值，并确定PSS时域信道幅度峰值的位置；根据PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量；根据时间偏移量，对时间进行调整，获得小区的下行时间同步。本发明实施例根据LTE系统自身的特点，利用已有的主同步信号PSS的子载波间隔，使得下行同步时间偏移量的范围扩大，对LTE同步系统距离较远的相邻小区的下行同步获取具有较好的效果。

Description

一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法

技术领域

本发明属于长期演进(Long Term Evolution，LTE)移动通信技术领域，尤其涉及一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法。

背景技术

LTE系统是一种对时间同步要求较高的系统，获得小区精确的下行时间同步，才能保证上下行链路的稳定，确保数据的高吞吐量。

为获得小区精确的下行时间同步，现有技术中下行时间偏移量由下行参考信号RS的相位差获得，推导如下：

参考信号RS的时域信道与频域信道对应关系为：

其中h(n)为RS时域信道，H(k)为RS频域信道，δ为时间偏移量，频域上相邻两个信号之间相差6个子载波，假设其频域的信道估计值分别为H₁和H₂，则：

其中为H₁的共轭，H^*(k+6)为H(k+6)的共轭，由于为相邻的RS，所以H(k)H^*(k+6)近似为实数。

将频域上个RS信道估计两两做上述处理取平均值得：

其中代表下行整个带宽的资源块数。

由上述公式可知，时间偏移量δ的范围与正弦、余弦函数的周期性有关，故：

所以，

其中，N＝f_s/△f，△f＝15khz，f_s＝1/T_s，T_s为时间单元，并且可以取如下值：T_s＝1/(15000*2048)，计算得到时间偏移量的范围为：-170≤δ≤170。

现有技术提供的下行时间同步的方法，在同步偏差较大时，可能会超出算法所能检测到的最大范围，终端不能进行正确的时间同步的获取和调整，即，当以T_s为时间单元的下行同步时间偏移量的范围超出-170≤δ≤170时，用上述方法不能获得正确的下行时间同步。

发明内容

本发明提供的一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法，用以扩大时间偏移量的范围，实现LTE同步系统距离较远的相邻小区的下行同步。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法，该方法包括：

根据主同步信号PSS频域数据和本地PSS频域序列，获得PSS频域信道；

对所述PSS频域信道进行快速傅里叶逆变换(Inverse fast Fourier transform，IFFT)处理，获得PSS时域信道；

计算所述PSS时域信道的幅度值，并确定所述PSS时域信道幅度峰值的位置；

根据所述PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量；

根据所述时间偏移量，对时间进行调整，获得小区的下行时间同步。

优选地，所述本地PSS频域序列根据以下公式生成：

其中，u为根指数，且小区ID的组内编号0、1、2分别对应的u的取值为25、29、34。

优选地，所述PSS频域数据根据以下方式获取：

根据PSS频域数据所在的子帧号和符号来截取相应的PSS频域数据。

优选地，所述获得PSS频域信道，具体为：

根据如下公式，获取PSS频域信道：

H(k)＝Y(k)/X(k),k＝0,....,61

其中，X(k)为本地PSS频域序列，Y(k)为PSS频域数据，H(k)为PSS频域信道。

优选地，对所述PSS频域信道进行IFFT处理，获得PSS时域信道，具体为：

将所述频域信道补0到长度为M的序列，其中M为IFFT模块长度；

对M点进行IFFT处理，获得时域信道，其中时域信道为长度为M的复数序列。

优选地，所述计算所述PSS时域信道的幅度值，确定所述PSS时域信道幅度峰值的位置，具体为：

计算所述PSS时域信道各个点的幅度值；

获取PSS时域信道幅度值峰值的位置τ；

其中，所述时域信道为长度为M的复数序列。

优选地，所述根据所述PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量，具体为：

根据如下公式，计算得到时间偏移量：

其中，δ为时间偏移量，f_s＝1/T_s，T_s为时间单元，并且可以取如下值：T_s＝1/(15000*2048)，△f为PSS频域信号子载波的间隔，M为IFFT模块长度，τ为PSS时域信道幅度峰值的位置，且-M/2≤τ≤M/2。

优选地，所述根据所述时间偏移量，对时间进行调整，完成下行时间同步。

因此，本发明实施例的优势在于，避免了由于参考信号的子载波间隔6*15khz，计算得到的以T_s为时间单元的下行同步时间偏移量范围仅为-170≤δ≤170的局限性。根据LTE系统自身的特点，利用已有的主同步信号PSS的子载波间隔为15khz的特点，使得以T_s为时间单元的下行同步时间偏移量的范围扩大到-1024≤δ≤1024，即本发明所能计算的下行同步点的范围是现有方法的6倍，对LTE同步系统距离较远的相邻小区的下行同步获取具有较好的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于LTE系统获取下行时间同步方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于LTE系统获取下行时间同步方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，以分时长期演进(Time Division Long TermEvolution，TD-LTE)系统切换过程中终端对邻区时间同步点的计算为例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种基于LTE系统获取下行同步方法的流程图，如图1所示，本发明实施例获取下行同步的方法具体包括如下步骤：

步骤101，根据主同步信号PSS频域数据和本地PSS频域序列，获得PSS频域信道；

具体地，根据如下公式，获得PSS频域信道H(k)：

H(k)＝Y(k)/X(k),k＝0,....,61

其中，生成PSS本地频域序列X(k)，具体为：

根据TD-LTE系统自身的特点，一个无线帧为10ms,分为10个子帧，子帧1和子帧6为特殊子帧，根据OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统的时频结构，PSS频域序列位于特殊子帧的第三个OFDM符号上的62个子载波上。其生成公式如下：

其中u根据目标小区号和之间的关所得。根据所以查下表可得u

其中，获得PSS频域数据Y(k)，具体为：

根据PSS频域数据所在的子帧号，在下行接收过程中，接收子帧1或者子帧6的1ms的时域数据。根据PSS映射规则，

a_k,l＝d(n),n＝0,...,61

其中k代表在频域上的子载波标号，l代表在时间轴上的OFDM符号的标号，为在频域上一个资源块的子载波数，为下行资源块数。

由于PSS位于第三个符号上，l＝2，因此截取第三个符号的时域信号，并根据采样率，进行N'点快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT),得到频域信号，根据在频域的映射规则，获得长度为62的PSS频域数据。

步骤102，对所述PSS频域信道进行IFFT处理，获得PSS时域信道；

将所述频域信道H(k)补0到长度为M的序列H'(l),l＝0,...M-1，对M点进行IFFT处理，获得时域信道h(n)＝ifft(H'(l)),n＝0,...M-1，其中M为IFFT模块长度，且M>62，可取128、256等通用IFFT模块长度。

步骤103，计算所述PSS时域信道的幅度值，并确定所述PSS时域信道幅度峰值的位置；

计算各个点的幅度值abs(h(n)),n＝0,...M-1，然后获取幅度峰值的位置τ＝pos＝find(abs(h(n))＝＝max(abs(h(n))))，即峰值max(abs(h(n)))在长度为M的序列abs(h(n))中的下标，其中所述时域信道h(n)为长度为M的复数序列。

步骤104，根据所述PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量；

PSS时域信道幅度峰值的位置τ代表主同步点的位置。

具体地，根据δ与τ之间的倍数关系以及算得的τ，获得时间偏移量。

其中，获得δ与τ之间的倍数关系，具体为：

根据在不同的傅里叶逆变换下，时间偏移量相等的原理可得：

其中，δ为时间偏移量，f_s＝1/T_s，T_s为时间单元，并且可以取如下值：T_s＝1/(15000*2048)，△f为PSS频域信号子载波的间隔，M为IFFT模块长度，且M>62，可取128、256等通用IFFT模块长度，τ为PSS时域信道幅度峰值的位置，且-M/2≤τ≤M/2。计算得到：

因为-M/2≤τ≤M/2，所以

PSS频域信号子载波的间隔△f＝15khz。例如，M＝256时，把步骤103获得的PSS时域信道幅度峰值的位置τ的值，带入公式即可得到时间偏移量δ＝8τ。把△f和f_s带入公式中，可获得时间偏移量的范围为：-1024≤δ≤1024。

步骤105，根据所述时间偏移量，对时间进行调整，获得小区的下行时间同步。

本发明实施例的优势在于，避免了由于参考信号的子载波间隔6*15khz，计算得到的以T_s为时间单元的下行同步时间偏移量范围仅为-170≤δ≤170的局限性。根据LTE系统自身的特点，利用已有的主同步信号PSS的子载波间隔为15khz的特点，使得以T_s为时间单元的下行同步时间偏移量的范围扩大到-1024≤δ≤1024，即本发明所能计算的下行同步点的范围是现有方法的6倍，对LTE同步系统距离较远的相邻小区的下行同步获取具有较好的效果。

图2为本发明实施例提供的另一种基于LTE系统获取下行时间同步方法的流程图，如图2所示，本发明实施例的获取下行同步的方法具体包括如下步骤：

步骤201，获取主同步信号PSS频域数据；

根据PSS频域数据所在的子帧号和符号来截取相应的PSS频域数据X(k)。

步骤202，获取本地PSS频域序列；

具体地，根据如下公式，获得PSS频域序列Y(k)：

步骤203，根据PSS频域数据和本地PSS频域序列，获取PSS频域信道；

具体地，根据如下公式，获得PSS频域信道H(k)：

H(k)＝Y(k)/X(k),k＝0,....,61

步骤204，对所述PSS频域信道进行IFFT处理，获得PSS时域信道；

步骤205，计算所述PSS时域信道的幅度值，并确定所述PSS时域信道幅度峰值的位置；

步骤206，根据所述PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量；

PSS时域信道幅度峰值的位置τ代表主同步点的位置。

其中，获得δ与τ之间的倍数关系，具体为：

其中，δ为时间偏移量，f_s＝1/T_s，T_s为时间单元，并且可以取如下值：：T_s＝1/(15000*2048)，△f为PSS频域信号子载波的间隔，M为IFFT模块长度，且M>62，可取128、256等通用IFFT模块长度，τ为PSS时域信道幅度峰值的位置，且-M/2≤τ≤M/2。

计算得到：

因为-M/2≤τ≤M/2，所以

PSS频域信号子载波的间隔△f＝15khz。例如，当M＝128时，把步骤103获得的PSS时域信道幅度峰值的位置τ的值，带入公式即可得到时间偏移量δ＝16τ。把△f和f_s带入公式中，可获得时间偏移量的范围为：-1024≤δ≤1024。

步骤207，根据所述时间偏移量，对时间进行调整，获得小区的下行时间同步。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于LTE系统获取下行时间同步的方法，其特征在于，所述方法包括：

对所述PSS频域信道进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，获得PSS时域信道；

根据所述PSS时域信道幅度峰值的位置，获得下行时间偏移量，具体为：

根据如下公式，计算得到时间偏移量：

其中，δ为时间偏移量，f_s＝1/T_s，T_s为时间单元，Δf为PSS频域信号子载波的间隔，M为IFFT模块长度，τ为PSS时域信道幅度峰值的位置，且-M/2≤τ≤M/2；

2.根据权利要求1所述的获取下行时间同步的方法，其特征在于，所述本地PSS频域序列根据以下公式生成：

3.根据权利要求1所述的获取下行时间同步的方法，其特征在于，所述PSS频域数据根据以下方式获取：

4.根据权利要求1所述的获取下行时间同步的方法，其特征在于，所述获得PSS频域信道，具体为：

根据如下公式，获取PSS频域信道：

H(k)＝Y(k)/X(k),k＝0,....,61

5.根据权利要求1所述的获取下行时间同步的方法，其特征在于，对所述PSS频域信道进行快速傅里叶逆变换IFFT处理，获得PSS时域信道，具体为：

将所述频域信道补0到长度为M的序列，其中M为IFFT模块长度；

6.根据权利要求1所述的获取下行时间同步的方法，其特征在于，所述计算所述PSS时域信道的幅度值，确定所述PSS时域信道幅度峰值的位置，具体为：

计算所述PSS时域信道各个点的幅度值；

获取PSS时域信道幅度值峰值的位置τ；

其中，所述时域信道为长度为M的复数序列。