CN107466462B - 用于精确时偏估计的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在移动无线通信系统中确定路径上的信号到达接收器的到达时间的方法。本方法包括：获得接收器接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)，并导出CIR的功率特征。本方法包括：生成功率特征关于时间的一阶导数，从表征候选信号路径的功率特征的一阶导数中选择一些或全部极值，以及选择一个或多个所述候选信号路径。本方法优选包括：通过评估每个所述候选信号路径的能量值和阈值，来确定第一路径上的信号到达接收器的到达时间。

Description

用于精确时偏估计的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于在移动无线(蜂窝)通信系统中确定一条路径上的信号到达接收器的到达时间的方法和装置，更具体地但不排他地涉及一种用于在正交频分多路复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)移动无线通信系统中时偏估计的方法和装置。

背景技术

无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，如电话、视频、数据、消息传送和广播。典型的无线通信系统采用多址接入技术，通过共享可用系统资源(如频率/时间资源)来支持多用户通信。这种多址接入技术的例子包括时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、码分多址(CDMA)系统、时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统和单载波频分多址(SC-FDMA)系统。

这些多址接入技术已被用于各种电信标准中，以提供一种通用协议，使不同无线设备能够在市政、国家、区域乃至全球层面进行通信。电信标准的一个例子是长期演进(LTE)。LTE是由3GPP组织(Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动电信系统)移动标准的增强标准。旨在通过提高频谱效率、降低成本、改善服务、利用新频谱、以及更好地集成其它开放标准(最好在下行链路(downlink，DL)使用OFDMA，在上行链路(uplink，UL)使用SC-FDMA)，从而更好地支持移动宽带上网。

对移动无线(蜂窝)通信网络内的用户设备(User Equipment，UE)进行精确而可靠的定位的需求日益增加。有些方法使用网络内的实体来确定UE的位置。3GPP标准有多个标准位置确定(定位)方法，包括网络辅助全球导航卫星系统(GNSS)方法、下行链路定位方法、基于小区ID的方法、以及基于增强小区ID的方法。3GPP还支持使用以上多种方法的混合定位方法。在这些支持定位的方法中，LTE系统中有两个主要的定位方法，即客户辅助/基于网络的定位方法，和基于网络的定位方法。基于小区ID的方法和基于增强小区ID的方法是基于网络的定位方法的典型示例类型。

图1A显示了一种典型的客户辅助/基于网络的定位范例，其中接收信号5的UE 1测量所接收到的信号强度和所接收到的信号时间差，并将这些测量值6传送到基站(BS)或eNB2，基站(eNB)或eNB 2随后将它们7传送到E服务移动定位中心(E-Serving MobileLocation Centre，E-SMLC)3，其利用这些测量值来估计UE 1在移动网络内的位置，更具体地是在服务BS/eNB2的小区内的位置。E-SMLC 3可以在BS/eNB 2中提供。为了比较，图1B显示一种典型的基于网络的定位范例，其中UE1正常地与BS/eNB 2进行通信，并不需要具体地报告任何测量值，其中BS/eNB 2本身从接收到的信号8测量所接收到的信号强度和所接收到的信号时间差，将这些测量值7发送到E-SMLC 3，其利用这些测量值来估计UE 1在移动网络内的位置。在后一种情况下，BS/eNB 2还可以测量信号到达角度用于位置估计过程。

客户辅助/基于网络的定位范例(图1A)需要用户参与。例如，移动设备(UE)的用户可能需要在UE 1上安装一个应用程序或者在UE 1上建立一个特定配置。基于网络的定位范例(图1B)不需要在UE 1上安装任何应用程序，也不需要在UE 1上建立任何特定配置。只要打开UE 1，基于网络的定位范例就可以检测到UE 1的位置。如果UE 1的用户丢失了UE 1且希望移动网络服务提供商远程定位和/或锁定UE 1，这将是很有用的。

使用基于网络的定位范例来检测UE 1位置的准确性取决于检测第一信号到达路径的精确度，更具体地说，第一到达路径上的信号到达BS/eNB 2的时间，该路径包括：在信号发送装置如UE 1和信号接收器如BS/eNB 2之间的最小传播距离的路径。但是，如图2所示的多路径效应可能使第一信号到达路径与其它信号路径(诸如反射信号路径)变得难以区分，这在室内环境中尤其明显。如图2所示，从UE 1到BS/eNB 2的视线(line of sight，LOS)信号路径P1可能会被障碍物4中断，使得反射信号P2、P3经由较长的传播路径到达BS/eNB2，但功率较高。LOS路径P1和反射路径P2、P3包括一组多路径。结果，由于多路径效应，BS/eNB 2的接收到的信号的信道脉冲响应(channel impulse response，CIR)的峰值功率可能与第一信号到达路径(LOS路径P1)不相符。目前已经做了许多尝试来解决上述问题。

US8199702和US8576782各自披露了在无线网络、基站收发器站和无线网络设备中的基带恢复以最小化定时符号的数量，同时使无线设备能够使用相对较低的每个符号采样率，使得要求最小处理来实现定时恢复。在训练序列期间，每个预期的符号间隔使用相对较低数量的采样。选择并处理采样的子集以便确定每个采样的误差信号。误差信号乘以预期符号并被求和以便形成一个误差信号。使用该误差信号来调整会结合后续符号使用并处理的采样集。该误差信号还用于在可用采样之间进行内插以便无穷小地接近最大开眼点。

US2004/0170197披露了一种在接收器上同步正交频分多路复用(OFDM)IEEE802.11a数据包的方法。802.11a数据包有一系列短训练序列(short training sequence，STS)符号作为前导码。802.11a数据包PLCP前导码中的STS和修改的参考STS在接收器上的互相关，即八个样本循环移位，产生一个主相关峰值，但减少了前叶和后叶。为了定位这个互相关的峰值，运行一个互相关函数的二阶导数。峰值选择包括：对局部峰值的中间邻域上所有峰值的位置和幅度进行比较；从PLCP前导码中的第一STS的互相关函数内选择一个峰值，将第一STS的位置和幅度与第二STS的位置和幅度进行比较。根据这两个独立的计算，估计OFDM帧的开始。

US2007/0019538披露了对于通信系统中的符号同步，接收对应于发送信号的多个符号，其中该多个符号包括保护间隔。使用多个接收到的符号获得峰值相关。获得峰值相关的二阶导数，并根据该二阶导数标识相应保护间隔内的一个或多个峰值。基于该峰值相关的二阶导数来估计每个接收到的符号的符号起始时间。

US7570707披露了一种在RF极性发射机的包络线或相位信号路径中引入延迟以消除在这两条路径之间延迟失配的方法。对于这两个信号路径，较快的信号可能被数字处理器延迟，或者较慢的信号可能被提早传输，使得在这两个信号路径中的信号同步到达一个指定的电路节点。可以在包络信号路径或相位信号路径中实施时移，用于减少或增加信号路径的时间。

US2010/0165915披露了一种无线网络，其中基站收发器站和无线联网设备被配置为通过以下步骤来实现基带恢复：在每个估计的训练符号间隔期间以相对较低的次数来采样所接收的训练序列以便对每个估计的训练符号间隔获得相对较低数目的采样；然后，选择相对较低数目的采样的连续子集，获得与子集相关的一阶导数；将所述一阶导数乘以预期的数据符号以获得用于所述训练符号间隔的误差信号。累积来自后续的训练符号间隔的误差信号以形成一个累积误差信号；使用该累积误差信号的第一部分来结合处理后续的训练符号以调整将把相对较低数目的采样中的哪些包括在所述连续子集中；然后，使用误差信号的第二部分来确定最大开眼位置的可能位置以根据训练序列估计定时相位。

US2006/0133525披露了一种通信系统中使用的符号定时估计方法，其中符号在一个信号中连续发送，每个符号包括预定数量的符号采样，其中一系列L个符号采样是在其最初出现之后的重复N个符号采样，其中L和N是整数。该方法包括：使用N和L接收所述信号并处理接收到的信号中的符号样本，以获得最初出现的序列和重复序列的相关函数。根据所获得的相关函数产生一个用于符号定时估计的基本测量，并根据基本度量的二阶导数产生一个用于符号定时估计的二阶导数测量。符号定时是根据基本测量和二阶导数测量进行估计的。二阶导数测量的第一峰值被认为是第一到达峰的上升沿，但在许多情况下，这不是到达接收器的第一路径。

因此，需要提供一种改进方法来识别在移动无线通信网络的多路径环境中到达的第一信号路径，即识别哪个信号路径构成到达接收器的第一信号路径或者很可能构成到达的第一信号路径，或者确定在第一信号路径或可能的第一信号路径上的信号到达接收器的信号到达时间。

发明内容

本发明的一个目的是在一定程度上减轻或消除与确定无线通信网络多路径环境中信号路径上的信号到达接收器的到达时间相关的一个或多个问题。

上述目的是通过主要权利要求的特征组合来达到的；从属权利要求披露了本发明的其他优选实施例。

本发明的另一个目的是提供一种确定多路径环境中第一路径上的信号的到达时间的方法和装置。

本发明的另一个目的是在某种程度上减轻或消除与已知无线通信系统相关的一个或多个问题。

本领域技术人员将从以下描述中获得本发明的其它目的。因此，以上目的的陈述并不是穷尽性的，仅是用于说明本发明的一些目的。

本发明提供一种在移动无线通信系统中确定路径上的信号到达接收器的到达时间的方法。本方法包括：获得接收器接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)并导出CIR的功率特征。本方法包括：生成功率特征关于时间的一阶导数，从功率特征的一阶导数中选择一些或所有极值，作为候选信号路径的指标，以及选择一个或多个所述候选信号路径。本方法优选地包括：通过根据阈值来评估的每个所述候选信号路径的能量值，来确定第一路径上信号到达接收器的到达时间。

在第一方面，本发明提供一种在移动无线通信系统中确定路径上的信号到达接收器的到达时间的方法，本方法包括以下步骤：获得接收器接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)；导出CIR的功率特征；生成功率特征关于时间的一阶导数；从功率特征的一阶导数中选择一些极值作为候选信号路径的指标；以及选择一个或多个所述候选信号路径。

在第二方面，本发明提供一种存储机器可读代码的非暂时性计算机可读介质，当机器可读代码由处理器执行时，所述非暂时性计算机可读介质使移动无线通信网络中的接收器能够执行本发明第一方面的步骤。

在第三方面，本发明提供一种移动无线通信系统中的接收器，用于确定路径上的信号到达接收器的到达时间的，该接收器包括：非暂时性计算机可读介质，其存储机器可读代码；和处理器，其被配置成执行所述机器代码以使接收器能够执行本发明第一方面的步骤。

接收器可以包括移动无线通信系统中的基站(BS)或eNB。

本发明内容不一定披露了定义本发明所必需的所有特征；本发明可以存在于所披露特征的子组合中。

附图说明

以下结合附图通过示例对优选实施例进行描述，本发明的前述和其它特征将越发明显，其中：

图1A描述移动无线通信网络中的一个典型的客户辅助/基于网络的用户设备定位范例；

图1B描述移动无线通信网络中的一个典型的基于网络的用户设备定位范例；

图2描述移动无线通信网络中的一个多路径信号路径环境；

图3仅通过范例描述本发明实施例的网络架构；

图4仅通过范例描述本发明实施例的接入网络；

图5描述在LTE架构中发送LTE探测参照信号(sounding references signals，SRS)。

图6是根据本发明在接收器上实施系统元件/模块和过程步骤的流程示意图；

图7A是图6过程示意图的一部分，描述元件/模块和过程步骤：获得接收器接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)并导出CIR的功率特征；

图7B是图6过程示意图的一部分，描述元件/模块和过程步骤：生成功率特征关于时间的一阶导数，并从功率特征的一阶导数中选择一些极值作为候选信号路径的指标；

图7C是图6过程示意图的一部分，描述元件/模块和过程步骤：选择一个或多个所述候选信号路径；

图8A是从eNB接收到的信号的CIR导出功率对时间的特征的干净版本；

图8B显示功率对时间的特征，其中找出功率峰值作为可能的候选信号路径；

图9A显示功率对时间的特征，其中从其生成一阶导数信号；

图9B显示功率对时间的特征，其中找出候选信号路径；

图9C显示功率对时间的特征，其中显示候选信号路径的能量值；

图9D显示功率对时间的特征，其中显示与阈值能量值比较后的剩余候选信号路径；和

图9E显示功率对时间的特征，其中显示导出第一路径到达接收器的到达时间值。

具体实施方式

以下仅通过示例描述优选实施例，并不限制实施本发明所必需的特征组合。

本说明书使用的“一个实施例”或“实施例”是指有关实施例描述的特定特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”并不一定都指代相同的实施例，也不是与其它实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，描述了可以由一些实施例而不是由其它实施例展示的各种特征。类似地，描述了可能是一些实施例要求的但不是其它实施例要求的各种要求。

应当理解，图中所示的元件能够以各种形式的硬件、软件或其组合来实施。这些元件可以在一个或多个适当编程的通用设备上以硬件和软件组合来实施，其可以包括处理器、存储器和输入/输出接口。

本说明书说明了本发明的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出即使未在本文中明确描述或显示但体现了本发明原理并包含在其精神和范围内的各种设置。

此外，本文中描述本发明原理、方面和实施方案的所有陈述及其具体实例都旨在涵盖其结构和功能等同物。此外，该等同物旨在包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，例如，为执行相同功能而开发的任何元件，不管其结构如何。

因此，本领域技术人员将理解，本文所呈现的框图表示体现本发明原理的系统和设备的概念视图。

附图所示的各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够执行适当软件的硬件来提供。当功能由处理器提供时，可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独处理器(其中一些可以是共享处理器)来提供。此外，明确使用的术语“处理器”或“控制器”不应被解释为能够执行软件的硬件，可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储器。

在本发明的权利要求中，表示为执行指定功能的装置旨在涵盖执行该功能的任何方式，包括诸如a)执行该功能的电路元件的组合或b)任何形式的软件(包括固件、微代码等)与用于执行该软件的适当电路的组合，以执行该功能。由权利要求所定义的本发明存在这样的事实，即由各种陈述装置提供的功能以权利要求所要求的方式组合并汇集在一起。因此，认为能够提供这些功能的任何装置等同于本文所示的那些装置。

本发明通常涉及在移动(蜂窝)无线通信系统中进行时偏估计的方法和装置，更具体地但并非排他性地涉及正交频分多路复用(OFDM)系统中进行精确时偏估计的方法和装置。

图3是仅通过示例描述一种能够执行本发明方法的LTE网络架构10的示意图，但是本领域技术人员将理解，该方法也可以在其它网络架构中执行。图3的LTE网络架构10可以被称为演进分组系统(Evolved Packet System，EPS)10。EPS 10可以包括一个或多个用户设备(UE)12、演进UMTS陆地无线电接入网络(Evolved UMTS Terrestrial Radio AccessNetwork，E-UTRAN)14、演进分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)16、归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)18和运营商的因特网协议(IP)服务20。EPS 16可以与其它接入网络互连，为了简单起见，附图未显示这些实体/接口。如图所示，EPS提供分组交换服务，但是，本领域技术人员将容易理解，在本披露中呈现的各种概念可以扩展到提供电路交换服务的网络。

E-UTRAN 14包括eNB 142和其它eNB 144。eNB 142向UE 12提供用户和控制平面协议终止。eNB 142可以经由回程(如X2接口)连接到其它eNB 144。在此，eNB 142也可以被称为BS、节点B、接入点、TRP、基站收发器站、无线电基站、无线电收发器、收发机功能、基本服务集(basic service set，BSS)、扩展服务集(extended service set，ESS)或一些其它合适的术语。eNB 142为UE 12提供一个到EPC 16的接入点。UE 12的例子包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(session initiation protocol，SIP)电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、卫星广播、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(如MP3播放器)、照相机、游戏机、平板电脑或任何其它类似的功能设备。本领域技术人员也可以将UE12称为移动台、用户台、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户台、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、用户代理、移动客户端、客户端或一些其它合适的术语。

eNB142连接到EPC 16。EPC 16可以包括移动管理实体(Mobility ManagementEntity，MME)162、其他MME 164、服务网关166、多媒体广播多播服务(MultimediaBroadcast Multicast Service，MBMS)网关168、广播组播服务中心(Broadcast MulticastService Center，BM-SC)170和分组数据网络(Packet Data Network，PDN)网关172。MME162是处理UE 12与EPC 16之间信令的控制节点。通常，MME 162提供承载和连接管理。所有用户IP包通过服务网关166传送，服务网关166本身连接到PDN网关172。PDN网关172为UE提供IP地址分配以及其它功能。PDN网关172连接到运营商的IP服务20。运营商的IP服务20可以包括因特网、内联网、IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)和PS流服务(PSStreaming Service，PSS)。BM-SC 170可以提供功能用于MBMS用户服务提供和传送。BM-SC170可以用作内容提供商MBMS传输的入口点，可以用于在PLMN内授权和发起MBMS承载服务，还可以用于调度和传送MBMS传输。MBMS网关168可以用于将MBMS流量分发给eNB(如142、144)，其属于广播特定服务的多播广播单频网(Multicast Broadcast Single FrequencyNetwork，MBSFN)区域，还可以负责会话管理(开始/停止)并收集与eMBMS相关的收费信息。eNB 142包括处理器145和用于存储机器可读指令如软件的存储器147，当机器可读指令由处理器145执行时，可以配置eNB 142来执行本发明的方法。

图4显示图3的LTE网络架构中的接入网络200的示例。在该示例中，接入网络200被划分成多个蜂窝区域(小区)202。在该示例的接入网络200中没有集中式控制器，但是在一些配置中可以使用集中式控制器。eNB 204可以被配置以提供所有无线相关功能，包括无线承载控制、准入控制、移动性控制、调度、安全性、以及到服务网关166的连接。一个eNB可以支持一个或多个小区(也称为扇区)。术语“小区”可以是指服务于一个特定覆盖区域的eNB和/或eNB子系统的最小覆盖区域。此外，术语“eNB”、“基站”和“小区”在本文中可互换使用。

接入网络200采用的调制和多址方案可以根据所实施的特定电信标准的不同而不同。在LTE应用中，优选在DL上使用OFDM，在UL上使用SC-FDMA以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。本领域技术人员将从以下详细描述中容易地理解，本文中呈现的各种概念非常适合LTE应用。然而，这些概念可以容易地扩展到采用其它调制和多址技术的其它电信标准。作为示例，这些概念可以扩展到演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是第三代合作伙伴计划2(3GPP2)制定的空中接口标准，作为CDMA2000系列标准的一部分，并采用CDMA以向移动台提供宽带上网。这些概念还可以扩展到采用宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA其它变体的通用陆地无线接入(UTRA)，例如TD-SCDMA、采用TDMA的全球移动通信系统(GSM)、和演进UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE802.20以及采用OFDMA的Flash-OFDM。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM在3GPP组织的文档中都有描述。CDMA2000和UMB在3GPP2组织的文档中有描述。实际的无线通信标准和所采用的多址接入技术将取决于系统的具体应用和整体设计约束。

LTE中UL有两种参考信号。第一种是解调参考信号(Demodulation ReferenceSignal，DM-RS)，其用于在eNB 142上启用相干信号解调。这些信号与UL数据进行时间复用，并使用与数据相同的带宽，在UL时隙的第四或第三SC-FDMA符号上发送，用于正常或扩展循环前缀(cyclic prefix，CP)。UL的第二种参考信号是探测参考信号(SRS)，其用于允许信道依赖(即频率选择性)UL调度，因为DM-RS不能用于该目的，这是由于它们在分配的带宽上被分配给UE 12。SRS被分配从主上行链路控制信道(Primary Uplink Control Channel，PUCCH)和主上行链路共享信道(Primary Uplink Shared Channel，PUSCH)发送。SRS可以在UL子帧300的最后一个符号的任何数量子载波上发送，而不管子载波是否分配给另一个信道，如图5所示。SRS 302由UE 12发送，向接收器(eNB)142提供该UE 12的信道特征。eNB 142可以使用该信息以分配良好的UL配置，以供UE 12在其上发送。

图6是执行本发明方法时在诸如eNB 142的接收器上实施的系统元件和处理步骤的流程图。图7A至7C还描述了系统元件和处理步骤。应当理解，系统元件和处理步骤可以通过在诸如eNB 142的接收器上的软件、中间件和硬件的任何组合来实施。

本发明旨在识别所有潜在信号峰值，并根据这些峰值来确定接收器上第一到达路径的时间。图8A和8B描述在eNB 142上接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)的导出功率特征。图9A-E描述包括本文定义的本发明方法的例程、方案或方法组合。

通常，本发明方法确定移动无线通信系统10中一个路径上的信号到达eNB 142的到达时间，优选地，涉及确定第一路径信号的到达时间，第一路径信号包括从发送设备UE12到接收设备eNB 142的最短传播距离的信号。本方法包括以下步骤：获得接收器上接收到的信号的信道脉冲响应(CIR)，导出CIR的功率特征，这些步骤在图6和7A有详细描述。本方法包括：产生功率特征关于时间的一阶导数，从功率特征的一阶导数中选择一些极值作为候选信号路径的指标，这些步骤在图6和7B有详细描述。最后，本方法包括：选择一个或多个所述候选信号路径，该步骤在图6和7C有详细描述。以下将详细说明这些步骤。

图8A是eNB 142接收来自UE12的信号的CIR所导出的功率对时间的特征400的干净版本。eNB 142接收到的信号的CIR和从其导出的功率对时间的特征400可以通过任何合适的已知方法获得，以下将描述优选方法。图8B显示相同的导出功率特征400，但是识别功率特征中的转折点或峰值402，其可以包括UE 12和eNB 142之间多径环境里的可能候选信号路径。图8B中的虚线404确定可能构成到达的第一路径406，在这种情况下将看到它与最大功率的峰值408不对应。

参考图6和7A，在eNB 142上接收到的信号500的CIR优选是通过导出接收到的信号500与本地训练序列502的互相关来获得。接收到的信号500，即由UE 12发送到eNB 142的信号，优选包括上行链路(UL)LTE OFDM探测参考信号(SRS)500。优选地，本地训练序列502是由eNB 142上的序列生成模块504生成的OFDM SRS 502，用于导出接收的SRS 500与本地产生的SRS 502的互相关或自相关。首先在FFT模块506上通过快速傅里叶变换(FFT)将接收到的SRS 500转换成频域，可以获得接收到的SRS 500与本地产生的SRS 502之间的互相关。接着，以技术人员所熟悉的方式，接收到的SRS 500通过提取模块508从信号资源网格中的配置区域中提取出。一旦提取了SRS 500，则在乘法模块510中将其与本地生成的SRS 502相乘。接着，乘法模块510的乘积512优选在频域上的采样模块515中被上采样到一个大于FFT的尺寸。最后，通过逆离散傅立叶变换(IDFT)模块514，将上采样的乘积516转换到时域以获得接收到的SRS 500与本地生成的SRS 502之间的互相关，从而提供CIR517。

再次参考图6和7A，优选地，CIR 517的功率特征400可以通过以下步骤导出：首先使用功率累积模块518以累积多个子帧中接收到的SRS 500和本地生成的SRS 502之间的互相关功率，然后在功率求和模块520上将多个子帧中接收到的SRS 500的累积功率加总以提供一个互相关累积功率，即功率特征400。接收到的SRS 500的子帧数和帧数可以被选择或计算(即预定)。

参考图6、7B和9A，通过一阶导数产生模块602产生互相关累积功率(功率特征400)关于时间的一阶导数600。一阶导数信号600可以以已知方式产生。在一阶导数信号600上选择一些或全部候选信号路径。

参考图6、7B、7C和9A-E，选择一些或全部候选信号路径包括：从一阶导数信号600中选择一些极值作为候选信号路径的指标。从一阶导数信号600中选择一些极值的步骤优选包括：从一阶导数信号600中选择所有极值，尽管没必要如此。在第一步骤中，使用诸如信号处理模块604来找出一阶导数信号600上的所有最大值(Max₁...Max_N)和最小值(Min₁....Min_N)。信号处理模块604被配置以将每个找出的最大点与其后的最小点配对，每个配对所定义的轨迹606₁..606_N(图9B)被认为是一个候选信号路径，更具体地，被认为是候选第一到达信号路径。

一旦找出被认为是候选第一到达路径的所有轨迹606₁..606_N，能量评估模块608计算每个轨迹606₁..606_N的能量值。通过将在功率特征400的一阶导数信号600上从所述轨迹606_N的起点Max_N到终点Min_N(由有关轨迹606_N最大极值点和其后最小极值点所定义)的互相关累积功率加总，能量评估模块608计算每个轨迹606₁..606_N的能量值。轨迹606₁..606_N的能量值包括轨迹606₁..606_N的功率特征曲线400下的对应区域609₁..609_N，如图9C所示。

本发明方法涉及从一个或多个选择的候选信号路径即轨迹606₁..606_N导出信号到达时间。这可以包括：使用所有轨迹606₁..606_N的能量值609₁...609_N及其到达eNB 142的相应到达时间来确定第一路径上的信号到达eNB 142的到达时间。但是，优选地，它包括：使用能量值比较模块610将每个所述轨迹606₁..606_N的能量值609₁...609_N与阈值进行比较，对于能量值小于阈值的任何候选信号路径即轨迹606₁..606_N，不予考虑。图9C显示了能量值比较步骤的结果，其中只有两个轨迹606₃和606₄未被排除，可供考虑。虽然在该图示中两个剩下的轨迹是相邻轨迹，但是应当理解，并不必总是如此。

本发明方法的最后部分包括：使用处理模块612来评估能量值等于或大于阈值的未被排除的候选信号路径606₃和606₄。如果仅剩下一个未被排除的候选信号路径，则该信号路径的时间被选择为第一路径上的信号到达eNB 142的到达时间。但是，如果有两个或多个未被排除的候选信号路径，如图9C所示，那么除了选择具有最大能量值的未被排除的候选信号路径606₄外，还选择第一个候选信号路径(图9C中最左侧的未被排除的路径606₃)。从这两个选择的候选信号路径606₃和606₄，数据处理模块612确定第一路径上信号的到达时间，为所选择的两条候选信号路径606₃和606₄的相应时间的加权和。该加权和可以包括到达时间的普通平均值，但也可以根据所选择的未被排除的候选信号路径606₃和606₄的相应能量值来施加不同权重。

图9E显示了由eNB 142确定的UE12的时间值t₀，作为图9A-D所示范例的eNB 142上第一路径到达的时间值。

用于确定潜在路径是否被认为是候选第一路径之一的能量阈值，优选是通过计算CIR 517的平均能量值并将该平均能量值乘以一个缩放因子而获得，其中缩放因子取决于或是从UE 12和eNB 142之间的信号路径环境的拓扑导出。这可以通过模拟每个信号路径环境或场景来获得。更具体地说，由于能量阈值取决于环境的拓扑结构，所以最好是通过模拟来获得。因此，在设计和部署无线网络之前，选择一个合适的传播信道统计模型。根据该信道模型，对一个合适的设计模型进行模拟，获得和分析路径功率上的统计。然后根据从模拟获得的功率统计来确定阈值。阈值也可以通过测试来验证，如果阈值太高，那么很可能只有最大功率候选信号路径将不被排除，因此一些潜在和重要的路径被忽略，或者如果阈值太低，则可能包含一些微小能量的路径。因此，可以调整阈值以考虑这种结果，或者甚至指定一个没有任何模拟结果的阈值。阈值可以表示为一个缩放因子乘以CIR的平均能量值。从模拟结果可以看出，在6到10范围之间的缩放因子是合适的，更具体地说，缩放因子8覆盖了大多数室内和室外信道模型。

上述方法可用于在正交频分多路复用(OFDM)系统中进行时偏估计。

本发明还提供了一种存储机器可读代码的非暂时性计算机可读介质，当其由处理器执行时，使得在移动无线通信系统中的接收器能够执行上述方法的步骤。

本发明还提供了一种用于移动无线通信系统的接收器，其被配置以执行上述方法的步骤。

上述装置可以至少部分地以软件方式实施。本领域技术人员将理解，上述装置可以至少部分地使用通用计算机设备或使用定制设备来实施。

这里，可以在包括通信系统的任何装置上执行本文所述方法和装置的各个方面。该技术程序方面可以被认为是通常以可执行代码和/或相关数据格式的“产品”或“制造品”，所述可执行代码和/或相关数据是以机器可读介质类型的方式承载或体现。“存储”型介质包括移动站、计算机、处理器等的任何或所有存储器或其相关模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以在任何时候提供存储以进行软件编程。有时可以通过互联网或各种其它电信网络来传送全部或部分软件。例如，这种通信可以使软件从一个计算机或处理器加载到另一个计算机或处理器中。因此，可以承载软件元素的另一种类型介质包括光、电和电磁波，例如通过有线和光学固定电话网络以及各种空中链路之间使用的在本地设备之间的物理接口。承载这种波的物理元件，诸如有线或无线链路、光链路等，也可以被认为是携带该软件的介质。如本文所使用的，除非限于有形的非暂时的“存储”介质，否则术语计算机或机器“可读介质”是指参与向处理器提供指令以执行的任何介质。

虽然已经在附图和前述中详细地说明和叙述了本发明，但其仍被视为说明性的而不是限制性的，应当理解，本文仅显示和描述了典型实施例，并没有以任何方式限制本发明的范围。可以理解，本文所述的任何特征可以与任何实施例一起使用。说明性实施例不是彼此排斥或排斥未在本文中叙述的其它实施例。因此，本发明还提供包括上述一个或多个说明性实施例组合的实施例。在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改和变化，因此，这种限制只应由所附权利要求书指定。

在所附权利要求和本发明的前述中，除非上下文因语言表达或必要含义另外要求之外，词语“包括”或诸如“包含”的变体以包容性意义使用，即指定存在的所述特征，但不排除在本发明的各种实施例中存在或添加的其它特征。

应当理解，如果在本文中提及任何现有技术的出版物，则该引用并不构成承认该出版物形成本领域公知常识的一部分。

Claims (19)

1.一种在移动无线通信系统中确定路径上的信号到达接收器的到达时间的方法，所述方法包括步骤：

获得接收器接收到的信号的信道脉冲响应；

导出所述信道脉冲响应的功率特征；

生成所述功率特征关于时间的一阶导数；

从所述功率特征的一阶导数中选择所有极值，作为候选信号路径的指标；和

选择一个或多个所述候选信号路径。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：从所述一个或多个所述候选信号路径中导出信号到达时间。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

通过评估每个所述候选信号路径的能量参数，确定第一路径上的信号到达所述接收器的到达时间。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：根据阈值评估每个所述候选信号路径的能量值。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：使用所有候选信号路径的能量值及其相应的到达所述接收器的到达时间，来确定所述第一路径上的信号到达所述接收器的到达时间。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括：对于能量值小于所述阈值的任何候选信号路径，给予排除。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：根据排除了能量值小于所述阈值的候选信号路径后剩余的任何未被排除的候选信号路径，确定所述第一路径上的信号到达所述接收器的到达时间，由此：

如果仅剩下一个未被排除的候选信号路径，则选择该信号路径的时间作为所述第一路径上的信号的所述到达时间；和

如果剩下两个或多个未被排除的候选信号路径，选择第一个剩余候选信号路径，并选择具有最大能量值的剩余候选信号路径，确定所述第一路径上的信号的到达时间为所述选择的第一剩余候选信号路径和所述选择的最大能量值的剩余候选信号路径的相应时间的加权和。

8.根据权利要求1所述的方法，其中从所述功率特征的一阶导数中选择所有极值的步骤包括：将每个最大极值点与其后的最小极值点进行配对，从而找出所有候选信号路径。

9.根据权利要求1所述的方法，其中获得接收器接收到的信号的CIR包括：导出所述接收到的信号与本地训练序列的互相关。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述接收到的信号包括上行链路LTE的探测参考信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述本地训练序列是在所述接收器上产生的探测参考信号，用于导出所述接收到的信号与所述本地训练序列的互相关。

12.根据权利要求11所述的方法，其中导出所述接收到的信号和所述本地训练序列之间的互相关包括：

通过快速傅里叶变换将所述接收到的信号转换到频域；

从信号资源网格中的配置区域提取所述接收到的信号的探测参考信号；

将所述提取的探测参考信号与所述本地训练序列相乘；

对所述提取的探测参考信号与所述本地训练序列相乘的乘积进行上采样至一个大于快速傅里叶变换的尺寸；和

通过逆离散傅里叶变换将所述乘积转换到时域，以获得所述接收到的信号与所述本地训练序列之间的互相关。

13.根据权利要求10所述的方法，其中导出所述信道脉冲响应的功率特征的步骤包括：累积多个子帧的探测参考信号的所述接收到的信号和所述本地训练序列之间互相关的功率。

14.根据权利要求13所述的方法，其中还包括：通过将所述功率特征的一阶导数的最大极值点和其后的最小极值点定义的所述候选信号路径的起点到终点的互相关累积功率加总，计算每个所述候选信号路径的能量值。

15.根据权利要求1所述的方法，其中进一步包括在正交频分多路复用系统中进行时偏估计。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收器包括所述移动无线通信系统中的基站或eNB。

17.一种非暂时性计算机可读介质，其存储机器可读代码，当所述机器可读代码由处理器执行时，所述非暂时性计算机可读介质使移动无线通信网络中的接收器执行以下步骤：

获得所述接收器接收到的信号的信道脉冲响应；

导出所述信道脉冲响应的功率特征；

生成所述功率特征关于时间的一阶导数；

从所述功率特征的一阶导数选择所有极值，作为候选信号路径的指标；和

选择一个或多个所述候选信号路径。

18.一种移动无线通信系统中的接收器，用于确定路径上的信号到达所述接收器的到达时间，所述接收器包括：

非暂时性计算机可读介质，其存储机器可读代码；

处理器，被配置为执行所述机器可读代码以使处理器能够执行以下步骤：

获得所述接收器接收到的信号的信道脉冲响应；

导出所述信道脉冲响应的功率特征；

生成所述功率特征关于时间的一阶导数；

从所述功率特征的一阶导数中选择所有极值，作为候选信号路径的指标；和

选择一个或多个所述候选信号路径。

19.根据权利要求18所述的接收器，所述接收器包括移动无线通信系统中的基站或eNB。

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