CN110891036B - 一种nprach定时同步估计的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，特别涉及一种NPRACH定时同步估计的方法及装置，用以在终端高速移动场景下，准确计算TA，该方法为：基站接收到终端发送的前导信号后，针对前导信号包含的各个符号组，会根据采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行频偏估计，再通过频偏补偿的方式获得粗相位估计结果和精相位估计结果，进而计算获得终端使用的TA，这样，考虑了多普勒频偏在不同时间点引入的相位差，并消除了多普勒频偏对NPRACH定时同步估计的影响，在高速环境也能够正确地进行NPRACH定时同步估计，从而能够准确地计算终端的TA，保证终端在高速状态下也能准确接入系统，进而有效提升了系统服务质量。

Description

一种NPRACH定时同步估计的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种NPRACH定时同步估计的方法及装置。
背景技术
在窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)系统中，终端进行随机接入的目的，是在终端和基站之间建立上行同步关系以及请求分配用于上行传输的专用资源。由于NB-IoT系统是窄带通信系统，因此，每个终端使用的窄带物理随机接入信道Narrowband Physical Random Access Channel，NPRACH)信道仅占用一个子载波带宽(即3.75khz)。终端通过NPRACH向基站发送前导信号(preamble)时，会在时域上持续较长时间发送，且可以重复发送多次，不同时刻通过跳频的方式选择不同子载波发送。
具体的，基站会为终端配置一个或多个窄带物理随机接入信道频带(NPRACHband)，每个NPRACH band由12个子载波构成，而终端会从基站配置NPRACH band中随机选择一个NPRACH band，并在选取的一个NPRACH band中的12个子载波内，选取起始子载波开始跳频发送preamble信号，不同的起始子载波对应不同的跳频路径；其中，preamble信号不再是码分序列，而是重复发送1。
例如，参阅1所示，终端发送的preamble信号由4个符号组(Symbol group)构成，symbol group之间在时域上连续，symbol group之间在频域上跳频。每个symbol group由5个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM符号加1个循环移动(cyclic shift，CP)构成，每个symbol group组内5个symbol都发1。
如图1所示，本发明实施例中，跳频方式需要遵守以下规则：
符号组1和符号组2的跳频间隔为正负1个子载波；
符号组3和符号组4的跳频间隔为正负1个子载波；
符号组2和符号组3的跳频间隔为正负6个子载波；
符号组1和符号组2的跳频间隔与符号组3和符号组4的跳频间隔相反；
符号组1和符号组4的跳频间隔与符号组2和符号组3的跳频间隔相同；
而标准定义preamble信号的传输次数可以设置为以下集合中的任意一种：[1,2,4,8,16,32,64,128]。
基于上述规则，终端可以制定跳频图样(即跳频方式)，并按照跳频图标，采用跳频方式向基站发送preamble信号。
相应的，当基站发送的preamble信号经过无线信道到达基站时，参阅图2所示，基站会执行以下操作来针对终端进行同步估计，即计算终端的时间提前量(Time Advanced，TA)：
A、基站会进行OFDM解调。
B、基站根据NPRACH时频资源位置解时频资源映射。
C、基站根据采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行粗相位估计，获得粗相位估计值。
D、基站根据采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行频偏估计，确定频偏对应的相位差。
E、基站根据采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，所述相位差，所述粗定时同步结果，进行精相位估计，获得精相位估计结果。
上述步骤A-步骤E是一次传输过程中的计算方式。
F、基站针对多次传输过程，计算各次传输的粗相位估计结果平均值，以及计算各次传输的精相位估计结果平均值。
G、基站根据粗相位估计结果平均值和精相位估计结果平均值，计算终端对应的TA值。
现有技术方案下，在进行粗相位估计时，参考了采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，并且忽略了频偏对粗相位估计造成的影响，这就限制了最大频偏不能超过178Hz，否则会影响粗相位估计结果的精准度。同时，在进行频偏估计时，参考了采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，这同样也限制了最大频偏不超过178Hz，否则无法准确进行频偏估计。
显然，已有技术下提供的技术方案，应用场景有限，只能适应于终端低速移动的场景，当终端高速移动时，已有技术下的算法基本失效。
发明内容
本发明实施例提供一种NPRACH定时同步估计的方法及装置，用以在终端高速移动场景下，准确计算时间提前量。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
一种NPRACH定时同步估计的方法，包括：
基站接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
基站根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
基站基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
可选的，基站接收终端按照设定传输次数发送的前导信号之后，在对各次传输进行频偏估计之前，进一步包括：
基站针对在一次传输中接收的前导信号包含的每一个符号组，分别执行以下操作：
计算一个符号组中各个符号对应的频域信道估计值；
将获得的各个符号对应的频域信号估计值求平均，获得所述一个符号组的频域信道估计值。
可选的，基站根据在所述一次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对所述一次传输进行相关性计算，包括：
基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第一计算结果；
基站将各个相邻符号组对应的第一计算结果相加，获得所述一次传输对应的相关性计算结果。
可选的，基站根据在一次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对所述一次传输进行粗相位补偿，包括：
基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第二计算结果；
基站将获得的各个第二计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加，获得所述一次传输对应的粗相位补偿初始结果；
基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的粗相位补偿初始结果的跳频方向，获得所述一次传输对应的粗相位补偿结果。
可选的，基站根据一次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对所述一次传输进行精相位补偿，包括：
基站针对采用指定跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第三计算结果：
基站将获得的各个第三计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加，获得所述一次传输对应的综合相位补偿结果；
基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的综合相位估计结果的跳频方向；
采用所述粗相位估计结果对调整后的所述综合相位补偿结果进行粗相位补偿，获得所述一次传输对应的精相位补偿结果。
可选的，基站基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的TA，包括：
基于所述粗相位估计结果与预设的快速傅立叶变换FFT窗口长度，计算TA粗估计值；
基于精相位估计结果与预设的FFT窗口长度，计算TA精估计值；
基于所述TA粗估计值和TA精估计值计算相应的TA值。
一种NPRACH定时同步估计的装置，包括：
接收单元，用于接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
第一处理单元，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
第二处理单元，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
第三处理单元，用于根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
计算单元，用于基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
一种存储介质，存储有用于实现NPRACH定时同步估计的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
一种通信装置，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行上述任一项所述的方法。
本发明实施例中，基站接收到终端发送的前导信号后，针对前导信号包含的各个符号组，会根据采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行频偏估计，再通过频偏补偿的方式获得粗相位估计结果和精相位估计结果，进而计算获得终端使用的TA，这样，考虑了多普勒频偏在不同时间点引入的相位差，并消除了多普勒频偏对NPRACH定时同步估计的影响，因此，可以使NPRACH定时同步估计算法适用于更大范围的频偏，即在高速环境也能够正确地进行NPRACH定时同步估计，从而能够准确地计算终端的TA，保证终端在高速状态下也能准确接入系统，进而有效提升了系统服务质量。
附图说明
图1为已有技术下NPRACH信道示意图结构图；
图2为已有技术下NPRACH上行定时同步估计原理示意图；
图3为本发明实施例中NPRACH上行定时同步估计原理示意图；
图4为本发明实施例中NPRACH上行定时同步估计流程示意图；
图5为本发明实施例中基站功能结构示意图。
具体实施方式
为了在终端高速移动场景下，准确计算时间提前量，本发明实施例中，基站接收到终端发送的前导信号后，针对前导信号包含的各个符号组，会根据采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行频偏估计，再通过频偏补偿的方式获得粗相位估计结果和精相位估计结果，以获取终端使用的TA。具体的，参阅图3所示，即是在现有算法的基础上改善频偏估计过程使其支持更大频偏，同时将高速频偏估计结果输出的相位差输入到精相位估计结果以及粗相位估计结果进行频偏补偿。
下面结合附图对本发明优选的实施方式作出进一步详细说明。
参阅图4所示，本发明实施例中，进行NPRACH定时同步估计的详细流程如下：
步骤400：基站接收终端按照设定传输次数发送的前导信号，并对前导信号进行解调。
本发明实施例中，参阅图1所示，终端会以符号组的形式按照设定的传输次数重复发送前导信号，而每一次传输中，终端按照设定的跳频图样，将前导信号包含的各个符号组进行跳频发送。
而基站在接收到前导信号后，会对前导信号进行解调，即将前导信号的时域序列去掉CP，再进行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)变换得到频域序列，其中，FFT点数为512点。
步骤410：基站执行解时频资源映射，根据预设的跳频图样从接收的前导信号中抽取出频域数据，每个OFDM符号的频域对应一个值。
进一步地，在执行步骤420之前，基站还需要计算出前导信号包含的各个符号组对应的频域信道估计值，具体的包括以下操作：
以一次传输为例，基站针对在一次传输中接收的前导信号包含的每一个符号组，分别执行以下操作：
计算一个符号组中各个符号对应的频域信道估计值；
将获得的各个符号对应的频域信号估计值求平均，获得所述一个符号组对应的频域信道估计值，以下称为一个符号组的频域信号估计值。
例如，假设针对一个符号组内的5个符号对应的频域信道估计值求平均后，获得一个符号组的频域信道估计值，记为：y(s,g),s＝1,2,...Nrep,g＝1,2,3,4,其中，s是传输次数索引，g是一次传输中符号组的组号。
步骤420：基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差。
具体的，以一次传输为例，在采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对所述一次传输进行相关性计算时，基站可以执行以下步骤：
首先，基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第一计算结果；
其次，基站将各个相邻符号组对应的第一计算结果相加求相关，获得所述一次传输对应的相关性计算结果。
例如，参阅图1所示，
符号组1和符号组2是采用最小跳频间隔1的一个相邻符号组，因此，采用公式
Figure BDA0001792534850000091
能够获得一个第一计算结果；
而符号组3和符号组4也是采用最小跳频间隔1的一个相邻符号组，因此采用公式
Figure BDA0001792534850000092
也能够获得一个第一计算结果；
然后，将获得的各个第一计算结果，采用以下公式共轭相乘后相加：
R(s)＝y*(s，1)y(s，2)+y*(s，3)y(s，4)＝|Hx|22cos(2πfsτ)ej2πΔfT
可以计算出一次传输对应的相关性计算结果。
其中，x为符号1，T为一个符合组的时域长度，τ为终端的TA偏差值(即由于频偏造成的TA偏差)，fs为一个子载波的带宽，即3.75khz，Δf为频偏。
上述各个步骤为针对一次传输获得的相关性估计结果，本发明实施例中，基站需要对各次传输对应的相关性估计结果求平均，获得相关性地结果平均值，具体可以采用公式
Figure BDA0001792534850000094
这样，可以根据符号组的跳频特性消除定时偏差τ带来的相位影响，从而估计残留频偏带来的相位差，具体可以采用公式φ＝angle(R)。
步骤430：基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果。
具体的，以一次传输为例，在采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对所述一次传输进行粗相位补偿时，基站可以执行以下步骤：
首先，基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第二计算结果；
其次，基站将获得的各个第二计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加。
例如，参阅图1所示，
符号组1和符号组2是采用最小跳频间隔1的一个相邻符号组，因此，采用公式
Figure BDA0001792534850000101
能够获得一个第二计算结果；
而符号组3和符号组4也是采用最小跳频间隔1的一个相邻符号组，因此采用公式
Figure BDA0001792534850000102
也能够获得一个第二计算结果；
然后，将获得的各个第二计算结果，采用以下公式进行频偏补偿后相加：
Figure BDA0001792534850000103
计算出一次传输对应的粗相位补偿初始结果，上述公式可以简化为：
Figure BDA0001792534850000104
其中，x为符号1，τ为终端的TA偏差值(即由于频偏造成的TA偏差)，fs为一个子载波的带宽，即3.75khz，φ表示相位差。
最后，基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的粗相位补偿初始结果的跳频方向，获得所述一次传输对应的粗相位补偿结果。
通过上述方式，基站可以按照预设的跳频图样，将各次传输对应的粗相位补偿结果的跳频方向调整一致，即将所有正跳频改为负跳频，或者，将所有负跳频改为正跳频，并将调整过跳频方向的粗相位估计结果
Figure BDA0001792534850000105
取共轭，以保证叠加后得到相位不抵消。
如，以均调整为负跳频为例，如果是负跳频则
Figure BDA0001792534850000106
如果是正跳频，则
Figure BDA0001792534850000107
上述各个步骤为针对一次传输获得的粗相位补偿结果，本发明实施例中，基站需要对各次传输对应的粗相位补偿结果求平均，获得粗相位补偿结果平均值，然后再基于粗相位补偿结果平均值计算粗相位估计结果；
可选的，可以采用以下公式：
Figure BDA0001792534850000111
步骤440：基站根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得相应的精相位估计结果。
具体的，以一次传输为例，在采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果平均值，对所述一次传输进行精相位补偿时，基站可以执行以下步骤：
首先，基站针对采用指定跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第三计算结果。
其次，基站将获得的各个第三计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加，获得所述一次传输对应的综合相位补偿结果。
例如，参阅图1所示，
符号组1和符号组4是采用指定跳频间隔6的一个相邻符号组，因此，采用公式
Figure BDA0001792534850000112
能够获得一个第三计算结果；
而符号组3和符号组2也是采用指定跳频间隔6的一个相邻符号组，因此采用公式
Figure BDA0001792534850000113
也能够获得一个第三计算结果；
然后，将获得的各个第三计算结果，采用以下公式进行频偏补偿后相加：
Figure BDA0001792534850000114
计算出一次传输对应的综合相位补偿结果，上述公式可以简化为：
Figure BDA0001792534850000121
其中，x为符号1，τ为终端的TA偏差值(即由于频偏造成的TA偏差)，fs为一个子载波的带宽，即3.75khz，φ表示相位差。
接着，基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的综合相位估计结果的跳频方向。
通过上述方式，基站可以按照预设的跳频图样，将各次传输对应的综合相位估计结果的跳频方向调整一致，即将所有正跳频改为负跳频，或者，将所有负跳频改为正跳频，并将调整过跳频方向的综合相位估计结果
Figure BDA0001792534850000122
取共轭，以保证叠加后得到相位不抵消。
如，以均调整为负跳频为例，如果是负跳频则
Figure BDA0001792534850000123
如果是正跳频，则
Figure BDA0001792534850000124
最后，基站采用所述粗相位估计结果对调整后的所述综合相位补偿结果进行粗相位补偿，获得所述一次传输对应的精相位补偿结果。
具体可以采用以下公式：
Figure BDA0001792534850000125
上述各个步骤为针对一次传输获得的精相位补偿结果，本发明实施例中，基站需要对各次传输对应的精相位补偿结果求平均，获得精相位补偿结果平均值，然后再基于精相位补偿结果平均值计算精相位估计结果；
可选的，可以采用以下公式：
Figure BDA0001792534850000126
步骤450：基站根据获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的TA。
具体的，可以基于粗相位估计结果与预设的FFT窗口长度，计算TA粗估计值，以及基于精相位估计结果与预设的FFT窗口长度，计算TA精估计值，最后，基于TA粗估计值和TA精估计值计算最终的TA值。
具体的，可以采用以下公式：
TA_small＝θsmallhop*Nfft/(2*π)
TA_large＝θlargehop*Nfft/(2*π*6)
TA＝TA_large+TA_small
其中，θsmallhop为粗相位估计结果，θlargehop为精相位估计结果，Nfft为预设的FFT窗口长度，TA的单位为采样点。
本发明实施例中，采用上述方式(如，车速超过120km/h)进行NPRACH定时同步估计后，如表1所示，针对高速场景获得的TA估计值与TA理想值的差距，与低速场景下相似，已经能够完全满足使用需求，达到理想状态。经现场实现，小区覆盖范围10km内，可以支持的最大多普勒频偏高达357Hz，在900M频段车速可超过200km/h。
表1(单位：采样点)
Figure BDA0001792534850000131
基于上述实施例，参阅图5所示，本发明实施例中，提供一种定时同步估计的装置(如，基站)，至少包括接收单元50、第一处理单元51、第二处理单元52、第三处理单元53和计算单元54，其中，
接收单元50，用于接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
第一处理单元51，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
第二处理单元52，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
第三处理单元53，用于根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
计算单元54，用于基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的TA。
基于同一发明构思，本发明实施例中，提供一种存储介质，存储有用于实现NPRACH定时同步估计的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的TA。
基于同一发明构思，本发明实施例中，提供一种通信装置，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行上述任意一项所述的方法。
综上所述，本发明实施例中，基站接收到终端发送的前导信号后，针对前导信号包含的各个符号组，会根据采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，进行频偏估计，再通过频偏补偿的方式获得粗相位估计结果和精相位估计结果，进而计算获得终端使用的TA，这样，考虑了多普勒频偏在不同时间点引入的相位差，并消除了多普勒频偏对NPRACH定时同步估计的影响，因此，可以使NPRACH定时同步估计算法适用于更大范围的频偏，即在高速环境也能够正确地进行NPRACH定时同步估计，从而能够准确地计算终端的TA，保证终端在高速状态下也能准确接入系统，进而有效提升了系统服务质量。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种窄带物理随机接入信道NPRACH定时同步估计的方法，其特征在于，包括：
基站接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
基站根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
基站根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
基站基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站接收终端按照设定传输次数发送的前导信号之后，在对各次传输进行频偏估计之前，进一步包括：
基站针对在一次传输中接收的前导信号包含的每一个符号组，分别执行以下操作：
计算一个符号组中各个符号对应的频域信道估计值；
将获得的各个符号对应的频域信号估计值求平均，获得所述一个符号组的频域信道估计值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基站根据在所述一次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对所述一次传输进行相关性计算，包括：
基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第一计算结果；
基站将各个相邻符号组对应的第一计算结果相加，获得所述一次传输对应的相关性计算结果。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基站根据在一次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对所述一次传输进行粗相位补偿，包括：
基站针对采用最小跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第二计算结果；
基站将获得的各个第二计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加，获得所述一次传输对应的粗相位补偿初始结果；
基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的粗相位补偿初始结果的跳频方向，获得所述一次传输对应的粗相位补偿结果。
5.如权利要求2－4任一项所述的方法，其特征在于，基站根据一次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对所述一次传输进行精相位补偿，包括：
基站针对采用指定跳频间隔的每一个相邻符号组分别执行以下操作：对一个相邻符号组中各个符号组的频域信道估计值进行共轭相乘，获得第三计算结果：
基站将获得的各个第三计算结果分别采用所述相位差进行频偏补偿后相加，获得所述一次传输对应的综合相位补偿结果；
基站按照预设的跳频方向，调整所述一次传输对应的综合相位估计结果的跳频方向；
采用所述粗相位估计结果对调整后的所述综合相位补偿结果进行粗相位补偿，获得所述一次传输对应的精相位补偿结果。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基站基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的TA，包括：
基于所述粗相位估计结果与预设的快速傅立叶变换FFT窗口长度，计算TA粗估计值；
基于精相位估计结果与预设的FFT窗口长度，计算TA精估计值；
基于所述TA粗估计值和TA精估计值计算相应的TA值。
7.一种窄带物理随机接入信道NPRACH定时同步估计的装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
第一处理单元，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
第二处理单元，用于根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
第三处理单元，用于根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
计算单元，用于基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
8.一种存储介质，其特征在于，存储有用于实现窄带物理随机接入信道NPRACH定时同步估计的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
接收终端按照设定传输次数发送的前导信号；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，对各次传输进行相关性计算，并基于各次传输的相关性计算结果平均值获得频偏对应的相位差；
根据各次传输中采用最小跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差，对各次传输进行粗相位补偿，并基于各次传输的粗相位补偿结果平均值获得粗相位估计结果；
根据各次传输中采用指定跳频间隔的相邻符号组的频域信道估计值，结合所述相位差和所述粗相位估计结果，对各次传输进行精相位补偿，并基于各次传输的精相位补偿结果平均值获得精相位估计结果；
基于获得的所述粗相位估计结果和所述精相位估计结果，计算相应的时间提前量TA。
9.一种通信装置，其特征在于，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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