CN113037590A - 一种用于通信系统中的时延估计方法和装置 - Google Patents

一种用于通信系统中的时延估计方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于通信系统中的时延估计方法和装置,方法包括步骤:获取接收信号的时域信号;获取接收信号的频域信号;信道估计;获取第一频域时延估计值;获得修正后的时延估计值集合;利用时延估计值集合中每个时延估计值补偿频域信道估计值;信道估计值合并;反补偿;计算度量值,获得度量值集合;获得第二频域时延估计值。本发明能够有效应用于移动通信各个物理信道频域时延估计及频域随机接入信道Preamble检测,提高了时延估计准确度和估计范围。

Description

一种用于通信系统中的时延估计方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种用于通信系统中的时延估计方法和装置。
背景技术
随着物联网通信技术的发展,催生了面向低成本、低功耗、广覆盖、远距离、低带宽等种类繁多的业务,对小区中心及小区边缘通信质量也提出了更高的要求,特别在覆盖距离更广,路径损失更大,要求的接收机灵敏度更高的的场景,已有时延估计方法已无法满足高精度时延估计要求,由于频域时延估计相位翻转因素,这里所述的相位翻转,是指通常估计方法会使用频域上的信道估计值的相位差来获取时延估计值,而用于估计的相位存在以2π和其整数倍周期进行翻转的情况,由于噪声和估计误差的影响,以及当真实时延值造成的相位偏转超过2π时,都有可能导致出现所述翻转现象,即以2π取模。这种情况会导致大量小区中心及边缘用户时延估计不准确,从而影响通信质量,降低系统容量。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于通信系统中的时延估计方法,包括步骤:
获取接收信号的时域信号;
对时域信号进行傅里叶变换,获取接收信号的频域信号;
对接收到的频域信号中的参考信号进行信道估计,获得参考信号的第一频域信道估计值;
使用相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关得到相关值,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值;
使用获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;
对修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合:
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿第一频域信道估计值的相位,按照第一频域信道估计值和其频域位置,补偿修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值;
使用第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;
使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;
在修正后的时延估计值集合对应的度量值集合中选择度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值;
所述第二频域时延估计值即为获得的最终时延估计值。
一种时延估计装置,包括:
时域信号获取单元,用于获得时域接收信号;
时频转换单元,用于对接收到的时域信号进行去循环前缀,傅里叶变换得到频域信号;
信道估计单元,用于对所述频域信号中的参考信号进行信道估计,得到所述频域参考信号的频域信道估计值;
频域时延初始估计单元,使用所述相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值;
修正参数计算子单元,确定所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元所执行的次数,确定每次执行时,频域时延修正量生成子单元的所述的时延修正的精度和修正基准;根据所述修正参数计算子单元确定的执行次数、生成的时延修正的精度和修正量基准精度,执行所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,最终获得的第二频域时延估计值为时延估计值;执行次数大于或等于一次;
频域时延修正量生成单元,使用所述获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;
对所述修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,分别通过频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合:
频域时延修正量补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿所述第一频域信道估计值,按照所述第一频域信道估计值其频域位置,补偿所述修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值;
信道估计合并子单元,使用所述第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
频域时延修正量反补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;反补偿的方法是对所述修正时延估计值取负,再按照所述频域时延修正量补偿子单元的补偿方法补偿所述修正时延估计值造成的相位变化;
频域时延度量值计算子单元,使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;将计算得到的度量值记录到度量值集合中;
度量值选择和时延确定单元,用于在所述度量值集合中选择出某个度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值;所述第二频域时延估计值即为获得的最终时延估计值;
所述频域时延度量值计算子单元与度量值选择和时延确定单元相连,用于:所述频域时延度量值计算子单元使用所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值,获得对应的信号功率值,获得噪声估计值,计算SNR值作为度量值;所述度量值选择和时延确定单元采用最大SNR值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值之间的误差量,所述度量值选择和时延确定单元采用最小误差量所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值对应的信号功率值,作为度量值,所述度量值选择和时延确定单元采用最大功率值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
时域信号获取单元、时频转换单元、信道估计单元、频域时延初始估计单元、修正参数计算子单元、频域时延修正量生成单元、频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元、频域时延修正量生成单元依次相连;度量值选择和时延确定单元与频域时延修正量生成单元相连。
本发明的有益效果在于:本发明能够有效应用于移动通信各个物理信道频域时延估计及频域随机接入信道Preamble检测,提高了时延估计准确度和估计范围。
附图说明
图1是本本发明方法的流程示意图;
图2是本发明方法包含相位翻转修正处理判断过程的流程示意图;
图3是本发明装置的示意图;
图4是本发明装置包含相位翻转修正处理判断子单元的示意图;
图5是本发明实例中的NPRACH Preamble Format1本地时域修正参考信号和接收信号相关的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明:
如附图1所示,一种用于通信系统中的时延估计方法,包括步骤:
获取接收信号的时域信号;
对时域信号进行傅里叶变换,获取接收信号的频域信号;
对接收到的频域信号中的参考信号进行信道估计,获得参考信号的第一频域信道估计值;
使用相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关得到相关值,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值H1(k);
使用获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;设修正基准为A,修正精度为B,多个修正量分别为[B,2B,3B,4B,……,n*B],修正基准值分别加上修正量以获得的修正后的时延估计值集合,分别为[A+B,A-B,A+2B,A-2B,A+3B,A-3B,……,A+n*B,A-n*B];
对修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合;
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿第一频域信道估计值H1(k)的相位,按照第一频域信道估计值和其频域位置,补偿修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值:H2(k)=H1(k)*e-j2πkΔt
其中k为频域子载波索引,Δt为所述修正时延估计值;
使用第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;反补偿的方法是对修正时延估计值取负,再按照补偿方法进行补偿;
使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;
在修正后的时延估计值集合对应的度量值集合中选择度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值。
进一步的,所述获取的度量值和选取度量值对应的修正时延估计值的方法为:
使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获得对应的信号功率值,获得噪声估计值,计算SNR值作为度量值,最大SNR值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:
获取第四频域信道估计值和第一频域信道估计值之间的误差量,最小误差量所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:
获取所述第四频域信道估计值对应的信号功率值,作为度量值,最大功率值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值。
进一步的,所述获得修正后的时延估计值集合过程包括:设修正基准为A,修正精度为B,多个修正量分别为[B,2B,3B,4B,……,n*B],修正基准值分别加上修正量以获得的修正后的时延估计值集合,分别为[A+B,A-B,A+2B,A-2B,A+3B,A-3B,……,A+n*B,A-n*B]。
进一步的,所述合并操作选取至少其中一种方法:
求所有子载波上的信道估计值的平均值,作为第三频域信道估计值;
或:
对所述第二频域信道估计值的子载波划分成不同的子带,获得不同子带上的第二频域信道估计值的平均值,作为第三频域信道估计值;
或:
对所述第二频域信道估计值的子载波划分成不同的子带,获得不同子带上的第二频域信道估计值的平均值,对所述子带的平均值进行滤波操作,作为第三频域信道估计值。
进一步的,如附图2所示,还包括步骤:
利用所述第二频域时延估计值作为输入频域时延估计值,判断是否需要进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果小于第一门限,或者所述输入频域时延估计值如果大于第二门限,则进行相位翻转修正处理,所述输入频域时延估计值如果介于第一门限和第二门限间之间,则不进行相位翻转修正处理;
所述相位翻转修正处理包括:
获取相位翻转时延修正值集合:获取相位翻转时延修正值集合:设输入频域时延估计值为A,获取导致相位翻转的周期时延值B,该时延值会导致输入频域时延估计值发生2π翻转,B的整数倍周期叠加输入频域时延估计值,得到相位翻转时延修正值集合为[A,A+B,A-B,A+2B,A-2B,……,A+n*B,A-n*B];其中n为整数。
获取本地时域参考信号集合,本地时域参考信号可以使用本地频域参考信号的傅里叶反变换生成,对所述本地时域参考信号使用所述相位翻转时延修正值集合中的时延估计值,对本地时域参考信号进行相应的时延,构成本地时域修正参考信号集合;
获取相关值和输出时延估计值:利用所述接收信号的时域数据与本地时域参考信号集合内的本地时域修正参考信号进行相关,选取最大相关值对应的时延值作为时域时延估计值输出;
如果不进行相位翻转修正处理,则直接将输入频域时延估计值作为输出的时域时延估计值。
进一步的,所述在频域上获得第二频域时延估计值的方法还包括:
多次执行所述获得修正后的时延估计值集合;所述获得每个修正时延估计值对应的度量值,所述获得度量值集合;在所述度量值集合中选择出某个度量值对应的修正时延估计值的操作,以所述获得的第二频域时延估计值作为下一次执行所述获得修正后的时延估计值集合方法时的使用的时延修正基准值;每次执行在频域上获得第二频域时延估计值的方法的步骤时,使用的时延修正基准值和修正量,即获得修正后的时延估计值集合可以是不同的。
进一步的,所述获取相关值和输出时延估计值的方法包括:获取接收时域数据与所述本地时域参考信号集内的本地参考信号的误差量,选取最小误差对应的时延值作为时域时延估计值输出。
如附图3所示,一种时延估计装置,包括:
时域信号获取单元,用于获得时域接收信号;
时频转换单元,用于对接收到的时域信号进行去循环前缀,傅里叶变换得到频域信号;
信道估计单元,用于对所述频域信号中的参考信号进行信道估计,得到所述频域参考信号的频域信道估计值;
频域时延初始估计单元,使用所述相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值;
修正参数计算子单元,确定所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元所执行的次数,确定每次执行时,频域时延修正量生成子单元的所述的时延修正的精度和修正基准;根据所述修正参数计算子单元确定的执行次数、生成的时延修正的精度和修正量基准精度,确定所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,最终获得的第二频域时延估计值为时延估计值;执行次数大于或等于一次。
频域时延修正量生成单元,使用所述获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;
对所述修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,分别通过频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合:
频域时延修正量补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿所述第一频域信道估计值,按照所述第一频域信道估计值其频域位置,补偿所述修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值;
信道估计合并子单元,使用所述第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
频域时延修正量反补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;反补偿的方法是对所述修正时延估计值取负,再按照所述频域时延修正量补偿子单元的补偿方法补偿所述修正时延估计值造成的相位变化;
频域时延度量值计算子单元,使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;将计算得到的度量值记录到度量值集合中;
度量值选择和时延确定单元,用于在所述度量值集合中选择出某个度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值。所述第二频域时延估计值获得的最终时延估计值;
所述频域时延度量值计算子单元和度量值选择和时延确定单元相连,至少用于:所述频域时延度量值计算子单元使用所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值,获得对应的信号功率值,获得噪声估计值,计算SNR值作为度量值;所述度量值选择和时延确定单元采用最大SNR值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值之间的误差量,所述度量值选择和时延确定单元采用最小误差量所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值对应的信号功率值,作为度量值,所述度量值选择和时延确定单元采用最大功率值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
时域信号获取单元、时频转换单元、信道估计单元、频域时延初始估计单元、修正参数计算子单元、频域时延修正量生成单元、频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元、频域时延修正量生成单元依次相连;度量值选择和时延确定单元与频域时延修正量生成单元相连。
进一步的,如附图4所示,该装置还包括:
翻转修正处理判断子单元,用于利用所述第二频域时延估计值作为输入频域时延估计值,判断是否需要进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果小于第一门限,则进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果大于第二门限,则进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果介于第一门限和第二门限间之间,则不进行相位翻转修正处理;
如果所述翻转修正处理判断子单元的判断结果是需要进行相位翻转修正处理,则所述装置还包括:
本地相位翻转时延生成子单元,用于获取相位翻转时延修正值集合:设输入频域时延估计值为A,获取导致相位翻转的周期时延值B,该时延值会导致输入频域时延估计值发生2π翻转,B的整数倍周期叠加输入频域时延估计值,得到相位翻转时延修正值集合为[A,A+B,A-B,A+2B,A-2B,……,A+n*B,A-n*B];其中n为整数;
本地时域参考信号生成子单元,用于获取本地时域参考信号集合:本地时域参考信号使用本地频域参考信号的傅里叶反变换信号生成,对所述本地时域参考信号使用所述相位翻转时延修正值集合中的时延估计值,对本地时域参考信号进行相应的时延,构成本地时域修正参考信号集合;
相关值计算和时延值选择子单元,用于利用所述接收时域数据与所述本地时域参考信号集合内的本地时域修正参考信号进行相关,选取最大相关值对应的时延值作为时域时延估计值输出;如果所述翻转修正处理判断子单元的判断结果是不需要进行相位翻转修正处理,则直接将输入频域时延估计值作为输出的时域时延估计值;
度量值选择和时延确定单元、翻转修正处理判断子单元、本地相位翻转时延生成子单元,本地时域参考信号生成子单元、相关值计算和时延值选择子单元依次相连。
进一步的,所述装置为无线通信系统中的基站或者eNB或者gNB或者分布式基站设备或用户设备或计算机可读存储介质。
下面以NB-IoT系统的NPRACH的时延估计为例,时延估计包括如下步骤:
根据资源配置从射频通道提取基带时域信号;
去掉每个基带时域OFDM符号的循环前缀,进行快速傅里叶变换,得到OFDM频域信号;
利用本地参考信号与相同位置的OFDM频域接收信号进行相关,得到对应参考信号位置的最小二乘(Least Square,LS)信道估计值;
同一OFDM符号以一定间隔对不同子载波LS信道估计值进行相关,进行时延估计,得到频域时延估计值;
利用多个修正量对所述频域时延估计值进行修正,并利用SNR最大准则进行准确时延估计值选择。
本实施例计算修正后的时延估计值集合方法如下:
设修正基准为所述频域时延估计值,记为TOcoarse,修正精度为56Ts(Ts为系统采样间隔),获得的修正后的时延估计值集合TOstep1_correction,设第一频域时延估计值TO1=TOcoarse,第二频域时延估计值TO2=TOcoarse+56Ts,第三频域时延估计值TO3=TOcoarse-56Ts;TOstep1_correction=[TO1 TO2 TO3]T
对所述LS信道估计值分别进行时延补偿,并计算SNR值,根据SNR最大准则确定时延修正值:
Figure BDA0002958213380000131
输出的频域时延估计值为:
TO=TOstep1
基站得到的频域时延估计值由于在小区中心和小区边缘存在相位翻转导致时延估计准确度降低。首先判断是否需要进行相位翻转修正处理,对于需要进行相位翻转修正处理的,利用接收时域数据与添加不同时延的本地时域信号进行相关,根据相关值大小确定是否属于小区中心相位翻转或小区边缘相位翻转。
以NPRACH Preamble Format1格式为例,其中,A1 Ts≤TO≤B1 Ts为PreambleFormat1小区半径内时延可正常估计区间,修正时延TOfinal=TO;即不进行相位翻转修正处理;其中A1表示Preamble Format1小区半径内时延可正常估计区间的下界,可以取300Ts,B1表示Preamble Format1小区半径内时延可正常估计区间的上界,可以取7892Ts。
相位翻转修正选择本地时域信号经过时延后的第二个符号组循环前缀与接收时域信号的第二个符号组循环前缀进行相关,根据相关值大小选择对应的修正时延值作为输出。
TO<A1 Ts为Preamble Format1小区半径扩展-10us及小区边缘相位翻转区间,需要进行相位翻转修正处理,计算本地时域参考信号经过TO时延后的第二个符号组的循环前缀与接收时域信号的第二个符号组的循环前缀的相关值作为value1,计算本地时域参考信号经过TO+N1时延后的第二个符号组的循环前缀与接收时域信号的第二个符号组的循环前缀的相关值作为value2,具体计算方法如下:
Figure BDA0002958213380000141
Figure BDA0002958213380000142
TOfinal=maxTO,TO+N1(value1,value2)
其中,Data1local(2,n)为本地时域信号经过TO(Ts)时延后的第二个符号组循环前缀,Data2local(2,n)为本地时域信号经过TO+N1(Ts)时延后的第二个符号组循环前缀,Datanoise(2,n)为接收时域信号的第二个符号组循环前缀,循环前缀长度为8192Ts,其中N1=8192Ts。
选择最大相关值对应的时延估计值作为最终输出的时延估计值。
B1 Ts<TO为Preamble Format1小区半径扩展+10us及小区中心相位翻转区间,需要进行相位翻转修正处理,计算本地时域参考信号经过TO时延后的第二个符号组的循环前缀与接收时域信号的第二个符号组的循环前缀的相关值作为value1,计算本地时域参考信号经过TO-N1时延后的第二个符号组的循环前缀与接收时域信号的第二个符号组的循环前缀的相关值作为value2,具体计算方法如下:
Figure BDA0002958213380000151
Figure BDA0002958213380000152
TOfinal=maxTO,TO-N1(value1,value2)
其中,Data1local(2,n)为本地时域信号经过TO(Ts)时延后的第二个符号组循环前缀,Data2local(2,n)为本地时域信号经过TO-N1(Ts)时延后的第二个符号组循环前缀,Datanoise(2,n)为接收时域信号的第二个符号组循环前缀,循环前缀长度为8192Ts,其中N1=8192Ts。
选择最大相关值对应的时延估计值作为最终输出的时延估计值。
本发明利用频域正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)符号上相邻或间隔的参考信号的相位变化,进行多次时延估计、时延补偿和时延修正,并利用估计的信噪比最大准则从多个时延修正量中选出最佳时延估计值,最后对最佳时延估计值进行相位旋转修正,提高了时延估计准确度。本发明能够有效应用于移动通信各个物理信道频域时延估计及频域随机接入信道(Physcial RandomAccessChannel,PRACH)Preamble检测。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,包括步骤:
获取接收信号的时域信号;
对时域信号进行傅里叶变换,获取接收信号的频域信号;
对接收到的频域信号中的参考信号进行信道估计,获得参考信号的第一频域信道估计值;
使用相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关得到相关值,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值;
使用获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;
对修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合:
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿第一频域信道估计值的相位,按照第一频域信道估计值和其频域位置,补偿修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值;
使用第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
使用修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;
使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;
在修正后的时延估计值集合对应的度量值集合中选择度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值。
2.根据权利要求1所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,所述获取的度量值和选取度量值对应的修正时延估计值的方法为:
使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获得对应的信号功率值,获得噪声估计值,计算SNR值作为度量值,最大SNR值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:
获取第四频域信道估计值和第一频域信道估计值之间的误差量;最小误差量所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:
获取所述第四频域信道估计值对应的信号功率值,作为度量值,最大功率值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值。
3.根据权利要求1所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,所述获得修正后的时延估计值集合过程包括:设修正基准为A,修正精度为B,多个修正量分别为[B,2B,3B,4B,……,n*B],修正基准值分别加上修正量以获得的修正后的时延估计值集合,分别为[A+B,A-B,A+2B,A-2B,A+3B,A-3B,……,A+n*B,A-n*B]。
4.根据权利要求1所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,所述合并操作选取至少其中一种方法:
求所有子载波上的信道估计值的平均值,作为第三频域信道估计值;
或:
对所述第二频域信道估计值的子载波划分成不同的子带,获得不同子带上的第二频域信道估计值的平均值,作为第三频域信道估计值;
或:
对所述第二频域信道估计值的子载波划分成不同的子带,获得不同子带上的第二频域信道估计值的平均值,对所述子带的平均值进行滤波操作,作为第三频域信道估计值。
5.根据权利要求1所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,还包括步骤:
利用所述第二频域时延估计值作为输入频域时延估计值,判断是否需要进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果小于第一门限,或者所述输入频域时延估计值如果大于第二门限,则进行相位翻转修正处理,所述输入频域时延估计值如果介于第一门限和第二门限间之间,则不进行相位翻转修正处理;
所述相位翻转修正处理包括:
获取相位翻转时延修正值集合:获取相位翻转时延修正值集合:设输入频域时延估计值为A,获取导致相位翻转的周期时延值B,该时延值会导致输入频域时延估计值发生2π翻转,B的整数倍周期叠加输入频域时延估计值,得到相位翻转时延修正值集合为[A,A+B,A-B,A+2B,A-2B,……,A+n*B,A-n*B];其中n为整数。
获取本地时域参考信号集合,本地时域参考信号可以使用本地频域参考信号的傅里叶反变换生成,对所述本地时域参考信号使用所述相位翻转时延修正值集合中的时延估计值,对本地时域参考信号进行相应的时延,构成本地时域修正参考信号集合;
获取相关值和输出时延估计值:利用所述接收信号的时域数据与本地时域参考信号集合内的本地时域修正参考信号进行相关,选取最大相关值对应的时延值作为时域时延估计值输出;
如果不进行相位翻转修正处理,则直接将输入频域时延估计值作为输出的时域时延估计值。
6.根据权利要求1或2任一所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,所述在频域上获得第二频域时延估计值的方法还包括:
多次执行所述获得修正后的时延估计值集合;所述获得每个修正时延估计值对应的度量值,所述获得度量值集合;在所述度量值集合中选择出某个度量值对应的修正时延估计值的操作,以所述获得的第二频域时延估计值作为下一次执行所述获得修正后的时延估计值集合方法时的使用的时延修正基准值;每次执行所述在频域上获得第二频域时延估计值的方法的步骤时,使用的时延修正基准值和修正量,即获得修正后的时延估计值集合可以是不同。
7.根据权利要求1或2任一所述一种用于通信系统中的时延估计方法,其特征在于,所述获取相关值和输出时域时延估计值的方法包括:获取接收时域数据与所述本地时域参考信号集内的本地参考信号的误差量,选取最小误差对应的时延值作为时域时延估计值输出。
8.一种时延估计装置,其特征在于,包括:
时域信号获取单元,用于获得时域接收信号;
时频转换单元,用于对接收到的时域信号进行去循环前缀,傅里叶变换得到频域信号;
信道估计单元,用于对所述频域信号中的参考信号进行信道估计,得到所述频域参考信号的频域信道估计值;
频域时延初始估计单元,使用所述相同OFDM符号上的频域信道估计值进行相关,使用相关值的相位获得第一频域时延估计值;
修正参数计算子单元,确定所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元所执行的次数,确定每次执行时,频域时延修正量生成子单元的所述的时延修正的精度和修正基准;根据所述修正参数计算子单元确定的执行次数、生成的时延修正的精度和修正量基准精度,确定所述频域时延修正量生成单元,频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,最终获得的第二频域时延估计值为时延估计值;执行次数大于或等于一次;
频域时延修正量生成单元,使用所述获得的第一频域时延估计值作为修正基准值,使用多个修正量对所述修正基准值进行修正,获得修正后的时延估计值集合;
对所述修正后的时延估计值集合中的每个修正时延估计值,分别通过频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元,获得每个修正时延估计值对应的度量值,获得度量值集合:
频域时延修正量补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值分别补偿所述第一频域信道估计值,按照所述第一频域信道估计值其频域位置,补偿所述修正时延估计值造成的相位变化,获得第二频域信道估计值;
信道估计合并子单元,使用所述第二频域信道估计值,进行合并操作,获得第三频域信道估计值;
频域时延修正量反补偿子单元,使用所述修正后的时延估计值集合中的修正时延估计值,对第三频域信道估计值进行反补偿,获得第四频域信道估计值;反补偿的方法是对所述修正时延估计值取负,再按照所述频域时延修正量补偿子单元的补偿方法补偿所述修正时延估计值造成的相位变化;
频域时延度量值计算子单元,使用第四频域信道估计值和第一频域信道估计值,获取度量值;将计算得到的度量值记录到度量值集合中;
度量值选择和时延确定单元,用于在所述度量值集合中选择出某个度量值对应的修正时延估计值作为第二频域时延估计值。所述第二频域时延估计值获得的最终时延估计值;
所述频域时延度量值计算子单元与度量值选择和时延确定单元相连,用于:所述频域时延度量值计算子单元使用所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值,获得对应的信号功率值,获得噪声估计值,计算SNR值作为度量值;所述度量值选择和时延确定单元采用最大SNR值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值和所述第一频域信道估计值之间的误差量,所述度量值选择和时延确定单元采用最小误差量所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
或:所述频域时延度量值计算子单元获取所述第四频域信道估计值对应的信号功率值,作为度量值,所述度量值选择和时延确定单元采用最大功率值所对应的修正时延估计值为第二频域时延估计值;
时域信号获取单元、时频转换单元、信道估计单元、频域时延初始估计单元、修正参数计算子单元、频域时延修正量生成单元、频域时延修正量补偿子单元、信道估计合并子单元、频域时延修正量反补偿子单元、频域时延度量值计算子单元、度量值选择和时延确定单元、频域时延修正量生成单元依次相连;度量值选择和时延确定单元与频域时延修正量生成单元相连。
9.根据权利要求8所述一种时延估计的装置,其特征在于,还包括:
翻转修正处理判断子单元,用于利用所述第二频域时延估计值作为输入频域时延估计值,判断是否需要进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果小于第一门限,则进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果大于第二门限,则进行相位翻转修正处理;所述输入频域时延估计值如果介于第一门限和第二门限间之间,则不进行相位翻转修正处理;
如果所述翻转修正处理判断子单元的判断结果是需要进行相位翻转修正处理,则所述装置还包括:
本地相位翻转时延生成子单元,用于获取相位翻转时延修正值集合:设输入频域时延估计值为A,获取导致相位翻转的周期时延值B,该时延值会导致输入频域时延估计值发生2π翻转,B的整数倍周期叠加输入频域时延估计值,得到相位翻转时延修正值集合为[A,A+B,A-B,A+2B,A-2B,……,A+n*B,A-n*B];其中n为整数;
本地时域参考信号生成子单元,用于获取本地时域参考信号集合:本地时域参考信号使用本地频域参考信号的傅里叶反变换信号生成,对所述本地时域参考信号使用所述相位翻转时延修正值集合中的时延估计值,对本地时域参考信号进行相应的时延,构成本地时域修正参考信号集合;
相关值计算和时延值选择子单元,用于利用所述接收时域数据与所述本地时域参考信号集合内的本地时域修正参考信号进行相关,选取最大相关值对应的时延值作为时域时延估计值输出;如果所述翻转修正处理判断子单元的判断结果是不需要进行相位翻转修正处理,则直接将输入频域时延估计值作为输出的时域时延估计值;
度量值选择和时延确定单元、翻转修正处理判断子单元、本地相位翻转时延生成子单元,本地时域参考信号生成子单元、相关值计算和时延值选择子单元依次相连。
10.根据权利要求8所述一种时延估计的装置,其特征在于,所述装置为无线通信系统中的基站或者eNB或者gNB或者分布式基站设备或用户设备或计算机可读存储介质。
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