技术领域
[0001] 本
发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种定时偏移估计方法及装置。
背景技术
[0002] 在长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统中，基站(evolved NodeB，简称为eNB或eNodeB)为了实现上行同步，需要每个用户设备(User Equipment，简称为UE)发出的上行
信号都能同步达到基站，因此必须估计出每个UE的定时偏移，然后命令UE调整其发射时间。
[0003] 相关技术中，有几种获取定时偏移的方法，不同方法的实现复杂度和估计
精度有所不同。例如，LTE中物理随机接入信道(PhysicalRandom Access Channel，简称为PRACH)信道用于上行的随机接入，基站检测UE发出的PRACH信号，通过PRACH可以估计出初始的定时偏移；或者，也可以利用物理上行链路共享信道(PhysicalUplink Shared Channel，简称为PUSCH)的
导频信号来估计上行的定时偏移。
[0004] 通过PRACH估计定时偏移时，用Zadoff-Chu序列和接收到的PRACH频域符号做共轭相乘，然后通过离散傅立叶逆变换(InverseDiscrete Fourier Transform，简称为IDFT)变换到时域，通过搜索时域的峰值得到定时偏移。IDFT的点数越大，得到的时域序列越长，等价的时域信号
采样周期也就越小，于是其时域的
分辨率也就越高，因此，为了提高时域的分辨率，通常对频域符号进行大量补零操作，再做IDFT。然而，这种方法会导致IDFT的点数比较多，计算复杂度较高。
[0005] 在通过PUSCH的导频信号DMRS来估计上行的定时偏移时，也存在类似的问题。假RS RS设其导频长度为Msc ，根据LTE标准，为了满足TA定时精度的要求，Msc 要大于等于128，否则需要在频域符号尾部补零后再做IDFT，同样增加了计算复杂度。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种定时偏移估计方法及装置，以解决相关技术中估计定时偏移时为了提高时域分辨率或定时精度，采用的IDFT点数较多导致计算复杂度较高的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种定时偏移估计方法，该方法包括：将序列p两端填零，得到序列s(k)，其中，序列p是将用户设备UE在预定信道上接收到的频域符号与Zadoff-Chu序列共轭相乘的结果，k＝0，...，M-1，M为预定信道中信号占用的子载
波数，预定信道包括：物理随机接入信道PRACH或物理上行链路共享信道PUSCH；将s(k)转换为功率序列b(k)；计算功率序列b(k)的中心；根据UE期望的峰值
位置和中心计算定时偏移。
[0008] 为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种定时偏移估计装置，该装置包括：填零模
块，用于将序列p两端填零，得到序列s(k)，其中，序列p是将用户设备UE在预定信道上接收到的频域符号与Zadoff-Chu序列共轭相乘的结果，k＝0，...，M-1，M为预定信道中信号占用的
子载波数，预定信道包括：物理随机接入信道PRACH或物理上行链路共享信道PUSCH；转换模块，用于将s(k)转换为功率序列b(k)；第一计算模块，用于计算功率序列b(k)的中心；第二计算模块，用于根据UE期望的峰值位置和中心计算定时偏移。
[0009] 通过本发明，将频域符号与Zadoff-Chu序列共轭相乘的结果两端填零，形成长度为信号占用的子载波数的序列及其功率序列，并通过计算该功率序列的中心来计算定时偏移，解决了估计定时偏移时为了提高时域分辨率或定时精度，采用的IDFT点数较多导致计算复杂度较高的问题，避免了频域符号大量补零的
缺陷，不需要计算较大点数的IDFT，降低了计算的复杂度。
附图说明
[0010] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本
申请的一部分，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0011] 图1是根据本发明实施例的定时偏移估计方法的
流程图；
[0012] 图2是根据本发明实施例的序列构造方式构造的长度为3M的序列的示意图；
[0013] 图3是根据本发明实施例的定时偏移估计装置的结构
框图；
[0014] 图4是根据本发明实施例的定时偏移估计装置的详细结构框图。
具体实施方式
[0015] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016] 本发明实施例提供了一种定时偏移估计方法，图1是根据本发明实施例的定时偏移估计方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0017] 步骤S102，将序列p两端填零，得到序列s(k)，其中，序列p是将用户设备UE在预定信道上接收到的频域符号与Zadoff-Chu序列共轭相乘的结果，k＝0，...，M-1，M为预定信道中信号占用的子载波数，预定信道包括：物理随机接入信道PRACH或物理上行链路共享信道PUSCH。
[0018] 以预定信道为PRACH为例，假设构成PRACH的Zadoff-Chu序列长度为Nzc，将其与接收到的频域符号(即，UE发送的频域符号)共轭相乘后，得到长度为Nzc的序列p(i)。根据LTE标准，UE通过PRACH发送的信号占用的子载波数为864或者144，对应的Zadoff-Chu序列长度相应为839和139。根据序列p(i)在子载波的映射位置，将p(i)两端填零，构造一个长度为PRACH信号占用的子载波数的新序列s(k)，根据目前的LTE标准，即将长度Nzc＝839的序列p(i)的变为长度为M＝864的序列s(k)，或者将长度Nzc＝139的序列p(i)变为长度为M＝144的序列s(k)。基于工程实施的可行性，可以任意选择M为一个合适的数值，并不限定于所述数值。
[0019] 以预定信道为PUSCH为例，假设其导频DMRS(Demodulationreference signal)的RS RS长度为Msc 。将接收到的频域符号与DMRS共轭相乘后，得到长度为Msc 的序列p(i)。如果RS
Msc 小于128，本发明实施例的方法适用，不需要任何的补零操作，序列s(k)＝序列p(i)，RS
并且 如果Msc 大于等于128，同样不需要任何的补零操作，本发明实施例的方法能进一步提高定时估计的精度。
[0020] 步骤S104，将s(k)转换为功率序列b(k)。
[0021] 步骤S106，计算功率序列b(k)的中心。
[0022] 步骤S108，根据UE期望的峰值位置和中心计算定时偏移。
[0023] 上述方法中，补零的个数远远小于
现有技术中补零的个数，因此，解决了现有技术中需要进行较大点数的IDFT运算导致计算复杂度高，运算代价较大的问题。
[0024] 优选地，将s(k)转换为功率序列b(k)包括：对s(k)进行M点IDFT变换，得到时* *域序列g(k)，并计算功率序列b(k)＝g(k)*[g(k)]，其中，[g(k)] 表示g(k)的共轭。
[0025] 以上时域序列g(k)是长度为M的时域信号，k＝0，...，M-1，功率序列b(k)为时域信号g(k)的功率值。该过程中M小于现有技术中的需要进行IDFT变换的序列长度，计算复杂度较低。
[0026] 优选地，功率序列b(k)的中心包括功率序列b(k)的
重心。需要说明的是，功率序列b(k)的中心可以包括多种中心表达形式，可以是功率序列b(k)的重心，也可以是其他种类的中心，例如，功率序列b(k)的算术平均值等，但是，利用功率序列b(k)的重心来估计定时偏移更加精确，能够显著提高估计精度，且有助于提高时域的分辨率。
[0027] 优选地，上述的功率序列b(k)的重心 其中，w是b(k)中的最大值所对应的序号，K为整数且满足K≥2，2K+1≤CPeq，CPeq是OFDM系统原始采样
频率下的循环前缀(CyclicPrefix，简称为CP)长度在IDFT之后的等价
采样频率下折算得到的CP长度。根据该方法计算重心包括以下步骤1至步骤3：
[0028] 步骤1，搜索序列b(k)的最大值，标记最大值出现的位置为w。
[0029] 步骤2，利用最大值位置左边K个点和右边K个点，即，总共2K+1个点来计算重心位置。K的选择原则为至少大于等于2，同时2K+1不超过原始采样频率下的循环前缀长度在IDFT之后的等价采样频率下折算得到的CP长度。
[0030] 步骤3，按照重心计算公式 计算重心。
[0031] 计算重心时，峰值出现的位置可能靠近序列b(k)的最左边或者最右边，比如w＝0，其左窗口的点将变为b(k)最右边的K个点。左右窗口点的位置应该保持连续性，不能出现±M跳变。因此，作为一种优选的方式，在w-i＜0的情况下，令b(w-i)＝b(w-i+M)；在w-i＞M-1的情况下，令b(w-i)＝b(w-i-M)。在实际应用中，可以采用以下等价方式实现上述过程：
[0032] 将序列b(k)左右两侧各重复一次序列b(k)的原内容，构成长度为3M的序列，该长度为3M的序列的坐标为[-M，-M+1，...，-1，0，1，...，M-1，M，...，2M-1]。上述搜索最大值的过程仅在区间[0，M-1]进行，计算重心时坐标区间为[-M，2M-1]。图2是根据本发明实施例的序列构造方式构造的长度为3M的序列的示意图，该图中序列b(k)长度为5，坐标为[0，5]，构造出来的序列长度为15，坐标为[-5，9]。
[0033] 优选地，定时偏移 其中， d0是UE期望的峰值位置，Ns为原始系统采样频率下一个预定信道周期的采样点数。以预定信道为PRACH信道为例，根据目前的LTE标准，Ns为24576或者4096。以预定信道为PUSCH信道为例，根据目前的LTE标准，Ns为2048。
[0034] 为了保证计算的准确性，(d0-dw)优选位于区间[-M/2，M/2]。因此，计算定时偏移之前，可以对(d0-dw)进行修正，以便使(d0-dw)满足 包括：在(d0-dw)＜-M/2的情况下，令(d0-dw)＝(d0-dw)+M；在(d0-dw)＞M/2的情况下，令(d0-dw)＝(d0-dw)-M。
[0035] 由于dw为实数，可能包含小数位，计算得到的TA也可能包含了小数位，因此，计算定时偏移之后，该方法还可以包括：判断定时偏移是否为小数，若是，则将定时偏移进行舍入取整操作。
[0036] 以下通过具体实例详细描述本发明实施例提供的方法。
[0037] 实例1
[0038] 以下以预定信道为PRACH为例，并通过具体的实例详细说明上述定时偏移估计方法。
[0039] 将长度为839的序列p进行填零操作，得到长度为864的序列s(k)，对该序列s(k)进行864点的IDFT变换之后，得到的时域信号为g(k)，计算其功率值依次为5，22，50，30，15，0，0，.....。
[0040] 比较各个功率值，最大值出现的位置为w＝2。
[0041] 窗 口 长 度 取 为K ＝ 2，则 重 心 位 置 为 (5*0+22*1+50*2+30*3+15*4)/(5+22+50+30+15)＝2.2295。
[0042] 该UE期望的峰值位置为0，则定时偏移为TA＝(0-2.2295)*24576/864＝-63.4Ts，通过四舍五入，TA＝-63。如果考虑到实际的TA控制命令精度是16Ts的分辨率，可以再进一步处理。
[0043] 实例2
[0044] 该实例描述了左右窗口的坐标超过了[0，M-1]范围(即，w-i＜0或w-i＞M-1)以及(d0-dw)超出区间[-M/2，M/2]的情况下的详细处理过程。
[0045] 例如，864点时域信号功率值依次为30，15，0，0，...，0，0，5，22，50。比较各个功率值，最大值出现的位置为w＝863。窗口长度取为K＝2，则右窗口两个点的坐标变为864和865。重心位置为(5*861+22*862+50*863+30*864+15*865)/(5+22+50+30+15)＝863.2295。
该UE期望的峰值位置为0，偏移为0-863.2295＝-863.2295。
[0046] 这个值超出了范围[-432，432]，经过调整，得到调整后的偏移是-863.2295+864＝0.7705，则定时偏移为TA＝0.7705*24576/864＝21.9164Ts，通过四舍五入，最后得到TA＝22。
[0047] 该定时偏移估计方法不仅适用于PRACH信道，也适用于PUSCH信道。
[0048] 根据本发明的实施例，还提供了一种定时偏移估计装置，该装置用于实现上述的定时偏移估计方法，图3是根据本发明实施例的定时偏移估计装置的结构框图，如图3所示，包括：填零模块32，用于将序列p两端填零，得到序列s(k)，其中，序列p是将用户设备UE在预定信道上接收到的频域符号与Zadoff-Chu序列共轭相乘的结果，k＝0，...，M-1，M为预定信道中信号占用的子载波数，预定信道包括：物理随机接入信道PRACH或物理上行链路共享信道PUSCH；转换模块34，连接于填零模块32，用于将s(k)转换为功率序列b(k)；第一计算模块36，连接于转换模块34，用于计算功率序列b(k)的中心；第二计算模块38，连接于第一计算模块36，用于根据UE期望的峰值位置和中心计算定时偏移。
[0049] 图4是根据本发明实施例的定时偏移估计装置的详细结构框图，如图4所示，在图3的
基础上，该装置还可以包括：判断模块42，连接于第二计算模块38，用于判断定时偏移是否为小数；取整模块44，连接于判断模块42，用于在判断模块判断为是的情况下，将定时偏移进行舍入取整操作。
[0050] 综上所述，本发明实施例提供的方法不需要计算较大点数的IDFT，计算过程简单，估计精度较高，可以提高时域的分辨率。
[0051] 需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的
计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0052] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成
电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的
硬件和
软件结合。
[0053] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
