本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)定時(shí)同步的方法，更具體地是非實(shí)時(shí)LTE上行鏈路數(shù)據(jù)定時(shí)同步的方法。

背景技術(shù)：

信號(hào)定時(shí)同步在LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)通信過(guò)程中是一個(gè)極其重要的過(guò)程，該過(guò)程在實(shí)際移動(dòng)通信中利用PRACH(Physical Random Access CHannel，物理隨機(jī)接入信道)確定定時(shí)提前量，使得UE(User Equipment，用戶終端)與基站實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘上的一致對(duì)齊，從而實(shí)現(xiàn)同步。但是這種同步方法在非實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中則難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)同步。在接收端，對(duì)非實(shí)時(shí)信號(hào)起始位置的確定，各信號(hào)模塊位置的確定，需要通過(guò)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。如果接收端處理時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的定時(shí)同步，接收信號(hào)的后續(xù)處理將會(huì)變得難以進(jìn)行。

因此，定時(shí)同步是無(wú)線通信系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。能否獲得準(zhǔn)確的定時(shí)同步，從而在接收端正確地確定接收信號(hào)數(shù)據(jù)中的各個(gè)類型信號(hào)的位置，是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信系統(tǒng)功能的一個(gè)重要步驟，因此對(duì)于通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)定時(shí)同步方法的研究是一項(xiàng)具有重要意義的工作。而在不同的應(yīng)用環(huán)境下采用的數(shù)據(jù)同步方法是不同的，這樣在非實(shí)時(shí)通信環(huán)境下與實(shí)時(shí)通信環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)定時(shí)同步所采用的方法差異很大，需要通過(guò)不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

LTE系統(tǒng)在實(shí)時(shí)通信環(huán)境下采用的信號(hào)數(shù)據(jù)定時(shí)同步方法，在非實(shí)時(shí)通信環(huán)境中無(wú)法實(shí)現(xiàn)信號(hào)定時(shí)同步。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種在非實(shí)時(shí)通信環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)定時(shí)同步的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種非實(shí)時(shí)LTE上行鏈路數(shù)據(jù)定時(shí)同步的方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)ZC序列的生成規(guī)則，構(gòu)建ZC序列；再根據(jù)LTE系統(tǒng)自身帶寬參數(shù)來(lái)確定基序列。

(2)將所述基序列循環(huán)移位αα得到參考信號(hào)序列。

(3)所述參考信號(hào)序列經(jīng)過(guò)資源粒子映射后再進(jìn)行IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform離散傅里葉逆變換)變換成時(shí)域信號(hào)，然后與接收信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)檢測(cè)算法運(yùn)算，確定定時(shí)度量的尖峰所在位置，由此來(lái)確定接收端所接收信號(hào)中的參考所在位置，從而得出信號(hào)的起始，各信道的位置，實(shí)現(xiàn)所接收信號(hào)的定時(shí)同步。

具體地，所述第q個(gè)ZC序列定義為為ZC序列的長(zhǎng)度，m表示ZC序列內(nèi)序號(hào)。

當(dāng)時(shí)，是參考信號(hào)帶寬，以子載波個(gè)數(shù)表示，所述基序列由下式得到：表示第q個(gè)ZC序列中序號(hào)為時(shí)x_q(·)的值，當(dāng)或時(shí)(為頻域中的資源塊大小，表示為若干子載波的形式；為頻域中參考信號(hào)所占帶寬，表示為若干子載波的形式)，基序列由下式得到：值由3GPP TS 36.211 V8.6.0(2009-03)協(xié)議定義，用來(lái)確定基序列中第n個(gè)子載波的循環(huán)移位。

本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述循環(huán)移位αα的取值為：α＝2πn_cs/12，n_cs表示ZC序列的循環(huán)移位號(hào)。

進(jìn)一步，所述互相關(guān)檢測(cè)算法具體規(guī)則為：M(d)＝|P(d)|/R(d)，其中M(d)是定時(shí)度量，s_d+m為接收信號(hào)的第d+m個(gè)數(shù)據(jù)，為r_m的復(fù)共軛，r_m為參考信號(hào)的第m個(gè)數(shù)據(jù)，L為運(yùn)算的窗口大小，d為窗口起始點(diǎn)。

更具體地，所述定時(shí)度量的尖峰所在位置估計(jì)算法為θ＝arg(max M(d))，θ為尖峰位置。

本發(fā)明所得的參考信號(hào)將被乘以一個(gè)幅度縮放因子β，并被映射到參考所在的資源粒子中。其中資源粒子映射的是先頻域維度后時(shí)域維度按照增序進(jìn)行的。資源粒子經(jīng)過(guò)映射之后，通過(guò)IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform離散傅里葉逆變換)生成時(shí)域的參考信號(hào)。此本地生成的參考信號(hào)與接收信號(hào)中的參考信號(hào)相關(guān)度較高，同時(shí)與接收信號(hào)的非參考信號(hào)相關(guān)度較低。利用互相關(guān)檢測(cè)算法，可以從運(yùn)算結(jié)果中的峰值所處位置確定所接收信號(hào)中的參考所在位置。根據(jù)接收信號(hào)的結(jié)構(gòu)推斷出信號(hào)的起始，各信道的位置，從而實(shí)現(xiàn)所接收信號(hào)的定時(shí)同步。

相比較利用PRACH(Physical Random Access Channel物理隨機(jī)接入信道)進(jìn)行的定時(shí)同步，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)的接收數(shù)據(jù)幀定時(shí)同步，且實(shí)現(xiàn)算法簡(jiǎn)潔易行，尤其在信號(hào)測(cè)試分析中有著重要應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為L(zhǎng)TE上行定時(shí)同步方法的示意圖；

圖2為基于參考信號(hào)的定時(shí)同步的具體步驟示意圖；

圖3為參考信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

利用信號(hào)定時(shí)同步算法，接收端可以使得LTE通信系統(tǒng)中的發(fā)射端和接收端實(shí)現(xiàn)同步，從而可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩端的實(shí)時(shí)通信。在現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，同步是相當(dāng)關(guān)鍵的一環(huán)，各種同步方式已經(jīng)被提出并得到充分應(yīng)用。利用隨機(jī)接入信號(hào)得到建立上行的同步，保證UE信號(hào)在接收端的接收機(jī)在兩端同步的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

目前LTE系統(tǒng)在實(shí)時(shí)通信場(chǎng)景下的應(yīng)用需求使得收發(fā)兩端在建立同步后，在精確的時(shí)鐘下進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。這種定時(shí)同步方法在非實(shí)時(shí)通信的場(chǎng)景下無(wú)法完成上行鏈路信號(hào)的定時(shí)同步。因此在進(jìn)行非實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景下的上行鏈路信號(hào)接收處理時(shí)，可以根據(jù)LTE系統(tǒng)上行鏈路中所傳輸數(shù)據(jù)參考信號(hào)的構(gòu)成及其特性，實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的上行鏈路信號(hào)定時(shí)同步。

為了能夠準(zhǔn)確有效地進(jìn)行上行信號(hào)定時(shí)同步，本發(fā)明根據(jù)LTE系統(tǒng)中的參考信號(hào)的特性，構(gòu)建本地參考信號(hào)，這樣系統(tǒng)在非實(shí)時(shí)處理接收信號(hào)時(shí)就可以利用本地生成參考信號(hào)與接收信號(hào)中的參考信號(hào)之間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的定時(shí)同步處理。

圖1所示為利用參考信號(hào)進(jìn)行定時(shí)同步的方法示意圖。本地生成參考信號(hào)，利用互相關(guān)檢測(cè)算法檢測(cè)出接收信號(hào)中參考信號(hào)所處位置，根據(jù)所檢測(cè)到的參考信號(hào)所在位置推定信號(hào)的起始位置與各個(gè)信號(hào)的位置，這樣實(shí)現(xiàn)了非實(shí)時(shí)信號(hào)中參考信號(hào)的定位，根據(jù)接收信號(hào)數(shù)據(jù)的構(gòu)成推斷信號(hào)的起始位置，并根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)的構(gòu)成確定各個(gè)成分的位置，達(dá)到整個(gè)接收信號(hào)數(shù)據(jù)的定時(shí)同步。

圖2所示為基于LTE參考信號(hào)的上行定時(shí)同步算法實(shí)現(xiàn)示意圖。基于參考信號(hào)檢測(cè)出相關(guān)峰值。如利用PUSCH-DMRS(Physical Uplink Shared Channel-DeModulation Reference Signal)進(jìn)行定時(shí)同步，在本地按照發(fā)端生成參考信號(hào)的方法生成DMRS，并采用互相關(guān)檢測(cè)算法計(jì)算相關(guān)值，確定峰值位置，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)推斷數(shù)據(jù)起始。

圖3所示為L(zhǎng)TE上行信號(hào)數(shù)據(jù)時(shí)頻結(jié)構(gòu)。當(dāng)檢測(cè)到峰值時(shí)，根據(jù)此時(shí)頻結(jié)構(gòu)，每個(gè)符號(hào)根據(jù)所在帶寬具有相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)，且每個(gè)符號(hào)都具循環(huán)前綴，由此信息推斷出數(shù)據(jù)幀的起始位置，各個(gè)信道的信號(hào)所在位置。即實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)幀的定時(shí)同步。

以上方法中，ZC序列、基序列以及互相關(guān)檢測(cè)算法如下：

ZC序列的生成過(guò)程：第q個(gè)ZC序列定義為為ZC序列的長(zhǎng)度，m表示ZC序列內(nèi)序號(hào)。其中q的定義為：

u∈{0,1,2…，29}是基序列組序號(hào)，v是組內(nèi)序列序號(hào)，使得每組在1≤m≤5情況下包含一個(gè)基序列(v＝0),長(zhǎng)度為在(為上行帶寬中最大資源塊個(gè)數(shù))情況下包含兩個(gè)基序列(v＝0,1)。

對(duì)(為頻域中參考信號(hào)所占帶寬，表示為若干子載波的形式)，基序列由下式得到：

其中，第q個(gè)ZC序列定義為：

其中q由下式得到：

ZC序列的長(zhǎng)度取值為滿足的最大素?cái)?shù)。

當(dāng)或時(shí)，(為頻域中的資源塊大小，表示為若干子載波的形式)基序列由下式得出：

其中基序列中第n個(gè)子載波的循環(huán)移位值由3GPP TS 36.211 V8.6.0(2009-03)協(xié)議定義規(guī)定，分別對(duì)應(yīng)于或的情況。

組序號(hào)u定義為：u＝(f_gh(n_s)+f_ss(n_s))mod30。其中f_ss(n_s)為序列移位樣式，f_gh(n_s)為序列組跳轉(zhuǎn)樣式，定義為：

若組跳轉(zhuǎn)關(guān)閉則f_gh(n_s)＝0

若組跳轉(zhuǎn)開(kāi)啟

n_s表示時(shí)隙號(hào)，c(*)表示長(zhǎng)度為31的Gold序列產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列。

PUCCH(Physical Uplink Control CHannel，物理上行控制信道)和PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel，物理上行共享信道)定義不同的序列移位樣式f_ss。對(duì)PUSCH的序列移位樣式定義式為其中△_ss∈{0,1,...,29}由LTE高層配置。

基序列號(hào)v定義為：對(duì)長(zhǎng)度的參考信號(hào)，基序列組內(nèi)的基序列號(hào)v為v＝0。對(duì)長(zhǎng)度的參考信號(hào)，時(shí)隙n_s中基序列組內(nèi)的基序列號(hào)v為：

參考信號(hào)序列產(chǎn)生：參考信號(hào)序列是由基序列循環(huán)移位αα所得：PUSCH使用的解調(diào)參考信號(hào)r^PUSCH(·)定義為：其中

m＝0,1

其中表示上行傳輸?shù)念A(yù)定帶寬，表現(xiàn)為若干子載波。

時(shí)隙n_s內(nèi)的循環(huán)移位α＝2n_cs/12，而n_cs為：

其中的值由LTE高層提供的參數(shù)cyclicShift給出；由最近用于PUSCH傳輸?shù)腄CI格式0中DMRS循環(huán)移位域的值根據(jù)具體協(xié)議給出。

在以下條件設(shè)置為0：如果沒(méi)有相同傳輸塊對(duì)應(yīng)的包含DCI格式0的PDCCH，并且：

■如果對(duì)于相同傳輸塊最初的PUSCH是半靜態(tài)調(diào)度，或者

■如果對(duì)于相同傳輸塊最初的PUSCH由隨機(jī)接入響應(yīng)許可調(diào)度

n_PRS(n_s)(Positioning Reference Signal:定位參考信號(hào))由下式給出：

其中偽隨機(jī)序列c(i)為小區(qū)指定的。一個(gè)上行時(shí)隙中的SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access單載波頻分多址)符號(hào)個(gè)數(shù)。偽隨機(jī)序列在每一無(wú)線幀開(kāi)始的時(shí)候以初始值初始化。

偽隨機(jī)序列由長(zhǎng)度為31的Gold序列產(chǎn)生。長(zhǎng)度為M_PN的輸出序列c(n)(n＝0,1,...,M_PN-1)定義為

c(n)＝(x₁(n+N_C)+x₂(n+N_C))mod2

x₁(n+31)＝(x₁(n+31)+x₁(n))mod2

x₂(n+31)＝(x₂(n+3)+x₂(n+2)+x₂(n+1)+x₂(n))mod2

其中N_C＝1600，第一個(gè)m序列初始化為x₁(0)＝1,x₁(n)＝0,n＝1,2,...,30。第二個(gè)m序列以式進(jìn)行初始化，其數(shù)值取決于序列的具體應(yīng)用。

互相關(guān)檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程：根據(jù)上述方法所生成的參考信號(hào)序列經(jīng)過(guò)資源粒子映射后再進(jìn)行IDFT，變換成時(shí)域信號(hào)，與接收信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)檢測(cè)運(yùn)算。具體互相關(guān)檢測(cè)具體過(guò)程為：M(d)＝|P(d)|/R(d)，其中M(d)是定時(shí)度量，s_d+m為接收信號(hào)的第d+m個(gè)數(shù)據(jù)，為r_m的復(fù)共軛，r_m為參考信號(hào)的第m個(gè)數(shù)據(jù)，L為運(yùn)算的窗口大小，d為窗口起始點(diǎn)。

求定時(shí)度量的尖峰所在位置算法為θ＝arg(max M(d))，由此來(lái)確定參考信號(hào)的位置θ。