一种空口时间对齐方法、装置及电子设备与流程

1.本发明涉及通信领域，更具体的说，涉及一种空口时间对齐方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.在时分双工tdd模式下，通信双方在不同帧发送数据，需要在空口做到时间对齐，才能避免干扰。lte(通用移动通信技术的长期演进)技术中，基站通过测量终端的时间偏移量，再通知终端主动调整发射时间，保证双方在空口同步。基站测量终端的时间偏移量，是通过参考信号进行估计的。
3.但是传统lte技术定时调整只能限于一个循环前缀cp(cyclic prefix)的调整范围，当传输时延超过一个cp长度时,参考信号估计出的时延已经严重不准，传输距离严重受限。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种空口时间对齐方法、装置及电子设备，以解决当传输时延超过一个cp长度时，参考信号估计出的时延已经严重不准，传输距离严重受限的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
6.一种空口时间对齐方法，包括：
7.在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；
8.若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
9.可选地，所述确定满足粗定时估计使用条件，包括：
10.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据；
11.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
12.可选地，在所述基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作之后，还包括：
13.在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
14.若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；
15.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
16.可选地，所述细定时数据和所述粗定时数据均是周期性采集得到。
17.一种空口时间对齐装置，包括：
18.第一获取模块，用于在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列
的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；
19.第一对齐模块，用于若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
20.可选地，第一获取模块用于确定满足粗定时估计使用条件时，具体用于：
21.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据；
22.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
23.可选地，还包括：
24.数据获取模块，用于在所述第一对齐模块基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作后，在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
25.所述第一对齐模块，还用于若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
26.可选地，所述细定时数据和所述粗定时数据均是周期性采集得到。
27.一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的空口时间对齐方法。
28.一种电子设备，包括：存储器和处理器；
29.其中，所述存储器用于存储程序；
30.处理器调用程序并用于执行上述的空口时间对齐方法。
31.相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
32.本发明提供了一种空口时间对齐方法、装置及电子设备，在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。由于zc序列的粗略定时估计方式适用的传输时延大，在传输时延超过一个cp长度时，也可以快速进行空口时间对齐。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例提供的一种空口时间对齐方法的方法流程图；
35.图2为本发明实施例提供的一种粗定时数据的确定过程的方法流程图；
36.图3为本发明实施例提供的一种发送接收取数范围图；
37.图4为本发明实施例提供的一种空口时间对齐方法的场景示意图；
38.图5为本发明实施例提供的另一种空口时间对齐方法的场景示意图；
39.图6为本发明实施例提供的一种空口时间对齐装置的结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明实施例提供了一种空口时间对齐方法，主要用于接收端和发送端的空口时间对齐，在tdd模式下，终端不仅可以和基站通信，终端之间也可以通信，因此，接收端和发送端可以是基站、tdd终端中的任一个。本实施例中的空口时间对齐方法应用于接收端。本发明实施例可以用于需要采用时分的宽带技术，如tdd-lte技术。在宽带自组网中，通信双方设备完全对等，不需要像传统lte技术一样，基站向终端发送定时调整消息。本方法能够很好解决对等设备之间由于传输距离变化，带来时延超过cp带来的问题。
42.参照图1，空口时间对齐方法具体包括：
43.s11、在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据。
44.在实际应用中，参照图2，基于zc(zadoff-chu，通讯信号发出的一种序列)序列的粗略定时估计方式确定粗定时数据的过程为：
45.s21、发送端将长度为n的zc序列映射到时频域指定资源。
46.发送端在将长度为n的zc序列映射到时频域指定资源时，依据发送端和接收端的数据传输规则进行映射。
47.其中，数据传输规则可以是：时域位置固定，放在承载参考信号的正交频分复用技术ofdm(orthogonal frequency division multiplexing)符号后，频域上放在频带中心位置。从低频开始，依次向高频映射，并且平均映射在频段中心位置。
48.s22、发送端进行逆快速傅里叶变换ifft，得到时域数据。
49.其中，进行逆快速傅里叶变换ifft是为了将频域数据转换成时域数据。
50.s23、发送端发送时域数据至接收端。
51.s24、接收端对时域数据进行快速傅里叶变换fft后，在频域做相关。
52.具体的，接收端接收到时域数据之后，进行快速傅里叶变换fft之后，得到频域数据，然后在频域上做相关。具体的，利用zc的相关性，即两个不同根序列相乘的结果为0，相同根序列相乘结果不为0，得到滤除其它数据的相关结果。
53.s25、接收端进行ifft后筛选出功率最大的位置，其值作为粗定时数据。
54.具体的，参照图3，接收端收到当前子帧的时域数据后，在dis信号位置附近取4096个采样点，利用s24步骤得到相关之后的频域数据。根据傅里叶变换特性，频域上子载波功率经过ifft变换后，会叠加成时域的波形，通过筛选得到最大值位置。即为粗定时数据，记作coarse ta。
55.在使用粗定时数据进行空口时间对齐操作之前，需要满足粗定时估计使用条件，确定满足粗定时估计使用条件，包括：
56.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据，若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
57.具体的，在执行步骤s11之前，可以先确定细定时数据fine ta是否有效，若有效，
使用fine ta进行空口时间对齐，若无效，使用粗定时数据coarse ta进行空口时间对齐。
58.在实际应用中，参照图4，图4给出了基于参考信号进行精细定时估计方式确定细定时数据，并进行空口对齐的过程：
59.基站或者对等终端使用原定时拉齐接收数据；
60.基站或者对等终端测量终端发射出来的射频信号，估计两者之间的时间偏差，即细定时1；
61.基站或者对等终端使用细定时1拉齐接收数据；
62.由于发射终端移动或者接收终端移动，两者之间传输时延发生变化；
63.基站或者对等终端再一次测量终端发射出来的射频信号，估计两者之间的时间偏差，即细定时2。
64.其中，确定细定时数据fine timing的计算过程为：
65.计算前提：接收方的系统帧号和子帧号已经和发送方一致，设定发送方a,接收方b；
66.1、a根据当前的子帧号，产生crs0序列，假定此时的相位是alpha0；
67.2、b也根据当前子帧号，产生crs0序列，相位时alpha0；
68.3、a发送的数据，经过无线传输，到达b时候，相位已经不alpha0，而是变成了alpha1；
69.4、lte认为相位变化是由于传输时延引起的，传输时延侧面反映传输距离；
70.5、b利用自己本地的alpha0和接收到的alpha1，估计出时延t，这个时延就是fine timing。
71.计算确定所述细定时数据过程中的信噪比，信噪比，英文名称叫做snr或s/n(signal-noise ratio)，又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息)，并且该种信号并不随原信号的变化而变化。
72.本实施例中，在基站和终端信号通信的过程中，可以计算信噪比。在计算出信噪比之后，判断信噪比是否大于预设数值；若不大于，说明fine ta方式无效、且认为满足粗定时估计使用条件，此时可以执行步骤s11，即使用粗定时数据进行空口时间对齐。若大于，说明fine ta方式可靠，也说明此时传输时延并未超过一个cp长度，此时可以通过fine ta方式进行空口时间对齐。
73.s12、若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
74.在得到粗定时数据coarse ta之后，判断coarse ta是否在预设数值范围内，其中，预设数值范围可以是1000-2000，若是，则说明coarse ta有效，基于zc序列的粗略定时估计方式可以用于进行空口时间对齐，此时使用coarse ta进行空口时间对齐操作。
75.在进行基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作之后，随着发射终端移动或者接收终端的不断移动，细定时数据对应的信噪比会随之改变，所以还需实时监测细定时数据对应的信噪比大于预设数值，并在若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；若所述细定时数据对应的信噪比不大
于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
76.另外，在上述进行空口时间对齐操作时，需要使用到细定时数据和粗定时数据，本实施例中的细定时数据和粗定时数据是周期性采集的，在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据。
77.也就是说在，在所述基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作之后，还包括：
78.在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
79.若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；
80.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
81.需要说明的是，本发明实施例适用的应用场景为两节点长距离通信时，传输时延已经远大于自组网系统物理层接收共享信道prsch(physical received shared channel)解调可以忍受的时延。如需要正确解调prsch，需要先估计节点间的传输时延，做相应拉齐数据操作之后解调prsch。
82.参照图5，远点接收端rx0接收处理步骤：
83.步骤1.rx0使用发现信号得到coarse ta；
84.步骤2.rx0拉齐时域数据，即使用coarse ta取数；
85.步骤3.rx0正常prsch解调；
86.步骤4.更新fine ta。
87.近点rx1接收处理步骤：
88.步骤1.使用fine ta取数；
89.步骤2.rx1正常prsch解调；
90.步骤3.更新fine ta。
91.当近点向远点移动时候，由于取数起始位置逐渐超出cp长度，计算的snr会使得fine ta置信度会下降。此时coarse ta的置信度上升，代替fine ta进行取数操作。取数计算后再次更新fine ta(补偿后的fine ta)，fine ta置信度再次上升，后续使用fine ta取数。
92.基于参考信号的定时和基于发信信号的定时两种定时方法根据置信度切换，可以满足由远及近或者由近及远的应用场景切换。同时由于宽带自组网内两个节点之间都独立进行置信度的切换，可以极大地丰富组网方案，并根据实际组网需求动态自动调整。
93.本实施例中，在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。由于zc序列的粗略定时估计方式适用的传输时延大，当随着行进距离增加，传输时延超过一个cp长度时,使用粗定时可以快速重新拉齐双方的帧起始位置(实际取数位置)，大大扩大了相互间的传输距离。
94.可选的，在上述空口时间对齐方法的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种空口时间对齐装置，参照图6，可以包括：
95.第一获取模块11，用于在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；
96.第一对齐模块12，用于若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
97.进一步，第一获取模块用于确定满足粗定时估计使用条件时，具体用于：
98.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据；
99.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
100.进一步，还包括：
101.数据获取模块，用于在所述第一对齐模块基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作后，在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
102.所述第一对齐模块12，还用于若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
103.本实施例中，在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。由于zc序列的粗略定时估计方式适用的传输时延大，当随着行进距离增加，传输时延超过一个cp长度时,使用粗定时可以快速重新拉齐双方的帧起始位置(实际取数位置)，大大扩大了相互间的传输距离。
104.需要说明的是，本实施例中的各个模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
105.可选的，在上述空口时间对齐方法及装置的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现下述的空口时间对齐方法。具体的：
106.一种空口时间对齐方法，包括：
107.在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；
108.若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
109.进一步，所述确定满足粗定时估计使用条件，包括：
110.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据；
111.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
112.进一步，在所述基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作之后，还包括：
113.在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
114.若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；
115.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
116.本实施例中，在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。由于zc序列的粗略定时估计方式适用的传输时延大，当随着行进距离增加，传输时延超过一个cp长度时,使用粗定时可以快速重新拉齐双方的帧起始位置(实际取数位置)，大大扩大了相互间的传输距离。
117.可选的，在上述空口时间对齐方法及装置的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；
118.其中，所述存储器用于存储程序；
119.处理器调用程序并用于执行下述的空口时间对齐方法。具体的：
120.一种空口时间对齐方法，包括：
121.在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；
122.若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
123.进一步，所述确定满足粗定时估计使用条件，包括：
124.获取基于参考信号进行精细定时估计方式确定的细定时数据；
125.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，则确定满足粗定时估计使用条件。
126.进一步，在所述基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作之后，还包括：
127.在达到细定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的细定时数据；并且在达到粗定时数据对应的获取时间的情况下，获取更新的粗定时数据；
128.若所述细定时数据对应的信噪比大于预设数值，基于所述更新的细定时数据，进行空口时间对齐操作；
129.若所述细定时数据对应的信噪比不大于预设数值，基于所述更新的粗定时数据，进行空口时间对齐操作。
130.本实施例中，在确定满足粗定时估计使用条件的情况下，获取基于zc序列的粗略定时估计方式确定的粗定时数据；若所述粗定时数据在预设数值范围内，基于所述粗定时数据，进行空口时间对齐操作。由于zc序列的粗略定时估计方式适用的传输时延大，当随着行进距离增加，传输时延超过一个cp长度时,使用粗定时可以快速重新拉齐双方的帧起始位置(实际取数位置)，大大扩大了相互间的传输距离。
131.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
132.本技术是参照根据本技术实施例的方法、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。
133.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。
134.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。
135.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
136.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
137.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
138.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
139.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。