一种时间估计方法、存储介质及用户设备与流程

1.本发明涉及信号接入技术领域，具体涉及一种时间估计方法、存储介质及用户设备。


背景技术：

2.5g nr(new radio)，是基于ofdm(orthogonal frequency division multiplexing，正交频分复用技术)的全新空口设计的全球性5g标准。在该系统中，为实现对基站(gnb)发出的各类信息的准确接收，用户设备(ue，user equipment)需要依照当前所在的方位、传输路径等进行时间估计，从而修正多径传输过程中导致的延时问题。
3.现有技术中，针对该类场景的时间估计过程，终端需要根据时频跟踪参考信号(tracking reference signal，trs)和同步信号区块(synchronization signal block，ssb)两类参考信号评估定时偏差并纠正。其中，非连接态下只存在同步信号区块，链接态下同时存在同步信号区块和时频跟踪参考信号。通过获取对应的信号、计算定时偏差来实现对信号接收时间的补偿过程。
4.但是，在实际实施过程中，发明人发现，由于在非连接态，比如空闲、连接不可用时仅存在同步信号区块，而其资源区块(resource block，rb)较少，仅为固定的20个prb，不能实现对带宽的完整覆盖，这导致了仅基于同步信号区块在掉网时进行定时的方案往往估计的准确较低，需要反复调整定时偏差。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种时间估计方法、存储介质及用户设备。
6.具体技术方案如下：
7.一种基于下行位置参考信号(downlink positioning reference signal，dl prs)的时间估计方法，包括：
8.步骤s1：于服务小区中接收包含所述下行位置参考信号的下行信号序列；
9.步骤s2：对所述下行信号序列和本地参考序列进行相关性处理，以确定所述下行位置参考信号于所述下行信号序列中的起始位置；
10.步骤s3：根据所述起始位置生成所述服务小区的时间偏移。
11.另一方面，所述步骤s2包括：
12.步骤s21：获取预先生成的所述本地参考序列，以及根据所述服务小区构建滑动窗口；
13.步骤s22：基于所述滑动窗口对所述下行信号序列依照预设步长进行截取得到多组截取信号，分别计算每组截取信号与所述下行信号序列的自相关值；
14.步骤s23：依照相关值门限对所有的所述自相关值进行筛选，以获取大于所述相关值门限的所述自相关值；
15.步骤s24：对所述自相关值进行排序，将最大的所述自相关值所对应的所述截取信号的起点作为所述起始位置。
16.另一方面，所述步骤s22中，基于以下方法获得所述自相关值；
[0017][0018]
式中，corsym
rx,l,bin
(r)为第r个所述截取信号的自相关值，y
rx,l,bin
(r+k)为补偿后的所述截取信号，所述本地参考序列，k为所述本地参考序列的计数值，pnorm
rx,l
(r)为范数函数；y
rx
(m+posstart
rx,l
)为补偿前的所述截取信号，m为计数点，m＝0,1,...,n+w-1，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，ts为预先设置的采样率，coarsefreoffset(bin)为补偿参数。
[0019]
另一方面，所述滑动自相关法的滑动窗口的起始位置采用以下方法确定；
[0020][0021]
式中，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，pose为期望位置，w为根据所述服务小区的确定的窗长，cpk为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述符号，n为相关定长；
[0022]
所述滑动窗口的结束位置采用以下方法确定：
[0023][0024]
式中，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，pose为期望位置，w为根据所述服务小区的确定的窗长，cpk为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述下行位置参考信号所处的符号，参考信号所处的符号，为所述下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为所述下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长；
[0025]
所述滑动窗口的结束位置采用以下方法确定：
[0026][0027]
式中，posend
rx,l
为所述滑动窗口的结束位置，pose为期望位置，w为根据所述服务小区的确定的窗长，cpk为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述符号，为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述符号，为所述下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为所述下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长。
[0028]
另一方面，所述步骤s3包括:
[0029]
步骤s31：获取所述服务小区发送的系统消息中对应于所述下行位置参考信号的系统配置位置；
[0030]
步骤s32：根据所述系统配置位置和所述起始位置生成所述时间偏移。
[0031]
另一方面，于执行所述步骤s3之前，还包括：
[0032]
步骤a1：自所述下行信号序列中提取同步信号区块，并确定所述同步信号区块的信号位置；
[0033]
所述步骤s3中，还基于所述信号位置和所述起始位置共同生成所述时间偏移。
[0034]
一种存储介质，适用于用户设备，所述用户设备包括物理层芯片，所述存储介质中存储有计算机指令，当所述用户设备与基站进行通信时，所述物理层芯片执行所述计算机指令，以实现上述的时间估计方法。
[0035]
一种用户设备，当所述用户设备与基站进行通信时，所述用户设备基于上述的时间估计方法确定时间偏移。
[0036]
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0037]
针对现有技术中在非连接时仅依照同步信号区块进行定时估计，准确度较低的问题，本方案通过引入下行定位参考信号来进行非连接状态下的时间估计过程。由于下行定位参考信号的带宽以及符号长度可以变化，进而使得运营商可根据实际通信质量对下行定位参考信号进行调整，使其在频域上可以分布整个带宽，在时域上可以远大于4个符号，因此相对于同步信号区块能够实现更为准确的时间估计效果。
附图说明
[0038]
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0039]
图1为本发明实施例的整体示意图；
[0040]
图2为本发明实施例的s2子步骤示意图；
[0041]
图3为本发明实施例中步骤s3子步骤示意图；
[0042]
图4为本发明实施例中的用户设备示意图。
具体实施方式
[0043]
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作出创造性劳动的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。
[0044]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0046]
本发明包括：
[0047]
一种基于下行位置参考信号的时间估计方法，如图1所示，包括：
[0048]
步骤s1：于服务小区中接收包含下行位置参考信号的下行信号序列；
[0049]
步骤s2：对下行信号序列和本地参考序列进行相关性处理，以确定下行位置参考信号于下行信号序列中的起始位置；
[0050]
步骤s3：根据起始位置生成服务小区的时间偏移。
[0051]
具体地，针对现有技术中基于同步信号区块进行定时的方案准确度较低的问题，本实施例中，通过引入下行位置参考信号，并依照服务小区预先生成对应的本地参考序列，
从而使得用户终端能够依照本地参考序列对下行信号序列进行相关性处理，从而确定下行位置参考信号在下行信号序列中的起始位置，进而判断出当前传输路径上服务小区的时间偏移。
[0052]
在实施过程中，上述时间估计方法作为软件实施例设置在用户设备中，用于使得用户设备在与基站的通信过程中对当前通信过程的时间偏移进行估计，从而实现后续的时间、频偏跟踪过程，避免用户设备在非连接态下发生掉网的问题。其中，服务小区指用户设备当前和预期要连接的基站所对应的服务小区。当用户设备于服务小区中产生了部分连接数据时，基站可根据已产生的连接数据对通信质量进行衡量，进而调整下行定位参考信号在频域上分布的带宽、在时域上占用的符号数量等，从而实现更好的时间估计效果。下行信号序列指射频模块接收到的在时域上的信号序列，其根据不同的应用场景会包含各类信号，包括同步信号区块、下行位置参考信号等等。本地参考序列为在用户终端上根据服务小区预先配置的系统消息生成的参考序列，其具有与当前的服务小区的下行定位参考信号相同的符号长度、带宽分布等信息。起始位置指下行参考信号在经过多径传输后，于下行信号序列中的实际位置的起始点，其可用于计算传输路径带来的延时。
[0053]
在一个实施例中，如图2所示，步骤s2包括：
[0054]
步骤s21：获取预先生成的本地参考序列，以及根据服务小区构建滑动窗口；
[0055]
步骤s22：基于滑动窗口对下行信号序列依照预设步长进行截取得到多组截取信号，分别计算每组截取信号与下行信号序列的自相关值；
[0056]
步骤s23：依照相关值门限对所有的自相关值进行筛选，以获取大于相关值门限的自相关值；
[0057]
步骤s24：对自相关值进行排序，将最大的自相关值所对应的截取信号的起点作为起始位置。
[0058]
具体地，为了在下行信号序列中准确确定下行位置参考信号的起始位置，本实施例中，通过引入滑动窗口法进行相关性筛选，从而确定起始位置。其中，根据连接的服务小区配置的系统消息，用户终端中已预先生成了与期望接收的下行位置参考信号具有相同符号长度和带宽分布的本地参考序列；以及，根据服务小区的不同，还需要确定实际的滑动窗口，包括滑动窗口的窗长、滑动窗口的起始位置和结束位置等，随后，采用滑动窗口法对下行信号序列进行截取、自相关值计算，从而得到下行信号序列中不同时域位置上的截取信号的自相关值，再通过相关值门限、排序的方式筛选到最大的自相关值，其对应的截取信号的位置即为下行参考信号在时域上对应的起始位置。
[0059]
在一个实施例中，步骤s22中，基于以下方法获得自相关值；
[0060][0061]
式中，corsym
rx,l,bin
(r)为第r个截取信号的自相关值，y
rx,l,bin
(r+k)为补偿后的截取信号，本地参考序列，k为本地参考序列的计数值，pnorm
rx,l
(r)为范数函数；y
rx
(m+posstart
rx,l
)为补偿前的截取信号，m为计数点，m＝0,1,...,n+w-1，posstart
rx,l
为滑动窗口的起始位置，ts为预先设置的采样率，coarsefreoffset(bin)为补偿参数。
[0062]
具体地，为实现较好的相关性计算的效果，本实施例中，在对截取信号进行滑窗相关性计算之前，预先进行了信号补偿，随后，在滑动自相关的过程中，还进一步地引入了范数函数进行处理，以此来实现对自相关值较好的计算过程。
[0063]
在一个实施例中，滑动自相关法的滑动窗口的起始位置采用以下方法确定；
[0064][0065]
式中，posstart
rx,l
为滑动窗口的起始位置，pose为期望位置，w为根据服务小区的确定的窗长，cpk为下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为下行位置参考信号所处的符号，号，为下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长；
[0066]
滑动窗口的结束位置采用以下方法确定：
[0067][0068]
式中，posend
rx,l
为滑动窗口的结束位置，pose为期望位置，w为根据服务小区的确定的窗长，cpk为下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为符号，为下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为符号，为下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长。
[0069]
具体地，为实现用户设备在各类场景中较好的时间估计效果，本实施例中，采用了可变窗长的滑动窗口来进行自相关处理。具体来说，依照当前用户设备所驻留的服务小区，可获取不同的高层参数，进而确定应当采用的窗长。随后，依照当前的服务小区所配置的下行位置参考信号，对滑动窗口的相关位置进行进一步调整，从而使得用户设备在不同通信质量下的服务小区均能够通过调整滑动窗口和下行位置参考信号来实现准确的信号估计过程。
[0070]
在一个实施例中，步骤s22中，采用以下方法确定范数函数：
[0071][0072]
式中，pnorm
rx,l
(r)为第r个范数函数，y
rx
(m)为第m个滑动窗口对下行信号序列进行截取的截取信号，posstart
rx,l
为滑动窗口的起始位置，l为当前的下行位置参考信号所处的符号，r为相关值的计数，n为相关定长，k为本地参考序列的计数值。
[0073]
在一个实施例中，如图3所示，步骤s3包括:
[0074]
步骤s31：获取服务小区发送的系统消息中对应于下行位置参考信号的系统配置位置；
[0075]
步骤s32：根据系统配置位置和起始位置生成时间偏移。
[0076]
具体地，当获取到下行位置参考信号的起始位置后，可进一步地依照系统消息中预先配置的下行位置参考信号的系统配置位置和起始位置来计算得到下行位置参考信号在时域上发生的时间偏移，以此来使得用户设备可以实现较好的时间跟踪和频偏跟踪效
果。
[0077]
在一个实施例中，于执行步骤s3之前，还包括：
[0078]
步骤a1：自下行信号序列中提取同步信号区块，并确定同步信号区块的信号位置；
[0079]
步骤s3中，还基于信号位置和起始位置共同生成时间偏移。
[0080]
具体地，为实现较好的时间估计效果，本实施例中，还在基于下行位置参考信号进行时间估计的基础上，进一步地结合了同步信号区块进行时间估计。该过程可基于现有的对同步信号区块进行测量、得到时间偏移量的过程进行。当得到同步信号区块的时间偏移量后，可根据同步信号区块的时间偏移量和下行位置参考信号的时间偏移来共同得到用户设备当前实际的时间偏移。
[0081]
一种存储介质，适用于用户设备，如图4所示，用户设备100包括物理层芯片101，存储介质102中存储有计算机指令，当用户设备100与基站200进行通信时，物理层芯片101执行计算机指令，以实现上述的时间估计方法。
[0082]
一种用户设备，当用户设备与基站进行通信时，用户设备基于上述的时间估计方法确定时间偏移。
[0083]
具体来说，上述时间估计方法在实际实施过程中可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件等等)，或者组合软件和硬件方面的实施例的形式来实现，其中的软件部分作为计算机指令存储在存储介质102中，部分步骤可能由硬件部分来执行，比如，通过外部射频芯片及相关电路来实现对下行信号序列的接收。存储介质102可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质包含但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或者装置，或者前述的任意适当组合，如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或者快闪存储器)、光纤、便携式只读存储器(cd-rom)等。物理层芯片101(phy)通常被理解为用户设备100中的物理接口收发器，其用于执行通信协议中的物理层相关功能，比如小区驻留、在特定的信道上收发信息等，根据产品的不同，其可能被体现为独立的芯片和硬件电路的组合，也可能是集成的以太网芯片等。存储介质102可能设置在物理层芯片101的外部，或作为片上存储与物理层芯片101进行整合。
[0084]
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种时间估计方法，其特征在于，包括：步骤s1：于服务小区中接收包含所述下行位置参考信号的下行信号序列；步骤s2：对所述下行信号序列和本地参考序列进行相关性处理，以确定所述下行位置参考信号于所述下行信号序列中的起始位置；步骤s3：根据所述起始位置生成所述服务小区的时间偏移。2.根据权利要求1所述的时间估计方法，其特征在于，所述步骤s2包括：步骤s21：获取预先生成的所述本地参考序列，以及根据所述服务小区构建滑动窗口；步骤s22：基于所述滑动窗口对所述下行信号序列依照预设步长进行截取得到多组截取信号，分别计算每组截取信号与所述下行信号序列的自相关值；步骤s23：依照相关值门限对所有的所述自相关值进行筛选，以获取大于所述相关值门限的所述自相关值；步骤s24：对所述自相关值进行排序，将最大的所述自相关值所对应的所述截取信号的起点作为所述起始位置。3.根据权利要求2所述的时间估计方法，其特征在于，所述步骤s22中，基于以下方法获得所述自相关值；式中，corsym
rx,l,bin
(r)为第r个所述截取信号的自相关值，y
rx,l,bin
(r+k)为补偿后的所述截取信号，所述本地参考序列，k为所述本地参考序列的计数值，pnorm
rx,l
(r)为范数函数；y
rx
(m+posstart
rx,l
)为补偿前的所述截取信号，m为计数点，m＝0,1,...,n+w-1，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，t
s
为预先设置的采样率，coarsefreoffset(bin)为补偿参数。4.根据权利要求2所述的时间估计方法，其特征在于，所述滑动窗口的起始位置采用以下方法确定；式中，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，pos
e
为期望位置，w为所述服务小区的确定的窗长，cp
k
为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述下行位置参考信号所处的符号，所处的符号，为所述下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为所述下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长；所述滑动窗口的结束位置采用以下方法确定：式中，posend
rx,l
为所述滑动窗口的结束位置，pos
e
为期望位置，w为根据所述服务小区的确定的窗长，cp
k
为所述下行信号序列中第k个符号的循环前缀，l为所述符号，
为所述下行位置参考信号的起始符号，l
prs
为所述下行位置参考信号的符号个数，n为相关定长。5.根据权利要求3所述的时间估计方法，其特征在于，所述步骤s22中，采用以下方法确定所述范数函数：式中，pnorm
rx,l
(r)为第r个所述范数函数，y
rx
(m)为第m个滑动窗口对所述下行信号序列进行截取的截取信号，posstart
rx,l
为所述滑动窗口的起始位置，l为当前的所述下行位置参考信号所处的符号，r为相关值的计数，n为相关定长，k为所述本地参考序列的计数值。6.根据权利要求1所述的时间估计方法，其特征在于，所述步骤s3包括:步骤s31：获取所述服务小区发送的系统消息中对应于所述下行位置参考信号的系统配置位置；步骤s32：根据所述系统配置位置和所述起始位置生成所述时间偏移。7.根据权利要求6所述的时间估计方法，其特征在于，于执行所述步骤s3之前，还包括：步骤a1：自所述下行信号序列中提取同步信号区块，并确定所述同步信号区块的信号位置；所述步骤s3中，还基于所述信号位置和所述起始位置共同生成所述时间偏移。8.一种存储介质，适用于用户设备，所述用户设备包括物理层芯片，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机指令，当所述用户设备与基站进行通信时，所述物理层芯片执行所述计算机指令，以实现如权利要求1-7任意一项所述的时间估计方法。9.一种用户设备，其特征在于，当所述用户设备与基站进行通信时，所述用户设备基于如权利要求1-7任意一项所述的时间估计方法确定时间偏移。

技术总结
本发明涉及信号接入技术领域，具体涉及一种时间估计方法、存储介质及用户设备，包括：步骤S1：于服务小区中接收包含下行位置参考信号的下行信号序列；步骤S2：对下行信号序列和本地参考序列进行相关性处理，以确定下行位置参考信号于下行信号序列中的起始位置；步骤S3：根据起始位置生成服务小区的时间偏移。有益效果在于：通过引入下行定位参考信号来进行非连接状态下的时间估计过程。由于下行定位参考信号的带宽以及符号长度可以变化，进而使得运营商可根据实际通信质量对下行定位参考信号进行调整，使其在频域上可以分布整个带宽，在时域上可以远大于4个符号，因此相对于同步信号区块能够实现更为准确的时间估计效果。区块能够实现更为准确的时间估计效果。区块能够实现更为准确的时间估计效果。


技术研发人员：付海龙
受保护的技术使用者：上海新基讯通信技术有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/4