專利名稱：一種用于td-lte系統(tǒng)自適應(yīng)輔同步信號檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種第三代移動通信長期演進(jìn)系統(tǒng)(TD-LTE) 中輔同步信號的檢測方法。
背景技術(shù)：
3GPP (3rd Generation Partnership Pro ject)組織于 2005 年 3 月啟動了空中接口 技術(shù)的長期演進(jìn)(Long Term Evolution, LTE)工作，LTE是繼第三代移動通信之后國際上 主流的新一代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，TD-LTE是時(shí)分雙工(Time Division Duplex, TDD)模式的LTE 系統(tǒng)，LTE 系統(tǒng)以正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 和多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output, MIM0)技術(shù)為基礎(chǔ)。當(dāng)用戶終端(User Equipment，UE)要接入到LTE小區(qū)，必須首先進(jìn)行小區(qū)搜 索過程，也就是對小區(qū)下行同步信號的檢測過程。在TD-LTE系統(tǒng)中，下行同步信號分為 主同步信號 PSS (Primary Synchronization Signal)和輔同步信號 SSS (Secondary Synchronization Signal)。圖1示出了 TD-LTE系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)以及PSS和SSS的位置示意 圖。每個(gè)無線幀(Radio Frame)長為10ms，包括兩個(gè)長度為5ms的半幀(Half-frame)，每 個(gè)半幀包括五個(gè)長度為Ims的子幀，支持5ms和IOms的上下行切換周期，在5ms周期中，子 幀1和子幀6固定配置為特殊子幀(Special Subframe)，每一個(gè)特殊子幀由下行導(dǎo)頻時(shí)隙 (DwPTS)、保護(hù)導(dǎo)頻(GP)和上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS) 3個(gè)特殊時(shí)隙組成，其中，PSS位于子幀 1、6的第3個(gè)OFDM符號，SSS位于子幀0、5的最后1個(gè)OFDM符號，其中子幀1和6的PSS 序列相同，子幀0和5的SSS序列不同，分別用SSSO和SSS5表示。另外，TD-LTE系統(tǒng)支 持多種傳輸帶寬配置，為了保證各個(gè)系統(tǒng)帶寬下PSS和SSS位置的相對固定和檢測算法的 實(shí)現(xiàn)簡單，PSS和SSS信號在頻域上總是處于整個(gè)系統(tǒng)帶寬中央1. 08MHz (6個(gè)物理資源塊 (Physical Resource Block, PRB))的位置，但是PSS和SSS序列映射到帶寬中心62個(gè)子 載波上，中間的直流(DC)子載波留空不用，序列兩端各有5個(gè)子載波用作保護(hù)不傳數(shù)據(jù)。3GPP TS 36.211 V9. 0. 0 “物理信道禾口 調(diào)制(Physical Channel and Modulation)“規(guī)定了 SSS序列的生成方式，每個(gè)小區(qū)組標(biāo)識號由兩個(gè)輔同步索引號( ο^ )確定，索引號礙和啊分別確定的序列經(jīng)過交織形成完整的SSS頻域信號。假設(shè)信
道相干時(shí)間遠(yuǎn)大于4個(gè)OFDM符號時(shí)間，可以根據(jù)主同步信號獲得的頻域信道沖激響應(yīng)值， 采用相干檢測的方法，得到輔同步信號。但在實(shí)際的信道環(huán)境中，雖然接收端在檢測PSS 前，進(jìn)行了時(shí)間粗同步估計(jì)和載波頻偏較正，但是由于接收端估計(jì)的時(shí)間同步位置不夠準(zhǔn) 確、存在殘留頻率偏移或當(dāng)前信噪比較低等因素，使得用PSS估計(jì)的頻域信道沖激響應(yīng)不
夠理想，采用相干檢測的方法時(shí)，造成SSS索引號(^ml )檢測出錯(cuò)，從而導(dǎo)致小區(qū)組標(biāo)識
號錯(cuò)誤，結(jié)果是小區(qū)搜索失敗。綜上所述，現(xiàn)有TD-LTE系統(tǒng)缺少一種有效且準(zhǔn)確度高的輔 同步信號檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高SSS索引號檢測的成功率，避免直接用接收端接收到的基帶信號與本地 生成的336個(gè)SSS序列進(jìn)行互相關(guān)來檢測SSS索引號引起的高計(jì)算復(fù)雜度，本發(fā)明公開了 一種用于TD-LTE自適應(yīng)輔同步信號檢測方法，將接收端接收到的基帶信號與本地生成的 時(shí)域PSS進(jìn)行互相關(guān)，根據(jù)互相關(guān)產(chǎn)生的峰值得到定時(shí)精同步位置；將接收端基帶信號進(jìn)
行濾波，根據(jù)PSS確定頻域信道沖激響應(yīng)泠；根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度，估計(jì)當(dāng)前
信道環(huán)境；當(dāng)信道環(huán)境好時(shí)，直接采用相干檢測方法檢測輔同步信號；當(dāng)信道環(huán)境差時(shí)，采 用最大似然法估計(jì)接收端基帶信號中殘留的頻偏，根據(jù)頻偏對接收端基帶信號進(jìn)行頻偏校 正。本發(fā)明在完成下行信道輔同步信號檢測過程中采用了自適應(yīng)反饋的方法， 對由PSS序列估計(jì)的頻域信道沖激響應(yīng)進(jìn)行修正，通過相干檢測的方法，提高了 SSS序 列檢測的正確率，并減少了接收端接收到的SSS序列與本地生成SSS序列(本地共生成 168x2 = 3 個(gè)SSS序列)進(jìn)行互相關(guān)的次數(shù)，減小了其計(jì)算復(fù)雜度。


圖1 TD-LTE系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)以及PSS和SSS的位置示意圖； 圖2 TD-LTE系統(tǒng)自適應(yīng)輔同步信號檢測方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下針對附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施作具體描述。圖2為TD-LTE系統(tǒng)自適應(yīng)輔同步信號檢測方法流程圖，包括如下步驟
(1)將接收端接收到的基帶信號與本地生成的時(shí)域主同步信號PSS進(jìn)行互相關(guān)，根據(jù) 互相關(guān)產(chǎn)生的峰值得到定時(shí)精同步位置；
(2)確定定時(shí)精同步位置，將接收端基帶信號通過數(shù)字低通濾波器(可選截止頻率為
0. 96MHz)對接收到的基帶信號進(jìn)行濾波，根據(jù)PSS確定頻域信道沖激響應(yīng)應(yīng)M沐)。具體 為
(2a)將接收端基帶信號通過數(shù)字低通濾波器截止頻率可為0. 96MHz)，保留主同步 信號所在的子載波信號A (即直流分量附近62個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)，為頻域信號)，濾除其它
子載波上的數(shù)據(jù)，調(diào)用公式應(yīng)描沐)=RISS(k)iTfSS(kXk^ill---6i計(jì)算由PSS得到的頻域信
道沖激響應(yīng)。其中，(約為接收端頻域PSS信號，Tks(Ar)為本地生成的頻域PSS信號；
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以采用最小均方誤差算法和最小二乘算法等方法進(jìn)行信道 估計(jì)。(3)將頻域信道沖激響應(yīng)變換得到時(shí)域信道沖激響應(yīng)，根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)長 度，估計(jì)當(dāng)前信道環(huán)境，采用自適應(yīng)反饋的方法，根據(jù)信道環(huán)境對頻域信道沖激響應(yīng)進(jìn)行修 正。具體為
(3a)對頻域信道沖激響應(yīng)kD進(jìn)行# (F= 2048 )點(diǎn)正冗變換，由公式hssit) = IFFTw{Hpm(k)}得到時(shí)域信道沖激響應(yīng)，根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)峰值點(diǎn)位置
L_ i^ = aiIgfs丨2，根據(jù)公式7 = ^max I “⑴I2確定閾值I其中，|為時(shí)
域序號， 為閾值系數(shù)(一般而=0.1 (￡ = 144)為CP的長度；
(3b)對于(i€fl，iD ,從《 = 開始按照遞增的順序，檢測得到第1個(gè)大于閾值 Th的瞬時(shí)功率，記其位置為Zstoi,從《 = ￡開始按照的遞減順序，檢測得到第1個(gè)大于閾 值Th的瞬時(shí)功率，記其位置為Lend,調(diào)用公式ChmmdL = Letd — Lstm計(jì)算時(shí)域信道沖激響應(yīng) 長度Cha臓IL。比較ChanndL與CP長度￡ (￡ = 144 )的大小，根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度 判斷信道環(huán)境，通過計(jì)算機(jī)仿真，如可定義如下關(guān)系
當(dāng)ChanmlL <80時(shí)， 信道最大多徑時(shí)延小，信道環(huán)境好； 當(dāng)ChcmndL碰時(shí)， 信道最大多徑時(shí)延大，信道環(huán)境差；
(3c)當(dāng)信道環(huán)境好時(shí)，轉(zhuǎn)至步驟G)，直接采用相干檢測的方法，檢測出輔同步信號。 當(dāng)信道環(huán)境差時(shí)，采用最大似然法估計(jì)接收端基帶信號中殘留的頻偏，并對接收端基帶信
號進(jìn)行頻偏校正。如可調(diào)用公式= argmaxjll；^2^ |2)估計(jì)接收端基帶信號中殘留
^ L υJ
的頻偏4/ ,并對接收端基帶信號進(jìn)行頻偏校正。其中，Λ為接收端基帶信號，I為時(shí)域序號， T = T5 = M (15000*2048)S采樣時(shí)間間隔，Δ少為Δ/的最大似然估計(jì)值；
(3d)重復(fù)步驟Qa)和步驟(3a)、( )，反饋次數(shù)counter加1。根據(jù)步驟(3b)估計(jì) 當(dāng)前信道環(huán)境，決定是采用相干檢測，檢測出輔同步信號，還是根據(jù)步驟(3c)，對接收端基 帶信號進(jìn)行殘留頻偏估計(jì)并校正；
(3e)判斷反饋次數(shù)counter是否達(dá)到最大次數(shù)(一般最大次數(shù)為2)。如果信道環(huán)境仍然差的話，則認(rèn)為當(dāng)前噪聲功率太大，嚴(yán)重干擾了主同步信號，解 決的辦法為將接收端原來只接收一幀的同步序列，現(xiàn)在重復(fù)的接收#幀同步序列(一般# 可取3- ，針對每半幀的同步序列經(jīng)過數(shù)字低通濾波器，將這2/V( —幀里有2個(gè)同步序列)
個(gè)同步序列疊加求和，然后再取平均值，根據(jù)PSS得到頻域信道沖激響應(yīng)應(yīng)-(i)。(4)根據(jù)步驟C3)得到頻域信道估計(jì)值，采用相干檢測的方法，檢測出輔同步信 號。具體可采用如下方法
(4a)根據(jù)公式Isss(A) = ^2^3(1:)1^0 :)得到在頻域里，接收端經(jīng)過信道補(bǔ)償后的SSS 序列。其中，Rsssm為接收端接收到的SSS序列，R^m為經(jīng)過信道補(bǔ)償后的SSS序列； (4b)采用公式 。(勾=Rsss(W)CiM對接收端經(jīng)過信道補(bǔ)償后的SSS序列Isss(勾進(jìn)
行解擾。采用公式戍啤“?、鑎弋㈨^㈦丨“將經(jīng)解擾后的序列^ ω與本地生成的 SSS序列的不同循環(huán)移位進(jìn)行互相關(guān)，根據(jù)峰值點(diǎn)得到輔同步索引號《b的估計(jì)值喚。其中，免為頻域信號，為本地生成加擾序列，s(i)ct)為本地生成的sss序列的不同循環(huán)移 位，i的取值范圍為
,喚為吟的估計(jì)值；
(4c)采用公式Osti (^) = 1^5.(21+1:^(.02^0(幻對接收端經(jīng)過信道補(bǔ)償后的SSS序列
η ^彳進(jìn)行二次解擾。采用公式岣= ^ l￡ 》>W( f將經(jīng)解擾后的序列(妗與
SSS ^2 k^Ss2I s ”
本地生成的SSS序列的不同循環(huán)移位進(jìn)行互相關(guān)，根據(jù)峰值點(diǎn)得到輔同步索引號約的估
計(jì)值砵。其中t為頻域信號，qW、z，(.fc)分別為本地生成加擾序列，』味)為本地生成 的SSS序列的不同循環(huán)移位，根據(jù)3GPP TS 36.211 V9. 0. O “物理信道和調(diào)制(Physical Channel and Modulation) ”中表6. 11. 2. 1-1可知,此時(shí)ι的取值范圍為
ι為《ι的估計(jì)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)3GPP TS 36.211 V9. 0. O “物理信道和調(diào)制 (Physical Channel and Modulation) ” 中表 6· 11. 2· 1-1 輔同步索引號()的關(guān)系
可知。當(dāng)步驟Gb)得到的輔同步索引號估計(jì)值而大于步驟Ge)得到的輔同步索引號估
計(jì)值砵時(shí)，則判定當(dāng)前子幀為第5子幀，根據(jù)輔同步索引號估計(jì)值(Aq，·^ )得到第5子幀
的輔同步信號；當(dāng)步驟Gb)得到的輔同步索引號估計(jì)值砵小于步驟Ge)得到的輔同步索
引號估計(jì)值砵時(shí)，則判定當(dāng)前子幀為第O子幀，根據(jù)輔同步索引號估計(jì)值(爲(wèi)，砵)得到第 O子幀的輔同步信號。(4d)根據(jù)輔同步序列索引號估計(jì)值喚和咚得到輔同步信號，并根據(jù)3GPP TS 36. 211 V9. 0. O “物理信道和調(diào)制(Physical Channel and Modulation) ”中表 6. 11. 2. 1-1得到對應(yīng)的小區(qū)組標(biāo)識號。
權(quán)利要求
1.一種用于TD-LTE系統(tǒng)自適應(yīng)輔同步信號檢測方法，其特征在于，包括如下步驟(1)接收端基帶信號與本地生成的時(shí)域主同步信號PSS進(jìn)行互相關(guān)，根據(jù)互相關(guān)產(chǎn) 生的峰值得到定時(shí)精同步位置；(2)確定定時(shí)精同步位置，將接收端基帶信號通過數(shù)字低通濾波器進(jìn)行濾波，保留主同步信號所在的子載波信號t，根據(jù)PSS確定頻域信道沖激響應(yīng)應(yīng)《(幻；(3)將頻域信道沖激響應(yīng)變換得到時(shí)域信道沖激響應(yīng)，根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度， 估計(jì)當(dāng)前信道環(huán)境，根據(jù)信道環(huán)境對頻域信道沖激響應(yīng)進(jìn)行修正；(4)根據(jù)修正后的頻域信道估計(jì)值，采用相干檢測的方法，檢測出輔同步信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔同步信號檢測方法，其特征在于，調(diào)用公式Hfm(k) = RlissXk)/T ss(k),k= 0Λ…61計(jì)算頻域信道沖激響應(yīng)。
3.其中，Ass(A)為接收端頻域PSS信號，Tiss(Ar)為本地生成的頻域PSS信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔同步信號檢測方法，其特征在于，所述估計(jì)當(dāng)前信道環(huán)境 具體為比較時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度ChanmlL與CP長度￡ ,當(dāng)ChanmiL < 80時(shí)，信道環(huán)境 好，當(dāng)ChanndL 2 81時(shí)，信道環(huán)境差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔同步信號檢測方法，其特征在于，當(dāng)信道環(huán)境好時(shí)， 采用相干檢測的方法檢測輔同步信號，當(dāng)信道環(huán)境差時(shí)，采用最大似然法估計(jì)調(diào)用公式AP^argmix^^^^pl估計(jì)接收端基帶信號中殘留的頻偏 并對接收端基帶信 ^ L -iJ4/號進(jìn)行頻偏校正，其中，Λ為接收端基帶信號力時(shí)域序號，了采樣時(shí)間間隔，Af為Δ/的 最大似然估計(jì)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔同步信號檢測方法，其特征在于，對于II2 ￠€[1,1]) ，從《 = 1開始按照遞增的順序，檢測得到第1個(gè)大于閾值Th的瞬時(shí)功率，記其位置為Lstart, 從《 = Ζ開始按照/7的遞減順序，檢測得到第1個(gè)大于閾值 的瞬時(shí)功率，記其位置為Ζ-， 調(diào)用公式ChanndL = Lexd - L細(xì)計(jì)算時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度ChcmnelL。
全文摘要
本發(fā)明請求保護(hù)一種用于TD-LTE系統(tǒng)自適應(yīng)輔同步信號檢測方法，涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域。針對現(xiàn)有TD-LTE系統(tǒng)輔同步信號檢測準(zhǔn)確度低等方面的問題，根據(jù)接收端接收到的基帶信號與本地生成的主同步信號互相關(guān)峰值得到定時(shí)精同步位置；將接收端基帶信號通過低通濾波器，保留直流子載波附近62個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)，由主同步信號得到頻域信道沖激響應(yīng)；根據(jù)時(shí)域信道沖激響應(yīng)長度，估計(jì)當(dāng)前信道環(huán)境，采用自適應(yīng)反饋的方法，對頻域信道沖激響應(yīng)進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的頻域信道估計(jì)值，采用相干檢測的方法，檢測出輔同步信號。
文檔編號H04W24/00GK102123414SQ20111009781
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者萬翠, 孟湘松, 朱芹, 王國仲, 羅佳, 苗青, 陳發(fā)堂, 馬磊 申請人:重慶郵電大學(xué)