一種FlashLinQ系統(tǒng)的粗定時(shí)同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于符號(hào)級(jí)搜索的FlashLinQ系統(tǒng) 的粗定時(shí)方法及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002] FlashLinQ系統(tǒng)由高通公司提出，是目前為止較成熟的D2D(Device-to_Device) 通信方案。它部署在授權(quán)頻段，支持多點(diǎn)分布式協(xié)調(diào)通信，不需要基站等設(shè)施。FlashLinQ 系統(tǒng)同樣米用 SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access),因此系 統(tǒng)對(duì)定時(shí)和頻率偏差特別敏感。同步階段是D2D通信中必不可少的階段，通過同步，可以 使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘處于同一頻率，更加高效的完成后續(xù)的過程。
[0003] FlashLinQ系統(tǒng)和LTE (Long Term Evolution)系統(tǒng)一樣，采用兩種同步信號(hào)： 主同步信號(hào)（Pimary D2D Synchronization Signal, PD2DSS)和輔同步信號(hào)（Secondary D2D Synchronization Signal, SD2DSS)。接收端檢測(cè)到 PD2DSS 和對(duì) SD2DSS 后可以獲得 小區(qū)ID。由于TO2DSS粗定時(shí)同步是鏈路物理層過程的第一個(gè)處理模塊，終端要與其他設(shè) 備連接就必需在較短的時(shí)間內(nèi)與其他設(shè)備建立同步，才可以進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)的處理。因此， 性能可靠和低復(fù)雜度的D2DPSS定時(shí)同步算法是保證接收端快速建立同步的關(guān)鍵步驟。但 是在FlashLinQ系統(tǒng)中主同步信號(hào)的發(fā)送周期變長，這就意味著要檢測(cè)主同步信號(hào)就要 處理更多的數(shù)據(jù)，這對(duì)快速定時(shí)和降低能耗是不利的。并且主同步信號(hào)易受頻偏的影響， 在頻偏較大時(shí)，定時(shí)準(zhǔn)確率受影響。LTE中傳統(tǒng)的粗定時(shí)同步算法是將本地3組時(shí)域PSS 和接收的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行匹配濾波檢測(cè)相關(guān)峰來進(jìn)行同步，這樣計(jì)算復(fù)雜度較高。當(dāng)前對(duì) FlashLinQ系統(tǒng)中的粗定時(shí)同步研究還不多。Qualcomm提出了 FlashLinQ系統(tǒng)的時(shí)間同 步算法，只提出一種頻域符號(hào)級(jí)的方法，沒有給出具體的步驟細(xì)節(jié)（Rl-133598, echniques for Synchronization, Aug. 23, 2013)。但是現(xiàn)在LTE系統(tǒng)中的時(shí)間同步算法已經(jīng)相 當(dāng)成熟，ManolakisK等人通過PSS和SSS的頻域檢測(cè)來進(jìn)行同步和小區(qū)搜索（IEEE Wireless Communications and Networking Conference. Budapest, Hungary:IEEE, 2009)〇 ZhangZhongshan利用的是PSS的中心對(duì)稱性質(zhì)，提出了一種低復(fù)雜度的PSS檢測(cè)算法 (Low-Complexity Cell Search with Fast PSS Identifcation in LTE[J]· IEEE)〇 XuW 提出了 LTE系統(tǒng)中一種魯棒的頻率和定時(shí)同步算法（IEEE Global Telecommunications Conf erence(GLOBECOM). Miami, FL: IEEE, 2010)。兩種的主同步信號(hào)有很多相同點(diǎn)，可以利 用LTE定時(shí)的研究結(jié)果，研究FlashLinQ系統(tǒng)的定時(shí)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于符號(hào)級(jí)搜索的FlashLinQ系統(tǒng)的 粗定時(shí)方法并提高主同步信號(hào)的抗頻偏性能。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種FlashLinQ系統(tǒng)的粗定時(shí)同步方法，所訴方法包括以下步驟：
[0007] 步驟1主同步信號(hào)只在偶數(shù)子載波上傳送數(shù)據(jù)，且奇數(shù)子載波上不傳送數(shù)據(jù)，在 時(shí)域上會(huì)出現(xiàn)特殊的結(jié)構(gòu)：
[0008]
[0009] 如上式可知若只有偶數(shù)子載波上傳送數(shù)據(jù)，若后半部分乘_j則時(shí)域上是前后相 同的兩部分。那么新的結(jié)構(gòu)就變成了長度為兩個(gè)符號(hào)長度，里面是相同的四個(gè)部分。在對(duì) 一個(gè)窗口進(jìn)彳丁處理時(shí)就會(huì)引入部分相關(guān)，粗定時(shí)的抗頻偏性能提尚。
[0010] 步驟2將采樣后的信號(hào)取一個(gè)窗長的序列與本地信號(hào)循環(huán)卷積；
[0011] 需要說明的是，所述一個(gè)窗長為一個(gè)符號(hào)的長度；進(jìn)一步的，如通過FFT和IFFT實(shí) 現(xiàn)循環(huán)卷積來降低計(jì)算復(fù)雜度。
[0012] 步驟3獲得一個(gè)窗長度與本地信號(hào)循環(huán)卷積后，得到其中最大值的位置，搜索下 一個(gè)窗的起始點(diǎn)，窗的步長為一個(gè)符號(hào)，不斷重復(fù)步驟1和步驟2直到處理完所有的數(shù)據(jù)；
[0013] 步驟4處理完所有的數(shù)據(jù)后得到整個(gè)序列的最大值，即為主同步信號(hào)的位置；
[0014] 步驟5判斷得到的主同步信號(hào)是第一個(gè)還是第二個(gè)主同步信號(hào)。得到的TO2DSS 序列后繼續(xù)往前和往后各取N長度的點(diǎn)與本地主同步序列相關(guān)，比較兩個(gè)值的大小。若前 面的相關(guān)值大，則得到的是第二個(gè)主同步信號(hào)的位置；反之為第一個(gè)主同步信號(hào)的位置。
[0015] 需要說明的是，步驟2中，對(duì)接收到信號(hào)循環(huán)卷積按以下進(jìn)行：
[0016] 用戶終端接收接收到的序列為r (η) (η = 0, 1，"·Λ)。從開頭位置取一個(gè)符號(hào)的 長度數(shù)據(jù)作為一個(gè)窗與本地同步序列循環(huán)卷積；
[0017]
[0018] 式中：#表示N點(diǎn)的循環(huán)卷積，N為FFT長度；n = M*(N+CP)M = 0，l，2...(L/ (N+CP)) ; <(m)為本地主同步序列的反轉(zhuǎn)序列取共輒；i = 0,1，2 ;窗的步長為N+CP ;
[0019] 若現(xiàn)在正處理第M個(gè)窗，窗中的序列與本地TO2DSS的反轉(zhuǎn)序列做N點(diǎn)循環(huán)卷積：
[0020]
[0021] 由時(shí)域卷積對(duì)應(yīng)頻域相乘的性質(zhì)有：
[0022]
[0023] 式中5；(幻為\(/?)的N點(diǎn)FFT變換后的數(shù)據(jù)。利用快速傅里葉變換和其逆變換可 以進(jìn)一步減少計(jì)算量。
[0024] 本發(fā)明有益效果在于，提出了新的主同步信號(hào)結(jié)構(gòu)通過引入部分相關(guān)，提高粗定 時(shí)的抗頻偏性能。提出了一種在時(shí)域采用符號(hào)級(jí)搜索的方法檢測(cè)FlashLinQ系統(tǒng)同步信號(hào) 的方法，與傳統(tǒng)的同步方法相比，它能夠有效的減少數(shù)據(jù)處理量，并且降低計(jì)算的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0025] 圖1是符號(hào)級(jí)的同步算法流程圖；
[0026] 圖2是符號(hào)級(jí)的同步算法；
[0027] 圖3是新同步結(jié)構(gòu)；
[0028] 圖4是原來的結(jié)構(gòu)與提出結(jié)構(gòu)的抗頻偏性能對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合【具體實(shí)施方式】以及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但所描述的實(shí)施例 不不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明為一種基于符號(hào)級(jí)搜索的FlashLinQ系統(tǒng)的粗定時(shí)同步方法， 所述方法包括以下步驟：
[0031] 步驟1主同步信號(hào)只在偶數(shù)子載波上傳送數(shù)據(jù)，奇數(shù)子載波上不傳送數(shù)據(jù)，在時(shí) 域上會(huì)出現(xiàn)特殊的結(jié)構(gòu)：
[0032]
[0033] 如上式可知若只有偶數(shù)子載波上傳送數(shù)據(jù)，若后半部分乘_j則時(shí)域上是前后相 同的兩部分（如圖3所示），數(shù)據(jù)由發(fā)射機(jī)發(fā)送出去；
[0034] 步驟2采樣后的信號(hào)取一個(gè)窗長（一個(gè)符號(hào)的長度）的序列與本地信號(hào)循環(huán)卷 積，這里通過FFT和IFFT實(shí)現(xiàn)循環(huán)卷積來降低計(jì)算復(fù)雜度；
[0035] 需要說明的是，具體的過程按以下進(jìn)行：
[0036] 接收序列為r (η)，通過循環(huán)卷積來尋找TO2DSS的位置，如圖1所示：
[0037]
[0038] 式中：?表示N點(diǎn)的循環(huán)卷積，N為FFT長度；n = M*(N+CP)M = 0, 1，2." (L/ (糾0?));.、((111)為本地主同步序列的反轉(zhuǎn)序列取共輒；丨=0，1