一种基于cp平顶法的td-lte小区搜索同步方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于CP平顶法的TD-LTE小区搜索同步方法，通过判断基于CP的最大似然估计的似然函数是否出现平顶，直接估计出CP类型，再根据CP类型利用基于CP的最大似然估计法进行时延、小数倍频偏；根据小数倍频偏对接收信号进行频偏补偿后根据时延从接收信号中提取出PSS时域序列，估计出整数倍频偏，通过整数倍频偏继续对接收信号进行补偿，提取出SSS时域序列，根据PSS时域序列和SSS时域序列即可得到小区ID。可见，本发明将传统的PSS与本地序列的互相关方法和基于CP的最大似然估计的自相关方法结合起来，可以在CP类型未知的情况下，通过判断最大似然函数的平顶来得到CP类型。本发明复杂度较低，易于实现。
【专利说明】—种基于CP平顶法的TD-LTE小区搜索同步方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种基于CP平顶法的TD-LTE小区搜索同步方法。
【背景技术】
[0002]在现有的通信技术中，LTE (Long Term Evolution,长期演进)中采用了以正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)为基础的多址技术。OFDM是一种多载波传输技术，其基本原理是把串行高速数据流串并转换为并行的低速数据流，在多个并行的正交子载波上同时进行传输。传统的多载波系统为了避免产生载波间干扰，各个子载波在频带上是不重叠的，这样频带利用率低，而OFDM系统中各个子载波的频偏是重叠的，其子载波信号间保持良好的正交性，提高了系统的频带利用率。
[0003]OFDM系统要求各个子载波间的良好正交性。但实际系统中的时间偏移会带来相位的偏移，加重符号间的干扰(ISI, Inter Symbol Interference);载波频率的偏移会破坏子载波之间的正交性，导致子载波间的干扰(ICI, inter channel interference)。通过同步技术能够估计出系统中的时间偏移和频率偏移，使OFDM系统保持子载波间良好的正交性。
[0004]同步技术包含三种不同的方法:自相关方法，例如基于CP (Cyclic Prefix,循环前缀)的检测方法、PSS (Primary Synchronization Signal,主同步序列)自相关法；互相关方法，例如PSS互相关相关法；自相关和互相关的混合检测方法。
[0005]在LTE系统中，小区下行链路中会发送PSS和SSS (Secondary SynchronizationSignal，辅同步序列)用于同步和小区搜索。小区基站每5ms发送一次携带扇区识别号的PSS，移动终端检测PSS是否存 在，若存在，则开始存储接收信号，并进行小区识别和下行信号的时频同步；否则，继续检测。在小区搜索的初始阶段，用户需要检测并判断基站发送了哪一组PSS。在传统PSS检测中，用户端用存储在本机的3组本地PSS序列和接收数据进行互相关。传统PSS检测方法复杂度较高，并且频偏会影响定时的准确性。
[0006]基于CP的自相关同步法具有复杂度低、不受频偏影响准确定时的特性。OFDM系统基于CP的时延Θ和频偏ε F估计的最大似然(Maximum Likelihood)函数的数学表达式为:
[0007]A ( θ , ε F) = I Y ( Θ ) I cos {2 Ji ε F+ Z Y ( θ )}-p ε ( θ ) (I)
[0008]其中Z表不复数的复角，频偏可以表不为:ε =Ii1+ ε F,其中Ii1是整数倍频偏，ε [；是小数倍频偏。
【权利要求】
1.一种基于CP平顶法的TD-LTE小区搜索同步方法，发送端在每帧信号中插入主同步序列PSS和辅同步序列SSS，PSS和SSS中均携带循环前缀CP，其特征在于，包括以下步骤: S1:用户终端接收来自小区的射频信号，将射频信号变换为基带信号，对该基带信号进行低通滤波处理得到信号r (η)； 52:将CP长度设置为常规CP长度，对信号r (η)构建基于CP的最大似然函数，判断此时的最大似然函数是否出现平顶，如果不出现平顶，则CP类型为常规CPJf CP长度设置为常规CP长度，对信号r (η)进行最大似然估计得到时延Θ和小数倍频偏ερ;如果出现平顶，则CP类型为扩展CP，将CP长度设置为扩展CP长度，对信号r (η)进行最大似然估计得到时延Θ和小数倍频偏eF; 53:根据步骤S2得到的小数倍频偏ε F，对信号r(n)进行频偏补偿，得到信号r Ε (η)，根据步骤S2得到的时延Θ从信号rE(n)中提取出PSS时域序列，并去除CP; 54:对本地PSS序列进行整数倍频偏预补偿，将得到的时域序列与步骤S3得到的去除CP的PSS时域序列进行相关，估计出整数倍频偏和小区组内ID ； 55:根据步骤S4得到的整数倍频偏，对步骤S3得到的信号rE (η)进行频偏补偿得到信号r' E(n)，从信号r' Ε (η)提取出SSS时域序列，从SSS时域序列中去除CP，然后通过傅里叶变换得到SSS频域序列； 56:将步骤S5得到的SSS频域序列与本地SSS频域序列进行相关，估计出小区物理层小区标识ID，结合步骤S4得到的小区组内ID，估计出小区ID。
2.根据权利要求1所述的TD-LTE小区搜索同步方法，其特征在于，所述步骤S2中平顶的判断方法为:记常规CP长度为L1、扩展CP长度为L2，设置滑动窗长度Lw满足L1 ≤ Lw ≤ L2-L2+l，对最大似然函数计算每个滑动窗的均值，对其中均值最大的滑动窗计算方差，如果方差小于等于预设的方差阈值，则存在平顶；如果方差大于预设的方差阈值，则不存在平顶。
【文档编号】H04B1/7083GK103441778SQ201310386637
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】胡苏 , 徐滢, 赵国栋, 武刚, 李少谦 申请人:电子科技大学