本发明涉及通信技术领域,特别涉及到蜂窝无线通信系统中一种测量小区信号功率的方法。
背景技术:
在移动通信系统中,移动终端在进行小区选择,小区重选,小区切换等无线资源管理行为时,都需要对小区信号功率进行测量,以选择满足功率条件的小区进行主流。
在不同的通信系统中,测量的对象和名称有所不同,但存在大量实质仅以待测小区的信号功率,而不包含噪声以及干扰的测量对象。如时分同步码分多址(简称,td-scdma)系统、宽带码分多址(简称,wcdma)系统中的接收信号码功率(简称,rscp),以及长期演进(简称,lte)系统中的参考信号接收功率(简称,rsrp)等。
现有技术中,小区信号功率的测量方法主要有两种:
1.基于时域信道冲击响应,通过选径技术进行测量的方法。
其中时域信道冲击响应可以通过接收的时域信号和待测小区的训练序列的时域信号进行卷积得到,也可以通过接收信号的频域信号和待测小区训练序列的频域信号相除,然后再进行逆傅立叶变换得到。
2.直接基于接收信号的频域信号和待测小区训练序列的频域信号相除的结果进行求和的测量方法。
现有技术的上述方法可以较好的避免干扰和噪声对小区信号功率测量的影响。但是上述方法在存在定时偏移和频率偏移时,测量结果会受到影响,从而影响小区信号功率测量的精确性。
在蜂窝无线通信中,终端和基站本身的器件在时钟和频率上的偏差,以及终端和基站间的距离不同、移动速度不同,都会造成终端接收的各基站信号的定时和频偏不同,所以终端为了获得准确的各小区信号功率,需要对不同小区做不同的定时和频率同步。
为了减小定时偏差和频率偏差从而提高测量精度,在定时偏移控制方面,终端在接收时会对每个小区进行一个初始的同步估计,将定时偏差控制在一定范围内;在频率偏移控制方面,由于通信协议都对终端做出了频率上的精度要求并且基站大都保持了频域间较为严格的同步,即将频率偏差也已经控制在一定范围内。通过实施小区同步估计,通常可以使得终端与各小区完成样点级同步(即,定时同步偏差控制在采样点时间间隔或码片持续时间范围内),频率偏差控制在只受终端移动速度影响。
终端要进一步完成每个小区的精确同步,需要射频和基带处理付出极大代价,特别是在多模移动终端中,由于测量周期有限,测量小区较多,终端的负担更大。此外由于受噪声和干扰的影响,定时偏差和频率偏差难以估计准确。因此,在实际的移动通信系统中,难以完全消除定时偏差和频率偏差对小区信号功率测量的影响。
在实际应用场景下的小区信号功率测量过程中,由于终端要完成多个小区的精确同步的实现代价太高,通常情况下,测量过程都是在样点级同步的基础上进行的,定时偏差和频率偏差对小区信号功率测量的影响是难以避免,测量通常是在有同步偏差的情况下进行的。现有的小区信号功率测量技术方案存在的问题是,在存在同步偏差的场景下,受定时偏差和频率偏差的影响,难以获得精确的测量结果。
技术实现要素:
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提出了一种小区信号功率测量方法,以降低同步偏差对测量的影响,提高在存在同步偏差场景下的小区信号功率的测量精度。
本发明的技术方案为:
一种小区信号功率测量方法,包括:
终端在待测小区的频点接收样点级同步后的数据;
从接收的数据中获取接收训练序列频域数据和接收训练序列时域数据;
用所述接收训练序列频域数据除以本地训练序列频域数据,获得频域比值序列;
用所述接收训练序列时域数据除以本地训练序列时域数据,获得时域比值序列;
对所述频域比值序列进行滑动自相关,获得频域测量功率;
对所述时域比值序列进行滑动自相关,获得时域测量功率;
将所述频域测量功率和所述时域测量功率的平均值作为小区信号功率。
进一步的,所述对所述频域比值序列进行滑动自相关,获得频域测量功率包括:
对所述频域比值序列进行间隔为k的滑动自相关,获得频域滑动相关值序列;
将所述频域滑动相关值序列中各频域滑动相关值的绝对值作为该频域滑动相关值的功率,获得频域功率序列;
根据所述频域功率序列获得频域测量功率;
其中,所述k=0,1,……,k;所述k为大于0且小于所述频域比值序列长度的整数。
优选的,所述根据频域功率序列获得频域测量功率包括:
计算所述频域功率序列的平均值,将所述平均值作为频域测量功率。
优选的,所述根据频域功率序列获得频域测量功率包括:
将所述频域功率序列中的最大功率作为频域测量功率。
进一步的,所述对所述频域比值序列进行滑动自相关,获得频域测量功率包括:
对所述频域比值序列进行固定间隔的滑动自相关,获得频域滑动相关值;
将所述频域滑动相关值的绝对值作为频域测量功率。
进一步的,所述对所述时域比值序列进行滑动自相关,获得时域测量功率包括:
对所述时域比值序列进行间隔为k的滑动自相关,获得时域滑动相关值序列;
将所述时域滑动相关值序列中各时域滑动相关值的绝对值作为该时域滑动相关值的功率,获得时域功率序列;
根据所述时域功率序列获得时域测量功率;
其中,所述k=0,1,……,k;所述k为大于0且小于所述时域比值序列长度的整数。
优选的,所述根据所述时域功率序列获得时域测量功率包括:
计算所述时域功率序列的平均值,将所述平均值作为时域测量功率。
优选的,所述根据所述时域功率序列获得时域测量功率包括:
将所述时域功率序列中的最大功率作为时域测量功率。
进一步的,所述对所述时域比值序列进行滑动自相关,获得时域测量功率包括:
对所述时域比值序列进行固定间隔的滑动自相关,获得时域滑动相关值;
将所述时域滑动相关值的绝对值作为时域测量功率。
本发明的技术方案中,通过频域和时域的两组序列分别进行滑动相关求取对应的功率值,直接消除了定时偏差和频率偏差在时域和频域上的相位旋转,降低了定时偏差和频率偏差对小区信号功率测量的影响。本发明技术方案在小区信号功率测量过程中无需精确的同步作为前提条件,也无需精确的同步估计过程,降低了测量所需的同步过程的实现代价,提高了在存在同步偏差场景下的测量精度。
附图说明
图1是本发明具体实施例1方法流程图;
图2是本发明具体实施例2方法流程图;
具体实施方式
为了更好的说明本发明的技术方案,下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
需要说明的是,具体实施方式中以针对td-scdma系统小区信号功率测量为例说明本发明的技术方案,但本发明技术方案可以应用于包括td-scdma、wcdma、cdma2000、lte以及各种多模系统在内的各种移动通信系统中小区信号功率测量。
td-scdma的一个子帧长度为5毫秒,每个子帧包括10个时隙,时隙分为上行时隙和下行时隙,分别承载上行数据和下行数据,每个下行时隙共有864个样点。用于测量主公共控制物理信道(简称,p-ccpch)的训练序列midamble处于时隙0的第353~第496样点,其中的第353~368个样点的数据为重复380~496样点的数据,训练序列midamble共包括128个样点数据。
具体实施例1
本实施例为本发明小区信号功率测量方法的一种优选实施方式。
参见图1,如图1所示,本实施例的小区信号功率测量方法包括:
s101、终端在待测小区的频点接收样点级同步后的数据;
根据测量任务确定待测小区的频点,完成样点级同步后,从p-ccpch中的midamble的起点开始接收数据,总共接收128个样点,得到接收数据;
其中,所述样点级同步可以采用现有技术的各种样点级同步方法,本发明对此没有具体限制;
s102、获取接收训练序列频域数据和接收训练序列时域数据;
对所述接收数据进行同频干扰消除,获得接收训练序列时域数据rec_r_time(n);
对接收到的数据进行傅立叶变换,获得接收训练序列频域数据rec_r_freq(n);
其中,n为数据序号,n=1,2……n;n为训练序列的长度,本实施例中,n=128;
所述同频干扰消除可以采用现有技术的各种同频干扰消除方法,本发明对此没有具体限制;
s103、获得频域比值序列和时域比值序列;
用所述接收训练序列频域数据除以本地训练序列频域数据获得频域比值序列freq_ratio(n);
其中,rec_b_freq(n)为移动终端预存的所述待测小区的本地训练序列频域数据;
用所述接收训练序列时域数据除以本地训练序列时域数据获得时域比值序列time_ratio(n);
其中,rec_b_time(n)为为移动终端预存的所述待测小区的本地训练序列时域数据;
s104、对所述频域比值序列进行滑动自相关,获得频域测量功率;
作为本具体实施例的一种优选实现方案,本步骤可以进一步包括:
s1041、对所述频域比值序列按不同的间隔k进行的滑动自相关,获得频域滑动相关值序列freq_xcoor(k);
其中,所述conj()为共轭操作;
s1042、将所述频域滑动相关值序列中各频域滑动相关值的绝对值作为该频域滑动相关值的功率,获得频域功率序列freq_xcoor_power(k);
freq_xcoor_power(k)=|freq_xcoor(k)|
其中,所述||为取绝对值;
s1043、根据所述频域功率序列获得频域测量功率freq_xcoor_power;
本实施例中,可以将所述频域功率序列的平均值作为freq_xcoor_power;
也可以将所述频域功率序列中的最大值作为频域测量功率;
其中,所述间隔k=0,1,……,k;所述k为大于0且小于所述频域比值序列长度的整数;
s105、对所述时域比值序列进行滑动自相关,获得时域测量功率;
作为本具体实施例的一种优选实现方案,本步骤可以进一步包括:
s1051、对所述时域比值序列按不同的间隔为k进行滑动自相关,获得时域滑动相关值序列time_xcoor(k);
其中,所述conj()为共轭操作;
s1052、将所述时域滑动相关值序列中各时域滑动相关值的绝对值作为该时域滑动相关值的功率,获得时域功率序列time_xcoor_power(k);
time_xcoor_power(k)=|time_xcoor(k)|
其中,所述||为取绝对值;
s1053、根据所述时域功率序列获得时域测量功率;
本实施例中,可以将所述时域功率序列的平均值作为时域测量功率time_xcoor_power;
也可以将所述时域功率序列中的最大值作为time_xcoor_power;
其中,所述间隔k=0,1,……,k;所述k为大于0且小于所述时域比值序列长度的整数;
s106、将所述频域测量功率和所述时域测量功率的平均值作为小区信号功率。
具体实施例2
本实施例为本发明小区信号功率测量方法的又一种优选实施方式。
参见图2,如图2所示,本实施例的测量方法包括:
s201、终端在待测小区的频点接收样点级同步后的数据;
根据测量任务确定待测小区的频点,完成样点级同步后,从p-ccpch中的midamble的起点开始接收数据,总共接收128个样点,得到接收数据;
其中,所述样点级同步可以采用现有技术的各种样点级同步方法,本发明对此没有具体限制;
s202、获取接收训练序列频域数据和接收训练序列时域数据;
对所述接收数据进行同频干扰消除,获得接收训练序列时域数据rec_r_time(n);
对接收到的数据进行傅立叶变换,获得接收训练序列频域数据rec_r_freq(n);
其中,n为数据序号,n=1,2……n;n为训练序列的长度,本实施例中,n=128;
s203、获得频域比值序列和时域比值序列;
用所述接收训练序列频域数据除以本地训练序列频域数据获得频域比值序列freq_ratio(n);
其中,rec_b_freq(n)为移动终端预存的所述待测小区的本地训练序列频域数据;
用所述接收训练序列时域数据除以本地训练序列时域数据获得时域比值序列time_ratio(n);
其中,rec_b_time(n)为为移动终端预存的所述待测小区的本地训练序列时域数据;
s204、对所述频域比值序列进行滑动自相关,获得频域测量功率;
本步骤进一步包括:
s2041、对所述频域比值序列进行固定间隔的滑动自相关,获得频域滑动相关值freq_xcoor;
其中,所述conj()为共轭操作;
s2042、将所述频域滑动相关值的绝对值作为频域测量功率freq_xcoor_power;
freq_xcoor_power=|freq_xcoor|
其中,所述||为取绝对值;
其中,所述i为滑动自相关的固定间隔,i可以是大于1且小于所述频域比值序列长度的整数。
s205、对所述时域比值序列进行滑动自相关,获得时域测量功率;
本步骤进一步包括:
s2051、对所述时域比值序列进行固定间隔的滑动自相关,获得时域滑动相关值time_xcoor;
其中,所述conj()为共轭操作;
s2052、将所述时域滑动相关值的绝对值作为时域测量功率time_xcoor_power;
time_xcoor_power=|time_xcoor|
其中,所述||为绝对值;
所述i为滑动自相关的固定间隔,i可以是大于1且小于所述时域比值序列长度的整数。
s206、将所述频域测量功率和所述时域测量功率的平均值作为小区信号功率。
本发明的上述具体实施例中,终端从接收信号中获取训练序列midamble,通过对频域和时域的两组序列分别进行滑动相关求取频域功率值和时域功率值,直接消除了定时偏差和频率偏差在时域和频域上的相位旋转,降低了定时偏差和频率偏差对小区信号功率测量的影响。通过对频域测量功率和时域测量功率取平均值,将平均值作为最终的小区信号功率,进一步消除了频域测量功率或时域测量功率的误差对最终结果的影响,提高了小区信号功率的精确度。本发明具体实施例的方案只需要在实现了样点级同步的场景下即可实现精确的测量,无需精确的同步作为前提条件,也无需精确的同步估计过程,降低了测量所需的同步过程的实现代价,提高了在存在同步偏差场景下的测量精度。
需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。