超密集无线网络中基于pss干扰消除的小站发现方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于超密集无线网络中的小站发现方法，特别是设及超密集无线网络中基 于PSS干扰消除的小站发现方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能终端普及，移动数据业务出现快速增长。在频谱效率难W进一步提高、增 大带宽代价不菲的情况下，增加小区密度成为应对该一趋势的重要方法。
[000引 LTE-A(X0ngTermEvolution-Advanced)通过在蜂窝网拓扑的宏小区基础上部署 小小区，如毫微微小区（Femtocell)、微微小区（Picocell)W及中继（Relay)等，实现对室 内、热点地区W及小区边界的优化。该些小小区由低功率节点（LPN，LowPowerNode,又称 小站）实现覆盖。由于小站处在宏小区（Macrocell)的覆盖之下，在现有蜂窝拓扑之上形 成另一层的拓扑，构成了分层的同质异构网络化etNet,化terogeneousNetwork)。
[0004] 自从LTERelease10,对小站的支持和增强一直是3GPP(3rdGeneration PartnershipProject)组织应对数据业务增长的一个重要演进方向。在正在制定中的LTE Release12 在HetNet的基础上引入了小站增强（SmallCellEnhancement,SCE)场景。与 化tNet相比，SCE的小站部署于宏小区的热点区域内，更加密集，并且成簇分布。而在未来 的超密集无线网络中，小站部署将更加密集，可达每个宏小区数百个。
[0005] 小站发现就是肥〇JserEquipment)检测到小站并测量其RSRP巧eferenceSi即al ReceivedPower)/RSRQ巧eferenceSi即alReceivedQuality)的过程。
[0006] 在超密集无线网络中，由于小站的密集部署，小站之间同步信号和参考信号 的干扰强烈，对肥发现小站造成困难。而小站开关（smallcellon/off)、负载均 衡、e-ICIC(enhanced-Inter-CellInterferenceCoordination)、CoMP(Coordinated Multi-pointTransmission)等特性都要求高效、快速的小站发现，对小站发现提出了更高 的性能要求。研究表明，现有的小区捜索方案不能满足超密集网络中小站发现的要求。
[0007] 为解决前述问题，3GPPRAN1已将小站发现作为LTERelease12小站增强场景的 一个研究方向。业界已有多家公司和机构就此开展研究，并向3GPP提出了大量相关提案。 其中，肥 〇JserEquipment)侧的解决方案通过PSS1C(InterferenceCancellation)减小 较强小站对较弱小站的干扰，提高较弱小站的检测概率。但是现有PSS/SSS1C技术需要估 计信道和重构干扰信号，复杂度较高，会显著提高UE的成本和耗电量。有必要设计复杂度 更低的肥侧小站发现方法。
【发明内容】
[000引发明目的；本发明的目的是提供一种能够显著减小较强小站对较弱小站的干扰， 提高较弱小站的检测概率，从而提高UE发现小站的数目的超密集无线网络中基于PSS干扰 消除的小站发现方法。
[0009] 技术方案；为达到此目的，本发明采用W下技术方案：
[0010] 本发明所述的超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，包括w下的 步骤：
[0011] S1 ;预先准备根索引分别为25、29和34的=种PSS时域信号的自相关和互相关结 果作为模板；
[001引S2 ;对接收信号低通滤波和降采样后与本地PSS副本做互相关运算，找到峰值，获 得最强小站的粗定时同步位置和w/pZ);
[0013] S3 ;将未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关；
[0014] S4 ;找到步骤S3所述互相关结果中最高的相关峰，确定相关峰的位置和对应的 iV口).
[0015] S5 ;从步骤S1所述互相关结果中将步骤S4中所述对应的模板消除；
[0016] S6 ;重复步骤S4和步骤S5。
[0017] 进一步，步骤S1中所述的自相关和互相关结果是所述=种PSS时域信号在无噪 声、干扰和衰落的情况下获得的。
[001引进一步，所述步骤S2包括W下的步骤：
[0019] S2. 1 ;对接收信号进行低通滤波，取出中屯、的0. 93MHz信号；
[0020] S2. 2 ;对接收信号进行16倍降采样；
[0021] S2. 3 ;将经过低通滤波和降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关运算，找到 互相关结果中的峰值；
[002引 S2. 4 ;根据峰值确定最强小站的粗定时同步位置和。
[0023] 进一步，所述步骤S3包括W下的步骤：
[0024] S3. 1 ;取出步骤S2中所述粗定时同步位置附近（Nwdm-Ncp，Nwdm+Ncp)内的未经降采 样的接收信号，其中N。?为一个OFDM符号的长度，N。为循环前缀的长度；
[0025] S3. 2 ;将所述步骤S3. 1中得到的未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相 关。
[0026] 进一步，所述步骤S5包括臥下的步骤：
[0027] S5. 1 ;找到步骤S4中所述iv/对应的模板；
[002引 S5. 2 ;将步骤S5. 1得到的模板在时域上移位，使模板的峰值与步骤S4中所述最高 相关峰的位置重合；
[0029] S5. 3 ;将步骤S5. 2得到的模板进行幅度的缩放，使模板的幅度与最高相关峰的幅 度相同；
[0030] S5. 4 ;从步骤S1所述互相关结果中将该模板减去。
[0031] 有益效果；本发明具有如下的有益效果：
[0032] 1、本方法部署于肥端，与网络端的小站发现方法相比，无须对现有LTE技术规范 做出修改。
[0033] 2、本方法无需估计信号和重构信号，与其他PSS/SSS干扰消除方法相比，不会显 著增加UE的复杂度和耗电量。
[0034] 3、本方法可减小较强小站的同步信号对较弱小站同步信号的干扰，从而提高肥 发现较弱小站的概率，增加UE所能发现的小站数目。
【具体实施方式】
[0035] 下面对本发明在LTE超密集无线网络中的实施方式作进一步介绍：
[0036] 本发明包括W下的步骤：
[0037]S1;预先准备根索引分别为25、29和34的=种PSS时域信号的自相关和互相关结 果作为模板；具体过程如下：
[003引 PSS序列的互相关特性不理想是较弱小站难W被检测到的主要原因。
[0039] PSS序列是长度N=63的zadoff-chu序列。而两个zadoff-chu序列只有在根序 号之差与序列长度N互质时才具有理想的互相关特性，即互相关结果的幅度恒为1/VN。 为0和2对应的PSS序列根序号之差为9,不满足与序列长度63互质的要求。
[0040] 所W可W预先准备好根索引分别为25、29和34的=种PSS时域信号的自相关和 互相关结果作为模板，在检测到一个较强小站的PSS后，将对应的模板从互相关结果中消 除。
[0041] 准备模板的具体过程为；生成根索引分别为25、29和34的PSS时域序列，将=种 PSS时域序列之间的互相关和自相关结果保存在肥中。
[00创 S2;对接收信号低通滤波和降采样后与本地PSS副本做互相关运算，找到峰值，获 得最强小站的粗定时同步位置和具体过程如下；
[0043] 为了减小运算复杂度，只在粗定时同步位置附近做PSS的细定时同步，所W需要 先确定粗定时同步位置；首先，对接收信号低通滤波，取出中屯、的0. 93MHz信号；滤波器的 参数设置为；通带频率465曲Z，阻带频率540曲Z，通带波纹1地，阻带衰减20地，采样频率 30. 72MHz;其次，再对接收信号做降采样，降采样倍数为16;最后，将经过低通滤波和降采 样的接收信号与本地PSS副本做互相关运算，找到峰值，获得最强小站的粗定时同步位置 和婚)；
[0044] S3 ;将未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关；具体过程如下：
[0045] 首先，取出粗定时同步位置附近（NwDM-Nep，NwDM+Nep)内的未经降采样的接收信号， 其中N。?为一个(FDM符号的长度，Nep为循环前缀的长度，该里Nwdm=l〇24，Nep= 144;然 后，将未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关；
[0046]S4;找到步骤S3所述互相关结果中最高的相关峰，确定相关峰的位置和对应的 iV口).
[0047] S5 ;从步骤S1所述互相关结果中将步骤S4中所述对应的模板消除；具体过程 如下：
[0048] 找到对应于的最高相关峰的的模板，将该模板在时域上移位，使其峰值与最 高相关峰的位置重合，将该模板的幅度进行缩放，使其与最高相关峰的幅度相同，最后从互 相关结果中将对应的模板消除；
[0049]S6 ;重复步骤S4和步骤S5,获得多组和相应的定时同步位置。
【主权项】
1. 超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，其特征在于：包括以下的步 骤： 51 :预先准备根索引分别为25、29和34的三种PSS时域信号的自相关和互相关结果作 为模板； 52 :对接收信号低通滤波和降采样后与本地PSS副本做互相关运算，找到峰值，获得最 强小站的粗定时同步位置和; 53 :将未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关； 54 :找到步骤S3所述互相关结果中最高的相关峰，确定相关峰的位置和对应的iV/D2); 55 :从步骤SI所述互相关结果中将步骤S4中所述iV7(D2)对应的模板消除； 56 :重复步骤S4和步骤S5。
2. 根据权利要求1所述的超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，其特 征在于：步骤Sl中所述的自相关和互相关结果是所述三种PSS时域信号在无噪声、干扰和 衰落的情况下获得的。
3. 根据权利要求1所述的超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，其特 征在于：所述步骤S2包括以下的步骤： S2. 1 :对接收信号进行低通滤波，取出中心的0. 93MHz信号； S2. 2 :对接收信号进行16倍降采样； S2. 3 :将经过低通滤波和降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关运算，找到互相 关结果中的峰值； 52. 4 :根据峰值确定最强小站的粗定时同步位置和A〖/D2)。
4. 根据权利要求1所述的超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，其特 征在于：所述步骤S3包括以下的步骤： 53. 1 :取出步骤S2中所述粗定时同步位置附近（N_-NCP，N_+NCP)内的未经降采样的 接收信号，其中N_M为一个OFDM符号的长度，NeP为循环前缀的长度； S3. 2 :将所述步骤S3. 1中得到的未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关。
5. 根据权利要求1所述的超密集无线网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，其特 征在于：所述步骤S5包括以下的步骤： S5. 1 :找到步骤S4中所述iv/f对应的模板； S5. 2 :将步骤S5. 1得到的模板在时域上移位，使模板的峰值与步骤S4中所述最高相关 峰的位置重合； S5. 3 :将步骤S5. 2得到的模板进行幅度的缩放，使模板的幅度与最高相关峰的幅度相 同； S5. 4 :从步骤Sl所述互相关结果中将该模板减去。
【专利摘要】本发明公开了超密集网络中基于PSS干扰消除的小站发现方法，该方法包括：预先准备三种PSS时域信号的自相关和互相关结果作为模板；对接收信号低通滤波和降采样后与本地PSS副本做互相关运算，找到峰值，获得最强小站的粗定时同步位置和将未经降采样的接收信号与本地PSS副本做互相关；找到互相关结果中最高的相关峰，确定其位置和对应的从三种PSS时域信号的互相关结果中将对应的模板消除；重复寻找最高的相关峰和消除操作。本发明无须对现有LTE技术规范做出修改；且无需估计信号和重构信号，不会显著增加UE的复杂度和耗电量；还可减小较强小站的同步信号对较弱小站同步信号的干扰，从而提高UE发现较弱小站的概率，增加UE所能发现的小站数目。
【IPC分类】H04W48-16
【公开号】CN104717722
【申请号】CN201510153400
【发明人】潘志文, 彭帅, 刘楠, 尤肖虎
【申请人】东南大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月1日