基于td-lte下行参考信号的小区搜索系统及方法_2

文档序号:9633576阅读:来源:国知局
位置。由于SSS信号在子帖O和子帖5位置的取值范围不同,因 此只需要进行一次解扰操作就能正确判断出TD-LTE的帖头位置,确定无线帖的IOms定时, 即无线帖头位置。 W64] 似逻辑控制模块:根据初始同步模块中的PSS、SSS同步成功或者失败标志进行 系统控制。若接收到同步成功标志,则逻辑控制模块控制系统启动数据存储并启动盲捜模 块,并将无线帖头位置信息传递给数据存取模块。如果接收到同步失败标志,则控制系统全 部模块进行清零,重新启动初始同步模块,直到同步成功。
[0065] (3)数据存取模块:当收到逻辑控制模块的数据存取开始标志W及帖头位置信息 后,数据存取模块将存储IOms数据,即一个无线帖。
[0066] (4)盲捜模块:所述逻辑控制模块控制盲捜模块进行小区捜索,是基于TD-LTE下 行参考信号自相关性较好的特征进行的。将本地参考信号生成模块生成的本地参考信号与 数据存储模块存储的TD-LTE无线帖的数据送入相关模块进行滑动相关操作,对所有可能 的504个TD-LTE小区进行遍历,从而对TD-LTE无线终端附近所有基站发出的小区信号进 行小区捜索。在TD-LTE无线帖中传输的下行参考信号的多个Symbol中重复该步骤,对每 个Symbol中的下行参考信号进行盲捜。然后将多个Symbol的滑动相关结果进行累加降 噪,对高斯白噪声进行抵消,从而使下行参考信号的相关峰更加明显,再通过口限判决模块 进行小区判决,进而进一步增加无线终端小区捜索的精确度与动态范围。
[0067] 盲捜模块包括:
[0068] 本地参考信号生成单元:用于生成单天线端口情况下TD-LTE所有可能的504个小 区的各Symbol中的下行参考信号。并由逻辑控制模块送入盲捜模块中的相关单元,并与数 据存储模块中的空口数据进行滑动相关。
[0069] 相关单元,在接收到来自数据存取模块的空口数据W及来自TD-LTE下行参考信 号生成模块产生的与Symbol对应的参考信号后,首先对空口数据进行FFT处理,然后将频 域数据中对应的下行参考信号提取出后与本地生成的下行参考信号进行相关操作。根据协 议,504个Cell ID对应的不同的下行参考信号要分别进行相关操作,然后将相关结果进行 存储,完成一次数据的相关运算。其滑动相关的滑窗长度为无线帖头的前后各500个chip, 即窗长1000个chip。对应的每个chip完成相关运算后都要进行相关值存储,最后送入降 噪单元。
[0070] 降噪单元接收到相关单元送入的相关值,对多个Symbol相关的相关值进行累加, 抵消掉加性高斯白噪声,从而使存在小区的相关峰值更容易提取出来。
[0071] 口限判决单元对相关单元传递出的相关进行平均并计算出判决口限,所有超出口 限的相关峰值所对应的下行参考信号,既可W判断出一个小区的存在。 阳072] 本发明的捜索方法为:
[0073] 初始同步模块进行主小区的初同步来获得无线帖的帖头位置,并由逻辑控制模块 控制数据存取模块进行数据存储。当数据存取模块完毕后,返回结束标志给逻辑控制模块, 再有逻辑控制模块控制盲捜模块进行基于TD-LTE下行参考信号的小区捜索,并将一帖中 不同时隙的下行参考信号依次通过盲捜模块。每次盲捜结束后将结果送入降噪模块中进行 累加降噪出来,最后将降噪后的数据送入口限判决模块进行判决,进而提取出TD-LTE小区 是否存在。
[0074] 具体包括W下步骤:
[0075] (1)初始同步:由初始同步模块进行主小区的同步操作。初始同步由PSS同步和 SSS同步两步完成。根据协议,PSS和SSS都位于中屯、的72个子载波上,即中屯、的6个RB 上,不包含DC。其中PSS同步是利用空间采集的数据与本地PSS序列进行时域的滑动相关 操作来完成同步运算的。如果同步成功,则发送成功标志到逻辑控制模块并开启SSS同步, 同时提供无线帖的半帖位置。如果同步失败,则发送失败标志到逻辑控制模块。SSS同步则 采取的是频域解扰方法。TD-LTE中,SSS在子帖0和子帖5的最后一个符号上传输,其中子 帖0对应的是SSSi,而子帖5对应的是SSS2。其中SSSi是由2个长度为31的m-sequence 交织而成的,每个都可W取31个不同的值,对应不同的m。和mi。在同一个小区中,SSS2与 SSSi使用相同的2个m-sequence。不同的是,在SSSz中,运两个sequence在频域上交换了 一下位置,从而保证了 SSSz和SSS 1属于不同的集合。根据PSS提供的半帖位置,很容易确 定当前数据中的SSS位置,只要对当前数据按照协议的要求进行解扰操作,就能确定当前 数据是子帖0还是子帖5,从而进一步确定出TD-LTE系统无线帖的帖头位置。由于TD-LTE 采用同频组网,因此只要确定了主小区的帖头位置,其他弱小区的数据也就随之确定了。考 虑到空间信道,延时,多径,距离等因素的影响,因此要设置一个滑窗,W保证其他弱小区能 够正确捜索到。
[0076] 似逻辑控制:逻辑控制主要完成的是系统调配与控制作用。根据初始同步模块, 数据存取模块W及盲捜模块上报的标志位,判断当前系统的状态,从而控制系统完成下一 步的运算。根据初始同步模块中的PSS和SSS的同步标志,判断系统当前的同步状态。同 步成功,则系统继续进行数据存储W及盲捜运算。同步失败,系统则要进行重置操作,重新 进行主小区的同步操作,直到同步成功。根据盲捜模块结束标志,则会判断出当前系统是否 完成了全部运算,进而决定了系统是否重置开始新一轮的运算还是要继续等待。 阳077] 做信号存储:TD-LTE采用同频组网,理想情况下,全部小区应保持同步,即帖头 位置是一致。但是实际的空间信号收到信道,延时,多径W及距离的影响,到达无线测试终 端的数据并不能保持完全的帖头位置一致。因此存储的空口信号需要在主小区的帖头位置 处前后各留出500个chip的余量,运样才能保证可W采集到其他较弱小区相对完整的无线 帖数据,并采用滑动相关的方式,对全部的1000个chip逐个进行相关运算。
[0078] (4)盲捜:盲捜算法是利用小区指定的下行参考信号的自相关性好的特性,来进 行小区捜索的。下行参考信号与时隙号,Symbol号W及天线端口号有关,其在频域中的位 置又与PCI有关。因此,即使对于一个特定的PCI来讲,不同时隙,不同Symbol,不同天线端 口情况下对应的下行参考信号也是不同的。LTE系统共定义了504个PCI值。想要完成小 区捜索,就要对运504个PCI对应的下行参考信号分别进行相关操作。同时对同一PCI对 应的不同的下行参考信号与空口数据相关出来的相关值进行累加操作,运样,能降低高斯 白噪声对LTE信号的干扰,从而使下行参考信号的相关峰值更加明显,降低判决难度,进而 增加弱小区捜索的能力与精度。小区的口限判决采用动态口限的方式。所谓动态口限,就 是计算当前数据的平均功率值作为判决的基础口限值,所有相关峰值在基础口限值2倍W 上的数值,都判决为存在小区。该口限的倍数关系还要根据实际情况进行多次的调整。
[0079] 本发明基于TD-LTE下行参考信号的小区捜索方法与系统,包括如下步骤:
[0080] 1、完成无线测试终端的初始同步操作。主要采用的是PSS同步W及SSS同步。空 口数据经过ADC采样后,送入FPGA中,进行低通滤波操作,并将滤波后的数据送入初始同步 模块。由于PSS W及SSS只占据了 20MHz系统带宽中间的1. 08MHz的带宽,因此送入初始 同步模块的数据还要在进行一次低通滤波,W符合相关数据的要求。二次滤波后的数据首 先完成PSS同步。如果成功,则启动SSS同步,并提供半帖位置,从而提取出相应的一个子 帖上的SSS数据。如果失败,则重置系统,开始新的捜索。第二步中的SSS同步启动后,会 将提取出的一个子帖上的时域数据经过DFT变换到频域上,并根据协议,采用解扰方式,计 算出m。和m 1值,并采用查表的方式,确定小区PCI,进而确定小区的帖头位置。如果SSS同 步失败,也会重置系统,重新开始捜索。
[0081] 2、当初始同步模块成功同步到主小区后,要进行数据存储。存储的数据是当前用 于相关运算无线帖的下一个无线帖数据。并根据滑窗要求,提前500个chip进行数据存储。
[0082] 3、从存储的数据中读取一个Symbol的数据到盲捜模块中,去除循环前缀,进行 DFT运算,将时域信号变换到频域,并从变换后的数据中提取出下行参考信号。由于要遍历 全部的504个PCI,因此提取的信号也要在该Symbol数据的基础上对全部的PCI值进行遍 历,并与对应的本地生成的下行参考信号进行相关运算。存储相关结果,并进行下个Symbol 的运算,共进行六个Symbol的相关运算。完成六个Symbol的相关运算后,将每个PCI对应 的六组相关值进行累加降噪操作,然后找出每个PCI对应的各个相关值的最大值,并记录 下来。完成上述运算后,即完成了一个chip的运算。根据滑窗的长度,总共要进行1000次 运样的运算,因此每个PCI要记
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