Lte下行主同步信号的检测方法及其检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种LTE下行主同步信号的检测方法及其检 测系统。
【背景技术】
[0002] LTE (LongTermEvolution,长期演进）项目是 3G (3rd Generation,第 H 代移 动通信）的演进，它的提出始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE采用正交频分复用 (Ort虹OgonalRrequen巧 DivisionMultiplexing, 0抑M)技术和多输入多输出（Multiple I吨Ut Multiple Ou化Ut, MIMO)技术作为物理层无线空中接口标准。LTE在20MHz频谱宽 带下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。
[0003] 请参考图1，LTE的下行同步通过SCH(同步信道）的PSS(主同步信号）24及 SSS (辅同步信号）23实现。其中PSS24的准确及快速检测估计直接影响对SSS的检测和估 计，从而总体影响下行同步的性能。一般对PSS24的检测及估计处理，首先需要判断CP类型 是常规CPl 1还是扩展CP22来确定主同步信号24的大致位置，接着在5ms (对应一个LTE无 线顿的半顿）的区间，接收端每接收到一个时域采样值，就进行一次PSS开始时间点及PSS 序列根指数（PSSSequenceRootIndex)的搜索计算，直至搜索完5ms的时段，并取该时段搜 索计算所采用的目标函数值最大时所对应的时间点及相应的PSS序列根指数为最优估计， 送实际上是一种全局最优的搜索算法，图1中显示了送种全局最优算法需要计算的5ms时 间段即图中标号为10的部分。全局最优算法通常采用下述目标函数：
[000引其中，[n]为n时刻的接收的时域基带采样值，Sm为PSS对应的ZC序列，m为PSS 序列根指数，m E (25, 29, 34} ,Np,,为对应PSS的FFT数，庇与f为最优估计。由上述内容 可知，在进行全局最优算法需要计算的5ms时间段内，每接收到一个时域采样值[n]，均需 按照目标函数对Npgg个采样值分别进行H个不同m值的搜索计算，在完成5ms搜索计算后， 取5ms时间段内计算的最大值作为最优估计。送种全局最优方法的缺点在于对在5ms内接 收到的每个OFDM符号的任何一个时域采样值，都要进行基于目标函数的搜索计算，从而使 得计算量过大。
[0006] 由于PSS的快速准确的检测对LTE下行同步的性能影响较大，因此对PSS检测方 法的优化成为本领域技术人员提升LTE下行同步算法的性能的主要方式。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种LTE下行主同步信号的检测方法及其检测系统，W解 决使用现有技术中全局最优化搜索算法来实现对LTE下行主同步信号检测的方法的计算 量过大的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种LTE下行主同步信号的检测方法，所述LTE 下行主同步信号的检测方法包括W下步骤：
[0009] Sl ;通过最小平方差准则估计(FDM符号的CP类型及(FDM符号的起始时间偏差；
[0010] S2 ;根据步骤Sl所估计的结果，每隔一个OFDM符号长度进行一次小滑动窗口的局 部优化搜索，并计算局部最优估计，直至半顿结束；
[0011] S3 ;选取最大的局部最优估计所对应的局部估计参数作为全局最优估计。
[0012] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤Sl中，所述最小平 方差准则的所采用的计算公式如下：
[0014] 其中，6为粗估OFDM符号的起始时间偏差，6 e [0, Nwm-I]，昨为相应CP类型的 CP长度巩ym为OFDM符号的长度，Nwt为OFDM符号的时域长度，Nwm = Nwt+昨巧1 [n]为n时 刻接收的时域基带采样值；Ns及！为昨及6的最优估计。
[0015] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，执行所述步骤Sl时，采用两 个粗估滑动窗口，所述粗估滑动窗口的滑动区间为一个OFDM符号长度Nwm。
[0016] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤Sl中，所述CP类 型包括常规CP和扩展CP。
[0017] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤S2中，所述计算局 部最优估计所采用的计算公式如下：
[001引其中，L为目前计算的OFDM符号的标化L e [0, P-U，P为半顿包含的OFDM符号 数化为^表巧+五><]\^,,,,,.^,. 乂7；；./。,为中点所对应的采样点标识；T 目前细估主同步信号 的起始时间偏差，^ P为滑动指数，P e (0, 0. 5);化为目前主同步信号 」，. 的序列根指数，m E (25, 29, 34} ;Sm[n]为n时刻序列根指数为m时的ZC序列；Np,,为主同 步信号的FFT数；及:为化及T L的局部最优估计。
[0020] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤S3中，所述局部估 计参数为最大的局部最优估计所计算的主同步信号的序列根指数的局部最优估计、主同步 信号的起始时间偏差的局部最优估计及OFDM的符号标识。
[0021] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤S3中，计算所述全 局最优估计所采用的计算公式如下：
[002引其中，i为最大的局部最优估计所计算的OFDM符号标化i e [0，P-1]; 为最大的局部最优估计所计算的细估主同步信号的起始时间偏差的局部最优估计， Ti居一pN^i.pHg P e (0,0.5) ; A为最大的局部最优估计所计算的主同步信号的序列 L ' 」， '嘶' 根指数的局部最优估计，nil e {25, 29, 34}。
[0024] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤S2中，小滑动窗口 进行局部优化搜索的起始时间点为：
[002引其中，L为(FDM信号的采样时间间隔；IVp,,为主同步信号的采样的时间间隔； 为主同步信号的小滑动窗口的大小。
[0027] 可选的，在所述的LTE下行主同步信号的检测方法中，所述步骤S2中，所述小滑动 窗口的局部滑动区间为D
[0028] 本发明还提供一种LTE下行主同步信号的检测系统，所述LTE下行主同步信号的 检测系统包括：
[0029] 粗估模块，用于估计OFDM符号的CP类型及OFDM符号的起始时间偏差；
[0030] 细估模块，用于根据所述粗估模块的估计结果计算半顿内的所有局部最优估计；
[0031] 选择模块，用于根据所述细估模块的计算结果确定全局最优估计。
[0032] 在本发明所提供的LTE下行主同步信号的检测方法及其检测系统中，先通过最小 平方差准则估计OFDM符号的CP类型及OFDM符号的起始时间偏差，然后根据上一步骤所估 计的结果，每隔一个OFDM符号长度进行一次小滑动窗口的局部优化搜索，直至半顿结束。 将现有技术中半顿时间内每接收到一个时域采样值就进行一次主同步信号检测计算的全 局最优化搜索算法分解为多个局部优化搜索，极大的减少了主同步信号检测的计算量，实 现了主同步信号的快速准确的检测，进而提升了 LTE下行同步的性能。
【附图说明】
[0033] 图1是基于LTEF孤的无线顿结构采用现有技术的全局最优化搜索算法的示意 图；
[0034] 图2是本发明一实施例中的LTE下行主同步信号的检测方法的流程图；
[0035] 图3是基于LTEFDD的无线顿结构采用本发明的LTE下行主同步信号的检测方法 的W意图；
[0036] 图4是本发明的LTE下行主同步信号的检测系统的示意图。
【具体实施方式】
[0037] W下结合附图和具体实施例对本发明提出的LTE下行主同步信号的检测方法及 其检测系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清 楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用W方便、明晰地 辅助说明本发明实施例的目的。
[0038] 请参考图3,图中24'为PSS (主同步信号），23'为SSS (辅同步信号），由于PSS24' 的准确及快速检测估计直接影响对SSS23'的检测和估计，从而总体影响下行同步的性能。 接下来针对PSS24'的检测及估计作详细的阐述。
[0039] 请参考图2,其为本发明一实施例中的LTE下行主同步信号的检测方法的流程图， 如图2所示，所述的LTE下行主同步信号的检测方法具体包括W下步骤：
[0040] 首先，执行步骤SI,通过最小平方差准则估计OFDM符号的CP类型及OFDM符号的 起始时间偏差。
[0041] 进一步的，所述最小平方差准则的所采用的计算公式如下：
[0043] 其中，6为粗估OFDM符号的起始时间偏差，6 e [0, ，昨为相应CP类型的 CP长度巩ym为OFDM符号的长度，Nwt为OFDM符号的时域长度，Nwm = Nwt+昨巧1 [n]为n时 刻接收的时域基带采样值；Ng及I为昨及5的最优估计。采用最小平方差准则对CP类 型及粗估OFDM符号的起始时间偏差S，进而减少了步骤Sl中频偏对最终估计结果所造成 的影响，为后续进一步估计奠定了基础。
[0044] 具体的，请参考图3,执行步骤Sl时，采用两个粗估滑动窗口，分别为wl、w2,粗估 滑动窗口 Wl及w2的大小均为昨(昨为相应CP类型的CP长度），送两个滑动窗口搜索的滑 动区间为一个OFDM符号长度Nwm,从而实现对OFDM符号的CP类型及OFDM符号的起始时间 偏差的粗估计。其中，所述CP类型包括常规CPir和扩展CP22'，CP类型主要是通过利用 时域(FDM信号的CP部分与相应数据部分的重复性来估计的，对于CP类型的估计方式已经 成为本领域技术人员所通用的，送里就不具体阐述。本实施例中W扩展CP22'为例对LTE 下行主同步信号的检测方法进行详细说明。
[0045] 接着，执行步骤S2,根据步骤Sl所估计的结果，每隔一个OFDM符号长度进行一次 小滑动窗口 20'的局部优化搜索，并计算局部最优估计，直至半顿结束。
[0046] 本实施例中，所述小滑动窗口 20'的局部滑动区间为2^7^^(^ D所述根据步骤Sl所 估计的结果（即为粗估OFDM符号的起始时间偏差5的最优估计I及相应CP类型的CP长 度昨的最优估计货0 )，计算局部最优估计所采用的计算公式如下：
[004引其