信号搜索检测方法、装置、终端及系统与流程

本申请涉及移动宽带通信技术领域，特别是涉及一种信号搜索检测方法、装置、终端及系统。

背景技术：

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其特点是物与物之间协作连接。物与物之间的通信是实现物与物之间协作连接的必要条件。现有的2g(2-generationwirelesstelephonetechnology，第二代手机通信技术规格)/3g(3rd-generation，第三代移动通信技术)/4g(the4thgenerationmobilecommunicationtechnology，第四代移动通信技术)通信协议无法满足低功率、低成本、广覆盖和大容量的需求，其他一些低功率标准协议如lora(longrange，长程)、wifi(wireless-fidelity，无线保真)在信息安全、移动性和容量等方面存在缺陷，进而，对于新的蜂窝物联网标准需求越来越迫切，从而nb-iot(narrowbandinternetofthings，基于蜂窝的窄带物联网)标准应时而生。

nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz(kilohertz，千赫兹)的频段，可直接部署于gsm(globalsystemformobilecommunication，全球移动通信系统)网络、umts(universalmobiletelecommunicationssystem，通用移动通信系统)网络或lte(longtermevolution，长期演进)网络，以降低部署成本、实现平滑升级。另外，nb-iot为提升覆盖增强引入了重复发送机制，获得时间分集增益，并采用低阶调制方式，提高解调性能，增强覆盖。在nb-iot标准中规定，所有物理信道均可重复发送(8到256次重传)，理论可获得9～12个db(decibel，分贝)增益。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前的nb-iot重复发送机制，存在信号搜索检测复杂度过高的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低信号搜索检测复杂度的信号搜索检测方法、装置、终端及系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种信号搜索检测方法包括：

对合并信号进行crc解码处理；合并信号为满足预设条件的各有效子帧信号经解调及软合并处理得到；有效子帧信号为接收到的搜索空间子帧信号中、信号功率大于或等于功率有效性门限值的信号；

根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

在其中一个实施例中，预设条件为有效子帧信号的snr值大于或等于snr阈值、且有效子帧信号的crc校验结果为错误；snr阈值为基于搜索空间子帧信号的重传次数得到的；

在对合并信号进行crc解码处理的步骤之前还包括步骤：

获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值。

在其中一个实施例中，获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值的步骤包括：

对有效子帧信号进行解调及解码处理，得到crc校验结果；

在解调过程中，对有效子帧信号进行信道质量测量，得到snr值。

在其中一个实施例中，在获取有效子帧信号的所述crc校验结果以及snr值之前还包括步骤：

对接收到的搜索空间子帧信号进行盲检测，得到搜索空间子帧信号的功率；

在搜索空间子帧信号的功率大于或等于功率有效性门限值时，将搜索空间子帧信号确认为有效子帧信号。

在其中一个实施例中，在获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值之后还包括步骤：

对满足预设条件的各有效子帧信号进行解调及软合并处理，得到合并信号。

在其中一个实施例中，在获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值的步骤之后还包括步骤：

基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值。

在其中一个实施例中，基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值的步骤包括：

基于搜索空间子帧信号的重传次数和最大合并帧数，得到重传合并帧数；

根据重传合并帧数，得到重传性能增益值；

根据非重传检测门限值和重传性能增益值，得到snr阈值。

另一方面，本发明实施例还提供了一种信号检测装置，包括：

合并信号crc解码模块，用于对合并信号进行crc解码处理；合并信号为满足预设条件的各有效子帧信号经解调及软合并处理得到；有效子帧信号为接收到的搜索空间子帧信号中、信号功率大于或等于功率有效性门限值的信号；

判决模块，用于根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

一种终端，该终端用于执行上述信号搜索检测方法的步骤。

在其中一个实施例中，终端为nb-iot终端。

一种信号搜索检测系统，包括基站以及连接基站的终端。

在其中一个实施例中，基站为nb-iot基站；终端为nb-iot终端。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

针对重传机制，通过对合并信号解码crc(cyclicredundancycheck，循环冗余校验)处理，并直接根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号，若否可对新的合并信号进行crc解码处理，一直到判决正确检测到搜索空间子帧信号为止，降低了信号搜索检测的复杂度，而且crc解码处理并判决针对的是合并信号而不是单独的一个搜索空间子帧信号，提升了信号搜索检测的成功率；综合复杂度的降低和成功率的提升，本申请方案提高了信号搜索检测的效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一个实施例中信号搜索检测方法的应用环境图；

图2为一个实施例中信号搜索检测方法的第一示意性流程示意图；

图3为一个实施例中信号搜索检测方法的第二示意性流程示意图；

图4为一个实施例中信号搜索检测方法的第三示意性流程示意图；

图5为一个实施例中信号搜索检测装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图；

图7为一个实施例中信号搜索检测系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

由于nb-iot系统采用了重传机制，使得npdcch进行小区搜索的搜索空间更多了，复杂度更高了。因此，对于nb-iot终端接入，需要一种运算复杂度低且简便的npdcch搜索检测方法。而本申请通过对合并信号进行crc解码处理，再直接根据crc解码处理的结果进行判决，降低了信号搜索检测的复杂度，运算简便，提高了信号搜索检测的效率。

本申请提供的信号搜索检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102与基站104进行通信。其中，终端102为能够在搜索空间上进行小区搜索的用户设备，也可以是nb-iot终端，具体可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备；进一步的，搜索空间可以为npdcch(narrowbandphysicaldownlinkcontrolchannel，窄带物理下行控制信道)包含的搜索空间，基站104可以但不限于是各种宏基站、微基站、微微基站和分布式基站，进一步的，基站104可以是nb-iot基站。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种信号搜索检测方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤202，对合并信号进行crc解码处理。

其中，合并信号为满足预设条件的各有效子帧信号经解调及软合并处理得到；有效子帧信号为接收到的搜索空间子帧信号中、信号功率大于或等于功率有效性门限值的信号。

具体而言，解调及软合并处理可以指对多次重传数据(在本申请中是对各有效子帧信号处理)先进行解调后再进行软合并处理，之后再进行解码(即步骤202)等后续处理，需要说明的是，对于上述解调过程和软合并过程，通信领域中可以采用解调软合并表示。

具体地，合并信号的二进制数码与生成多项式的二进制数码之间进行模2除法，得到余数；合并信号的二进制数码作为被除数，生成多项式的二进制数码作为除数。

需要说明的是，合并信号中的二进制数码中包括信息码和crc校验码；生成多项式与crc校验码之间存在对应关系，生成多项式可以但不限于是：与crc-4标准对应的x⁴+x+1，相应的二进制数码为10011；与crc-8标准对应的x⁸+x²+x+1，相应的二进制数码为100000111；除此之外，生成多项式还可以是与crc-12标准、crc-16标准、crc-32标准和crc-32c标准下对应的生成多项式及相应的二进制数码，这里不再赘述。

步骤204，根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

其中，crc解码处理结果也即将合并信号中的二进制数码与生成多项式的二进制数码进行模2除法后得到的余数。

具体地，当余数为0时，判决是正确检测到搜索空间子帧信号；当余数不为0时，判决不是正确检测到搜索空间子帧信号。进一步的，crc解码处理结果也可以是crc标志位，具体地，当余数为0时，crc标志位置1，进而判决是正确检测到搜索空间子帧信号；当余数不为0时，crc标志位置0，进而判决不是正确检测到搜索空间子帧信号。

需要说明的是，如果判决为否，则重新执行本方法，直至判决为是为止。

上述信号搜索检测方法中，针对重传机制，通过对合并信号解码crc(cyclicredundancycheck，循环冗余校验)处理，并直接根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号，若否可对新的合并信号进行crc解码处理，一直到判决正确检测到搜索空间子帧信号为止，降低了信号搜索检测的复杂度，而且crc解码处理并判决针对的是合并信号而不是单独的一个搜索空间子帧信号，提升了信号搜索检测的成功率；综合复杂度的降低和长功率的提升，本申请方案提高了信号搜索检测的效率。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种信号搜索检测方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤s302，接收搜索空间子帧信号；

其中，搜索空间子帧信号为在搜索空间上的子帧信号。

具体地，在npdcch包含的搜索空间上接收搜索空间子帧信号。

步骤s304，对搜索空间子帧信号进行盲检测，得到搜索空间子帧信号的功率。

具体地，对搜索空间子帧信号进行盲检测的过程，可以采用以下公式实现：

其中，n为搜索空间子帧信号的数据索引，n是搜索空间子帧信号的数据长度；ps为搜索空间子帧信号的功率；x(n)为搜索空间子帧信号，其中，n＝1～n。

步骤s306，在搜索空间子帧信号的功率大于或等于功率有效性门限值时，将搜索空间子帧信号确认为有效子帧信号。

具体地，根据以下式子进行搜索空间子帧信号的功率ps和功率有效性门限值pth之间比较：

在上述式子为有效时，将搜索空间子帧信号确认为有效子帧信号。

需要说明的是，根据检测到的功率可筛选出搜索空间子帧信号中的有效子帧信号，提高搜索空间子帧信号的搜索检测成功率，而且也降低了复杂度，只需要对其中的有效子帧信号进行处理，运算简便。

步骤s308，获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值。

具体地，对有效子帧信号进行解调及解码处理，得到crc校验结果；在解调过程中，对有效子帧信号进行信道质量测量，得到snr值。

需要说明的是，获取有效子帧信号的crc校验结果的过程与crc解码处理过程类似，这里不再赘述。

步骤s310，基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值。

其中，搜索空间子帧信号的重传次数可以设置为1、2、4、8、16至2的无穷大整数次方。优选的，搜索空间子帧信号的重传次数可以设置为8、16或32次。

具体地，基于搜索空间子帧信号的重传次数和最大合并帧数，得到重传合并帧数；根据重传合并帧数，得到重传性能增益值；根据非重传检测门限值和重传性能增益值，得到snr阈值。

进一步的，设搜索空间子帧信号的重传次数为r，最大合并帧数为l，进而重传合并帧数k可由以下公式得到：

k＝min{r/2,l}

其中，l<r，优选地，最大合并帧数l可以设置为4。

重传性能增益值δsnr可由以下公式得到：

δsnr＝3×log2k

设非重传门限值为snrth，进而snr阈值可由以下公式得到：

snrth-δsnr

优选地，非重传门限值为snrth可以设置为0db。

步骤s312，对满足预设条件的各有效子帧信号进行解调及软合并处理，得到合并信号。

其中，预设条件为有效子帧信号的snr值大于或等于snr阈值、且有效子帧信号的crc校验结果为错误；snr阈值为基于搜索空间子帧信号的重传次数得到的。

具体地，解调及软合并处理可采用最大比合并(maximalratiocombining，mrc)方法；

有效子帧信号的snr值大于或等于snr阈值可表示为：

snr≥snrth-δsnr

上述公式左边的snr表示有效子帧信号的snr值。

需要说明的是，在有效子帧信号的crc校验结果正确时，即可确认是正确检测到搜索空间子帧信号，这样可以省略解调及软合并处理及之后的步骤，提高搜索检测效率。

步骤s314，对合并信号进行crc解码处理；根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

需要说明的是，上述步骤在上述实施例中已经说明，这里不再赘述。

下面结合一个具体的例子对本实施例进行说明。

如图4所示的一种信号搜索检测方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤s402，接收搜索空间子帧信号进行功率测量。

具体地，对每个搜索空间内子帧信号进行时域或者频域信道功率测量，得到测量值ps。进一步的，接收搜索空间子帧信号x(n)(n＝1～n)，对搜索空间子帧信号进行盲功率测量(基于以下公式实现盲检测得到功率)：

其中，n为搜索空间子帧信号的数据索引，n是搜索空间子帧信号的数据长度。

步骤s404，根据功率判决传输空间(搜索空间子帧信号)有效性。

具体地，通过功率有效性门限值pth来判断当前子帧传输空间(搜索空间子帧信号)的有效性。进一步的，如果ps≥pth，则认为该搜索空间信号(搜索空间子帧信号)为有效的，如果ps＜pth，则认为无效的。其中pth为信号存在有效性功率门限值(功率有效性门限值)，如下式所示：

步骤s406，对有效传输空间进行信号解调解码并进行物理测量。

具体地，对判决有效的搜索空间信号进行解调解码处理，并测量物理层量snr(snr值)。

进一步的，对有效空间(搜索空间子帧信号)进行解调及解码，获得crc校验结果；在解调过程中进行信道质量测量获得snr值。

步骤s408，根据解码结果(crc校验结果)判断当前子帧初始搜索结果，如果解码出错(crc校验结果错误)则根据搜索的重传次数(搜索空间子帧信号的重传次数)及物理测量值(snr值)进行解调及软合并处理判断。

具体地，如果snr≥snrth-δsnr及crc校验结果错误(预设条件)，则进行多帧重传解调及软合并处理(对各有效子帧信号进行解调及软合并处理)，否则不进行合并处理。

其中，δsnr为重传合并性能增益值，

snrth为非重传下的检测门限值，可以设置为0db；

r为搜索的可能重传次数；

l是最大合并帧数且l<r，一般设置为4；

k＝min{r/2,l}为计算得到的重传合并帧数；

式子左边的snr代表snr值。

需要说明的是，当crc校验结果正确时，不需要进行以上解调及软合并处理判断及后续步骤，可确认正确检测到搜索空间子帧信号。

步骤s410，对数据(各满足预设条件的有效子帧信号)进行解调、软合并及解码处理，根据解码结果进行再搜索判决。

具体地，对数据进行解调及软合并处理可采用最大比合并(mrc)方法，并通过crc解码处理再对crc解码处理结果进行检测判决(搜索判决)，crc＝1(crc标志位置1)为正确检测到搜索空间子帧信号。

进一步的，对软合并解码后的crc校验结果(crc解码处理结果)再进行判断，crc(crc解码处理结果)对了则认为搜索检测成功。

应该理解的是，虽然图2至图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种信号搜索检测装置，包括：

合并信号crc解码模块510，用于对合并信号进行crc解码处理；合并信号为满足预设条件的各有效子帧信号经解调及软合并处理得到；有效子帧信号为接收到的搜索空间子帧信号中、信号功率大于或等于功率有效性门限值的信号；

判决模块530，用于根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

在一个具体的示例中，预设条件为有效子帧信号的snr值大于或等于snr阈值、且有效子帧信号的crc校验结果为错误；snr阈值为基于搜索空间子帧信号的重传次数得到的；

还包括：

有效子帧信号获取模块，用于在对合并信号进行crc解码处理之前，获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值。

在一个具体的示例中，有效子帧信号获取模块包括：

解调解码模块，用于对有效子帧信号进行解调及解码处理，得到crc校验结果；

信道质量测量模块，用于在解调过程中，对有效子帧信号进行信道质量测量，得到snr值。

在一个具体的示例中，还包括：

盲检测模块，用于对接收到的搜索空间子帧信号进行盲检测，得到搜索空间子帧信号的功率；

有效子帧信号确认模块，用于在搜索空间子帧信号的功率大于或等于功率有效性门限值时，将搜索空间子帧信号确认为有效子帧信号。

在一个具体的示例中，还包括：

解调及软合并模块，用于在获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值之后，对满足预设条件的各有效子帧信号进行解调及软合并处理，得到合并信号。

在一个具体的示例中，还包括：

snr阈值模块，用于基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值。

在一个具体的示例中，snr阈值模块包括：

重传合并帧数模块，用于基于搜索空间子帧信号的重传次数和最大合并帧数，得到重传合并帧数；

重传性能增益值模块，用于根据重传合并帧数，得到重传性能增益值；

snr阈值得到模块，用于根据非重传检测门限值和重传性能增益值，得到snr阈值。

关于信号搜索检测装置的具体限定可以参见上文中对于信号搜索检测方法的限定，在此不再赘述。上述信号搜索检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种与本申请中的基站交互的用户设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种信号搜索检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种终端，该终端执行实现以下步骤：

对合并信号进行crc解码处理；合并信号为满足预设条件的各有效子帧信号经解调及软合并处理得到；有效子帧信号为接收到的搜索空间子帧信号中、信号功率大于或等于功率有效性门限值的信号；

根据crc解码处理结果，判决是否正确检测到搜索空间子帧信号。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：预设条件为有效子帧信号的snr值大于或等于snr阈值、且有效子帧信号的crc校验结果为错误；snr阈值为基于搜索空间子帧信号的重传次数得到的；

在对合并信号进行crc解码处理的步骤之前还包括步骤：

获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值的步骤包括：

对有效子帧信号进行解调及解码处理，得到crc校验结果；

在解调过程中，对有效子帧信号进行信道质量测量，得到snr值。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：还包括步骤：

对接收到的搜索空间子帧信号进行盲检测，得到搜索空间子帧信号的功率；

在搜索空间子帧信号的功率大于或等于功率有效性门限值时，将搜索空间子帧信号确认为有效子帧信号。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：在获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值之后还包括步骤：

对满足预设条件的各有效子帧信号进行解调及软合并处理，得到合并信号。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：在获取有效子帧信号的crc校验结果以及snr值的步骤之后还包括步骤：

基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值。

在一个具体的示例中，终端还执行实现以下步骤：基于搜索空间子帧信号的重传次数，得到snr阈值的步骤包括：

基于搜索空间子帧信号的重传次数和最大合并帧数，得到重传合并帧数；

根据重传合并帧数，得到重传性能增益值；

根据非重传检测门限值和重传性能增益值，得到snr阈值。

在一个具体的示例中，终端为nb-iot终端。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种信号搜索检测系统，包括基站710以及连接基站710的终端730。

在一个具体的示例中，基站710为nb-iot基站；终端730为nb-iot终端。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述信号搜索检测方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。