CN101552762B - 循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法及装置。所述方法包括如下步骤：A、获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；B、根据所述主同步信号确定本地备选辅同步信号，根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；C、将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；D、检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。本发明的技术方案能够适用于LTE系统，并且能够同时完成循环前缀长度类型及辅同步信号的检测。
Description
技术领域
本发明移动通信领域，特别是涉及一种应用在3GPP LTE(第三代伙伴计划的长期演进)系统中的循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法及装置。
背景技术
随着社会的发展以及技术的进步，人们对移动通信系统的要求不断提高，希望系统能提供大容量、高速率、低延时的数据传输服务。为了满足这种日益增长的需求，3GPP组织提出了3G系统的长期演进计划(LTE)。LTE系统采用了正交频分复用(OFDM)的传输技术，在这种传输技术下，系统采用了互相正交的载波，提高了频谱效率以及系统对频率选择性信道的鲁棒性。
OFDM系统一般需要采用循环前缀(CP)来克服多径延时的影响。在LTE系统中目前已经明确了不同的CP长度需求。在小区半径较大或多播业务情况下，需要OFDM符号具有较长的循环前缀CP来克服大的多径延时问题，在小半径场景下，采用较短的CP长度即可。因此，OFDM符号的CP部分有长CP(扩展类型)和短CP(普通类型)两种选择，分别应用于不同的场景。对于实际的接收系统，检测循环前缀的长度类型就成为必不可少的一个步骤。
在目前已知的检测循环前缀长度类型的方案中，采用先确定辅同步信号的小区组标识符，然后获得两种不同循环前缀大小下的二维导频符号，根据它们与本地导频副本的相关之大小来确定循环前缀长度类型。这种方案是基于图1所示的帧结构，其利用的核心点就是在确定CP长度之前可以准确地确定辅同步信号的小区组标识(由于在两种循环前缀类型下，主同步信道P-SCH与辅同步信道S-SCH间的距离相等)。然而在LTE标准中，帧结构方案如图2所示，可以看到在循环前缀长度类型未知的情况下，辅同步信号是无法正确检测的(由于在两种循环前缀类型下，主同步信道P-SCH与辅同步信道S-SCH间的距离不同)，所以该方案并不适合LTE系统。
另一种已知的方案采用的是估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值，最后比较各个差分相关值的大小，最大相关值对应的循环前缀长度为真。该方案的实施基于图3所示的帧结构，即在中心1.25MHz的带宽中存在两列具有相关性的参考信号(R1、R2)，并且在不同的循环前缀长度下，距离不等。然而，最新的LTE标准中，参考信号的位置如图4所示，可以发现在不同循环前缀长度下，相同频域的两列参考符号(R)距离是相等的，所以该方案也不适用于LTE系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适用于3GPP LTE系统的循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法，包括如下步骤：
A、获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；
B、根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号，根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；
C、将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；
D、检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。
上述的方法，其中，所述步骤B、C之间还包括：对所有取出的正交频分复用符号进行频偏补偿，得到经频偏补偿后的正交频分复用符号；步骤C为：将所述经频偏补偿后的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率。
上述的方法，其中，所述步骤B、C之间还包括：将所有取出的正交频分复用符号以及所述本地备选辅同步信号从时域转换到频域，得到频域正交频分复用符号以及频域本地备选辅同步信号；步骤C为：将所述频域正交频分复用符号与所述频域本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率。
上述的方法，步骤D中，将所述最大值对应的正交频分复用符号对应的循环前缀长度类型作为实际采用的循环前缀长度类型，将所述最大值对应的本 地备选辅同步信号作为实际采用的辅同步信号。
一种循环前缀长度类型及辅同步信号检测的装置，包括：
主同步信号检测单元，用于获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；
本地备选辅同步信号生成单元，用于根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号；
辅同步信号捕获单元，用于根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；
相关功率计算单元，用于将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；
峰值检测单元，用于检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。
本发明的技术方案能够适用于LTE系统，并且能够同时完成循环前缀长度类型及辅同步信号的检测。
附图说明
图1为主同步信道与辅同步信道间的距离相等的帧结构示意图；
图2为LTE系统TDD模式下的帧结构示意图；
图3为已知方案中的参考信号结构示意图；
图4为LTE系统中的参考信号结构示意图；
图5为本发明实施例的方法流程图；
图6为本发明实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例的关键在于，将在不同的位置检测的接收信号与本地备选序列做相关运算，得到多个相关功率，根据相关功率中的最大值可以同时确定实际采用的循环前缀长度类型以及实际采用的辅同步信号。
本发明实施例的循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法，用于LTE系统中，参照图5，所述方法包括如下步骤：
步骤501：获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；
具体的实现方式有多种，例如通过相关检测法检测主同步信道的位置，检测出主同步信道的位置后，就可以获取到接收信号中的主同步信号。由于本步骤通过现有的多种方法都可以实现，因此不再详述。
步骤502：根据所述主同步信号确定本地备选辅同步信号；
LTE系统中，一个主同步信号对应多个本地备选辅同步信号，在本步骤中，是根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号。
步骤503：根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；
LTE系统中，不同循环前缀长度类型下，主同步信道与辅同步信道的距离虽然不同，但该距离是确知的。因此，根据主同步信道的位置可以推算出在不同循环前缀长度类型下相应的辅同步信道的位置。然后，在所有可能的辅同步信道的位置各取出一个正交频分复用(OFDM)符号来，其中必然有一个OFDM符号为发送端发送的辅同步信号。
步骤504：将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；
较佳地，还可以先对所有取出的正交频分复用符号进行频偏补偿，得到经频偏补偿后的正交频分复用符号，这样，可以提高获取到的正交频分复用符号的精度。相应地，在本步骤中，是将所述经频偏补偿后的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到多个相关功率。
所述相关运算即可以在时域进行，也可以在频域进行。较佳地，选择在频域进行所述相关运算，此种情形下，在步骤504之前，还将所有取出的正交频分复用符号(或者所述经频偏补偿后的正交频分复用符号)以及所述本地备选辅同步信号从时域转换到频域，得到频域正交频分复用符号以及频域本地备选辅同步信号，在本步骤中，是将所述频域正交频分复用符号与所述频域本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到多个相关功率。
步骤505：检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。
由于LTE系统的辅同步信号具有良好的互相关性，因此，本发明实施例 通过将可能的辅同步信号(即上述取出的正交频分复用符号)与本地备选辅同步信号做相关运算，来进行循环前缀长度类型以及辅同步信号的检测。具体地，根据所述最大值可以得到对应的参与所述相关运算的正交频分复用符号和本地备选辅同步信号，将该正交频分复用符号对应的循环前缀长度类型作为实际采用的循环前缀长度类型，将该本地备选辅同步信号作为实际采用的辅同步信号。
本发明实施例还提供一种适用于3GPP LTE系统的循环前缀长度类型及辅同步信号检测的装置，参照图6，所述装置包括，主同步信号检测单元、本地备选辅同步信号生成单元、辅同步信号捕获单元、相关功率计算单元和峰值检测单元，其中：
主同步信号检测单元，用于获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号。具体的实现方式有多种，例如通过相关检测法检测主同步信道的位置，检测出主同步信道的位置后，就可以获取到接收信号中的主同步信号。
本地备选辅同步信号生成单元，用于根据所述主同步信号确定本地备选辅同步信号。LTE系统中，一个主同步信号对应多个本地备选辅同步信号，本地备选辅同步信号生成单元是根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号。
辅同步信号捕获单元，用于根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号。LTE系统中，不同循环前缀长度类型下，主同步信道与辅同步信道的距离虽然不同，但该距离是确知的。因此，根据主同步信道的位置可以推算出在不同循环前缀长度类型下相应的辅同步信道的位置。然后，在所有可能的辅同步信道的位置各取出一个正交频分复用(OFDM)符号来，其中必然有一个OFDM符号为发送端发送的辅同步信号。
相关功率计算单元，用于将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率。
峰值检测单元，用于检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。具体地，所述峰值检测单元是将所述最大值对应的正交频分复用符号对应的循环前缀长度类型作为实 际采用的循环前缀长度类型，将所述最大值对应的本地备选辅同步信号作为实际采用的辅同步信号。
在本发明另一实施例的装置中还包括：频偏补偿单元(图未示)，用于对所有取出的正交频分复用符号进行频偏补偿，得到经频偏补偿后的正交频分复用符号；所述相关功率计算单元，是将所述经频偏补偿后的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到所述多个相关功率。
在本发明另一实施例的装置中还包括：时域频域转换单元(图未示)，用于将所有取出的正交频分复用符号以及所述本地备选辅同步信号从时域转换到频域，得到频域正交频分复用符号以及频域本地备选辅同步信号；所述相关功率计算单元，是将所述频域正交频分复用符号与所述频域本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到所述多个相关功率。
以上给出本发明应用于LTE(TDD模式)系统的一个应用实例。
参照图2，在该系统中，循环前缀(CP)长度有两种配置，对于20M带宽，采样率为30.72MHz，长CP为512个采样点，短CP为160/144个采样点(第一个OFDM符号的CP为160采样点，后面6个OFDM符号的CP为144个采样点)，每个OFDM符号为2048个采样点。可以计算出在两种不同的CP长度配置下，主同步信道与辅同步信道的距离分别为6592(短CP)和7680(长CP)个采样点。根据LTE辅同步信号的设计，他们在频域具有良好的互相关性。
采用本发明所述的方案进行循环前缀长度类型及辅同步信号检测的具体步骤如下：
步骤S1：检测主同步信道位置及标识，输出主同步信道位置及主同步信号标识。
步骤S2：根据主同步信道位置，向前推算6592个采样点，以此为起点取出2048个采样点(OFDM符号)为第一可能辅同步信号，根据主同步信道位置，向前推算7680个采样点，以此为起点取出2048个采样点(OFDM符号)为第二可能辅同步信号。
步骤S3：根据主同步信号标识，确定168×2个本地备选辅同步信号序列；
步骤S4：将两个可能的辅同步信号与本地备选辅同步信号序列两两求相 关功率，得到一个相关功率矩阵，其中，第i行第j列元素对应于第i可能的辅同步信号与本地第j备选辅同步信号序列之间的相关功率。
步骤S5：峰值检测，检测相关功率矩阵的峰值位置，并确定峰值位置的行号和列号，行号对应于循环前缀长度类型，列号对应于辅同步信号标识。假如峰值位置为第i行，第j列，则输出循环前缀长度为短CP(i＝1)/长CP(i＝2)；辅同步信号为第j备选辅同步信号。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种循环前缀长度类型及辅同步信号检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；
B、根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号，根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；
C、将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；
D、检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤B、C之间还包括：对所有取出的正交频分复用符号进行频偏补偿，得到经频偏补偿后的正交频分复用符号；
步骤C为：将所述经频偏补偿后的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤B、C之间还包括：将所有取出的正交频分复用符号以及所述本地备选辅同步信号从时域转换到频域，得到频域正交频分复用符号以及频域本地备选辅同步信号；
步骤C为：将所述频域正交频分复用符号与所述频域本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：
步骤D中，将所述最大值对应的正交频分复用符号对应的循环前缀长度类型作为实际采用的循环前缀长度类型，将所述最大值对应的本地备选辅同步信号作为实际采用的辅同步信号。
5.一种循环前缀长度类型及辅同步信号检测的装置，其特征在于，包括：
主同步信号检测单元，用于获取接收信号中的主同步信道的位置及主同步信号；
本地备选辅同步信号生成单元，用于根据所述主同步信号确定所有可能的本地备选辅同步信号；
辅同步信号捕获单元，用于根据所述主同步信道的位置计算在不同循环前缀长度类型下辅同步信道的位置，在所有可能的辅同步信道的位置分别取出一个正交频分复用符号；
相关功率计算单元，用于将所有取出的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，得到多个相关功率；
峰值检测单元，用于检测所述多个相关功率中的最大值，根据所述最大值确定实际采用的循环前缀长度类型以及辅同步信号。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：频偏补偿单元，用于对所有取出的正交频分复用符号进行频偏补偿，得到经频偏补偿后的正交频分复用符号；
所述相关功率计算单元，是将所述经频偏补偿后的正交频分复用符号与所述本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到所述多个相关功率。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：时域频域转换单元，用于将所有取出的正交频分复用符号以及所述本地备选辅同步信号从时域转换到频域，得到频域正交频分复用符号以及频域本地备选辅同步信号；
所述相关功率计算单元，是将所述频域正交频分复用符号与所述频域本地备选辅同步信号两两做相关运算，来得到所述多个相关功率。
8.如权利要求5、6或7所述的装置，其特征在于：
所述峰值检测单元，进一步将所述最大值对应的正交频分复用符号对应的循环前缀长度类型作为实际采用的循环前缀长度类型，将所述最大值对应的本地备选辅同步信号作为实际采用的辅同步信号。
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