CN101860416B - 一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置，其方法是在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶分离得到了依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波，并针对所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行的第一层解扰、差分，并将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分和循环移位后的本地伪随机序列进行相关，从而依据相关后的结果解出，得到Nid1。本方法利用SCH-signal序列的组成特点，对相邻的奇、偶差分序列进行“拼接”后再与本地伪随机序列相关，在进行相关时，序列长度相对于现有技术增加，增强了所述SCH-signal的序列之间的相关性，从而提高了在移动台高速移动及低信噪比环境下对所述SCH-signal的解扰可靠性。

Description

一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置。 

背景技术

3GPPLTE作为当前炙手可热的无线通信技术，由于其支持高速度(350km/h)、大小区半径(最大半径为100公里)，以及灵活的宽带配置(1.4MHz-2.0MHz)，已经成为下一代移动通信技术的标准之一。 

在LTE的下行系统中，要实现移动台与基站的连接，需要移动台在开机时进行小区搜索，所述小区搜索需要移动台进行帧定时、频偏估计和小区识别号的检测等过程，所述小区识别号在TDD和FDD两种模式下均是由168种小区组号(Nid1)和3中小区扇区号(Nid2)组成，其中，所述Nid1在基站中的频域上由几种伪随机序列(可以预先确定、可以重复地生产和复制的，又具有某种随机序列的统计特性的序列)被加扰后串联组成SCH-signal并被发射，故在移动台完成所述帧定时、频偏估计及Nid2检测(Nid2可通过对PCH-signal检测得到)后对所述SCH-signal进行解扰得到所述Nid1信息，从而完成小区搜索过程。 

对OFDMA而言，如图1a所示，在LTE系统中SCH-signal在频域上分布于DC子载波两边的31个子载波上，且该31个子载波两侧分别有5个保护子载波，如图1b所示，在TDD模式下，一个数据帧中，SCH-signal位于0号子载波和5号子载波的最后一个slot的最后的OFDM符号中；如图1c所示，在FFD模式下，一个数据帧中，SCH-signal在位于0号子载波和5号子载波的最后一个slot的倒数第2个OFDM符号中。在现实应用中，由于移动台有时处于高速(60km/h以上)移动中，高速移动的移动台由于受到多普勒效应的影响，信道抖动的情况非常明显，使得所述对SCH-signal解扰错误率高达50％，从而降低了对所述SCH-signal解扰的可靠性，因而，基于此类移动台高速移动的场景，常采用差 分算法以减少在所述移动台高速移动时信道抖动造成的解扰可靠性降低的影响。然而，现有技术中的的差分运算是将一帧数据的两个SCH-signal序列(每个序列包括62个数据子载波，DC子载波的两边分别有31个)进行奇偶分离，并针对所述奇偶分离得到的奇序列(31个子载波的长度)或偶序列(31个子载波的长度)与本地的伪随机序列进行相关，再将所述相关得到的结果解出，从而达到对所述SCH-signal解扰的目的，但由于现有技术的差分方法带来的低信噪比的环境，而在进行相关时，所述偶序列或奇序列相关的长度为31个子载波的长度，这样的序列长度相关度较低，而序列相关度的降低将造成在低信噪比情况下的对所述SCH-signal解扰的可靠性降低的不良后果。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置，以实现克服现有技术中在移动台高速移动及低噪声环境下差分解扰带来的对SCH-signal解扰可靠性降低的缺点。 

一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法，包括： 

在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

将所述4列偶数子载波和所述4列奇数子载波进行第一层解扰并做差分运算，得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

优选地，将所述4列偶数子载波和所述4列奇数子载波进行第一层解扰具体为： 

将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波分别与本地预设第一伪随机序列和本地预设第二伪随机序列相乘得到第一层偶序列解扰结果和第一层奇序列解扰结果； 

将所述第一层偶序列解扰结果和所述第一层奇序列解扰结果分别进行差分运算得到所述差分偶序列和所述差分奇序列。 

优选地，所述方法还包括： 

通过小区搜索得到PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置； 

将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域。 

一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置，包括： 

奇偶分离单元，用于在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

第一层解扰单元，用于将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行第一层解扰； 

差分单元，用于将经过第一层解扰的4列偶数子载波和4列奇数子载波分别进行差分运算得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

以及，将本地的伪随机序列进行差分运算并循环移位； 

联合匹配单元，用于将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

判决生成单元，用于根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

优选地，所述装置还包括： 

定位单元，用于根据小区搜索得到的PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置； 

频域转换单元，用于将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域。 

从上述的技术方案可以看出，本发明的技术方案是在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶分离得到了依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波，并针对所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行的第一层解扰、差分，并将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分和循环移位后的本地伪随机序列进行相关，从而依据相关后的结果解出， 得到Nidl。本方法利用SCH-signal序列的组成特点，对相邻的奇、偶差分序列进行“拼接”后再与本地伪随机序列相关，在进行相关时，序列长度相对于现有技术增加，增强了所述SCH-signal的序列之间的相关性，从而提高了在移动台高速移动及低信噪比环境下对所述SCH-signal的解扰可靠性；且由于在进行相关时是针对不同的SCH-signal序列，从而在时域上产生了分集增益，进一步提高了对所述SCH-signal的解扰可靠性。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1a为现有技术中基于3GPP LTE的一个数据帧的结构示意图； 

图1b为现有技术中基于3GPP LTE的TDD模式下的SCH-signal位置示意图； 

图1c为现有技术中基于3GPP LTE的FFD模式下的SCH-signal位置示意图； 

图2为本发明实施例公开的一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法流程图； 

图3为本发明又一实施例公开的一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法流程图； 

图4为本发明实施例公开的一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置示意图； 

图5为本发明又一实施例公开的一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置示意图。 

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下： 

3GPP：3rd Generation Partnership Project，是一个成立于1998年12月的标准化机构； 

3GPPLTE：3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准； 

LTE：Long Term Evolution，长期演进； 

TDD：Time Division Duplex，时分双工技术； 

FDD：Frequency Division Duplex，频分双工技术； 

OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址，无线通讯系统的标准，是一种多址技术； 

PCH：Paging channel，寻呼信道，用于传输基站寻呼移动台的信息，是一种下行信道，PCH-signal是所述寻呼信道携带的信号； 

SCH：Supplemental Channel，增补信道，SCH-signal是所述增补信道上的信号。 

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明提供一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法和装置，以实现克服现有技术中在移动台高速移动及低噪声环境下差分解扰带来的对SCH-signal解扰可靠性降低的缺点。 

图2示出了一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法，包括： 

步骤201：在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

所述在频域上分别将一对数据帧中的数据子载波取出进行奇偶序列分离具体为： 在频域上分别将每个数据帧中的SCH-signal的62个数据子载波取出，通过公式： $d\left(2n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{s}_1^{\left(m1\right)}\left(n\right)c_1\left(n\right)z_1^{m0}\left(n\right)& \mathrm{insubframe}0\\ s_0^{\left(m0\right)}\left(n\right)c_1\left(n\right)z_1^{m1}\left(n\right)& \mathrm{insubframe}5\end{array}\right.,$

$d(2n+1)=\left\{\begin{array}{cc}{s}_1^{\left(m1\right)}\left(n\right)c_1\left(n\right)z_1^{m0}\left(n\right)& \mathrm{insubframe}0\\ s_0^{\left(m0\right)}\left(n\right)c_1\left(n\right)z_1^{m1}\left(n\right)& \mathrm{insubframe}5\end{array}\right.;$

m₀＝m′mod31 

(其中： $m^{\′}=N_{\mathrm{ID}}^{\left(1\right)}+q(q+1)/2(*))$

进行奇偶序列分离，得到4列偶数子载波(SSS_1_e，SSS_2_e，SSS_3_e，SSS_4_e)和4列奇数子载波(SSS_1_o，SSS_2_o，SSS_3_o，SSS_4_o)。 

步骤202：将所述4列偶数子载波和所述4列奇数子载波进行第一层解扰并做差分运算，得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

通过小区搜索得到PCH-signal确定了Nid2，利用本地伪随机序列将4列偶数子载波和所述4列奇数子载波进行第一层解扰： 

本地预设第一伪随机序列： 

本地预设第二伪随机序列： 

所述本地预设第一伪随机序列与本地预设第二伪随机序列由在小区搜索得到的PCH-signal确定的Nid2得出，其中： 

得到的所述第一层偶序列解扰结果具体为： 

所述第一层奇序列解扰结果具体为： 

将所述第一层偶序列解扰结果进行差分运算后，得到del_e_1-del_e_4； 

将所述第一层奇序列解扰结果进行差分运算后，得到del_o_1-del_o_4； 

步骤203：将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

所述本地的伪随机序列具体为本地第一伪随机序列和本地第二伪随机序列，所述本地的第一伪随机序列表示为s(n)，根据如下式子进行循环移位： 

差分运算后表示为di_s_b(n)； 

所述本地的第二伪随机序列表示为z(n)，根据如下是在进行循环移位： 

差分运算后表示为：di_z_a(n))。 

利用如下公式进行相关： 

$\mathrm{\θ}1=\underset{b=0}{\overset{30}{\mathrm{\Σ}}}\underset{z=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{del}\_e\_1\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)+\mathrm{del}\_o\_2\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)\·z_a\left(n\right)$     

$+\mathrm{del}\_e\_3\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)+\mathrm{del}\_o\_4\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)\·z_a\left(n\right))$

$\mathrm{\θ}2=\underset{b=0}{\overset{30}{\mathrm{\Σ}}}\underset{a=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{del}\_e\_2\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)+\mathrm{del}\_o\_1\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)\·z_a\left(n\right)$         

$+\mathrm{del}\_e\_4\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)+\mathrm{del}\_o\_3\·\mathrm{di}\_s_b\left(n\right)\·z_a\left(n\right))$

以(I)式举例说明：所述del_e_1与del_o_2是相邻的差分偶序列和差分奇序列，所述del_e_3与所述del_o_4是相邻的差分偶序列和差分奇序列，将这样的相邻的奇、偶差分差列进行“拼接”后，再与经过差分运算和循环移位的本地的伪随机序列di_s_b(n)和di_z_a(n)相关，将原本只有偶序列或只有奇序列的31个子载波长度的相关变成了62个子载波长度的相关，并且对相邻的一对数据帧中的4组SCH-signal进行复用，进而变成128点相关，相对现有技术其相关序列长度大大提高，从而增强了在低信噪比下对所述SCH-signal的解扰可靠性，且由于在进行相关时针对4种不同的SCH-signal序列，而在时域上产生分集了增益，进一步提高了对所述SCH-signal的解扰可靠性。 

步骤204：根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

此步骤是在式(I)、式(II)中找到最大值对应的b和a，即找到了生成SCH-signal的m₀和m₁(式(*)中所示)，在本实施例中，由于m₁与m₀的差值diff在区间为[1，7]。Nid1与diff和m₀的关系是： 

Nid1＝m₀+30·(diff-1)-(diff-1)·(diff-2)/2故可通过此式将Nid1求得，完成SCH-signal解扰。 

图3为又一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法，包括： 

步骤301：通过小区搜索得到PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置； 

步骤302：将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域； 

步骤303：在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

步骤304：将所述4列偶数子载波和所述4列奇数子载波进行第一层解扰并做差分运算，得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

步骤305：将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

步骤306：根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

图4为一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置，包括： 

奇偶分离单元401，用于在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

第一层解扰单元402，用于将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行第一层解扰； 

差分单元403，用于将经过第一层解扰的4列偶数子载波和4列奇数子载波分别进行差分运算得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

以及，将本地的伪随机序列进行差分运算并循环移位； 

联合匹配单元404，用于将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

判决生成单元405，用于根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

图5为又一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置，包括： 

定位单元501，用于根据小区搜索得到的PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置； 

频域转换单元502，用于将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域； 

奇偶分离单元503，用于在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波； 

第一层解扰单元504，用于将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行第一层解扰； 

差分单元505，用于将经过第一层解扰的4列偶数子载波和4列奇数子载波分别进行差分运算得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列； 

以及，将本地的伪随机序列进行差分运算并循环移位； 

联合匹配单元506，用于将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果； 

判决生成单元507，用于根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。 

综上所述： 

本发明实施例的方法是本发明的技术方案是在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶分离得到了依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波，并针对所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行的第一层解扰、差分，并将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分和循环移位后的本地伪随机序列进行相关，从而依据相关后的结果解出，得到Nid1。本方法利用SCH-signal序列的组成特点，对相邻的奇、偶差分序列进行“拼接”后再与本地伪随机序列相关，在进行相关时，序列长度相对于现有技术增加，增强了所述SCH-signal的序列之间的相关性，从而提高了在移动台高速移动及低信噪比环境下对所述SCH-signal的解扰可靠性；且由于在进行相关时是针对不同的SCH-signal序列，从而在时域上产生了分集增益，进一步提高了对所述SCH-signal的解扰可靠性。 

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。 

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (4)

1.一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰方法，其特征在于，包括：

在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波；

将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波分别与本地预设第一伪随机序列和本地预设第二伪随机序列相乘得到第一层偶序列解扰结果和第一层奇序列解扰结果；

将所述第一层偶序列解扰结果和所述第一层奇序列解扰结果分别进行差分运算，得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列；

将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果；

根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。

2.根据权利要求1所述的解扰方法，其特征在于，还包括：

通过小区搜索得到PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置；

将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域。

3.一种基于3GPP LTE的SCH-signal解扰装置，其特征在于，包括：

奇偶分离单元，用于在频域上将相邻的一对数据帧中的SCH-signal序列取出并进行奇偶序列分离，得到依次交叉相邻的4列偶数子载波和4列奇数子载波；

第一层解扰单元，用于将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波进行第一层解扰，具体为：将所述4列偶数子载波和4列奇数子载波分别与本地预设第一伪随机序列和本地预设第二伪随机序列相乘得到第一层偶序列解扰结果和第一层奇序列解扰结果；

差分单元，用于将经过第一层解扰的4列偶数子载波和4列奇数子载波分别进行差分运算得到依次交叉相邻的4列差分偶序列和4列差分奇序列；

以及，将本地的伪随机序列进行差分运算并循环移位； 

联合匹配单元，用于将相邻的差分偶序列和差分奇序列与经差分运算及循环移位后的本地的伪随机序列相关，得到相关后的结果；

判决生成单元，用于根据所述相关后的结果解出所述SCH-signal，得到所述SCH-signal解扰结果。

4.根据权利要求3所述的解扰装置，其特征在于，还包括：

定位单元，用于根据小区搜索得到的PCH-signal确定所述一对数据帧中4个SCH-signal的时域位置；

频域转换单元，用于将所述4个SCH-signal对应的时域符号转换为到频域。 

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