CN102857249A - 移动终端同步搜索过程接收机设置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,包括:终端接收数据,进行同步搜索;判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;否则确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;重新执行上述流程。本发明的技术方案能够有效的解决由于强干扰时隙的存在而造成终端同步搜索失败的问题。
Description
技术领域
本发明涉及到移动通信系统终端同步搜索技术,特别涉及到一种移动通信系统终端的同步搜索过程中接收机的设置方法。
背景技术
移动通信系统中,终端在同步状态未知或者丢失同步状态时为重新捕获同步的位置,建立通信,终端需要进行导频序列所处时间序列的位置搜索,此过程通常称为同步搜索。同步的搜索通常是利用移动通信系统的下行同步信号特征来实施。
在时分-同步码分多址系统(TD-SCDMA,Time-Division SynchronizationCode Division Multiple Access)系统中,以5ms的子帧为单位,循环发送64码片(简称,chip)长度的下行同步码(简称,SYNC_DL),在SYNC_DL前面有32chip的空数据.后有96chip的空数据作为保护。TD-SCDMA常规时隙的长度为864chip,其中第353~496chip为训练序列(简称,midamble)区域,由128chip的midamble和相应16chip的循环前缀组成,常规时隙没有两边明显的空数据特征,这样,终端可以利用SYNC_DL两侧带有空数据保护的特征来进行同步搜索,具体搜索可以通过序列的相关性,或时域功率包络特征来确定SYNC_DL的位置。
而在长期演进(简称,LTE)系统中,主同步信号(PSS,PrimarySynchronization Signal)每5ms重复出现一次,即在一个10ms的LTE无线帧的每个半帧都出现一次,而其他信号并无此特征;LTE当中存在多种系统带宽,但不管何种带宽,同步信号的频域映射到接收中心频点附近-36~36个子载波的范围内,其中一个子载波对应15K的带宽;其在时间域上,虽然LTE存在多种帧结构,但无论何种帧结构,其主同步信号总在每个半帧的相同位置的时隙的相同位置的OFDM符号上,这个时隙的长度和其他时隙的长度都为0.5ms,如LTE-FDD帧结构中,PSS总是出现在每个半帧的第一个时隙的最后一个符号上,而对于LTE-TDD帧结构,PSS总是出现在每个半帧的第三个时隙的第三个符号上。这使得LTE系统可以通过只接收中心频点附近的信号,利用低通滤波(滤波器宽度设置为PSS的带宽)和相应带宽下的降采样对接收数据进行处理,在处理信号后利用10ms的前5ms的数据和后5ms的数据,对位相关,再计算其滑动累加值的功率值峰值,并搜索其峰值的情况,确定PSS的位置来实现同步搜索。同时需注意的是,当采用搜索PSS的降采样时,一个时隙对应960个数据。
在终端未知或者丢失同步状态下,在大部分场景导频序列的信号强度是未知,又由于基带接收功率的动态范围受限,为了搜索同步,因此,在进行同步搜索是,通常需要调整接收机设置,以保证准确的确定导频序列的位置。接收机的设置通常包括自动增益控制(简称,AGC)的设置、接收数据范围的设置等。
现有技术的同步搜索过程中接收机设置的方案是:
1、接收数据;
2、实施同步搜索,如同步搜索失败,则根据接收数据的功率(最大功率或平均功率)调整AGC初值,执行步骤3;若同步搜索成功,则根据接收信号中的同步信号的功率调整AGC初值,结束流程;
3、重新接收信号,返回步骤2执行,直到达到AGC调整值门限或预定的同步搜索次数。
现有技术的上述方案存在的问题是:
由于同步状态未知,无法按照目标信号的位置进行接收并实施同步估计,仅能进行完整帧的接收,完整帧的接收后,在完整帧的范围内进行同步搜索,若此时时域上有强干扰的信号存在,根据接收信号的功率来设置接收机的AGC不能准确的反映目标信号的功率状况,本UE待搜索的导频时隙处在动态接收范围的截止区,相应信号特征不能体现,从而造成同步搜索失败。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,以解决由于强干扰信号的存在而造成同步搜索失败的问题。
本发明的技术方案是:
一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,包括:
步骤1、接收数据,进行同步搜索;
步骤2、判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;
步骤3、确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;返回执行步骤1。
优选的,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
根据除无效位置以外位置的接收数据平均功率设置接收机AGC。
优选的,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的数据位置。
优选的,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
根据强干扰时隙以外的接收数据平均功率设置接收机AGC;
将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的数据位置。
进一步的,所述步骤3还包括:
如果所有接收数据位置均为无效位置,判定同步搜索失败,结束流程。
进一步的,所述步骤3之前还包括:
步骤2a、判断从首次接收数据开始已接收的总数据帧数是否大于预设的同步搜索最大帧数Thfn,如果是,判定同步搜索失败,结束流程。
优选的,所述步骤1包括:
如果本次接收数据为首次接收数据,接收fn1帧数据;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值大于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn2帧数据;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值小于或等于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn3帧数据;
其中,所述fn1的取值范围为1~10;所述fn2的取值范围为1~10;所述fn3的取值范围为fn2~30。
优选的,所述确定强干扰时隙位置包括:
步骤300、设定滑动窗长度为window_len2(k),滑动步长为glide2,对本次接收的各帧数据分别滑动获得N2个滑动窗;
步骤301、分别计算各个滑动窗的功率特征比Ri;将各帧的功率特征比按滑动窗位置对位叠加得到各滑动窗的功率特征比累加值;
步骤302、判断除包括已确定的强干扰时隙外各滑动窗的功率特征比累加值是否大于预设的功率特征比门限ThR;如果是,判定该滑动窗的中间窗为强干扰时隙;
步骤303、将所述k加1,重复执行步骤300~302直到所述k大于一个帧所包括的时隙个数;
所述所述i为滑动窗编号;
所述中间窗为滑动窗的第len2+1个数据~第len2+k×时隙长度个数据;所述k为滑动窗长度系数,初始值为1。
优选的,所述步骤301~303仅对不包括无效位置的滑动窗实施。
优选的,所述确定强干扰时隙位置包括:
步骤311、对每个滑动窗,用本地训练序列与滑动窗内数据进行滑动相关获得glide2个滑动相关功率;
步骤312,计算各滑动窗的最大滑动相关功率与平均滑动相关功率的比值作为该滑动窗的峰均比;
步骤313,将各帧的峰均比按照滑动窗的位置对位叠加得到各滑动窗位置的累加峰均比Peak_Avg;
步骤314,将Peak_Avg大于预设的峰均比门限ThP的各滑动窗中最大滑动相关功率所在位置作为训练序列起始位置,根据训练序列起始位置确定时隙位置,将所确定的时隙位置判定为强干扰时隙。
优选的,所述步骤311~314仅对不包括无效位置的滑动窗实施。
本发明的技术方案在同步搜索过程中,如果发现同步搜索不成功,首先确定接收信号中强干扰时隙的位置,然后根据强干扰时隙以外的其他数据来设置接收机,重新接收数据进行同步搜索,这样,可以使得移动终端在同步搜索过程中设置接收机时有效的排除强干扰信号对接收机设置的影响,避免了由于强干扰时隙的存在而造成同步搜索失败的问题。
附图说明
图1是本发明具体实施例1总体流程图
图2是本发明具体实施2~4总体流程图
图3是本发明具体实施例1、2、4步骤3流程图
图4是本发明具体实施例3步骤3流程图
具体实施方式
为进一步说明本发明的技术方案,下面给出具体实施例并结合附图详细说明。
具体实施例1
本实施例为本发明移动终端同步搜索过程接收机设置方法在TD-SCDMA系统中的一种优选实施方式,总体流程如图1所示,包括:
1、接收数据,进行同步搜索;
101、接收fn帧数据:
本实施例中,首次接收数据时,接收fn1帧数据;
非首次接收数据时,如果本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值大于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn2帧数据;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值小于或等于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn3帧数据;
其中,所述ThAGC的取值范围为1~5;所述fn1的取值范围为1~10;所述fn2的取值范围为1~10;所述fn3的取值范围为fn2~30;
102、设定滑动窗长度为window_len1,滑动步长为glide1,对本次接收的各帧数据分别滑动获得N1个滑动窗;
本实施例中,window_len1=2×len1+SYNC_DL长度;glide1的取值范围为1~8;N1=子帧长度/glide1;
本实施例中,步骤103~步骤104只对不包括无效位置的滑动窗实施;
103、分别计算各个滑动窗的功率特征比R1m;将各帧的功率特征比按滑动窗位置对位叠加得到各滑动窗功率特征比累加值;
其中,m为所述滑动窗的序号,m=1~N1;
104、将功率特征比累加值最小的滑动窗的第len+1个数据的位置ent_pos作为同步信号起始位置;
2、判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;
201、选择在功率特征比累加值最小的滑动窗及该滑动窗左右各extend_zone个滑动窗以外的滑动窗中功率特征比累加值最小的滑动窗;
其中,所述extend_zone的取值范围为8~32;
202、判断所述功率特征比累加值最小的滑动窗的功率特征比累加值/步骤201所选择的滑动窗的功率特征比累加值是否大于预设的门限Thsync;如果是,判定同步搜索成功,将ent_pos作为SYNC_DL起始位置,根据SYNC_DL功率设置接收机AGC,结束流程;否则,判定同步失败;
其中,所述Thsync的取值范围为1.1~1.5;
3、确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;返回执行步骤1;本步骤具体流程如图3所示。
301、设定滑动窗长度为window_len2(k),滑动步长为glide2,对本次接收的各帧数据分别滑动获得N2个滑动窗;
如果滑动中帧剩余的数据长度小于滑动窗的长度,顺序从该帧开始的位置取出数据填充所述滑动窗,直到滑动窗中数据长度达到滑动窗的长度;
302、分别计算各个滑动窗的功率特征比Ri;将各帧的功率特征比按滑动窗位置对位叠加得到功率特征比累加值;
303、判断除包括已确定的强干扰时隙外各滑动窗位置的功率特征比累加值是否大于预设的功率特征比门限ThR;如果是,判定所述滑动窗的中间窗为强干扰时隙;
所述中间窗为所述滑动窗的第len2+1个数据~第len2+k×时隙长度个数据;
步骤304、将所述k加1,判断k是否小于或等于一帧所包括的时隙个数,如果是,返回执行步骤301,否则,执行步骤305;
305、将判定的强干扰时隙所在位置设置为无效位置;
306、判断是否所有接收数据位置均为无效位置,如果是,判定同步搜索失败,结束流程,否则执行步骤307;
307、根据接收数据中除无效位置外的其他位置的数据设置接收机;返回步骤1。
本实施例中,本步骤根据接收数据中除无效位置外的其他位置的数据的平均功率设置接收机AGC;
具体实施例2
本实施例为本发明移动终端同步搜索过程接收机设置方法在TD-SCDMA系统中的又一种优选实施方式,总体流程如图2所示,包括:
步骤1~2与具体实施例1相同
2a、判断从首次接收数据开始已接收的总数据帧数是否大于预设的同步搜索最大帧数Thfn,如果是,判定同步搜索失败,结束流程;
其中,所述Thfn的取值范围为Thfn>fn1;
3、确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;返回执行步骤1;本步骤具体流程如图3所示。
步骤311~316分别与具体实施例1中步骤301~306相同;
本实施例中,步骤312~315只针对不包括无效位置的滑动窗实施;
317、根据接收数据中除无效位置外的其他位置的数据设置接收机;返回步骤1。
本实施例中,本步骤将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的数据位置。
具体实施例3
本实施例为本发明移动终端同步搜索过程接收机设置方法在TD-SCDMA系统中的又一种优选实施方式,本实施例应用的场景为终端已知小区标识(简称,ID);总体流程如图2所示,包括:
1、接收数据,进行同步搜索;
121、接收fn帧+gap个数据:
本实施例中,首次接收数据时,fn=fn1;
非首次接收数据时,如果本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值大于预设的AGC调整阈值ThAGC,fn=fn2;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值小于或等于预设的AGC调整阈值ThAGC,fn=fn3;
其中,所述ThAGC的取值范围为1~5;所述fn1的取值范围为1~10;所述fn2的取值范围为1~10;所述fn3的取值范围为fn2~30;所述gap等于步骤122中的滑动窗长度和步骤3中滑动窗长度中的较大值;
122、用小区ID对应的本地SYNC_DL序列分别与各子帧数据进行滑动相关获得各小区的SYNC_DL滑动相关功率数组Xcoor;
其中,滑动步长为1个数据长度;
本实施例中,步骤123~步骤124只对不包括无效位置的滑动窗实施;
123、将各子帧的Xcoor按位置对位叠加得到SYNC_DL滑动相关功率累加值数组Xcoor_accu;
124、在Xcoor_accu搜索最大值sig_pwr及最大值位置est_pos,将est_pos作为同步信号起始位置;
2、判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;
221、将Xcoor_accu中除est_pos及其左右各extend_zone个元素以外的所有元素的平均值记为噪声功率noise_pwr;
其中extend_zone的取值范围为32~128;
其中Thsn为位置有效性判决门限,取值范围为16~64;
步骤2a与具体实施例2的步骤2a相同;
3、确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;返回执行步骤1;本步骤具体流程如图4所示。
321、设定滑动窗长度为window_len2,滑动步长为glide2,对本次接收的各帧数据分别滑动获得N2个滑动窗;
其中,所述window_len2=glide2+midamble数据长度;glide2的取值范围为5~16;
本实施例中,步骤322~326只针对不包括无效位置的滑动窗实施;
322、用本地midamble序列分别与各个滑动窗进行滑动相关,每个滑动窗获得glide2个滑动相关功率;
323、分别计算各滑动窗的最大相关功率与该滑动窗的平均相关功率的比值作为midamble峰均比peak_avg;
324、将各帧的peak_avg按滑动窗位置对位叠加得到各滑动窗的midamble峰均比累加值;
325、选择midamble峰均比累加值大于预设的midamble峰均比门限Thmidamble的滑动窗,将该滑动窗中最大相关功率对应的位置作为强干扰时隙midamble序列起始位置,确定强干扰时隙位置;
326、将判定的强干扰时隙所在位置设置为无效位置;
327、判断是否所有接收数据位置均为无效位置,如果是,判定同步搜索失败,结束流程,否则执行步骤307;
328、根据接收数据中除无效位置外的其他位置的数据设置接收机;返回步骤1。
本实施例中,本步骤根据接收数据中除无效位置外的其他位置的数据平均功率设置接收机AGC;同时,将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的接收数据位置。
具体实施例4
本实施例为本发明移动终端同步搜索过程接收机设置方法在LTE系统中的一种优选实施方式,总体流程如图2所示,包括:
1、接收数据,进行同步搜索;
131、接收fn帧+1个OFDM符号长度的数据:
本实施例中,首次接收数据时,接收fn=fn1;
非首次接收数据时,如果本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值大于预设的AGC调整阈值ThAGC,fn=fn2;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值小于或等于预设的AGC调整阈值ThAGC,fn=fn3;
其中,所述ThAGC的取值范围为1~5;所述fn1的取值范围为2~10;所述fn2的取值范围为2~10;所述fn3的取值范围为fn2~32;
132、将接收数据按照PSS的带宽进行低通滤波和降采样处理;
133、对每个处理后的无线帧,将该无线帧的前半帧数据与该无线帧的后半帧数据对位共轭相乘;得到长度为半帧的序列Data_m;
134、设定滑动窗长度为window_len1,滑动步长为glide1,分别对各无线帧对位相乘后得到的Data_m滑动获取N1个滑动窗;
其中,所述window_len1=PSS的长度;glide1的取值范围为1~64;N1=半帧长度/glide1;
135、对每个Data_m,分别计算其各滑动窗功率与该Data_m序列功率的比值Data_m_pwrt,将各Data_m的Data_m_pwrt按滑动窗位置对位叠加得到Data_m_pwr_accut;
其中,t为各Data_m中滑动窗序号;所述滑动窗功率指该滑动窗内所有数据之和的功率,所述Data_m序列功率指该序列所有数据之和的功率;
136、搜索Data_m_pwr_accut的最大值记为max_value1,其位置记为max_pos。将glide1×(max_pos-1)+1作为当前采样率下的PSS同步位置,记为est_pos;
2、判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;
231、搜索Data_m_pwr_accut中除max_pos及其左右extend_zone个元素以外的元素中的最大值max_value2;
其中,extend_zone的取值范围为8~32;
232、判断max_value1/max_value2是否大于预定门限ThPSS,如果是则判定同步搜索成功,将est_pos作为当前采样率下的PSS的起始位置,结束流程,若不满足至步骤232。
其中,ThPSS的取值范围为2~8;
步骤2a与具体实施例2相同;
步骤3与具体实施例1相同。
本领域的一般技术人员显然应该清楚并且理解,本发明方法所举的以上实施例仅用于说明本发明方法,而并不用于限制本发明方法。在不背离本发明方法的精神及其实质的情况下,本领域技术人员当可根据本发明方法做出各种相应的改变或变形,但这些相应的改变或变形均属于本发明方法的权利要求保护范围。
Claims (11)
1.一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,包括:
步骤1、接收数据,进行同步搜索;
步骤2、判断同步搜索是否成功,如果同步搜索成功根据同步信号功率设置接收机AGC,结束流程;
步骤3、确定接收数据中强干扰时隙位置,将强干扰时隙位置设置为无效位置,根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机;返回执行步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
根据除无效位置以外位置的接收数据平均功率设置接收机AGC。
3.根据权利要求1所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的数据位置。
4.根据权利要求1所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述根据接收数据中除无效位置数据以外的接收数据设置接收机包括:
根据强干扰时隙以外的接收数据平均功率设置接收机AGC;
将接收机的接收范围设置为除无效位置以外的数据位置。
5.根据权利要求1所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述步骤3还包括:
如果所有接收数据位置均为无效位置,判定同步搜索失败,结束流程。
6.根据权利要求1所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述步骤3之前还包括:
步骤2a、判断从首次接收数据开始已接收的总数据帧数是否大于预设的同步搜索最大帧数Thfn,如果是,判定同步搜索失败,结束流程。
7.根据权利要求l~6中任一项所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述步骤1包括:
如果本次接收数据为首次接收数据,接收fn1帧数据;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值大于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn2帧数据;如果本次接收数据不是首次接收数据且本次接收数据的AGC值与上次接收数据的AGC值的差值小于或等于预设的AGC调整阈值ThAGC,接收fn3帧数据;
其中,所述fn1的取值范围为1~10;所述fn2的取值范围为1~10;所述fn3的取值范围为fn2~30。
8.根据权利要求7所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述确定强干扰时隙位置包括:
步骤300、设定滑动窗长度为window_len2(k),滑动步长为glide2,对本次接收的各帧数据分别滑动获得N2个滑动窗;
步骤301、分别计算各个滑动窗的功率特征比Ri;将各帧的功率特征比按滑动窗位置对位叠加得到各滑动窗的功率特征比累加值;
步骤302、判断除包括已确定的强干扰时隙外各滑动窗的功率特征比累加值是否大于预设的功率特征比门限ThR;如果是,判定该滑动窗的中间窗为强干扰时隙;
步骤303、将所述k加1,重复执行步骤300~302直到所述k大于一个帧所包括的时隙个数;
所述中间窗为滑动窗的第len2+1个数据~第len2+k×时隙长度个数据;所述k为滑动窗长度系数,初始值为1。
9.根据权利要求8所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述步骤301~303仅对不包括无效位置的滑动窗实施。
10.根据权利要求1~6中任一项所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述确定强干扰时隙位置包括:
步骤311、对每个滑动窗,用本地训练序列与滑动窗内数据进行滑动相关获得glide2个滑动相关功率;
步骤312,计算各滑动窗的最大滑动相关功率与平均滑动相关功率的比值作为该滑动窗的峰均比;
步骤313,将各帧的峰均比按照滑动窗的位置对位叠加得到各滑动窗位置的累加峰均比Peak_Avg;
步骤314,将Peak_Avg大于预设的峰均比门限ThP的各滑动窗中最大滑动相关功率所在位置作为训练序列起始位置,根据训练序列起始位置确定时隙位置,将所确定的时隙位置判定为强干扰时隙。
11.根据权利要求10所述的一种移动终端同步搜索过程接收机设置方法,其特征在于,所述步骤311~314仅对不包括无效位置的滑动窗实施。
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