CN103152814B - 同步码的确认方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种同步码的确认方法及其装置。本发明中，对接收到的N个数据帧中的有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率，然后，对这N个相关功率进行分组。利用分组后的和相对应的的比值是否接近，判定接收到的同步码所在位置的信号是否为真正的同步码。从而避免发生误检的情况，而误检的尽早排除能有效降低搜索时间和提高同步性能。而且，实现简单，复杂度低。

Description

同步码的确认方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及终端对接收到的同步码的确认技术。

背景技术

同步的方法一般可分为两类：数据辅助法和盲检法。目前，移动通信系统为了提高同步的健壮性和鲁棒性，通常都采用数据辅助法，即在帧结构中设计有同步码占用的资源，并周期性发送，终端就会利用已知的同步码集合进行同步，得到需要的定时等信息。当在一定的资源范围内，若还存在其他周期性信号(如周期为10ms的小区解调参考信号)，则在搜索同步码时，就容易将小区的解调参考信号误认为是同步码，因而出现虚警的情况。

然而，在目前的现有技术中，无法有效地分辨出接收帧的同步码所在位置中，是真正的同步码还是其他周期性的虚警信号，从而发生误检的情况，而发生的误检将导致较长的搜索时间，并且对移动终端的同步性能造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步码的确认方法及其装置，以避免将其他周期性的信号误检为同步码，从而有效降低了搜索时间和提高了同步性能，而且，实现简单，复杂度低。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种同步码的确认方法，包含以下步骤：

以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号；

从接收到的所述信号中获取有用信号；

对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1；

将得到的所述N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数；

对每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值所述第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率；

将所述和相对应的所述的比值与预设门限进行比较，如果存在所述比值小于或等于所述预设门限的情况，则将所述有用信号确认为同步码。

本发明的实施方式还提供了一种同步码的确认装置，包含：

接收模块，用于以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号；

有用信号获取模块，用于从接收到的所述信号中获取有用信号；

功率统计模块，用于对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1；

分组模块，用于将所述功率统计模块得到的所述N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数；

计算模块用于对经所述分组模块分组后得到的每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值所述第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率；

比较模块，用于将所述计算模块计算的所述和相对应的所述的比值与预设门限进行比较，并在存在所述比值小于或等于所述预设门限的情况时，将所述有用信号确认为同步码。

本发明实施方式相对于现有技术而言，对接收到的N个数据帧中的有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率，然后，对这N个相关功率进行分组。利用分组后的和相对应的的比值是否接近，判定接收到的同步码所在位置的信号是否为真正的同步码。由于如果接收到的确是同步码(即从周期性接收到的数据帧中获取到的有用信号都是同步码)，则统计到的各P_n应当相差无几，也就是说，各组中包含的P_n应当相差无几，因此和相对应的的比值势必会比较接近；而在接收到的是其他周期的虚警信号时，由于以同步码的周期接收到的数据帧中，会有部分数据帧中的有用信号是随机信号，因此统计到的各P_n会有较大的偏差，在对各P_n进行分组后，计算到的和相对应的的比值也就会有较大偏差。因此，利用功率接近与否判断是否为同步码，可以有效分辨出接收帧的同步码所在位置中，是真正的同步码还是其他周期性的虚警信号，从而避免发生误检的情况，而误检的尽早排除能有效降低搜索时间和提高同步性能。而且，实现简单，复杂度低。

另外，在将和相对应的的比值与预设门限进行比较时，既可以将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较；也可以在所有组中查找最小和最大的和相对应的仅将所述查找到的和相对应的的比值与所述预设门限进行比较。不但实现方式灵活多变，而且利用查找的最小和最大的和相对应的与预设门限进行比较，可以在M较大时对流程进行简化，进一步降低了实现复杂度。

另外，从接收到的信号中获取有用信号时，可以预先根据噪声功率设置一个信号的功率门限在完成所述信道估计后，将信道估计得到的各个抽头对应的抽头功率与所述功率门限进行比较，并将小于所述功率门限的抽头功率置零。通过对接收到的信号进行去噪处理，可以进一步保证统计的各相关功率的准确性。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的同步码的确认方法流程图；

图2是根据本发明第一实施方式的同步码的确认方法示意图；

图3是根据本发明第三实施方式的同步码的确认方法示意图；

图4是根据本发明第四实施方式的同步码的确认装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种同步码的确认方法。具体流程如图1所示。

在步骤101中，终端以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号。在本步骤中，根据已经检测到的同步码对应的位置、信号强度等，以同步码的周期为周期，重复性的多次接收该位置的信号。本步骤与现有技术相同，在此不再赘述。

接着，在步骤102中，从接收到的信号中获取有用信号。具体地说，如图2所示，对接收到的信号采用已知的同步码集合进行信道估计，即用待检测的同步码和接收到的同步码对应位置上的信号进行信道估计，信道估计可以采用相关法或解卷积的方法。另外，还可以对同步信号时域位置和信号强度进行同步跟踪。同步信号时域位置的跟踪是指根据信道估计中的最大径位置定时，调整接收同步信号的定时；信号强度的跟踪是指通过将进入基带的数据强度在一定的范围内波动，使得接收机工作在最佳状态。由于通过信道估计和同步跟踪这些方法从接收到的信号中获取有用信号属于公知技术，因此在本实施方式中不再赘述。

接着，在步骤103中，对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1。

具体地说，由于从接收到的每个数据帧的同步码对应位置中都能获取到一个有用信号，因此从接收到的N个数据帧中能够获得N个有用信号。通过以下公式计算第n帧中的有用信号的相关功率P_n：

$P_n=\underset{l=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_l\right|}^2$

其中，L为累加的抽头个数(该L的数值可动态设置)，其具体大小可根据仿真或经验获得；h_l为信道估计的抽头l。

因此，对接收到的N个数据帧中的有用信号进行功率统计后，可以得到N个相关功率P＝{P₀，P₁，...，P_N-1}，其中，N的具体取值可由仿真或经验获得。

接着，进入步骤104，将得到的N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数。每一组的相关功率对应有第二部分相关功率第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率。

也就是说，在得到N个相关功率P＝{P₀，P₁，...，P_N-1}后，对这N个相关功率进行分组，分组的方式取决于同步信号和其他导致虚警信号的周期，假设导致虚警的信号周期是同步码周期的M倍，则可分成如表1所示的M组(表1中的第一部分即为各组包含的相关功率)：

表1

比如说，导致虚警的信号周期为10ms，同步码周期为5ms，因此M＝2，将N个相关功率P＝{P₀，P₁，...，P_N-1}分成2组，组号0中包含的相关功率为P₀、P₂、P₄、P₆...；组号1中包含的相关功率为P₁、P₃、P₅、P₇...。对应第0组而言，相对应的第二部分相关功率为P＝{P₀，P₁，...，P_N-1}中除P₀、P₂、P₄、P₆...外的其他P_n，即P₁、P₃、P₅、P₇...。对应第1组而言，相对应的第二部分相关功率为P＝{P₀，P₁，...，P_N-1}中除P₁、P₃、P₅、P₇...外的其他P_n，即P₀、P₂、P₄、P₆...。

接着，在步骤105中，对每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值也就是说，计算表1中每一组的和对应的中的所有元素的均值，记为每一组的和相对应的

接着，在步骤106中，判断是否存在和对应的的比值小于或等于预设门限的情况。具体地说，将每一组的和该组对应的的比值，均与预设门限进行比较。如果在M个组中，存在和该组对应的的比值，小于或等于该预设门限的情况，则进入步骤107；如果不存在和该组对应的的比值，小于或等于该预设门限的情况，则进入步骤108。

比如说，在M个组中，如果存在则进入步骤107，否则进入步骤108。其中，Γ为预设的门限，abs(·)表示求绝对值，log(·)表示求对数，求对数时，可以2、10等为底数。当然，本领域技术人员可以理解，上述公式只是一种和的比值与预设门限进行比较的判决表达式，而在实际应用中，该判决表达式还可以由其他等价的式子进行替换。

如果在M个组中，存在和该组对应的的比值，小于或等于该预设门限的情况，则进入步骤107，将获取到的有用信号确认为同步码，即认为当前检测到的为同步码。

如果在M个组中，不存在和该组对应的的比值，小于或等于该预设门限的情况，则进入步骤108，认为当前检测到并非是同步码，而是其他周期性的虚警信号。

由于如果接收到的是同步码(即从周期性接收到的数据帧中获取到的有用信号都是同步码)，则统计到的各P_n应当相差无几，也就是说，各组中包含的P_n应当相差无几，因此和相对应的的比值势必会比较接近；而在接收到的是其他周期的虚警信号时，由于以同步码的发送周期，周期性接收到的数据帧中，会有部分数据帧中的有用信号是随机信号，因此统计到的各P_n会有较大的偏差，在对各P_n进行分组后，计算到的和相对应的的比值也就会有较大偏差。因此，利用功率接近与否判断是否为同步码，可以有效分辨出接收帧的同步码所在位置中，是真正的同步码还是其他周期性的虚警信号，从而避免发生误检的情况，而误检的尽早排除能有效降低搜索时间和提高同步性能。而且，实现简单，复杂度低，且该过程可以和小区搜索的其他过程合并。

比如说，当前的LTE(长期演进)系统中，高信噪比的情况下，同步信号的检测非常容易产生误检，产生误检的原因是误检到了小区的解调参考信号。同步信号的周期为5ms，小区的解调参考信号周期为10ms，当信噪比较高的情况下，可以认为终端接收到的信号具有10ms周期，这样当每次选择最大(归一化)相关功率时，总能选到同一个位置上，再加上绝对的信号功率门限比较难确定，因此，采用统计奇数5ms的相关功率和偶数5ms对应的相关功率，从功率接近与否来判断，能取得较好的效果，避免误检的情况。

本发明的第二实施方式涉及一种同步码的确认方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，在将和相对应的的比值与预设门限进行比较时，将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较。

而在本发明第二实施方式中，在将和相对应的的比值与预设门限进行比较时，在所有组中查找最小和最大的和相对应的然后仅将查找到的和相对应的的比值与所述预设门限进行比较。由于在M较大(即同步码的周期与其他虚警信号的周期相差比较大)时，只需在所有组中寻找最小和最大的及相应的然后，用这些选中的组进行与预设门限比较，若存在则认为当前检测到的为同步码，否则认为是虚警，从而可以更简单的进行判决，以进一步降低实现复杂度。

本发明的第三实施方式涉及一种同步码的确认方法。第三实施方式在第一或第二实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本实施方式中，在从接收到的信号中获取有用信号时，还需要进行去噪声处理。即在步骤102中，不仅需要进行信道估计，还需要进行噪声抽头消除。

具体地说，如图3所示，在完成信道估计后，将信道估计得到的各个抽头对应的抽头功率与预设的功率门限进行比较，并将小于该功率门限的抽头功率置零。其中，预设的功率门限为根据噪声功率设置的一个信号的功率门限。通过对接收到的信号进行去噪处理，可以进一步保证统计的各相关功率的准确性。

此外，本领域技术人员可以理解，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第四实施方式涉及一种同步码的确认装置，如图4所示，包含：

接收模块，用于以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号；

有用信号获取模块，用于从接收到的所述信号中获取有用信号；

功率统计模块，用于对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1；

分组模块，用于将所述功率统计模块得到的所述N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数；

计算模块，用于对经所述分组模块分组后得到的每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值所述第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率；

比较模块，用于将所述计算模块计算的所述和相对应的所述的比值与预设门限进行比较，并在存在所述比值小于或等于所述预设门限的情况时，将所述有用信号确认为同步码。

在本实施方式中，比较模块将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较。

功率统计模块根据公式计算所述用信号的相关功率P_n；其中，L为累加的抽头个数，h_l为信道估计的抽头l。

有用信号获取模块包含：信道估计子模块，用于对接收到的所述信号采用已知的同步码集合进行信道估计。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的装置实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第五实施方式涉及一种同步码的确认装置。第五实施方式与第四实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第四实施方式中，比较模块将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较。。而在本发明第五实施方式中，比较模块在所有组中查找最小和最大的和相对应的仅将所述查找到的和相对应的的比值与所述预设门限进行比较。利用查找的最小和最大的和相对应的与预设门限进行比较，可以在M较大时对流程进行简化，进一步降低了实现复杂度。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明的第六实施方式涉及一种同步码的确认装置。第六实施方式在第四或第五实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本实施方式中，有用信号获取模块不仅包含信道估计子模块，还包含：

去噪声子模块，用于将信道估计得到的各个抽头对应的抽头功率与根据噪声功率预先设置的功率门限进行比较，并将小于所述功率门限的抽头功率置零。

由于第三实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种同步码的确认方法，其特征在于，包含以下步骤：

以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号；

从接收到的所述信号中获取有用信号；

对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1；

将得到的所述N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数；

对每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值所述第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率；

将所述和相对应的所述的比值与预设门限进行比较，如果存在所述比值小于或等于所述预设门限的情况，则将所述有用信号确认为同步码。

2.根据权利要求1所述的同步码的确认方法，其特征在于，所述将和相对应的的比值与预设门限进行比较的步骤中，包含以下子步骤：

将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较。

3.根据权利要求1所述的同步码的确认方法，其特征在于，所述将和相对应的的比值与预设门限进行比较的步骤中，包含以下子步骤：

在所有组中查找最小和最大的和相对应的

仅将所述查找到的和相对应的的比值与所述预设门限进行比较。

4.根据权利要求1所述的同步码的确认方法，其特征在于，所述用信号的相关功率P_n通过以下公式计算：

$P_n=\underset{l=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_l\right|}^2$

其中，L为累加的抽头个数，h_l为信道估计的抽头l。

5.根据权利要求4所述的同步码的确认方法，其特征在于，

所述L为能动态设置的数值。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的同步码的确认方法，其特征在于，所述从接收到的所述信号中获取有用信号的步骤中，包含以下子步骤：

对接收到的所述信号采用已知的同步码集合进行信道估计。

7.根据权利要求6所述的同步码的确认方法，其特征在于，所述从接收到的所述信号中获取有用信号的步骤中，还包含以下子步骤：

预先根据噪声功率设置一个信号的功率门限；

在完成所述信道估计后，将信道估计得到的各个抽头对应的抽头功率与所述功率门限进行比较，并将小于所述功率门限的抽头功率置零。

8.一种同步码的确认装置，其特征在于，包含：

接收模块，用于以同步码的发送周期，周期性接收数据帧中同步码所在位置的信号；

有用信号获取模块，用于从接收到的所述信号中获取有用信号；

功率统计模块，用于对接收到的N个数据帧中的所述有用信号进行功率统计，得到N个所述用信号的相关功率P_n，n表示接收到的第n个数据帧，n＝0，1，2......N-1；

分组模块，用于将所述功率统计模块得到的所述N个相关功率P_n分成M组，后一组中包含的各相关功率分别为前一组中包含的各相关功率所对应的数据帧的下一个数据帧中的有用信号的相关功率，M为导致虚警的信号的发送周期除以同步码的发送周期后得到的商数；

计算模块，用于对经所述分组模块分组后得到的每一个相关功率组，计算该组内包含的所有相关功率的平均功率值和该组对应的第二部分相关功率的平均功率值所述第二部分相关功率为在所述N个相关功率中除该组包含的相关功率外的其他相关功率；

比较模块，用于将所述计算模块计算的所述和相对应的所述的比值与预设门限进行比较，并在存在所述比值小于或等于所述预设门限的情况时，将所述有用信号确认为同步码。

9.根据权利要求8所述的同步码的确认装置，其特征在于，

所述比较模块将每一组的和该组对应的的比值，均与所述预设门限进行比较。

10.根据权利要求8所述的同步码的确认装置，其特征在于，

所述比较模块在所有组中查找最小和最大的和相对应的仅将所述查找到的和相对应的的比值与所述预设门限进行比较。

11.根据权利要求8所述的同步码的确认装置，其特征在于，所述功率统计模块根据公式计算所述用信号的相关功率P_n；

其中，L为累加的抽头个数，h_l为信道估计的抽头l。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的同步码的确认装置，其特征在于，所述有用信号获取模块包含：

信道估计子模块，用于对接收到的所述信号采用已知的同步码集合进行信道估计。

13.根据权利要求12所述的同步码的确认装置，其特征在于，所述有用信号获取模块还包含：

去噪声子模块，用于将信道估计得到的各个抽头对应的抽头功率与根据噪声功率预先设置的功率门限进行比较，并将小于所述功率门限的抽头功率置零。