CN103297195A

CN103297195A - 一种用于td-lte系统提高盲检效率的方法

Info

Publication number: CN103297195A
Application number: CN2013102429178A
Authority: CN
Inventors: 王华华; 邱智慧; 李小文; 陈发堂; 王丹; 刘宇
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-06-18

Abstract

本发明公开一种用于TD-LTE系统提高盲检效率的方法，利用数据在发送端速率匹配时出现的重复现象，在收端利用滑动自相关，估计其复用的起始位置，按照可能性，对于候选集进行排列，依次进行盲检，提高了盲检的准确性。将两种大聚合度的盲检集合进行合并，减少了最大盲检次数。在同时可以在两个搜索空间时，公共搜索空间的相关值先进行判决再计算，提高了盲检的速率。本发明能够有效地提高盲检的效率，提供了一种更加快速的盲检的方法。

Description

一种用于TD-LTE系统提高盲检效率的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及第三代移动通信长期演进系统（TD-LTE）。

背景技术

近年来，在传统蜂窝移动通信技术高速发展的同时，宽带无线接入技术,如移动WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)也开始提供移动功能，试图抢占移动通信的部分市场。为了保证3G移动通信的持续竞争力，移动通信业界提出了新的市场需求，要求进一步加强3G技术，而同时期的HSPA（High Speed Packet Access）技术与WiMAX相比仍在一定程度上处于劣势，针对这一现状3GPP在2009基本完成了LTE（Long Term Evolution)）的R8版本，并基于这个版本，在此后的几年不断完善和升级。从长远来看LTE将会在未来的几年内逐渐取代之前的接入技术，成为主流技术。

LTE标准中无线接口的协议结构与之前的技术相似，保持了两面三层的宏观结构。在物理层，增加了一些功能，如传输分级，波束赋形，多入多出（MIMO）处理等，为了匹配改进的一些功能，LTE中的物理信道也发生了一些改变。PDCCH（Physical Downlink Control Channel）作为物理层中一个下行物理信道，用于承载DCI（Downlink Control Information）信息，包含一个或多个UE上的资源分配和其他的控制信息。在LTE中上下行的资源调度信息（MCS,Resourceallocation等等的信息）都是由PDCCH来承载的。一般来说，在一个子帧内，可以有多个PDCCH。UE需要首先解调PDCCH中的DCI，然后才能够在相应的资源位置上解调属于UE自己的PDSCH（包括广播消息，寻呼，UE的数据等）。然而，对于终端来说，接收PDCCH却是一件相对麻烦的事，因为终端不知道当前PDCCH传输的是什么信息，也不知道自己所需信息在什么位置，因此必须采取盲检的方式。如果对系统中所有的PDCCH进行监视，从终端的复杂度角度来说是不可行的，因此必须采取有效的机制来限制盲检次数，提高效率，为整个系统的反应速度争取时间。

当前用于LTE系统的盲检方法尚不成熟，主要分为两大类：一类就为传统的盲检算法，类似于穷举法，即终端按照所需的DCI（Downlink Control Information）信息判断出其对应的PDCCH所有可能的复用位置（复用位置与搜索空间和聚合等级L有关），从第一个开始，依次进行尝试，直到解出所需要的信息，或者检索完所有的可能性。另外一种盲检算法，即根据前几次盲检成果，所保存下来的一些位置信息，对相应的聚合等级L，进行优先盲检，这种方法利用了发送端基站根据信道质量来决定相应的聚合等级的特性。所以在短时间内信道质量不发生太大的变化时，该方法可行，但在信道质量非常差，或者信道质量情况变化频繁时，对于减少盲检次数的帮助十分的有限。而对于终端来说，我们不能以平均盲检次数来估计盲检算法的性能，因为盲检次数可以从最小盲检次数1次浮动到最大盲检次数44次。而对于终端来说，每一次盲检都要经历大量的重复计算才能验证盲检的成功性。在算法不够好的情况下，可能会频繁出现最大盲检次数，或者频繁出现接近最大盲检次数的盲检情况，这会给整个系统带来极大的时延，同时给用户也带来不好的体验。所以现有的TD-LTE系统需要一种能从根本上减少最大盲检次数，提高盲检效率的算法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，提出一种用于TD-LTE系统的通过对需盲检的信息进行预处理从而减少最大盲检次数，同时增加盲检效率的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提出一种用于LTE系统提高盲检效率的方法，包括步骤：（1）根据接收端信息无线网络临时标识RTNI确定搜索空间，提取搜索空间中的数据和所对应的承载DCI信息长度，根据DCI信息的长度确定从相应的搜索空间中截取的数据长度；（2）根据DCI的长度对搜索空间中的数据进行滑动相关运算，得出相关结果；（3）根据相关结果按照不同类型搜索空间进行判决和盲检。

所述确定的搜索空间包括：公共搜索空间，用户专用搜索空间，公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在；将搜索空间内的数据按照最大控制信道元素CCE的长度L_SEARCH提取数据，如果搜索空间为公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在，则先从公共搜索空间提取数据，再从用户专用搜索空间提取数据。根据DCI信息的长度L_dci确定从相应的搜索空间中截取的数据长度，根据公式L_corr＝3*(L_dci+16)计算DCI格式信息经过添加CRC校验比特，卷积编码后的长度L_corr，所述截取的数据长度为2L_corr。对数据进行滑动相关运算具体包括：从相应的搜索空间中截取数据长度为2L_corr的数据，截取得到的数据为

下一次截取数据时偏移4个控制信道元素CCE，偏移次数记为m；将截取的数据取数据前后的L_corr位进行相关运算，根据公式：

计算每一个起点对应的相关值，该相关值d(m)为相关结果，其中，L_corr为DCI格式信息编码后的长度，m为偏移的次数，M_(i+288·m)为截取到的数据，i从0取到L_corr。

对相关结果结合搜索空间进行判决和盲检，具体包括：

如果为公共搜索空间，将每一个起始位置对应的相关结果，按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据：

依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验，如果全部CRC校验正确，则盲检结束，如果CRC校验错误则盲检失败。

如果为用户专用搜索空间，当每一个起始位置对应的相关结果低于门限，采用传统方法盲检聚合等级1和聚合等级2的搜索空间；如果每一个起始位置对应的相关结果高于门限，则将上述相关结果按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验，如果全部校验正确，则盲检结束，如果校验错误。

如果为公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在，先取公共搜索空间进行搜索，如果每一个起始位置对应的相关值低于门限，则转入用户专用搜索空间搜索；如果每一个起始位置对应的相关值高于门限，则将每一个起点对应的相关值按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验，如果全部校验正确，则盲检结束，如果校验错误，则转入用户专用搜索空间搜索。

本发明能够有效减少盲检的次数，对于部分搜索空间按照可能性进行排列，依次进行盲检，如可减少最大盲检次数，并能够提高盲检效率，从根本上减少最大盲检次数，降低系统时延。

附图说明

图1 TD-LTE系统中帧结构类型2的帧结构示意图；

图2 TD-LTE系统中PSS信号在频域的特点示意图；

图3 TD-LTE系统采用检测频域信号功率估计整数倍频偏的方法流程图；

图4 TD-LTE系统采用对复用段预处理的盲检优化算法流程图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明提出了一种用于LTE系统提高盲检效率的方法，利用数据在发送端速率匹配时出现的重复现象，在收端利用滑动自相关，估计其复用的起始位置，该算法有效地减少了最大盲检次数，同时按照可能性，对于候选集进行排列，优于常规穷举算法；在接收端确定了DCI信息长度和搜索空间后，计算出截取的长度，从搜索空间中取出相应长度的数据，并对数据进行等长截断，将前后数据进行相关计算，目的就是为了判断，是否有速率匹配中的重复段出现，如果有重复段出现，则此处为起始位置。由于在发送端，会按照上层的信息，选择不同的搜索空间，在公共搜索空间时由于聚合等级较大，在速率匹配时会出现重复，在专用搜索空间时，聚合等级在4和8时会出现重复，而在聚合等级为1和2时则不会出现重复，所以只能对聚合等级为4和8进行优化，此时按照实际情况可以取出一个门限值，在相关值低于门限时，即没有重复出现，排除聚合等级为4和8的情况，只对聚合等级为1和2两种情况进行盲检。以上的计算和判决为，对接收到的数据进行小计算量的预处理，根据预处理的结果，对需要判决的候选集按照可能性高低进行排列进行盲检，提高盲检效率，同时在一定情况下，还可以根据预处理的结果，排除不可能的情况，从根本上减少盲检次数。

本发明依赖LTE发送端速率匹配后的数据结构，与发送端整体流程和速率匹配时出现的重复段密切相关，为了方便理解，在对LTE系统盲检优化算法描述之前，首先对发送端整体流程和速率匹配后数据的特征进行简要的说明。

根据3GPP TS36.211和3GPP TS36.211。我们可以得到发送端整体流程参见图1。其中我们主要讨论的是速率匹配模块的数据处理流程。

在3GPP TS36.211中，定义了PDCCH（物理下行控制信道）的速率匹配方式，在3GPP TS36.212中，定义了PDCCH的复用法则。结合两者可知，在速率匹配后，在聚合等级为1的时候，会对经过交织后的级联信息进行打孔，聚合等级为2时可能有少许重复信息，重复的比特数为PDCCH比特数减去咬尾卷积编码后长度。聚合等级为4时出现了完整的重复段，聚合等级为8时有大量的重复段出现，参见图2。

由于在聚合等级为4和8时，有完整的重复段出现，我们对上图中聚合等级L=4时的PDCCH复用段进行滑动相关。每次滑动的步长为4个CCE。由于有重复段的存在，在标准位置相关窗口为两个重复段时具有良好的峰值。因为DCI信息在进行CRC加扰，咬尾卷积编码和交织后已具有一定的随机性，同时，在没有PDCCH信息的CCE中，会以罗德源规定的值作为NILL比特进行填充，避免了全0的现象。

这里以发端PDCCH复用段的结构进行讲解，目的是为了方便读者进行理解。由于接收端为发端的逆过程，接收端的流程参见图3，在接收端解调，解扰后，我们得到的是与图2相似的复用段，根据解调方式的不同，在硬解调下，会得到比特流，而在软解调下，得到0与1之间的软信息。但是不管是何种解调方式，在解扰过后，PDCCH复用信息在聚合等级L=4,8的情况下仍然保持了这种性质即具有一定的相关峰值。于是，我们在计算出起始位置后，对搜索空间中的信息进行预处理，根据相关峰值一定的选择和排序，从而提高盲检的准确度，减少盲检的次数。

通过对需要进行盲检的数据进行分析，我们得到了一些特性，并可以利用这些特性进行判决，根据判决的结果，我们可以对盲检的数据按照可能性高低进行排序，并可以有效减少最大盲检次数。

本发明具体包括如下步骤：

（1）根据接收端所需要的信息确定提取出搜索空间中的数据并计算相关窗口长度。具体可采用如下方法：

a)根据接收端所需的信息RTNI(无线网络临时标识)确定搜索空间和所对应的承载DCI格式信息。其中搜索空间一共有三种可能性，分别是：公共搜索空间，用户专用搜索空间，公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在。

b)将确定好的搜索空间的数据按照最大CCE(控制信道元素)搜索空间的长度L_SEARCH提取数据，其数据集为M，如果既可以同时为公共搜索空间和用户专用搜索空间，则先取公共搜索空间。截取数据总长度为L_SEARCH＝CCEs*L_CCE，CCEs＝16,。其中L_SEARCH为提取数据的长度，CCEs为截取的CCE数量，L_CCE为一个CCE所占用的比特数，L_CCE＝72。如果有两个搜索空间即公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在，则先取公共搜索空间，再取用户专用搜索空间数据，记为M1和M2依次进行计算。

c)根据DCI信息的长度L_dci，调用公式L_corr＝3*(L_dci+16)计算从相应的搜索空间中所需要截取的信息长度，其中，L_corr为根据确定的DCI信息，计算出的DCI格式信息经过添加CRC校验比特，卷积编码过后的长度。

（2）根据确定的编码后DCI的长度对搜索空间中的数据进行滑动相关。具体采用如下方法：

a)对数据集M中的数据按照2L_corr的长度进行截取，截取得到的数据为由于相关算法主要对于聚合等级为4和8两种情况进行优化，因此偏移量取两者的公约数为4，下一次截取M中数据时偏移量为4个CCE即288bit。偏移次数记为m。

b)将截取到的数据取数据前后的L_corr位进行相关运算。每一个起点对应的相关值为：根据公式

确定，其中d(m)为相关结果，M_(i+288·m)为截取到的数据，i从0取到L_corr，L_corr为DCI格式信息编码后的长度，m为偏移的次数。

（3）对相关的结果进行处理减少盲检次数。具体采用如下方法：

a)因为，如CCEs为16，一共只能偏移3次，共4个结果，则所得的相关结果d(m)为d(0),d(1),d(2),d(3)。将其按照从大到小顺序进行排列。取其相应起始位置截取：

依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验。如果校验正确，则盲检结束。如果校验错误，则判断其搜索空间，如果为公共搜索空间，则盲检失败，如果为用户专用搜索空间，则取出用户专用搜素空间中的数据。如果既可以在公共搜索空间又可以在用户专用搜索空间，则将用户专用搜索空间的数据提取出来再进行上述判决和处理，如果两个搜索空间都处理结束，则取出用户专用搜素空间中的数据。

b)由于上述的判决和计算没有得到盲检的结果，则已经排除了聚合等级为4和8的两种情况。将取出的数据按照传统算法，以剩余的聚合等级L=1,2，对数据进行盲检，直到盲检正确，或者检索完所有的候选集。此时最大盲检次数为12次，即检索到聚合等级为2的最后一个候选集。

图4所示为TD-LTE系统采用对复用段预处理的盲检优化算法流程图。具体包括如下步骤：

1)在接收端解扰完毕后，开始进入盲检循环；

2)根据终端所期待的DCI信息，确定用于CRC解扰的RNTI，根据表1的RNTI和传输模式与DCI格式的关系确定CCEs搜索空间和该RNTI所对应的要盲检的DCI格式；

表1 RNTI和传输模式与DCI格式的关系表

3)根据DCI格式的长度L_dci，可根据公式L_corr＝3*(L_dci+16)计算得出L_corr，获得对搜索空间截取数据的长度2L_corr，；

4)从相应搜索空间的起始位置开始，由于协议规定各个聚合等级下最大搜索范围为16个CCE，因此取出16个CCE的数据按照下面步骤进行预处理；

5)按照2L_corr的长度截取取出的16个CCE中的数据，截取得到的数据为

下一次截取M中数据时偏移4个CCE即288bit。偏移次数记为m；

6)将截取到的数据取前后L_corr位进行相关运算。根据公式：计算每一个起始位置对应的相关值，相关值d(m)即为相关结果，其中，M_(i+288·m)为截取到的数据，i从0取到L_corr，L_corr为DCI格式信息编码后的长度，m为偏移的次数；

7)将相关结果（如：d(0),d(1),d(2),d(3)）按照从大到小顺序进行排列。取起始位置截取的数据：

依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验。如果校验正确，则盲检结束。如果校验错误，则判断其搜索空间，如果为公共搜索空间，则盲检失败，如果为用户专用搜索空间，则取出用户专用搜素空间中的数据进入下一步。如果既可以在公共搜索空间又可以在用户专用搜索空间，则表示需要的信息不在公共搜索空间中，重新计算其专用搜索空间中的16个CCE数据，再进行上述判决和处理，如果两个搜索空间都处理结束，则取出用户专用搜素空间中的数据进入下一步；

8)将取出的数据按照传统算法，以剩余的聚合等级L=1,2和所对应的DCI长度所确定的剩余的可能集合。对数据进行盲检循环，直到盲检正确，或者检索完所有的候选集；

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，明显，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于LTE系统提高盲检效率的方法，其特征在于：（1）根据接收端信息无线网络临时标识RTNI确定搜索空间，提取搜索空间中的数据和所对应的承载DCI信息长度，根据DCI信息的长度确定从相应的搜索空间中截取的数据长度；（2）根据DCI的长度对搜索空间中的数据进行滑动相关运算，得出相关结果；（3）根据相关结果按照不同类型搜索空间进行判决和盲检。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定的搜索空间包括：公共搜索空间，用户专用搜索空间，公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在；将搜索空间内的数据按照最大控制信道元素CCE的长度L_SEARCH提取数据，如果搜索空间为公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在，则先从公共搜索空间提取数据，再从用户专用搜索空间提取数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据DCI信息的长度L_dci确定从相应的搜索空间中截取的数据长度，根据公式L_corr＝3*(L_dci+16)计算DCI格式信息经过添加CRC校验比特，卷积编码后的长度L_corr，所述截取的数据长度为2L_corr。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对数据进行滑动相关运算具体包括：从相应的搜索空间中截取数据长度为2L_corr的数据，截取得到的数据为

5.根据权利要求1－4其中之一所述的方法，其特征在于：如果为公共搜索空间，将每一个起始位置对应的相关结果，按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据：

6.根据权利要求1－4其中之一所述的方法，其特征在于：如果为用户专用搜索空间，当每一个起始位置对应的相关结果低于门限，采用传统方法盲检聚合等级1和聚合等级2的搜索空间；如果每一个起始位置对应的相关结果高于门限，则将上述相关结果按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据

依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验，如果全部校验正确，则盲检结束，如果校验错误。

7.根据权利要求1－4其中之一所述的方法，其特征在于：如果为公共搜索空间和用户专用搜索空间同时存在，先取公共搜索空间进行搜索，如果每一个起始位置对应的相关值低于门限，则转入用户专用搜索空间搜索；如果每一个起始位置对应的相关值高于门限，则将每一个起点对应的相关值按照从大到小顺序进行排列，取起始位置截取的数据依次进行解交织，viterbi译码，CRC校验，如果全部校验正确，则盲检结束，如果校验错误，则转入用户专用搜索空间搜索。