CN104378764B - 一种lte系统同频小区检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种LTE系统同频小区检测方法。该方法包括：将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；根据峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及其在半帧中的同步位置；根据主同步信号PSS及其在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，从而确定同频小区。本申请实施例还公开了一种LTE系统同频小区检测装置。本申请实施例可以有效检测多个LTE同频小区，解决目前LTE系统无线网络覆盖的同频小区测量需求。

Description

一种LTE系统同频小区检测方法及装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种LTE系统同频小区检测方法及装置。

背景技术

随着3GPP LTE标准制定和不断完善，LTE(Long Term Eolution，长期演进)系统得到越来越多的运营商和制造商的支持，现已成为4G无线通信技术的主流标准，全球建有200多个LTE商用网络。而在国内运营商的积极推动下，TD-LTE和FDD LTE商用网络已部分开通。为了充分利用LTE的宝贵带宽资源，同频技术成为最常用LTE组网方案。在实际建网初期和维护期间，通常需要对LTE同频小区进行测量，具体包括小区ID、接收信号强度RSRP、导频信噪比SINR等的测量，其中首要的且最重要的测量是同频小区ID检测。

目前已有的小区ID检测方法是先进行主同步信号PSS(Primary SynchronizationSignal)、辅同步信号SSS(Secondary Synchronization Signal)检测，然后通过检测到的PSS、SSS唯一确定小区ID。但是，这种检测方法通常是直接在时域上对主同步信号PSS进行检测，计算量大，检测精确度较低。此外，由于很多同频小区具有相同PSS系列、不同SSS，而SSS具有较差的互相关性，使得这种检测同频小区的方法检测的同频小区深度(指检测出的同频小区中的最大功率和最小功率之差)较浅以及检测出的同频小区个数较少。

发明内容

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种LTE系统同频小区检测方法及其对应的装置，以减少过程中计算量和提高同频小区检测的精度。

本申请提供的LTE系统同频小区检测方法包括：

将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行相关运算，将相关运算的结果变换回时域；

计算变换回时域的各段数据内各样点的功率，得到相应段内各点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算相应段内各点峰均比PMR；

根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS；

根据检测到的主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

优选地，在确定主同步信号PSS后，所述方法还包括：

根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道估计，得到第一信道估计系数；

将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS；

将经过消除处理的时域数据作为新的第一时域数据，利用所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤。

进一步优选地，按照前述的步骤确定出多个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置，将峰均比PMR的值为多个中最大的点对应的主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定为最终的主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

优选地，所述根据主同步信号PSS ID及其在半帧中的同步位置检测辅同步信号SSS，确定辅同步信号SSS ID，根据主同步信号PSS ID和辅同步信号SSS ID确定同频小区具体包括：

根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSS ID和辅同步信号SSS ID确定；

根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与所述本地参考导频进行相关运算，将相关运算的结果变换回时域；

计算变换回时域的数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各点的峰均比PMR；

判断峰均比PMR是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR大于预设门限值对应的候选小区为有效的同频小区。

进一步优选地，所述方法还包括：

根据确定的有效的同频小区进行导频信道系数估计，得到导频信道估计系数；

将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

从根据接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号；

将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

进一步优选地，按照前述步骤确定出至少两个有效的同频小区后，根据各有效的同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的同频小区；

根据参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

从根据接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号；

将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

进一步优选地，按照前述步骤确定出至少两个有效的同频小区后，根据各有效的同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区之后，将参考信号接收功率RSRP为最大值的同频小区作为最终的同频小区。

进一步优选地，根据确定的有效的同频小区进行导频信道系数估计，得到导频信道估计系数具体包括：

将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号与本地参考导频进行第三相关运算，将第三相关运算结果变换回时域，得到第四时域数据；

计算第四时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP；

以最大功率时延谱PDP对应的样点为中心，两边取窗，将窗以外的数据置零，将取窗操作结果变换到频域，以得到导频信道估计系数。

优选地，所述方法还包括：对确定的同频小区后续子帧数据上进行验证以消除虚报的小区。

本申请实施方式还提供了一种LTE系统同频小区检测装置。该装置包括：第一频域处理单元、第一峰均比PMR获取单元、主同步信号PSS确定单元以及同频小区确定单元，其中：

所述第一频域处理单元，用于将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；

所述第一峰均比PMR获取单元，用于计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

所述主同步信号PSS确定单元，用于根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

所述同频小区确定单元，用于根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据检测到的主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

优选地，所述装置还包括：第一信道系数估计单元、主同步信号PSS重构单元和主同步信号PSS消除单元，其中：

所述第一信道系数估计单元，用于根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道系数估计，得到第一信道估计系数；

所述主同步信号PSS重构单元，用于将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

所述主同步信号PSS消除单元，用于从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS，将经过消除处理的第一时域数据作为新的第一时域数据，以便触发第一频域处理单元针对所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤，以便于确定下一个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

进一步优选地，所述同频小区确定单元包括候选小区ID集合构建子单元、本地参考导频生成子单元、第二频域处理子单元、第二峰均比PMR获取子单元和有效同频小区确定子单元，其中：

所述候选小区ID集合构建子单元，用于根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSSID和辅同步信号SSS ID确定；

所述本地参考导频生成子单元，用于根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

所述第二频域处理子单元，用于将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与本地参考导频进行第二相关运算，将第二相关运算的结果变换回时域，得到第三时域数据；

所述第二峰均比PMR获取子单元，用于计算第三时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

所述有效同频小区确定子单元，用于判断峰均比PMR值是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR值大于预设门限值对应的候选小区为有效同频小区。

进一步优选地，该装置还包括：导频信道系数估计单元、第一导频重构单元和第一导频消除单元，其中：

所述导频信道系数估计单元，用于根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数；

所述第一导频重构单元，用于将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

所述第一导频消除单元，用于从根据接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

进一步优选地，所述装置还包括：确定RSRP最大值有效同频小区单元、第二导频重构单元和第二导频消除单元，其中：

所述确定RSRP最大值有效同频小区单元，用于在确定出至少两个有效同频小区后，根据各有效同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区；

所述第二导频重构单元，用于根据该参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

所述第二导频消除单元，用于从根据接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

优选地，所述装置还包括：验证单元，用于对确定的同频小区在后续子帧数据上进行验证以消除虚报的小区。

本申请实施例在对天线数据分段后，每段变换到频域，用频域数据进行PSS检测，确定CP模式、PSS同步位置以及频偏。然后对PSS进行干扰消除，在多个同步位置检测PSS。对每个检测的PSS同步位置，在PSS ID{0,1,2}上遍历，根据导频CRS检测小区ID,并进行导频CRS干扰消除。在后续的数据子帧上验证已检测的小区ID，以消除虚报小区，输出最终小区ID。和已有的LTE小区搜索技术相比，对PSS采用干扰消除，在多个PSS上检测同步位置，能够检测同频小区失步的情况，并增加了同频小区的检测数目，这在实际组网是很常见的例子，增加了本申请专利的优势。另外一个重要的创新技术是运用导频CRS检测小区ID，导频CRS有优良的自相关和互相关性，采用干扰消除可以检测到多个同频小区ID。根据仿真和实际LTE外场测试结果表明：采用本申请专利的小区ID检测技术，可以稳定检测到最多13个同频小区ID，小区之间的最大和最小功率差在16dB，虚报概率极低,极大提高了同频小区检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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1为本申请涉及的主同步信号PSS、小区参考导频CRS信号、辅同步信号SSS的时频结构图；

图2为本申请使用的小区参考导频CRS信号在1个物理资源块的映射图；

图3为LTE系统同频小区检测方法的一个实施例的流程示意图；

图4为主同步信号PSS干扰消除的流程示意图；

图5为采用小区参考导频CRS信号确定同频小区的方法流程示意图；

图6为采用小区参考导频CRS信号进行干扰消除的流程示意图；

图7为获得导频信道估计系数的流程示意图；

图8为LTE系统同频小区检测方法的又一个实施例的流程示意图；

图9为LTE系统同频小区检测方法的再一个实施例的流程示意图；

图10为LTE系统同频小区检测装置结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在对本申请的实施例进行详细描述之前，先参照图1、图2分别示出的时域帧结构以及小区参考导频CRS信号在PRB上映射位置，对本申请可能涉及到的几个基础而重要的概念予以介绍，以便于更加清楚地理解本申请的技术方案。

(1)主同步信号PSS和辅同步信号SSS

主同步信号PSS和辅同步信号SSS均是由基站发射的下行同步信号，对称分布在频域带宽中心的6个资源块(PRB)上，属于靠近0频的低频部分。主同步信号PSS共分为3组，由组内ID{0,1,2}识别，辅同步信号SSS分为168组，由组内ID{0,1,2…,167}识别，这样，一个小区可以表达为：小区ID＝SSS组号*3+PSS组内ID，由此可见，一个小区共有小区ID504个。在3GPP 36.211协议中主同步信号PSS定义为：

上式中u为根索引，其与主同步信号PSS的组内ID号的对应关系如下述的表1所示：

【表1：主同步信号PSS组内ID与根索引的对应关系】

(2)主同步信号PSS的时域结构

主同步信号PSS在时域上位于子帧1或6(从子帧0开始计数)的第3个OFDM符号上，每个半帧(5ms)的第1个子帧(从子帧0开始计数)上重复发射。基于此，在确定主同步信号PSS的位置后，可由主同步信号PSS的位置计算出半帧的同步位置。

(3)小区参考导频CRS信号

小区参考导频CRS信号在时域帧结构中的位置如图1所示，该信号与小区ID时隙n_s、符号序号l以及CP模式有关，其可以用数学式表达为：

在上式中：c(i)是伪随机系列，在每个OFDM符号起始被C_init初始化，C_init可表示为：

(4)小区参考导频CRS信号的时频资源映射

参见图2，在时域上，小区参考导频CRS信号映射符号序号l和天线端口p有关，而频域位置k与PRB序号、v、v_shift有关，其中：v与天线端口p、时隙号n_s、符号序号l相关，v_shift由小区ID决定。

在3GPP 36.211协议中，相关物理量的定义如下：

k＝6m+(v+v_shift)mod6

其中：其它为协议定义常数。

在上述基础概念的基础之上，下面结合附图详细描述本申请的技术方案。参见图3，该图示出了本申请的LTE系统同频小区检测方法的一个实施例(实施例之一)的流程，该流程包括：

步骤S31：将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；

步骤S32：计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

步骤S33：根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

步骤S34：根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据所述主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

上述实施例对主同步信号PSS检测过程中，将接收到的时域数据分段变换到频域，在频域上针对每段数据进行相关运算，并将相关运算的结果变换回时域，然后再针对该时域数据进行PSS检测，这种滑动频域相关的方法，不再直接在时域上进行相关运算来PSS检测，相关运算的次数将大幅度减小，从而减少了整个过程的计算量，有利于提高检测同频小区的效率。

在上述实施例中，为了提高检测的精度，在进行分段划分时，可以使相邻两端之间具有一部分数据的重合。比如，如果接收到1.92Msps天线时域数据9600个复数样值，可以将其划分75段，每段长度为256个样点，相邻两个段之间重叠长度为128个样点。除这种提高检测精度之外，还可以在步骤S33中获取峰均比PMR值最大的点时，进行多次最大值的搜索，比如，进行3次，那么得到的峰均比PMR值最大的点将更为准确。上述这些提高精度的方式是就本次的主同步信号PSS检测精度而言的，实际上，在进行一次主同步信号PSS检测后，还会进行多次主同步信号PSS的检测，为避免本次检测的主同步信号PSS对下次主同步信号PSS检测导致的精度影响，可以在本次检测出主同步信号PSS后进行主同步信号PSS的干扰消除工作。参见图4，该图示出了本申请的进行主同步信号PSS干扰消除的流程。该流程包括：

步骤S41：根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道系数估计，得到第一信道估计系数；

步骤S42：将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

步骤S43：从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS；

步骤S44：将经过消除处理的第一时域数据作为新的第一时域数据，利用所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤，以便于确定下一个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

上述主同步信号PSS的干扰消除工作可以连续多次进行，一般情况下，进行两次即可。通过这种连续的主同步信号PSS干扰消除，可以准确地检测到多个PSS及其同步位置，而且根据相邻的PSS位置差能够较好地检测到失步的同频小区，从而使得同频小区的检测个数也能够增加。

在上述实施例中，通过步骤S303确定出主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置后，可以有多种方式根据主同步信号PSS及其同步位置确定同步信号SSS。下面示例性地给出两种方式，本领域技术人员可以根据这些示例推知更多的实现方式。

示例性方式之一：先根据检测到的主同步信号PSS及其同步位置计算时域辅同步信号SSS的位置，再获得辅同步信号SSS的频域数据rcv_sss(k),其中k在如下的范围内，即k∈{0,1,2,...,60}；

再根据检测到的主同步信号PSS获得所有可能的辅同步信号SSS的参考系列：sss_ref(k,n),其中k、n在如下的范围内，即：k∈{0,1,2,...,60}，n∈{0,1,2,...,167}；

然后，利用最大似然估计检测最佳的辅同步信号SSS系列，并确定其对应的组号ID，然后根据确定的主同步信号PSS和辅同步信号SSS的组内ID号输出检测到的同频小区ID集合：其中：Nid1为辅同步信号SSS组号，Nid2为主同步信号PSS的组内ID号，最大似然估计如下式所示：

SSS_opt,n＝Nid1＝max(arg_n{abs(sum(rcv_sss.*sss_ref(:,n))).^2})；

示例性方式之二：小区参考导频CRS信号检测法。尽管上述示例性的方式能够输出同频小区，但是，本申请优选采用小区参考导频CRS信号来确定辅助同步信号SSS，从而检测出同频小区。参见图5，该图示出了采用小区参考导频CRS信号确定同频小区的方法的流程，该流程包括：

步骤S51：根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSS ID和辅同步信号SSS ID确定；

步骤S52：根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

步骤S53：将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与本地参考导频进行第二相关运算，将第二相关运算的结果变换回时域，得到第三时域数据；

步骤S54：计算第三时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

步骤S55：判断峰均比PMR值是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR值大于预设门限值对应的候选小区为有效同频小区。

该示例性方式将辅同步信号SSS的确定与同频小区的确定融合在一起，即在确定出主同步信号PSS后，先利用得到的主同步信号PSS与全部的辅同步信号SSS构建出所有可能的同频小区，然后对这些构建的同步小区利用小区参考导频CRS信号进行筛选，去除那些无效的同频小区，从而在确定同频小区过程中也同时确定了辅同步参考信号，进而一步到位式地确定了同频小区。这种示例性方式显然比前一种示例性方式具有更好的技术效果。然而，本领域技术人员还可以在第二种示例性方式基础之上，进行更多的优化。比如，利用小区参考导频CRS信号进行干扰消除工作。参见图6，该图示出了利用小区参考导频CRS信号进行干扰消除工作的流程，该流程包括：

步骤S61：根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数；

步骤S62：将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

步骤S63：从由接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号；

步骤S64：将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

通过上述的干扰消除工作，可以使得检测到的同频小区更多，从而提高了同频小区检测深度。通过上述方式可以确定出多个有效同频小区，可以直接将参考信号接收功率RSRP值为最大值的有效同频小区作为最终的有效同频小区。在实际应用过程中，还可以在这多个同频小区中进行进一步优化，选择出满足数量和最可靠的同频小区，具体过程包括：

在确定出至少两个有效同频小区后，根据各有效同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区；

根据参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

从由接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号；

将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

在上述介绍中提到根据确定的有效同频小区进行信道系数估计得到导频信道估计系数的步骤，该步骤可以有多种具体实现方式，这里优选按照如下的方式来获得导频信道估计系数。参见图7，该图示出了获得导频信道估计系数的流程，该流程包括：

步骤S71：将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号与本地参考导频进行第三相关运算，将第三相关运算结果变换回时域，得到第四时域数据；

步骤S72：计算第四时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP；

步骤S73：以最大功率时延谱PDP对应的样点为中心，两边取窗，将窗以外的数据置零，将取窗操作结果变换到频域，以得到导频信道估计系数。

这种信道系数估计方法，利用了小区参考导频CRS信号，可以更加精确地得到信道估计系统，从而可以较为准确地进行重构发射导频信号，为导频干扰消除奠定了基础。

经过前述的各种实施例得到同频小区后，本申请还可以优选对已获得的同频小区进行验证，消除可能存在的虚报小区。验证过程可以是在后续子帧数据上利用小区参考导频CRS信号和时隙号、符号序号进行相关运算，确定哪些小区是需要消除的虚报小区。通过验证操作可以提高同频小区检测的可靠性。

上述内容在实施例一的基础上，通过不断的优化过程给出了多个实施例。为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面以一个包含了各种优化措施的更加详细的实施例(实施例二)予以说明。参见图8，该图示出了该实施例的流程，该流程包括：

步骤S81:对获取的天线时域数据进行分段，将每段变换到频域；

在进行PSS检测前，获取速率为1.92Msps的天线时域数据，共计9600个复数样值，将其进行分段，每段长度为256个样点，相邻两段之间的重叠长度为128个样点，分段总数为75段。然后，通过傅里叶变换(FFT)将每段数据变换到频域。

步骤S82：检测主同步信号PSS及其在半帧上的同步位置；

首先将每段频域数据和主同步信号PSS进行共轭相乘，将相乘的结果通过傅里叶逆变换(IFFT)变换到时域，计算每点的功率，得到功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算峰均比PMR值，在所有段中搜索最大值tmpMaxPMR，以及对应的峰值位置。然后在3次搜索中比较tmpMaxPMR，保存最大值到maxPMR和对应的同步位置。再将maxPMR存储的值与预设门限进行比较，如果大于门限，说明本次PSS检测成功，保存PSS的组内ID和同步位置。

步骤S83：检测CP模式，根据CP模式进行频偏估计和补偿；

如果是第1次成功检测到PSS，用PSS符号的CP部分和尾部相关运算，在2个CP模式下尝试，取最大相关能量对应的模式为检测的CP模式。并用该CP模式下的相关结果估计频偏。用估计的频偏乘以比例因子，与后续检测小区ID的数据子帧相乘，实现频偏补偿。

步骤S84：对主同步信号PSS进行干扰消除；

用接收数据和检测的主同步信号PSS ID对应的本地参考PSS作信道估计，将信道估计得到的信道估计系数乘以本地主同步信号PSS，获得重构的主同步信号PSS，在接收数据中减去重构的主同步信号PSS，然后将其变换到时域。实际应用过程中，可以多次重复步骤S81-S84，优选情况下最多进行2次迭代过程。

步骤S85:在半帧0和1上检测同频小区；

根据前述步骤检测到的主同步信号PSS的ID号以及所有可能的辅同步信号SSS的组号构建候选小区ID集合，即同频小区集合为{0,1,2…,167}*3+PSSID。在实际应用过程中，候选小区集合内的小区数量与天线端口有关。比如，对于天线端口p,p∈{0,1}，起始频域索引k0＝(v+PSS ID)％6；v由p和l(L)确定，这里l为0,ν∈{0,3}，从频域起始k0开始，每隔6个RE抽取1个小区参考导频CRS信号，将抽取的小区参考导频CRS信号连续存储到pRcv0、pRcv1指向的内存中。这里简要说明下k0计算以及抽取的小区参考导频CRS信号将是候选小区ID集合在2个端口映射CRS线性叠加结果的原理。假设当前主同步信号PSS的ID号为2(其它值可以得出完全相同的结论)，则候选小区ID集合为{2,5,8…,503}，k0和小区ID、端口p的关系如下表：

【表2：k0和小区ID、端口p之间的关系】

由此可见，对于PSS ID为2的情况，在端口p∈{0,1}下，小区参考导频CRS信号的频域起始位置k0只有2个取值{2,5}，也就是，小区参考导频CRS信号的频域起始位置k0取值集合为{0,3}+PSS ID，分别对应天线端口p∈{0,1}，候选小区ID集合为{0,1,2…,167}*3+PSSID。

从候选小区ID集合选择1个小区ID，生成本地参考导频，将pRcv1指向的接收数据和生成的本地参考导频进行相关运算，并将运算的结果变换到时域，计算每点的功率，得到功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算峰均比PMR。将PMR和预设门限进行比较，如果大于门限，认为该候选小区ID有效。在此基础之上，还可以进行两次小区参考导频CRS的检测，第一次用于进行CRS导频干扰消除：估计信道系数，计算并记录接收信号强度RSRP，重构该小区ID对应的导频CRS，用接收数据pRcv1对重构信号干扰消除，按照上述遍历候选小区ID集合。其中估计信道系数可以按照如下步骤进行：将接收数据和参考导频相关(共轭相乘)，把相关结果变换到时域，计算每点功率，得到PDP。在PDP取窗操作前，搜索PDP峰值，以峰值为中心，两边取窗，窗以外的数据作为噪声置0，再将其变回到频域。可以自适应在各种信道模型下准确地估计CRS信道系数。

第二次小区参考CRS信号检测，可用于筛选出最佳的同频小区：将有效同频小区ID的RSRP进行大小排序，选择最大RSRP的小区ID，添加到最佳小区ID集合，用该最佳小区ID重构导频信号，用接收数据pRcv0对重构信号进行干扰消除，备份剩余数据到pRcv1中。从候选小区ID集合中移除该小区ID，重复第1次导频CRS检测，输出最强RSRP的小区ID。如果最佳小区ID数目达到一定数量(比如等于8个时)，第二次小区参考导频CRS信号检测结束。

步骤S86：在后续数据子帧上验证检测的同频小区；

获取连续的后1个子帧符号0数据，更新候选小区ID集合为步骤S85检测的最佳小区ID集合，重复步骤S85，消除虚报小区，输出本次检测的最终小区ID。

步骤S87：在已检测的每个主同步信号PSS的同步位置，遍历PSSID{0,1,2}，重复步骤S85-S87，输出最终全部的同频小区ID。

下面再给出一个计算机可执行的具体实施例(实施例三)，参见图9，该图示出了该实施例的流程，该流程包括：

步骤S91：初始化主同步信号PSS检测计数n＝0，以及最大检测次数N＝2；

步骤S92:对1.92Msps速率的天线数据分段，分段数据变换到频域；

步骤S93:用分段频域数据检测1个信号最强的主同步信号PSS的ID和同步位置；

步骤S94:如果主同步信号PSS检测成功，进行CP模式检测、频偏估计，并将频偏作用于后续检测小区ID的数据子帧；

步骤S95：如果主同步信号PSS检测成功，重构已检测主同步信号PSS ID对应的主同步信号PSS，在接收数据中对其干扰消除，变换剩余数据到时域；

步骤S96:n＝n+1，如果n小于N，跳到步骤S92，否则继续下一步；

步骤S97：根据主同步信号PSS ID初始化候选小区ID集合；

步骤S98：根据主同步信号PSS同步位置计算30.72Msps速率半帧同步位置；

步骤S99：在子帧i∈{0,1}获取第1个时域符号；

步骤S910：根据端口p和主同步信号PSS ID抽取导频CRS数据；

步骤S911：遍历候选小区ID集合，检测有效小区ID，计算RSRP，对其小区参考导频CRS信号进行干扰消除；

步骤S912：排序参考信号接收功率RSRP，搜索最大参考信号接收功率RSRP的小区ID，添加到最佳小区ID集合，对其CRS干扰消除，从候选小区ID集合移除该小区ID。如果最佳小区ID的数目小于8，跳到步骤S911，否则进入下一步；

步骤S913：更新候选小区ID集合为最佳小区ID集合；

步骤S914：如果端口p遍历完，进行下一步，否则跳到步骤S910；

步骤S915：对最佳小区ID集合进行验证，以消除虚报小区：i＝1，跳到步骤S99。

S916：在每个检测成功的主同步信号PSS位置，遍历主同步信号PSSID{0,1,2}：跳到步骤S97。

上述内容详细描述了本申请的LTE的同频小区检测的方法实施例，相应地，本申请还提供了LTE系统的同频小区检测的装置实施例。参见图10，该图示出了本申请LTE系统的同频小区检测装置的结构。该装置包括：第一频域处理单元U101、第一峰均比PMR获取单元U102、主同步信号PSS确定单元U103以及同频小区确定单元U104，其中：

第一频域处理单元U101，用于将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；

第一峰均比PMR获取单元U102，用于计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

主同步信号PSS确定单元U103，用于根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

同频小区确定单元U104，用于根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据检测到的主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

本装置实施例的工作过程类似于前述的方法实施例，这里不再重复叙述。本装置实施例同样能够取得前述方法实施例的技术效果。在这个装置实施例基础之上，可以对其进行各种变形和改进，从而得到技术效果更好的装置实施例。比如，前述装置实施例还可以包括：第一信道系数估计单元U105、主同步信号PSS重构单元U106和主同步信号PSS消除单元U107，其中：

第一信道系数估计单元U105，用于根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道系数估计，得到第一信道估计系数；

主同步信号PSS重构单元U106，用于将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

主同步信号PSS消除单元U107，用于从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS，将经过消除处理的第一时域数据作为新的第一时域数据，以便触发第一频域处理单元针对所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤，以便于确定下一个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

优选地，前述同频小区确定单元U104根据实现其功能的需要，可以具有多种具体的内部组成方式，比如，同频小区确定单元U104可以进一步包括候选小区ID集合构建子单元U1041、本地参考导频生成子单元U1042、第二频域处理子单元U1043、第二峰均比PMR获取子单元U1044和有效同频小区确定子单元U1045，其中：

候选小区ID集合构建子单元U1041，用于根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSS ID和辅同步信号SSS ID确定；

本地参考导频生成子单元U1042，用于根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

第二频域处理子单元U1043，用于将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与本地参考导频进行第二相关运算，将第二相关运算的结果变换回时域，得到第三时域数据；

第二峰均比PMR获取子单元U1044，用于计算第三时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

有效同频小区确定子单元U1045，用于判断峰均比PMR值是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR值大于预设门限值对应的候选小区为有效同频小区。

进一步地，前述装置实施例还可以包括：导频信道系数估计单元、第一导频重构单元和第一导频消除单元，其中：

所述导频信道系数估计单元，用于根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数；

所述第一导频重构单元，用于将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

所述第一导频消除单元，用于从由接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

进一步地，前述装置实施例还可以包括：确定RSRP最大值有效同频小区单元、第二导频重构单元和第二导频消除单元，其中：

所述确定RSRP最大值有效同频小区单元，用于在确定出至少两个有效同频小区后，根据各有效同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区；

所述第二导频重构单元，用于根据该参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

所述第二导频消除单元，用于从由接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

上述装置实施例还可以包括验证单元，用于对确定的同频小区在后续子帧数据上进行验证以消除虚报的小区。

需要说明的是：为了叙述的简便，本说明书的上述实施例以及实施例的各种变形实现方式重点说明的都是与其他实施例或变形方式的不同之处，各个情形之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例的几个改进方式而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例的各单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络环境下。在实际应用过程中，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种LTE系统同频小区检测方法，其特征在于，所述方法包括：

将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；

计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据所述主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定主同步信号PSS后，所述方法还包括：

根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道系数估计，得到第一信道估计系数；

将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS；

将经过消除处理的第一时域数据作为新的第一时域数据，利用所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤，以便于确定下一个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，按照权利要求1或2的步骤确定出至少两个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置后，将峰均比PMR值最大的点对应的主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定为最终的主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区具体包括：

根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSS ID和辅同步信号SSS ID确定；

根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与本地参考导频进行第二相关运算，将第二相关运算的结果变换回时域，得到第三时域数据；

计算第三时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

判断峰均比PMR值是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR值大于预设门限值对应的候选小区为有效同频小区。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数；

将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

从接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号；

将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，按照权利要求4或5的步骤确定出至少两个有效同频小区后，根据各有效同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区；

根据参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

从接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号；

将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照权利要求6的步骤确定出至少两个有效同频小区，根据各有效的同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP值为最大值的有效同频小区之后，将参考信号接收功率RSRP值为最大值的有效同频小区作为最终的有效同频小区。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数具体包括：

将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号与本地参考导频进行第三相关运算，将第三相关运算结果变换回时域，得到第四时域数据；

计算第四时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP；

以最大功率时延谱PDP对应的样点为中心，两边取窗，将窗以外的数据置零，将取窗操作结果变换到频域，以得到导频信道估计系数。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对确定的有效同频小区在后续子帧数据上进行验证以消除虚报的小区。

10.一种LTE系统同频小区检测装置，其特征在于，所述装置包括：第一频域处理单元、第一峰均比PMR获取单元、主同步信号PSS确定单元以及同频小区确定单元，其中：

所述第一频域处理单元，用于将接收的第一时域数据分段变换到频域，将变换到频域的各段数据分别与预设的本地参考主同步信号PSS进行第一相关运算，将第一相关运算的结果变换回时域，得到第二时域数据；

所述第一峰均比PMR获取单元，用于计算第二时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据所述功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

所述主同步信号PSS确定单元，用于根据所有分段中峰均比PMR值最大的点确定主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置；

所述同频小区确定单元，用于根据主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置确定辅同步信号SSS，根据检测到的主同步信号PSS和辅同步信号SSS确定同频小区。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置还包括：第一信道系数估计单元、主同步信号PSS重构单元和主同步信号PSS消除单元，其中：

所述第一信道系数估计单元，用于根据第一时域数据与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS进行信道系数估计，得到第一信道估计系数；

所述主同步信号PSS重构单元，用于将所述第一信道估计系数与确定的主同步信号PSS对应的本地参考主同步信号PSS相乘，得到重构的主同步信号PSS；

所述主同步信号PSS消除单元，用于从第一时域数据中消除所述重构的主同步信号PSS，将经过消除处理的第一时域数据作为新的第一时域数据，以便触发第一频域处理单元针对所述新的第一时域数据进行分段变换到频域的步骤，以便于确定下一个主同步信号PSS及主同步信号PSS在半帧中的同步位置。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述同频小区确定单元包括候选小区ID集合构建子单元、本地参考导频生成子单元、第二频域处理子单元、第二峰均比PMR获取子单元和有效同频小区确定子单元，其中：

所述候选小区ID集合构建子单元，用于根据主同步信号PSS构建候选小区ID集合，所述候选小区ID集合内的每个候选小区ID根据主同步信号PSSID和辅同步信号SSS ID确定；

所述本地参考导频生成子单元，用于根据所述候选小区ID集合内的候选小区ID生成本地参考导频；

所述第二频域处理子单元，用于将从接收到的第一时域数据中提取的第一小区参考导频CRS信号在频域与本地参考导频进行第二相关运算，将第二相关运算的结果变换回时域，得到第三时域数据；

所述第二峰均比PMR获取子单元，用于计算第三时域数据内各样点的功率，得到各样点的功率时延谱PDP，根据功率时延谱PDP计算各样点的峰均比PMR值；

所述有效同频小区确定子单元，用于判断峰均比PMR值是否大于预设门限值，如果是，则确定峰均比PMR值大于预设门限值对应的候选小区为有效同频小区。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置还包括：导频信道系数估计单元、第一导频重构单元和第一导频消除单元，其中：

所述导频信道系数估计单元，用于根据确定的有效同频小区进行信道系数估计，得到导频信道估计系数；

所述第一导频重构单元，用于将导频信道估计系数与有效同频小区对应的本地参考导频相乘，得到重构的第二小区参考导频CRS信号；

所述第一导频消除单元，用于从接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第二小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频导频的第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：确定RSRP最大值有效同频小区单元、第二导频重构单元和第二导频消除单元，其中：

所述确定RSRP最大值有效同频小区单元，用于在确定出至少两个有效同频小区后，根据各有效同频小区的参考信号接收功率RSRP值的大小确定出参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区；

所述第二导频重构单元，用于根据该参考信号接收功率RSRP为最大值的有效同频小区重构第三小区参考导频CRS信号；

所述第二导频消除单元，用于从接收到的第一时域数据提取的第一小区参考导频CRS信号中消除所述第三小区参考导频CRS信号，将经过消除处理的第一小区参考导频CRS信号作为新的第一小区参考导频CRS信号，以触发第二频域处理子单元利用所述新的第一小区参考导频CRS信号进行与本地参考导频第二相关运算步骤，以便于确定候选小区ID集合的下一个候选小区ID是否为有效同频小区。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：验证单元，用于对确定的同频小区在后续子帧数据上进行验证以消除虚报的小区。