CN104581922A - 一种lte系统中主同步信号在时域实现的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LTE系统中主同步信号（PSS）在时域实现的方法，预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；将加权后PSS时域序列与除PSS以外的其它信号和信道的时域数据进行加和操作。本发明还同时公开了一种LTE系统中主同步信号在时域实现的装置。

Description

一种LTE系统中主同步信号在时域实现的方法和装置
技术领域
本发明涉及长期演进（LTE，Long Term Evolution）系统中eNodeB的下行物理层处理技术，尤其涉及一种LTE系统中主同步信号（PSS，PrimarySynchronization Signal）在时域实现的方法和装置。
背景技术
在无线通信领域中，基于第四代（4G）协议标准—LTE的无线通信系统正在得到越来越广泛的应用。LTE协议标准吸收和采纳了众多主流无线通信设备制造商的优秀提案，可以认为是优秀提案的集合。LTE协议作为LTE系统设计的基础，对LTE系统的各个层面都进行了比较详细的定义，当然也包括LTE下行物理层的处理，特别是LTE PSS的生成和映射规则，LTE协议标准中均有详细的描述。
LTE协议针对PSS物理层处理的描述，主要包括LTE中PSS的生成规则和PSS的映射规则这两个方面。
具体的，LTE物理层协议针对PSS的生成规则，有如公式（1）的定义：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 n = 0,1 , . . . , 30 e - j πu ( n + 1 ) ( n + 2 ) 63 n = 31,32 , . . . , 61 - - - ( 1 )
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34。
上述公式（1）中，du(n)对应PSS序列；从n的取值范围可知，其对应62个资源元素（RE，Resource Element）样点；从u的取值情况可知，PSS序列的取值，只与有关，而的取值范围为{0,1,2}。综上，PSS序列依据的三种不同取值{0,1,2}，分别对应三种不同的序列取值，每个序列又分别对应62个RE样点。
LTE物理层协议针对PSS的映射规则，有如公式（2）的定义：
a k , l = d ( n ) , n = 0 , . . . , 61 k = n - 31 + N RB DL N sc RB 2 - - - ( 2 )
对于帧结构类型1，PSS映射在时隙0和时隙10的最后一个正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）符号上；对于帧结构类型2，PSS映射在子帧1和子帧6的第3个OFDM符号上，而对于下述RE样点：
k = n - 31 + N RB DL N sc RB 2 , n = - 5 , - 4 , . . . , - 1,62,63 , . . . 66
则用于保留RE而不传输PSS，即RE映射值为“0”。
LTE物理层协议针对PSS给出的定义，均基于PSS的频域实现来给出，参照上述定义，PSS在频域实现的流程图如图1所示。
如果按照LTE物理层协议定义，采用PSS在频域实现的方式，由于频域RE映射是一个对RE样点串行映射的过程，在频域PSS RE映射的过程中，会带来一定的时间开销，进而增加LTE下行物理层处理的时间，因此，如何提高LTE下行物理层链路的处理效率，成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种LTE系统中PSS在时域实现的方法和装置，在保证PSS相关功能完整实现的前提下，提高了LTE下行物理层链路的处理效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种LTE系统中主同步信号PSS在时域实现的方法，预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；所述方法还包括：
根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；
根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；
将加权后PSS时域序列与除所述PSS外的信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。
上述方案中，所述预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，为：
预先得到不同配置下的PSS频域序列，对所述PSS频域序列进行不同采样率下的IFFT处理，得到不同采样率和不同配置下的PSS时域序列并存储。
上述方案中，所述预先得到不同配置下的PSS频域序列，为：
采用LTE物理层协议针对PSS的生成公式 d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 n = 0,1 , . . . , 30 e - j πu ( n + 1 ) ( n + 2 ) 63 n = 31,32 , . . . , 61 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
或者，采用不排除零频对应的直流分量的PSS频域序列生成公式 d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34。
上述方案中，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或CDD权、时域AC相关权值。
本发明实施例还提供了一种LTE系统中PSS在时域实现的装置，所述装置包括功率加权模块及至少一个PSS时域数据处理模块，其中，
所述功率加权模块，用于根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数，并将PSS时域功率加权相关参数发送给PSS时域数据处理模块；
所述PSS时域数据处理模块，用于预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，以及根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列，并将加权后PSS时域序列与除PSS外的信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。
上述方案中，所述装置还包括n路IFFT处理模块和数据缓存模块；其中，
所述n路IFFT处理模块，用于获得除PSS以外其它信号和信道的时域数据，并将其它信号的时域数据发送给PSS时域数据处理模块；
所述数据缓存模块，用于接收PSS时域数据处理模块发送的所述处理后时域数据，并以符号为单位缓存所述处理后时域数据。
上述方案中，所述数据缓存模块是随机存储器RAM。
上述方案中，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或者CDD权、时域AC相关权值。
本发明实施例所提供的LTE系统中PSS在时域实现的方法和装置，预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；根据预存不同采样率和不同配置下PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；将加权后PSS时域序列与除PSS以外的其它信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。如此，可将完成PSS频域RE映射和其它信号和信道映射的符号通过快速傅里叶逆变换（IFFT，Inverse Fast Fourier Transform）处理实现频/时转换，进而得到该符号对应的时域数据；与PSS和除PSS以外的其它信号和信道的数据分别进行RE映射和IFFT处理得到两组时域数据，然后将分别得到的两组时域数据进行加和操作，上述两种完成指定符号RE映射和频/时域转换的方式具有等价关系，如图2所示，因此，本发明能在保证PSS相关功能完整实现的前提下，避免在频域PSS RE映射带来的时间开销，进而显著提高LTE下行物理层链路的处理效率。
附图说明
图1为PSS在频域实现的处理框图；
图2为PSS在频/时域实现的等价框图；
图3为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的基本方法流程示意图；
图4为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的方法流程示意图；
图5为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的装置组成结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例的基本思想是：预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；将加权后PSS时域序列与除PSS外的其它信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。
其中，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或循环延迟分集（CDD）权、时域天线校正AC（Antenna Calibration）相关权值。
下面结合附图及具体实施例对本发明再做进一步详细的说明。
图3为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的基本方法流程示意图，如图3所示，本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的基本方法流程包括：
步骤301：根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；
这里，在根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息得到PSS时域功率加权相关参数之前，所述方法还包括：
预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；
这里，所述预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，具体为：
预先得到不同配置下的PSS频域序列，对该PSS频域序列进行不同采样率下的IFFT处理，进而得到不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；
这里，所述对该PSS频域序列进行不同采样率下的IFFT处理，为现有技术，不做赘述；
所述预先得到不同配置下的PSS频域序列，具体为：
采用LTE物理层协议针对PSS的生成公式，即：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 n = 0,1 , . . . , 30 e - j πu ( n + 1 ) ( n + 2 ) 63 n = 31,32 , . . . , 61 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
或者，采用不排除零频对应的直流分量的PSS频域序列生成公式，即：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
这里，由于LTE物理层协议针对PSS序列的生成规则中，并没有包含LTE频谱零频对应的直流分量，即下面的样点：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 31
经过算法仿真确认，PSS频域序列增加零频直流分量，其对PSS本身性能的影响很小，几乎可以忽略不计，因此，增加零频直流分量，即将n=31时的样点加入LTE物理层协议针对PSS的生成公式中，对应的PSS序列生成公式也将被优化成公式： d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 .
步骤302：根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；
这里，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或者CDD权、时域天线校正（AC，Antenna Calibration）相关权值；
所述根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列，具体为：
对预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数进行复数乘法操作，完成PSS时域序列的功率加权处理，进而获得当前小区配置下的功率加权后PSS时域序列。
步骤303：将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作；
这里，所述将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作之前，该方法还包括：通过对LTE下行除PSS外其它信号和信道的映射以及快速傅里叶逆变换（IFFT，Inverse Fast Fourier Transform）得到除PSS外其它信号和信道的时域数据；
所述将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作，具体为：
在需要进行PSS映射的符号上，将完成功率加权后的PSS时域数据与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行复数加和操作，得到处理后时域数据。
图4为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的方法流程示意图，如图4所示，该LTE系统中PSS在时域实现的方法流程包括：
步骤401：预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；
这里，所述预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，具体为：
预先得到不同配置下的PSS频域序列，对该PSS频域序列进行不同采样率下的IFFT处理，进而得到不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；
这里，所述预先得到不同配置下的PSS频域序列，具体为：
采用LTE物理层协议针对PSS的生成公式，即：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 n = 0,1 , . . . , 30 e - j πu ( n + 1 ) ( n + 2 ) 63 n = 31,32 , . . . , 61 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
或者，采用不排除零频对应的直流分量的PSS频域序列生成公式，即：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
这里，由于LTE物理层协议针对PSS序列的生成规则中，并没有包含LTE频谱零频对应的直流分量，即下面的样点：
d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 31
经过算法仿真确认，PSS频域序列增加零频直流分量，其对PSS本身性能的影响很小，几乎可以忽略不计，因此，增加零频直流分量，即将n=31时的样点加入LTE物理层协议针对PSS的生成公式中，对应的PSS序列生成公式也将被优化成公式： d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 .
步骤402：根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；
这里，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或者CDD权、时域天线校正AC（Antenna Calibration）相关权值；
步骤403：根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；
这里，所述根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列，具体为：
对预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数进行复数乘法操作，完成PSS时域序列的功率加权处理，进而获得当前小区配置下的功率加权后PSS时域序列。
步骤404：通过对LTE下行除PSS外其它信号和信道的映射和IFFT处理得到除PSS外其它信号和信道的时域数据。
步骤405：将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作；
所述将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作，具体为：
在需要进行PSS映射的符号上，将完成功率加权后的PSS时域数据与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行复数加和操作，得到处理后时域数据。
图5为本发明实施例LTE系统中PSS在时域实现的装置组成结构示意图，如图5所示，该LTE系统中PSS在时域实现的装置组成结构包括：功率加权模块51、第一PSS时域数据处理模块52、第二PSS时域数据处理模块53，以及第三PSS时域数据处理模块54；其中，
所述功率加权模块51，用于根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数，并将PSS时域功率加权相关参数发送给第一PSS时域数据处理模块52、第二PSS时域数据处理模块53、第三PSS时域数据处理模块54；
这里，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或者CDD权、时域AC相关权值。
所述第一PSS时域数据处理模块52、第二PSS时域数据处理模块53、第三PSS时域数据处理模块54，均用于预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，以及根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列和PSS时域功率加权相关参数，完成PSS时域序列的功率加权处理，得到加权后PSS时域序列，并将加权后PSS时域序列与除PSS外其它信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据；
进一步的，所述LTE系统中PSS在时域实现的装置还包括3路IFFT处理模块55和数据缓存模块56；其中，
所述3路IFFT处理模块55，用于获得除PSS外其它信号和信道的时域数据，并将除PSS外其它信号和信道的时域数据发送给第一PSS时域数据处理模块53、第二PSS时域数据处理模块54、第三PSS时域数据处理模块55；
所述数据缓存模块56，用于接收PSS时域数据处理模块发送的所述处理后时域数据，并以符号为单位缓存所述处理后时域数据；
这里，所述第一PSS时域数据处理模块52、第二PSS时域数据处理模块53、第三PSS时域数据处理模块54，分别对应3路IFFT处理模块55的3路通道0、1、2；
这里，所述数据缓存模块56可以为随机存储器RAM（Random AccessMemory）。
在实际应用中，所述LTE系统中PSS在时域实现的装置可以包括至少一个PSS时域数据处理模块，各个PSS时域数据处理模块功能相同，本发明实施例中仅以包括三个PSS时域数据处理模块为例；
相应的，所述3路IFFT处理模块在实际应用中可为n路IFFT处理模块，n为通道数，n≥1且n为正整数；n值与所述LTE系统中PSS在时域实现的装置包括的PSS时域数据处理模块相同。
在本发明实施例中，所述LTE系统中PSS在时域实现的装置中，各处理模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现，比如：可由位于所述LTE系统中PSS在时域实现的装置所在eNodeB中的中央处理器（CPU）、微处理器（MPU）、数字信号处理器（DSP）、或现场可编程门阵列（FPGA）实现；所述数据缓存模块也可以由各种存储器、或存储介质实现。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种LTE系统中主同步信号PSS在时域实现的方法，其特征在于，预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列；所述方法还包括：
根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数；
根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列；
将加权后PSS时域序列与除所述PSS外的信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，为：
预先得到不同配置下的PSS频域序列，对所述PSS频域序列进行不同采样率下的IFFT处理，得到不同采样率和不同配置下的PSS时域序列并存储。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先得到不同配置下的PSS频域序列，为：
采用LTE物理层协议针对PSS的生成公式 d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 n = 0,1 , . . . , 30 e - j πu ( n + 1 ) ( n + 2 ) 63 n = 31,32 , . . . , 61 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34；
或者，采用不排除零频对应的直流分量的PSS频域序列生成公式 d u ( n ) = e - j πun ( n + 1 ) 63 , n = 0,1,2 , . . . , 31 , . . . , 62 得到PSS频域序列；
其中，的取值范围为{0,1,2}，当取值0时，u的取值为25，当取值1时，u的取值为29，当取值2时，u的取值为34。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或CDD权、时域AC相关权值。
5.一种LTE系统中PSS在时域实现的装置，其特征在于，所述装置包括功率加权模块及至少一个PSS时域数据处理模块，其中，
所述功率加权模块，用于根据PSS功率控制相关参数和小区相关参数及定时信息，得到PSS时域功率加权相关参数，并将PSS时域功率加权相关参数发送给PSS时域数据处理模块；
所述PSS时域数据处理模块，用于预存不同采样率和不同配置下的PSS时域序列，以及根据预存的不同采样率和不同配置下的PSS时域序列、以及PSS时域功率加权相关参数，对PSS时域序列进行功率加权处理，得到加权后PSS时域序列，并将加权后PSS时域序列与除PSS外的信号和信道的时域数据进行加和操作，得到处理后时域数据。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括n路IFFT处理模块和数据缓存模块；其中，
所述n路IFFT处理模块，用于获得除PSS以外其它信号和信道的时域数据，并将其它信号的时域数据发送给PSS时域数据处理模块；
所述数据缓存模块，用于接收PSS时域数据处理模块发送的所述处理后时域数据，并以符号为单位缓存所述处理后时域数据。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述数据缓存模块是随机存储器RAM。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述PSS时域功率加权相关参数包括：小区参考信号功率、PSS相对小区参考信号的功率偏移、时域小区广播权或者CDD权、时域AC相关权值。3 -->
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