CN104639492B - 一种td‑lte上下行子帧配置的快速检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种TD‑LTE上下行子帧配置的快速检测系统，该系统包括位置确定单元、数据提取单元、预设值单元以及检测实现单元；其中位置确定单元，用于确定待测子帧的第一个OFDM(正交频分复用)符号的时域位置；数据提取单元，对待测OFDM符号进行OFDM解调，通过小区搜索得到的小区号的等参数将CRS(小区参考信号)进行提取；预设设置单元，使用小区号、子帧号及系统帧号等参数，本地产生待测符号对应的小区参考信号序列；检测实现单元通过计算多个子帧中参考信号序列与本地参考信号序列的相关性，查询对比不同上下行子帧配置中的上下行子帧使用情况来实现上下行子帧配置的检测。能够简单、快速、准确的获知上下行子帧配置，并用于PDCCH物理下行控制信道的译码。

Description

一种TD-LTE上下行子帧配置的快速检测系统及方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种TD-LTE系统中对服务基站的上下行配置的检测系统及方法。

背景技术

TD-LTE采用时分的方式进行通信，即基站与UE(用户设备)分别在不同的时间上发送数据，TD-LTE的基站会根据当前范围内上下行的数据量来进行上下行子帧的灵活配置，而TD-LTE物理层的PHICH(物理混合重传信道)的传输资源与上下行子帧配置有关。而TD-LTE中上下行子帧配置信息包含在偶数帧中子帧5的SIB1(系统信息块1)中，UE通常只有在获取到SIB1信息后才能获知上下行子帧配置信息。

综上所述，上下行子帧配置信息包含在SIB1中，而SIB1的周期为20ms，目前，采用现有的技术需要提取出偶数帧中子帧5的信号，并且需要完整的解码PCFICH(物理控制格式指示信道)，PDCCH以及PDSCH(物理下行共享信道)等信道的信息才能获知该参数。这种方法对数据的时域位置要求高，并且需要对多个物理信道进行完整的解码，复杂度及极高。也就是所，针对TD-LTE系统提出了新的需求就是：UE能够使用较少的已接收的数据，简单快速的估计出所驻留基站的上下行子帧配置。然而，目前并未有针对这一新需求的有效解决方案。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种简单快速的上下行子帧配置的检测系统，使UE在物理信道译码时能够快速获取上下行子帧配置信息，从而快速正确的解调PDCCH及PDSCH。本发明的技术方案如下：一种TD-LTE上下行子帧配置的快速检测系统，其包括：位置确定单元、数据提取单元、预设置单元和检测实现单元；其中所述位置确定单元：用于根据小区搜索、物理广播信道PBCH解码得到的CP循环前缀类型及带宽参数，确定待测数据的时频资源映射位置，所述待测数据的时频资源映射位置即为子帧号为0、3、4、7、8、9的子帧中第一个OFDM符号的时频资源位置，并发送给数据提取单元。其中时域占用完整的第一个OFDM符号，频域上占用完整的一个基站带宽；

所述数据提取单元：用于根据位置确定单元发送来的时频资源映射位置，分别对待测子帧第一个OFDM符号的小区参考信号序列进行提取，并将小区参考信号序列发送给预设置单元；

所述预设置单元：用于在本地已知小区号、系统帧号、CP类型及子帧号参数的情况下，产生与小区参考信号序列对应的本地参考信号序列；

所述检测实现单元：用于通过计算4个子帧所提取的小区参考信号序列与本地产生的本地参考信号序列的相关性，对比上下行配置表来实现上下行子帧配置的检测。

进一步的，所述检测实现单元首先将子帧0的第一个时分频分OFDM中的天线端口0的参考信号序列所在位置设置为第一提取位置进行提取，并与本地产生的对应本地参考信号序列做相关并获得第一相关值，由所述第一相关值设置相关门限值；将所述的子帧3、4、7、8为第二提取位置，分别对相应子帧号所在位置的第一个OFDM上按照天线端口0的映射位置进行参考信号序列的提取，并将提取的参考信号序列分别于本地产生的4组参考信号序列做相关，得到的4个相关值分别与门限值作比较，如果大于门限，则认为该子帧所传输的信号为下行子帧信号，否则认为该子帧所传输的是上行子帧信号；最后对比所得4个子帧位置的上下行标志与上下行子帧配置表中的对应子帧的上下行子帧标志即可以判断出该小区的上下行子帧配置。

一种TD-LTE上下行子帧配置的快速检测方法，其包括以下步骤：

301、由小区搜索中所获取的帧同步位置，以及物理广播信道PBCH解码获知的带宽参数，确定各子帧的起始位置；

302、由小区号及带宽参数，对小区号相应子帧的第一个OFDM符号上天线端口0的参考信号序列进行提取；

303、按照小区搜索及PBCH解码得到的参数，本地对相应的子帧构造相应的天线端口0的参考信号序列；

304、将所述相应子帧所得到的小区参考信号序列与本地产生的本地参考信号序列做相关，通过相关来判断各子帧所传输的为上行或者下行子帧。然后对比各子帧的上下行标志与上下行子帧配置表即可确定该小区的上下行子帧配置情况。

进一步的，步骤304中将相应子帧所得到的小区参考信号序列与本地产生的本地参考信号序列做相关计算相关性来实现上下行子帧配置检测具体为：

D1、以所述子帧0的第一个OFDM符号为提取位置，提取出天线端口0所传的参考信号序列，并与本地产生的对应参考信号序列做相关，得到第一相关值，由所述第一相关值设置相关门限值；

D2、以所述的子帧3,4,7,8,9的第一个OFDM符号为第二提取位置，对所述子帧的第一个OFDM符号上天线端口0的5个参考信号序列进行提取，并分别于本地产生的5个对应参考信号序列做相关得到5个相关值；

D3、根据5个相关值与门限进行比较，判决出5个子帧的类型，然后对比5个子帧的配置与上下行子帧配置表中的参数即可以确定。

本发明的优点及有益效果如下：

本发明基于TD-LTE不同的上下行子帧中所映射的参考信号序列不同，下行映射的是CRS(小区专用参考信号)，上行映射的是DMRS信号。且上下行子帧中参考信号序列的映射方式不同，下行子帧中参考信号采用离散映射的方式，上行子帧中参考信号采用梳状映射。以及下行子帧中第一个OFDM符号中必映射有天线端口0所对应的参考信号序列，不管TD-LTE小区采用何种上下行子帧配置，总能在下行子帧的第一个OFDM符号上提取出天线端口0的参考信号序列。基于这三个特点，UE总能在下行子帧中提取到小区参考信号，因此可以以下行子帧中特有的小区参考信号(CRS)所映射的RE位置来完成上下行子帧配置的检测。

采用本发明，使UE在PBCH解码后能够快速准确的获知上下行子帧配置信息，从而正确解析PDCCH及PDSCH。本发明提供了一种简单、快速、准确TD-LTE系统上下行子帧配置信息的检测系统及方法。本发明利用接收下行子帧中天线端口0所传输的参考信号序列的相关性提供的天线端口检测算法，能大大降低算法复杂度，特别有利于实时性场景中的应用，其有益效果是显而易见的。

附图说明

图1是本发明的下行子帧中参考信号的映射物理资源映射示意图；

图2上行子帧中参考信号的映射物理资源映射示意图；

图3上下行子帧配置表；

图4本发明方法的实现流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明：

本发明的核心思想是：基于下行子帧中参考信号的映射特点，由于天线端口0必在下行子帧的第一个OFDM上映射一组参考信号序列，UE可以使用小区号等参数对参考信号序列进行提取，且本地也能够产生相应的参考信号序列。因此，以天线端口0对应的小区参考信号的映射位置为切入点，就可以完成上下行子帧配置信息的检测。

图1为下行子帧中小区参考信号序列的映射示意图。其中，右斜线填充的部分代表的是天线端口0的参考信号的映射位置，以左斜线填充的部分代表的是天线端口1的参考信号的映射位置，图中仅对下行子帧中符号0中的天线端口0的参考信号映射位置进行描述，因为不管TD-LTE基站使用何种天线端口配置，在下行子帧中的第一个OFDM符号上都是按照两天线传输的参考信号进行预留和映射。图2为上行子帧中参考信号(此处为解调参考信号序列DMRS)的映射，从图中可知，DMRS的映射方式为梳状映射，即解调参考信号在频域上占用连续的20MHz带宽，在时域上占用第4和第11个符号。结合图2和图3可知，在各子帧中的第一个OFDM符号上按照天线端口0的参考信号映射位置进行数据提取时，在下行子帧位置能正确的提取出天线端口0对应的参考信号序列，而在上行子帧的时刻则只能提取出一组随机值。

再分析小区参考信号的产生公式可知，小区参考信号是由伪随机序列产生的。伪随机序列在每一个OFDM符号的初始值由该OFDM符号所对应的时隙号，时域编号，小区号及CP类型参数确定。上述参数均能从小区搜索及PBCH解码等模块中获知。

图3为TD-LTE系统中的上下行子帧配置表，该表中对几种TD-LTE的上下行子帧配置中的子帧配置进行的描述。所以，若已知一个基站中某几个关键子帧的编号及其对应的上下行子帧标志，即可以通过查表的方式对该基站的上下行子帧配置方式进行检测。

从而以TD-LTE中上下行子帧中所传输的参考信号及参考信号的映射位置为切入点，结合本地产生的参考信号序列与接收参考信号序列的相关性，提出了本发明TD-LTE系统中上下行子帧配置的快速检测系统及方法。

如图4所示，一种TD-LTE系统中上下行子帧配置的快速检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤101、由小区搜索、PBCH解码得到的CP类型，带宽等参数，位置确定待测数据的时频资源位置。

这里，待测数据的时频资源位置即为子帧号为0、3、4、7、8、9的子帧中第一个OFDM符号的时频资源位置。其中，时域占用完整的一个符号，频域上占用完整的一个基站带宽。

步骤102、在找到各子帧中待测数据的映射位置后，位置提取单元根据小区号，从天线端口0的参考信号映射到的RE所在的位置提取出接收参考信号序列。

步骤103、本地在已知小区号、系统帧号、CP类型及子帧号等参数的情况下，产生与接收参考信号对应的本地参考信号序列。

这里需要指出的是，小区基站和UE都已知参考信号的映射位置和产生方式，因此，UE可是根据相应参数确定参考信号的准确提取位置。

步骤104、在提取出各子帧中对应的参考信号序列和本地产生参考信号后，算法检测单元通过将对应各子帧的接收参考信号与本地产生的参考信号分别做相关来实现上下行子帧配置的检测。

这里，步骤104中，检测实现单元通过计算各子帧中参考信号的相关性来实现上下行子帧配置信息的检测具体为：

步骤1031、以子帧0中小区参考信号序列映到的RE所在位置提取出的参考信号与本地参考信号序列做相关并得到第一相关值，由第一相关值设置相关门限值。

这里步骤1041中，设置相关门限值后还包括由相关系数对相关门限值进行修正，则后续步骤1042或者1043中，与相关门限值比较来判断进一步为：与修正后的相关门限值比较来完成判断。

步骤1042、以天线端口0在子帧3、4、7、8、9中的小区参考信号序列映到的RE所在位置为第二提取位置，将对应的参考信号序列提取出来后与本地的参考信号序列副本做相关并获得5个相关值，这5个相关值分别与相关门限值比较来判断这5个值是否大于相关门限值，如果大于，则检测出该子帧为下行子帧，否则判断出该子帧为上行子帧。即可得到这5个子帧的上下行子帧标志。

步骤1043、根据各子帧的上下行子帧配置标志，进行上下行子帧配置信息的检测。这里将特殊子帧也认为是下行子帧，因为在特殊子帧的第一个OFDM中传输的是下行信息，包含有下行小区参考信号。将得到的5个子帧的上下行子帧配置信息与图3中的上下行子帧配置表进行对比，若5个子帧的配置与某中上下行子帧配置匹配，则认为检测出该小区基站的上下行子帧配置信息。结束当前流程。

综上所述，采用本发明的检测方法，能够解决TD-LTE系统中UE由于未知上下行子帧配置信息无法解码PDCCH或者采用盲检测方式而解码复杂度极高的问题。本发明采用的检测方法简单、运算量小、利用参考信号来检测准确度高。

以下举一实例对本发明的检测流程进行具体阐述。

步骤201、由小区搜索、PBCH解码得到的参数，位置确定待测数据的时频资源位置。待测数据为子帧0、3、4、7、8、9的子帧中第一个OFDM符号的数据。

步骤202、在找到各子帧中待测数据的映射位置后，位置提取单元根据小区号，从天线端口0的参考信号映射到的RE所在的位置提取出接收参考信号序列，在20MHz情况下提取出的接收参考信号序列的长度为200。记从6个子帧中提取出的6个参考信号序列分别为r₀(k),r₁(k)......r₅(k)k＝0.....199

步骤203、UE确定本地各子帧中天线端口0映射时本地相同提取位置处对应的6个参考信号序列副本。

这里，6个参考信号序列副本分别记为rs₀(k),rs₁(k)......rs₅(k)k＝0.....199。

步骤204、将子帧0中天线端口0的参考信号映射到的RE作为第一提取位置，将第一提取位置对应的接收序列与相对应的一个参考信号副本做相关并获知第一相关值，由第一相关值设置门限。这里，做相关的具体操作为用r₀(k)和rs₀(k)相关，第一相关值记为peak₀，且

将peak₀作为相关门限参考，由peak₀设置一个相关门限值lim_peak。比如，lim_peak＝ρ.peak₀，其中ρ为相关系数，取值范围在0到1之间，比如0.85或者0.8，它由实际仿真与系统环境决定。

步骤205、以子帧3、4、7、8、9的第一OFDM符号为第二提取位置，得到5个接收序列，将这5个接收序列分别于对应的本地副本序列做相关，得到5个相关值，与相关门限值进行比较来判断各相关值是否大于相关门限值，如果大于则检测出该子帧为下行子帧，否则，检测出该子帧为上行子帧。

这里，做相关的具体操作为将5个接收序列分别于本地副本序列做相关，得到的5个相关值分别为

那么将peak₄与lim_peak相比较，如果peak₄≥lim_peak，则认为5个待测子帧中的第4个子帧，即子帧号8的子帧标志为下行子帧；否则就检测出子帧号8的子帧为上行子帧。

步骤206、将所述的已获知的5个待测子帧的上下行标志与图3中的上下行子帧配置表进行对比匹配，若与某种上下行子帧配置信息匹配成功，则检测出小区基站的上下行子帧配置信息。从而，完成上下行子帧配置信息的检测。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种TD-LTE上下行子帧配置的快速检测系统，其特征在于，包括：位置确定单元、数据提取单元、预设置单元和检测实现单元；其中所述位置确定单元：用于根据小区搜索、物理广播信道PBCH解码得到的CP循环前缀类型及带宽参数，确定待测数据的时频资源映射位置，所述待测数据的时频资源映射位置即为子帧号为0、3、4、7、8、9的子帧中第一个OFDM符号的时频资源位置，并发送给数据提取单元，其中，时域占用完整的第一个OFDM符号，频域上占用完整的一个基站带宽；

所述数据提取单元：用于根据位置确定单元发送来的时频资源映射位置，分别对待测子帧第一个OFDM符号的小区参考信号序列进行提取，并将小区参考信号序列发送给预设置单元；

所述预设置单元：用于在本地已知小区号、系统帧号、CP循环前缀类型及子帧号参数的情况下，产生与小区参考信号序列对应的本地参考信号序列；

所述检测实现单元：用于通过计算6个子帧即子帧号为0、3、4、7、8、9所提取的小区参考信号序列与本地产生的本地参考信号序列的相关性，具体包括：所述检测实现单元首先将子帧0的第一个时分频分OFDM中的天线端口0的参考信号序列所在位置设置为第一提取位置进行提取，并与本地产生的对应本地参考信号序列做相关并获得第一相关值，由所述第一相关值设置相关门限值；将所述的子帧3、4、7、8、9为第二提取位置，分别对相应子帧号所在位置的第一个OFDM上按照天线端口0的映射位置进行参考信号序列的提取，并将提取的参考信号序列分别于本地产生的5组参考信号序列做相关，得到的5个相关值分别与门限值作比较，如果大于门限，则认为该子帧所传输的信号为下行子帧信号，否则认为该子帧所传输的是上行子帧信号；最后对比所得5个子帧位置的上下行标志与上下行子帧配置表中的对应子帧的上下行子帧标志即可以判断出该小区的上下行子帧配置。

2.一种TD-LTE上下行子帧配置的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

301、由小区搜索中所获取的帧同步位置，以及物理广播信道PBCH解码获知的带宽参数，确定各子帧的起始位置；

302、由小区号及带宽参数，对小区号相应子帧的第一个OFDM符号上天线端口0的参考信号序列进行提取；

303、按照小区搜索及PBCH解码得到的参数，本地对相应的子帧构造相应的天线端口0的参考信号序列；

304、将所述相应子帧所得到的小区参考信号序列与本地产生的本地参考信号序列做相关，通过相关来判断各子帧所传输的为上行或者下行子帧，然后对比各子帧的上下行标志与上下行子帧配置表即可确定该小区的上下行子帧配置情况；具体包括步骤：D1、以所述子帧0的第一个OFDM符号为提取位置，提取出天线端口0所传的参考信号序列，并与本地产生的对应参考信号序列做相关，得到第一相关值，由所述第一相关值设置相关门限值；

D2、以所述的子帧3、4、7、8、9的第一个OFDM符号为第二提取位置，对所述子帧的第一个OFDM符号上天线端口0的5个参考信号序列进行提取，并分别于本地产生的5个对应参考信号序列做相关得到5个相关值；

D3、根据5个相关值与门限进行比较，判决出5个子帧的类型，然后对比5个子帧的配置与上下行子帧配置表中的参数即可以确定。