CN104917544B

CN104917544B - 一种扰码选择方法及装置

Info

Publication number: CN104917544B
Application number: CN201410093860.4A
Authority: CN
Inventors: 周海军; 冯媛
Original assignee: Datang Telecom Technology Industry Holding Co Ltd
Current assignee: Datang Gaohong Zhilian Technology (Chongqing) Co.,Ltd.
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2017-07-14
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN104917544A

Abstract

本发明公开了一种扰码选择方法及装置。其方法包括：确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，每个时间窗分别与前导码中的第一导频码的一个时间偏移量对应；选择用于确定干扰功率最小的时间窗的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码。通过上述处理过程，实现了对干扰的随机化处理，提高了系统性能。

Description

一种扰码选择方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种扰码选择方法及装置。

背景技术

在车联网系统中，不同终端的资源是采用时分的方式分配的。一般而言，相近的终端间不会发生资源的碰撞，但是距离较远的终端可能会使用相同的时频资源，从而发生资源的碰撞，形成系统内干扰。目前，车联网系统中，终端采用相同的扰码，因此，系统内干扰会在一定情况下形成大于白噪声的干扰，降低系统性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种扰码选择方法及装置，以解决存在系统内干扰导致系统性能降低的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种扰码选择方法，包括：

确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，每个时间窗分别与前导码中第一导频码的一个时间偏移量对应；

选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码。

其中，时间窗是第一导频码可能出现的时间范围。

其中，第一前导码用于实现精确定时。

本发明实施例提供的技术方案，选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，即选择与干扰源不同的扰码，实现了对干扰的随机化处理，提高了系统性能。

较佳地，通过以下方式确定各个时间窗内的干扰功率：

确定子帧中的接收信号的接收功率；

确定该子帧中的各个时间窗内的接收功率；

确定该子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为该时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为相应时间窗内的接收功率。

其中，接收信号对应的时间窗，是指该接收信号的前导码中第一导频码的时间偏移量对应的时间窗。

较佳地，如果前导码包括未经扩频的第一导频码序列，可以按照如下方式确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率：滤除对第一导频码进行时域相关处理得到的序列中功率小于设定功率阈值的采样点；确定该子帧中的各个时间窗内剩余采样点的功率之和为各个时间窗内的接收功率。

较佳地，如果前导码包括经扩频的第一导频码序列，可以按照如下方式确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率：对第一导频码进行盲解扩处理，滤除对解扩处理结果进行时域相关处理得到的序列中功率小于设定功率阈值的采样点；

确定该子帧中的各个时间窗内剩余采样点的功率之和为各个时间窗内的接收功率。

接收端可能不确知接收信号所采用的扩频码，仅知道一个范围。假定扩频码长度为2，扩频码可能是1，-1和1,1。那么在接收端需要进行盲解扩，即两种扩频码都进行尝试，根据解扩结果判断是否有相应发送。

以扩频码长度2为例，扩频码可能是1，-1和1,1。截取两端相邻的长导码L1，L2，分别与1，-1相乘，然后对应位相加得到L=L1-L2。用L与本地长导码做相关，得到一个相关序列R，滤除背景噪声，进而可以得到扩频码为1，-1时，各时间窗内的接收功率。

上述得到了扩频码为1，-1时各时间窗的接收功率，同样的方法还可以得到扩频码为1，1时各时间窗的接收功率。假定时间窗的个数是N，这样等效得到了2*N个时间窗的功率分布，每个等效时间窗与一个扰码相对应，因而可以从2*N个扰码中选择合适的扰码。

基于上述任意方法实施例，较佳地，确定子帧中的各个时间窗内的干扰功率之前，根据参考定时，确定各个时间窗的时域位置。

基于上述任意方法实施例，选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，其具体实现方式可以是：确定干扰功率最小的时间窗；如果干扰功率最小的时间窗有至少两个，从干扰功率最小的时间窗中选择一个；选择该时间窗对应的时间偏移量对应的扰码。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种扰码选择装置，包括：

干扰功率确定模块，用于确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，每个时间窗分别与前导码中的第一导频码的一个时间偏移量对应；

扰码选择模块，用于选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码。

本发明实施例提供的技术方案，选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，即选择与干扰源不同的扰码，通过上述处理过程，实现了对干扰的随机化处理，提高了系统性能。

较佳地，所述干扰功率确定模块具体用于：确定子帧中的接收信号的接收功率；确定该子帧中的各个时间窗内的接收功率；确定该子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率。

较佳地，如果前导码包括未经扩频的第一导频码序列，确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，干扰功率确定模块用于：

滤除对第一导频码进行时域相关处理得到的序列中功率小于设定功率阈值的采样点；

较佳地，如果前导码包括经扩频的第一导频码序列，确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，干扰功率确定模块用于：

对第一导频码进行盲解扩处理，滤除对解扩处理结果进行时域相关处理得到的序列中功率小于设定功率阈值的采样点；

基于上述任意装置实施例，较佳地，还包括时间窗确定模块，用于在所述干扰功率确定模块确定上述子帧的各个时间窗内的干扰功率之前，根据参考定时，确定各个时间窗的时域位置。

基于上述任意装置实施例，较佳地，所述扰码选择模块用于：

确定干扰功率最小的时间窗；

如果干扰功率最小的时间窗有至少两个，从干扰功率最小的时间窗中选择一个；

选择该时间窗对应的时间偏移量对应的扰码。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供另一种扰码选择设备，包括处理器和存储器：

该处理器被配置为执行具有下列功能的计算机程序：确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，第一导频码对应的每个时间窗分别与第一导频码的一个时间偏移量对应；选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码；

该存储器被配置为：存储上述计算机程序的代码。

本发明实施例提供的技术方案，选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，即选择与干扰源不同的扰码，实现了对干扰的随机化处理，即该干扰可视作白噪声，从而提高了系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程图；

图2为本端与干扰源使用相同扰码时的相关峰值波形示意图；

图3为本端与干扰源使用不同扰码时的相关峰值波形示意图；

图4为本发明实施例提供的一种装置示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种装置示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。

本发明实施例提出了一种新的前导码设计。具体的，本发明实施例采用峰均比比较低，自相关性比较好的码作为前导码，例如：zadoff-chu序列。前导码包括两种不同的导频码：第一导频码（记作L码，例如长导码），第二导频码（记作S码，例如短导码）。不同终端的L码可能使用不同的时间偏移量，所有终端的S码采用相同的时间偏移量。为了不占用额外的控制开销，可被识别，且计算复杂度较低，所有的终端采用相同的S和L码。

为了对系统内干扰进行随机化处理，一种前导码构造及扰码的实现方式为：

前导码由S码序列和L码序列组成，其构造如下：

(S,S,…,S,GP,L,L,…,L)

其中,GP是L码的循环前缀。

该实现方式中，L码的时间偏移量与扰码一一对应。例如：总扰码数为Nsc，扰码编号n_sc属于[0～Nsc-1]；L码的时间偏移量也有Nsc个，前导码中的L码序列的总时间长度为Tl，L码的时间偏移量间的时间间隔为ti=Tl/Nsc；与编号为n_sc对应的时间偏移量为n_sc*ti。

L码的时间偏移量为0的前导码构造为：

(S,S,…,S,GP-0,L-0,L-0,…,L-0)，其中GP-0是L-0的循环前缀，L-0表示时间偏移量为0的L码；

L码的时间偏移量为n_sc*ti的前导码构造为：

(S,S,…,S,GP-n_sc,L-n_sc,L-n_sc,…,L-n_sc)，其中，GP-n是L-n_sc的循环前缀，L-n_sc表示时间偏移量为n_sc*ti的L码，是将L-0向右圆周循环n_sc*ti得到的。

当按照上述实现方式可选的扰码比较少时，可以使用“扩频“的方式进一步扩展可用的扰码数量。相应的，另一种前导码构造及扰码的实现方式为：

假定前导码中有N个L码，构造长度为N的N个扩频码（S0i,S1i,…,S(N-1)i）。较佳地，扩频码使用正交码，简单的，i属于[0，N]，表示第i个扩频序列，ni属于[0i，(N-1)i]，表示第i个扩频序列中的第ni个扩频码。

前导码由S码序列和经扩频的L码序列组成，其构造如下：

(S,S,…,S,GP-0,S0i*L,GP-1,S1i*L,…,,GP-N-1,S(N-1)i*L)

该实现方式下，每个扩频序列对应一组扰码，一个扩频序列对应的扰码与使用该扩频序列进行扩频的第一导频码的时间偏移量一一对应，即一个扩频序列对应一组时间偏移量。不同扩频序列可以对应同一组时间偏移量。

该实现方式中，前导码所采用的扩频序列和时间偏移量唯一确定一个扰码。例如，前导码中有N个L码，则有N个扩频序列，L码的时间偏移量有M个，那么第n个扩频序列和第m个时间偏移量对应的扰码编号为n*N+m。

基于上述前导码构造及扰码的对应关系，本发明实施例提供的扰码选择方法如图1所述，具体包括如下操作：

步骤100、确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率。

其中，每个时间窗分别与L码的一个时间偏移量对应。

时间窗是指，第一导频码可能出现的时间范围。

对于不经扩频的L码，时间偏移量、扰码和时间窗三者之间一一对应。

对于经扩频的L码，前导码所采用的扩频序列和时间偏移量唯一对应一个扰码，时间偏移量与时间窗一一对应，一个时间窗可能对应多个扰码。

步骤110、选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码。

由于时间窗与时间偏移量具有对应关系，时间偏移量与扰码具有对应关系。因此，以下将时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，简称为时间窗对应的扰码。

其中，选择扰码时，优先使用干扰功率为0的时间窗对应的扰码。如果有多个时间窗的干扰功率为0，初始时随机或按照预定的规则从中选择一个时间窗对应的扰码，在后续的数据发送中，优先使用上一子帧所采用的扰码。如果所有时间窗内的干扰功率均大于0，则选择干扰功率最小的时间窗对应的扰码。如果有多个时间窗的干扰功率相同且均为最小干扰功率，则随机或者按照预定的规则从中选择一个时间窗对应的扰码。

本发明实施例中，如果L码不经扩频，即前导码包括S码序列和L码序列，那么，L码的时间偏移量、扰码和时间窗之间存在一一对应关系。例如，L码有Nsc个时间偏移量，则有Nsc个扰码，且L码对应Nsc个时间窗。

如果L码经扩频，即前导码包括S码序列和经扩频的L码序列，那么，一个扩频序列对应的扰码与使用该扩频序列进行扩频的L码的时间偏移量一一对应。例如，前导码中有N个L码，L码有Nsc个时间偏移量，则有N个扩频序列。时间窗的长度和数量预先配置，且时间窗与其对应的时间偏移量在时域上的位置关系是确定的。确定前导码中的L码对应的各个时间窗内的干扰功率，是指：分别确定N个扩频序列扩频的L码对应的各个时间窗内的干扰功率。

时间窗的长度和数量预先配置，且时间窗与其对应的时间偏移量在时域上的位置关系是确定的。在确定各个时间窗内的干扰功率之前，需要确定时间窗的时域位置。由于时间偏移量是根据参考定时确定的，因此，可以根据参考定时，确定各个时间窗的时域位置。

如果不同终端采用相同的扰码，L码的时域相关波形如图2所示，干扰源的相关峰值与本端的相关峰值集中在一起。

而采用本发明实施例提供的技术方案，本端采用的扰码与干扰源采用的扰码不同，L码的时域相关波形如图3所示，干扰源的相关峰值与本端的相关峰值是分离的。

在本发明实施例的上述任意实现方式基础上，确定各个时间窗内的干扰功率的实现方式有多种，下面例举其中一种干扰功率的确定方式：

确定子帧中的接收信号的接收功率，确定该子帧中的各个时间窗内的接收功率，确定该子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为该时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为相应时间窗内的接收功率。

接收信号的接收功率pt可以但不仅限于采用如下公式1计算得到：

Pt=SNR*Pd 公式1

其中，SNR为接收信号的信噪比，Pd为背景噪声的功率。

如果L码不经扩频处理，上述子帧中的各个时间窗内的接收功率可以但不仅限于通过如下方式确定：

背景噪声滤除：滤除L码的时域相关序列R（即对L码进行时域相关处理得到的序列）中功率小于Pd*a1的抽头（采样点值），各个时间窗内R剩余的抽头的功率之和为相应时间窗内的接收功率P_n_sc。其中，系数al可以通过仿真确定，较佳的，其取值为2。

相应的，接收信号所在对应的时间窗内的干扰功率Pin_n_sc为该时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，即Pin_n_sc=P_n_sc-Pt，其他时间窗内的干扰功率Pin_n_sc为相应时间窗内的接收功率。

其中，对接收信号的前导码中的L码进行时域相关处理，得到该接收信号的定时tl，将该接收信号的定时tl相对于参考定时ts的时间偏移，确定为该接收信号的前导码中的L的时间偏移量，该时间偏移量对应的时间窗即为接收信号对应的时间窗。

其中，参考定时ts可以通过对接收信号的前导码中的S码进行时域相关处理得到，即对S码进行时域相关处理，确定接收信号的大致定时（即为参考定时）；也可以通过GPS等卫星授时系统得到，即根据GPS等卫星授时系统确定大致定时（即参考定时）；还可以通过其他方式获得，本发明对此不作限定。

如果L码经扩频处理，上述子帧中的各个时间窗内的接收功率可以但不仅限于通过如下方式确定：

背景噪声滤除：对L码进行盲解扩处理，滤除对解扩处理结果进行时域相关处理得到的序列（即对进行时域相关处理得到的序列）中功率小于Pd*a1的抽头（采样点值），确定各个时间窗内剩余采样点的功率之和为相应时间窗内的接收功率P_n_sc。其中，系数al可以通过仿真确定，较佳的，其取值为2。

对L码进行盲解扩处理是指：将S0i*L-n_sc,S1i*L-n_sc,…,S(N-1)i*L-n_sc序列中的每个码分别乘（S0i,S1i,…,S(N-1)i）*，得到

其中(·)^*表示取共轭

其中，对接收信号的前导码中的L码对应的进行时域相关处理，得到该接收信号的定时tl；将该接收信号的定时tl相对于参考定时ts的时间偏移，确定为该接收信号的前导码中的L码的时间偏移量；该时间偏移量对应的时间窗即为接收信号对应的时间窗。

本发明实施例提供的技术方案应用在车联网系统中，车联网系统中的节点（例如车载设备等等）可以按照上述实施例提供的技术方案选择扰码。

应用中，车联网系统无论使用长期演进（Long Term Evolution，LTE）专用短程通信（Dedicated Short Range Communications，DSRC）系统的帧结构，还是使用IEEE802.11p（又称WAVE,Wireless Access in the Vehicular Environment，是一个由IEEE802.11标准扩充的通信协议，主要用于车载电子无线通信）的帧结构，其导频码均需要符合上述本发明实施例的描述。

以LTE DSRC为例。LTE DSRC中前导码的长度是1732Ts（采样点），可取S码的时域长度为64，L码的时域长度为256，那么，前导码构成为：

（12个S，GP（时域长度196）,3个L），如果时间偏移量的间隔取64，那么有4个扰码。

如果采用扩频的方式，前导码构成：

（12个S，GP0（时域长度66）,S0i*L，GP1（时域长度65）,S1i*L，GP2（时域长度65）,S2i*L）

有12个扰码。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种扰码选择装置，如图4所示，包括：

干扰功率确定模块401，用于确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，每个时间窗分别与前导码中的第一导频码的一个时间偏移量对应；

扰码选择模块402，用于选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码。

本发明实施例提供的技术方案，选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码，即选择与干扰源不同的扰码，实现了对干扰的随机化处理，从而避免系统内干扰大于白噪声，提高了系统性能。

较佳地，所述干扰功率确定模块401具体用于：确定子帧中的接收信号的接收功率；确定该子帧中的各个时间窗内的接收功率；确定该子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率。

较佳地，如果前导码包括未经扩频的第一导频码序列，确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，干扰功率确定模块401用于：

较佳地，如果前导码包括经扩频的第一导频码序列，确定上述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，所述干扰功率确定模块401用于：

基于上述任意装置实施例，如图5所示，较佳地，还包括时间窗确定模块403，用于在所述干扰功率确定模块确定前导码中的第一导频码对应的各个时间窗内的干扰功率之前，根据参考定时，确定各个时间窗的时域位置。

较佳地，所述扰码选择模块402用于：

确定干扰功率最小的时间窗；

选择该时间窗对应的时间偏移量对应的扰码。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供另一种扰码选择设备，如图6所示，包括处理器601和存储器602：

该处理器601被配置为执行具有下列功能的计算机程序：确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率，第一导频码对应的每个时间窗分别与第一导频码的一个时间偏移量对应；选择干扰功率最小的时间窗对应的时间偏移量对应的扰码作为发送信号所使用的扰码，第一导频码的各个时间偏移量对应不同的扰码；

该存储器602被配置为：存储该计算机程序的代码。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，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

1.一种扰码选择方法，其特征在于，包括：

确定子帧中的接收信号的接收功率；确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率；确定所述子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率；每个时间窗分别与前导码中的第一导频码的一个时间偏移量对应；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，前导码包括未经扩频的第一导频码序列，确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率，包括：

确定所述子帧中的各个时间窗内剩余采样点的功率之和为各个时间窗内的接收功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，前导码包括经扩频的第一导频码序列，确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率，包括：

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，确定接收信号的子帧中各个时间窗内的干扰功率之前，该方法还包括：

根据参考定时，确定所述子帧中的各个时间窗的时域位置。

5.一种扰码选择装置，其特征在于，包括：

干扰功率确定模块，用于确定子帧中的接收信号的接收功率；确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率；确定所述子帧中的各个时间窗内的干扰功率，其中，接收信号对应的时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率与接收信号的接收功率的差值，其他时间窗内的干扰功率为时间窗内的接收功率；每个时间窗分别与前导码中的第一导频码的一个时间偏移量对应；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，如果前导码包括未经扩频的第一导频码序列，确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，所述干扰功率确定模块用于：

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，如果前导码包括经扩频的第一导频码序列，确定所述子帧中的各个时间窗内的接收功率时，所述干扰功率确定模块用于：

8.根据权利要求5～7任一项所述的装置，其特征在于，还包括时间窗确定模块，用于在所述干扰功率确定模块确定前导码中的第一导频码对应的各个时间窗内的干扰功率之前，根据参考定时，确定各个时间窗的时域位置。