CN106160969B - 一种lte下行同步数据发射配置与接收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LTE下行同步数据发射配置与接收方法，属于时分双工模式的长期演进系统通信领域。通过计算本区配置的资源子带序号ni，将主同步信号、辅同步信号、广播信号配置在第ni个子带的中心频域位置；并提供了相应于该发射配置方法的一种接收方法。采用本发明的方案，可以实现高效的小区搜索操作，不仅可以大大降低同步处理的复杂度，减少小区搜索的处理时间，并且可以明显减少出现同频邻区干扰的可能性。

Description

一种LTE下行同步数据发射配置与接收方法
技术领域
本发明属于时分双工模式的长期演进系统(Time Division Duplexing-LongTerm Evolution，TDD-LTE)通信领域，尤其涉及一种TDD-LTE下行同步方法。
背景技术
随着移动互联网业务和宽带业务的兴起与发展，第三代合作伙伴计划(3GPP)设计了通用移动通信系统的长期演进(Long Term Evolution，LTE)标准。LTE将在未来成为主流的宽带移动通信技术。
LTE系统的物理层采用了正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)调制技术，其中，OFDM符号由多个子载波信号叠加构成，且各个子载波之间利用正交性来区分，因而TDD-LTE系统对信号的频率偏移非常敏感。但在实际应用中，由于收发两端存在的射频晶振频率偏差，以及移动台处在高速移动环境中产生的多普勒Doppler频移，都会破坏子载波之间的正交性，进而引入子载波干扰，造成系统性能大幅度降低。因此，在LTE系统中如何取得同步，即LTE终端如何获得与小区之间的时间和频率同步及检测物理层小区ID，是首先需要解决的问题。
在TDD-LTE系统中，一个10ms的无线帧(radio frame)分为10个长度1ms的子帧(subframe)，且以子帧为单位对上下行资源进行配置。为了实现TDD-LTE系统的下行同步，在系统设计时，在下行信道上分别传输主同步信号(PSCH)和辅同步信号(SSCH)，其中，主同步信号被映射到第1号子帧和第6号子帧的第三个OFDM符号上，辅同步信号被映射到第0号子帧和第5号子帧的最后一个OFDM符号上。下行同步的实现流程大致为：TDD-LTE终端根据主同步信号的相关性检测主同步信号，获得5ms时钟，即半帧同步信息，再根据辅同步信号的相关性检测辅同步信号，获得帧同步信息和物理层小区ID。在现有的辅同步过程中，根据辅同步序列在频域上的良好自相关性，通过将其与接收信号在频域上做互相关的方法来获取辅同步信息，然而，上述过程需要将168组辅同步序列分别与接收序列做长度为62位的互相关运算，计算量巨大，导致系统资源负担大。
协议规定系统的主同步(PSCH)、辅同步(SSCH)以及广播信号(PBCH)均统一配置在带宽的中心位置的6个RB上。在系统中，各个不同的小区，在相同的时间相同的频率上发送他们各自的同步信号与广播信号，则各个终端在接收解调同步与广播信号的时候，不可避免的受到同频邻区信号的干扰，造成终端解调信号性能的下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中各个终端在接收解调同步与广播信号的时候，不可避免的受到同频邻区信号的干扰的问题，提出一种LTE下行同步数据发射配置与接收方法。
本发明的技术方案是：
一种LTE下行同步数据发射配置方法，它包括以下步骤：
(1)、初始化参数配置，包括系统带宽、系统带宽的资源块数目即系统带宽RB个数NRB、子带个数和小区组ID值及小区组内ID值(小区组ID值范围为0～167，小区组内ID值范围为0～2，当得知了小区组ID值及小区组内ID值即可确定小区ID：)；
(2)、根据配置的系统带宽RB个数NRB，将系统带宽划分为N个子带，每个子带均匀分配，在一种优选的实施方式中，子带的RB个数NSRB由下式计算得到：
NSRB＝fix(NRB/N)，
其中，NSRB为子带宽RB个数，N表示子带个数，fix表示取整运算；
(3)、采用下述公式计算本区配置的子带序号ni，即本区同步信号配置的子带值，由小区组ID值与子带个数N得到：
其中，ni为子带序号，mod表示取余运算，表示小区组ID值；
(4)、将主同步信号与辅同步信号均配置在第ni个子带的中心频域位置，其中，主同步信号被映射到第1号子帧和第6号子帧的第三个OFDM符号上，辅同步信号被映射到第0号子帧和第5号子帧的最后一个OFDM符号上，频域子载波位置索引如下式所示：
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12；
(5)、将广播信号时域位置配置在第0号子帧中的第1号时隙的前4个OFDM符号，频域位置配置在第ni个子带的中心频域位置，频域子载波位置索引如下式所示：：
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12。
一种LTE下行同步数据接收方法，它包括以下步骤：
(1)、系统带宽与子带个数相关参数初始化配置；
(2)、搜索主同步信号，按照如下方式进行：
(2-1-1)、接收各子带的时域接收数据；
(2-1-2)、本地的3个原始的时域主同步信号进行IFFT变化；
(2-2)、将步骤(2-1-1)得到的各子带的时域接收数据分别与步骤(2-1-2)得到的本地的经过IFFT变化后3个原始的时域主同步信号进行相关匹配处理；
(2-3)、计算所有子带相关值的最大值，从而确定主同步序列，即小区组内ID值最大相关值所对应的子带即为当前基站配置的子带，获取子带序号ni，以及主同步信号的起始位置；
(3)、搜索辅同步信号，按照如下方式进行：
(3-1-1)、获取第ni子带对应频域的辅同步序列的接收信号；
(3-1-2)、待搜索的辅同步码字由子带序号决定，查表获取为ni的对应的所有原始辅同步码字，得到待搜索的辅同步码字序列个数为168/N个；
(3-2)、将步骤(3-1-2)得到的待搜索的辅同步码字与步骤(3-1-1)得到的接收信号互相关，互相关值最大的序列其所对应的序列号即为辅同步序列，即可确定小区组ID值
(4)、在第ni个子带对应的频域位置读取广播信号信息；
(5)、完成同步搜索过程。
作为一种优选的实施方式，所述步骤(2-1-1)中各子带的时域接收数据的得到过程为：首先设定小区搜索的起始位置并从小区搜索的起始位置开始，进行滑动搜索操作；然后每获取一个滑动窗内的接收数据，分别进行各个子带的窄带滤波操作，并进行下采样；最终获得各个子带的时域接收数据。
优选的，所述滑动搜索过程中，滑动窗长为2048点。
优选的，所述下采样为128点。
本发明的有益效果：
采用本发明的方案，可以实现高效的小区搜索操作，不仅可以大大降低同步处理的复杂度，减少小区搜索的处理时间，并且可以明显减少出现同频邻区干扰的可能性。
附图说明
图1为主同步信号的搜索过程
图2为辅同步信号的搜索过程
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本实施例以20M带宽，100RB数，子带个数配置为4，小区ID号为例 进行说明。
本实施例中LTE下行同步数据发射配置方法步骤如下：
(1)、初始化参数配置，系统带宽为20M、系统带宽的资源块数目即系统带宽RB个数 NRB为100、子带个数为4和小区组ID值及小区组内ID值
(2)、根据配置的系统带宽RB个数NRB＝100，将系统带宽划分为N＝4个子带，每个子带均匀分配；在优选的实施例中，子带的RB个数NSRB＝25由下式计算得到；
NSRB＝fix(NRB/N)＝fix(100/4)＝25；
(3)、计算本区配置的资源子带序号ni，即本区同步信号配置的子带值，由小区组ID值与子带个数N＝4得到：
(4)、将主同步信号与辅同步信号均配置在第ni个子带的中心频域位置：
k＝n+118,n＝0,...,30
k＝n+119,n＝31,...,61
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12；
(5)、将广播信号配置在第ni个子带的中心频域位置：
k＝n+113,n＝0,...,35
k＝n+114,n＝35,...,71
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12。
(6)、发射端信号配置完成。
下表给出了以4个子带为例的，小区ID索引值与子带索引关系表：
表1：小区ID索引值与子带索引关系表
本实施例中LTE下行同步数据接收方法步骤如下：
(1)、系统带宽与子带个数相关参数初始化配置；
(2)、搜索主同步信号，按照如下方式进行：
(2-1-1)、接收各子带的时域接收数据；在一种优选的实施方式中，各子带的时域接收数据的得到过程为：首先设定小区搜索的起始位置并从小区搜索的起始位置开始，进行滑动搜索操作，在优选的实施方式中滑动窗长2048点；然后每获取一个滑动窗内的接收数据，分别进行各个子带的窄带滤波操作，并进行下采样，在优选的实施方式中下采样为128点；最终获得各个子带的时域接收数据。
(2-1-2)、本地的3个原始的时域主同步信号进行IFFT变化；
(2-2)、将步骤(2-1-1)得到的各子带的时域接收数据分别与步骤(2-1-2)得到的本地的经过IFFT变化后3个原始的时域主同步信号进行相关匹配处理；
(2-3)、计算所有子带相关值的最大值，从而确定主同步序列，即小区组内ID值最大相关值所对应的子带即为当前基站配置的子带，获取子带序号ni，以及主同步信号的起始位置；
(3)、搜索辅同步信号，按照如下方式进行：
(3-1-1)、获取第ni子带对应频域的辅同步序列的接收信号；
(3-1-2)、待搜索的辅同步码字由子带序号决定，查表获取为ni的对应的所有原始辅同步码字，得到待搜索的辅同步码字序列个数为168/N＝42个；
(3-2)、将步骤(3-1-2)得到的待搜索的辅同步码字与步骤(3-1-1)得到的接收信号互相关，互相关值最大的序列其所对应的序列号即为辅同步序列，即可确定小区组ID值
(4)、在第ni个子带对应的频域位置读取广播信号信息；
(5)、完成同步搜索过程。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种LTE下行同步数据发射配置方法，其特征是它包括以下步骤：
(1)、初始化参数配置，包括系统带宽、系统带宽的资源块数目即系统带宽RB个数NRB、子带个数和小区组ID值及小区组内ID值
(2)、根据配置的系统带宽RB个数NRB，将系统带宽划分为N个子带，每个子带均匀分配，得到子带的RB个数NSRB；
(3)、采用下述公式计算本区配置的子带序号ni，即本区同步信号配置的子带值，由小区组ID值与子带个数N得到：
其中，ni为子带序号，mod表示取余运算，表示小区组ID值；
(4)、将主同步信号与辅同步信号均配置在第ni个子带的中心频域位置，其中，主同步信号被映射到第1号子帧和第6号子帧的第三个OFDM符号上，辅同步信号被映射到第0号子帧和第5号子帧的最后一个OFDM符号上，频域子载波位置索引如下式所示：
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12；
(5)、将广播信号时域位置配置在第0号子帧中的第1号时隙的前4个OFDM符号，频域位置配置在第ni个子带的中心频域位置，频域子载波位置索引如下式所示：
其中，n表示第n路子载波，表示一个物理资源块包含的子载波数，值为12；
(6)、发射端信号配置完成。
2.根据权利要求1所述的一种LTE下行同步数据发射配置方法，其特征是所述子带的RB个数NSRB由下式计算得到：
NSRB＝fix(NRB/N)，
其中，NSRB为子带宽RB个数，N表示子带个数，fix表示取整运算；
3.一种LTE下行同步数据接收方法，其特征是它包括以下步骤：
(1)、系统带宽与子带个数相关参数初始化配置；
(2)、搜索主同步信号，按照如下方式进行：
(2-1-1)、接收各子带的时域接收数据；
(2-1-2)、本地的3个原始的时域主同步信号进行IFFT变化；
(2-2)、将步骤(2-1-1)得到的各子带的时域接收数据分别与步骤(2-1-2)得到的本地的经过IFFT变化后3个原始的时域主同步信号进行相关匹配处理；
(2-3)、计算所有子带相关值的最大值，从而确定主同步序列，即小区组内ID值最大相关值所对应的子带即为当前基站配置的子带，获取子带序号ni，以及主同步信号的起始位置；
(3)、搜索辅同步信号，按照如下方式进行：
(3-1-1)、获取第ni子带对应频域的辅同步序列的接收信号；
(3-1-2)、待搜索的辅同步码字由子带序号决定，查表获取为ni的对应的所有原始辅同步码字，得到待搜索的辅同步码字序列个数为168/N个；
(3-2)、将步骤(3-1-2)得到的待搜索的辅同步码字与步骤(3-1-1)得到的接收信号互相关，互相关值最大的序列其所对应的序列号即为辅同步序列，即可确定小区组ID值
(4)、在第ni个子带对应的频域位置读取广播信号信息；
(5)、完成同步搜索过程。
4.根据权利要求3所述的一种LTE下行同步数据接收方法，其特征在于所述步骤(2-2)各子带的时域接收数据的得到过程为：首先设定小区搜索的起始位置并从小区搜索的起始位置开始，进行滑动搜索操作；然后每获取一个滑动窗内的接收数据，分别进行各个子带的窄带滤波操作，并进行下采样；最终获得各个子带的时域接收数据。
5.根据权利要求4所述的一种LTE下行同步数据接收方法，其特征在于所述滑动搜索过程中，滑动窗长为2048点。
6.根据权利要求4或5所述的任一种LTE下行同步数据接收方法，其特征在于所述下采样为128点。
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