CN106534031A - 一种低复杂度的lte下行帧同步方法 - Google Patents

一种低复杂度的lte下行帧同步方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106534031A
CN106534031A CN201611074716.1A CN201611074716A CN106534031A CN 106534031 A CN106534031 A CN 106534031A CN 201611074716 A CN201611074716 A CN 201611074716A CN 106534031 A CN106534031 A CN 106534031A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
master sync
frame synchronization
sync signal
sampled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611074716.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106534031B (zh
Inventor
张祖凡
刘轩
何维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Post and Telecommunications
Original Assignee
Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Post and Telecommunications filed Critical Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority to CN201611074716.1A priority Critical patent/CN106534031B/zh
Publication of CN106534031A publication Critical patent/CN106534031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106534031B publication Critical patent/CN106534031B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/0035—Synchronisation arrangements detecting errors in frequency or phase

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

本发明请求保护一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，属于移动通信技术领域，涉及LTE同步技术。为降低复杂度，实现快速有效的帧同步，本发明对接收信号进行降采样处理，对本地三组主同步信号相叠加，利用主同步信号采用部分相关的方法完成粗定时，结合粗定时点采用粗定时相同的方法获取主同步信号的位置，并完成半帧同步和获取扇区标识；根据主同步信号所在的符号判定循环前缀类型，并进一步获悉辅同步信号所在符号；分别检测前后两组辅同步信号获取帧同步和小区标识。本发明采用降采样、主同步信号相叠加和异或降低了帧同步的实现复杂度。

Description

一种低复杂度的LTE下行帧同步方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种复杂度低的长期演进(LongTermEvolution,LTE)下行的帧同步方法。
背景技术
正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是LTE的关键技术之一，而同步的优劣直接影响到OFDM系统的性能。OFDM的同步主要采用训练序列来完成，LTE利用主辅同步信号来进行下行同步。主同步信号具备良好自相关性，前后5ms半帧的主同步信号相同；前后5ms半帧的辅同步信号不同，可以利用主同步信号进行半帧同步；利用辅同步信号完成帧同步。
传统的主同步信号半帧同步方法是利用本地生成的三组主同步信号和接收信号分别进行互相关，获取其峰值索引，得到半帧定时点和小区扇区标识而辅同步信号的帧同步方法分别根据常规循环前缀和扩展循环前缀来获取辅同步信号位置，利用接收的辅同步信号和本地生成的336组辅同步信号分别进行互相关，搜索峰值完成帧同步和小区组标识的确定，并进一步得到小区标识和判别循环前缀类型。但是这种方法一方面利用三组主同步信号分别和接收信号进行互相关，复杂度随着带宽增加而变高，并且频偏会导致互相关性能下降；另一方面，辅同步信号检测首先需要根据循环前缀类型来确定位置，而辅同步信号的位置需要遍历两种循环前缀类型来得到，增加了复杂度，从而使帧同步复杂度高，降低同步速度，影响系统性能。
发明内容
本发明针对上述技术的复杂度高的缺陷，设计一种低复杂度的LTE下行帧同步方法。该方法可以有效降低帧同步复杂度，提高同步速度，并且达到较好的同步性能。
为了实现上述目的本发明技术方案的步骤：
A、接收端对接收信号r进行降采样得到降采样信号同时，将本地生成的三组主同步信号相加得到本地叠加主同步信号。
B、粗定时模块利用降采样信号和本地叠加主同步信号进行部分相关运算，获得相关值，根据相关值与降采样倍数获取粗定时点；具体以降采样后的半帧长度为窗口，搜索窗口内相关值的峰值，将该峰值乘以降采样倍数作为粗定时点
C、细定时模块结合接收信号r和粗定时点，在粗定时点前后开窗，利用部分相关方法计算相关值，确定细定时点，并结合粗定时点和细定时点确定主同步信号定时位置。
D、循环前缀检测模块根据步骤C获得的主同步信号位置进行循环前缀类型的判定。
E、辅同步信号检测模块利用主同步信号位置和循环前缀类型得到辅同步信号位置，进行辅同步信号检测完成帧同步并获得小区标识。
上述降采样包括对不同带宽20/15/10/5/3/1.4M的LTE下行接收信号r对应进行16/12/8/4/2/1倍降采样。其中20/15/10/5/3/1.4M表示20或15或10或5或3或1.4M，16/12/8/4/2/1同理。
所述相关值由以下公式获得Cor(d)表示相关值，表示降采样信号，表示本地三组主同步信号相叠加的信号的共轭，M表示部分相关算法等分的部分数，N表示降采样后的信号快速傅里叶变换点数，d为定时滑动位置，n为部分相关算法每个部分内的序列顺序，m为部分相关算法的各个部分之间的顺序。
具体地，上述主同步信号定时位置为 表示主同步信号定时位置，表示粗定时点，表示细定时点，Nwin表示开窗点数大小。
还包括根据主同步信号定时位置得到接收的时域主同步信号，快速傅里叶变换到频域，截取频域主同步信号后分别与所述本地生成的三组主同步信号进行互相关运算，根据运算结果确定小区扇区标识
在本发明的具体实施例中，所述辅同步信号检测的步骤包括：
根据主同步信号定时位置和循环前缀类型获得接收的时域主同步信号和辅同步信号，然后进行FFT变换到频域，提取频域主同步信号和辅同步信号；
根据本地主同步信号和频域主同步信号进行接收辅同步信号的信道估计，恢复接收辅同步信号；
对接收辅同步信号截取其I路，估计辅同步信号；
对辅同步信号的偶数位进行一次解扰得到序号然后对其奇数位进行二次解扰得到序号
根据和完成帧同步，并获得小区标识
本发明在帧同步过程中采用降采样、本地主同步信号叠加和异或操作的方式降低复杂度，利用部分相关算法对抗频偏的影响，采用干扰消除降低辅同步信号检测的影响，因此在低复杂度下能够保持较为稳定的性能。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为细定时同步示意图；
图3为循环前缀类型检测示意图；
图4为辅同步信号检测流程。
具体实施方式
在LTE系统中，由主同步信号和辅同步信号完成下行同步。利用主同步信号完成半帧同步，辅同步信号完成帧同步，但是一般的同步算法确复杂度高，影响系统性能。本发明在半帧同步过程中采用降采样和本地主同步信号叠加的方式降低复杂度，利用部分相关算法对抗频偏的影响；在帧同步过程中采用异或操作的方式降低检测复杂度。因此可以在不同带宽下保持较为稳定的性能。
参见图1，本发明获取下行帧同步的方法具体包括如下步骤：对接收信号进行降采样处理，对本地三组主同步信号相叠加，利用主同步信号采取部分相关的方法完成粗定时，结合粗定时点采用粗定时相同的方法获取主同步信号的位置，并完成半帧同步和获悉小区扇区标识根据主同步信号所在的符号判定循环前缀类型，并进一步得到辅同步信号所在符号；分别检测前后两组辅同步信号获得帧同步和小区标识本发明利用降采样、主同步信号相叠加和异或运算降低了帧同步的实现复杂度。
接收端对六种不同带宽(20/15/10/5/3/1.4M)的LTE下行接收信号r进行相对应的16/12/8/4/2/1倍降采样处理，使其降采样后的FFT点数N为128，得到降降采样信号同时，对本地生成的三组主同步信号按照公式相加，spss表示本地三组主同步信号相叠加的信号，分别表示根序列值为25、29和34的主同步信号。
粗定时模块根据接收信号和本地叠加的主同步信号spss进行部分相关运算，获得相关值，表示为
其中M表示等分的部分数，为2的次幂，N表示降采样后的FFT点数，Cor(d)表示相关值，表示降采样信号，本地三组时域主同步信号相叠加的信号的共轭，d为定时滑动位置，n为部分相关算法每个部分内的序列顺序，m为部分相关算法的各个部分之间的顺序。以降采样后的半帧长度为窗口，搜索窗口内相关值Cor的峰值索引，并将峰值乘以降采样倍数作为粗定时点
参见图2细定时同步示意图，细定时模块结合接收信号r和粗定时点在粗定时点前0.5Nwin点和后Nwin(Nwin表示开窗大小)点开大小为1.5Nwin点的窗，采用当前带宽下的理想FFT点数Nfft作为滑动窗和本地叠加主同步信号spss利用粗定时相同的相关方法，分成M部分计算相关值并搜索峰值得到细定时点结合粗定时点和细定时点的结果可以获得主同步信号定时位置根据主同步信号定时位置得到接收主同步信号符号，FFT变换到频域并截取频域主同步信号，使频域主同步信号与本地三组主同步信号分别进行互相关运算，比较三个相关值大小确定主同步信号根序列值u和小区扇区标识
参见图3循环前缀检测示意图，按照常规循环前缀长度和扩展循环前缀长度分别截取接收的时域主同步信号所在的符号的循环前缀和尾部数据，其中C为接收的时域主同步信号符号中除去循环前缀长度的尾部数据后的符号。在常规循环前缀情况下得到A1和A2，在扩展循环前缀下得到B1+A1和B2+A2，对于扩展循环前缀，进一步截取循环前缀和尾部数据分别得到B1和B2，计算两种循环前缀类型的相关值，常规循环前缀的相关值运算采用公式：
扩展循环前缀的相关值运算采用公式：
r*表示接收信号的共轭，Nfft表示当前带宽下理想FFT点数大小，NnCP和NeCP分别为常规和扩展循环前缀长度，再进行比较RnCP和ReCP的值，判定循环前缀类型。
参见图4辅同步同步信号检测流程图，具体包括如下步骤：
步骤301，接收端根据半帧定时点和循环前缀类型获取主同步信号和辅同步信号所在符号的位置，FFT变换到频域并提取频域主同步信号Ypss和辅同步信号Ysss；
步骤302，按照扇区标识生成本地主同步信号Xpss，调用公式Hpss(k)＝Ypss(k)/Xpss(k)得到信道估计结果Hpss，并作为辅同步信号的信道估计结果Hsss；调用公式Xsss(k)＝Ysss(k)/Hsss(k)得到接收辅同步信号Xsss；
步骤303，截取接收辅同步信号Xsss的I路，调用符号函数得到序列SS，利用公式dsss(k)＝(1-SS(k))/2得到估计的频域辅同步信号dsss；
步骤304，分别提取估计的频域辅同步信号的偶数位和奇数位，获得偶数位序列dsss(2k)和奇数位序列dsss(2k+1)；
步骤305，根据扇区标识生成扰码序列c0，对偶数位序列dsss(2k)进行解扰得到与本地生成的31组m序列异或，其最小值的索引即估计的根据扇区标识生成的扰码序列c1和生成的扰码序列解扰奇数位序列dsss(2k+1)，再和本地31组m序列进行异或并估计得到
步骤306，按照估计的和的大小完成帧定时并确定小区组标识进一步得到小区标识其计算公式为
本发明提出的一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，实现下行接收信号从半帧同步到帧同步的过程，相应的同步方法具有复杂度低，性能优良的特点，为其应用提供了一种简单而有效的解决方案。

Claims (7)

1.一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、接收端对接收信号r进行降采样得到降采样信号同时，将本地生成的三组主同步信号相加得到本地叠加主同步信号；
B、粗定时模块利用降采样信号和本地叠加主同步信号进行部分相关运算，获得相关值，根据相关值与降采样倍数获取粗定时点；
C、细定时模块结合接收信号r和粗定时点，在粗定时点前后开窗，利用部分相关方法计算相关值，确定细定时点，并结合粗定时点和细定时点确定主同步信号定时位置；
D、循环前缀检测模块根据步骤C获得的主同步信号位置进行循环前缀类型的判定；
E、辅同步信号检测模块利用主同步信号位置和循环前缀类型得到辅同步信号位置，进行辅同步信号检测完成帧同步并获得小区标识。
2.根据权利要求1所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：所述降采样包括对不同带宽20/15/10/5/3/1.4M的LTE下行接收信号r对应进行16/12/8/4/2/1倍降采样。
3.根据权利要求1所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：所述相关值由以下公式获得Cor(d)表示相关值，表示降采样信号，表示本地三组主同步信号相叠加的信号的共轭，M表示部分相关算法等分的部分数，N表示降采样后的信号快速傅里叶变换点数，d为定时滑动位置，n为部分相关算法每个部分内的序列顺序，m为部分相关算法的各个部分之间的顺序。
4.根据权利要求1或3所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：所述根据相关值与降采样倍数获取粗定时点，具体为：以降采样后的半帧长度为窗口，搜索窗口内相关值的峰值，将该峰值乘以降采样倍数作为粗定时点
5.根据权利要求1所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：所述主同步信号定时位置为 表示主同步信号定时位置，表示粗定时点，表示细定时点，Nwin表示开窗点数大小。
6.根据权利要求5所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：还包括根据主同步信号定时位置截取接收的频域主同步信号，分别与所述本地生成的三组主同步信号进行互相关运算，根据运算结果确定小区扇区标识
7.根据权利要求6所述一种低复杂度的LTE下行帧同步方法，其特征在于：所述辅同步信号检测的步骤包括：
根据主同步信号定时位置和循环前缀类型获得接收的时域主同步信号和辅同步信号，然后进行FFT变换到频域，提取频域主同步信号和辅同步信号；
根据本地主同步信号和频域主同步信号进行接收辅同步信号的信道估计，恢复接收辅同步信号；
对接收辅同步信号截取其I路，估计辅同步信号；
对估计的辅同步信号的偶数位进行一次解扰得到序号然后对其奇数位进行二次解扰得到序号
根据和完成帧同步，并获得小区标识
CN201611074716.1A 2016-11-29 2016-11-29 一种低复杂度的lte下行帧同步方法 Active CN106534031B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611074716.1A CN106534031B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种低复杂度的lte下行帧同步方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611074716.1A CN106534031B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种低复杂度的lte下行帧同步方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106534031A true CN106534031A (zh) 2017-03-22
CN106534031B CN106534031B (zh) 2019-11-12

Family

ID=58355125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611074716.1A Active CN106534031B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种低复杂度的lte下行帧同步方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106534031B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107959649A (zh) * 2017-12-13 2018-04-24 北京智芯微电子科技有限公司 Ofdm系统接收机中的符号定时同步简化方法
CN109474984A (zh) * 2017-09-07 2019-03-15 展讯通信（上海）有限公司 主同步信号检测方法及装置、用户终端及可读存储介质
CN110830408A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 天津德力仪器设备有限公司 一种应用于embms系统中快速捕获cas的方法
CN110912645A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种基于sdr平台的5g nr下行同步方法及系统
CN111107033A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 重庆邮电大学 一种5g系统下行帧定时同步方法
CN114024644A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 北京中科晶上科技股份有限公司 辅助同步序列的检测方法与装置
CN114070702A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 重庆市信息通信咨询设计院有限公司 一种基于叠加与快速频域相关联合的pss检测方法
CN114339979A (zh) * 2021-12-04 2022-04-12 浙江三维利普维网络有限公司 小区搜索方法、装置、电子装置和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834657A (zh) * 2010-04-01 2010-09-15 复旦大学 一种3gpp lte下行初始主同步检测方法
CN105830375A (zh) * 2013-12-20 2016-08-03 株式会社秀利得 长期演进技术帧同步检测方法及装置、应用该方法及装置的中继装置
US9702965B2 (en) * 2014-01-28 2017-07-11 Intel IP Corporation Method and related mobile device for reference signal time difference based localization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834657A (zh) * 2010-04-01 2010-09-15 复旦大学 一种3gpp lte下行初始主同步检测方法
CN105830375A (zh) * 2013-12-20 2016-08-03 株式会社秀利得 长期演进技术帧同步检测方法及装置、应用该方法及装置的中继装置
US9702965B2 (en) * 2014-01-28 2017-07-11 Intel IP Corporation Method and related mobile device for reference signal time difference based localization

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶欢: "LTE系统中下行同步的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
郭伟: "TD-LTE系统中同步技术的研究与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109474984A (zh) * 2017-09-07 2019-03-15 展讯通信（上海）有限公司 主同步信号检测方法及装置、用户终端及可读存储介质
CN107959649A (zh) * 2017-12-13 2018-04-24 北京智芯微电子科技有限公司 Ofdm系统接收机中的符号定时同步简化方法
CN107959649B (zh) * 2017-12-13 2020-09-11 北京智芯微电子科技有限公司 Ofdm系统接收机中的符号定时同步简化方法
CN110830408A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 天津德力仪器设备有限公司 一种应用于embms系统中快速捕获cas的方法
CN110912645A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种基于sdr平台的5g nr下行同步方法及系统
CN111107033A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 重庆邮电大学 一种5g系统下行帧定时同步方法
CN111107033B (zh) * 2019-12-20 2022-04-01 重庆邮电大学 一种5g系统下行帧定时同步方法
CN114024644A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 北京中科晶上科技股份有限公司 辅助同步序列的检测方法与装置
CN114070702A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 重庆市信息通信咨询设计院有限公司 一种基于叠加与快速频域相关联合的pss检测方法
CN114070702B (zh) * 2021-11-17 2024-05-24 重庆市信息通信咨询设计院有限公司 一种基于叠加与快速频域相关联合的pss检测方法
CN114339979A (zh) * 2021-12-04 2022-04-12 浙江三维利普维网络有限公司 小区搜索方法、装置、电子装置和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN106534031B (zh) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106534031A (zh) 一种低复杂度的lte下行帧同步方法
CN108123774B (zh) 一种窄带物联网下行同步方法及其系统
CN101018225B (zh) Ofdm符号和频率同步方法
CN103701733B (zh) 一种td‑lte中继系统频偏估计的方法
CN104125190B (zh) 适于低信噪比信道环境的ofdm系统符号定时同步实现方法
CN100559784C (zh) 用于估计帧的开始的设备和方法
CN101272369B (zh) 前导码检测和整数倍载波频偏估计装置和方法
CN104618289B (zh) 用于主同步信号检测的方法及装置
CN102695263B (zh) 一种鲁棒的lte系统下行定时同步方法
CN107231326A (zh) 一种NB‑IoT系统下行链路中的小区搜索系统
CN101651650B (zh) 一种同步与频偏的联合估计方法及装置
CN111132272A (zh) 一种5g nr系统小区搜索定时同步方法
CN1917491B (zh) 利用训练循环前缀的ofdm同步方法
CN101394391B (zh) 基于四维混沌系统的ofdm同步方法
JP2009065673A (ja) Ｏｆｄｍ受信器のｃｆｏ同期化方法及び装置
CN103338508B (zh) 一种联合频偏估计方法及系统
CN101883412A (zh) Lte在高速移动条件下初始小区搜索方法
CN102461102A (zh) Lte通信网络中根据pss信号的信道估计过程及其接收器
CN101778066B (zh) 基于物理层前导优化的同步方法及系统
CN102340796B (zh) 辅同步信道检测方法及装置
CN107872418A (zh) 一种用于ofdm通道的时频同步方法
CN103905363A (zh) 辅同步信号检测方法、装置和网络模式判断方法
CN101394198B (zh) 一种对存在较大频偏的块信号的频偏捕获方法
CN102438296B (zh) 一种fdd-lte改进型辅同步信号检测的小区搜索方法
CN105791201A (zh) Lte/lte-a系统中上行信号的盲同步方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant