CN106685570B - 一种td-lte系统的频点带宽联合检测方法 - Google Patents

一种td-lte系统的频点带宽联合检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TD‑LTE系统的频点带宽联合检测方法，包括对接收信号进行CP相关峰值检测，缩小有效频点搜索范围、初步判定系统工作带宽；检测主同步信号以及频谱边界处RSSI，确定系统中心频点和系统工作带宽。本发明采用TD‑LTE系统的频点带宽联合检测方法将系统中心频点检测和带宽检测联合在一起，节省了检测时间与计算资源，并且有相互促进及相互检验的作用，能够快速有效的获取TD‑LTE系统的工作频点及带宽。

Description

一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法
技术领域
本发明涉及无线通信，尤其是一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法。
背景技术
UE(用户终端)开机或进入新的覆盖区域时，通过初始小区搜索(ICS)过程与小区基站取得联系，获得通信必要的系统参数，这其中包括系统中心频点以及工作带宽。
TD-LTE(Time Division Long Term Evolution，分时长期演进)系统带宽有6种配置模式，对应不同的有效子载波数量、物理资源块(PRB)数量以及有效带宽，如表1所示。
表1
系统带宽/MHz 有效子载波 PRB数 有效带宽/MHz
1.4 72 6 1.08
3 180 15 2.7
5 300 25 4.5
10 600 50 9.0
15 900 75 13.5
20 1200 100 18
在频域，无论系统采用哪种带宽配置，主同步信号总是在中间的1.08MHz带宽发送，这样的设计使得UE可以在没有小区先验信息的情况下进行主同步信号检测。
根据标准TS 36.101，参数EARFN(E-UTRA Absolute Radio Frequency ChannelNumber)用来指示系统的中心频点，TD-LTE系统的信道栅格为100KHz，每单位EARFCN代表100KHz，EARFCN和系统中心频点真实值之间构成一一对应关系：
FC＝FC_low+0.1(NC-NOffs)MHz……………………(式1)
其中，TD-LTE系统上、下行占用相同的频段，FC(MHz)用以指示TD-LTE系统中心频点真实值，FC_low指示频段起始频率的真实值，NC即EARFCN值，NOffs为频率起始频率对应的EARFCN值。
由上式可见，系统工作频点为100KHz的整数倍。以某常用TD-LTE系统工作频段2575MHz-2635MHz为例，可用带宽为60MHz，则系统工作频点位置就存在60MHz/100KHz＝600种可能性。若直接进行全频段频点盲搜，将耗费大量时间和资源。
TD-LTE终端通常是在主、辅同步完成后，解调PBCH并获得系统带宽等参数。如果仅为了获得系统带宽而解调PBCH将耗费过多时间和资源。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，以加快频点搜索和带宽检测过程，减少频点搜索和带宽检测所需资源。
技术方案：一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：对接收信号进行CP相关峰值检测，缩小有效频点搜索范围、初步判定系统工作带宽；
步骤S2：检测主同步信号以及频谱边界处RSSI，确定系统中心频点和系统工作带宽。
进一步的，所述步骤S1包括以下子步骤：
步骤S1-1：在TD-LTE标准定义的工作中心频点范围上，以预设的频率间隔为分析带宽，接收一个数据帧长度的数据；
步骤S1-2：在每个TD-LTE标准定义的工作中心频点范围的分析带宽内进行CP相关峰值检测，保存检测值超过门限CP_CORR_THR的频点并按照CP相关峰值降序排列得到频点-CP相关峰表格；
步骤S1-3：根据CP相关峰值检测结果进行带宽初步判定。
进一步的，所述步骤S2包括以下子步骤：
步骤S2-1：在步骤S1-2得到频点-CP相关峰表格的频点周围以预设的频率间隔为搜索范围，设定细搜索频率间隔并得到细搜索频点，对每个细搜索频点进行主同步信号检测；
步骤S2-2：将主同步信号检测超过门限PSS_CORR_THRE的频点降序排列成中心频点表；
步骤S2-3：根据步骤S2-2得到的中心频点表以及步骤S1-3得到的带宽初步判定结果，进行频谱边界RSSI检测并与阈值RSSI_THR比较，确定系统中心频点、系统工作带宽；
步骤S2-4：对检测得到的系统中心频点和带宽进行有效性判断，若判断检测结果无效，则返回步骤S1。
进一步的，所述预设的频率间隔为5MHz或10MHz。
进一步的，所述细搜索频率间隔为100KHz。
有益效果：本发明采用TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法将系统中心频点检测和带宽检测联合在一起，节省了检测时间与计算资源，并且有相互促进及相互检验的作用，能够快速有效的获取TD-LTE系统的工作频点及带宽。
附图说明
图1是实施例1的流程图；
图2是TD-LTE信号中OFDM符号结构示意图；
图3是实施例2的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：以5MHz为频点间隔，以5MHz为分析带宽对接收信号进行CP相关峰值检测，缩小有效频点搜索范围、初步判定系统工作带宽。
步骤S2：检测主同步信号以及频谱边界处RSSI，确定系统中心频点和系统工作带宽。
如图3所示，上述步骤S1具体包括步骤S1-1，S1-2，S1-3；上述步骤S2具体包括步骤S2-1，S2-2，S2-3：
步骤S1-1：在TD-LTE标准定义的工作中心频点范围上，以预设的频率间隔为分析带宽，接收一个数据帧长度的数据；预设的频率间隔可以采用5MHz或10MHz，本实施例中选用5MHz；
步骤S1-2：在每个TD-LTE标准定义的工作中心频点范围的分析带宽内进行CP相关峰值检测，保存检测值超过门限CP_CORR_THR的频点并按照CP相关峰值降序排列得到频点-CP相关峰表格；
通过CP相关峰值检测的方法来检测TD-LTE信号中的OFDM符号，有较好的检测精度。TD-LTE信号中OFDM符号的CP(Cyclic Prefix，循环前缀)作为时域的保护间隔，是为了削弱多径时延引起的ISI(Inter Symbol Interference，码间干扰)的影响而引入的。TD-LTE系统有常规CP和扩展CP两种保护间隔选项，当OFDM符号的FFT大小为2048时，常规CP长度(FFT大小)为160和144这2种取值，扩展CP长度为512。这里以OFDM符号长度为N，CP长度为N1144为例说明CP相关峰值检测方法：
如图2所示，OFDM符号尾部长度为N1的A复制到前面A1部分作为CP。将两个相距一个OFDM符号长度的滑动窗口内的数据进行相关运算，完成CP和OFDM符号尾部重复部分的相关性检测，如式2所示，这里N为OFDM符号长度，N1为CP长度，r[n]为接收信号数据，R为CP相关检测归一化系数。理想情况下循环前缀A1与OFDM符号尾部部分A完全相同，因此归一化系数为1。
步骤S1-2通过对目标频段的接收数据进行OFDM符号的CP相关检测，可以达到对OFDM符号检测的目的，相比于直接进行接收信号强度RSSI检测，更能有效的对抗噪声干扰，准确度也更高。
步骤S1-3：根据CP相关峰值检测结果进行带宽初步判定。
系统工作在不同带宽的情况下，步骤S1-2的CP相关峰值检测可以产生不同的结果，这里步骤S1-3利用上述特征对带宽进行识别。当信号带宽为20MHz时，步骤S1-2的CP相关检测可以检测到中心频点附近有且仅有5个连续频点(这里检测的频点以5MHz为间隔)的CP相关峰值超过阈值CP_CORR_THR；当带宽为15MHz或者10MHz时，步骤S1-2的CP相关检测可以检测到中心频点附近有且仅有3个连续频点的CP相关峰值超过阈值CP_CORR_THR；当带宽为5MHz、3MHz或者1.4MHz时，步骤S1-2的CP相关检测只能检测到中心频点出的CP相关峰值超过阈值CP_CORR_THR。这里记中心频点附近有N_CPCORR个连续频点上CP相关检测值超过门限CP_CORR_THR，该值与系统工作带宽的关系如表2所示：
表2
这里CP相关阈值CP_CORR_THR为经验值，可适当调整。频点是否连续可以通过频点参数EARFN来判断。通过上述方法可以根据连续几个频点的CP相关峰值大小初步判断带宽，利用已有的计算结果缩小了带宽检测范围。
步骤S2-1：在步骤S1-2得到的频点-CP相关峰表格的频点周围以5MHz为搜索范围，设定细搜索频率间隔并得到细搜索频点，对每个细搜索频点进行主同步信号检测，本实施例中细搜索频率间隔为100KHz；
步骤S2-2：将主同步信号检测超过门限PSS_CORR_THRE的频点降序排列成中心频点表；
步骤S2-3：根据步骤S2-2得到的中心频点表以及步骤S1-3得到的带宽初步判定结果，进行频谱边界RSSI检测并与阈值RSSI_THR比较，确定系统中心频点、系统工作带宽；
由于步骤S2频点带宽细搜索的频点间隔为100KHz，步骤S2-3中需要对较多的频点进行检测，所以这里采用计算复杂度较低的RSSI检测方法，而不是步骤S1中使用的CP相关峰值检测方法。步骤S1中使用的CP相关峰值检测方法与RSSI检测方法相比，计算复杂度更高，但在精度上更有优势。在步骤S1的检测中需要检测的频点数量稍小，所以本发明在步骤S1采用了CP相关峰值检测来检测OFDM符号；而在步骤S2中需要检测的频点数量较大，而且已经有前面所述主同步信号检测结果作为依据，所以这里采用RSSI检测方法更合适。
这里通过计算频谱边界处RSSI检测确定信号带宽的具体情况分析如下：
若步骤S1-3中带宽初步判断为20MHz，则这里直接判断带宽为20MHz；
若步骤S1-3中带宽初步判断为15MHz或10MHz，则这里步骤S2-3在中心频点附近15MHz的带宽边界处检测RSSI，如果检测到接收信号强度RSSI超过阈值RSSI_THR，则带宽判定为15MHz，否则带宽判定为10MHz；
若步骤S1-3中带宽初步判断为5MHz、3MHz或1.4MHz，则先在中心频点附近5MHz带宽边界处检测RSSI，如果检测到接收信号强度RSSI超过阈值RSSI_THR，则带宽判定为5MHz，否则在中心频点附近3MHz带宽边界处检测RSSI，如果检测到接收信号强度RSSI超过阈值RSSI_THR，则带宽判定为3MHz，否则带宽判定为1.4MHz。
步骤S2-4：对检测得到的系统中心频点和带宽进行有效性判断，若判断检测结果无效，则返回步骤S1。
这里根据前面步骤检测得到的系统中心频点和带宽判断检测是否有效，如果UE工作的中心频点位于系统工作频段边界处，则有效的工作带宽需要保证工作频率不超过工作频段。如果步骤S2-4判断检测结果无效，则返回步骤S1重新开始检测过程。
本发明中CP相关峰值检测门限值CP_CORR_THR、主同步信号检测门限值PSS_CORR_THRE、RSSI检测门限值RSSI_THR均为经验值，可适当调整。
以上所述仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对接收信号进行循环前缀(CP)相关峰值检测，缩小有效频点搜索范围、初步判定系统工作带宽；
步骤S2：检测主同步信号以及频谱边界处RSSI，确定系统中心频点和系统工作带宽；
其中步骤S1包括以下子步骤：
步骤S1-1：在TD-LTE标准定义的工作中心频点范围上，以预设的频率间隔为分析带宽，接收一个数据帧长度的数据；
步骤S1-2：在每个TD-LTE标准定义的工作中心频点范围的分析带宽内进行CP相关峰值检测，保存检测值超过门限CP_CORR_THR的频点并按照CP相关峰值降序排列得到频点-CP相关峰表格；
步骤S1-3：根据CP相关峰值检测结果进行带宽初步判定；
其中步骤S2包括以下子步骤：
步骤S2-1：在步骤S1-2得到频点-CP相关峰表格的频点周围以预设的频率间隔为搜索范围，设定细搜索频率间隔并得到细搜索频点，对每个细搜索频点进行主同步信号检测；
步骤S2-2：将主同步信号检测超过门限PSS_CORR_THRE的频点降序排列成中心频点表；
步骤S2-3：根据步骤S2-2得到的中心频点表以及步骤S1-3得到的带宽初步判定结果，进行频谱边界RSSI检测并与阈值RSSI_THR比较，确定系统中心频点、系统工作带宽；
步骤S2-4：对检测得到的系统中心频点和带宽进行有效性判断，若判断检测结果无效，则返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，其特征在于，所述预设的频率间隔为5MHz或10MHz。
3.根据权利要求1所述的一种TD-LTE系统的频点带宽联合检测方法，所述细搜索频率间隔为100KHz。
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