CN106941707B - 一种基于fpga的小区搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，提供了一种基于FPGA的小区搜索方法及装置，该方法包括：根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；判断所述一次小区搜索是否成功；若所述一次小区搜索失败，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号；根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。通过基于FPGA，对经数字下变频处理器处理后的天线数据进行移位，并结合小区搜索过程的频偏校正和自动增益算法AGC处理，提高了小区搜索的成功率。

Description

一种基于FPGA的小区搜索方法及装置

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于FPGA的小区搜索方法及装置。

背景技术

在无线通信系统中，用户设备(User Equipment，简称UE)在开机或从信号盲区转至基站覆盖区域时，必须尽快搜索到一个合适的小区，然后与这个小区达到时隙和频率上的同步，并检测物理小区的标识，这个过程称为小区搜索过程。只有在完成小区初搜以后，UE才能后获取本小区以及邻近小区的更详细的信息。

目前，小区搜索的过程借助于主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)共同完成。首先，UE对接收到的主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)分别进行滤波和下采样，得到本地主同步信号序列和本地辅同步信号序列。然后，根据主同步信号序列进行符号定时估计和扇区ID检测，利用符号定时估计结果和扇区ID检测结果进行粗频偏估计，并利用粗频偏估计值对终端接收到的主同步信号序列和辅同步信号序列进行频偏校正。最后，联合使用主同步信号序列和辅同步信号序列进行小区组ID检测。

从目前小区搜索的过程可以看到，在小区搜索过程中要利用粗频偏估计值对终端接收到的主同步信号序列和辅同步信号序列进行频偏校正，并在数字域对接收到的信号进行自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)处理。但是，由于数字AGC可能会导致数据饱和，粗频偏调整也会导致突发信号的出现，因此，粗频偏调整和数字AGC都会导致出现小区搜索区域失败的情形，增加了小区搜索的失败率。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种基于FPGA的小区搜索方法机装置，以解决现有技术存在的小区搜索效果差、失败率高的问题。

为此目的，第一方面，本发明提供一种小电流接地系统故障选线方法，所述方法包括：

根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

判断所述一次小区搜索是否成功；

若所述一次小区搜索失败，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号；

根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

其中，在所述根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索之前，所述方法还包括：

对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

将所述采样信号转换为数字信号；

对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

其中，所述根据所述第一数字基带信号，进行一次小区搜索，包括：

根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。其中，所述基于现场可编门阵列FPGA，对所述数字基带信号进行移位，得到移位后的第二数字基带信号，包括：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

其中，所述方法还包括：

判断所述二次搜索小区是否成功；

若所述二次搜索小区失败，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到移位后的第三数字基带信号；

根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

判断所述三次小区搜索是否成功；

若所述三次小区搜索失败，执行所述根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

第二方面，本发明提供一种基于FPGA的小区搜索装置，所述装置包括：

一次搜索模块，用于根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

第一判断模块，用于判断所述一次小区搜索是否成功；

一次移位模块，用于在所述一次小区搜索失败时，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号；

二次搜索模块，用于根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

其中，所述装置还包括：

采样模块，用于对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

转换模块，用于将所述采样信号转换为数字信号；

变频处理模块，用于对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

其中，所述一次搜索模块，包括：

同步信号计算单元，用于根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

峰值计算单元，用于根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

符号定时同步单元，用于根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

频偏估计单元，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

校正单元，用于根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

小区组ID检测单元，用于根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

小区ID检测单元，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。

其中，所述一次移位模块，具体用于：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

其中，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断所述二次搜索小区是否成功；

二次移位模块，用于在所述二次搜索小区失败时，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第三数字基带信号；

三次小区搜索模块，用于根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

第三判断模块，用于判断所述三次小区搜索是否成功；

所述一次搜索模块，还用于在所述第三判断模块判断所述三次小区搜索失败时，根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

本发明提供的一种基于FPGA的小区搜索方法及装置，通过对经过数字下变频处理器处理后的天线数据进行相应的移位，再根据移位后的天线数据进行小区搜索，防止出现突发信号和数据饱和情况的出现，提高了小区搜索的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的基于FPGA的小区搜索方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的基于FPGA的小区搜索方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的基于FPGA的小区搜索装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1所示，本公开一实施例提供了一种基于FPGA的小区搜索方法，该方法包括如下步骤S1至S4：

S1、根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

S2、判断所述一次小区搜索是否成功；

具体地，若在一次小区搜索中，若检测到小区ID，则一次小区搜索成功，若没有检测到小区ID，则一次小区搜索失败。

可以理解的是，在一次小区搜索成功时，小区搜索结束。

S3、若所述一次小区搜索失败，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号；

可以理解的是，将数字基带信号进行移位，可以对数字基带信号进行放大或缩小。

S4、根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

需要说明的是，根据一次移位后的数字基带信号进行二次小区搜索的过程与根据数字基带信号进行一次小区的搜索过程相同。

本实施例提供的一种基于FPGA的小区搜索方法，通过根据数字基带信号进行小区搜索，并在小区搜索失败的时候，将数字基带信号进行移位处理，然后根据移位处理后的数字基带信号再进行小区搜索，提高了小区搜索的成功率。

在本实施例中，在步骤S1：“根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索”之前，还包括图中未示出的如下步骤S01至S03：

S01、对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

具体地，AL的取值为2，每个无线帧的时长为10ms，一个子帧的时长为1ms，得到的是时长为21ms的采样信号。

具体地，采样信号为rx[AL*FrameLen+SubFrameLen]，其中，FrameLen取值为307200，SubFrameLen取值为30720。

S02、将所述采样信号转换为数字信号；

需要说明的是，采样的到的信号仍为模拟信号。

具体地，通过模数转换器ADC将采样信号转换为数字信号。

S03、对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

具体地，通过数字下变频处理器DDC对采样信号的每个子帧进行下变频处理，得到数字基带信号。

在本实施例中，步骤S1：“根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索”具体包括图中未示出的如下子步骤S11至S17：

S11、根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

S12、根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

需要说明的是，三个本地主同步信号序列是预先存储在本地的。

S13、根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

S14、根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

S15、根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

S16、根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

S17、根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。

在本实施例中，步骤S3：“若所述一次小区搜索失败，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号”，具体包括：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

需要说明的是，将数字基带信号左移一位，能将数字基带信号放大两倍。

如图2所示，本发明另一公开实施例提供了一种基于FPGA的小区搜索方法，该方法在上述实施例步骤S4：“根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索”之后，还包括如下步骤S5至S9：

S5、判断所述二次搜索小区是否成功；

可以理解的是，若二次搜索小区成功，则小区搜索结束。

S6、若所述二次搜索小区失败，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到移位后的第三数字基带信号；

S7、根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

需要说明的是，三次小区搜索的过程与上述实施例中的一次小区搜索的过程相同。

S8、判断所述三次小区搜索是否成功；

可以理解的是，若三次小区搜索成功，则小区搜索结束。

S9、若所述三次小区搜索失败，执行所述根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

需要说明的是，经过一次小区搜索、二次小区搜索、三次小区搜索后，小区搜索的成功率99％。

需要说明的是，若三次小区搜索失败，重新执行步骤S1：“根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索”，直至小区搜索成功。

需要说明的是，本实施例中对数字基带信号分别进行左移一位和左移两位的处理，但本实施例不限定对数字基带信号移位的次数和位数，本领域技术人员可根据实际情况对数字基带信号进行移位处理。

本实施例提供的一种基于FPGA的小区搜索方法，在对经过数字下变频处理器处理后的数字基带信号进行一次移位处理，进行小区搜索失败时，对经过数字下变频处理器处理后的数字基带信号进行二次移位处理，然后对二次移位处理后的数字基带信号进行小区搜索，使得小区搜索成功率为99％以上，进一步地提高了小区搜索的成功率。

如图3所示，本发明另一公开实施例提供一种基于FPGA的小区搜索装置，该装置包括：一次搜索模块10、第一判断模块20、一次移位模块30以及二次搜索模块40；

一次搜索模块10，用于根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

第一判断模块20，用于判断所述一次小区搜索是否成功；

一次移位模块30，用于在所述一次小区搜索失败时，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行移位，得到第二数字基带信号；

二次搜索模块40，用于根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

本实施例提供的一种基于FPGA的小区搜索装置，通过首先根据数字基带信号进行小区搜索，并在小区搜索失败的时候，将数字基带信号进行移位处理，然后根据移位处理后的数字基带信号再进行小区搜索，提高了小区搜索的成功率。

在本实施例中，该装置还包括图中未示出的：采样模块01、转换模块02以及变频处理模块03；

采样模块01，用于对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

转换模块02，用于将所述采样信号转换为数字信号；

变频处理模块03，用于对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

在本实施例中，一次搜索模块10，具体包括图中未示出的：同步信号计算单元101、峰值计算单元102、符号定时同步单元103、频偏估计单元104、校正单元105、小区组ID检测单元106以及小区ID检测单元107；

同步信号计算单元101，用于根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

峰值计算单元102，用于根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

符号定时同步单元103，用于根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

频偏估计单元104，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

校正单元105，用于根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

小区组ID检测单元106，用于根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

小区ID检测单元107，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。

在本实施例中，一次移位模块30，具体用于：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

在本实施例中，该装置还包括图中未示出的：第二判断模块50、二次移位模块60、三次小区搜索模块70、第三判断模块80以及第三判断模块90；

第二判断模块50，用于判断所述二次搜索小区是否成功；

二次移位模块60，用于在所述二次搜索小区失败时，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第三数字基带信号；

三次小区搜索模块70，用于根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

第三判断模块80，用于判断所述三次小区搜索是否成功；

所述一次搜索模块90，还用于在所述第三判断模块判断所述三次小区搜索失败时，根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

本实施例提供的一种基于FPGA的小区搜索装置，在对经过数字下变频处理器处理后的数字基带信号进行一次移位处理，进行小区搜索失败时，对经过数字下变频处理器处理后的数字基带信号进行二次移位处理，然后对二次移位处理后的数字基带信号进行小区搜索，使得小区搜索成功率为99％以上，进一步地提高了小区搜索的成功率。

需要说明的是，本文中“第一”、“第二”和“第三”以及“一次”、“二次”和“三次”仅仅用来区分名称相同的实体或操作，并不暗示这些实体或操作之间顺序或关系。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于FPGA的小区搜索方法，其特征在于，所述方法包括：

根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

判断所述一次小区搜索是否成功；

若所述一次小区搜索失败，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行左移，得到第二数字基带信号；

根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索之前，所述方法还包括：

对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

将所述采样信号转换为数字信号；

对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数字基带信号，进行一次小区搜索，包括：

根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于现场可编门阵列FPGA，对所述数字基带信号进行移位，得到移位后的第二数字基带信号，包括：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述二次搜索小区是否成功；

若所述二次搜索小区失败，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到移位后的第三数字基带信号；

根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

判断所述三次小区搜索是否成功；

若所述三次小区搜索失败，执行所述根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

6.一种基于FPGA的小区搜索装置，其特征在于，所述装置包括：

一次搜索模块，用于根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索；

第一判断模块，用于判断所述一次小区搜索是否成功；

一次移位模块，用于在所述一次小区搜索失败时，则基于现场可编门阵列FPGA，对所述第一数字基带信号进行左移，得到第二数字基带信号；

二次搜索模块，用于根据所述第二数字基带信号，进行二次小区搜索。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

采样模块，用于对接收到的模拟信号进行采样，得到AL个无线帧和一个子帧的采样信号，AL为预设常数；

转换模块，用于将所述采样信号转换为数字信号；

变频处理模块，用于对所述数字信号进行下变频处理，得到第一数字基带信号。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一次搜索模块，包括：

同步信号计算单元，用于根据所述第一数字基带信号，得到同步信号序列，所述同步信号序列包括主同步信号序列和辅同步信号序列；

峰值计算单元，用于根据所述主同步信号序列，分别计算所述主同步信号序列与三个本地主同步信号序列的相关峰的峰值；

符号定时同步单元，用于根据所述峰值中的最大峰值，确定所述最大峰值对应的扇区ID，并根据所述最大峰值的相关峰位置，得到符号定时同步结果；

频偏估计单元，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述符号定时同步结果，得到频偏估计值；

校正单元，用于根据所述频偏估计值，对所述辅同步信号序列进行频偏校正，得到频偏校正后的辅同步信号序列；

小区组ID检测单元，用于根据所述频偏校正后的辅同步信号序列，进行小区组ID检测，得到小区组ID；

小区ID检测单元，用于根据所述最大峰值对应的扇区ID和所述小区组ID，得到小区ID。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一次移位模块，具体用于：

基于FPGA，将所述第一数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第二数字基带信号。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断所述二次搜索小区是否成功；

二次移位模块，用于在所述二次搜索小区失败时，则基于FPGA，将所述第二数字基带信号左移一位，并在末位补零，得到第三数字基带信号；

三次小区搜索模块，用于根据所述第三数字基带信号，进行三次小区搜索；

第三判断模块，用于判断所述三次小区搜索是否成功；

所述一次搜索模块，还用于在所述第三判断模块判断所述三次小区搜索失败时，根据接收到的第一数字基带信号，进行一次小区搜索。

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