CN108988979B

CN108988979B - 一种全频段扫频方法、装置及小基站

Info

Publication number: CN108988979B
Application number: CN201810747700.5A
Authority: CN
Inventors: 刘海溶; 吕奎; 许进
Original assignee: Shenzhen Lei Nuo Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Lei Nuo Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: CN108988979A

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种全频段扫频方法、装置及小基站。所述方法包括：生成扫描频点列表；逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理。本发明能减少小区精确搜索的搜索个数，避免虚检小区带来的盲解广播消息带来的大量时间开销，缩短搜索时间，提高扫频速度；且不需要对每个频点都测量RSSI值，从而减少扫频时间开销。又由于不根据RSSI门限来确定是否存在小区，因此极大地降低漏检概率。

Description

一种全频段扫频方法、装置及小基站

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种全频段扫频方法、装置及小基站。

背景技术

小基站(Small Cell)是由运营商提供的低功耗无线接入点的总称，它们可以工作于授权频谱，也可以是工作于运营商级的非授权频谱的WiFi接入点，小基站通常的覆盖范围为10米到几百米。小基站具有低功耗、短覆盖特点，可以作为宏基站覆盖盲点的补充，一方面能够给用户带来高速访问网络的体验，另一方面，能够为运营商提供灵活的室内和室外部署，提高频谱利用率，能够降低宏网的流量压力。相对于直放站对信号的简单放大，小基站已经成为运营商高效优化组网的技术手段。特别是面向下一代移动通信5G网络低时延、大容量、万物互联、以及由于高频载波带来小区覆盖面积变小等特点，可以预见的未来，小基站将会得到更大的应用。

小基站有多种产品形态，包括Femto Cell、Pico Cell、Micro Cell等，不管是哪种形态的产品，设备上电的时候，都需要具备获取当前存在物理小区标识(Physical CellIdentifier，PCI)功能以及获取邻小区列表功能，这样，在小基站组网的时候，可以“即插即用”自动部署，运营商省去人工参与网络维护的成本。LTE(Long Term Evolution，长期演进)标准协议，支持频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)和时分双工(TimeDivision Duplexing，TDD)两种双工模式，在不同的频段上定义了可用的频点号。设备上电后并不知道哪个频点可用，需要对可用的频点号进行逐一扫频并尝试进行小区搜索，确定小区存在后，再进行解广播消息，以获取该小区广播的邻区列表。

常见的扫频方法，直接测量该频点时域信号的接收信号强度指示(ReceivedSignal Strength Indicator，RSSI)，根据经验值设定RSSI门限，当接收信号RSSI大于某个门限时，即认为当前频点可能存在小区驻扎，然后尝试进行小区搜索，确定PCI和解广播消息。如果解不出PCI或者解不出广播消息则进行下一个频点扫频处理，直至循环扫完所有频点。此种方法受限于RSSI的门限设定值，会出现一定的虚检和漏检。为了确保能检到小区，往往将门限设小，此时有可能将干扰信号视为有用信号，带来虚检，虚检出来的假小区，会进入下一步的解广播流程，解广播流程会有一个盲解物理广播信道(Physical broadcast channel，PBCH)的过程，消耗大量的时间开销。如果门限设得过大，检测不到周围接收功率较小的小区，则会造成漏检。现有技术对此种方法的改进是先对所有频点测量RSSI，并判断该频点的RSSI是否大于门限，如果大于门限则保存当前频点RSSI，对保存的RSSI进行排序，然后再逐一频点进行小区搜索、参考信号接收功率(ReferenceSignal Receiving Power，RSRP)测量、解广播。可以看到，改进后的方法仍然对每一个频点计算RSSI，而且同样存在虚检、漏检，以及由于虚检带来后续处理的大量时间开销问题。

另外一种常用方法是连续频域带宽检测法，首先将大于一定RSSI门限的时域采样信号分为多个组，并用傅立叶变换获得频域数据，然后将多组频域数据累加，在累加后的频域数据上检测连续一段频域的功率谱，当功率谱大于一定门限，并且大于门限的连续带宽符合标准定义的几种带宽时，则认为该频段驻扎有小区。此种方法，为了降低漏检概率，仍然需要首先计算接收信号的RSSI，大于一定门限时才对信号进行傅立叶变换，然后合并多组频域数据才得到功率谱，总得来看运算量并不少，而且同样存在当驻存小区RSSI信号太弱时，连续带宽内功率谱过低而出现漏检概率高的现象。此外，当接收信号边沿频带存在干扰信号时，会使得计算出来的中心频点与实际的中心频点错位，从而使得接收信号解不出小区而出现漏检现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全频段扫频方法、装置、计算机可读存储介质及小基站，旨在解决存在现有技术的扫频方法存在虚检、漏检，以及由于虚检带来后续处理的大量时间开销的问题。

第一方面，本发明提供了一种全频段扫频方法，所述方法包括：

生成扫描频点列表；

逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；

逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理。

第二方面，本发明提供了一种全频段扫频装置，所述装置包括：

生成模块，用于生成扫描频点列表；

初步搜索模块，用于逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；

处理模块，用于逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理。

第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的全频段扫频方法的步骤。

第四方面，本发明提供了一种小基站，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的全频段扫频方法的步骤。

在本发明中，由于先逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；然后再逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量和小区精确搜索。因此能减少小区精确搜索的搜索个数，避免虚检小区带来的盲解广播消息带来的大量时间开销，缩短搜索时间，提高扫频速度；且不需要对每个频点都测量RSSI值，从而减少扫频时间开销。又由于不根据RSSI门限来确定是否存在小区，因此极大地降低漏检概率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的全频段扫频方法的流程图。

图2是显示了PSS和SSS在无线系统帧中的相对位置的示意图。

图3是本发明实施例二提供的全频段扫频装置的功能模块框图。

图4是本发明实施例四提供的小基站的具体结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例一提供的全频段扫频方法包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的全频段扫频方法并不以图1所示的流程顺序为限。

S101、生成扫描频点列表。

本发明实施例一提供的全频段扫频方法尤其适用于LTE网络，支持FDD和TDD两种双工模式。也适用于无线Mesh网络(无线网状网络)等。

LTE协议针对每个频带(Band)定义了起始频点号和结束频点号，每个频点号对应具体的物理载波工作频率，该工作频率即为射频器件的工作频点。

S101具体可以为：设置起始扫描频点号和结束扫描频点号，生成扫描频点列表。

在本发明实施例一中，S101之后，所述方法还可以包括以下步骤：

设置射频器件的初始自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)的接收增益值(Receive Gain，RXGAIN)＝G，G为一常数值。

S102、逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表。

在本发明实施例一中，S102具体为：

逐一根据扫描频点列表中的频点号确定双工模式为FDD或TDD，将频点号对应的物理载波工作频率配置给射频器件，确定所有能够解码出PCI的频点，将所有能够解码出PCI的频点作为潜在小区候选频点列表中的候选频点。

小区初步搜索的目的仅是判断当前频点是否存在小区。LTE的主同步信号(Primary Synchronization Signal，PSS)以5ms周期发送，辅同步信号(SecondarySynchronization Signal，SSS)在子帧0和子帧5发送的信号不同，可以认为子帧0和子帧5各自以10ms周期发送，小区初步搜索的时候采用PSS确定5ms边界，再用SSS确定10ms边界。在本发明实施例一中，小区初步搜索仅作为判断当前频点是否有小区驻存的依据，并不需要精确检测当前频点有几个小区驻存，因此确定能够解码出PCI的频点具体可以为：

在当前频点接收大于预设时长(例如11ms)的数据帧；生成本地PSS序列，与接收的数据帧进行滑动相关，求PSS滑动相关峰值，确定相关峰值大于门限时的接收PSS生成根序号；

根据PSS相关峰值确定接收的数据帧中的SSS数据位置，根据SSS数据位置截取接收到的SSS数据；

生成本地SSS序列，与接收到的SSS数据进行滑动相关，确定相关峰值大于门限时的接收SSS生成根序号；

根据接收PSS生成根序号和接收SSS生成根序号计算出候选小区的PCI，当扫完所有频点后，从而确定所有能够解码出PCI的频点。

图2显示了PSS和SSS在无线系统帧中的相对位置。PCI由生成PSS和SSS序列时所选的根序列所确定。其中PSS有3个生成根，对应的序号为0，1，2，由选取PSS的根序号确定N_ID ⁽²⁾的取值。SSS有168个生成根，对应的序号范围为0～167，由选取的SSS根序号确定N_ID ⁽¹⁾的取值。最终PCI由式子PCI＝3*N_ID ⁽¹⁾+N_ID ⁽²⁾确定。起始的时候并不知道接收信号中PSS的生成根序号，需要用3个根序号各自生成本地的PSS序列逐一与接收信号进行滑动相关，当相关峰值大于检测门限，确定选用的根序号。由PSS确定5ms半帧边界，再从PSS确定的半帧数据内，取出SSS位置数据，分别与本地生成的SSS子帧0数据和子帧5数据进行相关。SSS序列生成根有168个，需要逐一生成本地SSS子帧0数据和子帧5数据，逐一进行相关峰检测。如果子帧0相关峰值大于检测门限，确定接收的SSS数据为子帧0；如果子帧5相关峰值大于检测门限，确定接收的SSS数据为子帧5。由大于检测的相关峰值确定的SSS位置，从而确定10ms无线帧边界，也确定了接收SSS的生成根序号，最终由确定的PSS和SSS根序号，计算出当前可能驻存的小区PCI。

需要指出的是，图2仅画出1个小区存在时的PSS和SSS示意图，当有多个小区存在时，会有多个PSS和SSS信号的存在，各自采用滑动相关检测峰值时，会得到多个峰值。

S103、逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理。

在本发明实施例一中，对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量后，所述方法还可以包括以下步骤：

根据RSSI测量值调整射频器件的AGC的接收增益值，将调整后的AGC的接收增益值配置给射频器件，使得射频器件工作在线性范围，提高接收信号的保真度。避免信号失真引起的虚检和漏检。

根据RSSI测量值调整射频器件的AGC的接收增益值具体可以包括以下步骤：

当RSSI测量值大于G1时，射频器件的AGC的接收增益值RXGAIN＝RXGAIN-(RSSI-G1)*K；当RSSI测量值小于G2时，射频器件的AGC的接收增益值RXGAIN＝RXGAIN+(G2-RSSI)*K；其中K、G1和G2为常数，可以根据具体的射频硬件参数来设置，G1和G2位于射频器件的线性区域内，并且G1>G2，G1处于射频器件线性范围的上部，G2处于射频器件的线性范围的下部，从而确保射频器件工作在线性范围。

由图2可以看出，5ms半帧滑动相关检出的PSS和SSS相关峰值有可能会因为干扰的存在而带来差异。因此对潜在小区候选频点列表中的频点进行小区精确搜索的时候，对PSS进行滑动相关时，可以对滑动相关运算结果以预设时长(例如5ms)为周期进行多次累加，然后求均值；对SSS进行滑动相关时，对滑动相关运算结果以预设时长(例如10ms)为周期进行多次累加，然后求均值。从而能尽可能消除干扰对相关峰值的影响，消除干扰信号引起的虚检，提高检测成功概率，以及正确的对存在小区功率信号强度进行排序。

所述逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSRP测量具体可以为：

逐一对潜在小区候选频点列表中的频点采用下行小区参考信号进行功率测量。

对频点进行解广播消息具体可以包括以下步骤：

对物理广播信道(Physical broadcast channel，PBCH)承载的比特流循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)进行校验；

如果校验正确，则解出PBCH上承载的主消息模块(Master InformationBlock，MIB)信息；其中，LTE物理广播信号PBCH携带信息以40ms为周期重复发射，在信道质量好的时候，每个无线帧10ms周期内，可以独立解出PBCH携带的MIB信息，在信道质量差的时候，每个无线帧10ms接收的广播信号独立解不出PBCH，但由于PBCH在40ms周期内，是以10ms的周期重复发送的，因此可以在40ms周期内，将M份10ms的PBCH译码数据进行合并后译码，从而提高解出PBCH的概率，M≤4；

根据MIB信息确定物理控制格式指示信道(Physical Control Format IndicatorChannel，PCFI CH)的资源位置，进而解出PCFICH；

根据PCFICH获得物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)占据时域OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)符号的数量；

根据占据时域OFDM符号的数量解出PDCCH中携带的广播消息的调度信息；

根据广播消息的调度信息解出携带系统消息模块(System Information Block，SIB)消息的物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)信道，获取邻区列表信息和小区PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动网络)；

SIB消息比特流用CRC进行校验，校验通过后上报SIB消息给高层解析，获取小区信息。

实施例二：

请参阅图3，本发明实施例二提供的全频段扫频装置包括：

生成模块11，用于生成扫描频点列表；

初步搜索模块12，用于逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；

处理模块13，用于逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理。

本发明实施例二提供的全频段扫频装置及本发明实施例一提供的全频段扫频方法属于同一构思，其具体实现过程详见说明书全文，此处不再赘述。

实施例三：

本发明实施例三提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例一提供的全频段扫频方法的步骤。

实施例四：

图4示出了本发明实施例四提供的小基站的具体结构框图，一种小基站100包括：一个或多个处理器101、存储器102、以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器101和所述存储器102通过总线连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器102中，并且被配置成由所述一个或多个处理器101执行，所述处理器101执行所述计算机程序时实现如本发明实施例一提供的全频段扫频方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全频段扫频方法，其特征在于，所述方法包括：

生成扫描频点列表；

逐一对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量、小区精确搜索、RSRP测量和解广播消息，直至完成对潜在小区候选频点列表中所有频点的处理；

所述逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表具体为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成扫描频点列表具体为：

设置起始扫描频点号和结束扫描频点号，生成扫描频点列表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成扫描频点列表之后，所述方法还包括：

设置射频器件的初始AGC的接收增益值为一常数值；

对潜在小区候选频点列表中的频点进行RSSI测量后，所述方法还包括：

根据RSSI测量值调整射频器件的AGC的接收增益值，将调整后的AGC的接收增益值配置给射频器件，使得射频器件工作在线性范围。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据RSSI测量值调整射频器件的AGC的接收增益值具体包括：

当RSSI测量值大于G1时，射频器件的AGC的接收增益值RXGAIN＝RXGAIN-(RSSI-G1)*K；当RSSI测量值小于G2时，射频器件的AGC的接收增益值RXGAIN＝RXGAIN+(G2-RSSI)*K；其中K、G1和G2为常数，根据具体的射频硬件参数来设置，G1和G2位于射频器件的线性区域内，并且G1>G2，G1处于射频器件线性范围的上部，G2处于射频器件的线性范围的下部，从而确保射频器件工作在线性范围。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对潜在小区候选频点列表中的频点进行小区精确搜索时，对PSS进行滑动相关时，对滑动相关运算结果以预设时长为周期进行多次累加，然后求均值；对SSS进行滑动相关时，对滑动相关运算结果以预设时长为周期进行多次累加，然后求均值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对频点进行解广播消息具体包括：

对物理广播信道PBCH承载的比特流循环冗余校验CRC进行校验；

如果校验正确，则解出PBCH上承载的主消息模块MIB信息；

根据MIB信息确定物理控制格式指示信道PCFICH的资源位置，进而解出PCFICH；

根据PCFICH获得物理下行控制信道PDCCH占据时域OFDM符号的数量；

根据广播消息的调度信息解出携带系统消息模块SIB消息的物理下行共享信道PDSCH信道，获取邻区列表信息和小区公共陆地移动网络PLMN；

7.一种全频段扫频装置，其特征在于，所述装置包括：

生成模块，用于生成扫描频点列表；

初步搜索模块，用于逐一对扫描频点列表中的频点号对应的频点进行小区初步搜索，确定存在小区的频点，得到潜在小区候选频点列表；具体用于：逐一根据扫描频点列表中的频点号确定双工模式为FDD或TDD，将频点号对应的物理载波工作频率配置给射频器件，确定所有能够解码出PCI的频点，将所有能够解码出PCI的频点作为潜在小区候选频点列表中的候选频点；

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的全频段扫频方法的步骤。

9.一种小基站，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的全频段扫频方法的步骤。