CN110830408B - 一种应用于embms系统中快速捕获cas的方法 - Google Patents

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Abstract

一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法。该方法首先根据信号带宽采用与之匹配的采样率采集数据，完成下变频得到基带信号，然后通过循环前缀相关法找到CAS所在子帧，在CAS子帧内分别进行主、辅同步搜索，得到物理层小区号PCI。本发明利用MBSFN子帧与CAS子帧的差异性完成CAS捕获识别。无需设计高阶窄带滤波器进行滤波及降采样，大大降低了运算复杂度，经过仿真和测试，本方法可以在空口恶劣信道环境下完成CAS识别。

Description

一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法
技术领域
本发明涉及EMBMS系统下行信号识别领域，特别是涉及一种捕获CAS的方法。
背景技术
2004年，3GPP(第三代合作伙伴计划)组织第一次在Rel-6中第一次引入基于3G的MBMS技术。随着LTE标准的研究演进，2009年3GPP组织在Rel-9中提出了eMBMS(EnhancedMultimedia Broadcast Multicast Services)技术，进一步提高了MBMS传输性能。随着研究的深入，在后续的Rel-10、Rel-11、Rel-12等版本中，3GPP又陆续增加了计数功能和接纳控制功能、引入了传统地面数字电视广播技术中的循环前缀(CP)以支持更大范围的MBSFN。以往eMBMS系统中只有60％的子帧可以分配给MBMS业务，而Rel-14引入了CAS(CellAcquisition Subframe)的概念，CAS每40个子帧传输一次，只占系统开销的2.5％。
CAS包含以下信号及信道：PSS、SSS、CRS、PBCH、PDCCH及PDCSCH。要快速地完成小区搜索过程，必须在短时间内捕获CAS子帧。
目前尚没有应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法。
发明内容
本发明目的是提供一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法。
本发明技术方案
第1步、根据信号带宽采用与之匹配的采样率采集EMBMS数据；
第2步、下变频截取41ms基带信号；
第3步、根据循环前缀相关法找到CAS所在子帧；
第3.1步、获得基带信号3*EMBMS_FFT_SIZE长度内的OFDM符号同步位置；
第3.1.1步、截取3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号；
第3.1.2步、假定第一个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始的第一个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
第3.1.3步、将第3.1.2步得到的CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_sum(1)；
第3.1.4步、假定第二个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始的第二个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
第3.1.5步、将第3.1.4步得到的CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_sum(2)；
第3.1.6步、如3.1.2至3.1.4步遍历3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号，得到相关序列COR_sum(k)，k＝1，2，…2*EMBMS_FFT_SIZE；
第3.1.7步、取COR_sum(k)的最大值，记录最大值位置max_index，即为OFDM符号起始位置；
第3.2步、跳跃式寻找CAS子帧；
第3.2.1步、max_index为OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_ofdm(1)；
第3.2.2步、max_index+EMBMS_FFT_SIZE+EMBMS_CP_SIZE为下一个OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_ofdm(2)；
第3.3.3步、取COR_ofdm(2)与COR_ofdm(1)的比值，记为ratio(1)，重复第3.2.1、第3.2.2步，当ratio(i)小于0.3时，得到CAS所在子帧，其中i<40；
第4步、在CAS子帧内分别进行主、辅同步搜索；
第4.1步、生成本地FFT点数为CAS_FFT_SIZE的3种类型主同步信号；
第4.2步、CAS所在子帧与第4.1步生成的3种本地主同步信号相关，得到最大值N2；
第4.3步、根据N2对应的主同步类型生成对应的336种类型辅同步信号；
第4.4步、接收信号与336种本地辅同步信号相关，得到最大值N1；
第5步、计算物理层小区号PCI。
PCI＝(N2-1)+3*(N1-1)。
本发明的优点和有益效果：
本发明利用MBSFN子帧与CAS子帧的差异性完成CAS捕获识别。无需设计高阶窄带滤波器进行滤波及降采样，大大降低了运算复杂度，经过仿真和测试，本方法可以在空口恶劣信道环境下完成CAS识别。
附图说明
图1为Rel-14中MBSFN符号与CAS符号结构；
图2为本发明的CAS捕获方法的流程图；
图3为实施例中第3.1步产生的相关结果COR_sum序列数值图；
图4为实施例中第3.2步产生的相关结果COR_ofdm序列数值图；
图5为实施例中第3.2步产生的ratio数值结果图。
具体实施方式
实施例1：
一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法，其流程如图2所示。此实施例选用5MEMBMS系统带宽、1.25k子载波间隔进行信号分析仿真；
步骤(1)采用7.68MHz采样率采集EMBMS数据；
步骤(2)下变频截取41ms基带信号；
步骤(3)根据循环前缀相关法找到CAS所在子帧；包含以下步骤：
(3.1)获得基带信号3*EMBMS_FFT_SIZE长度内的OFDM符号同步位置；包含以下步骤，本实施例中EMBMS_FFT_SIZE长度为6144，EMBMS_CP_SIZE长度为1536：
(3.1.1)截取3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号，共含有3*6144＝18432个采样点；
(3.1.2)假定第一个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始的第一个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
(3.1.3)CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_sum(1)；
(3.1.4)假定第二个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始开始的第二个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
(3.1.5)CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_sum(2)；
(3.1.6)如3.1.2至3.1.4步遍历3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号，得到相关序列COR_sum(k)，k＝1，2，…3*EMBMS_FFT_SIZE；
(3.1.7)取COR_sum(k)的最大值，记录最大值位置max_index，本实施例max_index等于11975；
(3.2)跳跃式寻找CAS子帧；包含以下步骤：
(3.2.1)max_index为OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_ofdm(1)；
(3.2.2)max_index+EMBMS_FFT_SIZE+EMBMS_CP_SIZE为下一个OFDM符号起始位置，本实施为11975+6144+1536＝19655为下一个OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_ofdm(2)；
(3.2.3)取COR_ofdm(2)与COR_ofdm(1)的比值，记为ratio(1)，重复3.2.1、3.2.2步，当ratio(i)小于0.3时，得到CAS所在子帧，其中i<40，本实施例中i等于32时，ratio(i)小于0.3；
步骤(4)在CAS子帧内分别进行主、辅同步搜索；包含以下步骤：
(4.1)生成本地FFT点数为CAS_FFT_SIZE的3种类型主同步信号；
(4.2)CAS所在子帧与3种本地主同步信号相关，得到最大值N2，本实施例N2为1；
(4.3)根据主同步类型生成对应的336种类型辅同步信号；
(4.4)接收信号与336种本地辅同步信号相关，得到最大值N1，本实施例N1为111；
步骤(5)计算物理层小区号PCI。
PCI＝(N2-1)+3*(N1)＝(1-1)+3*(111)＝333。

Claims (3)

1.一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法，其特征在于包括以下步骤：
第1步、根据信号带宽采用与之匹配的采样率采集EMBMS数据；
第2步、下变频截取41ms基带信号；
第3步、根据循环前缀相关法找到CAS所在子帧；
第3.1步、获得基带信号3*EMBMS_FFT_SIZE长度内的OFDM符号同步位置；
第3.1.1步、截取3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号；
第3.1.2步、假定第一个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始的第一个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
第3.1.3步、将第3.1.2步得到的CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_sum(1)；
第3.1.4步、假定第二个采样点即为第一个OFDM符号的CP开始的第二个采样点，取其循环前缀CP1和尾部复制CP2；
第3.1.5步、将第3.1.4步得到的CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_sum(2)；
第3.1.6步、如3.1.2至3.1.4步遍历3*EMBMS_FFT_SIZE长度的基带信号，得到相关序列COR_sum(k)，k＝1，2，…2*EMBMS_FFT_SIZE；
第3.1.7步、取COR_sum(k)的最大值，记录最大值位置max_index，即为3*EMBMS_FFT_SIZE长度内OFDM符号起始位置；
第3.2步、跳跃式寻找CAS子帧；
第3.2.1步、max_index为OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第一个点COR_ofdm(1)；
第3.2.2步、max_index+EMBMS_FFT_SIZE+EMBMS_CP_SIZE为下一个OFDM符号起始位置，取OFDM符号循环前缀CP1和尾部复制CP2，CP1与CP2共轭相乘求和，得到相关序列第二个点COR_ofdm(2)；
第3.2.3步、取COR_ofdm(2)与COR_ofdm(1)的比值，记为ratio(1)，重复第3.2.1、第3.2.2步，当ratio(i)小于0.3时，得到CAS所在子帧，其中i<40；
第4步、在CAS子帧内分别进行主、辅同步搜索；
第5步、计算物理层小区号PCI。
2.根据权利要求1所述的一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法，其特征在于，第4步所述在CAS子帧内分别进行主、辅同步搜索包含以下步骤：
第4.1步、生成本地FFT点数为CAS_FFT_SIZE的3种类型主同步信号；
第4.2步、CAS所在子帧与第4.1步生成的3种本地主同步信号相关，得到最大值N2；
第4.3步、根据N2对应的主同步类型生成对应的336种类型辅同步信号；
第4.4步、接收信号与336种本地辅同步信号相关，得到最大值N1。
3.根据权利要求2所述的一种应用于EMBMS系统中快速捕获CAS的方法，其特征在于，第5步所述的计算物理层小区号PCI所用公式如下：
PCI＝(N2-1)+3*(N1-1)。
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