一種基于cp平頂法的td-lte小區(qū)搜索同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CP平頂法的TD-LTE小區(qū)搜索同步方法，通過判斷基于CP的最大似然估計的似然函數(shù)是否出現(xiàn)平頂，直接估計出CP類型，再根據(jù)CP類型利用基于CP的最大似然估計法進行時延、小數(shù)倍頻偏；根據(jù)小數(shù)倍頻偏對接收信號進行頻偏補償后根據(jù)時延從接收信號中提取出PSS時域序列，估計出整數(shù)倍頻偏，通過整數(shù)倍頻偏繼續(xù)對接收信號進行補償，提取出SSS時域序列，根據(jù)PSS時域序列和SSS時域序列即可得到小區(qū)ID?？梢姡景l(fā)明將傳統(tǒng)的PSS與本地序列的互相關(guān)方法和基于CP的最大似然估計的自相關(guān)方法結(jié)合起來，可以在CP類型未知的情況下，通過判斷最大似然函數(shù)的平頂來得到CP類型。本發(fā)明復雜度較低，易于實現(xiàn)。
【專利說明】—種基于CP平頂法的TD-LTE小區(qū)搜索同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種基于CP平頂法的TD-LTE小區(qū)搜索同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的通信技術(shù)中，LTE (Long Term Evolution,長期演進)中采用了以正交頻分復用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)為基礎(chǔ)的多址技術(shù)。OFDM是一種多載波傳輸技術(shù)，其基本原理是把串行高速數(shù)據(jù)流串并轉(zhuǎn)換為并行的低速數(shù)據(jù)流，在多個并行的正交子載波上同時進行傳輸。傳統(tǒng)的多載波系統(tǒng)為了避免產(chǎn)生載波間干擾，各個子載波在頻帶上是不重疊的，這樣頻帶利用率低，而OFDM系統(tǒng)中各個子載波的頻偏是重疊的，其子載波信號間保持良好的正交性，提高了系統(tǒng)的頻帶利用率。
[0003]OFDM系統(tǒng)要求各個子載波間的良好正交性。但實際系統(tǒng)中的時間偏移會帶來相位的偏移，加重符號間的干擾(ISI, Inter Symbol Interference);載波頻率的偏移會破壞子載波之間的正交性，導致子載波間的干擾(ICI, inter channel interference)。通過同步技術(shù)能夠估計出系統(tǒng)中的時間偏移和頻率偏移，使OFDM系統(tǒng)保持子載波間良好的正交性。
[0004]同步技術(shù)包含三種不同的方法:自相關(guān)方法，例如基于CP (Cyclic Prefix,循環(huán)前綴)的檢測方法、PSS (Primary Synchronization Signal,主同步序列)自相關(guān)法；互相關(guān)方法，例如PSS互相關(guān)相關(guān)法；自相關(guān)和互相關(guān)的混合檢測方法。
[0005]在LTE系統(tǒng)中，小區(qū)下行鏈路中會發(fā)送PSS和SSS (Secondary SynchronizationSignal，輔同步序列)用于同步和小區(qū)搜索。小區(qū)基站每5ms發(fā)送一次攜帶扇區(qū)識別號的PSS，移動終端檢測PSS是否存 在，若存在，則開始存儲接收信號，并進行小區(qū)識別和下行信號的時頻同步；否則，繼續(xù)檢測。在小區(qū)搜索的初始階段，用戶需要檢測并判斷基站發(fā)送了哪一組PSS。在傳統(tǒng)PSS檢測中，用戶端用存儲在本機的3組本地PSS序列和接收數(shù)據(jù)進行互相關(guān)。傳統(tǒng)PSS檢測方法復雜度較高，并且頻偏會影響定時的準確性。
[0006]基于CP的自相關(guān)同步法具有復雜度低、不受頻偏影響準確定時的特性。OFDM系統(tǒng)基于CP的時延Θ和頻偏ε F估計的最大似然(Maximum Likelihood)函數(shù)的數(shù)學表達式為:
[0007]A ( θ , ε F) = I Y ( Θ ) I cos {2 Ji ε F+ Z Y ( θ )}-p ε ( θ ) (I)
[0008]其中Z表不復數(shù)的復角，頻偏可以表不為:ε =Ii1+ ε F,其中Ii1是整數(shù)倍頻偏，ε [；是小數(shù)倍頻偏。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CP平頂法的TD-LTE小區(qū)搜索同步方法，發(fā)送端在每幀信號中插入主同步序列PSS和輔同步序列SSS，PSS和SSS中均攜帶循環(huán)前綴CP，其特征在于，包括以下步驟: S1:用戶終端接收來自小區(qū)的射頻信號，將射頻信號變換為基帶信號，對該基帶信號進行低通濾波處理得到信號r (η)； 52:將CP長度設(shè)置為常規(guī)CP長度，對信號r (η)構(gòu)建基于CP的最大似然函數(shù)，判斷此時的最大似然函數(shù)是否出現(xiàn)平頂，如果不出現(xiàn)平頂，則CP類型為常規(guī)CPJf CP長度設(shè)置為常規(guī)CP長度，對信號r (η)進行最大似然估計得到時延Θ和小數(shù)倍頻偏ερ;如果出現(xiàn)平頂，則CP類型為擴展CP，將CP長度設(shè)置為擴展CP長度，對信號r (η)進行最大似然估計得到時延Θ和小數(shù)倍頻偏eF; 53:根據(jù)步驟S2得到的小數(shù)倍頻偏ε F，對信號r(n)進行頻偏補償，得到信號r Ε (η)，根據(jù)步驟S2得到的時延Θ從信號rE(n)中提取出PSS時域序列，并去除CP; 54:對本地PSS序列進行整數(shù)倍頻偏預補償，將得到的時域序列與步驟S3得到的去除CP的PSS時域序列進行相關(guān)，估計出整數(shù)倍頻偏和小區(qū)組內(nèi)ID ； 55:根據(jù)步驟S4得到的整數(shù)倍頻偏，對步驟S3得到的信號rE (η)進行頻偏補償?shù)玫叫盘杛' E(n)，從信號r' Ε (η)提取出SSS時域序列，從SSS時域序列中去除CP，然后通過傅里葉變換得到SSS頻域序列； 56:將步驟S5得到的SSS頻域序列與本地SSS頻域序列進行相關(guān)，估計出小區(qū)物理層小區(qū)標識ID，結(jié)合步驟S4得到的小區(qū)組內(nèi)ID，估計出小區(qū)ID。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-LTE小區(qū)搜索同步方法，其特征在于，所述步驟S2中平頂?shù)呐袛喾椒?記常規(guī)CP長度為L1、擴展CP長度為L2，設(shè)置滑動窗長度Lw滿足L1 ≤ Lw ≤ L2-L2+l，對最大似然函數(shù)計算每個滑動窗的均值，對其中均值最大的滑動窗計算方差，如果方差小于等于預設(shè)的方差閾值，則存在平頂；如果方差大于預設(shè)的方差閾值，則不存在平頂。
【文檔編號】H04B1/7083GK103441778SQ201310386637
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】胡蘇 , 徐瀅, 趙國棟, 武剛, 李少謙 申請人:電子科技大學