一种适用于TDD-LTE系统外干扰的分析方法，所述方法的步骤包括：接收来自中频AD采样后的TDD-LTE下行信号，经过数字下变频到基带，利用本地同步序列和基带信号做三级相关运算，得到TDD-LTE帧头的位置，从而能够得到各个子帧和特殊时隙的起始和终止时刻。对上行子帧或者GP时隙的时域信号加窗处理后，做FFT快速傅里叶变换得到频域信号，对频域信号计算功率谱。GP时隙的功率谱中的出现的异常信号即系统外干扰，而上行子帧的功率谱中出现的是上行信号和系统外干扰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信领域，具体涉及TDD-LTE系统排查系统外的干扰，既可以应 用于专用的TDD-LTE测试仪器、频谱仪，也可以应用于LTE基站等通讯设备。
技术介绍
传统IDD-LTE系统外干扰的分析方法采用通用频谱仪，利用扫频的原理分析空中 信号的频谱。但是这种方法无法将系统内信号与系统外干扰分离，往往系统内信号的功率 大于系统外干扰，干扰信号隐藏在系统内信号的频谱以下，无法分辨，更无从知道干扰信号 的频点、带宽、功率等信息。 现代频谱仪集成了TDD-LTE解调的功能，可以利用对TDD-LTE的解调，分离系统内 信号和干扰信号。这种方法依赖于对信号的解调质量非常良好，才能分析出干扰信号的频 点，但是现场环境非常复杂，想要得到良好的解调结果基本不可行，所以限制了这种查找系 统外干扰的方法的应用。 为了快速准确的定位干扰信号的频点，需要将干扰和有用信号彻底分离，本文提 供了一种能够分离系统内信号和系统外干扰的方法，从而快速的定位干扰信号。
技术实现思路
本专利技术目的是解决现有通用频谱仪无法分离IDD-LTE上下行信号的问题，并且可 以通过分离的上行频谱高效的查找系统外的干扰信号。 本专利技术提供的适用于IDD-LTE系统外干扰的分析方法，包含以下步骤： 第UTDD-LTE射频信号经过下变频后变换至中频，利用高速AD对信号进行中频采 样，采样速率为中频带宽的2倍以上，并且为LTE20M带宽的信号采样率30. 72M的整数倍； 第2、通过数字NCO将采集的中频信号搬移至基带，亦即将中频信号混频到零频。第3、为了降低对后续计算能力的要求，将原有符号率Fsh变为低速符号率Fsl， Fsl为I. 92M，或者I. 92M的整数倍，Fsh/Fsl为整数； 第4、利用本地PSS时域序列与低速符号率的信号做互相关运算，得到低速符号率 信号的PSS同步位置，并将此位置折算成原有符号率信号的PSS位置，即PSS粗同步位置。 其中，PSS频域图样共有三种，分别对应了TDD-LTE的三个SectorID;由于初始同步的时 候并不知道SectorID是多少，所以三种图样都要做相关，最大相关值出现在那个图样中， SectorID即为相应图样对应的ID;每一种图样的PSS为62个载波的频域数据，需要进行插 值得到128个载波，插值方法为对62个载波以外的载波位置填0 ;对128个载波做逆傅里 叶变换，得到128点的时域信号；利用128点的时域信号和符号率变换后的信号做互相关运 算，窗口滑动长度为半帧以上，相关结果的峰值位置代表了接收到的信号中PSS符号的起 始时刻，但是这只是PSS粗同步的位置。 得到本地3种PSS频域图样的方法为： 第5、为了进一步精确定时，需要在原有采样率信号的粗同步位置上，向前后各滑 动N个采样点，N取Fsh/Fsl，每滑动一个点计算一次FFT，并且和PSS频域序列做一次相 关，得到一个相关值，窗口滑动完成以后，最大相关值的窗口起始位置即精确同步的PSS符 号位置； 得到PSS精确同步的方法如下：PSS精确同步需要对符号率变换前的数据进行处 理，在粗同步的位置左右各取N个点，作为待测位置，N为Fsh/Fsl，基于每一个起始位置向 后取得一个符号长度的数据，并对数据做FFT，取出中间的62个载波，与本地已经确定图样 的PSS频域序列做相关，得到一个相关值；得到N个相关值后，最大相关结果出现的位置即 为精确同步的位置。 第6、基于PSS精确同步的位置找到SSS辅同步序列所在的符号，并利用此符号和 本地SSS序列相关能够确定当前半帧是前半帧还是后半帧，从而得到帧同步的位置；得到 了PSS精确同步的位置，进一步可以得到帧同步。依据PSS精确同步的位置向前偏移3个符 号的长度，从此基准时刻向后取出一个符号长度的数据，即SSS符号，对这个符号进行FFT 运算，取出中间的62个载波，将这62个载波与TDD-LTE协议中规定的336种SSS序列做相 关，相关峰值出现在0-167,说明当前半帧为前半帧；相关峰值出现在168-335中，说明当前 为后半帧，即确定了帧同步的位置。 第7、基于帧同步的位置得到GP时隙或者上行子帧的时域数据，对此时域数据行 加窗处理和FFT运算，对处理后的数据取模和检波处理，并以对数的形式表示功率谱；对信 号进行加窗处理，加窗方法如下：以帧头的位置为起始，取出GP符号或者上行子帧，GP在子 帧1中，上行子帧在子帧2中；GP时隙或者上行子帧的数据与窗函数进行逐点相乘，以减少 频谱泄露的影响，窗函数采用高斯窗或布莱克曼窗。 信号进行检波的方法如下：对GP符号或者上行子帧做分析需要取出相应时隙位 置的信号，无论IDD-LTE采取何种配置，子帧2固定为上行子帧，对上行子帧内的14个符号 分别做FFT，得到14组频域数据，对14组频域数据行正峰值、负峰值和均值检波操作；GP位 置特殊子帧，子帧号为1，依据特殊子帧的不同配置，取得属于GP的符号；同样，对GP的多 个符号分别做FFT处理，进行正峰值、负峰值和均值检波操作。 第8、基于得到的频谱能够分析系统外干扰的特征，并且利用定向天线查找干扰的 方向以及具体位置。当没有外界干扰的时候，GP时隙既不发送上行信号，也不发送下行信 号，所以出现在GP时隙的信号均为系统外干扰，这种方法直观有效；也可以利用子帧2中的 上行子帧进行分析，上行子帧持续时间长，不用担心上下行延时挤占的问题；虽然引入了上 行信号，但是上行信号以180kHz为最小宽度分配资源，能够通过频谱包络轻松的分辨上行 信号和系统外干扰。 利用定向天线观察干扰的信号的强度和包络，通过改变天线的角度和方向，观察 干扰信号强度的变化，从而确定干扰的大致方向；通过在多个位置定位干扰源的方向，能够 基本确定干扰源的位置。 本专利技术的优点和有益效果： 本专利技术方法可以清晰分离TDD-LTE上下行信号，在不关闭基站的情况下，对上行 干扰进行排查，可以高效的查找干扰源。【附图说明】： 图1为系统框图。 图2为FPGA和DSP的实现框图。 图3为SSS相关的结果。图4为干扰排查的环境搭建。 图5为干扰排查实测图。【具体实施方式】 下面结合附图和实例，详细描述本专利技术的技术方案。 本专利技术所有方案均在FPGA和DSP内实现。第I、TDD-LTE射频信号经过模拟混频滤波以后，中频信号为138. 24M，利用时钟为 61. 44M的AD对中频信号进行带通采样，AD的带通采样本身也是一种混频操作，采样后的信 号位于15. 36M。 第2、利用FPGA采集AD的输出结果，FPGA内部的DDC模块完成以下功能： 如图2所示，1/4FS模块完成混频的操作，由于15. 36M的中频信号正好是61. 44M 的四分之一，可以采用简化算法将15. 36M的中频信号混频到零频。方法如下： 频率为fs/4的本振可以表示为： 对于实信号的Fs/4移频过程，可以得到输出结果：n= 4kJout=x(n)Qout= 0n= 4k+lJout= 0Qout=-x(n)n= 4k+2:Iout=-x(n)Qout= 0n= 4k+3Jout= 0Qout=x(n) 所以简单的取反和置0,即可将信号混频到零频。 混频后的信号经过5级半带滤波器，每一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于TDD‑LTE系统外干扰的分析方法，所述方法包括如下步骤：第一、TDD‑LTE射频信号经过下变频后变换至中频，利用高速AD对信号进行中频采样，采样速率为中频带宽的2倍以上，并且为LTE 20M带宽的信号采样率30.72M的整数倍；第二、过数字NCO将采集的中频信号搬移至基带，亦即将中频信号混频到零频；第三、为了降低对后续计算能力的要求，将原有符号率Fsh变为低速符号率Fsl，Fsl为1.92M，或者1.92M的整数倍，Fsh/Fsl为整数；第四、利用本地PSS时域序列与低速符号率的信号做互相关运算，得到低速符号率信号的PSS同步位置，并将此位置折算成原有符号率信号的PSS位置，即PSS粗同步位置；第五、为了进一步精确定时，需要在原有采样率信号的粗同步位置上，向前后各滑动N个采样点，N取Fsh/Fsl，每滑动一个点计算一次FFT，并且和PSS频域序列做一次相关，得到一个相关值，窗口滑动完成以后，最大相关值的窗口起始位置即精确同步的PSS符号位置；第六、基于PSS精确同步的位置找到SSS辅同步序列所在的符号，并利用此符号和本地SSS序列相关能够确定当前半帧是前半帧还是后半帧，从而得到帧同步的位置；第七、基于帧同步的位置得到GP时隙或者上行子帧的时域数据，对此时域数据行加窗处理和FFT运算，对处理后的数据取模和检波处理，并以对数的形式表示功率谱；第八、基于得到的频谱能够分析系统外干扰的特征，并且利用定向天线查找干扰的方向以及具体位置。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕猛，曹玉良，齐进，岳友红，季茂林，张艳辉，霍岳恒，陈晖，
申请(专利权)人：天津市德力电子仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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