一种WCDMA多用户干扰中基于多帧的WMSA搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种WCDMA多用户干扰中基于多帧的WMSA搜索方法，涉及移动通信领域中无线信号的搜索及其帧同步跟踪技术。本方法是：①射频前端接收器通过前端射频模块进行基站发射信号及其目标WCDMA终端的发射信号进行接收；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理，通过对基站信号的解析得到目标WCDMA终端的上行DCH的扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过获取到的上行DCH扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标终端发射的导频能量、信噪比以及峰值索引值；④能量刷选器对上报能量进行判断和剔选，进一步提升系统性能。本发明专利技术具有实现简单、实时性好、抗多用户干扰明显、有效检测弱信号的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信领域中无线信号的搜索及其帧同步跟踪技术，尤其涉及生命探测仪中的一种WCDMA(宽带码分多址技术)多用户干扰中基于多帧的WMSA(多时隙加权平均估计法)搜索方法，具有抗多用户干扰、搜索范围广、算法简单和易于实现的优势。
技术介绍
随着WCDMA终端的越来越普及，越来越多的用户用WCDMA终端进行无线通信，专网无线通信及其灾害搜救中可以通过对目标用户的WCDMA信号源进行精确的探测，从而在灾害中及时准确地挽救受困的人民群众。由于国内WCDMA网络大量使用2.1G频段，信号的衰减速度相对于其他网络制式更快，从而影响对WCDMA目标信号源的探测范围，尤其在多用户干扰大的环境中，如果目标离基站较远时，采用传统方法可能搜索不到弱信号的帧同步点的位置，增加了对目标信号进行精确探测的难度。传统的搜索方式对WCDMA信号同步搜索的局限性很大，弱目标信号的检测能力上有很大的劣势，亟待提供一种改进的搜索方法以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术目的在于应用在生命探测仪中，克服现有的搜索方式在多用户干扰严重的情况下不能对弱信号目标支持精确探测的弊病，提供一种WCDMA多用户干扰中基于多帧的WMSA搜索方法，此方法复杂度低、硬件资源占用少且能有效保证搜索的效果。本专利技术的目的是这样实现的：具体地说，本方法包括下列步骤：①射频前端接收器通过前端射频模块进行基站发射信号及其目标WCDMA终端的发射信号进行接收；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理，通过对基站信号的解析得到目标WCDMA终端的上行DCH的扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过获取到的上行DCH扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标终端发射的导频能量、信噪比以及峰值索引值；④能量刷选器对上报能量进行判断和剔选，进一步提升系统性能。与现有技术相比，本专利技术具有下列优点和积极效果：应用在步骤③的本专利技术的搜索方法通过多帧非相干处理、频差累加平均算法、多时隙加权平均估计法，对时隙数据进行频偏消除，最终简便地得到目标信号的功率值、信噪比和帧同步点位置，不仅大大的减少了算法复杂度、硬件资源的占用且有效保证了搜索的性能，比传统方法的搜索距离有了30％的提升，大大扩大了搜索范围，对生命探测仪的性能提高有很好的应用前景；由于本专利技术应用不仅限于生命探测仪，同时可以不依赖上下行的组帧方式和信道类型，可以应用在上下行的各信道的接收机中，同时也可以应用在下行的邻区搜索中，本专利技术改善效果明显，比传统方法提高了30％的检测范围，克服了传统搜索方法完全搜索不到弱信号帧同步点的困境，大大提升生命探测仪的探测范围；本专利技术具有实现简单、实时性好、抗多用户干扰明显、有效检测弱信号的优势。附图说明图1是本系统的结构方框图；图2是上行导频能量信号计算器的软件流程图；图3为本专利技术所用的WMSA信道估计结构图。图中：00—WCDMA无线基站；10—生命探测仪软件无线电平台，11—射频前端接收器，12—上行导频能量计算器，13—下行数字信号处理器，14—能量刷选器20—WCDMA目标信号源。英译汉1、WCDMA：WidebandCodeDivisionMultipleAccess，宽带码分多址技术。2、WMSA：WeightedMulti-soltAveraging，多时隙加权平均估计法。3、DCH：Dedicatedchannel，专用信道。4、DPCCH：DedicatedPhysicalControlChannel，专用物理控制信道。5、3GPP：3rdgenerationpartnershipproject,第三代移动通信合作伙伴计划。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明。现在参考附图描述本专利技术的实施例，附图中类似的原件标号代表类似的元件。如上所述，本专利技术提供了一种应用在生命探测仪中，算法复杂度低，硬件资源占用少且能有效保证搜索的性能。一、系统1、总体如图1，本系统包括WCDMA无线基站00和WCDMA目标信号源20；设置有生命探测仪软件无线电平台10；生命探测仪软件无线电平台10分别与WCDMA无线基站00和WCDMA目标信号源20连通；所述的生命探测仪软件无线电平台10包括射频前端接收器11、上行导频能量信号计算器12、下行数字信号处理器13和能量刷选器14；射频前端接收器11和下行数字信号处理器13分别与上行导频能量计算器12交互；下行数字信号处理器13和射频前端接收器11交互；能量刷选器14和上行导频能量计算器12交互；WCDMA无线基站00发送基站下行无线信号给射频前端接收器11；WCDMA目标信号源20发送上行无线信号给射频前端接收器11。2、功能部件1)生命探测仪软件无线电平台10硬件配置：采用基于软件无线电通用平台的硬件框架，选用了USRP2的软件无线电开发硬件结构。嵌入的模块包括设射频前端接收器11、上行导频能量信号计算器12、下行数字信号处理器13和能量刷选器14；*射频前端接收器11：主要实现对WCDMA无线基站00的下行信号进行接收以及对WCDMA目标信号源20的上行信号进行接收。*上行导频能量信号计算器12：主要实现生命探测仪中目标信号源能量的计算。*下行数字信号处理器13：主要对从射频前端接收器11接收的下行无线信号进行信号处理从而获取目标WCDMA终端的物理层参数比如上行扰码和同步点位置的信息。*能量刷选器14：主要对上行导频能量信号计算器12的计算结果进行统计刷选，从而刷选出有用的能量信号。2)WCDMA无线基站00WCDMA无线基站00是基于国际3GPP标准的通用发射基站，基站的制式是WCDMA标准。4)WCDMA目标信号源20WCDMA目标信号源20是基于国际3GPP标准的WCDMA制式的终端，是需要进行探测的目标终端。3、本系统的工作机理：根据3GPP协议，利用目标终端和基站或者专网建立起来的通信链接，射频前端接收器11实现对WCDMA无线基站00的下行信号进行接收以及对WCDMA目标信号源20的上行信号进行接收；从WCDMA无线基站00的解析得到目标WCDMA终端的上行DCH的扰码及其同步点位置信息，初步得到上行扰码和上行同步点的位置；上行导频能量信号计算器12利用上行扰码和上行同步点，进行处理得到目标终端发射的导频能量、信噪比以及峰值索引值。能量刷选器14对上行导频能量信号计算器12上报能量进行判断和剔选。二、方法如图2，所述步骤③中的上行导频能量信号计算器的搜索方法是：A、利用下行得到上行DCH的初始同步点的位置和扰码，在上行同步点附近确定搜索的窗长，生成该上行DCH信号的扰码—201；B、在搜索窗内，每次取多帧数据，对每个时隙内取导频位置的数据对导频进行解扰、解扩—202；C、对各帧解扩后的数据进行去导频图案，即乘以对应的导频符号即可—203；D、对各时隙的导频符号以时隙为单位进行累加—204：第一帧的当前时隙数据标记为TS_data(i,k)，第一帧下个时隙数据标记为TS_data(i,k+1)；第二帧的当前时隙数据标记为TS_data(i+1,k)，第二帧下个时隙数据标记为TS_data(i+1,k+1)；第三帧的当前时隙数据标记为TS_data(i+2,k)，第三帧下个时隙数据标记为TS_data(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种WCDMA多用户干扰中基于多帧的WMSA搜索方法，其特征在于：①射频前端接收器通过前端射频模块进行基站发射信号及其目标WCDMA终端的发射信号进行接收；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理，通过对基站信号的解析得到目标WCDMA终端的上行DCH的扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过获取到的上行DCH扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标终端发射的导频能量、信噪比以及峰值索引值；④能量刷选器对上报能量进行判断和剔选，进一步提升系统性能。

【技术特征摘要】
1.一种WCDMA多用户干扰中基于多帧的WMSA搜索方法，其特征在于：①射频前端接收器通过前端射频模块进行基站发射信号及其目标WCDMA终端的发射信号进行接收；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理，通过对基站信号的解析得到目标WCDMA终端的上行DCH的扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过获取到的上行DCH扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标终端发射的导频能量、信噪比以及峰值索引值；④能量刷选器对上报能量进行判断和剔选，进一步提升系统性能。2.按权利要求1所述的WMSA搜索方法，其特征在于所述步骤③中的上行导频能量信号计算器的搜索方法是：A、利用下行得到上行DCH的初始同步点的位置和扰码，在初估的上行同步点附近选取搜索的窗长，生成该上行DCH信号的扰码(201)；B、在搜索窗内，每次取多帧数据，对每个时隙内取导频位置的数据对导频进行解扰、解扩(202)；C、对各帧解扩后的数)据进行去导频图案，即乘以对应的导频符号即可(203)；D、对各时隙的导频符号以时隙为单位进行累加(204)：第一帧的当前时隙数据标记为TS_data(i,k)，第一帧下个时隙数据标记为TS_data(i,k+1)；第二帧的当前时隙数据标记为TS_data(i+1,k)，第二帧下个时隙数据标记为TS_data(i+1,k+1)；第三帧的当前时隙数据标记为TS_data(i+2,k)，第三帧下个时隙数据标记为TS_data(i+2,k+1)，以此类推。其中i为帧号，k为时隙号，2者均为正整数；E、对各帧利用时隙计算频偏(205)；F...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑敏江，敖伟成，方绍，陈君波，
申请(专利权)人：武汉虹旭信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42