适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法技术

本发明专利技术公开了一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，对接收端首先根据符号函数进行符号映射；然后利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PSS序列与SSS序列的相对位置不同构建一种新的度量函数R

【技术实现步骤摘要】
适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法
本专利技术属于小区搜索同步
，尤其涉及一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法。
技术介绍
LTE系统中的小区搜索包括：首先利用PSS检测获得半帧定时和扇区号；然后通过CP类型检测获得循环前缀的长度；最后通过SSS信号(SecondarySynchronizationSignal)的检测获得小区组号，再由公式计算出所在小区号(Shun-FangLiu,Pei-YunTsai.ANon-coherentNeighborCellSearchSchemeforLTE/LTE-ASystems,2013IEEEWirelessCommunicationsandNetworkingConference(WCNC):PHY,2013)。现有的PSS检测和CP类型检测算法，半帧定时位置检测和CP类型检测是分开进行的；PSS检测中，互相关类型的半帧定时位置检测算法需要预存PSS信号的三种时域数据，而且参与互相关的运算量大，实现复杂度高；结构类型的半帧定时位置检测算法由于采用接收信号内部相关的方式，因而有较多的额外噪声干扰，性能方面存在劣势。传统算法中CP类型的检测是在半帧定时完成以后做独立的运算处理。综上所述，针对上述技术所存在的缺陷，本专利技术旨在解决的技术问题是：现有的PSS检测和CP类型检测算法参与互相关的运算量大，实现复杂度高；有较多的额外噪声干扰，性能方面存在劣势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，旨在解决现有的PSS检测和CP类型检测算法存在参与互相关的运算量大，实现复杂度高；有较多的额外噪声干扰，性能方面存在劣势的问题。本专利技术是这样实现的，一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法对接收端首先根据符号函数进行符号映射；然后利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PSS序列与SSS序列的相对位置不同构建一种新的度量函数Rc(d)；得到度量函数后，在每一时刻，取从该时刻开始计数的K个度量函数值求加权平均，得到该时刻的动态门限；最后对比度量函数与对应的动态门限锁定定时位置，同时获得CP的类型；所述度量函数Rc(d)的检测式如下：其中式子的第一部分利用的是PSS信号的中心对称性，第二部分利用的SSS信号的共轭对称性。表达式中Lc表示PSS时域信号所在OFDM符号的长度，N是FFT的点数，M表示第一部分相关运算分为M段，M为能被N整除的整数，c表示循环前缀的类型，c＝0表示常规循环前缀，长度用NnCP表示，此时Lc＝N+NnCP，c＝1表示扩展循环前缀，长度用NeCP表示，此时Lc＝N+NeCP，d表示SSS信号的起始位置，表示循环前缀的估计值，表示半帧定时位置的估计值，y(d+n)、y(d+N-n)表示接收端在不同采样时刻经过符号映射后的数据值。进一步，所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法包括以下步骤：步骤一，根据扇区号生成PSS信号，再根据小区组号和扇区号生成SSS信号，从而得到两个用于同步的频域序列；步骤二，利用步骤一初步得到的两个频域序列，分别对两个序列前后补零组成长度为N的频域序列，经过IFFT后形成两个OFDM信号，按照FDD格式放入数据帧；步骤三，对接收信号数据Y(x)，由y(x)＝sign(Re(Y(x)))+j*sign(Im(Y(x)))得到对接收信号实虚部按符号位映射后的结果y(x)，其中Y(x)代表接收信号，Re(.)表示取复数数据的实部值，Im(.)表示取复数数据的虚部值，sign(.)表示取一个数据的符号位，如果数据大于0输出结果是1，小于0输出结果是-1；步骤四，利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PSS序列与SSS序列的相对位置不同构建一种新的度量表达式Rc(d)，c表示循环前缀的类型，c＝0表示常规循环前缀，c＝1表示扩展循环前缀，d表示SSS信号的起始位置；步骤五，根据步骤四得到的度量函数Rc(d)，由公式得到动态门限，其中G(m)表示m时刻动态门限的值，表示从m时刻开始计数的K个度量函数值的平均值，mul表示一个常数；步骤六，将度量函数值与其对应的动态门限值进行比较，锁定定时位置同时获取CP的类型，依此机制，继续下一轮的搜索。进一步，所述步骤一中，PSS信号的产生方式如下：其中u由扇区号决定：SSS信号的产生方式如下：上式中0≤n≤30，参数m0和m1是由物理层小区组号根据规定计算得到的，c0(n)和c1(n)均为扰码序列，由m0、m1根据规定计算得到。进一步，所述步骤二中，IFFT的点数是N，PSS信号和SSS信号按照FDD格式放入数据帧。进一步，所述步骤三中，由公式y(x)＝sign(Re(Y(x)))+j*sign(Im(Y(x)))对接收数据进行符号映射，其中Y(x)代表接收信号，Re(.)表示取复数数据的实部值，Im(.)表示取复数数据的虚部值，sign(.)表示取一个数据的符号位，如果数据大于0输出结果是1，小于0输出结果是-1，y(x)是对接收信号实虚部符号映射后的结果，有四种数值±1±j。进一步，所述步骤五中动态门限的获取方法：任一时刻的动态门限是通过对从该时刻开始计数的K个度量函数值取加权平均得到的，获取公式为其中G(m)表示m时刻的动态门限值，表示从m时刻开始计数的K个度量函数值的平均值，mul表示一个常数，是度量函数均值的加权系数，加权系数mul取值应取在无噪声或有较高信噪比信道环境下所有可选系数中的最小值。进一步，所述步骤六中对得到的度量函数值与对应的动态门限值进行比较，如果某一时刻的度量函数值大于该时刻的动态门限值，将这个函数值作为新的门限，从这个时刻起300个时刻点内若没有度量函数值比新门限值大就认为这个时刻是理想的定时位置，对应的CP类型是准确的，若有度量函数值大于新的门限则用该函数值更新门限值并记录该位置，继续判断该位置后的300个时刻点内是否有度量函数值比新门限值大，依此规律直到获得定时位置和CP的类型，依此机制，度量函数值继续与动态门限进行比较，进行下一轮的搜索。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法的LTE系统。本专利技术提供的适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，根据扇区号生成PSS信号，再根据小区组号和扇区号生成SSS信号，从而得到两个用于同步的频域序列；分别在两个信号的前后补零组成长度为N的频域序列，经过IFFT后形成两个OFDM信号，根据FDD模式放入数据帧；对两个OFDM符号按实部虚部根据符号函数进行符号位映射；利用PSS、SSS序列在时域的对称性，构建关于滑动窗起始点的一种新的半帧定时和CP类型检测度量表达式；对度量函数进行加权平均得到动态门限值；将度量函数值与其对应的动态门限值进行比较，锁定定时位置同时获取CP的类型，按照这个机制继续下一轮的搜索；本专利技术可以同时获得半帧定时位置和CP的类型，优化了小区搜索的流程，由于使用数据符号位信息不需要数据本身参与运算，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，其特征在于，所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法；对接收端首先根据符号函数进行符号映射；然后利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PSS序列与SSS序列的相对位置不同构建一种新的度量函数R

【技术特征摘要】
1.一种适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，其特征在于，所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法；对接收端首先根据符号函数进行符号映射；然后利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PSS序列与SSS序列的相对位置不同构建一种新的度量函数Rc(d)；得到度量函数后，在每一时刻，取从该时刻开始计数的K个度量函数值求加权平均，得到该时刻的动态门限；最后对比度量函数与对应的动态门限锁定定时位置，同时获得CP的类型；所述度量函数Rc(d)的检测式如下：其中式子的第一部分利用的是PSS信号的中心对称性，第二部分利用的SSS信号的共轭对称性；表达式中Lc表示PSS时域信号所在OFDM符号的长度，N是FFT的点数，M表示第一部分相关运算分为M段，M为能被N整除的整数，c表示循环前缀的类型，c＝0表示常规循环前缀，长度用NnCP表示，此时Lc＝N+NnCP，c＝1表示扩展循环前缀，长度用NeCP表示，此时Lc＝N+NeCP，d表示SSS信号的起始位置，y(d+n)、y(d+N-n)表示接收端在不同采样时刻经过符号映射后的数据值。2.如权利要求1所述的适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法，其特征在于，所述适于低信噪比信道环境半帧定时检测和CP类型检测方法包括以下步骤：步骤一，根据扇区号生成PSS信号，再根据小区组号和扇区号生成SSS信号，从而得到两个用于同步的频域序列；步骤二，利用步骤一初步得到的两个频域序列，分别对两个序列前后补零组成长度为N的频域序列，经过IFFT后形成两个OFDM信号，按照FDD格式放入数据帧；步骤三，对接收信号数据Y(x)，由y(x)＝sign(Re(Y(x)))+j*sign(Im(Y(x)))得到对接收信号实虚部按符号位映射后的结果y(x)，sign(.)表示取一个数据的符号位，如果数据大于0输出结果是1，小于0输出结果是-1；步骤四，利用PSS序列在时域的中心对称性和SSS序列在时域的共轭对称性，以及在不同的CP类型下PS...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，张坤，郭漪，韩方召，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61