一种TDD-LTE上行信号频域检测方法技术

本发明专利技术公开了一种TDD‑LTE上行信号频域检测方法，定义了上行信号存在的二元假设统计模型H，并基于模型H推导出上下行域计算因子；以帧为单位统计深度为N的带内极大值，得序列{m(i),i＝1,2,……,N}；然后对极值序列降序排序，再根据TDD‑LTE的上下行配比，以及二元模型H确定上下行域计算因子K

A frequency domain detection method of tdd-lte uplink signal

【技术实现步骤摘要】
一种TDD-LTE上行信号频域检测方法
本专利技术涉及TDD-LTE通信
，尤其是一种TDD-LTE上行信号频域检测方法。
技术介绍
TDD-LTE以子帧为单位，上下行采用时分复用的方式共用频段资源。当前在电磁环境安全领域中需要检测是否有TDD上行信号时，不得不在时域进行DDC、滤波、OFDM解调、下行同步等一系列相关处理，计算复杂度较高，且当需要同时检测多个频段时，上行信号时域检测将耗去系统的大量处理资源，实时性也将很难保证，不利于TDD-LTE上行信号的快速检测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种TDD-LTE上行信号频域检测方法，能够快速实现TDD上行信号存在性的判断，为无线环境安全性检测提供方便。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种TDD-LTE上行信号频域检测方法，包括如下步骤：(1)定义二元检测模型如下：其中Kdownlink为下行域计算因子,K'uplink为上行域计算因子Kuplink的修正值；(2)记采样数据为{x(n),n＝1,2,……}，采样率为fs，依次取L个采样点为一帧计算功率谱，其中要求即每帧数据对应时间不超过TDD-LTE一个子帧所对应的时间1ms，记第i帧功率谱为查找目标频段内功率谱的最大值，记录每帧带内最大值得序列{m(i),i＝1,2,……,N}，其中默认M＝1；(3)对{m(i),i＝1,2,……,N}进行降序排序得{m'(i),i＝1,2,……,N}；(4)记目标TDD-LTE信号对应的上下行配比为F，其中F∈{0,1,2,3,4,5,6}，进而查表可得上行子帧在每个TDD-LTE物理帧中时间占用百分比记为puplink，并进一步计算得到上下行域因子Kuplink和Kdownlink；(5)由于在上下行统计中将S帧当做下行帧来进行处理，故需要对上行域计算因子进行修正得K'uplink＝Kuplink+Kfix，默认Kfix＝1.25dB；(6)比较上下行域计算因子，当K'uplink＞Kdownlink时，判断有TDD-LTE上行信号；否则判断当前采样数据里仅有下行信号，并根据上下行域计算因子给出置信度。优选的，步骤(4)中，上下行域因子计算式为：当F≠6时，puplink≠50％，定义上下行统计子帧数Nuplink、Ndownlink分别为再定义上下行域计算因子为优选的，步骤(4)中，上下行域因子计算式为：当F＝6时，puplink＝50％，定义上下行比较子帧数Nuplink、Ndownlink以及参考子帧数Ncompare为再定义上下行域计算因子为优选的，步骤(6)中，置信度计算方法为：先计算上下行域计算因子差值δK＝|K'uplink-Kdownlink|，再计算置信度其中C为比较门限，默认C＝5dB。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过建立TDD-LTE上行信号频域检测的二元模型，仅在频域对目标频段范围的峰值统计分析，从而判断出是否存在上行信号，计算得到对应的置信度；能够快速实现TDD上行信号存在性的判断，为无线环境安全性检测提供方便。附图说明图1为本专利技术的方法流程示意图。图2为本专利技术上下行配比F＝2时上下行域计算因子Kuplink和Kdownlink示意图。图3为本专利技术上下行配比F＝6时上下行域计算因子Kuplink和Kdownlink示意图。具体实施方式如图1所示，一种TDD-LTE上行信号频域检测方法，包括如下步骤：步骤1、定义二元检测模型其中K’uplink和Kdownlink分别为上下行域计算因子；记{x(n),n＝1,2,……}为采样率fs下得到的采样数据；步骤2、以L个采样点为一帧数据长度，进行傅叶变换后，再计算功率谱，记第i帧功率谱为其中即每帧采样数据对应时间长度不能超过TDD-LTE一个子帧的时间1ms，这是因为TDD-LTE中资源调度，上下行配置等都是以子帧为单位的；步骤3、在第i帧功率谱序列{Poweri(freq)}的目标频段内比较查找得到最大值点，记为mi；连续记录N帧功率谱目标频段内的最大值点，得序列{m(i),i＝1,2,……,N}，其中默认M＝1，即统计M秒内所有帧的峰值点；步骤4、对峰值序列{m(i),i＝1,2,……,N}降序排序得{m'(i),i＝1,2,……,N}；步骤5、在假设H1的条件下，对于序列{m'(i),i＝1,2,……,N}其前百分比为puplink的值为上行频谱值，后百分比为(1-puplink)的值为下行频谱值；反之，在假设H0的条件下降序排序后，其前百分比pdownlink的值为下行频谱值，后百分比(1-pdownlink)为上行值，其中puplink为上行子帧在每个TDD-LTE物理帧中时间占用百分比，pdownlink为下行子帧及S子帧在每个TDD-LTE物理帧中时间占用百分比，且pdownlink＝1-puplink，根据目标频段的上下行配置值F查表可得，表格如下；步骤6、故推导并定义上下行域计算因子为：则当F≠6时，即F＝{0|1|2|3|4|5}，puplink≠50％，定义上下行统计子帧数Nuplink、Ndownlink分别为再定义上下行域计算因子为当F＝6时，puplink＝50％，上式结果为Kuplink≡Kdownlink计算因子将失去二元表征特性，故定义F＝6条件下的上下行比较子帧数Nuplink、Ndownlink以及参考子帧数Ncompare为再定义上下行域计算因子为步骤7、由于在上下行子帧占比统计中将S帧当做下行帧来进行处理，故需要对上行计算因子进行一定修正：定义计算式为K'uplink＝Kuplink+Kfix，其中默认Kfix＝1.25dB；步骤8、比较上下行域计算因子K'uplink和Kdownlink，当K'uplink＞Kdownlink时，判断有TDD-LTE上行信号；否则判断当前采样数据里无上行信号，仅有下行信号；步骤9、进一步计算上下行域因子的差值δK，计算式为δK＝|K'uplink-Kdownlink|，进而再计算置信度其中C为比较门限，默认C＝5dB。下面以频段号band＝40，频点号earfch＝38950，对应频点freq＝2.33GHz的TDD上行信号为例对频域检测的二元模型进行举例说明。步骤1、触发TDD-LTE终端在38950频点号上产生上行业务流量，采集设备较基站离终端距离更近，配置本振NCO＝2.1GHz，以fs＝750MSps的采样速率采样得到时域数据{x(n),n＝1,2,……}；步骤2、以L＝16384个采样点为一帧长度，加汉宁窗；再进行傅叶变换得到频域数据{X(f),f＝1,2,……,16384}，再计算功率谱；为了平滑消噪，连续取32帧数据求功率谱平均值；之后取平均功率谱中间600M带宽作为有效带宽，得有效功率谱为{Poweri(freq),freq＝1.8GHz,1.8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TDD-LTE上行信号频域检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)定义二元检测模型如下：

【技术特征摘要】
1.一种TDD-LTE上行信号频域检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)定义二元检测模型如下：其中Kdownlink为下行域计算因子,K'uplink为上行域计算因子Kuplink的修正值；
(2)记采样数据为{x(n),n＝1,2,……}，采样率为fs，依次取L个采样点为一帧计算功率谱，其中要求即每帧数据对应时间不超过TDD-LTE一个子帧所对应的时间1ms，记第i帧功率谱为查找目标频段内功率谱的最大值，记录每帧带内最大值得序列{m(i),i＝1,2,……,N}，其中默认M＝1；
(3)对{m(i),i＝1,2,……,N}进行降序排序得{m'(i),i＝1,2,……,N}；
(4)记目标TDD-LTE信号对应的上下行配比为F，其中F∈{0,1,2,3,4,5,6}，进而查表可得上行子帧在每个TDD-LTE物理帧中时间占用百分比记为puplink，并进一步计算得到上下行域因子Kuplink和Kdownlink；
(5)由于在上下行统计中将S帧当做下行帧来进行处理，故需要对上行域计算因子进行修正得K'uplink＝Kuplink+Kf...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泷，曹浩，谢纪岭，
申请(专利权)人：南京中新赛克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32