一种LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法及系统技术方案

本申请公开了一种LTE或LTE‑M跨周期合并接收PBCH的方法及系统。根据终端设备当前所处的系统状态确定小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数。终端设备在每个无线帧的PBCH子帧对PBCH信号接收。根据不同的天线端口数候选和不同的时间候选，对接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配，得到一组重组后的软比特。根据PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律，对当前获得的重组后的软比特进行翻转及合并处理。对合并后的软比特进行维特比译码和CRC校验。根据维特比译码和CRC校验结果判断是否满足结束条件，若是则结束PBCH接收；若否，则根据当前所处条件返回至步骤S20或步骤S30或步骤S50。本申请对相邻两个PBCH发送周期内的PBCH接收信号进行软比特合并，提高检测性能。

A method and system of LTE or lte-m cross period merging and receiving PbCH

【技术实现步骤摘要】
一种LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法及系统
本申请涉及一种移动通讯技术，特别是涉及一种LTE或LTE-M的PBCH接收方法。
技术介绍
LTE（LongTermEvolution，长期演进技术）为第四代移动通信技术。LTE-M（LTE-MTC；其中MTC表示MachineTypeCommunication，机器类型通信）为基于蜂窝网络（cellularnetwork）的物联网（IoT，InternetofThings）通讯技术，包括LTECAT-M1和LTECAT-M2等。LTE或LTE-M的PBCH（physicalbroadcastchannel，物理广播信道）承载了系统中最重要的一些信息，如3比特（bit，也称位）的系统带宽、3比特的PHICH（physicalhybridARQindicatorchannel，物理混合自动重传指示信道）配置、系统帧号的高8位。这些参数信息跟保留域的比特信息最终组成了24比特的PBCH的载荷（payload）信息。24比特的载荷信息附加上对应的16比特的CRC（cyclicredundancycheck，循环冗余校验）校验比特，构成40比特信息；然后经过信道的卷积编码、速率匹配（ratematching）、加扰（scrambling）、调制、层映射与预编码（LayerMapping/Precoding）、资源元素映射（ResourceElementMapping，也称资源粒子映射）等操作从而将数据流映射到PBCH的物理资源上。以LTE系统为例，3GPP（3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作合伙计划）协议规定，PBCH在每个无线帧的子帧0上发送，以40ms为一个周期，每个周期内多次发送的PBCH所承载的数据内容不变。因此，在接收PBCH时可以将一个40ms周期内多次接收的数据分别进行均衡解扰和解速率匹配，从而可以获得多个软比特数据。这些软比特数据由于对应的载荷没有发生变化，可以直接进行软合并。然后利用软合并后的数据再完成维特比（Viterbi）译码和CRC校验。如果在一个40ms周期内没有能够成功解码PBCH，正常情况下跨周期的软比特信息由于对应载荷中系统帧号的高8位随着时间变化而发生变化，进而对应的CRC校验位也相应变化，导致跨40ms周期的软比特信息无法进行软合并，一般只能丢弃前40ms周期的软比特，重新开始在新的40ms周期内的全新的PBCH解码。在LTE的实际使用过程中，终端设备（UE，userequipment，也称用户设备）可能工作在基站附近的高信噪比区域，也可能工作在小区边缘的低信噪比区域，另外还可能受到干扰而导致信噪比进一步降低，这些场景都对终端设备的PBCH接收能力提出了更高的要求。研究表明，LTE或LTE-M的PBCH所承载的信息中，除了系统帧号会随着时间的变化而变化，其他参数信息保持不变。因此，可以通过PBCH载荷中的变化规律来对相邻40ms周期内的PBCH信号进行跨周期合并，提高PBCH在弱信噪比环境下的接收能力。LTE或LTE-M终端设备在开机后首先利用PSS（PrimarySynchronizationSignal，主同步信号）和SSS（SecondarySynchronizationSignal，辅同步信号）完成小区的搜索过程，从而获得小区ID（CellID）和10ms的无线帧所对应的帧定时。在此基础上，终端设备需要进一步接收承载系统广播信息的PBCH信道。在接收PBCH的过程中，终端设备需要根据不同的天线端口数候选对接收的PBCH信号采用不同的均衡方法，同时根据时间候选对加扰在PBCH比特流上的加扰信息进行盲检，这样最终在译码成功时同时获得小区特定的天线端口数和系统的40ms定时信息。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种LTE或LTE-M跨40ms周期合并接收PBCH的方法。为解决上述技术问题，本申请提出了一种LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，包括如下步骤。步骤S10：根据终端设备当前所处的系统状态确定小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数。步骤S20：终端设备在每个无线帧的PBCH子帧对PBCH信号进行接收。步骤S30：根据不同的天线端口数候选和不同的时间候选，对接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配，得到当前接收时间窗口的一组重组后的软比特。步骤S40：根据PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律，对当前获得的重组后的软比特进行翻转及合并处理。步骤S50：对合并后的软比特进行维特比译码和CRC校验。步骤S60：根据维特比译码和CRC校验结果判断是否满足结束条件，若是则结束PBCH接收；若否，则根据当前所处条件返回至步骤S20或步骤S30或步骤S50。上述方法通过固定的PBCH载荷变化规律来对相邻两个PBCH发送周期内的PBCH接收信号进行软比特合并，提高检测性能，使得LTE或LTE-M接收机可以在信道恶劣条件下正确获取网络广播的系统信息。进一步地，所述步骤S10中，当前所处的系统状态分为以下三种情况。情况一：如果终端设备当前处于开机之后的初始搜网状态，小区天线端口数盲检个数为3，天线端口数候选为1或2或4；时间候选盲检个数为4，时间候选为0或1或2或3。情况二：如果终端设备是从一个小区切换到另外一个小区，或者是从无信号区域返回到有信号区域，小区天线端口数盲检个数为1；时间候选盲检个数为4，时间候选为0或1或2或3。情况三：如果终端设备收到基站指示，当前小区的系统信息发生了变化，需要重新获取主消息块MIB，小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数均为1。这是对步骤S10的详细说明。进一步地，所述步骤S30进一步包括如下步骤。步骤S31：根据天线端口数候选对接收的PBCH信号进行信道估计并进行相应的均衡。如果天线端口数盲检个数为3，接收机分别按照天线端口数候选为1、天线端口数候选为2、天线端口数候选为4的参考信号映射方式进行信道估计，保存三种可能的信道估计结果；然后基于PBCH接收信号分别利用这三种可能的信道估计结果进行均衡。如果天线端口数盲检个数为1，接收机只用已知的天线端口数对应的参考信号进行信道估计并进行相应的均衡。步骤S32：根据时间候选对均衡后的PBCH信号进行解扰；对当前时间用不同的时间候选去解扰，从而获得不同时间候选下的软比特。如果时间候选盲检个数为4，则对所有的时间候选进行比特级解扰。如果时间候选盲检个数为1，则只用已知的时间候选进行比特级解扰。步骤S33：对解扰后的软比特进行解速率匹配，得到重组后的软比特；在每一种天线端口数候选以及每一种时间候选下进行均衡、解扰和解速率匹配后，得到的一组重组后的软比特是一组120个有固定顺序的软比特数据。这是对步骤S30的详细说明。进一步地，所述步骤S40中，PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律是指：第N+1个PBCH的发送周期内的系统帧号的高8位与第N个PBCH的发送周期内的系统帧号的高8位之间存在加1的关系。进一步地，所述步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，包括如下步骤；/n步骤S10：根据终端设备当前所处的系统状态确定小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数；/n步骤S20：终端设备在每个无线帧的PBCH子帧对PBCH信号进行接收；/n步骤S30：根据不同的天线端口数候选和不同的时间候选，对接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配，得到当前接收时间窗口的一组重组后的软比特；/n步骤S40：根据PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律，对当前获得的重组后的软比特进行翻转及合并处理；/n步骤S50：对合并后的软比特进行维特比译码和CRC校验；/n步骤S60：根据维特比译码和CRC校验结果判断是否满足结束条件，若是则结束PBCH接收；若否，则根据当前所处条件返回至步骤S20或步骤S30或步骤S50。/n

【技术特征摘要】
1.一种LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，包括如下步骤；
步骤S10：根据终端设备当前所处的系统状态确定小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数；
步骤S20：终端设备在每个无线帧的PBCH子帧对PBCH信号进行接收；
步骤S30：根据不同的天线端口数候选和不同的时间候选，对接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配，得到当前接收时间窗口的一组重组后的软比特；
步骤S40：根据PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律，对当前获得的重组后的软比特进行翻转及合并处理；
步骤S50：对合并后的软比特进行维特比译码和CRC校验；
步骤S60：根据维特比译码和CRC校验结果判断是否满足结束条件，若是则结束PBCH接收；若否，则根据当前所处条件返回至步骤S20或步骤S30或步骤S50。


2.根据权利要求1所述的LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，所述步骤S10中，当前所处的系统状态分为以下三种情况；
情况一：如果终端设备当前处于开机之后的初始搜网状态，小区天线端口数盲检个数为3，天线端口数候选为1或2或4；时间候选盲检个数为4，时间候选为0或1或2或3；
情况二：如果终端设备是从一个小区切换到另外一个小区，或者是从无信号区域返回到有信号区域，小区天线端口数盲检个数为1；时间候选盲检个数为4，时间候选为0或1或2或3；
情况三：如果终端设备收到基站指示，当前小区的系统信息发生了变化，需要重新获取主消息块MIB，小区天线端口数盲检个数和时间候选盲检个数均为1。


3.根据权利要求1所述的LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，所述步骤S30进一步包括如下步骤；
步骤S31：根据天线端口数候选对接收的PBCH信号进行信道估计并进行相应的均衡；
如果天线端口数盲检个数为3，接收机分别按照天线端口数候选为1、天线端口数候选为2、天线端口数候选为4的参考信号映射方式进行信道估计，保存三种可能的信道估计结果；然后基于PBCH接收信号分别利用这三种可能的信道估计结果进行均衡；
如果天线端口数盲检个数为1，接收机只用已知的天线端口数对应的参考信号进行信道估计并进行相应的均衡；
步骤S32：根据时间候选对均衡后的PBCH信号进行解扰；对当前时间用不同的时间候选去解扰，从而获得不同时间候选下的软比特；
如果时间候选盲检个数为4，则对所有的时间候选进行比特级解扰；
如果时间候选盲检个数为1，则只用已知的时间候选进行比特级解扰；
步骤S33：对解扰后的软比特进行解速率匹配，得到重组后的软比特；在每一种天线端口数候选以及每一种时间候选下进行均衡、解扰和解速率匹配后，得到的一组重组后的软比特是一组120个有固定顺序的软比特数据。


4.根据权利要求1所述的LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，所述步骤S40中，PBCH的载荷在相邻PBCH发送周期中的变化规律是指：第N+1个PBCH的发送周期内的系统帧号的高8位与第N个PBCH的发送周期内的系统帧号的高8位之间存在加1的关系。


5.根据权利要求4所述的LTE或LTE-M跨周期合并接收PBCH的方法，其特征是，所述步骤S40进一步包括如下步骤；
步骤S41：判断在某一种天线端口数候选以及某一种时间候选下获得的一组重组后的软比特是否为当前天线端口数候选以及当前时间候选下在PBCH接收的第零个或者第一个周期接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配获得的；所述PBCH接收的第一个周期是指当前时间候选下的第一个完整的40ms的PBCH信号接收周期；在PBCH接收的第一个周期之前的都是当前时间候选下的PBCH接收的第零个周期；
如果是，进入步骤S42；
否则进入步骤S44；
步骤S42：判断当前获得的一组重组后的软比特是否为当前时间候选下第一次接收的PBCH信号、或者是当前时间候选下在PBCH接收的第一个周期内第一次接收的PBCH信号进行均衡、解扰、解速率匹配获得的；
如果是，进入步骤S43；
否则将当前获得的一组重组后的软比特与对应的天线端口数候选和时间候选的存储空间中的历史软比特进行合并，并重新保存到该存储空间中；
步骤S43：将对应的天线端口数候选下当前时间候选对应的存储空间中的历史软比特清零，然后将当前获得的一组重组后的软比特保存到该存储空间中；
步骤S44：将当前获得的一组重组后的软比特根据M种不同的翻转图样进行翻转，获得M组经过翻转后的软比特，然后将M组翻转后的软比特分别与对应的天线端口数候选和时间候选的存储空间中的M组历史软比特进行合并，得到M组合并后的软比特并重新保存到对应存储空间中，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓骏，朱仕轶，毛鲁光，
申请(专利权)人：翱捷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31