一種LTE下行系統(tǒng)中的TDD/FDD幀結構快速檢測方法
發(fā)布時間：2021-07-30 11:03
提出一種3GPP LTE下行系統(tǒng)中幀結構類型的快速檢測方法。LTE系統(tǒng)同時支持TDD和FDD兩種幀結構,接收機在同步過程中需要預先判斷是哪種幀結構類型。提出利用LTE系統(tǒng)中主同步序列和輔同步序列的時域鏡像特征進行幀結構類型判斷,能夠在保證檢測性能的情況下,以較低的運算量實現(xiàn)快速檢測。所提方法可應用于LTE及LTE Advanced系統(tǒng)下行接收機的實現(xiàn),有很好的應用前景。
【文章來源】：計算機應用與軟件. 2014,31(12)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
同步信號分別在TDD/FDD幀結構下的映射方式
鏡像對稱/共軛對稱的特點，利用此鏡像特征，可以預先進行接收序列的鏡像自相關，從而不需要檢測PSS、SSS序列本身，就可以獲得PSS和SSS的位置信息。進一步根據(jù)位置信息，計算間隔的采樣點數(shù)，結合圖1的幀結構格式特征，根據(jù)采樣點數(shù)的不同，得到幀結構格式的檢測信息。2．2快速的幀結構檢測方法基于前述小節(jié)的分析，下面給出基于PSS和SSS鏡像特征進行的快速幀結構檢測方法的流程圖和步驟描述。利用此檢測方法，能夠在小區(qū)搜索和同步時預先獲得幀結構信息，基于此信息，可以有效降低后續(xù)信號檢測的相關次數(shù)和復雜度。圖2提出方法的處理流程圖如圖2所示，所提方法分為以下5個步驟，其中，步驟1和步驟2主要是信號的接收、存儲、濾波，目的是獲得同步信號帶寬上的有效數(shù)據(jù)，避免非同步帶寬上的數(shù)據(jù)干擾，提高檢測峰值的檢測準確度;步驟3和步驟4分別執(zhí)行時域相關運算，步驟3利用了PSS時域信號的鏡像對稱特征進行相關運算，步驟4則利用了SSS信號的時域鏡像共軛對稱特征進行相關運算。最后步驟5根據(jù)峰值結果給出幀結構格式的判斷。根據(jù)上述描述，下面給出算法的具體步驟:步驟1接收機接收并存儲時域接收數(shù)據(jù)。存儲的數(shù)據(jù)至少應不少于1個無線幀(10ms)的數(shù)據(jù)。而在信噪比較低時，則需要存儲超過1個無線幀的數(shù)據(jù)，以用于多個無線幀內(nèi)數(shù)據(jù)的相關累加。步驟2對接收時域數(shù)據(jù)進行窄帶濾波。濾波器等效帶寬為1．08MHz(同步信號帶寬)，得到對應的1．92MHz采樣率的時域數(shù)據(jù)序列，此時，OFDM符號的FFT/IFFT采樣點數(shù)是N=128。記窄帶濾波后的時域數(shù)據(jù)序列為y(n)，n=0，…，L－1，其中，L為濾波后的接收序列長度。步驟3對時域數(shù)據(jù)序列y(n)進行滑動鏡像自相關。根據(jù)相關結果，比較不同滑動位置上的相關峰值大小，在最大峰值處獲得PSS的位置索引i^P
=－0．1740－0．1550i…xSSS(1)=xSSS(127)*=－0．0400－0．1581i以常規(guī)CP配置為例，圖3、圖4分別給出了TDD/常規(guī)CP和FDD/常規(guī)CP配置時，提出方法在理想條件下半個無線幀數(shù)據(jù)長度內(nèi)的峰值檢測結果示例。由圖可知，在TDD格式下(圖3)，兩個峰值點的間隔明顯大于FDD格式下(圖4)的峰值點間隔。這與前面的信號特征分析是一致的�；诓煌g隔數(shù)目的信號特征，可以設置合適的門限值，進行幀結構信息判斷。而預先獲得幀結構信息的好處在于，能夠大大降低后續(xù)SSS檢測的運算量，從而降低檢測時延，完成快速檢測。圖3TDD/常規(guī)CP配置下的峰值檢測結果圖4FDD/常規(guī)CP配置下的峰值檢測結果圖5給出了各種不同配置下，幀結構類型檢測的誤判概率隨信噪比SNＲ(Signal-to-noiseＲation)的變化趨勢。由圖可見，在四種不同的幀結構格式下，所提方法都能夠有效地進行幀結構格式判斷。而且誤檢測概率隨信噪比的增加都有很好的降低，即檢測準確性得到很好的提升。而且本仿真中，只是基于單次相關做出判決，尚未采用相關累加等優(yōu)化方法。一般實現(xiàn)中會采用幾十秒甚至幾百秒的相關累加來增強檢測性能，此時應用本方法檢測性能可以取得更好的檢測性能。圖5AWGN信道下的檢測結果4結語針對LTE終端實現(xiàn)的快速小區(qū)搜索和同步需求，本文通過分析LTE下行系統(tǒng)中同步信號的時域特征，利用PSS的時域鏡像對稱和SSS的時域鏡像共軛對稱特點，研究提出了一種LTE系統(tǒng)中下行接收機TDD/FDD幀結構格式檢測的低復雜度的快速實現(xiàn)方法，并給出了詳細的算法流程和步驟描述。仿真結果表明，該方法可以取得良好的檢測效果。而且，通過分析可知，利用該方法可以減少終端小區(qū)搜索和同步過程中SSS序列的相關檢測次數(shù)，這對于LTE系統(tǒng)的接收機實現(xiàn)具有重要的應用價值。而且?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Frequency synchronization for TD-LTE-A downlink receiver[J]. JIA Guo-qing1,2,3,XIONG Yong1,2,YANG Xiu-mei1,2,FANG Wei-dong1,2 1.Shanghai Research Center for Wireless Communications,Shanghai 200335,China 2.Shanghai Institute of Micro-System and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050,China 3.Key Laboratory of Wireless Sensor Network & Communication,Shanghai Institute of Micro-System and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200335,China. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2012(01)
本文編號：3311283
【文章來源】：計算機應用與軟件. 2014,31(12)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
同步信號分別在TDD/FDD幀結構下的映射方式
鏡像對稱/共軛對稱的特點，利用此鏡像特征，可以預先進行接收序列的鏡像自相關，從而不需要檢測PSS、SSS序列本身，就可以獲得PSS和SSS的位置信息。進一步根據(jù)位置信息，計算間隔的采樣點數(shù)，結合圖1的幀結構格式特征，根據(jù)采樣點數(shù)的不同，得到幀結構格式的檢測信息。2．2快速的幀結構檢測方法基于前述小節(jié)的分析，下面給出基于PSS和SSS鏡像特征進行的快速幀結構檢測方法的流程圖和步驟描述。利用此檢測方法，能夠在小區(qū)搜索和同步時預先獲得幀結構信息，基于此信息，可以有效降低后續(xù)信號檢測的相關次數(shù)和復雜度。圖2提出方法的處理流程圖如圖2所示，所提方法分為以下5個步驟，其中，步驟1和步驟2主要是信號的接收、存儲、濾波，目的是獲得同步信號帶寬上的有效數(shù)據(jù)，避免非同步帶寬上的數(shù)據(jù)干擾，提高檢測峰值的檢測準確度;步驟3和步驟4分別執(zhí)行時域相關運算，步驟3利用了PSS時域信號的鏡像對稱特征進行相關運算，步驟4則利用了SSS信號的時域鏡像共軛對稱特征進行相關運算。最后步驟5根據(jù)峰值結果給出幀結構格式的判斷。根據(jù)上述描述，下面給出算法的具體步驟:步驟1接收機接收并存儲時域接收數(shù)據(jù)。存儲的數(shù)據(jù)至少應不少于1個無線幀(10ms)的數(shù)據(jù)。而在信噪比較低時，則需要存儲超過1個無線幀的數(shù)據(jù)，以用于多個無線幀內(nèi)數(shù)據(jù)的相關累加。步驟2對接收時域數(shù)據(jù)進行窄帶濾波。濾波器等效帶寬為1．08MHz(同步信號帶寬)，得到對應的1．92MHz采樣率的時域數(shù)據(jù)序列，此時，OFDM符號的FFT/IFFT采樣點數(shù)是N=128。記窄帶濾波后的時域數(shù)據(jù)序列為y(n)，n=0，…，L－1，其中，L為濾波后的接收序列長度。步驟3對時域數(shù)據(jù)序列y(n)進行滑動鏡像自相關。根據(jù)相關結果，比較不同滑動位置上的相關峰值大小，在最大峰值處獲得PSS的位置索引i^P
=－0．1740－0．1550i…xSSS(1)=xSSS(127)*=－0．0400－0．1581i以常規(guī)CP配置為例，圖3、圖4分別給出了TDD/常規(guī)CP和FDD/常規(guī)CP配置時，提出方法在理想條件下半個無線幀數(shù)據(jù)長度內(nèi)的峰值檢測結果示例。由圖可知，在TDD格式下(圖3)，兩個峰值點的間隔明顯大于FDD格式下(圖4)的峰值點間隔。這與前面的信號特征分析是一致的�；诓煌g隔數(shù)目的信號特征，可以設置合適的門限值，進行幀結構信息判斷。而預先獲得幀結構信息的好處在于，能夠大大降低后續(xù)SSS檢測的運算量，從而降低檢測時延，完成快速檢測。圖3TDD/常規(guī)CP配置下的峰值檢測結果圖4FDD/常規(guī)CP配置下的峰值檢測結果圖5給出了各種不同配置下，幀結構類型檢測的誤判概率隨信噪比SNＲ(Signal-to-noiseＲation)的變化趨勢。由圖可見，在四種不同的幀結構格式下，所提方法都能夠有效地進行幀結構格式判斷。而且誤檢測概率隨信噪比的增加都有很好的降低，即檢測準確性得到很好的提升。而且本仿真中，只是基于單次相關做出判決，尚未采用相關累加等優(yōu)化方法。一般實現(xiàn)中會采用幾十秒甚至幾百秒的相關累加來增強檢測性能，此時應用本方法檢測性能可以取得更好的檢測性能。圖5AWGN信道下的檢測結果4結語針對LTE終端實現(xiàn)的快速小區(qū)搜索和同步需求，本文通過分析LTE下行系統(tǒng)中同步信號的時域特征，利用PSS的時域鏡像對稱和SSS的時域鏡像共軛對稱特點，研究提出了一種LTE系統(tǒng)中下行接收機TDD/FDD幀結構格式檢測的低復雜度的快速實現(xiàn)方法，并給出了詳細的算法流程和步驟描述。仿真結果表明，該方法可以取得良好的檢測效果。而且，通過分析可知，利用該方法可以減少終端小區(qū)搜索和同步過程中SSS序列的相關檢測次數(shù)，這對于LTE系統(tǒng)的接收機實現(xiàn)具有重要的應用價值。而且?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Frequency synchronization for TD-LTE-A downlink receiver[J]. JIA Guo-qing1,2,3,XIONG Yong1,2,YANG Xiu-mei1,2,FANG Wei-dong1,2 1.Shanghai Research Center for Wireless Communications,Shanghai 200335,China 2.Shanghai Institute of Micro-System and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050,China 3.Key Laboratory of Wireless Sensor Network & Communication,Shanghai Institute of Micro-System and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200335,China. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2012(01)
本文編號：3311283
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