专利名称：一种实现td-lte数字中继技术初始同步的方法
技术领域：
本发明的技术方案涉及适用于无线通信网络的业务或设施，具体地说是一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法。
背景技术：
随着移动互联网业务和宽带业务的兴起与发展，第三代合作伙伴计划(3GPP)设计了通用移动通信系统的长期演进(Long Term Evolution，LTE)标准。LTE将在未来成为主流的宽带移动通信技术。LTE中继传输技术的引入是为了满足下一代移动通信系统的高速率传输和无所不在的无线信号覆盖的要求。
同步技术是LTE系统的关键技术，同步性能的优劣直接影响整个系统的性能。可以说，精确的同步是通信系统信息可靠传输的前提。LTE中继的同步包括符号同步、帧同步、载波同步、采样时钟同步。LTE帧结构中规定了两种同步信号，即主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)，因此在做同步时可以充分利用这些同步信号实现同步，并完成小区搜索。相关的现有技术有盛渊等在其《LTE系统中小区搜索算法研究》(参见《通信技术》2009年第03期，第42卷)一文中，设计了完整的LTE系统小区初始搜索算法，该方法的仿真条件是在传输带宽为20MHz，IFFT点数为2048点，而实际中继在使用中并不知道传输带宽和IFFT点数是多少，因此需要考虑实际的传输带宽；李小文等在《TD-LTE系统小区初搜及算法研究》(参见《计算机应用研究》第28卷第10期2011年10月)一文中，设计了详细的LTE系统小区搜索流程，包括定时同步、频率同步、扇区ID和小区组ID检测等，其中针对频率同步提出了一种基于主同步信号(PSS)的最大似然算法，为用户终端(UE)提供了精确的小数倍频偏估计。但是该方法也是在确定带宽和IFFT点数的情况下才可以完成的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，该方法解决了中继在接收信号进行初始同步阶段，在不知道下行带宽的前提下，选取合适的采样频率实现初始同步，完成了符号粗定时同步，确定了 CP类型，并找到PBCH位置，并解PBCH得到系统带宽、系统帧号和基站天线配置。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，其步骤是第一步，TD-LTE数字中继对接收的信号进行A/D采样，并通过低通滤波，由此得到的信号与本地生产的三组PSS信号进行滑动互相关运算，检测最大相关值所在的位置确定PSS信号类型、小区组中小区ID及PSS信号所在的OFDM符号的位置；第二步，根据第一步得到的PSS信号所在的OFDM符号的位置，检测CP类型；第三步，根据第一步得到的PSS信号所确定的OFDM符号位置和第二步得到的CP类型，确定SSS信号的位置，以该位置开始的128个数据信号与本地生成的168组SSS信号做时域互相关运算，得到168个相关集，得出SSS信号类型，其中最大的那个SSS信号即为TD-LTE的SSS信号，同时得到小区组内小区ID ；
第四步，通过第三步所确定的SSS信号的位置是前半帧还是后半帧，找到第一步的低通滤波信号中PBCH信道的位置，并解该信道，求得系统带宽，确定A/D采样率，返回第一步的控制A/D采样频率，以此实现TD-LTE数字中继技术初始同步。上述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，所述TD-LTE数字中继对接收的信号进行A/D采样，是TD-LTE中继器在A/D转换时以I. 92MHz的采样频率进行采样，所述低通滤波的截止频率为O. 54MHz，所述由此得到的信号与本地生产的三组PSS信号进行滑动互相关运算步骤是先对中继本地生成的表示小区组内小区ID的三个PSS信号做128点IFFT，再对得到的低通滤波信号和得到的表示小区组内小区ID的三个PSS信号分别做128点滑动互相关运算，得到的三组相关集，最后对得到的三组相关集求取摸值，三组相关集中最大的位置即为PSS信号所在的OFDM符号位置，和其做相关运算的PSS信号即为小区组内小区ID。
上述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，所述检测CP类型，其过程是用PSS信号所在的OFDM符号的位置的前32个点与PSS信号所在的OFDM符号的位置的后隔96个点后的32个点做相同位数的检测，如果检测结果大于门限值，则CP类型为扩展CP，如果检测结果小于门限值，则CP类型为为常规CP ；上述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，所述确定SSS信号的位置，是根据PSS信号所在的OFDM符号的位置，往前推412个点的位置即为SSS信号的位置。本发明的有益效果是本发明种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法的原理是，本发明方法是基于LTE系统，应用于中继技术的一项发明，为方便理解，先对一些涉及到的LTE技术做简要介绍如下(I)LTE系统同时定义了频分双工(英文缩写为FDD)和时分双工(英文缩写为TDD)两种方式。本发明是基于TDD的LTE中继技术的同步技术。(2)LTE通过设置不同的子载波数目实现了从I. 4MHz到20MHz的不同系统带宽，表I列出了 LTE的主要射频指标和上下行主要参数。常规CP时，一个时隙有7个OFDM符号，第一个OFDM符号的CP和后6个OFDM符号的CP不同；扩展CP时，一个时隙包括6个OFDM符号。可以看出LTE中继在接收基站信号时并不知道基站的发送带宽，因此抽样频率就是未知的。表I. LTE的主要射频指标和上下行主要参数
发送带宽~ I. 4MHz ~Sfa~~~ IOMHz^ 15MHz20MHz抽样频率 I. 92 MHz 3. 84 MHz 7. 68 MHz 15. 36 MHz23. 04 MHz30. 72 MHz~FFT 大小12825651210241536 2048
常规 9’ 6 18，6 36，6 72，6 108’ 6 144 6
CF
CP 10，I 20，I 40’ I 80’ I 120，I 160，I
IX ---------
扩展
度32541282%H4
CP(3) LTE物理层的同步信号包括主同步信号PSS和辅同步信号SSS，每个同步信号的时间长度为I个OFDM符号，每5ms传输一次，在频域上占用下行频带中心1.08MHz的带宽。PSS/SSS信号使用的序列与物理层小区ID相关，可用于终端对小区的识别。PSS/SSS信号频域结构如图2。LTE物理层支持504个小区ID，分为168个组(O 167)，每个组包含3个小区ID (O 2)。即Nc1eJ =3Ν^ + Ν^式中iVS"为物理层小区ID，#g为小区组ID h、1D为小区组中的小区ID。与此小对应，主同步信号PSS序列包含3中可能，指示小区的组内ID ;辅同步信号SSS序列包含168种可能性，指示小区的组ID。在Type2TDD帧结构中，PSS信号位于第I子帧和第6子巾贞，SSS信号位于第O子帧 和第5子帧，且PSS/SSS之间有两个OFDM符号的间隔。PSS/SSS信号的位置关系如图4。本地生成主同步信号序列PSS是由频域长度为62的复数序列，根据根指数u的不同，有三种不同的取值，用于指示物理层小区组内的小区ID。主同步信号序列是由频域Zadoff-Chu序列生成的，即
权利要求
1.一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，其特征在于步骤是 第一步，TD-LTE数字中继对接收的信号进行A/D采样，并通过低通滤波，由此得到的信号与本地生产的三组PSS信号进行滑动互相关运算，检测最大相关值所在的位置确定PSS信号类型、小区组中小区ID及PSS信号所在的OFDM符号的位置； 第二步，根据第一步得到的PSS信号所在的OFDM符号的位置，检测CP类型； 第三步，根据第一步得到的PSS信号所确定的OFDM符号位置和第二步得到的CP类型，确定SSS信号的位置，以该位置开始的128个数据信号与本地生成的168组SSS信号做时域互相关运算，得到168个相关集，得出SSS信号类型，其中最大的那个SSS信号即为TD-LTE的SSS信号，同时得到小区组内小区ID ； 第四步，通过第三步所确定的SSS信号的位置是前半帧还是后半帧，找到第一步的低通滤波信号中PBCH信道的位置，并解该信道，求得系统带宽，确定A/D采样率，返回第一步的控制A/D采样频率，以此实现TD-LTE数字中继技术初始同步。
2.根据权利要求I所述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，其特征在于所述TD-LTE数字中继对接收的信号进行A/D采样，是TD-LTE中继器在A/D转换时以I.92MHz的采样频率进行采样，所述低通滤波的截止频率为0. 54MHz，所述由此得到的信号与本地生产的三组PSS信号进行滑动互相关运算步骤是先对中继本地生成的表示小区组内小区ID的三个PSS信号做128点IFFT，再对得到的低通滤波信号和得到的表示小区组内小区ID的三个PSS信号分别做128点滑动互相关运算，得到的三组相关集，最后对得到的三组相关集求取摸值，三组相关集中最大的位置即为PSS信号所在的OFDM符号位置，和其做相关运算的PSS信号即为小区组内小区ID。
3.根据权利要求I所述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，其特征在于所述检测CP类型，其过程是用PSS信号所在的OFDM符号的位置的前32个点与PSS信号所在的OFDM符号的位置的后隔96个点后的32个点做相同位数的检测，如果检测结果大于门限值，则CP类型为扩展CP，如果检测结果小于门限值，则CP类型为为常规CP。
4.根据权利要求I所述一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，其特征在于所述确定SSS信号的位置，是根据PSS信号所在的OFDM符号的位置，往前推412个点的位置即为SSS信号的位置。
全文摘要
本发明一种实现TD-LTE数字中继技术初始同步的方法，涉及适用于无线通信网络的业务或设施，步骤是对经A/D采样的数据做低通滤波，做PSS滑动相关检测，得到小区组内小区ID和PSS位置；对PSS信号所在的OFDM符号的位置，检测CP类型；根据PSS位置和CP类型找到SSS信号位置，并做SSS信号相关检测，完成前后半帧检测和小区ID搜索；找到PBCH信道位置，并解该信道，得到系统带宽，返回控制A/D采样，完成初始同步。该方法解决了中继在不知道下行带宽的前提下，选取合适的采样频率实现初始同步，完成了符号粗定时同步，确定了CP类型，找到PBCH位置，解PBCH得到系统带宽、系统帧号和基站天线配置。
文档编号H04W56/00GK102761957SQ20121023763
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘剑飞, 曾祥烨, 杨建坡, 王晨阳, 王蒙军 申请人:奥维通信股份有限公司, 河北工业大学