一种LTE下行系统中的TDD/FDD帧结构快速检测方法
发布时间：2021-07-30 11:03
提出一种3GPP LTE下行系统中帧结构类型的快速检测方法。LTE系统同时支持TDD和FDD两种帧结构,接收机在同步过程中需要预先判断是哪种帧结构类型。提出利用LTE系统中主同步序列和辅同步序列的时域镜像特征进行帧结构类型判断,能够在保证检测性能的情况下,以较低的运算量实现快速检测。所提方法可应用于LTE及LTE Advanced系统下行接收机的实现,有很好的应用前景。
【文章来源】：计算机应用与软件. 2014,31(12)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
同步信号分别在TDD/FDD帧结构下的映射方式
镜像对称/共轭对称的特点，利用此镜像特征，可以预先进行接收序列的镜像自相关，从而不需要检测PSS、SSS序列本身，就可以获得PSS和SSS的位置信息。进一步根据位置信息，计算间隔的采样点数，结合图1的帧结构格式特征，根据采样点数的不同，得到帧结构格式的检测信息。2．2快速的帧结构检测方法基于前述小节的分析，下面给出基于PSS和SSS镜像特征进行的快速帧结构检测方法的流程图和步骤描述。利用此检测方法，能够在小区搜索和同步时预先获得帧结构信息，基于此信息，可以有效降低后续信号检测的相关次数和复杂度。图2提出方法的处理流程图如图2所示，所提方法分为以下5个步骤，其中，步骤1和步骤2主要是信号的接收、存储、滤波，目的是获得同步信号带宽上的有效数据，避免非同步带宽上的数据干扰，提高检测峰值的检测准确度;步骤3和步骤4分别执行时域相关运算，步骤3利用了PSS时域信号的镜像对称特征进行相关运算，步骤4则利用了SSS信号的时域镜像共轭对称特征进行相关运算。最后步骤5根据峰值结果给出帧结构格式的判断。根据上述描述，下面给出算法的具体步骤:步骤1接收机接收并存储时域接收数据。存储的数据至少应不少于1个无线帧(10ms)的数据。而在信噪比较低时，则需要存储超过1个无线帧的数据，以用于多个无线帧内数据的相关累加。步骤2对接收时域数据进行窄带滤波。滤波器等效带宽为1．08MHz(同步信号带宽)，得到对应的1．92MHz采样率的时域数据序列，此时，OFDM符号的FFT/IFFT采样点数是N=128。记窄带滤波后的时域数据序列为y(n)，n=0，…，L－1，其中，L为滤波后的接收序列长度。步骤3对时域数据序列y(n)进行滑动镜像自相关。根据相关结果，比较不同滑动位置上的相关峰值大小，在最大峰值处获得PSS的位置索引i^P
=－0．1740－0．1550i…xSSS(1)=xSSS(127)*=－0．0400－0．1581i以常规CP配置为例，图3、图4分别给出了TDD/常规CP和FDD/常规CP配置时，提出方法在理想条件下半个无线帧数据长度内的峰值检测结果示例。由图可知，在TDD格式下(图3)，两个峰值点的间隔明显大于FDD格式下(图4)的峰值点间隔。这与前面的信号特征分析是一致的。基于不同间隔数目的信号特征，可以设置合适的门限值，进行帧结构信息判断。而预先获得帧结构信息的好处在于，能够大大降低后续SSS检测的运算量，从而降低检测时延，完成快速检测。图3TDD/常规CP配置下的峰值检测结果图4FDD/常规CP配置下的峰值检测结果图5给出了各种不同配置下，帧结构类型检测的误判概率随信噪比SNＲ(Signal-to-noiseＲation)的变化趋势。由图可见，在四种不同的帧结构格式下，所提方法都能够有效地进行帧结构格式判断。而且误检测概率随信噪比的增加都有很好的降低，即检测准确性得到很好的提升。而且本仿真中，只是基于单次相关做出判决，尚未采用相关累加等优化方法。一般实现中会采用几十秒甚至几百秒的相关累加来增强检测性能，此时应用本方法检测性能可以取得更好的检测性能。图5AWGN信道下的检测结果4结语针对LTE终端实现的快速小区搜索和同步需求，本文通过分析LTE下行系统中同步信号的时域特征，利用PSS的时域镜像对称和SSS的时域镜像共轭对称特点，研究提出了一种LTE系统中下行接收机TDD/FDD帧结构格式检测的低复杂度的快速实现方法，并给出了详细的算法流程和步骤描述。仿真结果表明，该方法可以取得良好的检测效果。而且，通过分析可知，利用该方法可以减少终端小区搜索和同步过程中SSS序列的相关检测次数，这对于LTE系统的接收机实现具有重要的应用价值。而且?
【参考文献】：
期刊论文
[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)
本文编号：3311283
【文章来源】：计算机应用与软件. 2014,31(12)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
同步信号分别在TDD/FDD帧结构下的映射方式
镜像对称/共轭对称的特点，利用此镜像特征，可以预先进行接收序列的镜像自相关，从而不需要检测PSS、SSS序列本身，就可以获得PSS和SSS的位置信息。进一步根据位置信息，计算间隔的采样点数，结合图1的帧结构格式特征，根据采样点数的不同，得到帧结构格式的检测信息。2．2快速的帧结构检测方法基于前述小节的分析，下面给出基于PSS和SSS镜像特征进行的快速帧结构检测方法的流程图和步骤描述。利用此检测方法，能够在小区搜索和同步时预先获得帧结构信息，基于此信息，可以有效降低后续信号检测的相关次数和复杂度。图2提出方法的处理流程图如图2所示，所提方法分为以下5个步骤，其中，步骤1和步骤2主要是信号的接收、存储、滤波，目的是获得同步信号带宽上的有效数据，避免非同步带宽上的数据干扰，提高检测峰值的检测准确度;步骤3和步骤4分别执行时域相关运算，步骤3利用了PSS时域信号的镜像对称特征进行相关运算，步骤4则利用了SSS信号的时域镜像共轭对称特征进行相关运算。最后步骤5根据峰值结果给出帧结构格式的判断。根据上述描述，下面给出算法的具体步骤:步骤1接收机接收并存储时域接收数据。存储的数据至少应不少于1个无线帧(10ms)的数据。而在信噪比较低时，则需要存储超过1个无线帧的数据，以用于多个无线帧内数据的相关累加。步骤2对接收时域数据进行窄带滤波。滤波器等效带宽为1．08MHz(同步信号带宽)，得到对应的1．92MHz采样率的时域数据序列，此时，OFDM符号的FFT/IFFT采样点数是N=128。记窄带滤波后的时域数据序列为y(n)，n=0，…，L－1，其中，L为滤波后的接收序列长度。步骤3对时域数据序列y(n)进行滑动镜像自相关。根据相关结果，比较不同滑动位置上的相关峰值大小，在最大峰值处获得PSS的位置索引i^P
=－0．1740－0．1550i…xSSS(1)=xSSS(127)*=－0．0400－0．1581i以常规CP配置为例，图3、图4分别给出了TDD/常规CP和FDD/常规CP配置时，提出方法在理想条件下半个无线帧数据长度内的峰值检测结果示例。由图可知，在TDD格式下(图3)，两个峰值点的间隔明显大于FDD格式下(图4)的峰值点间隔。这与前面的信号特征分析是一致的。基于不同间隔数目的信号特征，可以设置合适的门限值，进行帧结构信息判断。而预先获得帧结构信息的好处在于，能够大大降低后续SSS检测的运算量，从而降低检测时延，完成快速检测。图3TDD/常规CP配置下的峰值检测结果图4FDD/常规CP配置下的峰值检测结果图5给出了各种不同配置下，帧结构类型检测的误判概率随信噪比SNＲ(Signal-to-noiseＲation)的变化趋势。由图可见，在四种不同的帧结构格式下，所提方法都能够有效地进行帧结构格式判断。而且误检测概率随信噪比的增加都有很好的降低，即检测准确性得到很好的提升。而且本仿真中，只是基于单次相关做出判决，尚未采用相关累加等优化方法。一般实现中会采用几十秒甚至几百秒的相关累加来增强检测性能，此时应用本方法检测性能可以取得更好的检测性能。图5AWGN信道下的检测结果4结语针对LTE终端实现的快速小区搜索和同步需求，本文通过分析LTE下行系统中同步信号的时域特征，利用PSS的时域镜像对称和SSS的时域镜像共轭对称特点，研究提出了一种LTE系统中下行接收机TDD/FDD帧结构格式检测的低复杂度的快速实现方法，并给出了详细的算法流程和步骤描述。仿真结果表明，该方法可以取得良好的检测效果。而且，通过分析可知，利用该方法可以减少终端小区搜索和同步过程中SSS序列的相关检测次数，这对于LTE系统的接收机实现具有重要的应用价值。而且?
【参考文献】：
期刊论文
[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)
本文编号：3311283
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