一种低实现复杂度的lte系统下行辅同步信号检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LTE系统下行辅同步信号的一种检测方法，特别涉及该方法在具体实 现时的一种低复杂度实现方式。
【背景技术】
[0002] 为了更好地进行系统小区搜索，LTE协议标准定义了主同步信道（P-SCH)和辅同 步信道（S-SCH)，分别用来传输携带系统符号定时和小区组内ID信息的主同步信号，以及 携带帧定时信息和小区组ID的辅同步信号。辅同步信号主要由两个m序列交错级联而成， 具体的生成表达式可以见协议标准。
[0003] 辅同步信号的检测通常是在主同步信号检测成功之后进行，此时系统的符号定 时信息已经确定，因此可以在时域或者频域对辅同步信号进行检测。为了获取更好的 检测性能，通常选择频域检测方法。根据是否利用频域信道状态信息（Channel State Information，CSI)，频域检测方法又可分为相干检测方法和非相干检测方法。相干检测方 法由于使用了 CSI，性能上一般优于非相干检测方法。
[0004] 相干检测方法因为要用到系统的CSI，所以需要对主同步信道做信道估计以获得 主同步信道的估计值，从而近似作为辅同步信道的估计值。精确的信道估计模块意味着需 要大量的计算资源，且因为存在大矩阵求逆问题，计算复杂度极高。此外，当信道的相干时 间小于一个 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符号时，主同步信道值 与辅同步信道值相差很大，严重影响辅同步信号相干检测方法的性能。鉴于以上原因，实际 应用中移动台在做初始小区搜索时通常选择非相干检测方法，其中以差分检测方法为主。 常规的差分检测方法需要分阶段估计出两个m序列的偏移值，且在求差分相关时使用的是 频域上间隔开的相邻子载波信号共轭相乘，与相干检测方法相比性能损失严重。为此，本发 明提出了一种低实现复杂度的LTE系统下行链路辅同步信号检测方法，能在不增加计算复 杂度的同时，显著提升辅同步信号差分检测方法的性能。
【发明内容】
[0005] 发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出了一种低实现复杂度的LTE系统下 行链路辅同步信号检测方法，实现对LTE系统中的辅同步信号的检测，并且显著提高差分 检测方法的性能。
[0006] 技术方案：本发明的一种低实现复杂度的LTE系统下行链路辅同步信号检测方法 包括：
[0007] 第一步，首先将时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波，而后降采样得到降 采样后的时域辅同步接收信号；
[0008] 第二步，将降采样后的时域辅同步接收信号做FFT变换以获得频域辅同步接收信 号；
[0009] 第三步，将频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列组中的序列做 差分相关运算得到相关值；
[0010] 第四步，选取使得相关值最大的辅同步信号副本序列组中序列的索引来估计小区 组ID信息和系统帧定时信息。
[0011] 进一步地，所述第一步中抗混叠滤波器采用LfM FIR滤波器实现，滤波器系数中 心对称ai= aN_i，i = 1，2,. . .，Lf/2-l，滤波器的输出再经过M倍降采样，得到降采样后的输 出。
[0012] 进一步地，所述第一步中抗混叠滤波器采用FIR滤波器，降采样倍数为M，所述将 时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波，而后降采样得到降采样后的时域辅同步接收 信号，具体为：将时域辅同步接收信号经过L ff延时器，第m个时钟内取第mN m+t个延时器 的输出与第!^-!1^4个延时器输出结果相加，相加后的值与第11^+七个滤波器系数《^," +4目 乘，而后将Nni个相乘结果相加得到第m个时钟内的滤波结果，再将M个时钟的滤波结果累 加，即可得到滤波降采样后的时域辅同步接收信号，其中N m= L f/2M为乘法器个数，m的取 值范围为〇到M-l，t的取值范围是1到Nm。对时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波 而后降采样，可以减小后续FFT变换的长度以及降低后续差分相关运算的复杂度，从而大 幅降低整个检测模块的实现复杂度。
[0013] 进一步地，所述第三步中频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列 组中的序列做差分相关具体包括：先将频域辅同步接收信号奇数项元素组成的序列 与偶数项元素组成的序列#1Pc)共轭相乘？W(Zc).?#(/〇,其中（· r为取共轭运算；再将共 轭相乘结果序列#(*)·#>(*)先后与频域加扰后辅同步信号副本序列组中序列奇数项元 素组成的序列和偶数项元素组成的序列相乘得到最后的目标序列t(k);最后通过求t(k) 的二范数得到相关值corr(k)。
[0014] 进一步地，所述第三步中通过多次相关值结果非相干合并的方式得到最终 的相关值，具体为：假设第P次频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本 序列组中的序列做差分相关获取相关值为Corr p (k)，将多次相关值经过非相干合并
【主权项】
1. 一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，其特征在于该方法包括： 第一步，将时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波，而后降采样得到降采样后的 时域辅同步接收信号； 第二步，将降采样后的时域辅同步接收信号做FFT变换W获得频域辅同步接收信号； 第=步，将频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列组中的序列做差分 相关运算W得到相关值； 第四步，选取使得相关值最大的辅同步信号副本序列组中序列的索引来估计小区组ID信息和系统帖定时信息。
2. 根据权利要求1所述的一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，其 特征在于所述第一步中抗混叠滤波器采用Lf阶FIR滤波器实现，滤波器系数中屯、对称a1 = aw_i，i= 1，2,. . .，Lf/2-l，滤波器的输出再经过M倍降采样，得到降采样后的输出。
3. 根据权利要求2所述的一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，其 特征在于所述第一步中将时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波，而后降采样得到降 采样后的时域辅同步接收信号，具体为；将时域辅同步接收信号经过Lf个延时器，第m个 时钟内取第mNm+t个延时器的输出与第Lf-mNm-t个延时器输出结果相加，相加后的值与第 mNm+t个滤波器系数相乘，而后将Nm个相乘结果相加得到第m个时钟内的滤波结果， 再将M个时钟的滤波结果累加，即可得到滤波降采样后的时域辅同步接收信号，其中Nm= Lf/2M为乘法器个数，m的取值范围为0到M-1，t的取值范围是1到Nm。
4. 根据权利要求1所述的一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，其 特征在于，所述第=步中频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列组中的序 列做差分相关具体包括；先将频域辅同步接收信号奇数项元素组成的序列fW(叫与偶数项 元素组成的序列fW闲共辆相乘?其中（?）*为取共辆运算再将共辆相乘结 果序列？Ww.fW'例先后与频域加扰后辅同步信号副本序列组中序列奇数项元素组成的 序列和偶数项元素组成的序列相乘得到最后的目标序列t化）；最后通过求t(k)的二范数 得到相关值corHk)。
5. 根据权利要求4所述的一种LTE系统下行链路辅同步信号检测方法，其特征在于， 所述第=步中通过多次相关值结果非相干合并的方式得到最终的相关值，具体为；假设第 P次频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列组中的序列做差分相关获取的 相关值为corrp化)，则将多次相关值经过非相干合并
得到最终的 相关值corr,"&)，其中P为合并次数。
6. 根据权利要求1所述的一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，其 特征在于所述第四步中小区组ID信息=gm〇dG,系统帖定时信息由
来确定：当 m= 0时，系统为第0子帖，而当m= 1时系统为第5子帖，其中G为小区组总数，q为与频 域辅同步接收信号相关值最大的辅同步信号副本序列组中序列的索引号。
【专利摘要】本发明公开了一种低实现复杂度的LTE系统下行辅同步信号检测方法，包括：将时域辅同步接收信号经过抗混叠滤波器滤波，而后降采样得到降采样后的时域辅同步接收信号；降采样后的时域辅同步接收信号做FFT变换以获得频域辅同步接收信号；频域辅同步接收信号与频域加扰后辅同步信号副本序列组中的序列做差分相关运算得到相关值；选取使得相关值最大的索引来估计小区组ID信息和系统帧定时信息。与现有技术相比，本发明能以较低实现复杂度实现，且在不增加计算复杂度的同时，显著提高LTE系统下行链路辅同步信号的差分检测性能。
【IPC分类】H04L27-26
【公开号】CN104796372
【申请号】CN201510178010
【发明人】巴特尔, 仲文, 黄城, 朱峰, 高爱勇, 林宇, 贾子昱
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月15日