WO2013029397A1 - 基于预处理的主同步信号检测方法、装置及终端 - Google Patents
基于预处理的主同步信号检测方法、装置及终端 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to the field of mobile communication technologies, and in particular, to a pre-processing based primary synchronization signal detection method, apparatus and terminal in a Long Term Evolution (LTE) system.
- LTE Long Term Evolution
- cell search is the most critical process, which is the premise of communication between user equipment (UE, User Equipment) and base station (BS, Base Station).
- UE User Equipment
- BS Base Station
- the so-called cell search refers to finding an ideal cell, acquiring time synchronization and frequency synchronization.
- LTE 3rd Generation Partnership Project
- PSS Primary Synchronization Signal
- ID cell identity number
- FFT Fast Fourier Transformation
- Method A Use the method of autocorrelating the received sequence with the local sequence to search for the peak position.
- the advantage of this method is that the complexity is low, but its detection performance is greatly affected by the carrier frequency offset. When the frequency offset is large, the detection failure may be detected even if the received primary synchronization signal is very strong.
- Method B The method is improved on the basis of the method A, which is to divide the received signal into multiple branches, and use different frequency offsets to perform frequency offset pre-compensation, and finally to pre-compensate the branches with multiple frequency offsets. Local sequence correlation to search for peak locations.
- This method also has certain limitations by increasing the complexity in exchange for the improvement of detection performance. If the number of branches is small, the residual frequency offset is also large, and it is difficult to meet the detection performance requirements. Although the residual frequency offset can be reduced to be small enough by increasing the branch, But it will cause a multiplication of complexity. Summary of the invention
- the main object of the present invention is to provide a pre-processing based primary synchronization signal detection method, apparatus and terminal, which aim to improve the detection performance of the primary synchronization signal.
- the present invention provides a pre-processing based primary synchronization signal detection method, including:
- the step of acquiring a primary synchronization signal comprises:
- the step of pre-processing the primary synchronization signal comprises:
- the conjugate-processed signal is multiplied by the main synchronizing signal to output a pre-processed main synchronizing signal.
- the pre-processing of the local sequence comprises pre-processing a local sequence of N different cells; wherein N is a natural number.
- the step of calculating the amplitude or power of the sliding correlation operation result and performing the peak search, and acquiring the synchronization position and the cell ID corresponding to the primary synchronization signal includes:
- the present invention also provides a pre-processing based primary synchronization signal detecting apparatus, the apparatus comprising: a primary synchronization signal preprocessing module, a local sequence preprocessing module, a correlation operation module, an amplitude or power calculation, and a peak search module;
- a main synchronization signal pre-processing module configured to acquire a main synchronization signal, and pre-process the main synchronization signal
- a local sequence preprocessing module for preprocessing the local sequence
- a correlation operation module configured to perform a sliding correlation operation on the preprocessed primary synchronization signal and the local sequence
- the amplitude or power calculation and peak search module is configured to calculate the amplitude or power of the sliding correlation operation result and perform a peak search to obtain a synchronization position and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- the primary synchronization signal pre-processing module comprises: an acquisition unit, configured to perform digital front-end processing on the radio frequency output signal, filter the interference signal, and acquire the main synchronization signal.
- the primary synchronization signal pre-processing module further includes:
- a delay unit configured to delay the main synchronization signal by M samples to obtain a delayed signal; wherein M is a natural number;
- a conjugate unit configured to perform conjugate processing on the imaginary part of the delayed signal
- the multiplication unit is configured to multiply the conjugate processed signal by the main synchronization signal and output the preprocessed main synchronization signal.
- the amplitude or power calculation and peak search module comprises:
- An amplitude or power calculation unit configured to calculate a magnitude or power of the sliding correlation operation result
- a peak search unit configured to perform a peak search on the amplitude or power, and obtain a corresponding synchronization position and a cell ID
- the comparison obtaining unit is configured to compare the peaks of the search to obtain a synchronization location and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- the present invention also proposes a pre-processing based primary synchronization signal detecting terminal comprising the primary synchronization signal detecting apparatus as described above.
- the amplitude or power calculation and the peak position search are performed according to the sliding correlation operation result, and the influence of the carrier frequency offset is eliminated without increasing the detection complexity, and the detection performance of the main synchronization signal is improved.
- FIG. 1 is a schematic flow chart of an embodiment of a method for detecting a primary synchronization signal based on a preprocessing
- FIG. 2 is a schematic flowchart of preprocessing a primary synchronization signal in an embodiment of a method for detecting a primary synchronization signal based on a preprocessing according to the present invention
- FIG. 3 is a schematic flowchart of obtaining a synchronization position and a cell ID corresponding to a primary synchronization signal by calculating a magnitude or power of a sliding correlation operation result and performing a peak search according to an embodiment of the method for detecting a primary synchronization signal according to the present invention
- FIG. 4 is a schematic structural diagram of an apparatus for detecting a primary synchronization signal based on a preprocessing according to an embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a schematic structural diagram of a primary synchronization signal preprocessing module according to an embodiment of the primary synchronization signal detecting apparatus of the present invention
- FIG. 6 is a schematic structural diagram of amplitude or power calculation and peak search module in an embodiment of a pre-processed primary synchronization signal detecting apparatus according to the present invention
- FIG. 7 is a schematic structural diagram of an embodiment of a pre-processing based primary synchronization signal detecting terminal according to the present invention. detailed description
- the solution of the embodiment of the present invention is mainly: preprocessing the received primary synchronization signal, and preprocessing the local sequence by the same method, and finally performing the sliding correlation operation and the peak search on the preprocessed primary synchronization signal and the local sequence. Synchronize position to improve primary sync signal detection Performance.
- an embodiment of the present invention provides a pre-processing based primary synchronization signal detection method, including:
- Step S101 acquiring a primary synchronization signal, and performing preprocessing on the primary synchronization signal
- the primary sync signal output rate of the digital front end is usually 1.92 MHz, and the main sync signal has an appearance period of 10 ms. This embodiment will be described by taking the example of detecting the strongest primary synchronization signal within 10 ms.
- the process of acquiring the primary synchronization signal includes performing digital front end processing on the RF output signal, and the process of the digital front end processing is filtering the received RF output signal to filter out the interference signal, and the purpose is to pass the frequency of the primary synchronization signal.
- the signal at other frequencies is suppressed, and the sampling rate is lowered to reduce the subsequent processing complexity, and the sampling rate is reduced to 1.92 MHz.
- the main synchronization signal is obtained by filtering processing.
- the preprocessing process of the main synchronizing signal is as follows: After the filtered main synchronizing signal is delayed by M samples, the conjugate processing of the imaginary part is inverted, and the conjugate processed signal is multiplied by the main synchronizing signal to obtain a preprocessed Primary sync signal.
- M is a smaller natural number, such as 1, 2, 3, and so on.
- Step S102 Perform preprocessing on the local sequence.
- the preprocessing procedure of the local sequence is the same as the preprocessing method of the primary synchronization signal in the above step S101.
- the difference is that the signal to be processed is a local sequence, and the local sequence of N different cells needs to be preprocessed, where N is a natural number. . It is also possible to pre-store the pre-processing results of the local sequence.
- the preprocessing of the local sequence of three different cells is taken as an example for description. Assuming the local sequence of the cell is ⁇ "), the pre-processed local sequence ") can be expressed as:
- Step S103 performing a sliding correlation operation on the pre-processed primary synchronization signal and the local sequence; the sliding correlation operation is to multiply and integrate the pre-processed primary synchronization signal in the sliding window with the local sequence, and the size of the sliding window is equal to the pre-processed The length of the local sequence.
- the sliding correlation formula is:
- Step S104 Calculate the amplitude or power of the sliding correlation operation result and perform a peak search to obtain a synchronization position and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- this step first calculating the amplitude or power of the sliding correlation operation result, and then searching for the maximum amplitude or power in the sliding correlation result of different cells and the corresponding synchronization position and the cell ID number, that is, searching for the peak synchronization position, and then Each peak is compared to obtain a synchronization position and an ID number corresponding to the primary synchronization signal.
- the approximation formula for amplitude or power calculation can use the following formula:
- the step of pre-processing the main synchronization signal includes: Step S1011: delaying the main synchronization signal by a sample point to obtain a delay signal;
- Step S1012 Perform conjugate processing on the imaginary part of the delayed signal
- Step S1013 multiplying the conjugate processed signal by the main synchronization signal, and outputting the preprocessed main synchronization signal.
- step S104 includes:
- Step S1041 calculating the amplitude or power of the sliding correlation operation result;
- Step S1042 performing a peak search on the amplitude or power, and acquiring a corresponding synchronization position and a cell ID;
- Step S1043 Compare the peak values of the search to obtain a synchronization location and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- the main synchronization signal and the local sequence are separately preprocessed, and then the pre-processed main synchronization signal and the local sequence are subjected to a sliding correlation operation, and the amplitude or power calculation and the peak position search are performed according to the sliding correlation operation result.
- an embodiment of the present invention provides a pre-processing based primary synchronization signal detecting apparatus, including: a primary synchronization signal pre-processing module 401, a local sequence pre-processing module 402, a correlation operation module 403, and amplitude or power.
- a calculation and peak search module 404 wherein:
- the main synchronization signal pre-processing module 401 is configured to acquire a main synchronization signal and perform pre-processing on the main synchronization signal;
- the local sequence preprocessing module 402 is configured to preprocess the local sequence
- the correlation operation module 403 is configured to perform a sliding correlation operation on the preprocessed primary synchronization signal and the local sequence;
- the amplitude or power calculation and peak search module 404 is configured to calculate the amplitude or power of the sliding correlation operation result and perform a peak search to obtain a synchronization position and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- the primary sync signal output rate of the digital front end is usually 1.92 MHz, and the main sync signal has an appearance period of 10 ms. This embodiment will be described by taking the example of detecting the strongest primary synchronization signal within 10 ms.
- the process of acquiring the primary synchronization signal by the primary synchronization signal pre-processing module 401 includes performing digital front-end processing on the RF output signal, and the process of the digital front-end processing is the received RF output signal.
- the signal is filtered to filter out the interference signal.
- the purpose is to pass the frequency of the main synchronization signal, suppress the signal at other frequencies, and reduce the sampling rate to reduce the complexity of subsequent processing, and specifically reduce the sampling rate to 1.92 MHz.
- the main synchronization signal is obtained by filtering processing.
- the preprocessing process of the main synchronizing signal is as follows: After the filtered main synchronizing signal is delayed by M samples, the conjugate processing of the imaginary part is inverted, and the conjugate processed signal is multiplied by the main synchronizing signal to obtain a preprocessed Primary sync signal.
- M is a small natural number, such as 1, 2, 3, and so on.
- the pre-processing procedure of the local sequence pre-processing module 402 is the same as the pre-processing method of the main synchronization signal in the above step S101. The difference is that the signal to be processed is a local sequence, and the local sequence of N different cells needs to be performed. Pretreatment, where N is a natural number. It is also possible to pre-store the pre-processing results of the local sequence.
- the pre-processed local sequence PSS N ' J n can be expressed as:
- the correlation operation module 403 performs a sliding correlation operation on the preprocessed main synchronization signal and the local sequence.
- the sliding correlation operation is to multiply and integrate the pre-processed main synchronization signal in the sliding window with the local sequence, and the size of the sliding window is equal to the length of the pre-processed local sequence.
- the sliding correlation operation is calculated by the amplitude or power calculation and peak search module 404.
- the amplitude or power of the fruit is searched for the peak value, and the synchronization position and the cell ID corresponding to the primary synchronization signal are obtained.
- calculate the amplitude or power of the sliding correlation operation result and then search for the maximum amplitude or power in the sliding correlation result of different cells and its corresponding synchronization position and cell ID number, that is, search for the peak synchronization position, and then compare the peak values. , obtaining the synchronization position corresponding to the main synchronization signal and
- the approximation formula for amplitude or power calculation can use the following formula:
- the primary synchronization signal pre-processing module 401 includes: an acquisition unit 4011, a delay unit 4012, a conjugate unit 4013, and a multiplication unit 4014, where:
- the obtaining unit 4011 is configured to perform digital front end processing on the radio frequency output signal to obtain a main synchronization signal.
- the delay unit 4012 is configured to delay the main synchronization signal by a plurality of samples to obtain a delay signal
- the conjugate unit 4013 is configured to perform conjugate processing on the imaginary part of the delayed signal.
- the multiplication unit 4014 is configured to multiply the conjugate processed signal by the main synchronization signal to output the preprocessed main synchronization signal.
- the amplitude or power calculation and peak search module 404 includes: an amplitude or power calculation unit 4041, a peak search unit 4042, and a comparison acquisition unit 4043, where:
- the amplitude or power calculation unit 4041 is configured to calculate the amplitude or power of the sliding correlation operation result;
- the peak search unit 4042 is configured to perform a peak search on the amplitude or power, and acquire a corresponding synchronization position and a cell ID;
- the comparison obtaining unit 4043 is configured to compare the peaks of the search to obtain a synchronization location and a cell ID corresponding to the primary synchronization signal.
- an embodiment of the present invention provides a pre-processing based primary synchronization signal detection.
- the terminal includes the pre-processing based primary synchronization signal detecting means 701 described in the above embodiments.
- the pre-processing-based main synchronizing signal detecting device 701 For the internal structure and functional principle of the pre-processing-based main synchronizing signal detecting device 701, refer to the above embodiment, which will not be described in detail.
- the embodiment of the present invention is based on a pre-processed primary synchronization signal detection method, apparatus, and terminal, and performs pre-processing on the primary synchronization signal and the local sequence, and then performs a sliding correlation operation on the pre-processed primary synchronization signal and the local sequence, according to the sliding.
- the correlation calculation results perform amplitude or power calculation and peak position search. Without increasing the detection complexity, the influence of carrier frequency offset is eliminated, and the detection performance of the primary synchronization signal is improved.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于预处理的主同步信号检测方法、装置及终端，其方法包括：获取主同步信号，并对主同步信号进行预处理；对本地序列进行预处理；对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算；计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索，获取主同步信号对应的同步位置及小区ID。本发明通过对主同步信号及本地序列分别进行预处理，再对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算，根据滑动相关运算结果进行幅值或功率计算及峰值位置搜索，在不增加检测复杂度的前提下，消除了载波频偏的影响，提高了主同步信号检测性能。
Description
基于预处理的主同步信号检测方法、 装置及终端 技术领域
本发明涉及移动通信技术领域， 尤其涉及长期演进（LTE, Long Term Evolution ) 系统中一种基于预处理的主同步信号检测方法、 装置及终端。 背景技术
对于蜂窝移动通信系统而言， 小区搜索是最为关键的过程， 它是用户 设备（UE, User Equipment )与基站（BS , Base Station )通信的前提。 所 谓小区搜索是指找到一个理想小区， 获取时间同步和频率同步。
第三代合作伙伴计划 （3GPP, 3rd Generation Partnership Project ) LTE 是目前较为流行的下一代移动通信技术。 在 LTE 中， 主同步信号 （PSS, Primary Synchronization Signal )用于小区搜索获取初始同步位置和小区身份 标识号码（ID, IDentity )。 主同步信号是由 Zadoff-Chu序列从频域经过快 速傅里叶变换（FFT, Fast Fourier Transformation ) 变换到时域而得到， 其 具有良好的自相关和互相关特性。
目前， 常用的 LTE主同步信号检测方法主要有以下两种：
方法 A: 釆用将接收序列与本地序列自相关的方法来搜索峰值位置。 这种方法的优点是复杂度低， 但其检测性能受载波频偏的影响很大， 频偏 较大时， 即使接收到的主同步信号非常强也可能检测失败。
方法 B: 该方法在方法 A的基础上进行了改进， 是将接收信号分成多 个支路， 并釆用不同频偏进行频偏预补偿， 最后对多个频偏预补偿后的支 路与本地序列相关来搜索峰值位置。 该方法通过增加复杂度来换取检测性 能的提升， 同样存在一定的局限性。 如果支路少， 残余频偏同样较大， 难 以满足检测性能要求。 虽然通过增加支路能够将残余频偏降低到足够小，
但是会造成复杂度的成倍增加。 发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于预处理的主同步信号检测方法、 装置及终端， 旨在提高主同步信号的检测性能。
为了达到上述目的， 本发明提出一种基于预处理的主同步信号检测方 法， 包括：
获取主同步信号， 并对所述主同步信号进行预处理；
对本地序列进行预处理；
对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算；
计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取所述主同 步信号对应的同步位置及小区身份标识号码 ID。
优选地， 所述获取主同步信号的步骤包括：
对射频输出信号进行数字前端处理， 滤除干扰信号， 获取主同步信号。 优选地， 所述对主同步信号进行预处理的步骤包括：
将所述主同步信号延迟 M个样点， 得到延迟信号； 其中 M为自然数； 对所述延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
将共轭处理后的信号与所述主同步信号相乘后输出预处理后的主同步 信号。
优选地， 所述对本地序列进行预处理包括对 N个不同小区的本地序列 进行预处理； 其中 N为自然数。
优选地， 所述计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取所述主同步信号对应的同步位置及小区 ID的步骤包括：
计算滑动相关运算结果的幅值或功率；
对所述幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的同步位置及小区 ID; 对搜索的峰值进行比较， 获取所述主同步信号对应的同步位置及小区
ID。
本发明还提出一种基于预处理的主同步信号检测装置， 该装置包括： 主同步信号预处理模块、 本地序列预处理模块、 相关运算模块、 幅值或功 率计算及峰值搜索模块； 其中，
主同步信号预处理模块， 用于获取主同步信号， 并对所述主同步信号 进行预处理；
本地序列预处理模块， 用于对本地序列进行预处理；
相关运算模块， 用于对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相 关运算；
幅值或功率计算及峰值搜索模块， 用于计算滑动相关运算结果的幅值 或功率并进行峰值搜索， 获取所述主同步信号对应的同步位置及小区 ID。
优选地， 所述主同步信号预处理模块包括： 获取单元， 用于对射频输 出信号进行数字前端处理， 滤除干扰信号， 获取主同步信号。
优选地， 所述主同步信号预处理模块还包括：
延迟单元， 用于将所述主同步信号延迟 M个样点， 得到延迟信号； 其 中 M为自然数；
共轭单元， 用于对所述延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
乘法单元， 用于将共轭处理后的信号与所述主同步信号相乘后输出预 处理后的主同步信号。
优选地， 所述幅值或功率计算及峰值搜索模块包括：
幅值或功率计算单元， 用于计算滑动相关运算结果的幅值或功率； 峰值搜索单元， 用于对所述幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的 同步位置及小区 ID;
比较获取单元， 用于对搜索的峰值进行比较， 获取所述主同步信号对 应的同步位置及小区 ID。
本发明还提出一种基于预处理的主同步信号检测终端， 包括如上所述 的主同步信号检测装置。
本发明提出的一种基于预处理的主同步信号检测方法、 装置及终端， 通过对主同步信号及本地序列分别进行预处理， 再对预处理后的主同步信 号和本地序列进行滑动相关运算， 根据滑动相关运算结果进行幅值或功率 计算及峰值位置搜索， 在不增加检测复杂度的前提下， 消除了载波频偏的 影响， 提高了主同步信号检测性能。 附图说明
图 1是本发明基于预处理的主同步信号检测方法一实施例流程示意图； 图 2是本发明基于预处理的主同步信号检测方法一实施例中对主同步 信号进行预处理的流程示意图；
图 3是本发明基于预处理的主同步信号检测方法一实施例中计算滑动 相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取主同步信号对应的同步 位置及小区 ID的流程示意图；
图 4是本发明基于预处理的主同步信号检测装置一实施例结构示意图； 图 5是本发明基于预处理的主同步信号检测装置一实施例中主同步信 号预处理模块的结构示意图；
图 6是本发明基于预处理的主同步信号检测装置一实施例中幅值或功 率计算及峰值搜索模块结构示意图；
图 7是本发明基于预处理的主同步信号检测终端一实施例结构示意图。 具体实施方式
本发明实施例解决方案主要是： 对接收的主同步信号进行预处理， 同 时本地序列釆用相同的方法进行预处理， 最后将预处理后的主同步信号与 本地序列进行滑动相关运算及峰值搜索同步位置， 以提高主同步信号检测
性能。
如图 1 所示， 本发明一实施例提出一种基于预处理的主同步信号检测 方法， 包括：
步骤 S101 , 获取主同步信号， 并对主同步信号进行预处理；
在 LTE系统中， 通常数字前端输出的主同步信号釆样率为 1.92MHz, 主同步信号的出现周期为 10ms。 本实施例以在 10ms内检测最强的主同步 信号为例进行说明。
其中， 获取主同步信号的过程包括对射频输出信号进行数字前端处理， 数字前端处理的过程是对接收的射频输出信号进行滤波处理， 滤除干扰信 号， 其目的是让主同步信号所在频率通过， 抑制其他频率上的信号， 并且 降低釆样率以降低后续处理复杂度， 具体将釆样率降低到 1.92MHz。
通过滤波处理后得到主同步信号。
主同步信号的预处理过程如下： 将滤波处理后的主同步信号延迟 M个 样点后进行虚部取反的共轭处理， 将共轭处理后的信号与主同步信号相乘 得到预处理后的主同步信号。其中， M较优的取值为较小的自然数，例如 1 , 2, 3等。
具体计算公式为： 假定数字前端输出信号为 则预处理后的主同步信号 可表示 为：
= r(n) - conj(r(n - M)), w = 0，1，· · ·，19262 , 其中 cwy()代表共辄运算。
步骤 S102, 对本地序列进行预处理；
本地序列的预处理过程与上述步骤 S101中主同步信号的预处理方法相 同， 其区别在于， 待处理的信号为本地序列， 且需要对 N个不同小区的本 地序列进行预处理， 其中 N为自然数。 也可以预先存储本地序列的预处理 结果。 本实施例中以对三个不同小区的本地序列进行预处理为例进行说明。
假定小区的本地序列为 ^ ") , 则预处理后的本地序列 ")可表 示为：
PSSN]d (n) = PSSN]d (n) ' conj{PSSNM (n― M))， NID = 0,1,2, n = 0,1,2,…，62 ;
步骤 S103 , 对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算； 滑动相关运算是将滑动窗内的预处理后的主同步信号与本地序列进行 乘累加， 滑动窗的大小等于预处理后本地序列的长度。 滑动相关运算公式 为：
步骤 S104, 计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获 取主同步信号对应的同步位置及小区 ID。
本步骤中， 首先计算滑动相关运算结果的幅值或功率， 然后搜索出不 同小区滑动相关结果中的最大幅值或功率及其对应的同步位置和小区 ID 号， 即搜索峰值同步位置， 然后对各峰值进行比较， 获取主同步信号对应 的同步位置及 ID号。
其中， 幅值或功率计算的近似公式可以釆用以下公式：
搜索同步位置及小区 ID号的公式为：
{k, NID } = arg
NID = 0,1,2, = 0，1，2，· · ·，1919。
如图 2所示，上述步骤 S101中，对主同步信号进行预处理的步骤包括： 步骤 S1011 , 将主同步信号延迟 Μ个样点， 得到延迟信号；
步骤 S1012 , 对延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
步骤 S1013 ,将共轭处理后的信号与主同步信号相乘后输出预处理后的 主同步信号。
如图 3所示， 步骤 S104包括：
步骤 S1041 , 计算滑动相关运算结果的幅值或功率；
步骤 S1042 ,对幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的同步位置及小 区 ID;
步骤 S1043 ,对搜索的峰值进行比较， 获取主同步信号对应的同步位置 及小区 ID。
本实施例通过对主同步信号及本地序列分别进行预处理， 再对预处理 后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算， 根据滑动相关运算结果进 行幅值或功率计算及峰值位置搜索， 在不增加检测复杂度的前提下， 完全 消除了载波频偏的影响， 提高了主同步信号检测性能。
相比现有技术中的方法 A, 仅增加了一个乘法器， 相比现有技术中的 方法 B, 复杂度成倍降低， 并完全消除了载波频偏的影响。
如图 4所示， 本发明一实施例提出一种基于预处理的主同步信号检测 装置， 包括： 主同步信号预处理模块 401、 本地序列预处理模块 402、 相关 运算模块 403及幅值或功率计算及峰值搜索模块 404, 其中：
主同步信号预处理模块 401 , 用于获取主同步信号， 并对主同步信号进 行预处理；
本地序列预处理模块 402 , 用于对本地序列进行预处理；
相关运算模块 403 ,用于对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动 相关运算；
幅值或功率计算及峰值搜索模块 404,用于计算滑动相关运算结果的幅 值或功率并进行峰值搜索， 获取主同步信号对应的同步位置及小区 ID。
在 LTE系统中， 通常数字前端输出的主同步信号釆样率为 1.92MHz, 主同步信号的出现周期为 10ms。 本实施例以在 10ms内检测最强的主同步 信号为例进行说明。
其中， 主同步信号预处理模块 401 获取主同步信号的过程包括对射频 输出信号进行数字前端处理， 数字前端处理的过程是对接收的射频输出信
号进行滤波处理， 滤除干扰信号， 其目的是让主同步信号所在频率通过， 抑制其他频率上的信号， 并且降低釆样率以降低后续处理复杂度， 具体将 釆样率降低到 1.92MHz。
通过滤波处理后得到主同步信号。
主同步信号的预处理过程如下： 将滤波处理后的主同步信号延迟 M个 样点后进行虚部取反的共轭处理， 将共轭处理后的信号与主同步信号相乘 得到预处理后的主同步信号。其中， M较优的取值为较小的自然数，例如 1 , 2 , 3等。
具体计算公式为： 假定数字前端输出信号为 则预处理后的主同步信号 可表示 为：
r (n) = r(n) - conj(r(n - M)), " = 0，1，· · ·，19262 , 其中 cwyO代表共辄运算。
本地序列预处理模块 402进行本地序列的预处理过程与上述步骤 S101 中主同步信号的预处理方法相同， 其区别在于， 待处理的信号为本地序列， 且需要对 N个不同小区的本地序列进行预处理， 其中 N为自然数。 也可以 预先存储本地序列的预处理结果。
假定小区的本地序列为 ^ ") , 则预处理后的本地序列 PSS N' Jn、可表 示为：
PSSN]d (n) = PSSN]d (n) ' conj{PSSNM (n― M))， NID = 0,1,2, n = 0,1,2,…，62 ;
之后， 通过相关运算模块 403对预处理后的主同步信号和本地序列进 行滑动相关运算。 滑动相关运算是将滑动窗内的预处理后的主同步信号与 本地序列进行乘累加， 滑动窗的大小等于预处理后本地序列的长度。 滑动 相关运算公式为：
= 0,1,2, -,19262；
最后， 通过幅值或功率计算及峰值搜索模块 404计算滑动相关运算结
果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取主同步信号对应的同步位置及小区 ID。 首先计算滑动相关运算结果的幅值或功率， 然后搜索出不同小区滑动 相关结果中的最大幅值或功率及其对应的同步位置和小区 ID号， 即搜索峰 值同步位置， 然后对各峰值进行比较， 获取主同步信号对应的同步位置及
ID号。
其中， 幅值或功率计算的近似公式可以釆用以下公式：
RNiD (k) = NID = 0,1,2,
搜索同步位置及小区 ID号的公式为：
{k, NID } =
NID = 0,1,2, = 0，1，2，···，1919。
如图 5所示， 主同步信号预处理模块 401包括： 获取单元 4011、 延迟 单元 4012、 共轭单元 4013及乘法单元 4014, 其中：
获取单元 4011 , 用于对射频输出信号进行数字前端处理， 获取主同步 信号。
延迟单元 4012,用于将所述主同步信号延迟 Μ个样点，得到延迟信号； 共轭单元 4013 , 用于对延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
乘法单元 4014, 用于将共轭处理后的信号与所述主同步信号相乘后输 出预处理后的主同步信号。
如图 6所示， 幅值或功率计算及峰值搜索模块 404包括： 幅值或功率 计算单元 4041、 峰值搜索单元 4042及比较获取单元 4043 , 其中：
幅值或功率计算单元 4041 ,用于计算滑动相关运算结果的幅值或功率； 峰值搜索单元 4042, 用于对幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的 同步位置及小区 ID;
比较获取单元 4043 , 用于对搜索的峰值进行比较， 获取主同步信号对 应的同步位置及小区 ID。
如图 7所示， 本发明一实施例提出一种基于预处理的主同步信号检测
终端， 包括上述实施例所述的基于预处理的主同步信号检测装置 701。 其中 关于基于预处理的主同步信号检测装置 701的内部结构及功能原理 请参 照上述实施例， 在此不作详述。
本发明实施例基于预处理的主同步信号检测方法、 装置及终端， 通过 对主同步信号及本地序列分别进行预处理， 再对预处理后的主同步信号和 本地序列进行滑动相关运算， 根据滑动相关运算结果进行幅值或功率计算 及峰值位置搜索， 在不增加检测复杂度的前提下， 消除了载波频偏的影响， 提高了主同步信号检测性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换， 或直接或 间接运用在其它相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims
1、一种基于预处理的主同步信号检测方法，其特征在于，该方法包括： 获取主同步信号， 并对所述主同步信号进行预处理；
对本地序列进行预处理；
对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相关运算；
计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取所述主同 步信号对应的同步位置及小区身份标识号码 ID。
2、 根据权利要求 1所述的主同步信号检测方法， 其特征在于， 所述获 取主同步信号的步骤包括：
对射频输出信号进行数字前端处理， 滤除干扰信号， 获取主同步信号。
3、 根据权利要求 1所述的主同步信号检测方法， 其特征在于， 所述对 主同步信号进行预处理的步骤包括：
将所述主同步信号延迟 M个样点， 得到延迟信号； 其中 M为自然数； 对所述延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
将共轭处理后的信号与所述主同步信号相乘后输出预处理后的主同步 信号。
4、 根据权利要求 1所述的主同步信号检测方法， 其特征在于， 所述对 本地序列进行预处理包括对 N个不同小区的本地序列进行预处理； 其中 N 为自然数。
5、 根据权利要求 1至 4中任一项所述的主同步信号检测方法， 其特征 在于， 所述计算滑动相关运算结果的幅值或功率并进行峰值搜索， 获取所 述主同步信号对应的同步位置及小区 ID的步骤包括：
计算滑动相关运算结果的幅值或功率；
对所述幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的同步位置及小区 ID; 对搜索的峰值进行比较， 获取所述主同步信号对应的同步位置及小区
ID。
6、一种基于预处理的主同步信号检测装置，其特征在于，该装置包括： 主同步信号预处理模块、 本地序列预处理模块、 相关运算模块、 幅值或功 率计算及峰值搜索模块； 其中，
主同步信号预处理模块， 用于获取主同步信号， 并对所述主同步信号 进行预处理；
本地序列预处理模块， 用于对本地序列进行预处理；
相关运算模块， 用于对预处理后的主同步信号和本地序列进行滑动相 关运算；
幅值或功率计算及峰值搜索模块， 用于计算滑动相关运算结果的幅值 或功率并进行峰值搜索， 获取所述主同步信号对应的同步位置及小区 ID。
7、 根据权利要求 6所述的主同步信号检测装置， 其特征在于， 所述主 同步信号预处理模块包括： 获取单元， 用于对射频输出信号进行数字前端 处理， 滤除干扰信号， 获取主同步信号。
8、 根据权利要求 7所述的主同步信号检测装置， 其特征在于， 所述主 同步信号预处理模块还包括：
延迟单元， 用于将所述主同步信号延迟 M个样点， 得到延迟信号； 其 中 M为自然数；
共轭单元， 用于对所述延迟信号进行虚部取反的共轭处理；
乘法单元， 用于将共轭处理后的信号与所述主同步信号相乘后输出预 处理后的主同步信号。
9、 根据权利要求 6、 7或 8所述的主同步信号检测装置， 其特征在于， 所述幅值或功率计算及峰值搜索模块包括：
幅值或功率计算单元， 用于计算滑动相关运算结果的幅值或功率； 峰值搜索单元， 用于对所述幅值或功率进行峰值搜索， 并获取对应的 同步位置及小区 ID;
比较获取单元， 用于对搜索的峰值进行比较， 获取所述主同步信号对 应的同步位置及小区 ID。
10、 一种基于预处理的主同步信号检测终端， 其特征在于， 包括权利 要求 6至 9中任一项所述的主同步信号检测装置。
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