CN100591063C - 循环前缀长度信息的获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环前缀长度信息的获取方法，首先根据接收数据序列，获取同步信道的符号位置；然后根据所述同步信道的符号位置以及预知信息，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值；最后比较上述各个差分相关值，最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。上述循环前缀长度的获取方法完全可以在同步信道SCH粗同步之后实现，不影响其后的精同步，因此完全适用于现有LTE TDD***的小区初搜过程。

Description

循环前缀长度信息的获取方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种循环前缀长度信息的获取方法及装置。

背景技术

演进的TD-SCDMA***的帧结构形式如图1所示。图中，每个无线子帧由7个普通时隙(TS0～TS6)和三个特殊时隙构成。其中，普通时隙用来传送数据，三个特殊时隙分别为DwPTS(下行导频信道)用于***的下行同步信息的发送)，UpPTS(上行导频信道)用于用户接入的上行同步信息发送，GP(转换保护时隙)用于提供下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔。为了使移动通信技术在较长期的时间内保持一定的技术竞争优势，目前国际上开展了3GPP的长期演进计划(LTE)。在该计划的一种TDD演进标准制订中，为了兼顾与现有TD-SCDMA***共存的需求，采用了与之基本相同的帧结构，如图1所示，但在物理层所采用的多址方式上抛弃了现有的CDMA方式，而采用了正交频分复用(OFDM)方式及相应的多址技术。在这种TDD演进***中，根据***要求，在DwPTS特殊时隙中有1个OFDM符号作为下行同步信道用于下行同步和频偏的估计。通过DwPTS时隙中下行同步OFDM符号可以获得子帧定时信息，为方便起见，在此称之为演进TD-SCDMA***。

OFDM***一般需要采用循环前缀CP来克服多径时延的影响。在LTE***中，目前已经明确了不同的CP长度使用需求。在小区半径较大或多播业务情况下，需要OFDM符号具有较长的循环前缀CP部分来克服大的多径时延问题。因此OFDM符号的CP部分有长CP和短CP两种选择，分别应用于不同的场景。根据***要求，每个时隙都存在两个参考信号，用于信道估计和携带一些小区相关信息。根据3GPP 25.814技术报告的规定，第一个参考信号(referencesymbol)位于时隙中第一个OFDM符号位置，第二个参考信号位于时隙中倒数第三个OFDM符号位置，如图2所示(R1和R2)。

在一个无线帧中各个时隙的CP长度可以不同，CP长度不同就会导致各个时隙中OFDM符号数量以及参考信号位置不同，进而影响到OFDM符号的检测和解调。一般情况下，对于短CP，一个时隙中有9个OFDM符号；对于长CP，一个时隙中有8个OFDM符号。可见，根据CP长度信息，就可以确定OFDM数量以及参考信号的定时信息。

另外，SCH信号位于DwPTS特殊时隙，TS 0至TS6时隙中的CP长度和SCH符号位置无关。仅仅根据SCH信号的定时信息不能够得到其他时隙CP长度及参考信号的定时信息。因此，如何检测CP长度和参考信号位置是目前所面临的问题。

目前，DoCoMo公司提出一种解决检测CP长度的方法。请结合参考图3所示。其主要思路是让SCH符号占用一个FDD子帧中的最后一个OFDM符号位置，无论采用长CP还是短CP，SCH符号在子帧中的位置是相同的，同时，在SCH信号中携带有CP长度信息。因此，在小区初搜过程中通过解调SCH中的CP长度信息，就可以推知参考信号的定时信息。

根据演进的TD-SCDMA***的小区初搜流程，首先进行SCH下行同步信号的时间粗同步和进行频率粗同步，接着要利用TS0的两个参考信号进行频偏精同步计算。如果采用图3所示的方案在SCH中携带CP长度信息，就需要在SCH下行粗同步之后对SCH信号解调，得到CP长度并推知参考信号位置，此后才能通过两个参考信号进行频偏精同步等后续小区初搜过程。

但是，在没有经过频偏精调整和时间精同步之前对SCH信号解调得到的CP长度信息是不准确的，进而必然导致参考信号不准确，最后根据参考信号进行的精频偏同步计算也会不准确，严重时会导致小区初搜失败，所以采用图3所示方案对于演进的TD-SCDMA***并不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种循环前缀长度的获知方法，以解决现有通过在同步信道符号中携带循环前缀长度信息的方法对于演进的TD-SCDMA并不适用的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种循环前缀长度信息的获取方法：根据接收数据序列，获取同步信道的符号位置；根据所述同步信道的符号位置以及预知信息，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值；比较上述各个差分相关值，最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。

优选的，还包括通过广播信道读取其他未获知的时隙循环前缀长度信息。

根据同步信道的符号位置和预知信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置；根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值。

优选的，所述最大差分相关值对应的参考符号位置，为所述接收数据序列中参考符号的实际位置。所述预知信息包括不同类型的循环前缀长度以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系。

优选的，所述具有相关性的两列参考符号属于TS0时隙。所述相关性为时域相关性。

一种循环前缀长度信息的获取装置包括粗同步单元，用于根据接收数据序列，获取同步信道的符号位置；假设处理单元，用于根据所述同步信道的符号位置以及预知信息单元，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值；比较单元，用于比较所述假设处理单元得出的各个差分相关值，最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。

优选的，还包括广播信道读取单元，用于通过广播信道读取其他未获知的时隙循环前缀长度信息。

所述假设处理单元具体包括定位子单元，用于根据同步信道符号位置和预知信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置；差分相关值计算子单元，用于根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值。

所述预知信息单元保存有不同类型的循环前缀长度信息，以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系。

优选的，所述两列参考符号属于TS0时隙，他们之间具有时域相关性。

以上技术方案可以看出，在本发明中，根据接收数据序列获取同步信道的符号位置；然后根据所述同步信道的符号位置以及预知信息，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值，最后比较计算出的各个差分相关值，最大差分相关值采用的循环前缀长度就是真正的循环前缀长度，即假设成立。可见，这种循环前缀长度的获取方法，不是在刚进行完SCH粗同步之后就利用SCH解调出的不准确的CP长度信息，进行后续精调整，而是在检测出具有相关性的参考符号的定时位置同时，即可获知真正的循环前缀长度，因此完全适用于演进TD-SCDMA***的小区初搜流程。

附图说明

图1为演进的TD-SCDMA***的帧结构示意图；

图2为演进TD-SCDMA***TS0时隙中参考信号结构示意图；

图3为一种现有检测CP长度的帧结构示意图；

图4为本发明循环前缀长度信息的获取方法实施例流程图；

图5为TDD帧结构中TS0时隙的结构示意图；

图6为本发明循环前缀长度信息的获取装置的结构示例图。

具体实施方式

本发明的核心思想是，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值，然后根据差分相关值的大小判断哪个循环前缀的假设为真。

请参阅图4，本发明公开的一种循环前缀长度信息的获取方法实施例流程图。

步骤110：根据接收数据序列，获取同步信道SCH的符号位置。在小区初搜过程中，最初需要根据接收数据序列，对SCH符号进行定位，以便确定接收信号子帧的起始位置。具体的实现方式有多种，例如时域粗同步搜索法以及差分相关粗同步法，这些都可以获知SCH的符号位置，由于本步骤通过现有多种方式都可以实现，因此不再详述。

步骤120：根据所述同步信道SCH的符号位置以及预知信息，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值。所述相关性既可以是时域相关性，也可以是频域相关性。优选的，利用时域相关性的处理过程更为简便，但利用频域相关性采用类似原理也是可以实现的。

所述预知信息包括不同类型的循环前缀长度，以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系之所以说不同类型的循环前缀CP长度是可以预知的信息，是因为在目前各种通信***中，CP长度种类不会太多。例如在TD-SCDMA的演进方案中的CP长度仅为两种，在带宽为1.25M，采样率为1.92M的情况下，OFDM符号的FFT部分长度为128样点，长CP长度为32样点，短CP长度为14样点。可见，对于用户终端UE而言，存储基站***使用的各种类型CP长度信息是非常容易实现的。对于参考符号与同步信道符号之间的定时关系，通常是由标准规定的，例如根据3GPP 25.814的规定，第一个参考信号(referencesymbo l)位于时隙中第一个OFDM符号位置(又称为第一个参考符号)，第二个参考信号位于时隙中倒数第三个OFDM符号位置(又称为第二个参考符号)，因此，用户终端UE也可以预知这些信息。

本步骤具体包括：(1)根据同步信道的符号位置和预知信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置。前面谈过在经过步骤110之后，可以获知SCH符号位置，那么再知道上述预知信息，即可推知不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置。(2)根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值。

下面以演进TD-SCDMA***中的TS0时隙为例，简述本步骤的具体实现过程。在该***中，每个时隙的CP长度有两种配置，对于1.25M带宽，采样率为1.92MHz，一个时隙时间长度为675μs，短CP为14个样点，长CP为32个样点。而且，第一个参考信号(reference symbol)位于时隙中第一个OFDM符号位置，第二个参考信号位于时隙中倒数第三个OFDM符号位置，两个参考符号具有时域相关性。请参考图5所示，其为TDD帧结构中TS0时隙的结构示意图。

图中R1为第一参考符号，R2为第二参考符号。如果TS0的CP部分为短CP，则第一个参考信号R1所在位置为14-142，第二个参考信号R2所在位置866-944，两个参考符号之间的间隔样点为852；如CP部分为长CP，则第一个参考信号R1所在位置为32-160，第二个参考信号R2所在位置为832-960，两个参考符号之间的间隔样点为800。可见，在不同CP长度下，具有时域相关性的第一参考符号和第二参考符号之间的间隔差别可达52个样点，这样的差别对于差分相关计算可以产生显著的区别。

首先假设TS0时隙的CP配置方式为短CP。

根据步骤110获得的SCH符号位置，可以计算出第一个参考符号R1和第二个参考符号R2的位置，分别记为P_s ¹和P_s ²，其中，

进而计算短CP假设下，接收数据序列中两列参考符号的差分相关值V₁：

$V_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{P_s^1+i}\·{r_{P_s^2+i}}^{*}---\left(1\right)$

其中，N是OFDM符号FFT部分长度，此处为128；{r_i}是接收数据序列；

其次，假设TS0时隙的CP配置方式为长CP。

根据步骤110获得的SCH符号位置，可以计算出第一个参考符号R1和第二个参考符号R2的位置，分别记为P_l ¹和P_l ²，其中，

进而计算长CP假设下，接收数据序列中两列参考符号的差分相关值V₂：

$V_2=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{P_l^1+i}\·{r_{P_l^2+i}}^{*}---\left(2\right)$

其中N是OFDM符号FFT部分长度，这里为128；{r_i}是接收数据序列；

通过上述演进TD-SCDMA***TS0时隙中参考符号的实施方式可以看出，CP长度有几种类型，就可以对应计算出几种差分相关值。这里仅是以TS0时隙为例，对于其他具有同等条件(参考符号间具有时域或频域相关性)的时隙中，也可以采用相同方法处理。需要说明，不同***或标准要求的CP长度以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系可能不尽相同，但应用本发明技术方案的原理是相同的，相信本领域技术人员可以通过上述具体实施方式的描述进行类推。

步骤130：比较上述各差分相关值，最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。

在步骤120中进行了各种CP长度的假设处理，因而得到多个差分相关值。差分相关值是根据接收数据序列计算得到的，而接收序列中具有相关性的参考符号位置是固定的，换而言之，只有一种假设中参考符号的定位是准确的，进而计算得到的差分相关值最大。因此可以通过比较各个差分相关值，找出最大差分相关值，其对应的假设真正成立。该假设中的循环长度为真，是接收数据序列实际采用的循环长度；进而，该假设中计算得到的参考符号位置也为真，是接收数据序列中参考符号的实际位置。

具体到前述TS0时隙的例子而言，就是比较V₁和V₂，两者中较大的表示相应假设正确。即，如V₁＞V₂，假设1成立，TS0使用短CP；如V₁＜V₂，假设2成立，TS0使用长CP，同时可以获得两个参考符号的实际位置(参考信号的定时信息)。此后，就可以利用得到的TS0中参考符号进行频偏精同步、整数被频偏调整和时域精同步调整、小区ID号判别以及读取小区广播信道BCH发布的信息，即完成整个演进TD-SCDMA***的小区初搜过程。

优选的，步骤140：通过广播信道读取其他未获知的时隙循环前缀长度信息。

假设UE通过上述本发明技术方案获得了TS0时隙的CP长度信息，那么对于TS1-TS6这六个业务时隙的CP长度如何获知也是一个比较重要的技术问题。如果上述六个业务时隙和TS0时隙中CP长度设置相同，那么显而易见所述六个业务时隙CP长度也相当于已经获知；但是在一个无线帧中，各个业务时隙的CP长度可以是不同的，比如只有TS2下行时隙被分配作为多播业务时隙，那么TS2中的CP部分应该选用长CP，其余时隙采用短CP。

为此，本发明技术方案还给出了未知时隙CP长度的获取方法，即对于未知的时隙CP长度信息可以通过读取广播信道上的信息获取。具体而言，***在小区的广播信道BCH中描述各个业务时隙的CP长度，UE在通过TS0时隙的参考符号进行过时间和频率的精同步之后，就可以准确的接收到广播信道BCH发布的信息，进而获取未知时隙CP长度信息(如TS1-TS6)，并据此计算相应时隙中参考信号的位置。

此外，对于TS0时隙而言，其主要用于小区内全向发射，在TS0中不会承载多播业务，TS0中只有在小区半径很大的情况下才配置长CP；而对于上行时隙而言，没有多播业务的需求，可见同TS0时隙一样，只有在小区半径很大的情况下才配置长CP。因此，只要知道TS0时隙的CP长度信息就可以判断上行时隙的CP长度信息，这样可以进一步减少BCH广播的信息量，节省了***资源。

本发明还公开了一种循环前缀长度信息的获取装置，请参阅图6，其为循环前缀长度信息获取装置的结构示意图。所述装置包括粗同步单元11、预知信息单元12、假设处理单元13以及比较单元16。优选的，还包括精同步单元14和广播信道BCH读取单元15。以下结合本装置的工作原理进一步介绍其内部结构。

首先，所述装置的粗同步单元11，根据接收数据序列获取同步信道SCH的符号位置。粗同步单元11的具体现实有多种，例如时域粗同步搜索或者差分相关粗同步等等都可以获知SCH的符号位置，由于本单元内部结构可以通过公知技术予以实现，因此不再详述。

第二，粗同步单元11将SCH符号位置信息发送给假设处理单元13，用于根据所述同步信道的符号位置以及预知信息单元12，估算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的差分相关值。假设处理单元13具体包括定位子单元131和差分相关值计算子单元132。定位子单元131不但从粗同步单元11获得SCH符号位置信息，还从预知信息单元12中获取后续处理需要的预知信息。所述预知信息包括不同类型的循环前缀长度以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系，之所以说不同类型的循环前缀CP长度是可以预知的信息，是因为在目前各种通信***中CP长度种类不会太多，而参考符号与同步信道符号之间的定时关系通常是由标准规定的，因此UE也可以预知上述信息。

定位子单元131根据同步信道符号位置和预知信息单元提供的信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置。然后将计算得到的参考符号位置信息发送给差分相关值计算子单元132，其根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值。可以看出，假设不同循环前缀长度，会得到不同的参考符号位置以及对应的差分相关值，换而言之，对预知的几个CP长度进行了假设，就会得到几个不同的差分相关值。由于实际接收数据序列中具有相关性的参考符号位置是固定的，因此只有一种假设是准确的。

最后，通过比较单元16对各个差分相关值进行比较，最大相关值对应的假设真正成立，该假设中的循环长度为真，是接收数据序列实际采用的循环长度；进而，该假设中计算得到的参考符号位置也为真，是接收数据序列中参考符号的实际位置。对于具体细节，可以参看前文TS0时隙的示例，本处不再赘述。至此，所述装置就可以将接收数据序列对应时隙的CP长度解析出来。

但是由于一个无线帧中，各个业务时隙的CP长度可以是不同的。这种情况下，可以通过优选的精同步单元14和BCH读取单元15完成未知时隙CP长度的获取。具体而言，精同步单元14根据比较单元16确认后的真实参考符号进行精同步、整数被频偏调整和时域精同步调整、小区ID号判别等后续小区初搜处理。然后通过BCH读取单元15读取***广播信道发布的未知时隙CP长度信息。当然如果所有时隙采用的CP长度配置相同，就无需精同步单元14和BCH读取单元15的配合，即可获知全部时隙的CP长度。例如，获知TS0时隙的CP长度后，在TS1-TS6这六个业务时隙的CP长度和TS0相同情况下，此六个业务时隙的CP长度也相当于已经获知。

需要说明，本发明技术方案虽然基于现有循环前缀长度信息获取方法不能适用于演进TD-SCDMA***小区初搜过程而研究形成，但是本发明方案的应用范围不限于演进TD-SCDMA***，对于其他相关通信***也同样适用。

以上对本发明所提供的循环前缀长度信息的获取方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1、一种循环前缀长度信息的获取方法，其特征在于：

根据接收数据序列，获取同步信道的符号位置；

根据所述同步信道的符号位置和预知信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置；根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值；其中，所述预知信息包括不同类型的循环前缀长度，以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系；

比较上述各个差分相关值，以最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。

2、如权利要求1所述的循环前缀长度信息的获取方法，其特征在于，还包括：通过广播信道读取其他未获知的时隙循环前缀长度信息。

3、如权利要求1所述的循环前缀长度信息的获取方法，其特征在于，所述最大差分相关值对应的参考符号位置，为所述接收数据序列中参考符号的实际位置。

4、如权利要求1至3中任意一项所述的循环前缀长度信息的获取方法，其特征在于，所述具有相关性的两列参考符号属于TS0时隙。

5、如权利要求1至3中任意一项所述的循环前缀长度信息的获取方法，其特征在于，所述相关性为时域相关性。

6、一种循环前缀长度信息的获取装置，其特征在于包括：

粗同步单元，用于根据接收数据序列，获取同步信道的符号位置；

假设处理单元，用于根据所述同步信道的符号位置和预知信息，计算不同循环前缀长度下、具有相关性的两列参考符号的位置；根据所述参考符号位置，计算接收数据序列中参考符号的差分相关值；其中，所述预知信息包括不同类型的循环前缀长度，以及参考符号与同步信道符号之间的定时关系；

比较单元，用于比较所述假设处理单元得出的各个差分相关值，最大差分相关值对应的循环前缀长度为真。

7、如权利要求6所述的循环前缀长度信息的获取装置，其特征在于，还包括：

广播信道读取单元，用于通过广播信道读取其他未获知的时隙循环前缀长度信息。

8、如权利要求6或7所述的循环前缀长度信息的获取装置，其特征在于，所述两列参考符号属于TS0时隙，他们之间具有时域相关性。

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