CN112243263A - 用于在5g nr信道上定位所有同步信号块的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本文所披露的实施例包括用于在5G新无线电信道上定位所有同步信号块的***和方法。这样的***和方法可以包括：在所述5G新无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别在所述5G新无线电信道上广播的信号的中心频率；在所述信号的所述中心频率处处理所述信号，以识别所述无线无线电信道上的多个同步信号块中的第一个同步信号块和全局OFDM符号边界，以及针对所述5G新无线电信道的所有栅格频率使用所述全局OFDM符号边界，以识别所述多个同步信号块中的剩余同步信号块。

Description

用于在5G NR信道上定位所有同步信号块的***和方法
技术领域
本发明总体上涉及射频(RF)通信硬件。更具体地，本发明涉及用于在5G新无线电(NR)信道上定位所有同步信号块(SSB)的***和方法。
背景技术
无线蜂窝技术已扩展为采用可以在独立模式或非独立模式下运行的5G标准，并且包括可以具有一个或多个SSB的5G NR信道的使用。在独立模式下，5G NR信道可以包含仅一个小区定义的SSB，该SSB位于具有相应全局同步信道号(GSCN)的较宽全局同步栅格上。例如，对于高于24.25GHz的频率范围(即，5G标准的FR2部分)，GSCN栅格步长大小为17.28MHz。因为仅存在几个要搜索的候选频率，所以用户设备可以可行地在启动时搜索小区定义的SSB，并且在用户设备连接至5G NR信道之后，用户设备可以接收无线电资源控制命令以搜索不同频率下的其他SSB(其不一定处于全局同步栅格上)。其他SSB可以位于新无线电绝对无线频率信道号(NR-ARFCN)栅格上5G NR信道带宽的某一带宽内的任何频率上，该栅格比全局同步栅格更窄。例如，对于5G标准的FR2部分，NR-ARFCN栅格步长大小仅为60KHz。因此，在独立模式下定位其他SSB是可行的。在非独立模式下，在用户设备连接至4G LTE网络之后，用户设备可以从无线电资源控制命令接收SSB频率信息，但是在非独立模式下，SSB不必位于全局同步栅格上。因此，在非独立模式下定位SSB也是可行的。
在一些情况下，网络监测和测量可能需要盲搜索并识别5G NR信道上的所有SSB，而不仅仅是这一个小区定义的SSB，因而要求用户设备在每个NR-ARFCN栅格频率上搜索有效的小区。然而，5G NR信道的带宽较宽。例如，对于5G标准的FR2频率部分，最小信道带宽为100MHz，对于5G标准的FR2频率部分，最大信道带宽为400MHz，并且对于120KHz的子载波间隔(SCS)，SSB的带宽通常为28.8MHz。5G NR信道的这些特征意味着对于5G标准的FR2频率部分，SSB之一可以至少位于1186个NR-ARFCN栅格频率中的任一个栅格频率上。因此，为了盲扫描并识别所有SSB，扫描接收器需要针对每个栅格频率候选项、在每个采样时间偏移上执行主同步信号(PSS)相关搜索，这在乘以较大的频率数量后在时间和成本方面可能都令人望而却步。
发明内容
鉴于上述情况，对改进的***和方法的需求一直持续存在。根据本发明的第一方面提供了一种方法，该方法包括：在无线无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别在所述无线无线电信道上广播的信号的中心频率；在所述信号的所述中心频率处处理所述信号，以为所述无线无线电信道来识别多个同步信号块中的第一个同步信号块和全局OFDM符号边界；以及针对所述无线无线电信道的所有栅格频率使用所述全局OFDM符号边界，以识别所述多个同步信号块中剩余的同步信号块。根据本发明的第一方面的一个实施例，该方法进一步包括：在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的循环前缀相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界；以及在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算主同步信号相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述剩余同步信号块。根据本发明的第一方面的一个实施例，上述方法进一步包括：在针对所有所述栅格频率的所述主同步信号相关性结果的峰值处执行辅同步信号相关。或者，该方法进一步包括：在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率执行DM-RS相关，以识别信道估计；以及对所述信道估计执行MIB解码和解调。或者，该方法进一步包括：通过以下操作在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算所述主同步信号相关性：在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第一次计算所述主同步信号相关性；以及在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第二次计算所述主同步信号相关性，其中，对于第一次，假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界来指示所述信号的半子帧中的第一个OFDM符号，并且其中，对于第二次，不假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界来指示所述信号的所述半子帧中的所述第一个OFDM符号。或者，该方法进一步包括：通过以下操作在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的所述循环前缀相关性：在所述信号的所述中心频率处第一次计算所述信号的所述循环前缀相关性；在所述信号的所述中心频率处第二次计算所述信号的所述循环前缀相关性；以及选择具有最高相关性值的所述循环前缀相关性的结果，以用于识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界，其中，对于第一次,假定所述信号的子载波间隔为第一值，并且其中，对于第二次,假定所述信号的所述子载波间隔为不同于所述第一值的第二值。或者，该方法进一步包括：在所述信号的所述中心频率在将所述信号的所述循环前缀相关性计算为移动相关性。或者，该方法进一步包括：根据所述循环前缀相关性识别最大平方峰值输出值，以识别所述全局OFDM符号边界。根据本发明的第一方面的另一个实施例，其中，所述无线无线电信道包括5G无线电信道。根据本发明的第一方面的又一个实施例中，该方法进一步包括：通过测量所述下行链路信号能量来识别所述信号的频率边缘。根据本发明的第二方面提供了一种***，包括：射频收发器；以及可编程处理器，其中，所述射频收发器接收在无线无线电信道上广播的信号，并且其中，所述可编程处理器执行以下操作：在所述无线无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别所述信号的中心频率；在所述信号的所述中心频率处处理所述信号，以为所述无线无线电信道识别多个同步信号块中的第一个同步信号块和全局OFDM符号边界；以及针对所述无线无线电信道的所有栅格频率使用所述全局OFDM符号边界，以识别所述多个同步信号块中剩余的同步信号块。根据本发明的第二方面的一个实施例，其中，所述可编程处理器执行以下操作：在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的循环前缀相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界；以及在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算主同步信号相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述剩余同步信号块。在该实施例中，所述可编程处理器在针对所有所述栅格频率的所述主同步信号相关性结果的峰值处执行辅同步信号相关。或者，所述可编程处理器在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率执行DM-RS相关，以识别信道估计，并且其中，所述可编程处理器对所述信道估计执行MIB解码和解调。或者，其中，所述可编程处理器通过以下操作在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算所述主同步信号相关性：在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第一次计算所述主同步信号相关性；以及在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第二次计算所述主同步信号相关性，其中，对于第一次，假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界指示所述信号的半子帧中的第一个OFDM符号，并且其中，对于第二次，不假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界来指示所述信号的所述半子帧中的所述第一个OFDM符号。或者，其中，所述可编程处理器通过以下操作在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的所述循环前缀相关性：在所述信号的所述中心频率处第一次计算所述信号的所述循环前缀相关性；在所述信号的所述中心频率处第二次计算所述信号的所述循环前缀相关性；以及选择具有最高相关性值的所述循环前缀相关性的结果，以用于识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界，其中，对于第一次，假定所述信号的子载波间隔为第一值，并且其中，对于第二次，假定所述信号的所述子载波间隔为不同于所述第一值的第二值。或者，其中，所述可编程处理器在所述信号的所述中心频率处将所述信号的所述循环前缀相关性计算为移动相关性。或者，其中，所述可编程处理器根据所述循环前缀相关性识别最大平方峰值输出值，以识别所述全局OFDM符号边界。根据本发明的第二方面的另一个实施例，其中，所述无线无线电信道包括5G无线电信道。根据本发明的第二方面的又一个实施例，其中，所述可编程处理器通过测量所述下行链路信号能量来识别所述信号的频率边缘。根据本发明的第三方面提供了一种方法，包括：在LTE无线电频带的带宽上测量下行链路信号能量，以识别在所述LTE无线电频带上广播的信号的中心频率；在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的循环前缀相关性，以识别所述LTE无线电频带的所述全局OFDM符号边界；以及在所述全局OFDM符号边界处、针对所述LTE无线电频带的所有栅格频率计算主同步信号相关性，以识别有效的LTE信道。
附图说明
图1是如本领域中已知的在不同频率下的OFDM符号对准的简图；
图2是如本领域中已知的在下行链路传输中在5G NR信道上使用CP-OFDM的简图；
图3是根据所披露的实施例的***的框图；
图4是根据所披露的实施例的方法的流程图；以及
图5是根据所披露的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
尽管本发明具有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述其具体实施例，以理解本披露应被认为是对本发明的原理的例示。不旨在将本发明限制为具体的所展示实施例。
本文所披露的实施例可以包括用于在5G NR信道上定位所有SSB的***和方法。特别地，如图1中可见的，已知5G NR信道使用针对不同的频率和不同的SCS大小在时间上同步的正交频分复用(OFDM)符号。本文所描述的***和方法可以针对所有5G NR信道识别全局OFDM符号边界，并且然后将全局OFDM符号边界应用于5G NR信道的所有栅格频率以识别所有SSB。
例如，本文所描述的***和方法可以包括：在5G NR信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别在5G NR信道上广播的信号的中心频率。然后，本文所描述的***和方法可以包括：在信号的中心频率处处理信号，以识别5G NR信道上的SSB中的第一个SSB和全局OFDM符号边界；以及针对5G NR信道的所有栅格频率使用全局OFDM符号边界，以识别SSB中的剩余SSB。
在一些实施例中，测量下行链路信号能量还可以包括识别信号的频率边缘，并且在这些实施例中，本文所描述的***和方法可以通过使用斜率算法来识别信号的中心频率和信号的频率边缘，从而识别信号的功率和带宽。
在一些实施例中，5G NR信道可以位于LTE信道附近，并且在这些实施例中，测量下行链路信号能量可以包括锁定至LTE信道而不是5G NR信道。然而，因为LTE信道与5G NR信道在时间上同步，所以LTE信道和5G NR信道的全局OFDM符号边界是对准的。因此，当本文所描述的***和方法锁定至LTE信道时，本文所描述的***和方法也锁定至5G NR信道。
在一些实施例中，本文所描述的***和方法可以包括：在信号的中心频率处计算信号的循环前缀(CP)相关性，以识别SSB中的第一个SSB和全局OFDM符号边界。特别地，如图2中可见的，已知5G NR信道在下行链路传输中使用CP-OFDM，其对长度为Tμ的当前OFDM符号的最后一部分的CP长度Tcp进行复制，并将该CP长度Tcp***到当前OFDM符号的前面。本文所描述的***和方法可以使用对CP长度的这种重复来执行CP相关。例如，在经采样信号序列为s(i)，i＝0，1……M，OFDM符号长度为N个样本，并且CP长度为CP的情况下，针对偏移i，可以使用等式1来计算CP相关性。
等式1：
Figure BDA0002587030200000061
在一些实施例中，可以在信号的中心频率处将信号的CP相关性计算为移动相关性。例如，当针对下一个采样时间偏移计算CP相关性时，可以从求和中删除最旧的项，并且可以添加新的项。在一些实施例中，CP相关性的结果可以是复数，可以对这些复数求平方来识别能量值，以用于进行比较。在这些实施例中，可以通过最大平方CP相关性峰值来找到OFDM符号开始定时，并且之后可以将此OFDM符号边界应用于5G NR信道的所有栅格频率。
在一些实施例中，下行链路传输可以包括数据传输和同步传输(例如，SSB)两者，并且在这些实施例中，SSB可以使用与数据传输不同的SCS。例如，在5G标准的FR2频率部分中，数据传输可以使用60KHz的SCS，但是SSB可以使用120KHz的SCS。这种更大的SCS可以对由振荡器在毫米波频率下引入的频率漂移提供更大的阻力。特别地，如图1中可见的，0.5ms长的半子帧中的第一个OFDM符号的CP长度可以比其他OFDM符号的CP长度更长。这种长度上的差异被设计成用于针对不同大小的SCS对半子帧进行对准。例如，表1标识了当OFDM采样长度为512个样本时所有OFDM符号的CP长度。
表1，正常CP的不同参数集的CP长度
SCS(KHz) 第一个OPDM符号的CP长度 其余OFDM符号的CP长度
15 40 36
30 44 36
60 52 36
120 68 36
240 100 36
5G NR信道被设计成具有被配置为是下行链路、上行链路或灵活的灵活时隙格式，但是第一个OFDM符号始终是下行链路或灵活的，而其他OFDM符号可以是下行链路、上行链路或灵活的中的任一种。因此，第一个OFDM符号与其他OFDM符号相比具有更大的机会接收下行链路传输，这连同更长的CP长度一起使得更期望与第一个OFDM符号的CP长度(如果存在的话)相关。然而，可能不存在第一个OFDM符号的CP长度，而在这种情况下，可以在信号的中心频率处计算两次信号的CP相关性：一次假设第一个SCS(例如，60KHz)，而另一次假设不同的第二个SCS(例如，120KHz)。然后，本文所描述的***和方法可以从两次这样的计算中选择具有最高相关性值的结果，以用于识别SSB中的第一个SSB和全局OFDM符号边界。
在一些实施例中，在识别出全局OFDM符号边界之后，本文所描述的***和方法可以包括在全局OFDM符号边界处、针对所有栅格频率计算PSS相关性，以识别SSB中的剩余SSB。有利地，因为不需要在每个采样时间偏移处对所有栅格频率都执行PSS相关，所以与已知的***和方法相比，本文所描述的***和方法的处理时间显著减少。替代地，PSS相关可以仅限于全局OFDM符号边界。
例如，在已知***和方法中(其中，在每个采样时间偏移处、针对每个NR-ARFCN栅格频率都执行PSS相关，OFDM符号长度为512个样本，并且CP长度为36个样本)，需要对所有548个可能的采样时间偏移重复进行PSS相关。在存在大量NR-ARFCN栅格频率的情况下，总处理量非常高，这导致扫描速度较低。然而，在本文所描述的***和方法中(其中，仅在所识别出的全局OFDM符号边界处计算PSS相关性)，理论上可以仅执行一次信号处理，而已知的***和方法需要执行548次，得到总处理节省时间为548:1。
在每个半子帧中的第一个OFDM符号的CP长度比其他OFDM符号的CP长度更长的实施例中，CP相关性仅可以识别全局OFDM符号边界，而无法识别该半子帧内的OFDM符号索引。因此，在这些实施例中，当将全局OFDM符号边界应用于所有栅格频率时，可以计算两次PSS相关性：一次假定针对所有栅格频率的全局OFDM符号边界都识别出半子帧中的第一个OFDM符号，而另一次不假定针对所有栅格频率的全局OFDM符号边界都识别出半子帧中的第一个OFDM符号。因此，在执行两次PSS相关的情况下，与已知的***和方法相比，处理节省时间的量可以减少到548:2。
在一些实施例中，本文所描述的***和方法可以在针对所有栅格频率的PSS相关性结果的峰值处执行辅同步信号相关，以识别SSB中的剩余SSB。例如，在一些实施例中，本文所描述的***和方法可以在全局OFDM符号边界处、针对所有栅格频率执行DM-RS相关，以识别信道估计，并且本文所描述的***和方法可以对所述信道估计执行MIB解码和解调，以识别SSB中的剩余SSB。
本文所描述的***和方法可以用于找到特定LTE频带的所有有效LTE信道。例如，对于总带宽在100MHz范围内且LTE信道栅格大小为100KHz的2GHz以上的LTE频带，在已知***和方法中的信道搜索可以以在每个采样时间偏移上进行PSS相关开始。然而，本文所描述的***和方法可以执行CP相关，以在每5MHz频率步长上识别全局OFDM符号边界。然后，本文所描述的***和方法可以使用全局OFDM符号边界，以仅在全局OFDM符号边界处、针对5MHz内的所有候选栅格频率执行PSS相关。
图3是根据所披露的实施例的RF通信***20的框图。如图3中可见的，RF通信***20可以包括用户设备22和广播设备23，并且用户设备22可以包括可编程处理器26和RF收发器24，该RF收发器可以接收由广播设备23广播的RF信号。
图4是根据所披露的实施例的方法100的流程图。如图4中可见的，方法100可以包括：如在102中，可编程处理器26在无线无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别由广播设备23在所述无线无线电信道上广播的信号的中心频率。然后，方法100可以包括：如在104中，可编程处理器26在所述信号的所述中心频率处处理所述信号，以识别无线无线电信道上的多个SSB中的第一个SSB和全局OFDM符号边界。最后，方法100可以包括：如在106中，可编程处理器26针对无线无线电信道的所有栅格频率使用全局OFDM符号边界，以识别所述多个SSB中的剩余SSB。
图5是根据所披露的实施例的方法200的流程图，并且展示了图4的方法100的一个实施例。如图5中可见的，方法200可以包括：如在202中，可编程处理器26在无线无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别由广播设备23在无线无线电信道上广播的信号的中心频率。然后，方法200可以包括：如在204中，可编程处理器26在信号的中心频率处计算信号的CP相关性，以识别无线无线电信道上的第一个SSB和全局OFDM符号边界。接下来，方法200可以包括：如在206中，可编程处理器26通过以下操作来识别无线无线电信道的下一个栅格频率上是否存在下一个SSB：在所述全局OFDM符号边界处、针对所述下一个栅格频率计算PSS相关性；在PSS相关性结果的峰值处执行辅同步信号相关；在全局OFDM符号边界处、针对所述下一个栅格频率执行DM-RS相关，以识别信道估计；以及对信道估计执行MIB解码和解调。
在如在206中识别下一个栅格频率上是否存在下一个SSB之后，方法200可以包括：如在208中，可编程处理器26确定是否已经在每个栅格频率中搜索了下一个SSB。若是，则如在210中，方法200可以终止。然而，如果尚未搜索完每个栅格频率，则方法200可以包括：如在206中，可编程处理器26继续识别在无线无线电信道的下一个栅格频率上是否存在下一个同步信号块。
虽然以上已经详细地描述了几个实施例，但其他修改是可能的。例如，可以向所描述的***添加其他部件或从其中移除其他部件，并且其他实施例可以落入本发明的范围内。
根据前述内容将观察到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实现许多变体和修改。应理解的是，并不意使或不应推断出关于本文所描述的特定***或方法的限制。当然，旨在覆盖如落入本发明的精神和范围内的所有这种修改。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
在无线无线电信道的带宽上测量下行链路信号能量，以识别在所述无线无线电信道上广播的信号的中心频率；
在所述信号的所述中心频率处处理所述信号，从而为所述无线无线电信道识别多个同步信号块中的第一个同步信号块和全局OFDM符号边界；以及
针对所述无线无线电信道的所有栅格频率使用所述全局OFDM符号边界以识别所述多个同步信号块中剩余的同步信号块。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的循环前缀相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界；以及
在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算主同步信号相关性，以识别所述多个同步信号块中的所述剩余同步信号块。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
在针对所有所述栅格频率的所述主同步信号相关性结果的峰值处执行辅同步信号相关。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率执行DM-RS相关，以识别信道估计；以及
对所述信道估计执行MIB解码和解调。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
通过以下操作在所述全局OFDM符号边界处、针对所有所述栅格频率计算所述主同步信号相关性：在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第一次计算所述主同步信号相关性；以及在所述OFDM符号边界中的每个边界上、针对所有所述栅格频率第二次计算所述主同步信号相关性，
其中，对于第一次，假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界来指示所述信号的半子帧中的第一个OFDM符号，并且
其中，对于第二次，不假定针对所有所述栅格频率的所述全局OFDM符号边界来指示所述信号的所述半子帧中的所述第一个OFDM符号。
6.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
通过以下操作在所述信号的所述中心频率处计算所述信号的所述循环前缀相关性：在所述信号的所述中心频率处第一次计算所述信号的所述循环前缀相关性；在所述信号的所述中心频率处第二次计算所述信号的所述循环前缀相关性；以及选择具有最高相关性值的所述循环前缀相关性的结果，以用于识别所述多个同步信号块中的所述第一个同步信号块和所述全局OFDM符号边界，
其中，对于第一次，假定所述信号的子载波间隔为第一值，并且
其中，对于第二次，假定所述信号的所述子载波间隔为不同于所述第一值的第二值。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
在所述信号的所述中心频率在将所述信号的所述循环前缀相关性计算为移动相关性。
8.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
根据所述循环前缀相关性来识别最大平方峰值输出值，以识别所述全局OFDM符号边界。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线无线电信道包括5G无线电信道。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过测量所述下行链路信号能量来识别所述信号的频率边缘。
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