[发明专利]一种LTE‑Advanced异构无线通信网络测试平台同步与跟踪实现方法

摘要

本发明公开了一种LTE‑Advanced异构无线通信网络技术测试平台接收端与发射端之间同步与跟踪的实现方法。LTE‑Advanced异构无线通信网络测试平台的发送端和接收端均采用基于外部事件触发的工作方式。在外部事件的触发下，发送端状态在未启动状态、发送状态及等待状态三个状态之间转换。接收端状态在非同步态、中间状态、同步状态及未启动状态四个状态之间转换。方法利用包含在LTE‑Advanced无线帧中的主、辅助同步信号实现接收端及发送端的同步，且具备同步跟踪功能。方法能够确保测试平台在出现时域及频域偏离时，发送端及接收端及时转入非同步状态，接着发送信号，提示网络上层同步丢失。在同步丢失之后，本方法能够通过时域校正和频域校正使LTE‑Advanced异构无线通信网络测试平台的发送端及接收端再次进入同步状态。

主权项

一种LTE‑Advanced异构无线通信网络测试平台同步与跟踪实现方法， 其特征在于：所述方法包括下列步骤：首先生成待发送数据、小区专用参考信号CRS、主同步信号PSS及辅同步信号SSS；接着对待发送数据进行调制，采用QPSK调制方式；接着根据LTE无线帧资源映射规定，生成LTE无线帧；对无线帧进行IFFT变换，再将循环前缀CP插入到待发送数据的前部，生成OFDM符号；最后利用USRP Tx将生成的无线帧以OFDM符号的形式逐个发射；接收端USRP将无线帧接收下来，首先进行频偏校正，频偏值的大小由频偏值计算模块计算得到；频偏值freq_offset以message_passing方式反馈至频偏校正模块，实现对接收数据的频偏校正；接着进行循环前缀CP定位，获取CP位置信息；CP位置信息一方面用于频偏计算，另一方面用于去CP；在去除CP之后，通过FFT变换将数据由时域变换至频域；接着利用主同步信号PSS和辅同步信号SSS实现发送端接收端同步；利用小区专用参考信号CRS实现信道估计；利用信道估计的结果对接收到的数据进行幅度及相位的补偿；在实现了接收数据幅度及相位补偿之后，对接收数据进行判决，将判决结果以一定的数据格式加以输出；利用主同步信号实现接收端与发送端之间的半帧同步；将接收到的70个OFDM符号逐个与接收端本地生成的主同步信号PSS做相关运算，得到70个相关值；最大相关值对应的OFDM符号中包含PSS信号；因此，最大相关值对应的OFDM符号在该半帧数据中应该编号为6；然而，由于接收到的70个OFDM符号并不恰好为半个无线帧；因此，76减去当前半帧OFDM符号编号为实际OFDM符号编号；经过主同步信号定位模块find_pss的处理，接收端定位了主同步信号PSS；从下一半帧开始，输出实际的OFDM符号编号，实现了半帧同步；接着利用辅同步信号实现接收端与发送端之间的符号同步；符号同步的含义是指无线接收端能够对每一个无线帧中的140个OFDM符号进行正确的编号，编号范围为1~140；利用主同步信号定位模块find_pss的处理结果，将接收到的编号为5的OFDM符号与本地生成的辅同步信号SSS_sub0和SSS_sub5分别做相关，将相关值分别存储到Corr_f_0和Corr_f_5中；若Corr_f_0 > Corr_f_5，说明当前OFDM符号所处半帧为前半帧，将find_pss模块的输出编号直接输出；若Corr_f_0 < Corr_f_5，说明当前OFDM符号所处半帧为后半帧，将输出编号进行半帧移位后输出；至此，在经过了find_pss和find_sss两个模块的相继处理之后，实现了LTE接收端与发送端的符号同步；PSS/SSS序列与物理层小区ID相关，用于无线终端对小区的识别；主同步信号PSS序列有三种，指示小区的组内ID‑，的取值有0、1、2三种；辅同步信号SSS序列有168种，指示小区的组ID‑，的取值为0~167；在FDD Type1帧结构中，PSS/SSS信号位于第0个子帧和第5个子帧中，且位于两个连续的OFDM符号中；利用接收到的半帧数据70个OFDM符号，将这70个OFDM符号逐个与本地生成的三种主同步信号序列做相关，产生210个相关值，比较相关值的大小；若最大相关值在前70个相关值中产生，则小区组内ID‑为0；若最大相关值在中部70个相关值中产生，则小区组内ID‑为1；若最大相关值在后70个相关值中产生，则小区组内ID‑为2；通过上述过程，即可获得小区组内ID的取值；经过find_pss模块处理之后，系统实现了半帧同步，能够对接收到的OFDM符号进行编号，编号范围为1~70；与此同时，实现了对当前半帧数据所包含的主同步信号的定位；包含主同步信号PSS的OFDM符号编号为6，且PSS/SSS信号位于两个连续的OFDM符号中；因此，辅同步信号SSS的编号为5；将接收到的编号为5的OFDM符号与接收端本地生成168种辅同步信号序列做相关，得到168个相关值；比较相关值的大小，哪一个相关值最大说明当前编号为5的OFDM符号中包含的辅同步信号与168种辅同步信号序列中的哪一种相同；即可获得小区组ID的取值，取值范围为0~167；在获取了小区组内ID和小区组ID的取值之后，即可计算得到物理层小区ID‑；至此利用主/辅同步信号完成了无线接收端对小区的识别。