技术领域
[0001] 本
发明涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信研发和测试领域，具体是指一种移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法。
背景技术
[0002] LTE采用了OFDM、MIMO等关键技术，并支持多种带宽分配，显著增加了
频谱效率和分配灵活性，同时显著增加了系统容量和
覆盖。相比于3G CDMA移动通信系统，LTE可以为用户带来更好的使用体验，更好地满足用户的数据业务需求。目前LTE应用的主要业务有：高清摄像头、车联网、无人机等。由于LTE性能和应用场合具备巨大优势，以及技术上与5G良好的兼容性，各国都在大
力发展LTE相关产业链，挖掘其最大价值，并已获得了丰厚的回报。可以说，LTE技术已深入到各行各业，为人的们日常工作生活提供了极大的便利。
[0003] LTE-Advanced(LTE-A)是LTE的演进，LTE-A采用了多频段协同与频谱整合、中继、异构网干扰协调增强等关键技术，能极大提高系统传输的峰值速率、频谱利用率、小区边界用户性能等，同时也能整体提高组网效率。通过载波聚合，LTE-A最大可获得100MHz带宽，能同时支持连续和不连续频谱。中继Relay技术通过只放大
信号而不放大噪声和干扰，提高了
信噪比，能优化热点区域的系统容量，同时更好地覆盖隧道、山地等多种信号较弱的区域。异构网干扰协调增强能有效解决异构网络中，各种不同功率和制式的基站之间的复杂干扰问题。
[0004] 当前LTE-A系统消息解析方式通常使用LS(最小二乘)信道估计，且在DCI(下行控制信息)盲解时会检测不同聚合等级下整个搜索空间内的所有候选。这种方式在信噪比较大，没有信道衰落时，可以很好地满足要求，但在信噪比较小时，信号
质量恶化严重，解消息成功的概率将大大降低，且解析成功的耗时较长。本发明提供了一种适用于复杂电磁环境下，快速解析LTE-A系统消息的方法。采用LMMSE(线性
最小均方误差估计)能有效地在噪声与干扰中提取有用信号，具有较强的环境使用能力。同时，
算法设计中充分考虑了PDCCH(物理下行控制信道)分布的结构，省略了一部分PDCCH候选搜索，减少了系统运算时间和
硬件开销。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服了上述
现有技术的缺点，提供了一种满足快速、高效、适用范围广泛的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法如下：
[0007] 该移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
[0008] (1)提取接收端的I/Q数据，分别生成3种主
同步信号本地序列，与接收端基带数据进行滑动相关计算，根据相关峰值进行半
帧同步，确定组内ID
[0009] (2)分别生成 对应的辅同步信号本地序列，与所述的接收端基带数据内对应辅同步信号处的数据相关，根据相关峰值进行帧同步，并确定组ID 并得到物理层小区；
[0010] (3)提取主同步信号所在符号的数据与该符号的循环前缀数据，利用相关性进行频偏估计，并对频偏进行相应补偿；
[0011] (4)提取物理广播信道所在的时隙1前4个符号的频域数据，利用本地生成的小区参考信号序列与接收数据中的小区参考信号做线性最小均方误差估计，得到信道冲击响应，
相位补偿后得到发送端物理广播信道数据；
[0012] (5)解码物理广播信道；
[0013] (6)提取偶数帧频域数据，利用小区参考信号得到信道冲击响应，解码物理控制格式指示信道得到控制格式指示，解码物理下行控制信道得到下行控制信息；
[0014] (7)提取物理下行共享信道数据并解码；
[0015] (8)提取可能携带其他系统消息的帧和子帧的数据并解析。
[0016] 较佳地，所述的步骤(1)中进行滑动相关计算，具体为：
[0017] 根据以下公式进行滑动相关计算：
[0018] Rn＝Cn·C′n；
[0019] 其中，Rn是相关结果，Cn是本地生成的参考序列的共轭，C′n是接收端基带的数据。
[0020] 较佳地，所述的步骤(2)中计算物理层小区，具体为：
[0021] 根据以下公式计算物理层小区：
[0022]
[0023] 其中， 为组ID， 为组内ID。
[0024] 较佳地，所述的步骤(3)中计算频偏估计，具体为：
[0025] 根据以下公式计算频偏估计：
[0026] R′(m)＝R(m)×e-j2πΔfkTc；
[0027] 其中，R′(m)是补偿后的基带数据，R(m)是原始接收基带数据，Δf是频偏值，k是码片序号，Tc是码片间隔。
[0028] 较佳地，所述的步骤(4)还包括以下步骤：
[0029] (4.1)通过最小二乘信道估计得到线性最小均方误差估计信道矩阵；
[0030] 所述的步骤(4.1)中计算线性最小均方误差估计信道矩阵，具体为：
[0031] 根据以下公式计算线性最小均方误差估计信道矩阵：
[0032]
[0033] 其中，HLMMSE是线性最小均方误差估计信道矩阵，Rhh是信道冲击响应
自相关矩阵，β是
星座图因子(QPSK，β＝1；16QAM，β＝17/9)，SNR是平均信噪比，I为单位矩阵，HLS是LS信道估计矩阵。
[0034] 较佳地，所述的步骤(8)具体包括以下步骤：
[0035] (8.1)根据系统信息调度列表，提取可能携带其他系统消息的帧和子帧的数据，继续步骤(6)和(7)；
[0036] (8.2)判断当前子帧的数据解析是否成功，如果是，继续步骤(8.3)；否则，向后提取可能的子帧，继续步骤(8.1)；
[0037] (8.3)停止解析或切换解析下一个SI调度的系统消息。
[0038] 较佳地，所述的步骤(5)至步骤(7)中的解码步骤，具体包括以下步骤：
[0039] (a1)小区参考信号进行线性最小均方误差估计；
[0040] (a2)待解码信道数据相位补偿；
[0041] (a3)解层映射预编码；
[0042] (a4)解调制；
[0043] (a5)解加扰；
[0044] (a6)解速率匹配；
[0045] (a7)信道译码；
[0046] (a8)CRC校验。
[0047] 采用了本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法，适用于复杂电磁环境下，快速解析LTE-A系统消息的方法，采用LMMSE信道估计能有效地在噪声与干扰中提取有用信号，具有较强的环境使用能力。同时，算法设计中充分考虑了信号结构，减少了一部分非必要计算过程，减少了系统运算时间和硬件开销，增强了算法实现的实时性。
附图说明
[0048] 图1为本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法的
流程图。
[0049] 图2为本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法的信道解码的通用流程图。
[0050] 图3为利用本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法所解析出的MIB信息。
[0051] 图4为利用本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法所解析出的SIB1信息。
[0052] 图5为利用本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法所解析出的SIB3信息。
具体实施方式
[0053] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体
实施例来进行进一步的描述。
[0054] 本发明的该移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法，其中包括以下步骤：
[0055] (1)提取接收端的I/Q数据，分别生成3种主同步信号本地序列，与接收端基带数据进行滑动相关计算，根据相关峰值进行半帧同步，确定组内ID
[0056] (2)分别生成 对应的辅同步信号本地序列，与所述的接收端基带数据内对应辅同步信号处的数据相关，根据相关峰值进行帧同步，并确定组ID 并得到物理层小区；
[0057] (3)提取主同步信号所在符号的数据与该符号的循环前缀数据，利用相关性进行频偏估计，并对频偏进行相应补偿；
[0058] (4)提取物理广播信道所在的时隙1前4个符号的频域数据，利用本地生成的小区参考信号序列与接收数据中的小区参考信号做线性最小均方误差估计，得到信道冲击响应，相位补偿后得到发送端物理广播信道数据；
[0059] (5)解码物理广播信道；
[0060] (6)提取偶数帧频域数据，利用小区参考信号得到信道冲击响应，解码物理控制格式指示信道得到控制格式指示，解码物理下行控制信道得到下行控制信息；
[0061] (7)提取物理下行共享信道数据并解码；
[0062] (8)提取可能携带其他系统消息的帧和子帧的数据并解析；
[0063] (8.1)根据系统信息调度列表，提取可能携带其他系统消息的帧和子帧的数据，继续步骤(6)和(7)；
[0064] (8.2)判断当前子帧的数据解析是否成功，如果是，继续步骤(8.3)；否则，向后提取可能的子帧，继续步骤(8.1)；
[0065] (8.3)停止解析或切换解析下一个SI调度的系统消息；
[0066] 所述的步骤(5)至步骤(7)中的解码步骤，具体包括以下步骤：
[0067] (a1)小区参考信号进行线性最小均方误差估计；
[0068] (a2)待解码信道数据相位补偿；
[0069] (a3)解层映射预编码；
[0070] (a4)解调制；
[0071] (a5)解加扰；
[0072] (a6)解速率匹配；
[0073] (a7)信道译码；
[0074] (a8)CRC校验。
[0075] 作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)中进行滑动相关计算，具体为：
[0076] 根据以下公式进行滑动相关计算：
[0077] Rn＝Cn·C′n；
[0078] 其中，Rn是相关结果，Cn是本地生成的参考序列的共轭，C′n是接收端基带的数据。
[0079] 作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)中计算物理层小区，具体为：
[0080] 根据以下公式计算物理层小区：
[0081]
[0082] 其中， 为组ID， 为组内ID。
[0083] 作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)中计算频偏估计，具体为：
[0084] 根据以下公式计算频偏估计：
[0085] R′(m)＝R(m)×e-j2πΔfkTc；
[0086] 其中，R′(m)是补偿后的基带数据，R(m)是原始接收基带数据，Δf是频偏值，k是码片序号，Tc是码片间隔。
[0087] 作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4)还包括以下步骤：
[0088] (4.1)通过最小二乘信道估计得到线性最小均方误差估计信道矩阵；
[0089] 所述的步骤(4.1)中计算线性最小均方误差估计信道矩阵，具体为：
[0090] 根据以下公式计算线性最小均方误差估计信道矩阵：
[0091]
[0092] 其中，HLMMSE是线性最小均方误差估计信道矩阵，Rhh是信道冲击响应自相关矩阵，β是星座图因子(QPSK，β＝1；16QAM，β＝17/9)，SNR是平均信噪比，I为单位矩阵，HLS是LS信道估计矩阵。
[0093] 本发明的具体实施方式中，本发明涉及一种LTE-A系统消息解析方法，可用于LTE-A系统消息解析的算法中，涉及移动通信研发和测试领域。针对LTE-A系统消息解析的问题，使用接收端基带数据和本地生成同步信号滑动相关，完成帧同步和PCI(物理层小区)盲检；提取接收端基带PSS(主同步信号)数据，利用相关性进行频偏估计并补偿；提取接收端基带PBCH(物理广播信道)数据，利用CRS(小区参考信号)进行LMMSE(线性最小均方误差估计)，相位补偿后盲解MIB(主信息
块)；提取接收端基带偶数帧子帧5的数据，同样利用CRS进行LMMSE，得到整个子帧5所有符号的信道冲击响应；解码PCFICH(物理控制格式指示信道)，确定CFI(控制格式指示)，解码PDCCH(物理下行控制信道)，盲解SI-RNTI(一种无线网络临时标识)加扰的DCI(下行控制信息)格式1A和1C；根据DCI，提取PDSCH(物理下行共享信道)数据并解码，得到SIB1(系统信息块1)；根据SIB1中的SI(系统信息)调度列表，得到其他系统信息占用的大概
位置，对有可能携带数据的子帧按照解码SIB1同样的过程处理，先解码下行控制信道，再解码下行共享信道。
[0094] 由于信道估计中使用多个符号进行插值，且采用LMMSE算法，本方法可适应复杂的电
磁场环境，能快速正确地解析LTE-A系统消息。本方法在盲解DCI格式1A和1C时，采用公共搜索空间的重叠性搜索算法，在极大简化运算量的情况下，实现高效、快速的DCI盲检。本发明提供了一种在复杂
电磁场环境下高效、快速地解析LTE-A系统消息的方法。
[0095] 一种LTE-A系统消息解析方法，包括以下步骤：
[0096] 1)提取接收端25ms的I/Q数据，保证有一个偶数帧携带SIB1(系统信息块1)。分别生成3种PSS(主同步信号)本地序列，与6ms的接收端基带数据进行滑动相关计算，保证相关数据中必然有一个PSS，根据相关峰值进行半帧同步，并确定 (组内ID)。相关公式为：
[0097] Rn＝Cn·C′n……(1)
[0098] 其中，Rn是相关结果，Cn是本地生成的参考序列的共轭，C′n是接收端基带的数据(包含噪声和干扰)。
[0099] 2)分别生成 对应的168种SSS(辅同步信号)本地序列，与1)中6ms内对应SSS处的数据相关，根据相关峰值进行帧同步，并确定 (组ID)，由此得到物理层小区[0100]
[0101] 3)提取PSS所在符号的数据与该符号的CP(循环前缀)数据，利用相关性进行频偏估计，并对频偏进行相应补偿。频偏补偿的公式为：
[0102] R′(m)＝R(m)×e-j2πΔfkTc……(2)
[0103] 其中，R′(m)是补偿后的基带数据，R(m)是原始接收基带数据，Δf是频偏值，k是码片序号，Tc是码片间隔。
[0104] 4)提取PBCH(物理广播信道)所在的时隙1前4个符号的频域数据，利用本地生成的CRS(小区参考信号)序列与接收数据中的CRS做LMMSE(线性最小均方误差估计)，得到信道冲击响应，相位补偿后得到发送端PBCH数据。
[0105] 5)解码PBCH信道，解码过程为：解层映射预编码、解调制、解加扰、解速率匹配、维特比译码、CRC校验。解PBCH过程中需盲解天线数，天线端口号，以及无线帧的低2位。
[0106] 6)提取偶数帧子帧5频域数据，同样利用CRS得到信道冲击响应。解码PCFICH(物理控制格式指示信道)得到CFI(控制格式指示)，解码PDCCH(物理下行控制信道)得到DCI(下行控制信息)，解码过程为：解层映射预编码、解调制、解加扰、解速率匹配、维特比译码、CRC校验。解PDCCH过程中需在CSS(公共搜索空间)中盲解SI-RNTI(一种无线网络临时标识)加扰的DCI格式1A和1C，SI-RNTI的值固定等于0xFFFF。若LTE类型为TDD，还需盲解TDD上下行子帧配置。
[0107] 7)提取PDSCH(物理下行共享信道)数据并解码，解码过程为：解层映射预编码、解调制、解加扰、解速率匹配、SISO译码、CRC校验。若CRC校验通过，可知SI(系统信息)调度列表等。
[0108] 8)根据SI调度列表，提取可能携带其他系统消息的帧和子帧的数据，重复步骤6)和7)，若当前子帧的数据解析失败，提取下一个可能的子帧继续解析，重复步骤6)和7)，直到解析成功或子帧超出范围时，停止解析或切换解析下一个SI调度的系统消息。
[0109] 步骤4)中，LMMSE信道估计在LS(最小二乘)信道估计的
基础上得到：
[0110]
[0111] 其中，HLMMSE是LMMSE信道估计矩阵，Rhh是信道冲击响应自相关矩阵，β是星座图因子(QPSK，β＝1；16QAM，β＝17/9)，SNR是平均信噪比，I为单位矩阵，HLS是LS信道估计矩阵。
[0112] 步骤5)至7)中，层映射预编码方式均采用传输分集，调制方式均采用QPSK，解码过程反向处理即可。
[0113] 步骤6)中，考虑到CSS聚合等级L＝4和L＝8的搜索空间重叠，检测L＝8的候选1时，也检测了L＝4的候选1，检测L＝8的候选2时，也检测了L＝4的候选3，因此实际只需检测L＝4的候选2和4，以及L＝8的候选1和2。
[0114] 步骤8)中，多个周期相同的系统消息可共享一个SI调度，即在一起发送。其他系统消息不能出现在偶数帧子帧5和上行子帧上，如果当前子帧是特殊子帧，那么只有DwPTS(下行导频时隙)能用来控制和传输系统消息。
[0115] 采用了本发明的移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法，适用于复杂电磁环境下，快速解析LTE-A系统消息的方法，采用LMMSE信道估计能有效地在噪声与干扰中提取有用信号，具有较强的环境使用能力。同时，算法设计中充分考虑了信号结构，减少了一部分非必要计算过程，减少了系统运算时间和硬件开销，增强了算法实现的实时性。
[0116] 在此
说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种
修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
