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1. WO2020107314 - RADIO INTERFACE DATA SYNCHRONIZATION HEAD SEARCHING METHOD AND DEVICE

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

附图

1   2   3   4  

说明书

发明名称 : 一种空口数据同步头搜索方法及装置

技术领域

[0001]
本发明涉及无线通信技术领域,特别是涉及一种空口数据同步头搜索方法及装置。

背景技术

[0002]
随着无线通信技术的发展,在某些数字集群通信系统中,通常会采用每载波两个时隙的TDMA(time division multiple access,时分多址)和GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,高斯最小频移键控)调制解调方式。从而把无线频谱按时隙划分,每一个周期性重复的时隙构成一个物理信道,按照物理信道支持的服务及功能,可以把物理信道对应为不同的逻辑信道,每一种逻辑信道对应不同的信道帧同步头。
[0003]
集群终端在工作过程中,需要一直接收基站下发的空口数据,并且根据每一包空口数据与基站进行时隙调整和时隙同步,因此终端需要对同步头进行搜索。现有的同步头搜索方案中通常对采样点进行相关运算算出相关峰值,根据峰值位置,得到信号最佳采样点或者起始点,从而进行同步头搜索。但是这种方式需要针对解调前采样点进行相关运算,整体运算量较大,会使得终端工作主频提高,整体性能下降。
[0004]
发明内容
[0005]
针对于上述问题,本发明提供一种空口数据同步头搜索方法及装置,实现了降低运算量和终端工作主频,并提高终端整体性能的目的。
[0006]
为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
[0007]
一种空口数据同步头搜索方法,包括:
[0008]
对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头;
[0009]
将所述初始同步头的位置记录为初始位置;
[0010]
根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头;
[0011]
根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[0012]
优选地,所述对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头之前,还包括:
[0013]
根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若干个时隙;
[0014]
将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[0015]
优选地,所述对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头,包括:
[0016]
对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头;
[0017]
对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[0018]
优选地,所述根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头之前,还包括:
[0019]
将所述目标数据流的时隙头与目标基站的时隙头进行对齐,实现对所述目标数据流的时隙调整。
[0020]
优选地,还包括:
[0021]
若所述第一同步头不在所述同步窗口内,则返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[0022]
优选地,还包括:
[0023]
在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。
[0024]
一种空口数据同步头搜索装置,包括:
[0025]
第一确定模块,用于对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头;
[0026]
记录模块,用于将所述初始同步头的位置记录为初始位置;
[0027]
搜索模块,用于根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头;
[0028]
第二确定模块,用于根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[0029]
优选地,还包括:
[0030]
划分模块,用于根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若干个时隙;
[0031]
数据流确定模块,用于将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[0032]
优选地,所述第一确定模块包括:
[0033]
比较单元,用于对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头;
[0034]
校验单元,用于对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[0035]
优选地,还包括:
[0036]
时隙头对齐模块,用于将所述目标数据流的时隙头与目标基站的时隙头进行对齐,实现对所述目标数据流的时隙调整。
[0037]
优选地,还包括:
[0038]
重新搜索单元,用于若所述第一同步头不在所述同步窗口内,则返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[0039]
优选地,还包括:
[0040]
统计单元,用于在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。
[0041]
相较于现有技术,本发明对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头,基于该初始同步头进行终端与基站的时隙调整,将该初始同步头的位置确定为初始位置。进而根据该初始位置确定了时隙搜索窗口,同时还根据同步窗口,实现了双窗口的搜索,其中,在时隙搜索窗口中进行同步头搜索时缩小了数据流的同步头搜索范围,而同步窗口进行对搜索到的同步头进行判断,二者结合,同时利用空口时隙特性,可以有效减少帧同步算法的运算量,进而降低了终端工作主频,并提高终端整体性能。

附图说明

[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0043]
图1为本发明实施例提供的一种空口数据同步头搜索方法的流程示意图;
[0044]
图2为本发明实施例提供的一种空口数据帧结构示意图;
[0045]
图3为本发明实施例提供的一种双窗口结构示意图;
[0046]
图4为本发明实施例提供的一种空口数据同步头搜索装置的结构示意图。

具体实施方式

[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0048]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元,而是可包括没有列出的步骤或单元。
[0049]
本发明实施例提供了一种空口数据同步头搜索方法,参见图1,该方法可以包括以下步骤:
[0050]
S11、对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头;
[0051]
空中接口简称为空口,是集群终端和基站之间无线传输规范,定义了每个无线信道的使用频率、带宽、接入时机、编码方式及越区切换。集群终端在工作过程中,需要一直接收基站下发的空口数据,并且根据每一包空口数据与基站进行时隙调整和时隙同步。参见图2,在图2中表示了空口数据的帧结构,空口数据的帧结构可以表示为超帧、复帧和时隙。每一个超帧由4000个复帧组成,时长为4800秒(S);每一个复帧由25个TDMA帧组成,时长为1.2秒(S);每一个TDMA帧由2个时隙组成,时长为48毫秒(ms),每个时隙的时长为24毫秒。
[0052]
当集群终端根据每一包空口数据与基站进行时隙调整和时隙同步时,首先要搜索同步头,同步头是一种特定的同步序列(为一种二进制序列),不同的同步序列可以分区对应不同的逻辑信道。一般一组同步头根据不同的逻辑信道类型,长度通常为20到40比特。例如,逻辑信道A对应的同步头为01110110…;逻辑信道B对应的同步头为10001010…。
[0053]
在进行同步头搜索之前要先明确目标数据流,即可选本发明实施例提供的目标数据流确定方法,可以包括以下步骤:
[0054]
根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若干个时隙;
[0055]
将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[0056]
在开始进行搜索同步头时,先要进入捕获状态,即在本发明实施例中还提供了一种初始同步头捕获方法,可以包括以下步骤:
[0057]
对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头;
[0058]
对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[0059]
需要说明的是,终端进入捕获状态,该状态对解调后的数据流也就是目标 数据流那行逐比特滑动搜索,与已知的几种逻辑信道同步头逐个进行比较。
[0060]
其中,已知的几种逻辑信道是指在整个通信系统中,通常会有7中逻辑信道类型的同步头,是整个通信系统设计时就固定来的,例如可以包括SCHF、TCHF、STCH、BSCH、BNCH等逻辑信道。在捕获过程中,对各个逻辑信道进行逐个比较的,当以某一个逻辑信道为主时,其他的逻辑信道将作为预设的逻辑信道,直到比较到与某一种逻辑信道相符合。也就是获得了初始第一同步头时。
[0061]
然后,对初始第一同步头进行校验,也就是若信道解码CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验码)校验正确,则确定该初始第一同步头为初始同步头。
[0062]
S12、将所述初始同步头的位置记录为初始位置;
[0063]
在S11步骤中确定了初始同步头后,记录该初始同步头的位置,为设置时隙搜索窗口做准备。
[0064]
S13、根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头;
[0065]
S14、根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[0066]
在上述步骤中确定了初始同步头后也就完成了捕获过程,需进入到时隙调整过程,也就是执行步骤S13和步骤S14,使得终端的24ms时隙头与基站的时隙头进行对齐。同时开启时隙搜索窗口和同步窗口,由捕获状态进入同步状态。
[0067]
同步窗口宽度满足信号空中传输时延和设备时钟精准度要求即可;时隙搜索窗口结合不同的逻辑信道满足不同类型同步头之间的位置极限差异即可;在该基础上为了保证准确度和操作性,一般会增加25%左右的冗余。在本发明实施例中,参见图3,在图3中提供了一种双窗口的结构示意图。选取了同步窗口宽度为24ms时隙头的左右各4比特,时隙搜索窗口宽度为初始同步头位置即初始位置左右各加40比特。
[0068]
进入同步状态后,终端只在时隙搜索窗口内进行同步头搜索,在除时隙搜索窗口的其它位置只进行数据缓存;在时隙搜索窗口内找到同步头后,需要判断该同步头是否在同步窗口内,如果在同步窗口内,则确定为目标同步头。在确定了目标同步头后可进行后续的信道解码等处理。其中的信道解码等处理满足现有标准的无线通信理论,可以包括解扰码、解交织和维特比译码等及部分。
[0069]
在本发明实施例中,还提供了若第一同步头不在同步窗口内,需要返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[0070]
在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。
[0071]
若第一同步头不在同步窗口内,则判定为假同步,继续向后搜索同步头。在同步状态开始时,启动失步计数器,终端会在失步计数器中设定一个阈值,假设该阈值为12,若连续12个时隙都没有搜索到同步头,在将重新进入到捕获状态,重新进行捕获过程确定初始同步头位置。
[0072]
通过本发明实施例公开的空口数据同步头搜索方法,对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头,基于该初始同步头进行终端与基站的时隙调整,将该初始同步头的位置确定为初始位置。进而根据该初始位置确定了时隙搜索窗口,同时还根据同步窗口,实现了双窗口的搜索,其中,在时隙搜索窗口中进行同步头搜索时缩小了数据流的同步头搜索范围,而同步窗口进行对搜索到的同步头进行判断,二者结合,同时利用空口时隙特性,可以有效减少帧同步算法的运算量,进而降低了终端工作主频,并提高终端整体性能。
[0073]
下面结合具体的应用场景,对本发明实施例进行说明。
[0074]
在H2Z和L2P两款数字集群中,采用了本发明实施例提供的空口数据同步头搜索方法时,终端从开机开始,首先进入捕获过程,对解调后的数据流进行逐比特滑动,与一直的几种逻辑信道同步头逐个进行比较,直至确认找到某一种同步头。之后进入同步过程,同步过程中,开启同步窗口和时隙搜索窗口, 在此状态下终端只在时隙搜索窗口内进行同步头搜索,而且在找到同步头后,会校验该同步头是否在同步窗口内,如果在同步窗口内,则认为找到了正确的同步头,否则认为该同步头为假同步,不对数据进行后续处理。如果在同步过程中,连续12个时隙都没有捕获到同步头,则关闭同步窗口和时隙搜索窗口,进而失步重新捕获过程,即对解调后的数据流进行逐比特滑动确定初始同步头位置。
[0075]
时隙搜索窗口的设置能够显著降低同步头搜索算法的软件开销。原油算法每个时隙需要对384比特数据进行组比特滑动相关。采用时隙搜索窗口后,每个时隙平均只需要对110比特数据进行滑动相关即可。同步头搜索算法耗时由原来的4.3ms/时隙,下降为1.2ms/时隙。
[0076]
并且,同步窗口的设置能够显著降低假同步事件的发生概率。而假同步事件在影响终端工作性能的同时,会引入信道解码等软件开销。假同步时间的发生概率由原来的5次/时隙,下降为2次/时隙;由假同步引入的信道解码平均耗时由7.8ms/时隙,下降为3.3ms/时隙。为进一步降低集群终端主频提供了条件,由192MHz降为158MHz,增加了终端的待机时间。
[0077]
与本发明实施例提供的空口数据同步头搜索方法相对应,本发明的另一实施例还提供了一种空口数据同步头搜索装置,参见图4,包括:
[0078]
第一确定模块1,用于对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头;
[0079]
记录模块2,用于将所述初始同步头的位置记录为初始位置;
[0080]
搜索模块3,用于根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头;
[0081]
第二确定模块4,用于根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[0082]
可选的,在本发明另一实施例中,还包括:
[0083]
划分模块,用于根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若 干个时隙;
[0084]
数据流确定模块,用于将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[0085]
可选的,在本发明另一实施例中,所述第一确定模块包括:
[0086]
比较单元,用于对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头;
[0087]
校验单元,用于对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[0088]
可选的,在本发明另一实施例中,还包括:
[0089]
时隙头对齐模块,用于将所述目标数据流的时隙头与目标基站的时隙头进行对齐,实现对所述目标数据流的时隙调整。
[0090]
可选的,在本发明另一实施例中,还包括:
[0091]
重新搜索单元,用于若所述第一同步头不在所述同步窗口内,则返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[0092]
可选的,在本发明另一实施例中,还包括:
[0093]
统计单元,用于在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。
[0094]
相较于现有技术,本发明实施例提供的空口数据同步头搜索装置,对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头,基于该初始同步头进行终端与基站的时隙调整,将该初始同步头的位置确定为初始位置。进而根据该初始位置确定了时隙搜索窗口,同时还根据同步窗口,实现了双窗口的搜索,其中,在时隙搜索窗口中进行同步头搜索时缩小了数据流的同步头搜索范围,而同步窗口进行对搜索到的同步头进行判断,二者结合,同时利用空口时隙特性,可以有效减少帧同步算法的运算量,进而降低了终端工作主频,并提高终端整体性能。
[0095]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0096]
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种空口数据同步头搜索方法,其特征在于,包括: 对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头; 将所述初始同步头的位置记录为初始位置; 根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头; 根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头之前,还包括: 根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若干个时隙; 将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头,包括: 对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头; 对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头之前,还包括: 将所述目标数据流的时隙头与目标基站的时隙头进行对齐,实现对所述目标数据流的时隙调整。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括: 若所述第一同步头不在所述同步窗口内,则返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括: 在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。
[权利要求 7]
一种空口数据同步头搜索装置,其特征在于,包括: 第一确定模块,用于对空口数据的目标数据流进行搜索确定初始同步头; 记录模块,用于将所述初始同步头的位置记录为初始位置; 搜索模块,用于根据所述初始位置确定时隙搜索窗口,在所述时隙搜索窗口对应的数据流进行同步头搜索得到第一同步头; 第二确定模块,用于根据所述目标数据流的时隙头确定同步窗口,并判断所述第一同步头是否在所述同步窗口内,若是,则将所述第一同步头确定为目标同步头。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括: 划分模块,用于根据空口数据的帧结构进行划分,得到所述空口数据的若干个时隙; 数据流确定模块,用于将每个时隙对应的解调后的数据流确定为目标数据流。
[权利要求 9]
根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一确定模块包括: 比较单元,用于对所述目标数据流进行逐比特搜索,与预设的逻辑信道同步头进行比较,得到第一初始同步头; 校验单元,用于对所述第一初始同步头进行校验,若校验正确,则将所述第一初始同步头确定为初始同步头。
[权利要求 10]
根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括: 时隙头对齐模块,用于将所述目标数据流的时隙头与目标基站的时隙头进行对齐,实现对所述目标数据流的时隙调整。
[权利要求 11]
根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括: 重新搜索单元,用于若所述第一同步头不在所述同步窗口内,则返回所述 时隙搜索窗口进行同步头搜索。
[权利要求 12]
根据权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括: 统计单元,用于在所述时隙搜索窗口内进行同步头搜索时,统计失步数量,并判断所述失步数量是否大于预设阈值,若是,则重新确定初始同步头,其中,所述失步数量用来表征所述第一同步头不在所述同步窗口内,返回所述时隙搜索窗口进行同步头搜索的次数。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]