ShareTechnote系列LTE(4):時間同步過程

時間同步過程

        定時同步的過程可以描述如下:

        i)使用三個不同的主同步序列對主同步進行解碼,找出爲小區分配的序列,並獲得主時間同步。

        ii)應用主同步序列對輔同步碼進行解碼,並找出爲小區分配的序列。

        此同步檢測每5毫秒進行一次。(該時間間隔可參考LTE下行幀結構)

        如前文所述,三個不同的序列用作主同步信號,並且在三個序列中的每個序列和小區標識組中的小區ID之間都有一對一的映射。在UE檢測到這個小區標識組後,它就可以確定幀定時。從這個信元標識組中,UE還可以確定哪個僞隨機序列用於在該小區中生成參考信號。

        iii)一旦建立了該定時同步,由於MIB中帶有SFN號,因此UE可以解碼MIB並計算出SFN號。

        如果想進一步瞭解細節,需要以下幾個附加步驟(下圖中的步驟(1)和步驟(2))。要檢測PSS和SSS,需要準確地獲取具有特定資源粒子(RE)序列的數據。要準確地從特定的資源粒子(RE)中提取數據,需要知道確切的符號邊界(OFDM符號的起始採樣點和結束採樣點)。一旦檢測到確切的符號邊界,就可以檢測頻率偏移(一種頻率誤差),以進一步補償信號。在某種意義上,這兩個步驟比PSS、SSS檢測更困難。

                                   

        檢測符號邊界的一種常見方法是使用循環前綴的屬性。循環前綴是來自OFDM符號結束部分的數據序列的副本,這意味着循環前綴和符號結束部分之間的相關性應該非常大,如圖所示:

        通過合理的使用此方法,如果在沿着捕獲的時間域數據向下滑動兩個相關窗口時找到了相關性最高的點,就可以找到符號邊界。

        下圖是一個在逐樣本滑動窗口時繪製這些相關性的示例。很明顯,間隔爲一個OFDM符號時可以看到峯值(這是從以7.62兆赫採樣率採樣的5兆赫BW LTE下行鏈路數據)。

                        

        理論上循環前綴應該與符號的結束部分完全相同,但實際上它並不完全相同,因爲在信號生成和通過信號路徑時附加不同的噪聲(或衰落)。因此相關峯值可能正好出現在預期的點上。此外,峯值可能不止一個點,在峯值附近的幾個採樣點,可能會看到類似的高相關性。所以在一些採樣點,峯值的位置會有一些錯誤。

        隨着相關窗口長度的增加,這些相關性峯值的準確度將提高,這意味着在更寬的帶寬中可能具有更好好的準確性,因爲CP長度在更寬的帶寬中更長。然而,由於CP長度變短,隨着系統帶寬變窄,相關精度變差。因此,在實際的實現中,通常需要一些額外的方法來補償這種錯誤。 

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