[发明专利]一种NB-IoT系统下行链路中的小区搜索系统

说明书

本发明公开了一种NB‑IoT系统下行链路中的小区搜索方法，使用了如下技术手段，npss信号检测采用分段相关与模值相关相结合的方法，采用分段相关进行定时粗同步，然后采用模值相关进行定时粗同步修正和定时细同步。储存本地npss信号时，只需储存一个symbol的npss时域降采样信号和频域信号，空间复杂度降低。进行频偏估计时，将本地npss信号乘以一定步长的频偏与接收到的主同步信号进行相关运算，求得粗频偏估计并补偿，保证信号的频偏控制在一定步长以内；进行精频偏估计时，跨symbol进行，可以将精频偏估计范围减小至一定范围内，提高频偏估计精度。进行nsss信号检测时，在使用接收到的nsss频域信号与本地nsss频域信号相关之前，先确定出n_f和q的候选值，再使用接收到的nsss频域信号与候选值内的本地nsss频域信号做相关，减小了时间复杂度。

技术领域

本发明涉及一种NB-IoT系统下行链路中的小区搜索系统，主要涉及专利分类号H04电通信技术H04B传输H04B1/00不包含在H04B 3/00至H04B 13/00单个组中的传输系统的部件；不以所使用的传输媒介为特征区分的传输系统的部件H04B1/69扩频技术H04B1/707利用直接序列调制的H04B1/7073同步方面H04B1/7083小区搜寻，例如使用三级方法。

背景技术

NB-IoT系统中，初始小区搜索过程是用户终端与基站之间建立下行通信链路的前提，其主要目的是实现下行链路在时间、频率上的同步和获取物理层小区标识(cellID)。NB-IoT系统下行采用正交频分复用(OFDM)技术，该技术的基本原理是将高速串行数据流经过串并转换后变成多路并行低速数据流，并调制到多个正交的子载波上传输，因为其要求子载波间满足正交性，因此与单载波系统相比，OFDM系统易受频率偏差的影响。由于发射机的载波频率与接收机本地振荡器间存在频率偏差，或由于多普勒效应，OFDM系统的子载波间的正交性会遭到破坏，从而导致子载波间干扰，所以频率同步要尽可能精确。时间同步是为了确定系统帧的起始位置和OFDM符号的起始位置，在多经信道中，时间同步不准确会造成符号间干扰，对系统性能影响很大，因此要求时间同步尽可能精确。

在现有技术中典型的NB-IoT系统采样时间T_s＝1/30720000秒，其时域结构如图1所示，每个系统帧时间为10毫秒(ms)，包含10个子帧，每个子帧时间为1ms，包含2个时隙，每个时隙时间为0.5ms，包含7个正交频分复用符号(symbol)，每个符号长度为2048个采样点并加上CP的长度，其中第0个symbol的CP长度为160个采样点，第1到第6个symbol的CP长度为144个采样点，所以每一个子帧包含14个symbol，长度为30720个采样点。npss信号位于系统帧的第5个子帧，nsss信号位于偶位系统帧的第9个子帧。

发明内容

针对现有npss信号检测技术在频偏较大情况下，时间同步不准的问题，本发明提出了一种可以抵抗较大频偏的npss信号检测系统，首先采用分段相关进行定时粗同步，然后采用模值相关的方法进行定时粗同步修正和定时细同步，模值相关方法的引入使得定时同步的抗频偏能力大大提高。

在储存本地npss信号时，本发明只需储存一个symbol的npss时域降采样信号和频域信号即可，而不需要将整个子帧的npss时域降采样信号和频域信号全部储存至本地，空间复杂度降低。

进行频偏估计时，首先将本地npss信号乘以一定步长的频偏与接收到的主同步信号进行相关运算，求得粗频偏估计，粗频偏补偿后可以保证信号的频偏控制在一定步长以内；进行精频偏估计时，不是将一个symbol内的npss信号与本地信号共轭相乘后分为两段做相关，而是跨symbol进行，这样可以将精频偏估计范围减小至一定范围内，既满足了频偏估计的范围要求又最大限度的提高了精频偏估计的精度。