[发明专利]NB-IoT系统中下行次同步信号的检测与同步方法及装置

说明书

本发明公开了一种NB‑IoT系统中下行次同步信号的检测与同步方法，其特征在于，包括步骤：S1、将接收端接收的时域信号经快速傅里叶变换到频域；S2、将步骤S1的频域序列进行二阶自相关求参数u；S3、根据步骤S2求得的u生成本地序列，并将本地序列与步骤S1的频域序列做共轭相乘；S4、根据步骤S3得到的共轭相乘结果进行一阶差分或者二维快速傅里叶变换计算得到时偏、频偏、小区ID和帧号。本发明还公开了NB‑IoT系统中下行次同步信号的检测与同步装置。该方法不需要遍历小区ID和帧号以减小运算量便于硬件实现次同步信号的快速检测同步。

技术领域

本发明涉及一种同步信号的检测与同步方法及装置，特别是涉及NB-IoT系统中下行次同步信号的检测与同步方法及装置，属于通信技术领域。

背景技术

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)技术是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。在NB-IoT系统中，当用户设备接入到NB-IoT小区时，必须首先进行同步信号搜索，完成时间同步、频偏估计和频偏补偿、小区搜索、帧号搜索。而定时同步过程涉及到次同步信号(Narrowband secondary synchronizationsignal,NSSS)的搜索和识别，小区基站每20ms发送一次NSSS序列。NSSS同步过程就是通过相关峰值搜索NSSS序列，并确定时频偏、小区ID以及系统帧号的过程。

NB-IoT系统中的NSSS序列为Zadoff-Chu序列d(n)，其表达式如下：

其中，

n＝0,1,...,131

n′＝n mod131

m＝n mod128

b_q(m)序列是长度为128的q序列，θ_f由系统帧号n_f计算得

NSSS同步过程中需要估计出时偏、频偏、小区和帧号。

在现有技术中，具体过程是ZC序列经过IFFT变换到时域，接收端接收的时域信号为s_RX(t)，其表达式如下：

s_RX(Δτ)＝IFFT(d(n))e^{-j2πΔf(t+Δτ)}+N_noise，

其中Δf表示接收的频偏，Δτ表示接收的时偏。对接收的时域信号做FFT变换到频域，不考虑噪声影响有

其中k表示频域子载波位置，l表示时域符号。用接收序列与本地共轭求互相关

R＝∑d_RX(k,l)d*(n,ID,nf)，

该方法需要循环遍历搜索小区ID和帧号生成本地序列，通过相关的峰值来完成估计运算。

小区ID范围0至503，有504种，帧号有4种结果，循环遍历需要生成2016种ZC序列，每次循环与接收序列做共轭相关需要132次乘法和加法。该算法实现需要266112次乘法和加法，虽然能够实现可靠检测，但时延大，占用的资源复杂，不利于在硬件上实现。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种NB-IoT系统中下行次同步信号的检测与同步方法，不需要遍历小区ID和帧号以减小运算量便于硬件实现。