[发明专利]一种窄带物联网下行同步方法及其系统

说明书

本发明涉及一种窄带物联网下行同步方法及其系统，包括：获取降采样基带数据和本地降采样NPSS信号。将一滑动窗口在降采样基带数据中逐位移动，且在移动过程中，逐位计算本地降采样NPSS信号与滑动窗口内的降采样基带数据的互相关值。获取最大互相关值，并根据该最大互相关值获取降采样基带数据中NPSS信号的粗定时位置。以NPSS信号的粗定时位置为基准的设定位置范围内，在各位置上将原始基带数据的自相关值、原始基带数据与本地NPSS信号的互相关值相加，以获取各位置上的相关值。获取最大相关值，并根据该最大相关值获取降采样基带数据中NPSS信号的精定时位置。本发明复杂度低，运算量小，可快速有效且准确地使终端设备与小区完成时间和频率上的同步。

技术领域

本发明涉及窄带物联网通信领域，特别是涉及一种窄带物联网下行同步方法及其系统。

背景技术

如今仅仅人与人之间通信需求已经不能很好满足现代智能化发展的需要，移动通信正向人与物以及物与物的连接迈进，为此，数以亿计的终端设备需要连入物联网。但是，如果使用WiFi、ZigBee、蓝牙等将终端设备连入物联网，只能实现局部应用，而且耗电量大；如果采用2G、3G、4G网络等将终端设备连入物联网，功耗和成本都比较高。在这个大背景下，低功耗、低成本、大容量、广覆盖的基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings，以下简称“NB-IoT”)应运而生。

终端设备接入到NB-IOT时，首先是通过小区搜索获得频率和符号的同步，然后获取系统信息(SystemInformationBlock，简称“SIB”)，最后启动随机接入流程建立无线资源控制层(Radio Resource Control，简称“RRC”)连接。小区搜索过程是终端设备通过对同步信号的检测，完成与小区在时间和频率上的同步以及获取小区ID的过程，而在小区搜索的过程中，首先进行的是主同步信号(Narrow-band Primary Synchronization Signal，以下简称“NPSS”)的同步，NPSS可用于完成时间和频率同步，主同步的性能直接影响到后续的通信过程，因此，NPSS的同步显得尤其重要。

目前，同步算法主要分为数据辅助同步算法和非数据辅助同步算法。非数据辅助同步算法不需要依靠训练序列，通常指基于循环前缀的同步算法，如最大似然估计算法，这类算法的优点是不需要设置序列，可提高频带利用率；缺点是精度不高。而数据辅助型算法主要指基于训练序列的同步算法，是目前使用比较多的一类算法，它的精度比较高，如经典的二阶自相关算法有S&C算法、Minn算法，它们都要求训练序列为重复序列，Yong算法要求训练序列为中心对称序列。然而对于NB-IOT下行同步来说，由于训练序列NPSS由一条序列长度为11点的ZC序列作为基序列，经过子载波映射、IFFT、加循环前缀(Cyclic Prefix，以下简称“CP”)操作，再用时域扩展码c(l)＝{1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1}进行时域扩展形成的复杂序列，现有的同步方法运算复杂而且运算量大，无法快速准确地完成终端设备与小区之间时间和频率上的同步。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种窄带物联网下行同步方法，其具有复杂度低，运算量小，可快速有效且准确地使终端设备与小区完成时间和频率上的同步的优点。

一种窄带物联网下行同步方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取原始基带数据和本地NPSS信号，并分别对该原始基带数据和本地NPSS信号降采样，以获取降采样基带数据和本地降采样NPSS信号；

步骤S2：将一滑动窗口在降采样基带数据中逐位移动，且在移动过程中，逐位计算本地降采样NPSS信号与滑动窗口内的降采样基带数据的互相关值；

步骤S3：比较各互相关值以获取最大互相关值，并根据该最大互相关值获取降采样基带数据中NPSS信号的粗定时位置；