[发明专利]一种NB-IoT的频域时频同步方法

说明书

本发明公开了一种NBIOT的频域时频同步方法，包括：进行一次采样，并和本地的时域PSS做匹配滤波后寻找前3大峰值及其对应的3个位置；分别以3个位置为起始位置，从一次采样的数据中取三组数据，二次降采样并作16点FFT得到频域信号；按照5种不同的子载波偏移方式从频域信号中取5种频域数据；将5种频域数据和本地频域PSS信号互相关，得到互相关结果数据；将互相关结果数据做延时滑动自相关并加权累加，得到待判决结果；在待判决结果中找到最大值并和门限比较，超过门限则得到NB‑IoT同步信息；取过门限的峰值位置数据，计算频偏，完成小区时频同步。本发明能够在频域对低信噪比大频偏的场景下的小区进行初始同步，并且一次完成粗同步和精细同步。

技术领域

本发明涉及NB-IoT通信技术领域，特别涉及NB-IoT系统的时频同步方法。

背景技术

窄带物联网(NB-IoT,Narrow Band Internet of Things)是低功耗、低成本、大容量、广覆盖的蜂窝通信系统，并且伴随着大规模物联网需求的产生及不断发展，越来越受到人们的关注。

NB-IoT通信的第一步是初始同步过程，包括获得时间同步和频率同步，现有的同步方法通过终端在本地构造时域主同步信号，利用时域主同步序列的相关性与每个时间点的接收信号进行互相关，互相关性高的信号所在的时间点认为是主同步时间点，受限于实现的复杂度，一般在时间域采用240KHz采样率下的粗时间频率同步，然后是1.92MHz采样率下的精细时间和频率同步。如果需要捕获较大的频率偏移需要在本地准备数个带有频率偏移的主同步信号进行时间互相关，这种方法会消耗大量的互相关运算，运算复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种通过取样不同子载波信号，只采用一次互相关运算就能得到精确的时间同步和频率同步NB-IoT的频域时频同步方法。其采用如下技术方案：

一种NB-IoT的频域时频同步方法，其包括以下步骤：

S10、接收1.92MHz采样信号，进行8倍下一次采样，并和本地的时域PSS做匹配滤波后寻找前3大峰值及其对应的3个位置；

S20、分别以所述3个位置为起始位置，从一次采样的数据中取三组数据，每组数据包括11段数据，每段数据长128点，进行8倍下二次降采样并作16点FFT得到频域信号；

S30、按照5种不同的子载波偏移方式从所述频域信号中取5种频域数据，每种频域数据包括11个频域子载波数据；

S40、将所述5种频域数据和本地频域PSS信号互相关，得到互相关结果数据；

S50、将所述互相关结果数据做延时滑动自相关并加权累加，得到待判决结果；

S60、在所述待判决结果中找到最大值并和门限比较，超过门限则得到NB-IoT同步信息；

S70、取过门限的峰值位置数据，计算小数倍频偏，完成小区时频同步。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S10具体包括：

S11、缓存1.92MHz信号r_a,a＝0,1,...,19200-1，同时对r_a进行8倍下采样得到r_m′,m′＝0,1,...,2400-1；

S12、记本地PSS时域信号为s_a′,a′＝0,1,...,187，r_m′和s_a′做匹配滤波结果记为q_m′,m′＝0,1,...,2400-1；

S13、从q_m′中找出前3大峰值对应的位置记为p_n,n＝0,1,2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S20中二次降采样的数据样点形式如下：