[发明专利]一种窄带物联网NB-IoT的主同步信号精细搜索方法

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种窄带物联网NB‑IoT的主同步信号精细搜索方法，包括：S1：调整频点并采用低通滤波器以预设采样率接收数据；S2：对采样点进行相关性计算，通过下采样方式对S1得到的采样点进行相关性计算，得到相关性计算结果；S3：确定精确的NPSS起始位置以及残留小数倍频偏信息，S2具体包括：S201：在每个采样点和本地序列进行互相关计算，得到搜索范围内每个采样点的互相关结果；S202：在每个采样点进行自相关计算，得到搜索范围内每个采样点的自相关结果。本发明提供的一种窄带物联网NB‑IoT的主同步信号精细搜索方法，可以在不降低运算精度的情况下，降低精细搜索时的复杂度和存储空间要求，提高精细搜索的速度，加快入网时间。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种窄带物联网NB-IoT的主同步信号精细搜索方法。

背景技术

无线通信系统中，接收机和发射机需要首先进行时间和频率上同步，才可以正确接收信号。对于窄带物联网NB-IoT系统，基站通过发送主同步信号NPSS和辅同步信号NSSS用于用户设备UE进行同步。UE开机之后，首先需要小区搜索，并进行时间和频率上的同步。同步完成之后，才能进行后续的信号处理。因此，同步在NB-IoT系统中至关重要。

同步一般采用相关算法。相关描述两个信号的相似程度，分为自相关和互相关。自相关算法将接收信号不同延时的数据进行差分相关，用于匹配发送信号的周期性特征。互相关算法将接收信号和本地协议规定的发送信号相关。一般情况下，在频偏和时偏较大的情况下，使用自相关算法大致得到粗略的定时频率信息；然后再用互相关算法得到精确的定时信息。

NB-IoT小区的主同步信号每10毫秒出现一次，持续1毫秒，即一个子帧。NPSS子帧的14个符号中，为了不影响同频的LTE小区，前3个符号预留，不发送数据；后面11个符号发送数据。NPSS子帧不同符号的频域发送数据都是相同的，只是在时域发送之前，不同的符号会乘以不同的正负号，称之为掩码。

一般情况下，NB-IoT系统的NPSS信号搜索会分为两步，第一步是粗略搜索，在定时信息和频率信息完全不知道的情况下，确定NPSS信号的粗略起始位置，并补偿整数倍频偏和大部分小数倍频偏；第二步是精细搜索，在粗略位置附近进行搜索，确定更加精确的定时和残留频偏信息。第一步搜索范围大，精度不会很高。

精细搜索需要在小颗粒度上计算相关值，计算量较大。NB-IoT系统对于功耗和成本的要求比较高，需要在精细搜索时尽可能降低复杂度和存储空间。

发明内容

本发明提供了一种窄带物联网NB-IoT的主同步信号精细搜索方法，可以降低精细搜索时的复杂度和存储空间要求，提高精细搜索的速度，加快入网时间。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种窄带物联网NB-IoT的主同步信号精细搜索方法，包括以下步骤：S1：根据粗略搜索得到的粗略NPSS起始点位置，调整频点并采用低通滤波器以预设采样率接收数据；S2：对采样点进行相关性计算，通过下采样方式对S1得到的采样点进行相关性计算，得到相关性计算结果；S3：根据相关性计算结果，确定精确的NPSS起始位置以及残留小数倍频偏信息；所述S2包括：

S201：在每个采样点和本地序列进行互相关计算，得到搜索范围内每个采样点的互相关结果；

S202：在每个采样点进行自相关计算，得到搜索范围内每个采样点的自相关结果。

本发明技术方案中，通过下采样的方式来进行相关性的计算，除此以外，本申请中通过S2，在下采样的过程中不会降低运算精度，相当于在性能不下降的情况下，降低接收机本地序列存储大小，同时也降低了运算复杂度，进而可以提高精细搜索的速度，加快入网时间。

进一步，所述S1中，通过低通滤波器将待处理信号滤波到预设NB-IoT频点附近200kHz以内，预设采样率为1.92MHz。