[发明专利]一种适用于大频偏的PSS定时同步方法

说明书

本发明属于移动通信技术领域，涉及5G系统下行同步过程；具体为一种适用于大频偏的PSS定时同步方法；所述同步方法包括将接收信号与不同分组的本地PSS序列共轭相乘；对共轭相乘结果进行快速傅里叶变换，并计算变换后的峰值；遍历所有峰值找到同步点，得出小区组内号，完成主同步信号同步；本发明能够利用对信号做傅里叶变换时实质上对序列是增加负的指数阶这一特性来抵消信号在信道传输中增加的指数阶，实现在频偏较大的情况下同步。与现有的技术相比，本发明提出的同步方法能够明显提升在大频偏下的已有同步算法的性能。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及5G系统下行同步过程；具体为一种适用于大频偏的PSS定时同步方法。

背景技术

在无线通信中，符号和频率定时都会受到多径效应和多普勒偏移的影响。用户设备(User Equipment，UE)与基站之间建立下行通信的第一步是小区搜索。UE通过检测主同步信号(Primary Synchronization Signal，PSS)和辅同步信号(SecondarySynchronization Signal，SSS)，得到物理小区标识(Physical Cell Identifier，PCI)和时频同步。正交频分多址系统(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)，如长期演进系统(Long Term Evolution，LTE)或5G系统，对频率和定时误差很敏感。因此，建立精确的同步以避免性能损失非常重要。

5G系统的同步信号与LTE的同步信号之间存在一些差异。首先，将Zadoff-Chu序列应用于LTE系统中的同步信号，相比之下，5G系统采用m序列，其对时间和频率偏移更为鲁棒。

在5G系统中，主同步信号，辅同步信号和物理广播信道(Physical BroadcastChannel,PBCH)共同组合成一个SSB(SS/PBCH,SSB)块。5G系统采用的PSS序列由三组127个符号序列中的一个组成，并分配在每个SSB块的第一个符号和127个子载波上。为了提高小区组网能力，3GPP组织决定将物理小区ID的数目由LTE中的504个增加到1008个，再划分为336小区组，每个小区组包括3个组内小区；每个物理小区ID由组内号和唯一表示。

一个SSB块在频域上占用20个物理资源块(Physical Resource Block,PRB)，一个PRB占用12个子载波。在时域上一个SSB块占用4个正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)符号。如图1所示，PSS和SSS位于第1个和第3个符号的56～182号子载波上。映射关系如图2所示。在PSS和SSS的两侧分别有8个和9个子载波作为保护间隔。

然而，传统的PSS同步算法是将接收到的数据与本地的PSS进行相关，它的同步效果较好但是抗频偏能力很差；自相关算法虽然能够具有一些抗频偏性能，但是抗噪声性能非常差且不能计算出小区组内ID；分段相关算法本质上是利用分段来削弱频偏的累计影响力，但分段数的增加却会导致噪声项的叠加，在提升抗频偏能力的同时降低了算法的抗噪声性能。现有提出的大部分算法都尚未考虑大频偏下的算法同步性能，所以这方面算法性能有待提升。

发明内容

基于现有技术，本发明考虑到快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)对传统互相关算法的影响，对PSS定时同步算法进行改进，提出一种适用于大频偏的改进同步算法，即于一种适用于大频偏的PSS定时同步方法，所述同步方法包括将接收信号与不同分组的本地PSS序列共轭相乘；对共轭相乘结果进行快速傅里叶变换，并计算变换后的峰值；遍历所有峰值找到同步点，得出小区组内号，完成主同步信号同步。

进一步的，所述将接收信号与不同分组的本地PSS序列共轭相乘表示为：