[發(fā)明專利]一種窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行同步方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711443171.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108123774B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐永鍵;陸許明;朱應(yīng)釗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)花都產(chǎn)業(yè)科技研究院;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06;H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 廣州駿思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 潘雯瑛

本發(fā)明涉及一種窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行同步方法及其系統(tǒng)，包括：獲取降采樣基帶數(shù)據(jù)和本地降采樣NPSS信號(hào)。將一滑動(dòng)窗口在降采樣基帶數(shù)據(jù)中逐位移動(dòng)，且在移動(dòng)過(guò)程中，逐位計(jì)算本地降采樣NPSS信號(hào)與滑動(dòng)窗口內(nèi)的降采樣基帶數(shù)據(jù)的互相關(guān)值。獲取最大互相關(guān)值，并根據(jù)該最大互相關(guān)值獲取降采樣基帶數(shù)據(jù)中NPSS信號(hào)的粗定時(shí)位置。以NPSS信號(hào)的粗定時(shí)位置為基準(zhǔn)的設(shè)定位置范圍內(nèi)，在各位置上將原始基帶數(shù)據(jù)的自相關(guān)值、原始基帶數(shù)據(jù)與本地NPSS信號(hào)的互相關(guān)值相加，以獲取各位置上的相關(guān)值。獲取最大相關(guān)值，并根據(jù)該最大相關(guān)值獲取降采樣基帶數(shù)據(jù)中NPSS信號(hào)的精定時(shí)位置。本發(fā)明復(fù)雜度低，運(yùn)算量小，可快速有效且準(zhǔn)確地使終端設(shè)備與小區(qū)完成時(shí)間和頻率上的同步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，特別是涉及一種窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行同步方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

如今僅僅人與人之間通信需求已經(jīng)不能很好滿足現(xiàn)代智能化發(fā)展的需要，移動(dòng)通信正向人與物以及物與物的連接邁進(jìn)，為此，數(shù)以億計(jì)的終端設(shè)備需要連入物聯(lián)網(wǎng)。但是，如果使用WiFi、ZigBee、藍(lán)牙等將終端設(shè)備連入物聯(lián)網(wǎng)，只能實(shí)現(xiàn)局部應(yīng)用，而且耗電量大；如果采用2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)等將終端設(shè)備連入物聯(lián)網(wǎng)，功耗和成本都比較高。在這個(gè)大背景下，低功耗、低成本、大容量、廣覆蓋的基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet ofThings，以下簡(jiǎn)稱“NB-IoT”)應(yīng)運(yùn)而生。

終端設(shè)備接入到NB-IOT時(shí)，首先是通過(guò)小區(qū)搜索獲得頻率和符號(hào)的同步，然后獲取系統(tǒng)信息(SystemInformationBlock，簡(jiǎn)稱“SIB”)，最后啟動(dòng)隨機(jī)接入流程建立無(wú)線資源控制層(Radio Resource Control，簡(jiǎn)稱“RRC”)連接。小區(qū)搜索過(guò)程是終端設(shè)備通過(guò)對(duì)同步信號(hào)的檢測(cè)，完成與小區(qū)在時(shí)間和頻率上的同步以及獲取小區(qū)ID的過(guò)程，而在小區(qū)搜索的過(guò)程中，首先進(jìn)行的是主同步信號(hào)(Narrow-band Primary Synchronization Signal，以下簡(jiǎn)稱“NPSS”)的同步，NPSS可用于完成時(shí)間和頻率同步，主同步的性能直接影響到后續(xù)的通信過(guò)程，因此，NPSS的同步顯得尤其重要。

目前，同步算法主要分為數(shù)據(jù)輔助同步算法和非數(shù)據(jù)輔助同步算法。非數(shù)據(jù)輔助同步算法不需要依靠訓(xùn)練序列，通常指基于循環(huán)前綴的同步算法，如最大似然估計(jì)算法，這類算法的優(yōu)點(diǎn)是不需要設(shè)置序列，可提高頻帶利用率；缺點(diǎn)是精度不高。而數(shù)據(jù)輔助型算法主要指基于訓(xùn)練序列的同步算法，是目前使用比較多的一類算法，它的精度比較高，如經(jīng)典的二階自相關(guān)算法有S&C算法、Minn算法，它們都要求訓(xùn)練序列為重復(fù)序列，Yong算法要求訓(xùn)練序列為中心對(duì)稱序列。然而對(duì)于NB-IOT下行同步來(lái)說(shuō)，由于訓(xùn)練序列NPSS由一條序列長(zhǎng)度為11點(diǎn)的ZC序列作為基序列，經(jīng)過(guò)子載波映射、IFFT、加循環(huán)前綴(Cyclic Prefix，以下簡(jiǎn)稱“CP”)操作，再用時(shí)域擴(kuò)展碼c(l)＝{1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1}進(jìn)行時(shí)域擴(kuò)展形成的復(fù)雜序列，現(xiàn)有的同步方法運(yùn)算復(fù)雜而且運(yùn)算量大，無(wú)法快速準(zhǔn)確地完成終端設(shè)備與小區(qū)之間時(shí)間和頻率上的同步。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行同步方法，其具有復(fù)雜度低，運(yùn)算量小，可快速有效且準(zhǔn)確地使終端設(shè)備與小區(qū)完成時(shí)間和頻率上的同步的優(yōu)點(diǎn)。

一種窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行同步方法，包括如下步驟：

步驟S1：獲取原始基帶數(shù)據(jù)和本地NPSS信號(hào)，并分別對(duì)該原始基帶數(shù)據(jù)和本地NPSS信號(hào)降采樣，以獲取降采樣基帶數(shù)據(jù)和本地降采樣NPSS信號(hào)；

步驟S2：將一滑動(dòng)窗口在降采樣基帶數(shù)據(jù)中逐位移動(dòng)，且在移動(dòng)過(guò)程中，逐位計(jì)算本地降采樣NPSS信號(hào)與滑動(dòng)窗口內(nèi)的降采樣基帶數(shù)據(jù)的互相關(guān)值；

步驟S3：比較各互相關(guān)值以獲取最大互相關(guān)值，并根據(jù)該最大互相關(guān)值獲取降采樣基帶數(shù)據(jù)中NPSS信號(hào)的粗定時(shí)位置；