[發(fā)明專利]一種基于跳頻規(guī)則的NB-IOT定時(shí)提前量估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911298068.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111212014B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚欽紅;梁澤乾;王華華;陳發(fā)堂;王丹;鄭煥平;楊黎明;余永坤
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L27/38
• 分類號: H04L27/38;H04L27/26;H04L5/00;H04W56/00;H04B1/7156
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于跳頻規(guī)則的NB?IOT定時(shí)提前量估計(jì)方法，包括：通過射頻對空口信號進(jìn)行采樣，得到采樣信號；在采樣信號中提取出基帶信號，并進(jìn)行基帶信號處理；確定符號組所在頻點(diǎn)位置，并基于跳頻圖樣判定RACH信號；基于跳頻規(guī)則估計(jì)定時(shí)提前量，對隨機(jī)接入符號組中的符號進(jìn)行兩兩共軛相乘，之后利用隨機(jī)接入符號組跳頻規(guī)則消除殘留載波偏移CFO，再估計(jì)出定時(shí)提前量；獲得定時(shí)提前估計(jì)量及前導(dǎo)索引。本發(fā)明利用隨機(jī)接入符號組的跳頻規(guī)則，在頻域消除了殘留載波偏移，提高了定時(shí)提前量估計(jì)精度，采取共軛相乘的方式完成算法的計(jì)算，復(fù)雜度低，利于硬件實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于跳頻規(guī)則的NB-IOT定時(shí)提前量估計(jì)方法。

背景技術(shù)

窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBand Internet of Things,NB-IoT)作為物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系中的重要的組成部分，具有低成本、低功耗、大連接、廣覆蓋等優(yōu)勢。隨著NB-IOT技術(shù)的發(fā)展與普及，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中變得越來越廣泛。隨機(jī)接入過程作為接入網(wǎng)絡(luò)的必要過程，與LTE-A系統(tǒng)相似，NB-IoT系統(tǒng)也需要通過隨機(jī)接入過程進(jìn)行終端初始網(wǎng)絡(luò)接入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上行同步過程。

當(dāng)傳輸時(shí)延過大，即終端在遠(yuǎn)離基站的方向移動(dòng)的情況，會(huì)導(dǎo)致基站收到信息與終端前一個(gè)時(shí)間發(fā)送的數(shù)據(jù)信息有部分重疊，由此產(chǎn)生干擾，進(jìn)而基站與終端見的通信質(zhì)量會(huì)降低。在NB-IOT系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初便引入了定時(shí)提前量(Time Advance,TA)參數(shù)，以指示終端發(fā)送消息時(shí)，需要提前或推遲的時(shí)間。進(jìn)而使得終端獲得上行定時(shí)同步。

由于NPRACH信號中存在殘留載波偏移CFO，假設(shè)為50Hz，會(huì)降低NPRACH信號估計(jì)的性能。假設(shè)每個(gè)符號組中包含6個(gè)相同符號，則T為1.6ms，然后由50Hz CFO引起的相位誤差將為0.16。如果接收器沒有特殊處理，相位誤差將導(dǎo)致基于3.75kHz的較小跳變的TA估計(jì)值的誤差增加21.3us，后果十分嚴(yán)重。對于基于較大跳頻的TA估計(jì)，即使用22.5kHz的間隔，相位誤差也將導(dǎo)致3.5us的額外定時(shí)誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，降低定時(shí)提前量估計(jì)誤差，引用隨機(jī)接入符號組跳頻規(guī)則，通過算法消除殘留載波偏移，本發(fā)明提供一種基于跳頻規(guī)則的NB-IOT定時(shí)提前量估計(jì)方法。

一種基于跳頻規(guī)則的NB-IOT定時(shí)提前量估計(jì)方法，包括以下步驟：

S1、終端在高層配置下，生成隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，生成基帶信號，發(fā)起隨機(jī)接入；

S2、接收端根據(jù)高層配置參數(shù)，通過射頻在隨機(jī)接入前導(dǎo)碼信號可能出現(xiàn)的時(shí)機(jī)對信號進(jìn)行采樣，從采樣的信號中提取基帶信號，進(jìn)行基帶信號處理；

S3、確定符號組循環(huán)前綴CP在提取的基帶信號中開始的位置，去除CP，對去除CP后的隨機(jī)接入信號RACH信號進(jìn)行采樣，得到隨機(jī)接入符號組；

S4、將本地生成的跳頻圖樣與檢測到的隨機(jī)接入信號跳頻圖樣進(jìn)行比較，判定當(dāng)前信號是否為隨機(jī)接入信號，若當(dāng)前信號為隨機(jī)接入信號則進(jìn)入步驟S5，若當(dāng)前信號不是隨機(jī)接入信號，則不做處理，返回步驟S2繼續(xù)提取隨機(jī)接入信號；

S5、對隨機(jī)接入符號組中的符號進(jìn)行兩兩共軛相乘，利用隨機(jī)接入符號組跳頻規(guī)則消除殘留載波偏移CFO，獲得定時(shí)提前估計(jì)量及前導(dǎo)索引。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明利用隨機(jī)接入符號組的跳頻規(guī)則，在頻域消除了殘留載波偏移，提高了定時(shí)提前量估計(jì)精度。

2.本發(fā)明采取共軛相乘的方式完成算法的計(jì)算，復(fù)雜度低，利于硬件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)定時(shí)提前量估計(jì)誤差在[-1～1us]范圍內(nèi)的概率為100％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。