[發明專利]一種適用于大頻偏的PSS定時同步方法

有效

• 申請號: 202011497274.8
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112637946B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王丹;梅志強;陳發堂;王華華;楊黎明;張志豪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于移動通信技術領域，涉及5G系統下行同步過程；具體為一種適用于大頻偏的PSS定時同步方法；所述同步方法包括將接收信號與不同分組的本地PSS序列共軛相乘；對共軛相乘結果進行快速傅里葉變換，并計算變換后的峰值；遍歷所有峰值找到同步點，得出小區組內號，完成主同步信號同步；本發明能夠利用對信號做傅里葉變換時實質上對序列是增加負的指數階這一特性來抵消信號在信道傳輸中增加的指數階，實現在頻偏較大的情況下同步。與現有的技術相比，本發明提出的同步方法能夠明顯提升在大頻偏下的已有同步算法的性能。

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，涉及5G系統下行同步過程；具體為一種適用于大頻偏的PSS定時同步方法。

背景技術

在無線通信中，符號和頻率定時都會受到多徑效應和多普勒偏移的影響。用戶設備(User Equipment，UE)與基站之間建立下行通信的第一步是小區搜索。UE通過檢測主同步信號(Primary Synchronization Signal，PSS)和輔同步信號(SecondarySynchronization Signal，SSS)，得到物理小區標識(Physical Cell Identifier，PCI)和時頻同步。正交頻分多址系統(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)，如長期演進系統(Long Term Evolution，LTE)或5G系統，對頻率和定時誤差很敏感。因此，建立精確的同步以避免性能損失非常重要。

5G系統的同步信號與LTE的同步信號之間存在一些差異。首先，將Zadoff-Chu序列應用于LTE系統中的同步信號，相比之下，5G系統采用m序列，其對時間和頻率偏移更為魯棒。

在5G系統中，主同步信號，輔同步信號和物理廣播信道(Physical BroadcastChannel,PBCH)共同組合成一個SSB(SS/PBCH,SSB)塊。5G系統采用的PSS序列由三組127個符號序列中的一個組成，并分配在每個SSB塊的第一個符號和127個子載波上。為了提高小區組網能力，3GPP組織決定將物理小區ID的數目由LTE中的504個增加到1008個，再劃分為336小區組，每個小區組包括3個組內小區；每個物理小區ID由組內號和唯一表示。

一個SSB塊在頻域上占用20個物理資源塊(Physical Resource Block,PRB)，一個PRB占用12個子載波。在時域上一個SSB塊占用4個正交頻分復用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)符號。如圖1所示，PSS和SSS位于第1個和第3個符號的56～182號子載波上。映射關系如圖2所示。在PSS和SSS的兩側分別有8個和9個子載波作為保護間隔。

然而，傳統的PSS同步算法是將接收到的數據與本地的PSS進行相關，它的同步效果較好但是抗頻偏能力很差；自相關算法雖然能夠具有一些抗頻偏性能，但是抗噪聲性能非常差且不能計算出小區組內ID；分段相關算法本質上是利用分段來削弱頻偏的累計影響力，但分段數的增加卻會導致噪聲項的疊加，在提升抗頻偏能力的同時降低了算法的抗噪聲性能。現有提出的大部分算法都尚未考慮大頻偏下的算法同步性能，所以這方面算法性能有待提升。

發明內容

基于現有技術，本發明考慮到快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,FFT)對傳統互相關算法的影響，對PSS定時同步算法進行改進，提出一種適用于大頻偏的改進同步算法，即于一種適用于大頻偏的PSS定時同步方法，所述同步方法包括將接收信號與不同分組的本地PSS序列共軛相乘；對共軛相乘結果進行快速傅里葉變換，并計算變換后的峰值；遍歷所有峰值找到同步點，得出小區組內號，完成主同步信號同步。

進一步的，所述將接收信號與不同分組的本地PSS序列共軛相乘表示為：