[发明专利]窄带无线通信终端中的同步装置

说明书

本发明公开了一种应用于窄带无线通信系统终端的同步检测装置，包括降采样模块，滑动自相关模块和差分互相关模块。降采样模块按照OFDM符号时长以及固定的降采样图案对接收到的1.92MHz时域信号降采样为240kHz信号。滑动自相关模块将10ms无线帧处理窗长内的采样点数据逐位移动作为起始位置t，并以长度为11个OFDM符号时长作为滑动窗口，将滑动窗口内的11组采样点间隔两组之间进行相关累加。差分互相关模块对获得的初步同步序列差分成近似相等的两部分，并与本地生成的主同步序列进行互相关累加。该同步检测装置可以在窄带无线通信系统低信噪比、大频偏的应用场景下仍能较佳地检测到主同步信号，实现复杂度较低，成本低。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，涉及一种在未来的物联网网络中应用于窄带蜂窝通信终端的同步装置。

背景技术

在最近的通信市场上IoT(物联网)成为行业亮点，诸多运营商和设备上展示了其最新创新成果和应用案例。其中，窄带无线通信技术(NB-Iot)是运营商进军物联网市场的关键。窄带无线通信系统自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。3GPP标准的首个版本预计在2016年6月发布，预计窄带无线通信会在LPWA市场的多个技术竞争中脱颖而出，成为领先运营商的最佳选择。

首个版本的窄带无线通信支持3种运营模式(standalone，in-band，guard-band)，包括：

■Standalone：利用现有GERAN系统的频谱，取代一个或多个GSM载波

■Guard-band：利用LTE载波保护间隔内未利用的资源块

■In-band：利用普通LTE载波内资源块。

在窄带无线通信的网络部署中，基站可使用的带宽资源是宽泛的，但对于一个特定的窄带无线通信终端设备来说，其上、下行带宽最大都只占有180kHz(即一个PRB)，当与传统的LTE共用带宽部署时，窄带无线通信系统的下行同步导频只能在特定的PRB上发送，这些特定的PRB与100kHz栅格点相差为固定的2.5kHz或者7.5kHz，称为锚定PRB。

窄带无线通信系统的下行同步导频包括主、辅同步导频两种，主同步信号用于获取网络的时间、频域同步，辅同步信号用于确定小区ID，本发明所涉及的技术方案是窄带无线通信系统的主同步序列的检测。3gpp首个版本的窄带无线通信系统中主同步导频(NPSS)的特性包括：

■NPSS传输周期是一个无线帧长(10ms)

■NPSS使用每个无线帧中子帧5的后11OFDM符号，并且占用各个符号上的11个子载波传输，从子载波0到子载波10

■NPSS在每个OFDM符号采用相同的ZC序列作为基序列，ZC根序列为u＝5，在频域生成，ZC序列有良好的时域和频域相关性

■NPSS在不同的OFDM符号之间采用随机图样的二进制加扰序列。

由于窄带无线通信的终端设备必须具备低成本的特点，晶振精度较低，因此带来较大的初始频偏，此外如上所述，在和传统LTE同网络部署模式下，窄带无线通信系统下行同步导频所在的锚定PRB和100kHz的扫频栅格间存在着2.5/7.5kHz的频偏，两种因素的叠加导致在窄带无线通信终端设备在初始同步时最多可能达到25kHz以上的初始频偏。

并且，窄带无线通信终端设备往往部署在极低的低信噪比网络环境中，如何在强噪声背景中检测到同步信号也是需要克服的技术难题。