[发明专利]一种窄带物联网系统下行同步方法

说明书

本发明公开了一种窄带物联网系统下行同步方法，所述的方法包括以下步骤：S1：获取NPSS信号，对所述的NPSS信号进行等增益合并，并求取平均，以此来利用重复的NPSS子帧；S2：在符号间进行滑窗自相关运算；S3：将步骤S2得到的所有相关值进行相干合并，获得粗定时和小数窄带频率偏移CFO；S4：进一步修正定时的结果，对补偿后的信号计算互相关，得到整数CFO。本发明通过基于自相关的NPSS检测算法，然后进行相干合并，获得时间和频率信息，最后进一步修正定时结果，得到整数CFO，从而完成时间和频域上的同步；本发明通过平均预处理和降采样的方法能有效降低接收机相关同步检测的计算复杂度。

技术领域

本发明涉及物联网通信技术领域，更具体的，涉及一种窄带物联网系统下行同步方法。

背景技术

随着第五代(5G)移动通信的飞速发展，大规模机器类通信(Massive MachineType Communication,mMTC)成为典型的应用场景。为了满足mMTC的要求，设计了许多在许可频段上工作的技术，例如扩展覆盖全球移动通信系统(Extended Coverage-GlobalSystem for Mobile Communication,EC-GSM)，增强型机器类型通信(Enhanced Machine-Type Communication,eMTC)和NB-IoT。在非许可频段，还开发了许多低功耗广域(LowPower Wide Angle,LPWA)技术，例如LoRa和SigFox。在上述技术中，窄带物联网(NarrowBand Internet of Things,NB-IoT)系统由于其大规模连接的能力和超低价的芯片成本而最有前途[1]J.Xu,J.Yao,L.Wang,Z.Ming,K.Wu,and L.Chen,“Narrowband Internet ofThings:Evolutions,technologies,and open issues,”IEEE Internet Things J.,vol.5,no.3,pp.1449–1462,Jun.2018，[2]J.Chen,K.Hu,Q.Wang,Y.Sun,Z.Shi,and S.He,“Narrowband Internet of Things:Implementations and applications,”IEEEInternet Things J.,vol.4,no.6,pp.2309–2314,Dec.2017，并且在实践中已经发现了许多应用[3]Y.Lin,H.Tseng,Y.Lin,and L.Chen,“NB-IoT talk:A service platform forfast development of NB-IoT applications,”IEEE Internet Things J.,vol.6,no.1,pp.928–939,Feb.2019。

与LTE不同，NB-IoT系统的下行链路指定了三个物理信道，即窄带物理广播信道(Narrowband Physical Broadcast Channel,NPBCH)、窄带物理下行链路控制信道(NPDCCH)和窄带物理下行链路共享信道(Narrowband Physical Downlink ControlChannel,NPDSCH)。另外，新设计了两个信号，包括窄带主同步信号(Narrowband PrimarySynchronization Signal,NPSS)和窄带辅助同步信号(Narrowband SecondarySynchronization Signal,NSSS)，以实现终端与其相关基站(Base Station,BS)之间的时间、窄带频率偏移(Carrier Frequency Offset,CFO)同步及完成小区ID的搜索过程。图1为NB-IoT系统的下行链路的帧结构模型。