CN108366033B - 通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通信信号的检测方法、系统、计算机可读存储介质及设备，检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则获取通信信号的频偏；根据通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算通信信号的时偏。本发明对接收信号相应symbol group的相邻符号进行差分共轭相乘，无需本地再生成前导序列，即可判断检测接收到的前导序列，再检测接收信号中的前导序列，通过相应计算得到时偏以及频偏的值，完成同步，不会对检测造成干扰。

Description

通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备
技术领域
本发明属于物联网技术领域，涉及一种检测方法和系统，特别是涉及一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备。
背景技术
基于NB-IoT(窄带蜂窝物联网)标准的物联网技术是远距离无线通讯技术中的新技术，针对终端传输数量多，单个终端传输数据量小，终端位置固定等应用场景，具备六大技术优势，即覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优。NB-IoT技术支持终端待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命设计目标高达10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
窄带随机接入信道顾名思义就是传输随机接入请求的。随机接入过程是UE从空闲态获取专用信道资源转变为连接态的重要方法手段。有别于LTE中随机接入前导(Preamble)使用了ZC序列，NB-IoT中的随机接入前导(Preamble)使用的是单频传输(使用3.75KHZ的子载波间隔)，同时采取单子载波跳频符号组的方式发送不同循环前缀(CP)的前导码(Preamble)。
随机接入前导码包含两种格式，两种格式的循环前缀不一样。参见如下所示前导码参数配置表。
表1：前导码参数配置表
Figure BDA0001574226140000011
随机接入前导码(Preamble)包含四个没有间隙的符号组(Symbol Group)，重复
Figure BDA0001574226140000012
次。每个符号组由一个长为TCP的循环前缀(CP)和5个长度相等的符号组成，这5个符号的总长度为TSEQ，且这5个符号上发送的信号是完全相同的，请参阅图1，显示为随机接入符号组示意图。如图1所示，每个符号组之间会有跳频(Frequency Hopping)。选择不同的随机接入前导即是选择不同跳频起始的子载波。
分配给preamble的频域资源不能超过频域最大子载波数48，NPRACH跳频的粒度为一个符号组，即组成一个preamble的4个符号组在不同的子载波上传输，并且跳频会被限制在一个连续的12
Figure BDA0001574226140000013
个子载波的集合内。具体的跳频位置计算如下：
每个symbol所在的子载波：
Figure BDA0001574226140000021
第i个符号组的频域位置：
Figure BDA0001574226140000022
Figure BDA0001574226140000023
f(-1)＝0
其中
Figure BDA0001574226140000024
ninit为由MAC层选择的子载波，取值范围
Figure BDA0001574226140000025
c(n)是由
Figure BDA0001574226140000026
初始化的随机序列。
由于跳频被限制在一个连续的12个子载波的集合内，因此有12种可能性。如果没有指示用于第一个preamble符号组的子载波，则UE会自己选一个。接下来的3个符号组使用的子载波的位置取决于第一个符号组的子载波位置。对于下一次重复的第一个符号组的子载波选择，会使用
Figure BDA0001574226140000027
和重复的编号(即t)作为输入来进行伪随机跳频，且该重复接下来的符号组的子载波选择再次取决于该重复的第一个符号组的结果。
这种跳频算法设计使得只要给UE分配不同的起始子载波，就会带来不重叠的跳频样式。因此，分配给NPRACH资源的子载波数，就等于可用的preamble数。每个子载波位置就对应一个preamble，因此在NB-IoT中，不存在类似于LTE中的preamble index概念。
请参阅图2，显示为Preamble在频域上的传输示意图。如图2所示，Preamble在频域上的传输是一次preamble尝试重复4次的跳频举例。这里，每一个矩形表示一个preamble符号组，因此一个preamble重复包含了4个矩形。
基带导频信号的生成和每个符号组跳频的偏置相关，是个复信号，具体计算公式如下：RA的基带信号由
Figure BDA0001574226140000028
生成。其中0≤t＜TSEQ+TCP，βNPRACH是功率系数，
Figure BDA0001574226140000029
ΔfRA由表2给出。
表2：ΔfRA表
Preamble format Δf<sub>RA</sub>
0,1 3.75kHz
现有的一种检测算法中，接收端根据接收的前导序列与本地产生的前导序列进行相关检测，根据PDP来判断接收到的前导序列。这种方法需要本地产生前导序列。现有另一种检测算法中使用二维FFT，从中取出峰值来检测前导序列，但是信号中有大量非前导序列位置的信号，做二维FFT会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰。
因此，如何提供一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备，以解决现有技术需要本地产生前导序列，或需要对信号中有大量非前导序列位置的信号进行二维FFT，则会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备，用于解决现有技术需要本地产生前导序列，或需要对信号中有大量非前导序列位置的信号进行二维FFT，则会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种通信信号的检测方法，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
于本发明的一实施例中，在遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式的步骤前，所述通信信号的检测方法还包括：接收所述通信信号，对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。
于本发明的一实施例中，所述根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码只不过各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏的步骤包括：遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号；对各相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积；累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续执行下一步骤；若否，返回遍历的每一个跳频模式的步骤；计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值；根据所述差分共轭乘积的滤波值，估算通信信号的频偏。
于本发明的一实施例中，差分共轭乘积的滤波值＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。
于本发明的一实施例中，所述根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏的步骤包括：根据所述通信信号的频谱，将各符号组的符号插值到随机接入前导码的中间符号位置；提取子载波相隔为1的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第一差分共轭乘积，对所述第一差分共轭乘积进行滤波，以获取第一差分共轭乘积的滤波值，根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，估算整数时偏；同时提取子载波相隔为6的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第二差分共轭乘积，对所述第二差分共轭乘积进行滤波，以获取第差分共轭乘积的滤波值，根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，估算小数时偏；将所述整数时偏于所述小数时偏相结合，以获取所述通信信号的时偏；
于本发明的一实施例中，估算整数时偏的步骤包括根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第一差分共轭乘积的滤波值对应的第一幅角；根据所述第一幅角，计算所述整数时偏；估算小数时偏的步骤包括根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第二差分共轭乘积的滤波值对应的第二幅角；根据所述第二幅角，计算所述小数时偏。
本发明另一方面提供一种通信信号的检测系统，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；通信信号的检测系统包括：遍历模块，用于遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；频偏估算模块，用于根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；时偏估算模块，用于根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
于本发明的一实施例中，所述通信信号的检测系统还包括：通信模块，用于接收所述通信信号；预处理模块，用于对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。
本发明又一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述通信信号的检测方法。
本发明最后一方面提供一种设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行所述通信信号的检测方法。
如上所述，本发明的通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备，具有以下有益效果：
本发明所述通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备对接收信号相应symbol group的相邻符号进行差分共轭相乘，无需本地再生成前导序列，即可判断检测接收到的前导序列，再检测接收信号中的前导序列后，通过相应计算得到时偏以及频偏的值，完成同步，不会对检测造成干扰。
附图说明
图1显示为现有技术的随机接入符号组示意图。
图2显示为现有技术的Preamble在频域上的传输示意图。
图3A显示为本发明的通信信号的检测方法于一实施例中的流程示意图。
图3B显示为本发明的通信信号的检测方法中S33的流程示意图。
图3C显示为本发明的通信信号的检测方法中S34的流程示意图。
图4显示为本发明的通信信号的检测系统于一实施例中的原理结构示意图。
元件标号说明
4 通信信号的检测系统
41 通信模块
42 预处理模块
43 遍历模块
44 频偏估算模块
45 时偏估算模块
S31～S34 步骤
S331～S336 步骤
S341～S343 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的技术原理如下：
由于RA的基带信号生成时有1/2载波偏移，接收端首先对接收到的信号进行载波补偿，并去除CP。而后根据接收到的信号，遍历48种preamble(随机接入前导码)的symbolgroup(符号组)的跳频模式。
对遍历到的每一个跳频模式，取出接收到的信号中该跳频模式对应时频位置的符号，对各相邻两个符号进行差分共轭相乘(两个相邻符号，前一符号乘以后一符号的共轭)，得到之间的相关性。由于preamble中各symbol group的5个符号相同，因此preamble上的symbol group中的相邻符号经过差分共轭相乘后得出的数值是远大于非preamble上相同位置计算得的数值的。对这些值进行累加并与噪声门限做比较，可以确定接收到的信号中是否存在preamble，并同时可确定所使用的跳频模式。其中噪声门限的取值：发送端不发送preamble的情况下对应的累加值再加上3dB，此值由其他模块计算得到。
若接收信号中存在preamble，则对symbol group中各相邻符号进行差分共轭相乘(乘以与其相邻的符号的共轭)，对得到的值进行滤波，并求辐角，该辐角值即为频偏。为提升频偏估计的准确性，将preamble中所有组相邻符号进行上述计算，求取所有得到的频偏值的平均值，并作为最终的频偏Δf。
同时根据频偏Δf，将preamble中各不同子载波下的symbol group进行插值计算，插值出preamble的中间symbol位置各子载波下的对应的symbol，根据插值得到的4个symbol，计算出时偏：分别取出相隔一个子载波的两个symbol和相隔六个子载波的两个symbol，计算差分共轭相乘的值(将前一个乘以后一个的共轭)，对该值进行滤波，并求辐角，辐角的值即为时偏Δt。
实施例一
本实施例提供一种通信信号的检测方法，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：
遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；
根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；
根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
以下将结合图示对本实施例所提供的通信信号的检测方法进行详细描述。请参阅图3A，显示为通信信号的检测方法的方法于一实施例中的流程示意图。如3A所示，所述通信信号的检测方法具体包括以下几个步骤：
S31，接收所述通信信号，对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号。
具体地，对接收到的信号进行载波修正，去除1/2载波频偏，若接收到的信号为y0(n)，则修正频偏后的信号y(n)：
Figure BDA0001574226140000071
其中，fs为采样频率。
S32，从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组(symbol group)，去除循环前缀(CP)；并从符号组中提取出5个字符(symbol)，对提取出的符号(symbol，yl(n)，l＝0,1,2,3,4)进行FFT变换。
具体如公式(2)：
Yl(k)＝FFT(yl(n)) 公式(2)
在本实施例中，重复执行步骤S32，直至4组symbol group全部提取完毕。
S33，根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏Δf。请参阅图3B，显示为S33的流程示意图。如图3B所示，所述S33包括以下几个步骤：
S331，遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号。
具体地，选取一组跳频模式，于本实施例中，共48组，选取一个子载波作为起始子载波，根据跳频模式，提取FFT变换后的信号Yl(k)中随机接入前导码对应位置的点。选取一组符号组(symbol group)，共4组。
S332，对各相邻两个符号(symbol)执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积。
具体地，Fk(i)＝Yi(k)×Y* i-1(k),i＝0,1,2,3。
S333，累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；
具体地，
Figure BDA0001574226140000081
S334，判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续S335；若否，返回S331。
S335，计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值。
具体地，平均的差分共轭乘积FAvg，FAvg＝FSum/16。
在本实施例中，差分共轭乘积的滤波值FAvgFilter＝＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。
具体地，FAvgFilter＝F'Avg×α+FAvg×(1-α)。F'Avg为上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积，α为Alpha滤波系数。
S336，根据所述差分共轭乘积的滤波值FAvgFilter，估算通信信号的频偏。
在本实施例中，估算通信信号的频偏的过程如下：
计算差分共轭乘积的滤波值FAvgFilter对应的辐角θAvgFilter＝-arg(FAvgFilter)，
Figure BDA0001574226140000082
Figure BDA0001574226140000083
ΔSymbol为一个PRACH的符号长度。
S34，根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。请参阅图3C，显示为S34的流程示意图。如图3C所示，所述S34包括以下步骤：
S341，根据所述通信信号的频谱，将各符号组的符号插值到随机接入前导码的中间符号位置。
具体地，根据频偏Δf，将各symbol group的符号插值到同一时刻的位置上，即preamble的中间symbol位置。以Preamble format0为例，CP长度为符号长度的1/4，一个preamble中有4组symbol group，则共有4个CP和20个符号，总长度为21个符号长度。因此应将各符号组的符号插值到第10个符号位置。
Y10(k)＝Yl(k)×e-j2πΔf*freq(i),i＝0,1,2,3 公式(3)
其中，freq(0)＝9,75,freq(1)＝4.75,freq(2)＝-0.75,freq(3)＝-6。
S342，将子载波间隔为1的两个符号作为一组，子载波间隔为6的两个符号作为另一组，提取子载波相隔为1的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第一差分共轭乘积，对所述第一差分共轭乘积进行滤波，以获取第一差分共轭乘积的滤波值，根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，估算整数时偏；同时执行S342’，提取子载波相隔为6的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第二差分共轭乘积，对所述第二差分共轭乘积进行滤波，以获取第二差分共轭乘积的滤波值，根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，估算小数时偏。
具体地，第一差分共轭乘积F1＝Y10(k0)×Y* 10(k1)，第二差分共轭乘积F6＝Y10(k2)×Y* 10(k3)；其中，k0和k1是子载波间隔为1的两个子载波，k2和k3是子载波间隔为6的两个子载波。
第一差分共轭乘积的滤波值F1Filter，第二差分共轭乘积的滤波值F2Filter，其中，
F1Filter＝F'1×α+F1×(1-α)，F2Filter＝F'2×α+F2×(1-α)。
其中，估算整数时偏的步骤包括根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第一差分共轭乘积的滤波值对应的第一幅角θ1Filter＝-arg(F1Filter)；根据所述第一幅角，计算所述整数时偏
Figure BDA0001574226140000091
估算小数时偏的步骤包括根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第二差分共轭乘积的滤波值对应的第二幅角θ6Filter＝-arg(F6Filter)；根据所述第二幅角，计算所述小数时偏
Figure BDA0001574226140000092
在本实施例中，由于该间隔仅，因此其能估计的时偏范围更大，因此使用该值确定整数时偏；对子载波间隔为6的子载波估计得到的时偏值Δt6更准确，因此确定时偏的小数部分。
S343，将所述整数时偏与所述小数时偏相结合，以获取所述通信信号的时偏。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述通信信号的检测方法。本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例二
本实施例提供一种通信信号的检测系统，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；通信信号的检测系统包括：
遍历模块，用于遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；
频偏估算模块，用于根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；
时偏估算模块，用于根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
以下将结合图示对本实施例所提供的通信信号的检测系统进行详细描述。需要说明的是，应理解以下检测系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
请参阅图4，显示为通信信号的检测系统于一实施例中的原理结构示意图。如图4所示，所述通信信号的检测系统4包括：通信模块41、预处理模块42、遍历模块43、频偏估算模块44及时偏估算模块45。
所述通信模块41用于接收所述通信信号。
与所述通信模块41耦合的预处理模块42用于对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。
与所述通信模块41和预处理模块42耦合的遍历模块43用于遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式。
与所述遍历模块43耦合的频偏估算模块44用于根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏。
具体地，所述频偏估算模块44用于遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号；对各相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积；累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续执行下一步骤；若否，调用遍历模块遍历的每一个跳频模式；计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值；根据所述差分共轭乘积的滤波值，估算通信信号的频偏。
其中，差分共轭乘积的滤波值＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。
与所述遍历模块43和频偏估算模块44耦合的时偏估算模块45用于根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
具体地，所述时偏估算模块45用于根据所述通信信号的频谱，将各符号组的符号插值到随机接入前导码的中间符号位置；提取子载波相隔为1的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第一差分共轭乘积，对所述第一差分共轭乘积进行滤波，以获取第一差分共轭乘积的滤波值，根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，估算整数时偏；同时提取子载波相隔为6的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第二差分共轭乘积，对所述第二差分共轭乘积进行滤波，以获取第差分共轭乘积的滤波值，根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，估算小数时偏；将所述整数时偏于所述小数时偏相结合，以获取所述通信信号的时偏；其中，所述时偏估算模块还用于根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第一差分共轭乘积的滤波值对应的第一幅角；根据所述第一幅角，计算所述整数时偏；同时还用于根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第二差分共轭乘积的滤波值对应的第二幅角；根据所述第二幅角，计算所述小数时偏。
实施例三
本申请实施例提供的一种设备，包括：处理器、存储器、收发器、通信接口和系统总线；存储器和通信接口通过系统总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于和其他设备进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使设备执行如上通信信号的检测的各个步骤。
上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(PeripheralPomponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
综上所述，本发明所述通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备对接收信号相应symbol group的相邻符号进行差分共轭相乘，无需本地再生成前导序列，即可判断检测接收到的前导序列，再检测接收信号中的前导序列后，通过相应计算得到时偏以及频偏的值，完成同步，不会对检测造成干扰。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种通信信号的检测方法，其特征在于，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：
遍历所有跳频模式，针对每一个跳频模式对接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组进行检测；
根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；
根据所述通信信号的频偏，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
2.根据权利要求1所述的通信信号的检测方法，其特征在于，在遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式的步骤前，所述通信信号的检测方法还包括：
接收所述通信信号，对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；
从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。
3.根据权利要求2所述的通信信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码只不过各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏的步骤包括：
遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号；
对各相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积；
累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；
判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续执行下一步骤；若否，返回遍历的每一个跳频模式的步骤；
计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值；
根据所述差分共轭乘积的滤波值，估算通信信号的频偏。
4.根据权利要求3所述的通信信号的检测方法，其特征在于，
差分共轭乘积的滤波值＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。
5.根据权利要求3所述的通信信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏的步骤包括：
根据所述通信信号的频偏，将各符号组的符号插值到随机接入前导码的中间符号位置；
提取子载波相隔为1的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第一差分共轭乘积，对所述第一差分共轭乘积进行滤波，以获取第一差分共轭乘积的滤波值，根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，估算整数时偏；同时提取子载波相隔为6的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第二差分共轭乘积，对所述第二差分共轭乘积进行滤波，以获取第差分共轭乘积的滤波值，根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，估算小数时偏；
将所述整数时偏于所述小数时偏相结合，以获取所述通信信号的时偏；
6.根据权利要求5所述的通信信号的检测方法，其特征在于，
估算整数时偏的步骤包括根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第一差分共轭乘积的滤波值对应的第一幅角；根据所述第一幅角，计算所述整数时偏；
估算小数时偏的步骤包括根据所述第二差分共轭乘积的滤波值，计算与所述第二差分共轭乘积的滤波值对应的第二幅角；根据所述第二幅角，计算所述小数时偏。
7.一种通信信号的检测系统，其特征在于，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；通信信号的检测系统包括：
遍历模块，用于遍历所有跳频模式，针对每一个跳频模式对接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组进行检测；
频偏估算模块，用于根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；
时偏估算模块，用于根据所述通信信号的，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。
8.根据权利要求7所述的通信信号的检测系统，其特征在于，所述通信信号的检测系统还包括：
通信模块，用于接收所述通信信号；
预处理模块，用于对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述通信信号的检测方法。
10.一种通信信号的检测设备，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述通信信号的检测执行如权利要求1至6中任一项所述通信信号的检测方法。
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