CN108574546B - 一种主同步信号的符号位置的确定方法及装置 - Google Patents

一种主同步信号的符号位置的确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种主同步信号的符号位置的确定方法，包括：对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号；对采样信号进行处理，得出采样信号在K个子帧的累积功率值；按照预设规则从采样信号在K个子帧的累积功率值中确定出第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置；根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值；根据各相关值确定出NPSS的符号位置。本发明实施例还同时公开了一种主同步信号的符号位置的确定装置。

Description

一种主同步信号的符号位置的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种主同步信号的符号位置的确定方法和装置。
背景技术
窄带物联网(NB-IoT，Narrow Band Internet of Things)是物联网(IoT，Internet of Things)领域一个新兴的技术，与现有的IoT技术不同的是，它是基于电信蜂窝网络的、可全球通用的物联网技术；NB-IoT使用许可(License)频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存，具有广覆盖、深覆盖、海量连接、成本低、功耗低、数据安全等优点。
与其他蜂窝通信技术一样，NB-IoT通信工作的第一步是要完成终端与系统的初始同步过程，包括获得时间同步和频率同步，这可以通过终端的扫频和主同步过程来得到，现有的主同步方法通过终端在本地构造主同步信号，利用主同步序列的相关性与每个时间点的接收信号(基站发射信号)进行比对，相关性高的信号所在的时间点认为是主同步时间点，根据这一思路，NB-IoT也可以利用其窄带主同步信号(NPSS，Narrow Band PrimarySynchronization Signal)与接收信号的相关性评估来获得主同步，但是，在没有任何先验信息的情况下，这种方法需要遍历一个无线帧(10ms)内所有可能的时间点，不管是在时域还是频域进行相关，这种方法都会消耗大量的硬件资源或数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processor)资源，并且要不间断的连续接收信号和运算，无法降低功耗。
而NB-IoT对成本和功耗方面有着非常高的要求，根据TR45.820的仿真数据，预期终端模块的待机时间可长达10年、单个接连模块不超过5美元，而且为了降低成本，可能使用了低性能的晶振，会给终端和系统之间带来比以往的蜂窝通讯系统更大的初始频偏(可到25.5KHz)，对初始定时的获得造成影响，由此可以看出，现有的主同步方法不能满足NB-IoT低成本和低功耗的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种主同步信号的符号位置的确定方法和装置，能够满足NB-IoT低成本和低功耗的要求，提高了NB-IoT中主同步的效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种主同步信号的符号位置的确定方法，包括：对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对所述数字基带信号进行采样得到采样信号；对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值；将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述窄带主同步信号NPSS的子帧位置；根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值；根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置。
进一步地，所述对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值，包括：按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；对所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到所述采样信号在K个子帧的累积功率值。
进一步地，所述按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量，包括：对所述采样信号进行共轭点乘运算，得到所述采样信号的各共轭点乘运算结果；从所述采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
进一步地，在将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置之后，所述方法还包括：根据所述第一累积功率值对应的子帧位置，确定出所述采样信号的第一频偏；根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿。
进一步地，在根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿之后，所述方法还包括：在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为所述第一累积功率值；在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为所述第一累积功率值，返回执行所述将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置的步骤。
进一步地，所述根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值，包括：获取预设分段数目的频偏值；根据所述预设分段数目的频偏值分别对所述采样信号进行频偏补偿处理，得到所述预设分段数目的处理后的采样信号；根据所述NPSS的子帧位置，将所述预先构造出的NPSS分别与所述预设分段数目的处理后的采样信号进行相关运算，得到所述各相关值。
进一步地，根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置，包括：对所述各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到所述各相关值对应的功率值；从所述各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；在所述各相关值对应的功率值中，计算除所述预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在所述各相关值对应的功率值中，选取大于所述平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为所述NPSS的符号位置。
第二方面，本发明实施例提供一种主同步信号的符号位置的确定装置，包括：采样模块，用于对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对所述数字基带信号进行采样得到采样信号；处理模块，用于对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值；第一确定模块，用于将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述窄带主同步信号NPSS的子帧位置；运算模块，用于根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值；第二确定模块，用于根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置。
进一步地，所述处理模块，包括：处理子模块，用于按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；累加滤波子模块，用于对所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到所述采样信号在K个子帧的累积功率值。
进一步地，所述处理子模块，具体用于对所述采样信号进行共轭点乘运算，得到所述采样信号的各共轭点乘运算结果；从所述采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
进一步地，所述装置还包括：补偿模块，用于在将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置之后，根据所述第一累积功率值对应的子帧位置，确定出所述采样信号的第一频偏；根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿。
进一步地，所述装置还包括：调整模块，用于根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿之后，在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为所述第一累积功率值；在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为所述第一累积功率值，触发所述第一确定模块返回执行将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置。
进一步地，所述运算模块，具体用于获取预设分段数目的频偏值；根据所述预设分段数目的频偏值分别对所述采样信号进行频偏补偿处理，得到所述预设分段数目的处理后的采样信号；根据所述NPSS的子帧位置，将所述预先构造出的NPSS分别与所述预设分段数目的处理后的采样信号进行相关运算，得到所述各相关值。
进一步地，所述第二确定模块，具体用于对所述各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到所述各相关值对应的功率值；从所述各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；在所述各相关值对应的功率值中，计算除所述预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在所述各相关值对应的功率值中，选取大于所述平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为所述NPSS的符号位置。
本发明实施例所提供的主同步信号的符号位置的确定方法和装置，首先，对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号，然后，对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置，这样，便可以知晓NPSS的需同步的时间点的大致位置，最后，根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值，根据各相关值确定出NPSS的符号位置；也就是说，本发明实施例通过对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，根据采样信号在K个子帧的累积功率值可以确定出对应的NPSS的子帧位置，那么，避免了将NPSS与非NPSS所在子帧的采样信号进行相关运算，并且避免了连续接收信号，这样，能够降低进行相关运算的运算量，进而降低了NB-IoT进行主同步过程的成本和功耗，最终，提高了NB-IoT中主同步的效率。
附图说明
图1为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的一种可选的流程示意图；
图3为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的另一种可选的流程示意图；
图4为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的再一种可选的流程示意图；
图5为本发明实施例中与图4对应的S402的一种可选的流程示意图；
图6为本发明实施例中与图4对应的S403的一种可选的流程示意图；
图7为本发明实施例中与图4对应的S404的一种可选的流程示意图；
图8为本发明实施例中一种执行NB-IoT主同步的装置的实例示意图；
图9为本发明实施例中图8中的NPSS子帧边界运算单元的一种可选的结构示意图；
图10为本发明实施例中图8中的NPSS符号边界运算单元的一种可选的结构示意图；
图11为本发明实施例中时域匹配滤波器的时序示意图；
图12为本发明实施例中一种执行NB-IoT主同步的时序示意图；
图13为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种主同步信号的符号位置的确定方法，图1为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：
S101：对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号；
为了实现终端与系统的初始同步过程，首先，终端接收到来系统发出的射频信号，终端对射频信号进行前端处理，得到数字基带信号，然后对数字基带信号进行采样。
这里，对数字基带信号的采样，可以是按照标准采样率按顺序连续地进行采样，也可以是对数字基带信号进行下采样，并且下采样的采样频率可以根据设计目标中的性能要求和成本/功耗要求来确定，例如，采样频率可以为240KHz的整数倍，倍数可选1、2、4、8；这里，需要说明的是，本发明实施例对采样的方式和采样频率不做具体限定。
S102：对采样信号进行处理，得出采样信号在K个子帧的累积功率值；
这里，终端采样得到的采样信号均封装至无线帧中，无线帧中的每一个子帧中封装有若干个采样信号，为了得到采样信号在K个子帧的累积功率值，在一种可选的实施例中，图2为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的一种可选的流程示意图，如图2所示，S102可以包括：
S102A：按照预设算法对采样信号进行处理，得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；
为了得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量，在一种可选的实施例中，S102A可以包括：
对采样信号进行共轭点乘运算，得到采样信号的各共轭点乘运算结果；从采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
具体来说，对无线帧中相邻符号中采样信号形成的矩阵之间进行共轭点乘运算，可以得到采样信号的各共轭点乘运算结果，然后，从采样信号的各共轭点乘运算结果中按照预设数目挑选出K组共轭点乘运算结果，例如，每组中挑选10个共轭点乘运算结果，在得到K组共轭点乘运算结果之后，对每组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，从而得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
S102B：对采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到采样信号在K个子帧的累积功率值。
为了将采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量转换成功率值，从而用功率值来表征能量，具体来说，将采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量进行第一预设帧数的累加及滤波平滑，可以得到采样信号在K个子帧的累积功率值。
例如，上述K可以为大于等于70小于等于140之间的整数。
其中，上述第一预设帧数可以灵活进行设置，以适应NB-IoT场景多变的需求。
S103：将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置；
具体来说，由于终端与系统在初始同步的过程中除了时间同步还进行频率同步，那么在频率同步的过程中会引起频偏，那么为了消除频偏，在一种可选的实施例中，图3为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的另一种可选的流程示意图，如图3所示，在S103之后，上述方法还可以包括：
S103A：根据第一累积功率值对应的子帧位置，确定出采样信号的第一频偏；
S103B：根据第一频偏对采样信号进行频偏补偿。
在S103中确定出第一累积功率值对应的子帧位置之后，便知晓了NPSS的子帧位置，进而根据NPSS的子帧位置可以挑选出NPSS子帧位置附近相邻符号之间的点乘共轭运算结果，根据NPSS子帧位置附近相邻符号之间的点乘共轭运算结果计算出第一频偏，进而根据第一频偏对采样信号进行频偏补偿，这里，频偏补偿的方法可以采用分段量化相角值算法或者坐标旋转数字计算(CORDIC，Coordinate Rotation Digital Computer)算法，这里，本发明实施例不做具体限定。
为了确定出更加精确的NPSS的子帧位置，在一种可选的实施例中，S103B之后还可以包括：
在采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为第一累积功率值，在采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为第一累积功率值，返回执行将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置的步骤。
其中，上述第一预设门限值和第二预设门限值均为预先设置出的值。
通过上述方法可以重新确定第一累积功率值，根据重新确定出的第一累积功率值再重新确定出NPSS的子帧位置，可以提高确定出NPSS的子帧位置的精确性。
S104：根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值；
这里，上述预先构造出的NPSS是按照第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd GenerationPartnership Project)36.211协议标准的要求构造出的；
具体来说，在采样信号上以NPSS子帧位置为中心开一个固定大小的小窗口，假设该小窗口中包括M个采样时间点，那么，将该小窗口中的采样信号与窄带主同步信号进行时域滑动相关运算，可以得到M个相关值，其中，M为大于等于2的整数；本发明实施例可以通过采用一个匹配滤波器来完成时域滑动相关运算。
另外，这里需要说明的是，上述主同步信号进行相关运算的采样信号可以是未经过第一频偏补偿后的，也可以是经过第一频偏补偿之后的，这里，本发明实施例不做具体限定。
由于在初始同步过程中会引起频偏，那么，为了消除频偏对相关值的影响，在一种可选的实施例中，S104可以包括：
获取预设分段数目的频偏值；根据预设分段数目的频偏值分别对采样信号进行频偏补偿处理，得到预设分段数目的处理后的采样信号；根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS分别与预设分段数目的处理后的采样信号进行相关运算，得到各相关值。
这里，获取预设分段数目的频偏值的方法可以为：对最大初始频偏值进行分段，得到预设分段数目的频偏值，其中，上述最大初始频偏值为初始同步过程中频率同步过程中所产生的最大初始频偏值；并且，上述预设分段数目可以灵活进行设置，以适应NB-IoT场景多变的需求。
具体来说，以“子帧同步”过程中，即S103中确定出的NPSS子帧位置为中心开一个固定大小的小窗口，假设该小窗口中包括M个时间点，在此窗口内将经过预设分段数目的处理后的采样信号与本地窄带主同步信号进行时域滑动相关运算，可以得到各相关值，其中，各相关值的个数为预设分段数目乘以M。
举例来说，当M＝5，预设分段数目为10时，在对每个采样信号进行分段频偏处理之后得到50个采样信号，将50个采样信号与NPSS进行相关运算，可以得到50个相关值，通过上述方法，可以提高所确定出的NPSS的符号位置的准确性。
另外，上述根据预设分段数目的频偏值分别对采样信号进行频偏补偿处理，得到预设分段数目的处理后的采样信号可以为：对同一段采样信号采用串行工作机制进行频偏补偿，也可以是对同一段采样信号采用并行工作机制进行频偏补偿，还可以是对不同段的采样信号采用串行工作机制进行频偏补偿，或者是对不同段采样信号采用并行工作机制进行频偏补偿；其中，对同一段采样信号采用串行工作机制进行频偏补偿可以降低NB-IoT主同步的成本和功耗。
其中，上述最大初始频偏值包括上述第一频偏加第二频偏。
S105：根据各相关值确定出NPSS的符号位置。
这里，根据各相关值确定NPSS的符号位置中，至少可以采用以下两种方式：
第一种方式可以根据各相关值的大小，将各相关值中最大值对应的子帧中的符号位置确定为NPSS的符号位置；
第二种方式可以根据下述方法来确定NPSS的符号位置，在具体实施过程中，S105可以包括：
对各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到各相关值对应的功率值；从各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；在各相关值对应的功率值中，计算除预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在各相关值对应的功率值中，选取大于平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为NPSS的符号位置。
其中，上述第二预设帧数可以灵活进行设置，以适应NB-IoT场景多变的需求。
这里，需要说明的是，需要将各相关值转换成功率值，具体来说，对各相关值分别按照第二预设帧数进行累加及滤波平滑，这样，可以将各相关值转换成功率值；在各相关值对应的功率值中，计算除预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在各相关值对应的功率值中，选取大于平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的频偏确定为同步过程中的频偏值，然后根据该频偏值与第一频偏值之差可以计算出第二频偏值，该第二频偏值可以用于后续处理过程中。
为了能更加体现本发明的目的，下面举实例来对上述主同步信号的符号位置的确定方法中一个或多个实施例进行说明。
首先，根据应用场景选定下采样的采样频率为240KHz，在确定子帧边界(位置)的子帧同步处理时间为无线帧数N1，在确定符号边界(位置)的符号同步处理时间为无线帧数N2，频偏的分段数目为N3，运算门限ΔfTh，最大初始频偏Δf0。
图4为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定方法的再一种可选的流程示意图，如图4所示，该方法包括：
S401：基站向终端发送射频信号，终端对接收到的射频信号进行前端处理得到数字基带信号，并对数字基带信号按照选定的采样频率240KHz进行下采样，即得到240KHz速率的时域数据；
S402：对下采样得到的时域数据，利用NPSS在子帧内的序列特征，通过计算、评估上述时域数据在每个子帧内的时域累积功率的方法，得到NPSS的子帧位置，作为初级同步(子帧同步)结果，此步骤需要进行多帧联合评估，重复的无线帧数目为可配置的“子帧同步处理时间”N1；
S403：在S402得到的NPSS的子帧位置，利用NPSS序列的特征，通过相邻符号共轭乘求相移方法估算第一频偏，此步骤也需要进行多帧联合评估，重复的无线帧数目为可配置的“子帧同步处理时间”N1，S403和S402处理时间达到指定的无线帧数目后，进入S404，否则继续重复S402和S403；
S404：在S402得到的NPSS的子帧位置，对上述时域数据做频偏补偿，然后与本地NPSS信号进行时域相关运算，通过评估相关功率峰值方法定位出NPSS的符号位置，同时通过分段频偏补偿比较法，估算NPSS的符号位置残留频偏值；此步骤也需要多个无线帧联合评估判决，重复的无线帧数目为可配置的“符号同步处理时间”N2；对于一个“NPSS的子帧位置”数据的处理，若未到达指定的无线帧数目，则继续当前NPSS的子帧位置的多帧累积处理，否则，选择下一个“NPSS的子帧位置”进行处理，直到S402给出的所有“NPSS的子帧位置”都已得到S404的处理；此时S404会做一个判决，如果认为S402和S404得到的结果有效，则输出“NPSS的符号位置”和“总的初始频偏”作为主同步流程的最终结果，否则返回S402，重复S402、S403、S404。
图5为本发明实施例中与图4对应的S402的一种可选的流程示意图，如图5所示，以K＝140为例，S402可以包括：
S402A：对于下采样后信号r，从任意时间起点开始，选择连续的150个符号，每相邻符号之间进行共轭点乘运算：
其中，上述为第j个符号中采样信号的共轭，上述第j+1个符号中采样信号的共轭转置。
S402B：对S402A的点乘结果，每10个进行累加平均，并用下式所示的一种递推方法计算出140个累加平均值：
其中，Sk表示累加平均值，上述得到的140个累加平均值与一个无线帧内的140个候选子帧时间点相对应。
S402C：将S402B得到的累加平均值按照下式转换为功率值以表征能量大小，并进行n个(n＝N1)帧累加及滤波平滑：
En＝αEn-1+(1-α)|S| (4)
其中，S为通过上述公式(2)和(3)得到的累加平均值Sk，|S|表示能量，在上述公式(4)中，当n＝1时，E1＝(1-α)|S|；当n＝N1时，其中，En为多帧累加结果，α为设定的滤波因子；Re(S)表示取S的实部，Im(S)表示取S的虚部。
这里，为了减轻时间漂移的影响，S402C在对N1个无线帧进行累加时采用无限脉冲响应(IIR，Infinite Impulse Response)滤波进行加权。
S402D：按判决规则一判断NPSS的子帧位置，具体来说，在S402C所得到的功率值中进行搜索，直接选中最大值对应的时间位置作为NPSS的子帧位置。
其中，判决规则一可用下式来表示：
其中，上述|En,k|表示每个符号对应的N1个无线帧的累加结果之和取模。
至此，便得到了NPSS的子帧位置。
这里，需要说明的是，当K小于140大于等于70时，在S402中确定出的NPSS的子帧位置存在漏检位置，所以，需要重复执行S402以防止漏检。
图6为本发明实施例中与图4对应的S403的一种可选的流程示意图，如图6所示，S403可以包括：
S403A：获取S402B的结果；
S403B：将S402B结果进行N1个无线帧累加；
S403C：根据S402D给出的NPSS的子帧位置的结果，在S402A中挑选出代表NPSS相邻符号共轭乘的一个结果，对其求角度并转换为频偏值如下：
其中，Ts为NPSS符号周期，Pθ,j表示取θ附近的子帧j对应的P值，表示取θ附近的子帧j+1对应的P值的共轭，为S402D中最大值对应的时间位置。
这里，在S403C之后，该方法还可以包括：
在S402C所得到的功率值中进行峰值搜索，然后按判决规则二挑选出指定数目的峰值，本实施例挑选出1个，将其对应的时间点作为为NPSS的子帧位置，其中，判决规则二包括：
若存在至少两个峰值，该峰值与最大值的功率差值小于等于第一预设门限值时，且该峰值与最大值的时间差值大于等于第二预设门限值时，当Δf1>|ΔfTh|时，选中最大值之后(时间轴右边)的峰值，当Δf1<-|ΔfTh|时，选中最大值之前(时间轴左边)的峰值。
本发明装置的实施例中S403C的结果和S402D的结果在时序上有先后关系，本发明的装置也可以采用判决规则二时在时序上多几个时钟周期的延迟。
图7为本发明实施例中与图4对应的S404的一种可选的流程示意图，如图7所示，S404可以包括：
S404A：根据S403C得到的结果，对上述时域数据进行Δf1的频偏补偿，补偿运算可采用分段量化相角值算法或CORDIC算法。
S404B：按式(8)、(9)在本地生成时域NPSS信号：
Sl＝{1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1} l＝3,4,...,13 (9)
其中，上述N的值为采样频率的倍数乘以16；根据S402D得到的NPSS的子帧位置，以其中第一个NPSS符号的当前位置为中心开一个大小为Tresync(个采样点)的小窗口，在此窗口内用本地NPSS信号与频偏补偿后的时域数据进行时域滑动相关运算，本实例中采用一个匹配滤波器来完成滑动相关运算，匹配滤波算法如下式：
其中，rm表示对时域数据进行分段频偏补偿之后所得到的数据，Tresync为设定值，dm为时域NPSS序列，其运算为上述公式(8)，由根为5的ZC序列做IFFT变换及添加CP后得到，T为连续11个NPSS符号的采样点数，fs为采样频率，Δf＝Δf1+Δf2，即为第一频偏值与第二频偏值之和；n为重同步窗口的采样点计数，其开窗大小可以灵活配置，以应用场景的信噪比和初始频偏大小来决定，结合本发明提出的装置，本实例采用3个符号的窗口。
S404C：将S404B得到的相关结果转换为功率值以表征能量大小，并进行多帧累加及滤波平滑，具体操作跟S402C一致，累加的无线帧数目为N2。
S404D：对S404A的结果施加假设的分段频偏，将S404B和S404C重复多次，重复次数即预设的分段数目为N3，频偏的选择依据下式：
其中，上述N3为奇数；Δf0相当于上述最大初始频偏值，采用上述公式(11)和公式(12)对最大初始频偏值进行分段，得到预设分段数目的频偏值Δf(n)。
S404E：在S404C和S404D所得到的所有功率值中搜索出Np个峰值(包含最大值)，并对剔除峰值后功率值求平均值，然后根据预置的规则判决得到重同步结果(即NPSS的符号位置)和频偏估计结果Δf。
上述的预置的规则如上述公式(13)所示，其中Ek表示S404C和S404D所得到的所有功率值，k＝1，2…，Np，其中，Np为设定值，|Em|为S404C和S404D得到的剔除峰值之后的代表各采样点和频偏的相关功率值，THE为预设判决门限，上述为平均值。
图8为本发明实施例中一种执行NB-IoT主同步的装置的实例示意图，如图8所示，执行NB-IoT主同步的装置包括处理器及接口单元81、数据预处理单元82、控制单元83、第一频偏估计单元84、NPSS子帧边界运算单元85、判决单元86、NPSS符号边界运算单元87和存储单元88；其中，处理器及接口单元81、数据预处理单元82和存储单元88属于NB-IoT终端的公共资源，在本发明实例中处理器及接口单元81负责运行主同步流程的调度软件，包括配置其他单元的运行参数、驱动其他单元运行、收集运算结果；数据预处理单元82负责将NB-IoT终端从天线接收到的数据做预处理后供主同步流程进行处理，其包括混频、滤波、低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)、可变增益放大器(VGA，Variable Gain Amplifier)、模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)、数字前端(DFE，Digital Front End)等模块，可以将射频数据转换为适合数字信号处理的基带数据，本发明实例在这个通用的硬件单元中还加入了一个重要的下采样功能，通过降低数据源的速率来降低主同步处理流程的运算量和占用的资源，否则如果直接在19200采样点中尝试大量的频偏可能值和所有符号位置可能值，需要巨大的运算量，本发明实例采用240KHz的采样率，通过下采样就可以把运算量降为1/8，且降低硬件规模特别是存储单元88的资源消耗；存储单元88负责缓存输入数据和其他单元的运算过程数据和结果，也可以为NB-IoT终端的其他流程所复用，降低终端成本。
其他几个单元为本发明中NB-IoT终端主同步处理装置实施的特有单元，包括控制单元83、第一频偏估计单元84、NPSS子帧边界运算单元85、NPSS符号边界运算单元87和判决单元86；控制单元83的作用是控制其他单元的运行时序以及控制存储单元88的接口。
图9为本发明实施例中图8中的NPSS子帧边界运算单元的一种可选的结构示意图，如图9所示，NPSS子帧边界运算单元85由移位寄存器921、共轭点乘运算器922、复数累加平均器923、寄存器组924、寄存器925、递推运算器926组成；其中，移位寄存器921用于缓存一个符号的输入数据，将输入数据移位输出后可以实现相邻两个符号的采样点数据对齐；共轭点乘运算器922将相邻两个符号数据按上述公式(1)进行实时运算得出共轭点乘的结果；复数累加平均器923和寄存器925一起对922输出的共轭点乘结果进行每10个累加平均；寄存器组924用于缓存当前子帧10个共轭点乘结果；递推运算器926根据上述公式(2)和(3)完成实时递推运算，每10ms输出140个结果，与NPSS所在子帧的140个候选的起始位置相对应；功率估算器951根据上述公式(5)，将递推运算器926输出结果转换为功率以表征各符号间的相关性；浮点累加器952完成上述公式(4)的累加，并将结果存入第一工作RAM 901，下一个无线帧对应时间到来后，再从RAM里读出上一次的结果与当前功率值进行累加，为减轻时间漂移的影响，其采用了IIR滤波方式进行累加，为提高性能，可采用大量的无线帧数据进行累加，当累加帧数大的时候，需要采用浮点格式进行运算；在线比较器954在累加到最后一帧时，对累加结果进行实时比较，得出最大值输出给判决模块955，节省了把数据先存入RAM里再读出来的时间；峰值搜索器953用于在第一工作RAM 901里搜索出除最大值外的其他峰值，输出给判决模块955；判决模块955根据预定规则，判断峰值搜索器953和在线比较器954输出的最大值和峰值是否有效，从中选取合适的值对应的时间点为NPSS的子帧位置(相当于上述NPSS的子帧位置)作为步骤S402的输出结果，本装置实施例直接采用最大值对应的时间点作为NPSS的子帧位置进行输出；第一频偏估计单元由复数累加平均器931和频偏计算器932组成，此外还需要存储单元88中的第二工作RAM 902来辅助完成工作。其中复数累加平均器923将递推运算器926输出的140个结果进行跨帧累加，累加结果暂存在第二工作RAM 902中，在判决模块955得到NPSS的子帧位置后，以此位置值对应的地址从第二工作RAM 902中140个数据中选出一个，输出给频偏计算器932，频偏计算器932完成上述公式(7)中的求角度和频偏换算工作，得到第一频偏Δf1。
图10为本发明实施例中图8中的NPSS符号边界运算单元的一种可选的结构示意图，如图10所示，NPSS符号边界运算单元87由数据选择器1041、本地NPSS信号生成器1042、频偏补偿器1043、时域匹配滤波器1044组成，此外还需要存储单元88配合工作，控制单元83根据S402给出NPSS的子帧位置信息，将NPSS所在子帧的数据存入存储单元88中的第二工作RAM 902中，重同步窗口的大小在1个子帧之内只需要缓存1个子帧的数据，大于1个子帧则需要把整个窗口内的数据缓存下来，本实施例的装置最多缓存2个子帧的数据；数据选择器1041负责选择当前实时数据还是从第二工作RAM 902中读出的数据，选择规则是每个无线帧的NPSS所在子帧到来时，选择实时输入数据，其他时间则选择从第二工作RAM 902中读出的数据；频偏补偿器1043将数据选择器输出的数据进行频偏补偿，由于本装置采用串行工作模式，频偏分段数目N最大值为9，当应用在最大初始频偏Δf0的绝对值为25.5KHz的场景时，若采用上述公式(11)，则分段频偏集合为{25.5KHz，19.1KHz，12.8KHz，6.4KHz，0，-6.4KHz，-12.8KHz，-19.1KHz，-25.5KHz}，频偏估计误差可控制在3.2KHz之内；若采用上述公式(12)，频偏估计误差可进一步控制在1.4KHz之内；分段频偏补偿运算的具体实施可采用CORDIC算法或分段量化相位补偿法；本地NPSS信号生成器按上述公式(8)在本地生成时域NPSS信号，具体实施时是实时产生频域根序列，然后按2的整数次幂补0后做离散傅里叶逆变换(IFFT)到时域再加上CP生成。
图11为本发明实施例中时域匹配滤波器的时序示意图，如图11所示，时域匹配滤波器完成频偏补偿器1043输出的接收信号与本地NPSS信号生成器1042输出的本地信号之间的相关运算，其基本结构如图11所示，r’为预处理后的接收信号，d0-dn为本地NPSS序列信号，本装置实现时利用NPSS在子帧内的序列特征，将连续11个符号视为相同的NPSS符号，因此可以重复使用1个基本的滤波器硬件，以降低资源消耗，此外还可以利用NPSS根序列本身的对称性，进一步降低本地NPSS信号生成器1042和时域匹配滤波器1044的硬件规模。
同样是为了节省资源、降低成本，对于NPSS符号边界运算单元87输出结果的后续处理，复用了前述NPSS子帧边界运算单元85使用过的判决单元86。时域匹配滤波器1044的输出至功率估算器951，转换为功率值，接着用浮点累加器952进行累加，累加完成得到的功率值，一方面输入到在线比较器954找出其中的最大值，另一方面暂存到第一工作RAM 901中，然后由峰值搜索器找到其中的若干个峰值(本实施例为2个)，最后由判决单元86按预定规则判决出NPSS符号位置和第二频偏估计值作为主同步流程的最终结果输出。
在本实例中，峰值搜索器会得到两个峰值，判决模块955首先会将最大值和两个峰值剔除，然后将剩下的所有功率值进行累加平均，代表噪声功率水平，接着求出最大值和峰值与平均值的比，如果此比值大于预设的门限，则判为有效，并将其中的最大值选中，其对应的采样点时间位置即为NPSS的符号位置，对应的频偏即为总的初始频偏。
图12为本发明实施例中一种执行NB-IoT主同步的时序示意图，本发明装置最大可以处理10个分段频偏，在使用上述公式(12)的判决规则时，可以将初始频偏估计的误差控制在1.4KHz之内，有效应对初始频偏大的场景；在处理多个分段频偏时采用串行工作机制，控制单元83会根据工作时序增加对接收到的射频信号的控制，具体来说，控制单元83控制在数据预处理单元82中的射频开关，只在NPSS的子帧位置到来时打开数据预处理单元82中的射频开关以接收射频信号，在NPSS的子帧位置结束时则关闭数据预处理单元82中的射频开关以停止接收射频信号，通过控制射频开关能将射频信号的接收时间缩短至1/10，也就是说，采用串行工作机制和对射频开关的控制，可以显著降低NB-IoT终端在主同步流程中的功耗。
本发明实施例所提供的主同步信号的符号位置的确定方法，首先，对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号，然后，对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，按照预设规则从采样信号在K个子帧的累积功率值中确定出第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置，这样，便可以知晓NPSS的需同步的时间点的大致位置，最后，根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值，根据各相关值确定出NPSS的符号位置；也就是说，本发明实施例通过对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，根据采样信号在K个子帧的累积功率值可以确定出对应的NPSS的子帧位置，那么，避免了将NPSS与非NPSS所在子帧的采样信号进行相关运算，并且避免了连续接收信号，这样，能够降低进行相关运算的运算量，进而降低了NB-IoT进行主同步过程的成本和功耗，最终，提高了NB-IoT中主同步的效率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种主同步信号的符号位置的确定装置，图13为本发明实施例中主同步信号的符号位置的确定装置的结构示意图，如图13所示，该装置包括：采样模块131、处理模块132、第一确定模块133、运算模块134和第二确定模块135；
其中，采样模块131，用于对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号；处理模块132，用于对采样信号进行处理，得出采样信号在K个子帧的累积功率值；第一确定模块133，用于将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置；运算模块134，用于根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值；第二确定模块135，用于根据各相关值确定出NPSS的符号位置。
为了得到采样信号在K个子帧的累积功率值，在一种可选的实施例中，上述处理模块132，包括：处理子模块，用于按照预设算法对采样信号进行处理，得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；累加滤波子模块，用于对采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到采样信号在K个子帧的累积功率值。
为了得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量，在一种可选的实施例中，上述处理子模块，具体用于对采样信号进行共轭点乘运算，得到采样信号的各共轭点乘运算结果；从采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
由于终端与系统在初始同步的过程中除了时间同步还进行频率同步，那么在频率同步的过程中会引起频偏，那么为了消除频偏，在一种可选的实施例中，上述装置还包括：补偿模块，用于在将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置之后，根据第一累积功率值对应的子帧位置，确定出采样信号的第一频偏；根据第一频偏对采样信号进行频偏补偿。
为了确定出更加精确的NPSS的子帧位置，在一种可选的实施例中，上述装置还包括：调整模块，用于根据第一频偏对采样信号进行频偏补偿之后，在采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，当第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为第一累积功率值；在采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且峰值与采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，当第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为第一累积功率值，触发第一确定模块返回执行将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置。
由于在初始同步过程中会引起频偏，那么，为了消除频偏对相关值的影响，在一种可选的实施例中，上述运算模块134，具体用于获取预设分段数目的频偏值；根据预设分段数目的频偏值分别对采样信号进行频偏补偿处理，得到预设分段数目的处理后的采样信号；根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS分别与处理后的采样信号进行相关运算，得到各相关值；对各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到各相关值对应的功率值。
这里，第二确定模块135根据各相关值确定NPSS的符号位置中，至少可以采用以下两种方式：第一种方式可以根据各相关值的大小，将各相关值中最大值对应的子帧中的符号位置确定为NPSS的符号位置；第二种方式可以根据以下方式来确定NPSS的符号位置，在一种可选的实施例中，上述第二确定模块，具体用于从各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；在各相关值对应的功率值中，计算除预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在各相关值对应的功率值中，选取大于平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为NPSS的符号位置。
在实际应用中，采样模块131、处理模块132、第一确定模块133、运算模块134、第二确定模块135、处理子模块、累加滤波子模块、补偿模块和调整模块均可由位于装置的CPU、微处理器(MPU，Microprocessor Unit)、专用集成电路(ASIC，Application SpecificIntegrated Circuit)或现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)等实现。
本实施例记载一种计算机可读介质，可以为ROM(例如，只读存储器、FLASH存储器、转移装置等)、磁存储介质(例如，磁带、磁盘驱动器等)、光学存储介质(例如，CD-ROM、DVD-ROM、纸卡、纸带等)以及其他熟知类型的程序存储器；计算机可读介质中存储有计算机可执行指令，当执行指令时，引起至少一个处理器执行包括以下的操作：
对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号；对采样信号进行处理，得出采样信号在K个子帧的累积功率值；按照预设规则从采样信号在K个子帧的累积功率值中确定出第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置；根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值；根据各相关值确定出NPSS的符号位置。
本发明实施例所提供的主同步信号的符号位置的确定方法，首先，对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对数字基带信号进行采样得到采样信号，然后，对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，将采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将第一累积功率值对应的子帧位置确定为NPSS的子帧位置，这样，便可以知晓NPSS的需同步的时间点的大致位置，最后，根据NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与采样信号进行相关运算，得到各相关值，根据各相关值确定出NPSS的符号位置；也就是说，本发明实施例通过对采样信号进行处理得到采样信号在K个子帧的累积功率值，根据采样信号在K个子帧的累积功率值可以确定出对应的NPSS的子帧位置，那么，避免了将NPSS与非NPSS所在子帧的采样信号进行相关运算，并且避免了连续接收信号，这样，能够降低进行相关运算的运算量，进而降低了NB-IoT进行主同步过程的成本和功耗，最终，提高了NB-IoT中主同步的效率。
这里需要指出的是：以上装置实施例项的描述，与上述方法描述是类似的，具有同方法实施例相同的有益效果，因此不做赘述。对于本发明装置实施例中未披露的技术细节，本领域的技术人员请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，这里不再赘述。
这里需要指出的是：
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种主同步信号的符号位置的确定方法，其特征在于，包括：
对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对所述数字基带信号进行采样得到采样信号；
对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值；
将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置；
根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值；
根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值，包括：
按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；
对所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到所述采样信号在K个子帧的累积功率值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量，包括：
对所述采样信号进行共轭点乘运算，得到所述采样信号的各共轭点乘运算结果；
从所述采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置之后，所述方法还包括：
根据所述第一累积功率值对应的子帧位置，确定出所述采样信号的第一频偏；
根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿之后，所述方法还包括：
在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为所述第一累积功率值；
在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为所述第一累积功率值，返回执行所述将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值，包括：
获取预设分段数目的频偏值；
根据所述预设分段数目的频偏值分别对所述采样信号进行频偏补偿处理，得到所述预设分段数目的处理后的采样信号；
根据所述NPSS的子帧位置，将所述预先构造出的NPSS分别与所述预设分段数目的处理后的采样信号进行相关运算，得到所述各相关值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置，包括：
对所述各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到所述各相关值对应的功率值；
从所述各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；
在所述各相关值对应的功率值中，计算除所述预设数目的峰值以外的功率值的平均值；
在所述各相关值对应的功率值中，选取大于所述平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为所述NPSS的符号位置。
8.一种主同步信号的符号位置的确定装置，其特征在于，包括：
采样模块，用于对接收到的射频信号进行处理得到数字基带信号，对所述数字基带信号进行采样得到采样信号；
处理模块，用于对所述采样信号进行处理，得出所述采样信号在K个子帧的累积功率值；
第一确定模块，用于将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为窄带主同步信号NPSS的子帧位置；
运算模块，用于根据所述NPSS的子帧位置，将预先构造出的NPSS与所述采样信号进行相关运算，得到各相关值；
第二确定模块，用于根据所述各相关值确定出所述NPSS的符号位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块，包括：
处理子模块，用于按照预设算法对所述采样信号进行处理，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量；
累加滤波子模块，用于对所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量按照第一预设帧数进行累加、滤波得到所述采样信号在K个子帧的累积功率值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理子模块，具体用于对所述采样信号进行共轭点乘运算，得到所述采样信号的各共轭点乘运算结果；从所述采样信号的各共轭点乘运算结果中挑选K组共轭点乘运算结果，分别对K组共轭点乘运算结果进行累加平均运算，得到所述采样信号在一个无线帧内K个子帧的能量。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
补偿模块，用于在将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值确定为第一累积功率值，将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置之后，根据所述第一累积功率值对应的子帧位置，确定出所述采样信号的第一频偏；根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
调整模块，用于根据所述第一频偏对所述采样信号进行频偏补偿之后，在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏大于预设的运算门限的绝对值时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之后的第一个峰值确定为所述第一累积功率值；在所述采样信号在K个子帧的累积功率值中存在至少两个峰值，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的功率差值小于等于第一预设门限值时，且所述峰值与所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之间的时间差值大于等于第二预设门限值时，且所述第一频偏小于预设的运算门限的绝对值的相反数时，将所述采样信号在K个子帧的累积功率值中的最大值之前的第一个峰值确定为所述第一累积功率值，触发所述第一确定模块返回执行将所述第一累积功率值对应的子帧位置确定为所述NPSS的子帧位置。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述运算模块，具体用于获取预设分段数目的频偏值；根据所述预设分段数目的频偏值分别对所述采样信号进行频偏补偿处理，得到所述预设分段数目的处理后的采样信号；根据所述NPSS的子帧位置，将所述预先构造出的NPSS分别与所述预设分段数目的处理后的采样信号进行相关运算，得到所述各相关值。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于对所述各相关值分别按照第二预设帧数进行累加、滤波得到所述各相关值对应的功率值；从所述各相关值对应的功率值中选取出预设数目的峰值；在所述各相关值对应的功率值中，计算除所述预设数目的峰值以外的功率值的平均值；在所述各相关值对应的功率值中，选取大于所述平均值与预设判决门限的乘积的功率值，将选取的功率值中的最大值对应的子帧中的符号位置确定为所述NPSS的符号位置。
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