CN110290581B - 一种5g系统中的快速时频同步方法及终端 - Google Patents

一种5g系统中的快速时频同步方法及终端 Download PDF

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CN110290581B CN201910593803.5A CN201910593803A CN110290581B CN 110290581 B CN110290581 B CN 110290581B CN 201910593803 A CN201910593803 A CN 201910593803A CN 110290581 B CN110290581 B CN 110290581B
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Abstract

本发明涉及一种第五代移动通信5G系统中的快速时频同步方法及终端，所述方法包括：基于循环前缀CP的相关特性进行定时校准，使用所述小数倍频偏对接收数据进行补偿，计算出同步信号块SSB的频域位置候选集与整数倍频偏候选集，提取主同步信号PSS序列，计算物理小区组内标识，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识生成本地频域SSS序列，计算物理小区组标识，最终得到物理小区标识，本发明在未知CP类型时能对OFDM符号定时校准，提取频域PSS序列的过程，能降低了计算复杂度，实现快速时频同步。

Description

一种5G系统中的快速时频同步方法及终端
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及到一种第五代移动通信5G系统中的快速时频同步方法及终端。
背景技术
第五代移动通信系统5G定义了增强移动宽带(eMBB)、大规模物联网(mMTC)和超高可靠低时延通信(uRLLC)三大应用场景。eMBB场景是对移动通信数据业务的进一步増强，旨在进一步提高系统速率；mMTC场景通常是低速率小包传输，提供大连接业务以满足万物互联的要求；uRLLC主要面向控制领域，为低时延高可靠的通信提供保障。根据设计要求，必须满足以10Mbps的数据传输速率支持数万的用户，以100Mbps的数据传输速率覆盖热点区域，以1Gbps数据传输速率支持同一楼层的办公人员，同时支持数十万的无线传感器的并发连接，这要求一种5G终端接收机的快速时频同步方法。
时频同步是任何通信系统都会面临的问题，其性能将对整个通信系统产生决定性影响，高效、精确的时频同步是通信系统实现可靠数据传输的前提。终端接收机不知道空口信号的起始时刻，传输过程中存在的多径衰落、噪声、多普勒效应等干扰导致空口信号传输时延也是未知的。
5G重新定义了灵活的子载波间隔和主辅同步信号结构，使用基于时域滑动互相关的传统方法导致计算复杂度剧增。同时，5G中将主同步信号PSS、辅同步信号SSS、物理广播信道PBCH和物理广播信道PBCH的解调参考信号DM-RS绑定成同步信号块SSB，且SSB的时频域位置不固定，候选集数目有多个，传统方法的出错率与计算复杂度增高。
发明内容
本发明为解决上述问题，提出了一种5G系统中的快速时频同步方法及终端，将正交频分复用OFDM符号定时校准与PSS检测分开进行，并将PSS和SSS检测过程放到频域进行以适应灵活的子载波间隔和主辅同步信号结构，达到减少时频同步的计算复杂度和下行同步时延的目的。
根据本发明的一个方面，提出了一种5G系统中的快速时频同步方法，包括以下步骤：
步骤1，基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号的进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000021
步骤2，使用所述小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000022
对接收数据进行补偿，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
步骤3，计算出SSB块的频域位置候选集与整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取主同步信号PSS序列，使用本地构造的三组频域PSS序列分别与所述提取得到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000023
步骤4，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000024
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000031
利用物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000032
和物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000033
计算物理小区标识
Figure BDA0002116936570000034
根据本发明的另一方面，提供了一种5G系统中的实现快速时频同步的终端，包括以下模块：
定时校准模块，用于基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000035
快速傅里叶变换FFT模块，用于使用所述小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000036
对接收数据进行补偿后，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
物理小区标识计算模块，包括物理小区组内标识模块和物理小区组标识模块；所述小区组内标识模块用于计算出SSB块的频域位置候选集和整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取PSS序列，使用本地构造的三组频域主同步信号PSS序列分别与提取到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000037
所述物理小区组标识模块，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000038
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000039
所述物理小区标识模块利用小区组内标识
Figure BDA00021169365700000310
和物理小区组标识
Figure BDA00021169365700000311
计算物理小区标识
Figure BDA00021169365700000312
根据本发明的另一方面，提供了一种终端，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的5G系统中的实现快速时频同步方法。
本发明公开了一种5G系统中的快速时频同步方法及终端，综合考量了SSB块的时频性质与无线帧结构，利用循环前缀的相关性质对OFDM符号进行定时校准，并在未知CP类型时也可以对OFDM符号定时校准，在PSS检测阶段根据SSB块的频域位置候选集和整数倍频候选集提取频域PSS序列进行检测，降低了计算复杂度，从而使小区搜索的计算复杂度大大降低，在提供接近传统方法检测性能的前提下实现快速时频同步。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步终端的结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步终端的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步方法的计算复杂度与传统方法对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤101，基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号的进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000051
步骤102，使用所述小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000052
对接收数据进行补偿，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
步骤103，计算出SSB块的频域位置候选集与整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取主同步信号PSS序列，使用本地构造的三组频域PSS序列分别与所述提取得到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000053
步骤104，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000054
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000055
利用物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000056
和物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000057
计算物理小区标识
Figure BDA0002116936570000058
优选的，步骤101进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000059
包括：
对于子载波间隔配置μ∈{0,1,3,4}，基站发送的OFDM符号只使用普通CP，计算相关值集合
Figure BDA00021169365700000510
计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure BDA00021169365700000511
计算小数倍频偏
Figure BDA00021169365700000512
对于子载波间隔配置μ＝2，首先判断基站发送的OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP，先按照普通CP类型依次计算
Figure BDA00021169365700000513
Figure BDA0002116936570000061
和G(t,θF)＝2|y(t)|cos(∠(y(t)-e(t)))，再对G(t,θF)进行降序排序后统计其前NNCP个样点中最大值出现的次数，若次数大于门限值，存在平顶，则确定CP类型为扩展CP，重新计算
Figure BDA0002116936570000062
否则确定CP类型为普通CP，不更新y(t)，最后再由y(t)计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure BDA0002116936570000063
计算小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000064
其中NNCP为普通CP的长度，NECP为扩展CP的长度，N为OFDM符号数据长度，r(n)为接收数据的第n个元素，r*(n+N)为接收数据第n+N元素的共轭，t为y值集合的索引，
Figure BDA0002116936570000065
为使变量函数取得最大值时对应的变量t的值，arctan{}为反正切函数，cos()为取余弦值，||为取模运算，∠为取角度运算符。
优选的，步骤103计算物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000066
包括：
计算SSB块的频域位置候选集，根据频点及射频RF误差范围计算出整数倍频偏候选集，遍历整数倍频偏候选集，对当前的频域位置进行整数倍频偏移位后提取长度为127的频域PSS序列，本地构造三组频域PSS序列分别与提取的PSS序列做相关运算：
Figure BDA0002116936570000067
计算物理小区组内标识估计值为
Figure BDA0002116936570000068
计算整数倍频偏为
Figure BDA0002116936570000069
计算SSB块的频域位置为
Figure BDA00021169365700000610
其中i表示第i组本地PSS序列，k表示本地PSS序列的第k个元素，s表示第s个整数倍频偏，
Figure BDA00021169365700000611
为第i组本地PSS序列第k个元素的共轭，Rj,s(k)为按照频域位置j和整数倍频偏s提取的PSS序列的第k个元素，127为本地PSS序列的长度，
Figure BDA0002116936570000071
分别表示为使变量函数取得最大值时对应的变量i、s、j的值。
优选的，步骤4计算物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000072
和计算物理小区标识
Figure BDA0002116936570000073
包括：
联合估计的整数倍频偏
Figure BDA0002116936570000074
与检测的SSB块频域位置pos提取对应频域SSS序列，利用检测的物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000075
生成336组本地频域SSS序列，将接收的频域SSS序列与本地SSS序列进行相关运算
Figure BDA0002116936570000076
计算物理小区组标识为
Figure BDA0002116936570000077
计算物理小区标识为
Figure BDA0002116936570000078
其中n表示第n组本地SSS序列，s(k)为接收SSS序列的第k个元素，
Figure BDA0002116936570000079
为第n组本地SSS序列的第k个元素的共轭，
Figure BDA00021169365700000710
表示为使变量函数取得最大值时对应的变量n的值。
图2是本发明另一实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步方法的流程示意图。5G终端接收机首先将接收的空口数据进行数字下变频(DDC)变为基带信号，在第一阶段，若已知CP类型则利用CP的相关特性对时域OFDM符号定时校准与小数倍频偏估计，再使用估计的小数倍频偏对OFDM符号进行频偏补偿。在第二阶段中，将OFDM符号进行FFT变换到频域，由载频与射频精度计算出整数倍频偏候选集，再计算出SSB块频域位置候选集，根据两个候选集提取频域PSS序列与本地PSS进行相关检测。在第三阶段中，由估计出的整数倍频偏与SSB块频域位置提取接收的频域SSS序列，由估计出的小区组内标识生成336组本地SSS序列与接收SSS进行相关检测，将阶段二和阶段三检测到的
Figure BDA00021169365700000711
和
Figure BDA00021169365700000712
代入公式
Figure BDA00021169365700000713
计算得到物理小区标识
Figure BDA00021169365700000714
对于计算SSB块频域位置候选集的过程，举例说明如下：现接收的空口数据经数字下变频DDC后的基带数据为r(n)，子载波间隔配置μ＝1，即使用普通CP，OFDM符号包含N＝2048*κ*2-μ个数据样点，CP长度为Ncp＝144*κ*2-μ。子载波间隔为2μ*15KHz，每个子帧包含2μ个时隙，每个时隙包含
Figure BDA0002116936570000081
Figure BDA0002116936570000082
个OFDM符号。载频fc＝0.87GHz，则SSB块候选集分布符合Case-B(即子载波间隔为30kHz，载频小于等于3GHz时SSB块OFDM符号索引为{4,8,16,20}；载频在3GHz到6GHz之间时SSB块索引为{4,8,16,20，32,36,44,48})情况，终端接收机射频模块精度在±10ppm范围之内，则可以计算出理论的接收数据整数倍频偏候选集α＝{-1,0,1}，根据当前参数μ＝1与fc可求得SSB块频域位置候选集β(包含42个元素)。
图3是本发明实施例提供的一种5G系统中的快速时频同步终端的结构示意图，如图3所述，所述终端包括：
定时校准模块310，用于基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000083
快速傅里叶变换FFT模块320，用于使用所述小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000084
对接收数据进行补偿后，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
物理小区标识计算模块330，包括物理小区组内标识模块331和物理小区组标识模块332；所述小区组内标识模块331用于计算出SSB块的频域位置候选集和整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取PSS序列，使用本地构造的三组频域主同步信号PSS序列分别与提取到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000085
所述物理小区组标识模块332，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000091
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000092
所述物理小区标识模块330利用小区组内标识
Figure BDA0002116936570000093
和物理小区组标识
Figure BDA0002116936570000094
计算物理小区标识
Figure BDA0002116936570000095
优选的，定时校准模块310具体用于：
对于子载波间隔配置μ∈{0,1,3,4}，基站发送的OFDM符号只使用普通CP，计算相关值集合
Figure BDA0002116936570000096
计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure BDA0002116936570000097
计算小数倍频偏
Figure BDA0002116936570000098
对于子载波间隔配置μ＝2，首先判断基站发送的OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP，先按照普通CP类型依次计算
Figure BDA0002116936570000099
Figure BDA00021169365700000910
和G(t,θF)＝2|y(t)|cos(∠(y(t)-e(t)))，再对G(t,θF)进行降序排序后统计其前NNCP个样点中最大值出现的次数，若次数大于门限值，存在平顶，则确定CP类型为扩展CP，重新计算
Figure BDA00021169365700000911
否则确定CP类型为普通CP，不更新y(t)，最后再由y(t)计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure BDA00021169365700000912
计算小数倍频偏
Figure BDA00021169365700000913
其中NNCP为普通CP的长度，NECP为扩展CP的长度，N为OFDM符号数据长度，r(n)为接收数据的第n个元素，r*(n+N)为接收数据第n+N元素的共轭，t为y值集合的索引，
Figure BDA00021169365700000914
为使变量函数取得最大值时对应的变量t的值，arctan{}为反正切函数，cos()为取余弦值，||为取模运算，∠为取角度运算符。
优选的，物理小区组内标识模块331具体用于：
计算SSB块的频域位置候选集，根据频点及射频RF误差范围计算出整数倍频偏候选集，遍历整数倍频偏候选集，对当前的频域位置进行整数倍频偏移位后提取长度为127的频域PSS序列，本地构造三组频域PSS序列分别与提取的PSS序列做相关运算：
Figure BDA0002116936570000101
计算物理小区组内标识估计值为
Figure BDA0002116936570000102
计算整数倍频偏为
Figure BDA0002116936570000103
计算SSB块的频域位置为
Figure BDA0002116936570000104
其中i表示第i组本地PSS序列，k表示本地PSS序列的第k个元素，s表示第s个整数倍频偏，
Figure BDA0002116936570000105
为第i组本地PSS序列第k个元素的共轭，Rj,s(k)为按照频域位置j和整数倍频偏s提取的PSS序列的第k个元素，127为本地PSS序列的长度，
Figure BDA0002116936570000106
分别表示为使变量函数取得最大值时对应的变量i、s、j的值。
优选的，物理小区组标识模块332具体用于：
联合估计的整数倍频偏
Figure BDA0002116936570000107
与检测的SSB块频域位置pos提取对应频域SSS序列，利用检测的物理小区组内标识
Figure BDA0002116936570000108
生成336组本地频域SSS序列，将接收的频域SSS序列与本地SSS序列进行相关运算
Figure BDA0002116936570000109
计算物理小区组标识为
Figure BDA00021169365700001010
其中n表示第n组本地SSS序列，s(k)为接收SSS序列的第k个元素，
Figure BDA00021169365700001011
为第n组本地SSS序列的第k个元素的共轭，
Figure BDA00021169365700001012
表示为使变量函数取得最大值时对应的变量n的值。
图4是本发明另一实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图4所示，该终端设备至少包括：处理器401、通过总线402与处理器401相连接的存储器403、发送器404和接收器405。其中，存储器403用于存储一组程序代码，其中，处理器401用于调用存储器403中存储的程序代码，用于执行以上方法实施例所述的5G系统中的快速时频同步方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该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移动终端、物联网终端、计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图5是本发明一个实施例的计算复杂度与传统方法对比图，如图5所述，横坐标为复数乘法与复数加法，纵坐标为计算复杂度即次数(单位为109)。黑色柱形代表传统时域滑动相关方法，白色柱形代表本发明实施例提供的方法。由图5可得：传统方法需要共需要2.801×109次复数乘法与2.857×109次复数加法；本发明实施例仅需要0.469×109次复数乘法与0.605×109次复数加法。本发明实施例的方法减少了5G系统的时频同步计算次数，能够实现快速进行时频同步。
以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种5G系统中的快速时频同步方法，其特征在于，包括：
步骤1，基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure FDA0003038602000000011
其中，所述基于循环前缀CP的相关特性是指基于OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP；
步骤2，使用所述小数倍频偏
Figure FDA0003038602000000012
对接收数据进行补偿，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
步骤3，计算出SSB块的频域位置候选集与整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取主同步信号PSS序列，使用本地构造的三组频域PSS序列分别与所述提取得到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000013
步骤4，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000014
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure FDA0003038602000000015
利用物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000016
和物理小区组标识
Figure FDA0003038602000000017
计算物理小区标识
Figure FDA0003038602000000018
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
对于子载波间隔配置μ∈{0,1,3,4}，基站发送的OFDM符号只使用普通CP，计算相关值集合
Figure FDA0003038602000000019
计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure FDA00030386020000000110
计算小数倍频偏
Figure FDA00030386020000000111
对于子载波间隔配置μ＝2，首先判断基站发送的OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP，先按照普通CP类型依次计算
Figure FDA0003038602000000021
Figure FDA0003038602000000022
和G(t,θF)＝2|y(t)|cos(∠(y(t)-e(t)))，再对G(t,θF)进行降序排序后统计其前NNCP个样点中最大值出现的次数，若次数大于门限值，存在平顶，则确定CP类型为扩展CP，重新计算
Figure FDA0003038602000000023
否则确定CP类型为普通CP，不更新y(t)，最后再由y(t)计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure FDA0003038602000000024
计算小数倍频偏
Figure FDA0003038602000000025
其中NNCP为普通CP的长度，NECP为扩展CP的长度，N为OFDM符号数据长度，r(n)为接收数据的第n个元素，r*(n+N)为接收数据第n+N元素的共轭，t为y值集合的索引，
Figure FDA0003038602000000026
为使变量函数取得最大值时对应的变量t的值，arctan{}为反正切函数，cos()为取余弦值，||为取模运算，∠为取角度运算符。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
计算SSB块的频域位置候选集，根据频点及射频RF误差范围计算出整数倍频偏候选集，遍历整数倍频偏候选集，对当前的频域位置进行整数倍频偏移位后提取长度为127的频域PSS序列，本地构造三组频域PSS序列分别与提取的PSS序列做相关运算：
Figure FDA0003038602000000027
计算物理小区组内标识估计值为
Figure FDA0003038602000000028
计算整数倍频偏为
Figure FDA0003038602000000031
计算SSB块的频域位置为
Figure FDA0003038602000000032
其中i表示第i组本地PSS序列，k表示本地PSS序列的第k个元素，s表示第s个整数倍频偏，
Figure FDA0003038602000000033
为第i组本地PSS序列第k个元素的共轭，Rj,s(k)为按照频域位置j和整数倍频偏s提取的PSS序列的第k个元素，127为本地PSS序列的长度，
Figure FDA0003038602000000034
分别表示为使变量函数取得最大值时对应的变量i、s、j的值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：
联合估计的整数倍频偏
Figure FDA0003038602000000035
与检测的SSB块频域位置pos提取对应频域SSS序列，利用检测的物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000036
生成336组本地频域SSS序列，将接收的频域SSS序列与本地SSS序列进行相关运算
Figure FDA0003038602000000037
计算物理小区组标识为
Figure FDA0003038602000000038
计算物理小区标识为
Figure FDA0003038602000000039
其中n表示第n组本地SSS序列，s(k)为接收SSS序列的第k个元素，
Figure FDA00030386020000000310
为第n组本地SSS序列的第k个元素的共轭，
Figure FDA00030386020000000311
表示为使变量函数取得最大值时对应的变量n的值。
5.一种5G系统中快速时频同步的终端，其特征在于，包括：
定时校准模块，用于基于循环前缀CP的相关特性对时域正交频分复用OFDM符号进行定时校准和估计小数倍频偏
Figure FDA00030386020000000312
其中，所述基于循环前缀CP的相关特性是指基于OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP；
快速傅里叶变换FFT模块，用于使用所述小数倍频偏
Figure FDA00030386020000000313
对接收数据进行补偿后，取当前子载波间隔配置μ值下必定存在同步信号块SSB的连续OFDM符号，对每个OFDM符号进行快速傅里叶变换FFT到频域；
物理小区标识计算模块，包括物理小区组内标识模块和物理小区组标识模块；所述小区组内标识模块用于计算出SSB块的频域位置候选集和整数倍频偏候选集，根据频域位置候选集与整数倍频偏候选集提取PSS序列，使用本地构造的三组频域主同步信号PSS序列分别与提取到的PSS序列做相关运算，计算物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000041
所述物理小区组标识模块，提取频域辅同步信号SSS序列，使用所述物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000042
生成本地频域SSS序列，利用接收的频域SSS序列与本地SSS序列计算物理小区组标识
Figure FDA0003038602000000043
所述物理小区标识模块利用小区组内标识
Figure FDA0003038602000000044
和物理小区组标识
Figure FDA0003038602000000045
计算物理小区标识
Figure FDA0003038602000000046
6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，定时校准模块具体用于：
对于子载波间隔配置μ∈{0，1，3，4}，基站发送的OFDM符号只使用普通CP，计算相关值集合
Figure FDA0003038602000000047
计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure FDA0003038602000000048
计算小数倍频偏
Figure FDA0003038602000000049
对于子载波间隔配置μ＝2，首先判断基站发送的OFDM符号的CP类型是普通CP或扩展CP，先按照普通CP类型依次计算
Figure FDA00030386020000000410
Figure FDA00030386020000000411
和G(t，θF)＝2|y(t)|cos(∠(y(t)-e(t)))，再对G(t，θF)进行降序排序后统计其前NNCP个样点中最大值出现的次数，若次数大于门限值，存在平顶，则确定CP类型为扩展CP，重新计算
Figure FDA00030386020000000412
否则确定CP类型为普通CP，不更新y(t)，最后再由y(t)计算OFDM符号起始位置在接收的下行数据的位置
Figure FDA00030386020000000413
计算小数倍频偏
Figure FDA00030386020000000414
其中NNCP为普通CP的长度，NECP为扩展CP的长度，N为OFDM符号数据长度，r(n)为接收数据的第n个元素，r*(n+N)为接收数据第n+N元素的共轭，t为y值集合的索引，
Figure FDA0003038602000000051
为使变量函数取得最大值时对应的变量t的值，arctan{}为反正切函数，cos()为取余弦值，||为取模运算，∠为取角度运算符。
7.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，物理小区组内标识模块具体用于：
计算SSB块的频域位置候选集，根据频点及射频RF误差范围计算出整数倍频偏候选集，遍历整数倍频偏候选集，对当前的频域位置进行整数倍频偏移位后提取长度为127的频域PSS序列，本地构造三组频域PSS序列分别与提取的PSS序列做相关运算：
Figure FDA0003038602000000052
计算物理小区组内标识估计值为
Figure FDA0003038602000000053
计算整数倍频偏为
Figure FDA0003038602000000054
计算SSB块的频域位置为
Figure FDA0003038602000000055
其中i表示第i组本地PSS序列，k表示本地PSS序列的第k个元素，s表示第s个整数倍频偏，
Figure FDA0003038602000000056
为第i组本地PSS序列第k个元素的共轭，Rj，s(k)为按照频域位置j和整数倍频偏s提取的PSS序列的第k个元素，127为本地PSS序列的长度，
Figure FDA0003038602000000057
分别表示为使变量函数取得最大值时对应的变量i、s、j的值。
8.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，物理小区组标识模块具体用于：
联合估计的整数倍频偏
Figure FDA0003038602000000058
与检测的SSB块频域位置pos提取对应频域SSS序列，利用检测的物理小区组内标识
Figure FDA0003038602000000061
生成336组本地频域SSS序列，将接收的频域SSS序列与本地SSS序列进行相关运算
Figure FDA0003038602000000062
计算物理小区组标识为
Figure FDA0003038602000000063
其中n表示第n组本地SSS序列，s(k)为接收SSS序列的第k个元素，
Figure FDA0003038602000000064
为第n组本地SSS序列的第k个元素的共轭，
Figure FDA0003038602000000065
表示为使变量函数取得最大值时对应的变量n的值。
9.一种终端，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一所述的方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111064688B (zh) * 2019-12-16 2022-01-28 重庆邮电大学 一种5g系统小区搜索的ss/pbch块完全检测方法
CN111049772B (zh) * 2019-12-20 2023-09-29 上海创远仪器技术股份有限公司 应用于矢量信号分析仪平台的实现5g信号同步处理的系统及其方法
CN111107028B (zh) * 2019-12-24 2022-04-12 重庆邮电大学 一种5g系统基于pss与sss联合的频偏估计方法
CN113949495B (zh) * 2020-07-15 2022-10-18 大唐移动通信设备有限公司 一种同步小区时频域资源的方法、终端及网络侧设备
CN111988840B (zh) * 2020-08-31 2021-06-01 西安电子科技大学 基于同步信号块联合统计的物理小区标识提取方法
CN112187693B (zh) * 2020-09-15 2022-10-18 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） 5g系统中pss定时同步的方法及装置
CN112911698B (zh) * 2021-01-13 2023-04-11 北京中科晶上科技股份有限公司 通信系统中的定时同步方法及装置
CN112910805B (zh) * 2021-01-18 2022-04-08 西安电子科技大学 基于5g新空口系统的频偏估计方法
CN112911701B (zh) * 2021-01-29 2022-06-21 展讯通信（上海）有限公司 频偏控制方法及装置、终端、存储介质
CN113411159B (zh) * 2021-06-22 2023-01-20 Oppo广东移动通信有限公司 一种频率搜索方法、装置及存储介质
CN113890803B (zh) * 2021-09-28 2023-09-29 中信科移动通信技术股份有限公司 一种通信下行同步方法及系统
CN116133053A (zh) * 2021-11-10 2023-05-16 华为技术有限公司 通信方法、装置及系统
CN114363136B (zh) * 2022-01-11 2024-05-28 重庆邮电大学 一种5g nr基于小区搜索ssb块索引的精确频偏估计方法
CN115150240B (zh) * 2022-06-27 2023-07-04 芯象半导体科技(北京)有限公司 一种基于NB-IoT系统的时频同步的方法和装置
CN115567357A (zh) * 2022-09-09 2023-01-03 京信网络系统股份有限公司 时频同步方法、装置、设备、存储介质和程序产品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101437005A (zh) * 2008-12-12 2009-05-20 中国人民解放军理工大学通信工程学院 通信同步过程中存在定时误差的整数倍频偏估计方法
CN101895982A (zh) * 2010-07-12 2010-11-24 合肥东芯通信股份有限公司 应用于长期演进的下行同步的方法、设备及系统
CN103001914A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 电子科技大学 基于循环前缀的小数倍载波同步算法
CN103441778A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 电子科技大学 一种基于cp平顶法的td-lte小区搜索同步方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101217525B (zh) * 2008-01-16 2012-09-26 中兴通讯股份有限公司 一种正交频分复用系统中实现下行帧同步的方法和装置
US8462647B2 (en) * 2009-07-28 2013-06-11 Broadcom Corporation Method and system for multiple frequency hypothesis testing with full synch acquisition in an E-UTRA/LTE UE receiver
CN102223696B (zh) * 2011-06-17 2013-09-25 电子科技大学 一种lte系统中小区搜索方法
CN105099982B (zh) * 2015-09-06 2019-07-09 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种频偏估计方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101437005A (zh) * 2008-12-12 2009-05-20 中国人民解放军理工大学通信工程学院 通信同步过程中存在定时误差的整数倍频偏估计方法
CN101895982A (zh) * 2010-07-12 2010-11-24 合肥东芯通信股份有限公司 应用于长期演进的下行同步的方法、设备及系统
CN103001914A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 电子科技大学 基于循环前缀的小数倍载波同步算法
CN103441778A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 电子科技大学 一种基于cp平顶法的td-lte小区搜索同步方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
5G中上下行同步技术的研究与仿真;林丹丹;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20190515;全文 *
Complexity optimized CP length pre-decision metric for cell searcher in the downlink of 3GPP LTE system;YoungBum Kim;《IEEE》;20101015;全文 *

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