CN111163501B - 窄带物联网联合小区搜索及同步方法 - Google Patents

窄带物联网联合小区搜索及同步方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111163501B
CN111163501B CN201911370603.XA CN201911370603A CN111163501B CN 111163501 B CN111163501 B CN 111163501B CN 201911370603 A CN201911370603 A CN 201911370603A CN 111163501 B CN111163501 B CN 111163501B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell
executed
search
recovery
needs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911370603.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111163501A (zh
Inventor
李宇
景振海
丁杰伟
张为民
周俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Keda Hengxin Semiconductor Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Keda Hengxin Semiconductor Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Keda Hengxin Semiconductor Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Keda Hengxin Semiconductor Technology Co ltd
Priority to CN201911370603.XA priority Critical patent/CN111163501B/zh
Publication of CN111163501A publication Critical patent/CN111163501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111163501B publication Critical patent/CN111163501B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0069—Cell search, i.e. determining cell identity [cell-ID]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J2011/0096—Network synchronisation

Abstract

本发明公开了一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法。本发明一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法，包括：接收到数字前端的输出数据，并对其进行数字增益控制；根据上层控制信息判定当前需要执行小区搜索还是小区恢复；若需要执行小区搜索，则根据上层控制信息判定需要执行初始小区搜索还是邻小区搜索。本发明的有益效果：适用于多种小区搜索或同步场景，复杂度降低并减少资源占用。

Description

窄带物联网联合小区搜索及同步方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法。
背景技术
窄带物联网终端检测小区的过程可以分为两类：小区搜索与小区恢复。小区搜索是指在未知小区标识的情形下，通过基站发送的物理同步信号完成对小区的同步以及小区标识的检测，细化地，小区搜索又可分为初始小区搜索和邻小区搜索；小区恢复是指终端已经与基站建立连接的前提下进入睡眠状态，唤醒后恢复与睡眠前已同步小区的连接或者时频同步，细化地，小区恢复又可以分为服务小区恢复和邻小区恢复。
现有的小区搜索方法主要适用于一种搜索情形，专利“一种LTE系统小区搜索方法”(公开号：CN108494518A)阐述了初始小区搜索的基本过程与方法；专利“用户终端及其邻小区检测方法”(公开号：106817714B)则阐述一种搜索及检测邻小区的方法。
传统技术存在以下技术问题：
当前小区检测方法缺少系统地给出适用于多种小区搜索或同步场景的方法，为了简化终端设备中小区搜索及检测系统的复杂度并减少资源占用，需要一种适应多种情形的联合小区搜索及同步方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法，所述方案包括以下步骤：
接收到数字前端的输出数据，并对其进行数字增益控制；根据上层控制信息判定当前需要执行小区搜索还是小区恢复；若需要执行小区搜索，则根据上层控制信息判定需要执行初始小区搜索还是邻小区搜索；若需要执行小区恢复，则据上层控制信息判定需要执行服务小区恢复还是邻小区恢复；执行初始小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行单峰查找及门限判决；执行邻小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行多峰查找及门限判决；执行服务小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行单峰查找及门限判决；执行邻小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行多峰查找及门限判决；执行初始小区搜索或服务小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计和频偏估计与恢复；执行邻小区搜索或邻小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计；利用傅里叶变换将时域信号变换到频域；利用NSSS信号实现小区标识及帧号检测。
所述接收到数字前端的输出数据，并对其进行数字增益控制，包括：一个功率计算单元和一个增益控制单元。
所述功率计算单元，包括：在实现中，由于对复信号的功率计算需要使用乘法器，因此采用以下简化方式来估算信号功率：
Figure BDA0002339565320000021
其中N为接收采样序列长度，Sreal(n)和Simag(n)分别为接收信号的实部和虚部。
所述增益控制单元，包括：在系统实现的算法设计阶段，通过仿真确定所需的输入信号的最佳幅度范围，根据
Figure BDA0002339565320000031
计算出信号幅度缩放系数；此外，由于NSSS信号位于系统帧号为偶数的NB-IoT系统帧上，因此增益控制单元可用于检测连续的系统帧上NSSS位置上的信号功率大小，进而确定帧号的奇偶性，降低NSSS检测的计算复杂度。
所述根据上层控制信息判定当前需要执行小区搜索还是小区恢复，包括：如果上层控制未配置需要检测的小区信息，则需要执行小区搜索；如果上层控制信息中包含含待检测小区的小区标识，则需要执行小区恢复。
所述若需要执行小区搜索，则根据上层控制信息判定需要执行初始小区搜索还是邻小区搜索，包括：初始小区搜索指终端设备未与任一基站建立连接，需要从接收信号中检测到最适合连接的小区，并与其同步；邻小区搜索指终端设备已与服务小区建立连接，需要从接收信号中检测出其他适合接入的小区，当终端设备需要进行小区重选或者小区切换时可以快速实现。
所述若需要执行小区恢复，则据上层控制信息判定需要执行服务小区恢复还是邻小区恢复，包括：服务小区恢复是指在终端设备完成睡眠，被唤醒后需要找回进入睡眠前的服务小区，并与其同步及重新建立连接；邻小区恢复是指在完成服务小区恢复后，需要找回在邻小区搜索过程中检测到的适合接入的小区。
所述执行初始小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行单峰查找及门限判决，包括：初始小区搜索时，同步信号位置未知，因此需要在NB-IoT整帧时长内去检索NPSS相关峰值。
所述执行邻小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行多峰查找及门限判决，包括：由于适合接入的邻小区数目未知，因此需要对NPSS相关序列中的多个相关峰进行检测和判决。
所述执行服务小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行单峰查找及门限判决，包括：根据睡眠时长与终端时钟时间漂移速度，计算出所需的NPSS信号检测窗口，并在窗口范围内执行相关检测与判决。
所述利用NSSS信号实现小区标识及帧号检测，包括：为了提高邻小区搜索及邻小区恢复的执行效率，会在时域检测出一组通过阈值门限的NPSS相关峰位置{V1,V2,...VM}，每个相关峰的宽度为W，考虑到相邻两个NPSS信号的时间差可能小于W，因此需要在位置Vm左右称的[-W/2,W/2]区间内设置L个同步位置{Vm-1,Vm-2,...Vm-L}，根据选定的NPSS同步位置确定NSSS的同步位置，利用傅里叶变换将接收数据变换到频域，并与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别。
所述与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别，包括：执行小区搜索时，需要使用所有可能的NSSS本地序列与接收数据做互相关检测；执行小区恢复时，仅需使用目标小区标识对应NSSS本地序列与接收数据做互相关检测。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种计算机设备，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任一项所述方法的步骤。
基于同样的发明构思，本申请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任一项所述方法的步骤。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任一项所述的方法。
本发明的有益效果：
适用于多种小区搜索或同步场景，复杂度降低并减少资源占用。
附图说明
图1是本发明窄带物联网联合小区搜索及同步方法的流程图。
图2是本发明窄带物联网联合小区搜索及同步方法中的邻小区标识检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
窄带物联网小区搜索及同步可以划分为初始小区搜索、邻小区搜索、服务小区恢复以及邻小区恢复等四种模式，充分考虑并利用每种工作模式的特点与异同，可以有效降低系统设计的复杂度，减少软硬件资源消耗。
为达到以上目的，本发明实施方式中提供了一种小区搜索及同步方法，将四种工作模式进行联合实现。下面结合附图对本发明实施方式作详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S101，接收到数字前端的输出数据，并对其进行数字增益控制。
在具体实施中，包含一个功率计算单元和一个增益控制单元。在功率计算单元的实现中，由于对复信号的功率计算需要使用乘法器，因此采用以下简化方式来估算信号功率：
Figure BDA0002339565320000051
其中N为接收采样序列长度，Sreal(n)和Simag(n)分别为接收信号的实部和虚部。
在功率计算单元的实现中，在系统实现的算法设计阶段，通过仿真确定所需的输入信号的最佳幅度范围，根据
Figure BDA0002339565320000052
计算出信号幅度缩放系数；此外，由于NSSS信号位于系统帧号为偶数的NB-IoT系统帧上，因此增益控制单元可用于检测连续的系统帧上NSSS位置上的信号功率大小，进而确定帧号的奇偶性，降低NSSS检测的计算复杂度。
步骤S102，根据上层控制信息判定当前需要执行小区搜索还是小区恢复。
在具体实施中，如果上层控制未配置需要检测的小区信息，则需要执行小区搜索；如果上层控制信息中包含待检测小区的小区标识，则需要执行小区恢复。
步骤S103，若需要执行小区搜索，则根据上层控制信息判定需要执行初始小区搜索还是邻小区搜索。
在具体实施中，初始小区搜索指终端设备未与任一基站建立连接，需要从接收信号中检测到最适合连接的小区，并与其同步；邻小区搜索指终端设备已与服务小区建立连接，需要从接收信号中检测出其他适合接入的小区，当终端设备需要进行小区重选或者小区切换时可以快速实现。
步骤S104，若需要执行小区恢复，则据上层控制信息判定需要执行服务小区恢复还是邻小区恢复。
在具体实施中，服务小区恢复是指在终端设备完成睡眠，被唤醒后需要找回进入睡眠前的服务小区，并与其同步及重新建立连接；邻小区恢复是指在完成服务小区恢复后，需要找回在邻小区搜索过程中检测到的适合接入的小区。
步骤S105，执行初始小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行单峰查找及门限判决。
在具体实施中，初始小区搜索时，同步信号位置未知，因此需要在NB-IoT整帧时长内去检索NPSS相关峰值。
步骤S106，执行邻小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行多峰查找及门限判决。
在具体实施中，由于适合接入的邻小区数目未知，因此需要对NPSS相关序列中的多个相关峰进行检测和判决。
步骤S107，执行服务小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行单峰查找及门限判决。
在具体实施中，根据睡眠时长与终端时钟时间漂移速度，计算出所需的NPSS信号检测窗口，并在窗口范围内执行相关检测与判决。
步骤S108，执行邻小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行多峰查找及门限判决。
步骤S109，执行初始小区搜索或服务小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计和频偏估计与恢复。
步骤S110，执行邻小区搜索或邻小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计。
步骤S111，利用傅里叶变换将时域信号变换到频域。
步骤S112，利用NSSS信号实现小区标识及帧号检测。
在具体实施中，为了提高邻小区搜索及邻小区恢复的执行效率，如图2所示，会在时域检测出一组通过阈值门限的NPSS相关峰位置{V1,V2,...VM}，每个相关峰的宽度为W，考虑到相邻两个NPSS信号的时间差可能小于W，因此需要在位置Vm左右称的[-W/2,W/2]区间内设置L个同步位置{Vm-1,Vm-2,...Vm-L}，根据选定的NPSS同步位置确定NSSS的同步位置，利用傅里叶变换将接收数据变换到频域，并与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别。
在具体实施中，所述与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别，包括：执行小区搜索时，需要使用所有可能的NSSS本地序列与接收数据做互相关检测；执行小区恢复时，仅需使用目标小区标识对应NSSS本地序列与接收数据做互相关检测。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种窄带物联网联合小区搜索及同步方法，其特征在于，包括：
接收到数字前端的输出数据，并对其进行数字增益控制；
根据上层控制信息判定当前需要执行小区搜索还是小区恢复；
若需要执行小区搜索，则根据上层控制信息判定需要执行初始小区搜索还是邻小区搜索；
若需要执行小区恢复，则据上层控制信息判定需要执行服务小区恢复还是邻小区恢复；
执行初始小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行单峰查找及门限判决；
执行邻小区搜索时，利用本地NPSS序列与接收数据进行整帧范围相关，并执行多峰查找及门限判决；
执行服务小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行单峰查找及门限判决；
执行邻小区恢复时，利用本地NPSS序列与接收数据进行预设窗口范围内相关，并执行多峰查找及门限判决；
执行初始小区搜索或服务小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计和频偏估计与恢复；
执行邻小区搜索或邻小区恢复时，利用相关序列及相关峰实现时偏精估计；
利用傅里叶变换将时域信号变换到频域；
利用NSSS信号实现小区标识及帧号检测；
其中，初始小区搜索指终端设备未与任一基站建立连接，需要从接收信号中检测到最适合连接的小区，并与其同步；邻小区搜索指终端设备已与服务小区建立连接，需要从接收信号中检测出其他适合接入的小区，当终端设备需要进行小区重选或者小区切换时可以快速实现；
其中，服务小区恢复是指在终端设备完成睡眠，被唤醒后需要找回进入睡眠前的服务小区，并与其同步及重新建立连接；邻小区恢复是指在完成服务小区恢复后，需要找回在邻小区搜索过程中检测到的适合接入的小区。
2.如权利要求1所述的窄带物联网联合小区搜索及同步方法，其特征在于，如果上层控制未配置需要检测的小区信息，则需要执行小区搜索；如果上层控制信息中包含待检测小区的小区标识，则需要执行小区恢复。
3.如权利要求1所述的窄带物联网联合小区搜索及同步方法，其特征在于，在时域检测出一组通过阈值门限的NPSS相关峰位置{V1,V2,...VM}，每个相关峰的宽度为W，考虑到相邻两个NPSS信号的时间差可能小于W，因此需要在位置Vm左右称的[-W/2,W/2]区间内设置L个同步位置{Vm-1,Vm-2,...Vm-L}，根据选定的NPSS同步位置确定NSSS的同步位置，利用傅里叶变换将接收数据变换到频域，并与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别。
4.如权利要求3所述的窄带物联网联合小区搜索及同步方法，其特征在于，所述与本地NSSS进行相关检测，完成小区标识和帧号的识别，具体包括：执行小区搜索时，需要使用所有可能的NSSS本地序列与接收数据做互相关检测；执行小区恢复时，仅需使用目标小区标识对应NSSS本地序列与接收数据做互相关检测。
5.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1到4任一项所述方法的步骤。
6.一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到4任一项所述方法的步骤。
7.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1到4任一项所述的方法。
CN201911370603.XA 2019-12-26 2019-12-26 窄带物联网联合小区搜索及同步方法 Active CN111163501B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911370603.XA CN111163501B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 窄带物联网联合小区搜索及同步方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911370603.XA CN111163501B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 窄带物联网联合小区搜索及同步方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111163501A CN111163501A (zh) 2020-05-15
CN111163501B true CN111163501B (zh) 2021-11-09

Family

ID=70558339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911370603.XA Active CN111163501B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 窄带物联网联合小区搜索及同步方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111163501B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115002894B (zh) * 2022-08-03 2022-11-01 杰创智能科技股份有限公司 上行定时同步方法、装置、设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106160916A (zh) * 2016-08-25 2016-11-23 上海创远仪器技术股份有限公司 一种NB‑IoT小区搜索装置及其搜索方法
CN107612652A (zh) * 2017-08-11 2018-01-19 中国科学技术大学 基于窄带物联网协议的小区搜索方法及系统
WO2018197014A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Communication device and method for cell search
CN110463285A (zh) * 2017-03-24 2019-11-15 英特尔公司 用于机器类型通信和窄带物联网设备的唤醒信号

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10178612B2 (en) * 2016-04-26 2019-01-08 Qualcomm Incorporated Enhanced machine-type communications cell acquisition using narrow band synchronization channel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106160916A (zh) * 2016-08-25 2016-11-23 上海创远仪器技术股份有限公司 一种NB‑IoT小区搜索装置及其搜索方法
CN110463285A (zh) * 2017-03-24 2019-11-15 英特尔公司 用于机器类型通信和窄带物联网设备的唤醒信号
WO2018197014A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Communication device and method for cell search
CN107612652A (zh) * 2017-08-11 2018-01-19 中国科学技术大学 基于窄带物联网协议的小区搜索方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
窄带物联网小区搜索算法研究与硬件实现;陈硕;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20190930(第9期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111163501A (zh) 2020-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103283165B (zh) 同步干扰限制的信道中的小区搜索的方法
CN110519196B (zh) 搜索物理小区标识的方法、计算机可读存储介质及小基站
CN102510566B (zh) 一种lte系统的邻区搜索方法及装置
CN113612527B (zh) 一种低轨卫星移动通信系统初始同步方法
CN107820273A (zh) 一种检测D2D中sidelink的同步信号的方法及装置
CN111130683B (zh) 窄带物联网同频邻小区搜索方法
CN106603189A (zh) 一种lte系统中小区搜索干扰消除的方法
CN111163501B (zh) 窄带物联网联合小区搜索及同步方法
CN104754623B (zh) 基于lte系统干扰消除的小区搜索方法和系统
CN102438296B (zh) 一种fdd-lte改进型辅同步信号检测的小区搜索方法
CN105474594B (zh) 用户设备及其小区初始搜索方法与装置
CN101547043A (zh) 一种实现下行同步的方法、装置和终端
CN103686889A (zh) 小区搜索方法、装置以及用户设备
CN113473520A (zh) 小区搜索方法及装置、芯片、设备、存储介质
CN103052137A (zh) 一种小区搜索方法
CN108512570B (zh) 信号同步捕获方法、系统、计算机设备及可读存储介质
CN102036362B (zh) 复帧同步的获取方法及装置
CN108738124B (zh) 一种定时同步方法和装置
CN108462977B (zh) 一种自动增益控制方法及装置
CN103188788B (zh) 异构网络的定时控制方法和接入点
CN108270712A (zh) 一种改进的电力载波同步检测方法
KR102451618B1 (ko) 5g nr 통신을 기반으로 하는 pss 검출 방법 및 그 장치
JP2016533124A (ja) 位置確定方法、装置およびコンピュータ記憶媒体
CN111602458B (zh) 用于nprach检测的方法和设备
CN102685849B (zh) 信息获取装置、小区搜索装置和接收机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant