CN113872897B - 实现mib主消息块解析的方法、装置、处理器及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，包括分别生成主同步信号数据、辅同步信号数据和物理广播信道解调参考信号数据；进行主相关同步；判断辅同步信号的最大相关值是否有效，如果是，则辅同步成功，确认最强小区PCI；提取基带数据中物理广播信道和解调参考信号的数据；确认当前波束的编号；进行信道估计，重构物理广播信道数据；解QPSK调制，解加扰。本发明还涉及一种用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的装置、处理器及计算机可读存储介质，采用了本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，采用线性最小均方误差LMMSE信道估计，能在复杂电磁环境下得到良好的解析成功率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信研发和测试领域，具体是指一种针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
5G NR是一种基于OFDM技术全新设计的数字蜂窝通信方式。相比于4G LTE，5G NR具有峰值速率更高，可以支持更大数据传输应用，空口时延毫秒级，可以满足自动驾驶等实时应用，频谱利用率更高更灵活和超大网络容量等显著优点，同时5G NR向下兼容4G LTE，充分考虑了技术的继承性和实际建网投资时的成本过渡问题。
5G NR用的主要关键技术有：1.超密集异构网络，未来5G基站部署数量将是4G时代的10倍以上，同时终端数也会呈现爆炸式增长，为了实现更高效的站点切换，新的协调算法和网络动态部署将显得十分重要。2.内容分发网络，面对5G时代更大数据量需求的业务，不仅需要考虑增加传输带宽，还要考虑路由阻塞、延迟和网站服务器处理能力等问题，如何分发这些大流量的业务内容，将是内容分发网络需要解决的问题。3.M2M通信，作为物联网最常见的应用方式，M2M通信在智能电网，智能家居，环境监测等方面具有广泛的应用价值。智能化，交互化是M2M通信的典型特点。
当前NR系统消息中MIB主消息块的解析通常采用最小二乘LS信道估计，这种方式在信噪比良好，没有明显信道衰落时效果很好，但在复杂电磁环境下，信号质量严重恶化，解析成功率将大大降低，且解析成功耗时很长。本发明提供了一种适用于复杂电磁环境下，快速解析NR系统消息中MIB主消息块的方法。采用线性最小均方误差LMMSE信道估计能有效地在噪声与干扰中提取有用信号，具有较强的环境使用能力。同时，算法设计中充分考虑了速度要求，把一些需要经常使用的数据预先计算存储，在信道解码时也仅处理必要最小长度的数据，节约了很多运行时间，实时性较好。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足操作简便、实时性好、适用范围较为广泛的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)分别生成主同步信号数据、辅同步信号数据和物理广播信道解调参考信号数据；
(2)提取接收端的基带数据，进行主相关同步，判断主同步信号是否过门限，如果是，则继续步骤(3)；否则，结束步骤；
(3)进行辅同步相关，判断辅同步相关是否过门限，如果是，则继续步骤(4)；否则，结束步骤；
(4)根据物理广播信道及其解调参考信号与主同步信号的相对位置关系，提取基带数据中物理广播信道和解调参考信号的数据，计算得到频域数据；
(5)将本地生成的对应最强小区PCI的解调参考信号数据与基带数据中的解调参考信号数据进行相关，确认当前波束的编号；
(6)将本地生成的对应最强小区PCI和Beam编号的解调参考信号数据与基带数据中提取的解调参考信号数据进行信道估计，重构接收基带数据中的物理广播信道数据；
(7)根据重构后的物理广播信道数据解QPSK调制，并解加扰；
(8)解调解扰后的二进制MIB码流信道解码。
较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)提取接收端的基带数据，分别通过主同步信号数据与接收端基带数据滑动相关，确定相关值最大的点的位置和对应的组内ID；
(2.2)根据主同步信号和辅同步信号的相对位置关系，提取基带数据中辅同步信号的数据，得到频域数据，并与本地生成辅同步信号数据相关，得到最大值和对应的组ID。
较佳地，所述的步骤(1)中生成主同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成主同步信号数据：
dPSS(n)＝1-2x(m)；
其中，0≤n＜127，
较佳地，所述的步骤(1)中生成辅同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成辅同步信号数据：
dSSS(n)＝[1-2x0((n+m0)mod127)][1-2x1((n+m1)mod127)]
其中，0≤n＜127。
较佳地，所述的步骤(1)中生成物理广播信道解调参考信号数据，具体为：
根据以下公式生成物理广播信道解调参考信号数据：
其中，序列{c(m)}是伪随机序列，序列长度为0≤m<288。
较佳地，所述的步骤(2)中进行主相关同步，具体为：
根据以下公式进行主相关同步：
Cn＝Ln×R′ n
其中，Cn为PSS时域相关结果，Ln为本地生成PSS时域数据，R′ n为接收端基带数据的共轭。
较佳地，所述的步骤(5)中确认当前波束的编号，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号PCI的物理广播信道解调参考信号数据进行相关，找出最大值及对应波束编号。
较佳地，所述的步骤(6)中进行信道估计，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号和波束编号的物理广播信道解调参考信号数据进行信道估计，在信道均衡后通过提取出的物理广播信道与该信道估计重构接收端基带物理广播信道。
较佳地，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：
通过QPSK调制物理广播信道，通过伪随机序列加扰，确定当前波束编号后，通过对应的波束编号段伪随机数进行解扰，并解QPSK调制。
较佳地，所述的步骤(8)具体包括以下步骤：
(8.1)进行解速率匹配；
(8.2)进行极化码译码；
(8.3)进行CRC校验；
(8.4)进行解加扰。
该用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
该用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
采用了本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，适用于复杂电磁环境下，针对NR系统消息中MIB主消息块解析快速高效的方法，采用线性最小均方误差LMMSE信道估计，能在复杂电磁环境下得到良好的解析成功率。同时，算法设计中充分考虑了实时性要求，预先生成需要重复使用的常量数据存储，并分段相关判断，减少了计算量，具有较强的环境使用能力。
附图说明
图1为本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的流程图。
图2为本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的信道解码的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1和图2所示，本发明的该针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其中包括以下步骤：
(1)分别生成主同步信号数据、辅同步信号数据和物理广播信道解调参考信号数据；
(2)提取接收端的基带数据，进行主相关同步，判断主同步信号是否过门限，如果是，则继续步骤(3)；否则，结束步骤；
(3)进行辅同步相关，判断辅同步相关是否过门限，如果是，则继续步骤(4)；否则，结束步骤；
(4)根据物理广播信道及其解调参考信号与主同步信号的相对位置关系，提取基带数据中物理广播信道和解调参考信号的数据，计算得到频域数据；
(5)将本地生成的对应最强小区PCI的解调参考信号数据与基带数据中的解调参考信号数据进行相关，确认当前波束的编号；
(6)将本地生成的对应最强小区PCI和Beam编号的解调参考信号数据与基带数据中提取的解调参考信号数据进行信道估计，重构接收基带数据中的物理广播信道数据。
(7)根据重构后的物理广播信道数据解QPSK调制，并解加扰；
(8)解调解扰后的二进制MIB码流信道解码；
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)提取接收端的基带数据，分别通过主同步信号数据与接收端基带数据滑动相关，确定相关值最大的点的位置和对应的组内ID；
(2.2)根据主同步信号和辅同步信号的相对位置关系，提取基带数据中辅同步信号的数据，得到频域数据，并与本地生成辅同步信号数据相关，得到最大值和对应的组ID。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)中生成主同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成主同步信号数据：
dPSS(n)＝1-2x(m)；
其中，0≤n′127，
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)中生成辅同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成辅同步信号数据：
dSSS(n)＝[1-2x0((n+m0)mod127)][1-2x1((n+m1)mod127)]
其中，0≤n＜127。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)中生成物理广播信道解调参考信号数据，具体为：
根据以下公式生成物理广播信道解调参考信号数据：
其中，序列{c(m)}是伪随机序列，序列长度为0≤m<288。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)中进行主相关同步，具体为：
根据以下公式进行主相关同步：
Cn＝Ln×R′ n
其中，Cn为PSS时域相关结果，Ln为本地生成PSS时域数据，R′ n为接收端基带数据的共轭。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(5)中确认当前波束的编号，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号PCI的物理广播信道解调参考信号数据进行相关，找出最大值及对应波束编号。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(6)中进行信道估计，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号和波束编号的物理广播信道解调参考信号数据进行信道估计，在信道均衡后通过提取出的物理广播信道与该信道估计重构接收端基带物理广播信道。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：
通过QPSK调制物理广播信道，通过伪随机序列加扰，确定当前波束编号后，通过对应的波束编号段伪随机数进行解扰，并解QPSK调制。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(8)具体包括以下步骤：
(8.1)进行解速率匹配；
(8.2)进行极化码译码；
(8.3)进行CRC校验；
(8.4)进行解加扰。
本发明的该用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的装置，其中所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
本发明的该用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中，包括以下步骤：分别生成主同步信号PSS的数据，辅同步信号SSS的数据和物理广播信道解调参考信号PBCH-DMRS的数据；提取接收端基带I/Q数据，并和本地生成PSS数据滑动相关，确认最强PSS的位置和对应最强小区组内ID提取接收端基带数据中对应最强SSS的数据，并与本地生成SSS数据相关，确认最强小区组ID和物理小区号PCI；提取接收端基带数据中对应最强PBCH-DMRS的数据和物理广播信道PBCH的数据；把提取出的最强PBCH-DMRS的数据与本地生成的对应最强PCI的PBCH-DMRS相关，确认最强波束Beam的编号；用最强PCI和它的最强Beam对应的PBCH-DMRS数据与接收基带数据中提取出的PBCH-DMRS数据做信道估计，并重构接收端基带数据中PBCH的数据；PBCH数据解QPSK调制和解加扰；MIB码流信道解码，包括：解速率匹配、极化码译码、CRC验证和解加扰。采用了本发明的移动通信系统中针对NR系统消息中MIB主消息块解析的方法，适用于复杂电磁环境下，具有较强的环境使用能力。
在本发明的具体实施方式中，作为本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的MIB主消息块，其具有如下形式的构成：
本发明的移动通信系统中针对NR系统消息中MIB主消息块解析的方法，其中，包括以下步骤：
(1)分别生成3种代表的主同步信号PSS的数据，分别生成1008种物理小区PCI代表的辅同步信号SSS的数据，分别生成每种PCI对应的8种物理广播信道解调参考信号PBCH-DMRS的数据，合计1008x8种；
(2)提取接收端采样的基带数据，分别用3种代表的PSS数据与接收端基带数据滑动相关，确定相关值最大的点的位置和对应的组内ID/>
(3)根据SSS和PSS的相对位置关系，提取基带数据中SSS的数据后快速傅里叶变换FFT得到频域数据，并分别与1008种SSS序列中满足要求的序列相关，找出最大值和对应的组ID/>
(4)判断SSS的最大相关值是否有效，有效则说明辅同步成功，最强小区PCI已确认，可进行后续处理，否则结束解析过程；
(5)根据物理广播信道PBCH及其解调参考信号PBCH-DMRS与PSS的相对位置关系，提取基带数据中PBCH和PBCH-DMRS的数据后FFT得到频域数据；
(6)用本地生成的对应最强小区PCI的8种PBCH-DMRS数据与基带数据中的PBCH-DMRS数据相关，确认当前波束Beam的编号；
(7)用本地生成的对应最强小区PCI和Beam编号的PBCH-DMRS数据与基带数据中提取的PBCH-DMRS数据做信道估计，重构接收基带数据中的PBCH数据；
(8)重构后的PBCH数据解QPSK调制，解加扰；
(9)解调解扰后的二进制MIB码流信道解码，包括：解速率匹配、极化码译码、CRC校验和解加扰。
步骤(1)中分别生成3种PSS数据，分别生成1008种SSS数据，分别生成1008x8种PBCH-DMRS数据，具体为：
物理小区
根据以下公式进行PSS序列生成：
dPSS(n)＝1-2x(m)；
其中，0≤n＜127，/>x(i+7)＝(x(i+4)+x(i))mod2，[x(6)x(5)x(4)x(3)x(2)x(1)x(0)]＝[1 1 1 0 1 1 0]。
根据接收端基带数据的采样率FS和子载波间隔SC，选择合适的逆快速傅里叶变换大小把上述PSS序列IFFT变换到时域。
根据以下公式进行SSS序列生成：
dSSS(n)＝[1-2x0((n+m0)mod127)][1-2x1((n+m1)mod127)]；
其中，0≤n＜127；
x0(i+7)＝(x0(i+4)+x0(i))mod2，x1(i+7)＝(x1(i+1)+x1(i))mod2，
[x0(6)x0(5)x0(4)x0(3)x0(2)x0(1)x0(0)]＝[0 0 0 0 0 1]，
[x1(6)x1(5)x1(4)x1(3)x1(2)x1(1)x1(0)]＝[0 0 0 0 0 1]。
根据以下公式进行PBCH-DMRS序列生成：
其中，序列{c(m)}是伪随机序列，初始值 与PBCH的生成相关，序列长度0≤m<288。
步骤(2)中主同步相关，具体为：
根据以下公式进行相关计算：
Cn＝Ln·R′ n；
其中，Cn是PSS时域相关结果，Ln是本地生成PSS时域数据，R′ n是接收端基带数据的共轭。滑动窗内每个点需要分别使用3种各计算1次，找出滑动窗内相关值最大的点和对应/>的值。
步骤(4)中辅同步相关，具体为：
在同一个SS/PBCH block(SSB)中，SSS占用PSS后面的第二个符号，取SSS所在符号的时域数据，经过快速傅里叶变换FFT得到频域数据，再分别与1008种本地生成的SSS序列中满足PSS检测得出的最大要求的序列相关，计算最大值。也就是只检测满足PCI∈{0,1,…1007}，/>的序列。为了减小频偏和噪声干扰的影响，可以对127点的SSS的分段相关。
步骤(5)中SSS相关的门限确定，具体为：
把SSS序列累加相关结果的平方除以接收端基带SSS频域数据的平方和作为最终结果，再确定一个绝对门限值来筛选最强小区是否过门限。
步骤(6)中提取物理广播信道及其解调参考信号数据，具体为：
在同一个SS/PBCH block(SSB)中，PBCH和PBCH-DMRS占用PSS后面的3个符号，经过快速傅里叶变换FFT得到频域数据，其中符号1和3上，PBCH和PBCH-DMRS占用全部频域数据，符号2上占用两端的频域数据(记PSS所在符号编号为0)。每4个频域资源单元RE为1组，其中PBCH占用3个，PBCH-DMRS占用1个，其位置分配与小区号PCI有关。
步骤(7)中确认波束编号，具体为：
使用提取出的PBCH-DMRS数据与本地生成的对应最强PCI的8种PBCH-DMRS数据相关，找出最大值及对于波束Beam编号。因为PBCH-DMRS分布在3个符号上，相关计算时也需要分符号进行处理，使得效果尽可能好。
步骤(8)中信道估计，具体为：
使用提取出的PBCH-DMRS数据与本地生成的对应最强PCI和Beam编号的PBCH-DMRS数据信道估计，信道均衡后再用提取出的PBCH数据与该信道估计重构接收端基带PBCH数据，这个过程同样需要分符号进行。
步骤(9)中物理广播信道解调制解加扰，具体为：
PBCH采用QPSK调制，之后经过伪随机序列加扰，伪随机序列初始值cinit＝PCI，且加扰时每8个PBCH为一组，一组长度为8x864。在确定了当前Beam编号后，用对应8段中的第Beam编号段伪随机数进行解扰，再解QPSK调制。
步骤(10)中MIB解码，还包括以下步骤：
(10.1)解速率匹配；
(10.2)极化码译码；
(10.3)CRC校验；
(10.4)解加扰。
在本发明的实施例中，移动通信系统中针对NR系统消息中MIB主消息块解析的方法，其中包括以下步骤：
1)拟定采样率FS＝30.72MHz，子载波间隔SC＝30kHz，FFT和IFFT大小FFTsize(IFFTsize)＝1024，分别生成3种PSS数据，分别生成1008种SSS数据，分别生成1008x8种PBCH-DMRS的数据，具体为：
物理小区
根据以下公式进行PSS序列生成：
dPSS(n)＝1-2x(m)……(1)
其中，0≤n＜127，/>
x(i+7)＝(x(i+4)+x(i))mod2，[x(6)x(5)x(4)x(3)x(2)x(1)x(0)]＝[1 1 1 0 11 0]。
PSS序列生成后，进行IFFT变换到时域数据。
根据以下公式进行SSS序列生成：
dSSS(n)＝[1-2x0((n+m0)mod127)][1-2x1((n+m1)mod127)]……(2)
其中，0≤n＜127；
x0(i+7)＝(x0(i+4)+x0(i))mod2，x1(i+7)＝(x1(i+1)+x1(i))mod2，
[x096)x095)x094)x093)x092)x091)x090)]＝[0 0 0 0 0 1]，
[x1(6)x1(5)x1(4)x1(3)x1(2)x1(1)x1(0)]＝[0 0 0 0 0 1]。
根据以下公式进行PBCH-DMRS序列生成：
其中，序列{c(m)}是伪随机序列，初始值 与PBCH的生成相关，序列长度0≤m<288。
2)提取接收端采样的基带数据25ms，分别用3种代表的PSS数据与整个25ms的接收端基带数据滑动相关，确定PSS相关值最大的点的位置和对应/>根据以下公式进行相关计算：
Cn＝Ln·R′ n……(4)
其中，Cn是PSS时域相关结果，Ln是本地生成PSS时域数据，R′ n是接收端基带数据的共轭。为了增强相关计算的效果，可以使用PSS所在符号和循环前缀CP的数据共同用于相关计算。为了减小频偏和噪声干扰的影响，可以对PSS的相关计算分段进行。
3)在同一个SS/PBCH block(SSB)中，SSS占用PSS后面的第二个符号，取SSS所在符号的时域数据，经过快速傅里叶变换FFT得到频域数据，再分别与1008种本地生成的SSS序列中满足PSS检测得出的最大要求的序列相关，计算最大值。也就是只检测满足PCI∈{0,1,…1007}，/>的序列。为了减小频偏和噪声干扰的影响，可以对127点的SSS序列的分段相关，例如可以把长为127的SSS序列分4段计算，前3段各32，最后1段31。研究各SSS序列的特点，可以发现分段的32点中1和-1的数量大致相当，这保证了相关数据的正交性。
4)把SSS序列相关累加结果的平方除以接收端基带SSS频域数据的平方作为最终结果，再确定一个绝对门限值来筛选最强小区是否过门限。例如32个本地SSS序列与接收端基带数据中对应32个数据相关累加结果平方之后除以接收端基带数据中对应32个数据模平方和，理论最大值为32，考虑信噪比确定门限合理值，例如门限值定位G-SSS-32＝4。只有当前分段的SSS相关值过门限才继续计算下一段，只有4段SSS相关值都通过门限才认为当前检测的物理小区存在。
5)在同一个SS/PBCH block(SSB)中，PBCH和PBCH-DMRS占用PSS后面的3个符号，经过快速傅里叶变换FFT得到频域数据，其中符号1和3上占用全部频域数据，符号2上占用两端的频域数据(记PSS所在符号编号为0)。一个SSB中，频域上共有240个资源单元RE，每4个RE为1组，其中PBCH占用其中3个RE，PBCH-DMRS占用剩余1个。PBCH-DMRS占用RE位置分配与小区号PCI有关，具体为RE编号index mod4＝PCI mod4。
6)使用提取出的PBCH-DMRS数据与本地生成的对应最强PCI的8种PBCH-DMRS相关，找出相关最大值及对于波束Beam编号。因为PBCH-DMRS分布在3个符号上，相关计算时也需要分符号进行处理，使得效果尽可能好。同时考虑频偏影响，每个符号也可分段相关，例如每12个PBCH-DMRS占用RE为一组计算，这样PBCH-DMRS占用的3个符号分别被分成了5,2,5组。
7)使用提取出的PBCH-DMRS数据与本地生成的对应最强PCI和Beam编号的PBCH-DMRS信道估计，信道均衡后再用提取出的PBCH数据与该信道估计重构接收端基带PBCH数据，这个过程同样需要分符号分组进行。信道估计的好坏直接关系到MIB解析的成功率，为此使用更为复杂，抗干扰能力更好的线性最小均方误差LMMSE信道估计，公式为：
其中，HLMMSE是LMMSE信道估计矩阵，Rhh是信道冲击响应自相关矩阵，β是星座图因子，对于MIB采用QPSK来说，β＝1，SNR是平均信噪比，I是单位矩阵，HLS是LS信道估计矩阵。
8)PBCH采用QPSK调制，之后再经过伪随机序列加扰，伪随机序列初始值cinit＝PCI，且加扰时每8个PBCH为一组，一组长度为8x864。在确定了当前Beam编号后，用对应8段中的第Beam编号段伪随机数进行解扰，再解QPSK调制。后续信道解码时只需要512比特数据，因此这一步可以只处理512比特数据，而不是864比特。
9)MIB信道解码，具体包括以下步骤：
9.1)解速率匹配。MIB经过极化编码后得到512比特，再经过交织处理，重排512比特顺序，然后把这512比特部分重复得到864比特。因此解速率匹配只需要处理512比特，按照交织映射的关系反过来恢复数据顺序。
9.2)极化码译码。极化码译码可以采用连续消除及其优化算法，解码之后需要从512比特中提取出编码输入的56比特，按照编码过程的反向操作进行。
9.3)CRC校验。MIB负载信息一共32比特，采用CRC24C校验，得到56比特。在极化码译码成功得到56比特后，使用其中前32比特采用CRC24C生成24比特与后24比特校验码对比，完全一致说明校验通过，解码成功。
9.4)解加扰。MIB32比特负载CRC校验通过后，需要对这32比特解加扰，提取信息。加扰序列的生成与各比特具体表示的信息有关，解加扰后即得到正确MIB负载信息。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块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。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，适用于复杂电磁环境下，针对NR系统消息中MIB主消息块解析快速高效的方法，采用线性最小均方误差LMMSE信道估计，能在复杂电磁环境下得到良好的解析成功率。同时，算法设计中充分考虑了实时性要求，预先生成需要重复使用的常量数据存储，并分段相关判断，减少了计算量，具有较强的环境使用能力。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (12)
1.一种针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)分别生成主同步信号数据、辅同步信号数据和物理广播信道解调参考信号数据；
(2)提取接收端的基带数据，进行主相关同步，判断主同步信号是否过门限，如果是，则继续步骤(3)；否则，结束步骤；
(3)进行辅同步相关，判断辅同步相关是否过门限，如果是，则继续步骤(4)；否则，结束步骤；
(4)根据物理广播信道及其解调参考信号与主同步信号的相对位置关系，提取基带数据中物理广播信道和解调参考信号的数据，计算得到频域数据；
(5)将本地生成的对应最强小区PCI的解调参考信号数据与基带数据中的解调参考信号数据进行相关，确认当前波束的编号；
(6)将本地生成的对应最强小区PCI和Beam编号的解调参考信号数据与基带数据中提取的解调参考信号数据进行信道估计，重构接收基带数据中的物理广播信道数据；
(7)根据重构后的物理广播信道数据解QPSK调制，并解加扰；
(8)解调解扰后的二进制MIB码流信道解码；
所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)提取接收端的基带数据，分别通过主同步信号数据与接收端基带数据滑动相关，确定相关值最大的点的位置和对应的组内ID；
(2.2)根据主同步信号和辅同步信号的相对位置关系，提取基带数据中辅同步信号的数据，得到频域数据，并与本地生成辅同步信号数据相关，得到最大值和对应的组ID。
2.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中生成主同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成主同步信号数据：
dPSS(n)＝1-2X(m)；
其中，0≤n＜127，
3.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中生成辅同步信号数据，具体为：
根据以下公式生成辅同步信号数据：
dSSS(n)[12x0((n+m0)mod127)][1-2xi((n+mi)mod127)]
其中，
4.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中生成物理广播信道解调参考信号数据，具体为：
根据以下公式生成物理广播信道解调参考信号数据：
其中，序列{c(m)}是伪随机序列，序列长度为0≤m<288。
5.根据权利要求3所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中进行主相关同步，具体为：
根据以下公式进行主相关同步：
Cn＝Ln×R′h
其中，Cn为PSS时域相关结果，Ln为本地生成PSS时域数据，R′n为接收端基带数据的共轭。
6.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5)中确认当前波束的编号，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号PCI的物理广播信道解调参考信号数据进行相关，找出最大值及对应波束编号。
7.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(6)中进行信道估计，具体包括以下步骤：
使用提取出的物理广播信道解调参考信号数据与本地生成的对应最强物理小区号和波束编号的物理广播信道解调参考信号数据进行信道估计，在信道均衡后通过提取出的物理广播信道与该信道估计重构接收端基带物理广播信道。
8.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：
通过QPSK调制物理广播信道，通过伪随机序列加扰，确定当前波束编号后，通过对应的波束编号段伪随机数进行解扰，并解QPSK调制。
9.根据权利要求1所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法，其特征在于，所述的步骤(8)具体包括以下步骤：
(8.1)进行解速率匹配；
(8.2)进行极化码译码；
(8.3)进行CRC校验；
(8.4)进行解加扰。
10.一种用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至9中任一项所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
11.一种用于实现针对NR系统消息的MIB主消息块解析处理的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至9中任一项所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至9中任一项所述的针对NR系统消息实现MIB主消息块解析处理的方法的各个步骤。
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