CN115102818A - 一种nr5g利用pss和sss完成下行同步的方法 - Google Patents

一种nr5g利用pss和sss完成下行同步的方法 Download PDF

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CN115102818A CN202210517308.8A CN202210517308A CN115102818A CN 115102818 A CN115102818 A CN 115102818A CN 202210517308 A CN202210517308 A CN 202210517308A CN 115102818 A CN115102818 A CN 115102818A
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Abstract

本发明公开了一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，涉及通信技术领域，包括：获取三组最大相关峰值；计算窗起始点P_0以及组内
Figure DDA0003640223480000011
获取粗同步点P_1；计算SSS时域信号的起始位置S_1；提取SSS时域数据；将SSS时域数据进行FFT变换，提取出SSS频域数据Sssfreq；基于3GPP协议、组内
Figure DDA0003640223480000012
和SSS频域数据Sssfreq，采用共轭相乘、IFFT变换以及求模运算的方法估算出物理小区组
Figure DDA0003640223480000013
根据估算出的物理小区组
Figure DDA0003640223480000014
和SSS频域数据Sssfreq，计算出粗同步点P_1的偏移值P_2；根据粗同步点P_1和偏移值P_2计算出精同步点P，作为PSS的同步点精确位置。本发明减小了计算复杂度，在有时偏的情况下，也能检测出
Figure DDA0003640223480000015
在有频偏情况下，通过SSS序列的时域相关峰计算时偏值，可以获取实际的同步点，避免ISI干扰。

Description

一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种NR5G利用PSS(主同步信号)和SSS(辅同步信号)完成下行同步的方法，在高速移动场景下，出现多普勒频移现象，使用PSS和SSS联合估计出精确同步点，减小解调MIB信号时产生的ISI(码间干扰)以及减小解调PDSCH信号产生的ISI。
背景技术
NR5G(New Radio)系统中，UE利用同步模块SSB(Synchronization Signal Block)完成下行同步，并计算出物理小区ID
Figure BDA0003640223460000011
然后根据同步信号点，计算出MIB的位置，解调MIB信息。同步常用方法如图1所示，包括：根据载波频点进行扫描，利用主同步信号PSS(Primary Synchronization Signal)序列自相关强的特点，与接收到信号进行相关运算，搜索到最大相关峰值后，确定小区组内号Nid2；然后根据辅同步信号SSS(SecondarySynchronization Signal)与PSS的相对位置，找到SSS信号，并估算出Nid1；完成下行同步。
其中，
Figure BDA0003640223460000012
Figure BDA0003640223460000013
为物理小区组ID，取值范围为0.1..,335，
Figure BDA0003640223460000014
为物理小区组内号ID，一共3个，取值为0,1,2。
PSS序列由
Figure BDA0003640223460000015
生成，SSS序列由
Figure BDA0003640223460000016
和
Figure BDA0003640223460000017
联合生成，所以常用方法为利用主同步信号估计出
Figure BDA0003640223460000018
然后再进一步利用辅同步信号估计出
Figure BDA0003640223460000019
PSS信号和SSS信号是采用M和Gold序列生成，其特点是具有强自相关特性，即相同序列进行相关运算后，得到相关峰值很大，而不同序列进行相关运算后，相关峰值很小。
重庆邮电大学的专利CN111107033A，提供了一种利用SSB信号完成下行同步的方法，该方法是先利用PSS信号进行降采样，然后经过不停的滑窗，与本地三组序列进行差分运算后，进行分段相关运算处理，分别计算出三组互相关峰值，选取最大峰值对应的小区组内号作为
Figure BDA00036402234600000110
并记录当前滑窗所在的点为粗同步点。粗同步点通过转换关系((粗同步点-1)*降采样倍数+1)转换为初始接收信号的真实值表示为R2，记为粗同步点位置。然后根据粗同步点R2位置，前后选取32点，此时不再对信号做降采样处理，进行64次滑窗互相关运算找到峰值点位置r，最终得到精确同步点R3＝R2-32+r。根据R3，以及PSS和SSS的相对位置，截取SSS信号序列，与本地336组SSS信号进行互相关运算，并对比互相关峰值大小，最大相关峰值对应的序列组号就为
Figure BDA0003640223460000021
上面的方法适合在低速情况下，如果在高速情况下，如卫星毫米波通信场景，信号进过信道后有多普勒频移，SSB(同步信号模块)达到UE时有大频偏，且信号在时间上有压缩。粗同步估计出的点R2会比实际同步点延后或提前很多，即使后面使用用非降采样进行滑窗相关运算，也很难找到精确的同步点。因为有多普勒频移的情况下，信号达到UE有大动态时延，导致信号在时间上有压缩，且频偏会对时域符号采样点带来旋转，从而导致相关运算找到的峰值点不准确。若同步点估计值比实际点的值提前，则每个OFDM符号的时域数据未落在CP范围内，则会对OFDM符号的解调带来ISI，导致MIB解调成功率降低。
发明内容
本发明在于提供一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其能够缓解上述问题。
为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：
本发明提供了一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，包括以下步骤：
S1、基于3组PSS本地序列和NR5G接收信号进行相关运算，获取三组最大相关峰值；
S2、找到三组最大相关峰值中的最大值，记录该最大值对应的窗起始点，记为P_0，以及该最大值对应的PSS本地序列索引号，记为组内ID
Figure BDA0003640223460000022
S3、以P_0为相关峰对应的滑窗起始点，获取粗同步点P_1；
S4、基于粗同步点P_1计算SSS时域信号的起始位置S_1；
S5、基于SSS时域信号的起始位置S_1，提取SSS时域数据；
S6、将SSS时域数据进行FFT变换，提取出SSS频域数据Sssfreq；
S7、基于3GPP协议、物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000023
的取值范围、组内ID
Figure BDA0003640223460000024
以及SSS频域数据Sssfreq，采用共轭相乘、IFFT变换以及求模运算的方法估算出物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000025
S8、根据估算出的物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000031
和SSS频域数据Sssfreq，计算出粗同步点P_1的偏移值P_2；
S9、根据粗同步点P_1和偏移值P_2计算出精同步点P，作为PSS的同步点精确位置。
本技术方案的技术效果是：当存在多普勒频移时，利用PSS和SSS信号进行联合估计，可以减小对物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000032
搜索的计算复杂度，在有时偏的情况下，也能检测出
Figure BDA0003640223460000033
可以减小精同步的计算复杂度，且在有频偏情况下，通过SSS序列的时域相关峰计算时偏值，可以获取实际的同步点，避免ISI干扰(利用PSS进行时域序列滑窗相关运算得到的同步点会有一定误差，如果同步点落在CP外，则会带来ISI干扰)。由于粗同步点对于实际同步点存在偏差，从而对SSS时域数据的提取会有时延，时延会对SSS频域数据带来相位旋转，且直接用SSS频域数据进行相关，是无法找到准确的小区组ID
Figure BDA0003640223460000034
步骤S7能在SSS时域数据存在时延情况下(SSS频域数据存在相位旋转)，更好的找到小区组ID，且计算简单，只需要在频域做共轭相乘，然后经过IFFT变换到时域求模即可。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤S1包括：
S11、对NR5G接收信号和3组PSS本地序列进行4倍降采样；
S12、将4倍降采样后的NR5G接收信号，与4倍降采样后的3组PSS本地序列进行滑窗相关运算，得到所述三组最大相关峰值，分别记为y0,y1,y2。
本技术方案的技术效果是：可以在本地先生成3组PSS时域序列，然后经过经过4倍降采样后得到PSS的降采样时域序列。该序列数据可以存放到内存中直接读取。由于经过4倍采样后，相关运算的点数减小，从而减小了运算复杂度。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S3中，P_1＝4*P_0-Delay0，其中，4为降采样倍数，Delay0是使粗同步点延后的采样点数。
本技术方案的技术效果是：将粗同步点进行时延偏移，防止因为粗同步点估计值比实际点提前，会影响SSS时域数据带来ISI。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S4中，S_1＝P_1+2*Lofdm，Lofdm＝Ncp+N0，其中Lofdm为时域符号长度，Ncp为循环前缀CP的长度，N0为IFFT的点数。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S5中，从SSS时域信号的起始位置S_1，提取Lofdm数据，去除CP后，有N0个数据，该N0个数据即为SSS时域数据。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S6中，将SSS时域数据进行FFT变换后得到N0个频域数据，并根据SSS频域数据所在位置，提取SSS频域数据Sssfreq。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤S7具体包括以下步骤：
S71、根据3GPP协议，利用物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000041
的取值范围以及组内ID
Figure BDA0003640223460000042
联合生成336组本地SSS频域数据；
S72、将SSS频域数据Sssfreq与336组本地SSS频域数据共轭相乘，得到336组SSS共轭相乘后的结果；
S73、将336组SSS共轭相乘后的结果进行IFFT变换，得到336组IFFT变换后的序列；
S74、对336组IFFT变换后的序列进行求模运算，得到各序列相关值的幅值；
S75、对于每组IFFT变换后的序列，均找出其最大的一个相关值的幅值，记为相关峰，共得到336个相关峰；
S76、从步骤S75得到的336个相关峰中找出最大的一个相关峰，并且将该相关峰对应的本地SSS频域数据所用到的组ID索引，赋值给物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000043
此时完成物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000044
的估算。
本技术方案的技术效果是：通过频域共轭相乘后，经过IFFT变换到时域，减小了对SSS信号时域相关的复杂度，且消除了时偏带来的频域数据相位旋转导致频域相关峰无法准确找到的问题。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤S8具体包括以下步骤：
S81、根据估算出的物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000045
获取本地SSS参考频域数据Sssref；
S82、将SSS频域数据Sssfreq与本地SSS参考频域数据Sssref共轭相乘，将该相乘结果进行IFFT运算后求模，得到时域相关值；
S83、根据时域相关值找到最大相关值作为相关峰，将该相关峰对应的索引记为Delay2；
S84、根据Delay2计算粗同步点P_1的偏移值P_2。
本技术方案的技术效果是：通过时域功率谱找到当前的时延，获得相对粗同步点P_1的时延偏移，从而计算得到精准同步点P_2。将接收信号的SSS频域数据与本地频域数据计算时域相关峰，并记录相关峰的位置，可以估计出粗同步点带来的时延偏移，相对于传统的精同步方法(滑窗相关运算)，计算步骤简单，复杂度低。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤S84具体包括：
若Delay2<0.5*N0，则P_2＝Delay2；
否则P_2＝-(N0-Delay2)；
其中，N0为IFFT的点数。
本技术方案的技术效果是：能清楚的表达出粗同步点P_1相对于PSS的同步点精确位置的状态。若Delay2＝0，则说明当前SSS时域数据Sssfreq没有引入时偏，PSS同步时找到的粗同点P_1即为PSS的同步点精确位置；若Delay2小于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置延后了Delay2个点；若Delay2大于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置提前了N0-Delay2个点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是NR5G常规完成下行同步的流程图；
图2是实施例中NR5G完成下行同步的流程图；
图3是实施例中物理小区组ID的估算流程图；
图4是实施例中粗同步点P_1的偏移值P_2的计算流程图；
图5是实施例1中粗同步点P_1提前时Delay2的估算时延图；
图6是实施例2中粗同步点P_1延后时Delay2的估算时延图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参照图2～图5，本实施例以毫米波100M带宽为例，系统子载波间隔为120kHz，0.5ms有61440个采样点，共56个符号，其中第一个OFDM符号CP长度为136，数据长度为1024，其余55个符号的CP长度为72，数据长度为1024。SSB信号分布在第一个slot，其起始位置为第4个符号(符号从0开始)，则PSS信号在发送端的起始点为4448。本实施例提供了一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，包括以下步骤：
S1、将3组PSS本地序列(xref0,xref1,xref2)和NR5G接收信号x，进行滑窗相关运算，得到三组最大相关峰值，分别记为y0,y1,y2。
其中，x是接收机对接收信号进行了4倍降采样后的数据，(xref0,xref1,xref2)也是将PSS本地序列进行4倍降采样后的数据。通过滑窗相关运算(将接收信号分别与本地PSS序列进行滑窗相关)
S2、找到三组最大相关峰值y0,y1,y2中的最大值，记录该最大值对应的窗起始点，记为P_0，以及该最大值对应的PSS本地序列索引号，记为组内ID
Figure BDA0003640223460000061
在本实施例中，得到P_0值为1116，Delay0设置为小于0.2*Ncp，Delay0＝12。
在本实施例中，记录了10ms的相关结果，最终找到组内ID
Figure BDA0003640223460000062
S3、以P_0为相关峰对应的滑窗起始点，计算粗同步点P_1＝4*P_0-Delay0。
其中，4为降采样倍数，Delay0是使粗同步点延后的采样点数，可让同步点能尽可能落在CP(循环前缀)内，防止对提取SSS时域信号有ISI(码间干扰)。
在本实施例中，P_1＝4*P_0-12＝4452。
S4、利用PSS和SSS在NR5G系统中相差两个OFDM时域符号的关系，基于粗同步点P_1计算SSS时域信号的起始位置S_1，具体如下：
S_1＝P_1+2*Lofdm，
Lofdm＝Ncp+N0，
其中，Lofdm为时域符号长度当前值为1096，Ncp为循环前缀CP的长度，当前值为72，N0为IFFT的点数，当前值为1024。
S5、基于SSS时域信号的起始位置S_1，提取SSS时域数据，具体为：
从SSS时域信号的起始位置S_1，提取Lofdm数据，去除CP后，有N0个数据，该N0个数据即为SSS时域数据。
S6、提取出SSS频域数据Sssfreq，具体为：
将SSS时域数据去CP后进行FFT变换得到N0个频域数据，并根据SSS频域数据所在位置，提取127点SSS频域数据，记为Sssfreq。
S7、估算出物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000071
具体如下：
S71、根据3GPP协议(38.211 7.4.2.3节)，利用物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000072
的取值范围以及组内ID
Figure BDA0003640223460000073
联合生成336组本地SSS频域数据，其中，物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000074
的取值范围为0～335；
S72、将SSS频域数据Sssfreq与336组本地SSS频域数据共轭相乘，得到336组SSS共轭相乘后的结果，将336组SSS共轭相乘后的结果补零到IFFT长度，长度为N0(SUB6G制式100M带宽时N0为4096；毫米波制式，100M带宽时，N0为1024)；
S73、将336组SSS共轭相乘后的结果进行IFFT变换，得到336组IFFT变换后的序列；
S74、对336组IFFT变换后的序列进行求模运算，得到各序列相关值的幅值；
S75、对于每组IFFT变换后的序列，均找出其最大的一个相关值的幅值，记为相关峰，共得到336个相关峰；
S76、从步骤S75得到的336个相关峰中找出最大的一个相关峰，并且记录该相关峰对应的本地SSS频域数据所用到的组ID索引，该组ID索引即为搜索到物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000075
在步骤S7中，通过SSS频域与336组本地SSS频域数据进行共轭相乘，然后进行IFFT到时域并进行求模运算找组大相关峰，可以在粗同步带来的时偏导致频域序列相位旋转的情况下估计出
Figure BDA0003640223460000076
并且可以用于克服抗频偏带来的相位干扰。
S8、计算粗同步点P_1的偏移值P_2，具体如下：
S81、根据估算出的物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000077
获取发送端SSS使用的本地SSS参考频域数据Sssref；
S82、将SSS频域数据Sssfreq与本地SSS参考频域数据Sssref共轭相乘，将该相乘结果进行IFFT运算后求模，得到时域相关值；
在步骤S82中，IFFT运算前先将共轭结果补零到N0；
S83、在步骤S82中得到的时域相关值有N0个点，从N0个时域相关值中找到最大相关值作为相关峰，将该相关峰对应的索引记为Delay2；
在本实施例中，Delay2＝1021，见图5所示。
S84、根据Delay2计算粗同步点P_1的偏移值P_2，具体为：
若Delay2<0.5*N0，则P_2＝Delay2；
否则P_2＝-(N0-Delay2)；
其中，N0为IFFT的点数。
若Delay2＝0，则说明当前SSS时域数据Sssfreq没有引入时偏，PSS同步时找到的粗同点P_1即为PSS的同步点精确位置；若Delay2小于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置延后了Delay2个点；若Delay2大于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置提前了N0-Delay2个点。
在本实施例中，由于Delay2＞0.5*N0＝512，因此P2＝-(1024+1-1021)＝-4(matlab起始点为1，所以要加1)。
S9、计算精同步点P，
P＝P_1+P_2，
将精同步点P作为PSS的同步点精确位置。
在本实施例中，精同步点P＝P1+P2＝4452-4＝4448。
实施例2
请参照图2、图3、图4和图6，本实施例以毫米波100M带宽为例，系统子载波间隔为120kHz，0.5ms有61440个采样点，共56个符号，其中第一个OFDM符号CP长度为136，数据长度为1024，其余55个符号的CP长度为72，数据长度为1024。SSB信号分布在第一个slot，其起始位置为第4个符号(符号从0开始)，则PSS信号在发送端的起始点为4448。本实施例提供了一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，包括以下步骤：
S1、将3组PSS本地序列(xref0,xref1,xref2)和NR5G接收信号x，进行滑窗相关运算，得到三组最大相关峰值，分别记为y0,y1,y2。
其中，x是接收机对接收信号进行了4倍降采样后的数据，(xref0,xref1,xref2)也是将PSS本地序列进行4倍降采样后的数据。通过滑窗相关运算(将接收信号分别与本地PSS序列进行滑窗相关)
S2、找到三组最大相关峰值y0,y1,y2中的最大值，记录该最大值对应的窗起始点，记为P_0，以及该最大值对应的PSS本地序列索引号，记为组内ID
Figure BDA0003640223460000091
在本实施例中，得到P_0值为1108，Delay0＝12，小于0.2*Ncp。
在本发明中，记录了10ms的相关结果，最终找到组内ID
Figure BDA0003640223460000092
S3、以P_0为相关峰对应的滑窗起始点，计算粗同步点P_1＝4*P_0-Delay0。
其中，4为降采样倍数，Delay0是使粗同步点延后的采样点数，可让同步点能尽可能落在CP(循环前缀)内，防止对提取SSS时域信号有ISI(码间干扰)。
在本实施例中，P_1＝4*P_0-12，得到P_1为4420。
S4、利用PSS和SSS在NR5G系统中相差两个OFDM时域符号的关系，基于粗同步点P_1计算SSS时域信号的起始位置S_1，具体如下：
S_1＝P_1+2*Lofdm，
Lofdm＝Ncp+N0，
其中，Lofdm为时域符号长度，当前值为1096，Ncp为循环前缀CP的长度，当前值为72，N0为IFFT的点数，当前值为1024。
S5、基于SSS时域信号的起始位置S_1，提取SSS时域数据，具体为：
从SSS时域信号的起始位置S_1，提取Lofdm数据，去除CP后，有N0个数据，该N0个数据即为SSS时域数据。
S6、提取出SSS频域数据Sssfreq，具体为：
将SSS时域数据去CP后进行FFT变换得到N0个频域数据，并根据SSS频域数据所在位置，提取127点SSS频域数据，记为Sssfreq。
S7、估算出物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000093
具体如下：
S71、根据3GPP协议(38.211 7.4.2.3节)，利用物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000094
的取值范围以及组内ID
Figure BDA0003640223460000095
联合生成336组本地SSS频域数据，其中，物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000096
的取值范围为0～335；
S72、将SSS频域数据Sssfreq与336组本地SSS频域数据共轭相乘，得到336组SSS共轭相乘后的结果，将336组SSS共轭相乘后的结果补零到IFFT长度，长度为N0(SUB6G制式100M带宽时N0为4096；毫米波制式，100M带宽时，N0为1024)；
S73、将336组SSS共轭相乘后的结果进行IFFT变换，得到336组IFFT变换后的序列；
S74、对336组IFFT变换后的序列进行求模运算，得到各序列相关值的幅值；
S75、对于每组IFFT变换后的序列，均找出其最大的一个相关值的幅值，记为相关峰，共得到336个相关峰；
S76、从步骤S75得到的336个相关峰中找出最大的一个相关峰，并且记录该相关峰对应的本地SSS频域数据所用到的组ID索引，该组ID索引即为搜索到物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000101
在步骤S7中，通过SSS频域与336组本地SSS频域数据进行共轭相乘，然后进行IFFT到时域并进行求模运算找组大相关峰，可以在粗同步带来的时偏导致频域序列相位旋转的情况下估计出
Figure BDA0003640223460000102
并且可以用于克服抗频偏带来的相位干扰。
S8、计算粗同步点P_1的偏移值P_2，具体如下：
S81、根据估算出的物理小区组ID
Figure BDA0003640223460000103
获取发送端SSS使用的本地SSS参考频域数据Sssref；
S82、将SSS频域数据Sssfreq与本地SSS参考频域数据Sssref共轭相乘，将该相乘结果进行IFFT运算后求模，得到时域相关值；
在步骤S82中，IFFT运算前先将共轭结果补零到N0；
S83、在步骤S82中得到的时域相关值有N0个点，从N0个时域相关值中找到最大相关值作为相关峰，将该相关峰对应的索引记为Delay2；
在本实施例中，Delay2＝29，见图6所示。
S84、根据Delay2计算粗同步点P_1的偏移值P_2，具体为：
若Delay2<0.5*N0，则P_2＝Delay2；
否则P_2＝-(N0-Delay2)；
其中，N0为IFFT的点数。
若Delay2＝0，则说明当前SSS时域数据Sssfreq没有引入时偏，PSS同步时找到的粗同点P_1即为PSS的同步点精确位置；若Delay2小于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置延后了Delay2个点；若Delay2大于0.5*N0，则说明粗同步点P_1在PSS的同步点精确位置提前了N0-Delay2个点。
在本实施例中，由于Delay2＝29(Delay2<0.5*N0)，P2＝29-1＝28(Matlab起始点为1，所以要减1)。
S9、计算精同步点P，
P＝P_1+P_2，
将精同步点P作为PSS的同步点精确位置。
在本实施例中，精同步点P＝P1+P2＝4420+28＝4448。
从实施例1、2可以看出，当存在多普勒频移时，在粗同步不精准的情况下，通过PSS和SSS可以联合估计出精准同步点，精同步不受粗同步带来的时偏的影响，即实现了本发明前述的技术效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于3组PSS本地序列和NR5G接收信号进行相关运算，获取三组最大相关峰值；
S2、找到三组最大相关峰值中的最大值，记录该最大值对应的窗起始点，记为P_0，以及该最大值对应的PSS本地序列索引号，记为组内
Figure RE-FDA0003801889360000011
S3、以P_0为相关峰对应的滑窗起始点，获取粗同步点P_1；
S4、基于粗同步点P_1计算SSS时域信号的起始位置S_1；
S5、基于SSS时域信号的起始位置S_1，提取SSS时域数据；
S6、将SSS时域数据进行FFT变换，提取出SSS频域数据Sssfreq；
S7、基于3GPP协议、物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000012
的取值范围、组内
Figure RE-FDA0003801889360000013
以及SSS频域数据Sssfreq，采用共轭相乘、IFFT变换以及求模运算的方法估算出物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000014
S8、根据估算出的物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000015
和SSS频域数据Sssfreq，计算出粗同步点P_1的偏移值P_2；
S9、根据粗同步点P_1和偏移值P_2计算出精同步点P，作为PSS的同步点精确位置。
2.根据权利要求1所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、对NR5G接收信号和3组PSS本地序列进行4倍降采样；
S12、将4倍降采样后的NR5G接收信号，与4倍降采样后的3组PSS本地序列进行滑窗相关运算，得到所述三组最大相关峰值，分别记为y0,y1,y2。
3.根据权利要求2所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，在步骤S3中，P_1＝4*P_0-Delay0，其中，4为降采样倍数，Delay0是使粗同步点延后的采样点数。
4.根据权利要求3所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，在步骤S4中，S_1＝P_1+2*Lofdm，Lofdm＝Ncp+N0，其中Lofdm为时域符号长度，Ncp为循环前缀CP的长度，N0为IFFT的点数。
5.根据权利要求4所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，在步骤S5中，从SSS时域信号的起始位置S_1，提取Lofdm数据，去除CP后，有N0个数据，该N0个数据即为SSS时域数据。
6.根据权利要求5所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，在步骤S6中，将SSS时域数据进行FFT变换后得到N0个频域数据，并根据SSS频域数据所在位置，提取SSS频域数据Sssfreq。
7.根据权利要求6所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，步骤S7具体包括以下步骤：
S71、根据3GPP协议，利用物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000021
的取值范围以及组内
Figure RE-FDA0003801889360000022
联合生成336组本地SSS频域数据；
S72、将SSS频域数据Sssfreq与336组本地SSS频域数据共轭相乘，得到336组SSS共轭相乘后的结果；
S73、将336组SSS共轭相乘后的结果进行IFFT变换，得到336组IFFT变换后的序列；
S74、对336组IFFT变换后的序列进行求模运算，得到各序列相关值的幅值；
S75、对于每组IFFT变换后的序列，均找出其最大的一个相关值的幅值，记为相关峰，共得到336个相关峰；
S76、从步骤S75得到的336个相关峰中找出最大的一个相关峰，并且将该相关峰对应的本地SSS频域数据所用到的组ID索引，赋值给物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000023
此时完成物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000024
的估算。
8.根据权利要求7所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，步骤S8具体包括以下步骤：
S81、根据估算出的物理小区组
Figure RE-FDA0003801889360000025
获取本地SSS参考频域数据Sssref；
S82、将SSS频域数据Sssfreq与本地SSS参考频域数据Sssref共轭相乘，将该相乘结果进行IFFT运算后求模，得到时域相关值；
S83、根据时域相关值找到最大相关值作为相关峰，将该相关峰对应的索引记为Delay2；
S84、根据Delay2计算粗同步点P_1的偏移值P_2。
9.根据权利要求8所述NR5G利用PSS和SSS完成下行同步的方法，其特征在于，步骤S84具体包括：
若Delay2＜0.5*N0，则P_2＝Delay2；
否则P_2＝-(N0-Delay2)；
其中，N0为IFFT的点数。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116723074A (zh) * 2023-08-10 2023-09-08 北京智芯微电子科技有限公司 下行同步方法、装置、设备、芯片及可读存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140321450A1 (en) * 2013-03-21 2014-10-30 Beijing Lenovo Software Ltd. Method, receiver and system for signal synchronization
WO2015066866A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and device for detecting secondary synchronous signal, computer program and storage medium
CN110912645A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种基于sdr平台的5g nr下行同步方法及系统
CN111107033A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 重庆邮电大学 一种5g系统下行帧定时同步方法
CN112637946A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 重庆邮电大学 一种适用于大频偏的pss定时同步方法
EP3806551A1 (en) * 2018-06-04 2021-04-14 Datang Mobile Communications Equipment Co., Ltd. Energy-saving state transition method, terminal, and base station
CN113315595A (zh) * 2021-04-23 2021-08-27 中山大学 一种窄带物联网系统下行初始同步跟踪方法
CN113890803A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 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
CN114363136A (zh) * 2022-01-11 2022-04-15 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

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140321450A1 (en) * 2013-03-21 2014-10-30 Beijing Lenovo Software Ltd. Method, receiver and system for signal synchronization
WO2015066866A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and device for detecting secondary synchronous signal, computer program and storage medium
EP3806551A1 (en) * 2018-06-04 2021-04-14 Datang Mobile Communications Equipment Co., Ltd. Energy-saving state transition method, terminal, and base station
CN110912645A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种基于sdr平台的5g nr下行同步方法及系统
CN111107033A (zh) * 2019-12-20 2020-05-05 重庆邮电大学 一种5g系统下行帧定时同步方法
CN112637946A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 重庆邮电大学 一种适用于大频偏的pss定时同步方法
CN113315595A (zh) * 2021-04-23 2021-08-27 中山大学 一种窄带物联网系统下行初始同步跟踪方法
CN113890803A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 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
CN114363136A (zh) * 2022-01-11 2022-04-15 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

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NTT DOCOMO, INC.: "R1-1700608 \"Discussion and evaluation on NR- PSS/SSS structure\"", 3GPP TSG_RAN\\WG1_RL1, no. 1 *
高尚蕾: ""5G系统基于PSS和SSS联合频偏估计方法"", 《光通信研究》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116723074A (zh) * 2023-08-10 2023-09-08 北京智芯微电子科技有限公司 下行同步方法、装置、设备、芯片及可读存储介质
CN116723074B (zh) * 2023-08-10 2023-10-27 北京智芯微电子科技有限公司 下行同步方法、装置、设备、芯片及可读存储介质

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