通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备技术方案

本发明专利技术提供一种通信信号的检测方法、系统、计算机可读存储介质及设备，检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则获取通信信号的频偏；根据通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算通信信号的时偏。本发明专利技术对接收信号相应symbol group的相邻符号进行差分共轭相乘，无需本地再生成前导序列，即可判断检测接收到的前导序列，再检测接收信号中的前导序列，通过相应计算得到时偏以及频偏的值，完成同步，不会对检测造成干扰。

Communication signal detection method / system, computer-readable storage medium and equipment

The present invention provides a detection method, a system, a computer readable storage medium and a device for a communication signal. The detection method includes: traversing the frequency hopping mode of a symbol group randomly accessing the preamble in the received communication signal; extracting the symbol of the corresponding time frequency position in the communication signal according to the frequency hopping mode and judging the received. If there is a random access preamble in the communication signal, if it is, the frequency offset of the communication signal is obtained; according to the spectrum of the communication signal, the symbol groups under the different subcarriers in the preamble are interpolated to the corresponding time domain, and the time offset of the communication signal is estimated according to the interpolated symbols. The invention makes the differential conjugate multiplied by the adjacent symbols of the corresponding symbol group of the received signal, and without the need to regenerate the preamble sequence locally, the preamble sequence can be detected and detected, then the preamble sequence in the received signal is detected, the time bias and the frequency offset value are obtained by corresponding calculation, and the synchronization is completed, and the detection will not be caused by the detection. Disturbing.

【技术实现步骤摘要】
通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备
本专利技术属于物联网
，涉及一种检测方法和系统，特别是涉及一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备。
技术介绍
基于NB-IoT(窄带蜂窝物联网)标准的物联网技术是远距离无线通讯技术中的新技术，针对终端传输数量多，单个终端传输数据量小，终端位置固定等应用场景，具备六大技术优势，即覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优。NB-IoT技术支持终端待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命设计目标高达10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。窄带随机接入信道顾名思义就是传输随机接入请求的。随机接入过程是UE从空闲态获取专用信道资源转变为连接态的重要方法手段。有别于LTE中随机接入前导(Preamble)使用了ZC序列，NB-IoT中的随机接入前导(Preamble)使用的是单频传输(使用3.75KHZ的子载波间隔)，同时采取单子载波跳频符号组的方式发送不同循环前缀(CP)的前导码(Preamble)。随机接入前导码包含两种格式，两种格式的循环前缀不一样。参见如下所示前导码参数配置表。表1：前导码参数配置表随机接入前导码(Preamble)包含四个没有间隙的符号组(SymbolGroup)，重复次。每个符号组由一个长为TCP的循环前缀(CP)和5个长度相等的符号组成，这5个符号的总长度为TSEQ，且这5个符号上发送的信号是完全相同的，请参阅图1，显示为随机接入符号组示意图。如图1所示，每个符号组之间会有跳频(FrequencyHopping)。选择不同的随机接入前导即是选择不同跳频起始的子载波。分配给preamble的频域资源不能超过频域最大子载波数48，NPRACH跳频的粒度为一个符号组，即组成一个preamble的4个符号组在不同的子载波上传输，并且跳频会被限制在一个连续的12个子载波的集合内。具体的跳频位置计算如下：每个symbol所在的子载波：第i个符号组的频域位置：f(-1)＝0其中ninit为由MAC层选择的子载波，取值范围c(n)是由初始化的随机序列。由于跳频被限制在一个连续的12个子载波的集合内，因此有12种可能性。如果没有指示用于第一个preamble符号组的子载波，则UE会自己选一个。接下来的3个符号组使用的子载波的位置取决于第一个符号组的子载波位置。对于下一次重复的第一个符号组的子载波选择，会使用和重复的编号(即t)作为输入来进行伪随机跳频，且该重复接下来的符号组的子载波选择再次取决于该重复的第一个符号组的结果。这种跳频算法设计使得只要给UE分配不同的起始子载波，就会带来不重叠的跳频样式。因此，分配给NPRACH资源的子载波数，就等于可用的preamble数。每个子载波位置就对应一个preamble，因此在NB-IoT中，不存在类似于LTE中的preambleindex概念。请参阅图2，显示为Preamble在频域上的传输示意图。如图2所示，Preamble在频域上的传输是一次preamble尝试重复4次的跳频举例。这里，每一个矩形表示一个preamble符号组，因此一个preamble重复包含了4个矩形。基带导频信号的生成和每个符号组跳频的偏置相关，是个复信号，具体计算公式如下：RA的基带信号由生成。其中0≤t＜TSEQ+TCP，βNPRACH是功率系数，ΔfRA由表2给出。表2：ΔfRA表PreambleformatΔfRA0,13.75kHz现有的一种检测算法中，接收端根据接收的前导序列与本地产生的前导序列进行相关检测，根据PDP来判断接收到的前导序列。这种方法需要本地产生前导序列。现有另一种检测算法中使用二维FFT，从中取出峰值来检测前导序列，但是信号中有大量非前导序列位置的信号，做二维FFT会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰。因此，如何提供一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备，以解决现有技术需要本地产生前导序列，或需要对信号中有大量非前导序列位置的信号进行二维FFT，则会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种通信信号的检测方法/系统、计算机可读存储介质及设备，用于解决现有技术需要本地产生前导序列，或需要对信号中有大量非前导序列位置的信号进行二维FFT，则会引入很大的旁瓣，对检测造成干扰的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种通信信号的检测方法，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。于本专利技术的一实施例中，在遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式的步骤前，所述通信信号的检测方法还包括：接收所述通信信号，对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码只不过各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏的步骤包括：遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号；对各相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积；累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续执行下一步骤；若否，返回遍历的每一个跳频模式的步骤；计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值；根据所述差分共轭乘积的滤波值，估算通信信号的频偏。于本专利技术的一实施例中，差分共轭乘积的滤波值＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏的步骤包括：根据所述通信信号的频谱，将各符号组的符号插值到随机接入前导码的中间符号位置；提取子载波相隔为1的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的第一差分共轭乘积，对所述第一差分共轭乘积进行滤波，以获取第一差分共轭乘积的滤波值，根据所述第一差分共轭乘积的滤波值，估算整数时偏；同时提取子载波相隔为6的相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取相邻两个符号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信信号的检测方法，其特征在于，该通信信号基于NB‑IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。

【技术特征摘要】
1.一种通信信号的检测方法，其特征在于，该通信信号基于NB-IOT随机接入信道；所述通信信号的检测方法包括：遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式；根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应时频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码上各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏；根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏。2.根据权利要求1所述的通信信号的检测方法，其特征在于，在遍历接收到的通信信号中随机接入前导码的符号组的跳频模式的步骤前，所述通信信号的检测方法还包括：接收所述通信信号，对所述通信信号进行载波修正，形成修正频偏后的通信信号；从修正频偏后的通信信号中提取一组符号组，去除循环前缀；并从符号组中提取出5个字符，对提取出的符号进行FFT变换。3.根据权利要求2所述的通信信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述跳频模式，提取出通信信号中对应视频位置的符号，计算各相邻的两个符号的相关性，以判断所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，若是，则对随机接入前导码只不过各符号组中的相邻符号进行预定频偏处理，以获取通信信号的频偏的步骤包括：遍历的每一个跳频模式后，提取出接收到的通信信号中该跳频模式对应时频位置的符号；对各相邻两个符号执行差分共轭相乘，以获取各相邻两个符号的差分共轭乘积；累加各相邻两个符号的差分共轭乘积，以获取累加结果；判断所述累加结果是否大于预设噪声门限，若是，表示所接收的通信信号中是否存在随机接入前导码，继续执行下一步骤；若否，返回遍历的每一个跳频模式的步骤；计算平均的差分共轭乘积，并对该平均的差分共轭乘积进行滤波，以获取差分共轭乘积的滤波值；根据所述差分共轭乘积的滤波值，估算通信信号的频偏。4.根据权利要求3所述的通信信号的检测方法，其特征在于，差分共轭乘积的滤波值＝上一次遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以Alpha滤波系数+当前遍历的跳频模式下的平均的差分共轭乘积乘以(1-Alpha滤波系数)。5.根据权利要求3所述的通信信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述通信信号的频谱，将随机接入前导码中各个不同子载波下的符号组插值到对应的时域位置，根据插值得到的符号，估算所述通信信号的时偏的步骤包括：根据所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂云松，王浩文，钱歆晨，李念文，郑再峰，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31