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技术方案

本发明专利技术涉及一种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，包括数据缓存模块，与数据源相连接，用于在同步处理前对数据进行缓存；变频模块，与所述的数据缓存模块相连接；滤波及降采样模块，与所述的变频模块相连接；滑动相关模块，与所述的滤波及降采样模块相连接。本发明专利技术还涉及一种实现针对矢量信号分析仪平台的5G信号同步处理方法。采用了本发明专利技术的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，将信号采样率降到7.68Mbps，再做滑动相关。5G信号同步采用软硬件相结合来实现，大大提高了5G信号同步的处理速度，以及矢量信号分析仪平台的分析速度，减少了资源占用率。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及信号处理领域，具体是指一种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。
技术介绍
数字通信的发展对测试提出了更高更新的要求，测量仪器—矢量信号分析仪以其能够全面地对各种调制模式的信号作精准的测量和分析的强大功能，在发射机和接收机测试中起着至关重要的作用。第五代移动通信技术，简称5G，是最新一代蜂窝移动通信技术。目前3GPP协议已经有比较完善的5G通信协议。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。其中高数据速率和减少延迟就要求更快的5G信号同步处理技术。矢量信号分析仪中5G模块也将必不可少。对于信号分析仪，信号同步是信号分析的前提条件。同步的理论依据是主同步信号PSS具有良好的互相关性，实现方法是本地同步序列与接收信号进行滑动相关。在5G帧结构中，主同步信号PSS、辅同步信号SSS、广播信道PBCH以及PBCH的参考信号组成SS/PBCH块，一个无线帧中有多个SS/PBCH块，不同的SS/PBCH块包含的主辅同步信号相同。PSS是用来做粗同步、SSS是用来做精同步，PBCH是用来确定帧头位置。粗同步在软件实现耗时，将其放在FPGA中实现。FPGA在开始进行粗同步的时候，同时往DDR4中存储数字基带IQ数据，用来上传给上位机进行后续分析。SSS本地序列就有336组，考虑到FPGA资源的占用率，将SSS精同步放在上位机实现。对于5G信号，不同采样率下OFDM符号长度可配的点数有256、512、1024、2048和4096。如果不做降采样，滑动相关的窗长就需要按照配置而改变，最大窗长4096，窗长越长，滑动相关运算的点数越多，同步处理速度就越慢；如果不做降采样，在滑动相关模块需要更多的滤波器，乘法器，加法器和寄存器来实现上述5种OFDM符号点数的滑动相关，因此提出将信号采样率降到7.68Mbps，再做滑动相关。5G信号同步采用软硬件相结合来实现，大大提高了5G信号同步的处理速度，减少了资源占用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足处理速度快、资源占用率少、适用范围较为广泛的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。为了实现上述目的，本专利技术的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如下：该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，其主要特点是，所述的系统包括：数据缓存模块，与数据源相连接，用于在同步处理前对数据进行缓存；变频模块，与所述的数据缓存模块相连接，用于将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间的频率差值；滤波及降采样模块，与所述的变频模块相连接，用于提取同步信号并降低信号的采样率；滑动相关模块，与所述的滤波及降采样模块相连接，用于计算接收数据与本地PSS序列滑动相关的模值，得到模值大于阈值情况下的时刻和本地PSS序列序号。较佳地，所述的变频模块包括：变频信号生成单元，与所述的数据缓存模块相连接，用于生成变频信号；运算单元组，包括乘法运算子单元和加减法运算子单元，用于计算同步信号与零频之间的频率差值，并确定上变频或下变频。较佳地，所述的滤波及降采样模块包括：带宽选择单元，与所述的变频模块相连接，用于根据带宽位数选择对应的滤波器进行信号处理；滤波器组，包括多个滤波器，与所述的带宽选择单元相连接，所述的多个滤波器分别对应不同的采样率，用于根据带宽位数提供不同的采样率的信号；信号输出单元，与所述的多个滤波器相连接，用于输出滤波器的输出结果。该利用上述系统实现针对矢量信号分析仪平台的5G信号同步处理方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的数据缓存模块进行数据缓存；(2)所述的变频模块，将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间的频率差值；(3)所述的滤波及降采样模块提取同步信号并降低信号的采样率；(4)所述的滑动相关模块计算接收数据与本地PSS序列滑动相关的模值。较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)将同步信号通过频谱搬移至零频；(2.2)计算同步信号与零频之间的频率差值；(2.3)根据频率差值确定上变频或下变频。较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：(3.1)选择适合的带宽位数选择对应的滤波器进行信号处理；(3.2)根据带宽位数选择对应的滤波器进行信号处理，输出结果。较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：(4.1)计算当前时刻的相关结果；(4.2)移动滑动窗，并计算下一个时刻的相关结果；(4.3)得到接收数据与本地三组PSS序列滑动相关后的计算结果，并计算模值；(4.4)比较模值与阈值，如果模值大于阈值，记录时刻和本地PSS序列序号；否则，继续比较下一组数据。较佳地，所述的步骤(4.2)中计算下一个时刻的相关结果，具体为：根据以下公式计算下一个时刻的相关结果：corr(t)＝∑N(I+jQ)·(i+jq)*；其中，I和Q分别为接收信号的实部和虚部，i和q分别为本地码的实部和虚部，N为滑动相关的窗长，t为t时刻，计数t时刻的相关值，(i+jq)*表示取共轭。采用了本专利技术的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，将信号采样率降到7.68Mbps，再做滑动相关。5G信号同步采用软硬件相结合来实现，大大提高了5G信号同步的处理速度，以及矢量信号分析仪平台的分析速度，减少了资源占用率。附图说明图1为本专利技术的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的结构示意图。图2为本专利技术的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的变频模块的结构框图。图3为本专利技术的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的滤波和降采样模块的结构框图。图4为本专利技术的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的滑动相关模块的结构框图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。本专利技术的该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，其中包括：数据缓存模块，与数据源相连接，用于在同步处理前对数据进行缓存；变频模块，与所述的数据缓存模块相连接，用于将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间的频率差值；滤波及降采样模块，与所述的变频模块相连接，用于提取同步信号并降低信号的采样率；滑动相关模块，与所述的滤波及降采样模块相连接，用于计算接收数据与本地PSS序列滑动相关的模值，得到模值大于阈值情况下的时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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，其特征在于，所述的系统包括：/n数据缓存模块，与数据源相连接，用于在同步处理前对数据进行缓存；/n变频模块，与所述的数据缓存模块相连接，用于将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间的频率差值；/n滤波及降采样模块，与所述的变频模块相连接，用于提取同步信号并降低信号的采样率；/n滑动相关模块，与所述的滤波及降采样模块相连接，用于计算接收数据与本地PSS序列滑动相关的模值，得到模值大于阈值情况下的时刻和本地PSS序列序号。/n

【技术特征摘要】
1.一种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，其特征在于，所述的系统包括：
数据缓存模块，与数据源相连接，用于在同步处理前对数据进行缓存；
变频模块，与所述的数据缓存模块相连接，用于将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间的频率差值；
滤波及降采样模块，与所述的变频模块相连接，用于提取同步信号并降低信号的采样率；
滑动相关模块，与所述的滤波及降采样模块相连接，用于计算接收数据与本地PSS序列滑动相关的模值，得到模值大于阈值情况下的时刻和本地PSS序列序号。


2.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的变频模块包括：
变频信号生成单元，与所述的数据缓存模块相连接，用于生成变频信号；
运算单元组，包括乘法运算子单元和加减法运算子单元，用于计算同步信号与零频之间的频率差值，并确定上变频或下变频。


3.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的滤波及降采样模块包括：
带宽选择单元，与所述的变频模块相连接，用于根据带宽位数选择对应的滤波器进行信号处理；
滤波器组，包括多个滤波器，与所述的带宽选择单元相连接，所述的多个滤波器分别对应不同的采样率，用于根据带宽位数提供不同的采样率的信号；
信号输出单元，与所述的多个滤波器相连接，用于输出滤波器的输出结果。


4.一种基于权利要求1所述的系统实现针对矢量信号分析仪平台的5G信号同步处理方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的数据缓存模块进行数据缓存；
(2)所述的变频模块，将同步信号通过频谱搬移至零频，通过上位机配置的参数计算同步信号与零频之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽，徐林，
申请(专利权)人：上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31