5G系统中PSS定时同步的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种5G系统中PSS定时同步的方法及装置，包括：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波；根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关；寻找预设时间内匹配滤波的峰值以及分段相关的峰值；计算匹配滤波的峰值与分段相关的峰值的比值，如果大于门限，则认为当前频偏较小，采用匹配滤波的峰值位置作为PSS定时同步位置；否则认为当前频偏较大，采用分段相关的峰值位置作为PSS定时同步位置。本发明专利技术在没有明显增加运算量的基础上，能够对抗大的频偏；本发明专利技术能够自适应区分频偏大小，根据频偏大小选择最优的PSS定时同步算法。

【技术实现步骤摘要】
5G系统中PSS定时同步的方法及装置
本专利技术涉及通信
，具体地，涉及一种5G系统中PSS定时同步的方法及装置。
技术介绍
时频同步是任何通信系统都会面临的问题，其性能将对整个通信系统产生决定性影响，高效、精确的时频同步是通信系统实现可靠数据传输的前提。第五代移动通信系统5G为初始小区接入定义了同步信号块SSB，其中包括主同步信号PSS、辅同步信号SSS、物理广播信道PBCH和物理广播信道PBCH的解调参考信号DM-RS。而PSS作为同步信号块中的第一个符号，其定时同步是所有同步处理的第一步，其性能就显得尤为重要。值得注意的是，在做PSS定时同步时，其他同步误差都没有被估计和补偿，尤其是频率偏差的存在可能会影响到PSS定时同步的性能，比如传统的匹配滤波算法。因此必须选择一种不受频率偏差影响的定时同步算法。以下是检索到的一些试图解决这一技术问题的专利文献：专利文献CN110290581A公开了一种5G系统中的快速时频同步方法及终端，利用CP(循环前缀)估计频偏，纠正估计的频偏后再进行PSS匹配滤波。其缺陷在于：利用CP估计的频偏范围只有±0.5倍的子载波间隔，如果存在更大的频偏，则无法正确估计。专利文献CN102868420A公开了一种LTE同步的方法，匹配滤波时，用尝试的方法，考虑多个频偏候选值，每个频偏候选值与本地PSS序列相乘纠正相应的频偏，再与接收到的序列进行匹配滤波。纠正频偏最接近真实值的本地PSS序列进行匹配滤波能得到最大的相关峰，从而消除大频偏对匹配滤波算法的影响。其缺陷在于：算法运算量大，如果考虑N个整偏候选值，则运算量是普通匹配滤波法的N倍。专利文献CN106470476A公开了一种LTE时域相关初始同步方法及其装置，使用分段相关算法，可以克服频偏带来的影响。其缺陷在于：在5G系统中，经过仿真发现分段相关算法性能在没有频偏的情况下比匹配滤波法差(如图1)。运算量与匹配滤波法相当，容忍的频偏范围比使用CP法大很多。而在通信系统中，通常只有最初始的同步可能存在大频偏，其他情况下频偏都被跟踪控制在很小的范围。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种5G系统中PSS定时同步的方法及装置。根据本专利技术提供的一种5G系统中PSS定时同步的方法，包括：步骤1：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波；步骤2：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关；步骤3：寻找预设时间内匹配滤波的峰值以及分段相关的峰值；步骤4：计算匹配滤波的峰值与分段相关的峰值的比值，如果大于门限，则认为当前频偏较小，采用匹配滤波的峰值位置作为PSS定时同步位置；否则认为当前频偏较大，采用分段相关的峰值位置作为PSS定时同步位置。优选地，步骤1匹配滤波的结果为：其中r为接收到的时域数据，d为时域数据索引，d＝0,1,2,…；i为三种PSS时域数据的索引，i＝0,1,2，为本地已知的三种PSS时域数据，*表示求共轭运算；NPSS为PSS序列的长度。优选地，步骤2包括：步骤2.1：计算分段相关的结果：M为已知的PSS时域数据的等分段数，k为分段的序号，k＝0,1,...,M-1；步骤2.2：合并分段相关结果，合并方法包括以下两种：优选地，所述预设时间由主同步信号PSS的发送周期决定。优选地，所述门限为通过仿真不同信噪比下的性能以及不同频偏下的性能，最终确定得到的最优门限。根据本专利技术提供的一种5G系统中PSS定时同步的装置，包括：匹配滤波模块：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波；分段相关模块：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关；峰值寻找模块：寻找预设时间内匹配滤波的峰值以及分段相关的峰值；判断模块：计算匹配滤波的峰值与分段相关的峰值的比值，如果大于门限，则认为当前频偏较小，采用匹配滤波的峰值位置作为PSS定时同步位置；否则认为当前频偏较大，采用分段相关的峰值位置作为PSS定时同步位置。优选地，匹配滤波模块的匹配滤波结果为：其中r为接收到的时域数据，d为时域数据索引，d＝0,1,2,…；i为三种PSS时域数据的索引，i＝0,1,2，为本地已知的三种PSS时域数据，*表示求共轭运算；NPSS为PSS序列的长度。优选地，分段相关模块包括：计算分段相关的结果：M为已知的PSS时域数据的等分段数，k为分段的序号，k＝0,1,...,M-1；合并分段相关结果，合并方法包括以下两种：优选地，所述预设时间由主同步信号PSS的发送周期决定。优选地，所述门限为通过仿真不同信噪比下的性能以及不同频偏下的性能，最终确定得到的最优门限。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1)本专利技术在没有明显增加运算量的基础上，能够对抗大的频偏；2)本专利技术能够自适应区分频偏大小，根据频偏大小选择最优的PSS定时同步算法。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为不同PSS相关算法的定时同步性能对比图；图2为本专利技术方法的流程图；图3为本专利技术装置的框图；图4为不同PSS相关算法的峰值随频偏的变化图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图2所示，一种5G系统中的PSS定时同步方法，其具体步骤如下：步骤1：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波。其中r为接收到的时域数据，d为时域数据索引(d＝0,1,2,…)。s为本地已知的PSS时域数据，i为三种PSS时域数据的索引(i＝0,1,2)。在5G系统中，PSS根据小区标识不同，有三种可能。在相关时，这三种序列都要尝试。NPSS为PSS序列的长度，通常为减小运算量，会对接收到的时域数据进行下采样。NPSS最小可为128。该值大小不作为本专利技术的限定。步骤2：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关。假设已知PSS时域数据等分成M段步骤2.1：计算分段相关结果步骤2.2：合并分段相关结果，该合并方法有两种：后一种性能比前一种好，本专利技术不限定使用哪种分段相关算法M的取值：从图4可以看出不同M值抗频偏大小不同，M值越大，抗频偏越大。匹配滤波只能抗频偏小于10KHz。而M＝8可以抗60KHz左右的频偏。而从图1可以看出，M值越大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，包括：/n步骤1：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波；/n步骤2：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关；/n步骤3：寻找预设时间内匹配滤波的峰值以及分段相关的峰值；/n步骤4：计算匹配滤波的峰值与分段相关的峰值的比值，如果大于门限，则认为当前频偏较小，采用匹配滤波的峰值位置作为PSS定时同步位置；否则认为当前频偏较大，采用分段相关的峰值位置作为PSS定时同步位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行匹配滤波；
步骤2：根据本地已知的PSS时域数据，对接收到的时域数据进行分段相关；
步骤3：寻找预设时间内匹配滤波的峰值以及分段相关的峰值；
步骤4：计算匹配滤波的峰值与分段相关的峰值的比值，如果大于门限，则认为当前频偏较小，采用匹配滤波的峰值位置作为PSS定时同步位置；否则认为当前频偏较大，采用分段相关的峰值位置作为PSS定时同步位置。


2.根据权利要求1所述的5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，步骤1匹配滤波的结果为：



其中r为接收到的时域数据，d为时域数据索引，d＝0,1,2,…；i为三种PSS时域数据的索引，i＝0,1,2，为本地已知的三种PSS时域数据，*表示求共轭运算；NPSS为PSS序列的长度。


3.根据权利要求2所述的5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1：计算分段相关的结果：



M为已知的PSS时域数据的等分段数，k为分段的序号，k＝0,1,...,M-1；
步骤2.2：合并分段相关结果，合并方法包括以下两种：








4.根据权利要求1所述的5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，所述预设时间由主同步信号PSS的发送周期决定。


5.根据权利要求1所述的5G系统中PSS定时同步的方法，其特征在于，所述门限为通过仿真不同信噪比下的性能以及不同频偏下的性能，最终确定得到的最优门限。

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【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉婷，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31