阅读说明：本技术 一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法 (Simplified algorithm for coarse synchronization autocorrelation of NB-IoT (NB-IoT) terminal ) 是由 杨澍宁 吕悦川 钱炜 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法,NB-IoT终端的下行信号采样率为1.92MHz,经过8倍下采样后数据率降为240KHz,一个子帧有240个采样点,每个符号平均有17个采样点；自相关间隔Δ为1个符号,即可得到采样点tau的自相关计算公式并计算<Image he="22" wi="131" file="DEST_PATH_IMAGE001.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>,在计算<Image he="22" wi="131" file="187205DEST_PATH_IMAGE001.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>时,同时可以得到<Image he="28" wi="228" file="283337DEST_PATH_IMAGE002.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>,得到<Image he="21" wi="128" file="DEST_PATH_IMAGE003.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>后,只需要执行10次复数共轭乘即可计算得到<Image he="21" wi="160" file="119575DEST_PATH_IMAGE004.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>。本发明的NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法解决了现有技术方案中各个起始位置点的自相关重复部分没有重复利用从而导致运算时间长的问题。(The invention discloses a simplified algorithm of coarse synchronization autocorrelation of an NB-IoT terminal, wherein the sampling rate of a downlink signal of the NB-IoT terminal is 1.92MHz, the data rate is reduced to 240KHz after 8 times of downsampling, one subframe has 240 sampling points, and each symbol has 17 sampling points on average; the autocorrelation interval delta is 1 symbol, and the autocorrelation calculation formula of the sampling point tau can be obtained and calculated In the calculation of At the same time can obtain To obtain Then, only 10 complex conjugate multiplications need to be executed to obtain the calculation result . The simplified algorithm of the coarse synchronization autocorrelation of the NB-IoT terminal solves the problem that the autocorrelation repeated parts of all initial position points in the prior art are not reused, so that the operation time is long.)

一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法

技术领域

本发明涉及一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法。

背景技术

NB-IoT终端在小区搜索阶段首先需要完成NPSS的粗同步，由于需要对10ms内每个采样点计算自相关，粗同步需要的计算量大，耗费的时间长，不仅影响终端接入时间，也会影响终端的电池寿命。因此研究粗同步的简化算法就非常有意义。而现有技术是对一个无线帧中每个起始位置点计算自相关，各个起始位置点的自相关重复部分没有重复利用，运算时间长。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法，以解决现有技术方案中各个起始位置点的自相关重复部分没有重复利用从而导致运算时间长的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法，NB-IoT终端的下行信号采样率为1.92MHz，经过8倍下采样后数据率降为240KHz，一个子帧有240个采样点，每个符号平均有17个采样点；自相关间隔Δ为1个符号，则采样点tau的自相关CorrResult(tau)计算公式如下：

其中s(i)=+1或者-1，由符号索引i决定，d为每个采样点信号，d^*为采样点信号的共轭；

在计算时，同时可以得到,其中；

得到后，计算

其中；

在计算得到后，只需要执行10次复数共轭乘即可以得到。

进一步的，具体计算实施时，将计算按每个符号长度个采样点计算进行划分:

其中 为采样点tau，符号i内的相关值；

对第一个符号长度：CorrSymb(tau+1,0)=CorrSymb(tau,0)-first_corr˙s(0)+last_corr˙s(0)，其中；

计算完CorrSymb(tau+1,0)后，将last_corr的值赋给first_corr，然后接着计算第二个符号长度的相关。

对于第二个符号长度：CorrSymb(tau+1,1)=CorrSymb(tau,1)-first_corr˙s(1)+last_corr˙s(1)，其中；

计算完CorrSymb(tau+1,1)，将last_corr的值赋给first_corr，然后接着计算第三个符号长度的相关，以后的计算以此类推，直到所有的符号相关值计算完成，即可以得到tau+1采样点位置的相关。

进一步的，NB-IoT的同步信号包括窄带主同步信号（NPSS）和窄带辅同步信号（NSSS），其中窄带主同步信号用于完成时间和频率同步，在每个无线帧的子帧5上发送，占用子帧的后11个符号。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

（1）由于下行小区搜索粗同步计算的运算量非常大，本发明通过简化算法将复数乘法计算减少为原来的1/17，显著缩短小区搜索时间。

（2）在计算每个符号的相关值时，只需要计算一次last_corr值，fist_corr值即可从上一个符号计算过程的last_corr得到，提高计算效率并减小计算时间。

具体实施方式

一种NB-IoT终端粗同步自相关的简化算法，NB-IoT的同步信号包括窄带主同步信号NPSS（Narrow-band Primary Synchronization Signal）和窄带辅同步信号NSSS（Narrow-band Secondary Synchronization Signal），其中NPSS用于完成时间和频率同步，在每个无线帧的子帧5上发送，占用子帧的后11个符号；

假定NB-IoT终端的下行信号采样率为1.92MHz，经过8倍下采样后数据率降为240KHz，一个子帧有240个采样点，每个符号平均有17个采样点；假定自相关间隔Δ为1个符号，则采样点tau的自相关CorrResult(tau)计算公式如下：

其中s(i)=+1或者-1，由符号索引i决定，d为每个采样点信号，d^*为采样点信号的共轭；

在计算时，同时可以得到,其中；

得到后，计算

其中；

在计算得到后，只需要执行10次复数共轭乘即可以得到，比未简化算法的170点复数乘法有显著减少。

具体计算实施时，将计算按每个符号长度个采样点计算进行划分：

其中 为采样点tau，符号i内的相关值；

对第一个符号长度：CorrSymb(tau+1,0)=CorrSymb(tau,0)-first_corr˙s(0)+last_corr˙s(0)，其中；

计算完CorrSymb(tau+1,0)后，将last_corr的值赋给first_corr，然后接着计算第二个符号长度的相关。

对于第二个符号长度：CorrSymb(tau+1,1)=CorrSymb(tau,1)-first_corr˙s(1)+last_corr˙s(1)，其中；

计算完CorrSymb(tau+1,1)，将last_corr的值赋给first_corr，然后接着计算第三个符号长度的相关，以后的计算以此类推，直到所有的符号相关值计算完成，即可以得到tau+1采样点位置的相关。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。