CN109586837A - 一种iot-g***中小区搜索的装置及方法 - Google Patents

一种iot-g***中小区搜索的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种IOT‑G***中小区搜索的装置及方法，具体涉及电力***移动通信领域。该装置包括依次连接的定时同步模块、频偏估计与补偿模块和PBCH译码模块；定时同步模块被配置为用于处理主同步信号PSS和辅同步信号SSS；频偏估计与补偿模块被配置为用于处理小数倍频偏，整数倍频偏和残余频偏的计算和频偏补偿；PBCH译码模块被配置为用于处理PBCH信道携带的MIB信息，该发明在无线环境下通过IOT‑G空中接口信号实时分析出基站广播MIB信息，实现终端(UE)对IOT‑G***基站(eNodeB)的定时同步及频率同步。

Description

一种IOT-G***中小区搜索的装置及方法
技术领域
本发明涉及电力***移动通信领域，具体涉及一种IOT-G***中小区搜索的装置及方法。
背景技术
IOT-G***将电网已有的230M频段离散频谱与先进的***(4G)移动通信技术(TD-LTE)相结合，采用深度定制策略，通过采用离散频谱聚合、频谱感知等技术，大幅提高了无线频率资源(230MHz频段)的使用效率，在窄带频谱上实现宽带数据传输，为电力***行业提供无线宽带通信接入。
IOT-G***工作频段223.025～235.000MHz，采用TDD双工方式，上/下行分别使用SC-FDMA/OFDM多址方式，支持QPSK、16QAM和64QAM多种调制方式，单小区吞吐量可以达到峰值速率14.96Mbps，终端峰值速率1.76Mbps。
对于电力***移动蜂窝通信***来说，小区搜索及下行同步过程是一个十分重要的步骤。当用户终端(UE)在以OFDMA技术为基础的IOT-G小区中开机上电后，需要尽可能准确快速的获得定时同步及频率同步，获取小区信息和IOT-G***基站(eNodeB)取得连接，以便后续的数据业务通信过程正常。
发明内容
本发明的目的是提出了一种IOT-G***中小区搜索的装置及方法，此装置及方法具备很强的鲁棒性，使之尽可能在小区重叠区域正常工作，能够在尽可能短的时间内完成搜索过程，实现快速的下行同步。
本发明具体采用如下技术方案：
一种IOT-G***中小区搜索的装置，包括依次连接的定时同步模块、频偏估计与补偿模块和PBCH译码模块；
所述定时同步模块被配置为用于处理同步信号主同步信号PSS和辅同步信号SSS；
所述频偏估计与补偿模块被配置为用于处理小数倍频偏，整数倍频偏和残余频偏的计算和频偏补偿；
所述PBCH译码模块被配置为用于处理PBCH信道携带的MIB信息。
优选地，所述定时同步模块包括依次连接的主同步信号PSS检测模块、频偏估计补偿模块和辅同步信号SSS检测模块；
所述主同步信号PSS检测模块被配置为用于处理确定20ms帧头；
所述频偏估计补偿模块被配置为用于处理基带信号进行频率偏移估计和补偿；
所述辅同步信号SSS检测模块被配置为用于处理确定
优选地，所述主同步信号PSS检测模块包括依次连接的本地主同步信号PSS序列模块、主同步信号PSS时域检测模块和主同步信号PSS精同步模块。
优选地，所述频偏估计与补偿模块包括呈闭环连接的载波调整模块、小数倍频偏估计模块、整数倍频偏估计模块和残余频偏估计模块组成，残余频偏估计模块的输出端与载波调整模块的输入端相连。
优选地，所述PBCH译码模块包括依次连接的去CP/FFT模块、信道估计频域均衡模块、解预编码层映射模块、解调制解加扰模块、解速率匹配模块、维特比译码模块、CEC校验模块、MIB bit流模块和确定小区ID模块组成；所述PBCH译码模块的输出端与去CP/FFT模块的输入端相连。
一种IOT-G***中小区搜索方法，采用如上所述的IOT-G***中小区搜索的装置，具体包括：
步骤1：定时同步模块接收基带数据，通过主同步信号PSS检测模块的主同步信号PSS检测，频偏估计与补偿模块的频偏估计和补偿，辅同步信号SSS检测模块的辅同步信号SSS检测来确定20ms定时同步；
步骤1.1：若是按照PSS1和PSS2组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.2：若是按照PSS2和PSS1组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.3：本地主同步信号PSS检测模块直接与基带信号按照时域滑动相关检测，找到最大值确定帧头；
步骤1.4：对调整基带信号进行频偏估计，进行载波调整；
步骤1.5：对载波调整后基带信号进行主同步信号PSS的20ms帧头精同步，进行同步调整；
步骤1.6：按照遍历生成所有辅同步信号SSS时域数据，直接传递给本地辅同步信号SSS检测模块；
步骤1.7：对同步调整后基带信号，按照时域相关，对辅同步信号SSS检测来确定
步骤2：对同步调整后基带信号送入频偏估计补偿模块，确定载波频偏，进行载波调整；
步骤2.1：对同步调整后基带信号，在时域上利用循环前缀CP，确定小数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.2：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定整数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.3：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定残余频偏，进行载波调整；
步骤3：对定时同步后基带信号，按照PBCH载波频率，提取PBCH信道信号送入PBCH译码模块，获取***广播MIB bit流信息；
步骤3.1：对提取的PBCH时域信号，传递给去CP/FFT模块，进行去除CP、FFT变换，载波搬移处理，获得频域数据；
步骤3.2：对频域数据，传递给信道估计频域均衡模块，进行本地参考信号生成、信道估计和频域均衡处理，还原发送端数据；
步骤3.3：对均衡后数据，传递给解预编码层映射模块，根据单天线端口和双天线端口，进行解预编码和解层映射处理；
步骤3.4：对解层映射后数据，传递给解调制解加扰模块，根据BPSK调制、利用参数生成加扰序列，进行解调制和解加扰处理；
步骤3.5：对解加扰后数据，传递给解速率匹配模块，进行解速率匹配处理；
步骤3.6：对解速率匹配数据，传递给维特比译码模块，进行咬尾卷积译码处理；
步骤3.7：对咬尾卷积译码后数据，传递给CRC校验模块，进行CRC校验处理；
步骤3.8：对CRC校验后数据，传递MIB bit流模块，根据***消息组成结构，进行MIB bit提取处理；
步骤3.9：对MIB bit提取后数据，传递确定小区ID模块，根据参数和***信息，进行小区ID确定处理。
本发明具有如下有益效果：
在无线环境下通过IOT-G空中接口信号实时分析出基站广播MIB信息，实现终端(UE)对IOT-G***基站(eNodeB)的定时同步及频率同步；
该装置及方法具备很强的鲁棒性，使之尽可能在小区重叠区域正常工作，能够在尽可能短的时间内完成搜索过程，实现快速的下行同步。
附图说明
图1为IOT-G***帧结构示意图；
图2为小区搜索结构示意图；
图3为定时同步检测结构示意图；
图4为频偏估计与补偿结构示意图；
图5为PBCH译码模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
如图1所示，为IOT-G***TDD帧结构示意图，下行和上行传输在持续时间为Tf＝600×Ts＝10ms的帧内，一个帧包括5个长度为120为Ts的时隙，编号从0到4，时隙0和1是下行时隙，时隙3和4是上行时隙，时隙2是特殊时隙，由DwPTS，GP和UpPTS组成，DwPTS，GP和UpPTS的长度分别为20×Ts，40×Ts和60×Ts。
如图2所示，一种IOT-G***中小区搜索的装置，包括依次连接的定时同步模块、频偏估计与补偿模块和PBCH译码模块；
所述定时同步模块被配置为用于处理主同步信号PSS和辅同步信号SSS；
所述频偏估计与补偿模块被配置为用于处理小数倍频偏，整数倍频偏和残余频偏的计算和频偏补偿；
所述PBCH译码模块被配置为用于处理PBCH信道携带的MIB信息。
如图3所示，所述定时同步模块包括依次连接的主同步信号PSS检测模块、频偏估计补偿模块和辅同步信号SSS检测模块；
主同步信号PSS检测模块被配置为用于处理确定20ms帧头；
频偏估计补偿模块被配置为用于处理基带信号进行频率偏移估计和补偿；
辅同步信号SSS检测模块被配置为用于处理确定
主同步信号PSS检测模块包括依次连接的本地主同步信号PSS序列模块、主同步信号PSS时域检测模块和主同步信号PSS精同步模块。
如图4所示，频偏估计与补偿模块包括呈闭环连接的载波调整模块、小数倍频偏估计模块、整数倍频偏估计模块和残余频偏估计模块组成，残余频偏估计模块的输出端与载波调整模块的输入端相连。
如图5所示，PBCH译码模块包括依次连接的去CP/FFT模块、信道估计频域均衡模块、解预编码层映射模块、解调制解加扰模块、解速率匹配模块、维特比译码模块、CEC校验模块、MIB bit流模块和确定小区ID模块组成；所述PBCH译码模块的输出端与去CP/FFT模块的输入端相连。
一种IOT-G***中小区搜索方法，采用如上所述的IOT-G***中小区搜索的装置，具体包括：
步骤1：定时同步模块接收基带数据，通过主同步信号PSS检测模块的主同步信号PSS检测，频偏估计与补偿模块的频偏估计和补偿，辅同步信号SSS检测模块的辅同步信号SSS检测来确定20ms定时同步；
步骤1.1：若是按照PSS1和PSS2组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.2：若是按照PSS2和PSS1组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.3：本地主同步信号PSS检测模块直接与基带信号按照时域滑动相关检测，找到最大值确定帧头；
步骤1.4：对调整基带信号进行频偏估计，进行载波调整；
步骤1.5：对载波调整后基带信号进行主同步信号PSS的20ms帧头精同步，进行同步调整；
步骤1.6：按照遍历生成所有辅同步信号SSS时域数据，直接传递给本地辅同步信号SSS检测模块；
步骤1.7：对同步调整后基带信号，按照时域相关，对辅同步信号SSS检测来确定
步骤2：对同步调整后基带信号送入频偏估计补偿模块，确定载波频偏，进行载波调整；
步骤2.1：对同步调整后基带信号，在时域上利用循环前缀CP，确定小数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.2：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定整数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.3：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定残余频偏，进行载波调整；
步骤3：对定时同步后基带信号，按照PBCH载波频率，提取PBCH信道信号送入PBCH译码模块，获取***广播MIB bit流信息；
步骤3.1：对提取的PBCH时域信号，传递给去CP/FFT模块，进行去除CP、FFT变换，载波搬移处理，获得频域数据；
步骤3.2：对频域数据，传递给信道估计频域均衡模块，进行本地参考信号生成、信道估计和频域均衡处理，还原发送端数据；
步骤3.3：对均衡后数据，传递给解预编码层映射模块，根据单天线端口和双天线端口，进行解预编码和解层映射处理；
步骤3.4：对解层映射后数据，传递给解调制解加扰模块，根据BPSK调制、利用参数生成加扰序列，进行解调制和解加扰处理；
步骤3.5：对解加扰后数据，传递给解速率匹配模块，进行解速率匹配处理；
步骤3.6：对解速率匹配数据，传递给维特比译码模块，进行咬尾卷积译码处理；
步骤3.7：对咬尾卷积译码后数据，传递给CRC校验模块，进行CRC校验处理；
步骤3.8：对CRC校验后数据，传递MIB bit流模块，根据***消息组成结构，进行MIB bit提取处理；
步骤3.9：对MIB bit提取后数据，传递确定小区ID模块，根据参数和***信息，进行小区ID确定处理。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，包括依次连接的定时同步模块、频偏估计与补偿模块和PBCH译码模块；
所述定时同步模块被配置为用于处理主同步信号PSS和辅同步信号SSS；
所述频偏估计与补偿模块被配置为用于处理小数倍频偏，整数倍频偏和残余频偏的计算和频偏补偿；
所述PBCH译码模块被配置为用于处理PBCH信道携带的MIB信息。
2.如权利要求1所述一种IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，所述定时同步模块包括依次连接的主同步信号PSS检测模块、频偏估计补偿模块和辅同步信号SSS检测模块；
所述主同步信号PSS检测模块被配置为用于处理确定20ms帧头；
所述频偏估计补偿模块被配置为用于处理基带信号进行频率偏移估计和补偿；
所述辅同步信号SSS检测模块被配置为用于处理确定
3.如权利要求2所述的一种IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，所述主同步信号PSS检测模块包括依次连接的本地主同步信号PSS序列模块、主同步信号PSS时域检测模块和主同步信号PSS精同步模块。
4.如权利要求1所述的一种IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，所述频偏估计与补偿模块包括呈闭环连接的载波调整模块、小数倍频偏估计模块、整数倍频偏估计模块和残余频偏估计模块组成，残余频偏估计模块的输出端与载波调整模块的输入端相连。
5.如权利要求1所述的一种IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，所述PBCH译码模块包括依次连接的去CP/FFT模块、信道估计频域均衡模块、解预编码层映射模块、解调制解加扰模块、解速率匹配模块、维特比译码模块、CEC校验模块、MIB bit流模块和确定小区ID模块组成。
6.一种IOT-G***中小区搜索方法，采用如权利要求1-5任一所述的IOT-G***中小区搜索的装置，其特征在于，具体包括：
步骤1：定时同步模块通过接收基带数据，使用主同步信号PSS检测模块，频偏估计与补偿模块，辅同步信号SSS检测模块来确定20ms定时同步；
步骤1.1：若是按照PSS1和PSS2组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.2：若是按照PSS2和PSS1组成主同步信号PSS时域数据，直接传递给本地主同步信号PSS检测模块；
步骤1.3：本地主同步信号PSS检测模块直接与基带信号按照时域滑动相关检测，找到最大值确定帧头；
步骤1.4：对调整基带信号进行频偏估计，进行载波调整；
步骤1.5：对载波调整后基带信号进行主同步信号PSS的20ms帧头精同步，进行同步调整；
步骤1.6：按照遍历生成所有辅同步信号SSS时域数据，直接传递给本地辅同步信号SSS检测模块；
步骤1.7：对同步调整后基带信号，按照时域相关，对辅同步信号SSS检测来确定
步骤2：对同步调整后基带信号送入频偏估计补偿模块，确定载波频偏，进行载波调整；
步骤2.1：对同步调整后基带信号，在时域上利用循环前缀CP，确定小数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.2：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定整数倍频偏，进行载波调整；
步骤2.3：对同步调整后基带信号，在频域上利用主同步信号PSS信号，确定残余频偏，进行载波调整；
步骤3：对定时同步后基带信号，按照PBCH载波频率，提取PBCH信道信号送入PBCH译码模块，获取***广播MIB bit流信息；
步骤3.1：对提取的PBCH时域信号，传递给去CP/FFT模块，进行去除CP、FFT变换，载波搬移处理，获得频域数据；
步骤3.2：对频域数据，传递给信道估计频域均衡模块，进行本地参考信号生成、信道估计和频域均衡处理，还原发送端数据；
步骤3.3：对均衡后数据，传递给解预编码层映射模块，根据单天线端口和双天线端口，进行解预编码和解层映射处理；
步骤3.4：对解层映射后数据，传递给解调制解加扰模块，根据BPSK调制、利用参数生成加扰序列，进行解调制和解加扰处理；
步骤3.5：对解加扰后数据，传递给解速率匹配模块，进行解速率匹配处理；
步骤3.6：对解速率匹配数据，传递给维特比译码模块，进行咬尾卷积译码处理；
步骤3.7：对咬尾卷积译码后数据，传递给CRC校验模块，进行CRC校验处理；
步骤3.8：对CRC校验后数据，传递MIB bit流模块，根据***消息组成结构，进行MIBbit提取处理；
步骤3.9：对MIB bit提取后数据，传递确定小区ID模块，根据参数和***信息，进行小区ID确定处理。
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