5G系统中粗频偏检测的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种5G系统中粗频偏检测的方法及系统，包括：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果；找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值；根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果；修正频偏估计结果。本发明专利技术利用插值法，基于现有多个频偏尝试的相关结果，快速得出精确的频偏估计结果，增加很小的计算量就能算出更精确的频偏估计结果。

【技术实现步骤摘要】
5G系统中粗频偏检测的方法及系统
本专利技术涉及通信
，具体地，涉及一种5G系统中粗频偏检测的方法及系统。
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，其同步处理是所有同步处理的第一步，其性能就显得尤为重要。PSS同步包括定时同步和频率同步，定时同步指找出PSS符号的起始位置，频率同步指检测接收频率和发射频率的频率偏差。以下是检索到的一些提出了各种PSS同步的方案的专利文献：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：检测的频偏精度有限。专利文献CN108282434A公开了一种LTE下行主同步信号的检测方法，时域相关确定PSS定时同步后，利用PSS与本地序列相关结果，前一半与后一半再次做相关，根据相位可求得更精细的频偏。其缺陷在于：确定PSS起始位置后，还需要经过复杂运算才能得到更精细的频偏。
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系统中粗频偏检测的方法及系统。根据本专利技术提供的一种5G系统中粗频偏检测的方法，包括：相关结果计算步骤：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果；频偏候选值确定步骤：找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值；频偏估计步骤：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果；修正步骤：修正频偏估计结果。优选地，所述相关结果计算步骤包括：其中r为接收到的时域数据，k为频偏候选值索引，k＝{-K_max+1,…,-1,0,1,…,K_max-1}，对应的频偏真实值为k*step*SCS，SCS为子载波间隔，step是相对于SCS的尝试间隔，P(i,k)为经过第k个频偏候选值修正后的本地已知序列，*为求共轭运算，n为时间上的序号。优选地，频偏候选值确定步骤包括：max(·)为取最大值，为取最大值所对应的k。优选地，频偏估计步骤包括：假设频偏候选值对应的最大相关值为b，频偏候选值对应的最大相关值为a，频偏候选值对应的最大相关值为c，则更精确的频偏估计结果为：优选地，修正步骤包括：修正后的频偏估计结果为：根据本专利技术提供的一种5G系统中粗频偏检测的系统，包括：相关结果计算模块：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果；频偏候选值确定模块：找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值；频偏估计模块：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果；修正模块：修正频偏估计结果。优选地，所述相关结果计算模块包括：其中r为接收到的时域数据，k为频偏候选值索引，k＝{-K_max+1,…,-1,0,1,…,K_max-1}，对应的频偏真实值为k*step*SCS，SCS为子载波间隔，step是相对于SCS的尝试间隔，P(i,k)为经过第k个频偏候选值修正后的本地已知序列，*为求共轭运算，n为时间上的序号。优选地，频偏候选值确定步骤包括：max(·)为取最大值，为取最大值所对应的k。优选地，频偏估计模块包括：假设频偏候选值对应的最大相关值为b，频偏候选值对应的最大相关值为a，频偏候选值对应的最大相关值为c，则更精确的频偏估计结果为：优选地，修正模块包括：修正后的频偏估计结果为：与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术利用插值法，基于现有多个频偏尝试的相关结果，快速得出精确的频偏估计结果，增加很小的计算量就能算出更精确的频偏估计结果。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为不同频偏下的相关峰值示意图；图2为本专利技术方法的流程图；图3为不同频偏算法的性能对比图。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。本专利技术提供的一种5G系统中粗频偏检测的方法，其依据的原理如图1，不同的频偏会使相关峰值发生如图的变化。如果能得到相邻频偏的峰值变化图案，可以利用插值的方法估计出更精确的频偏。具体步骤如图2所示，包括：相关结果计算步骤：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果。频偏候选值确定步骤：找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值。频偏估计步骤：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果。修正步骤：修正频偏估计结果。实施例1步骤1：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果：其中r为接收到的时域数据，k为频偏候选值索引，k＝{-K_max+1,…,-1,0,1,…,K_max-1}，对应的频偏真实值为k*step*SCS，SCS为子载波间隔，step是相对于SCS的尝试间隔，n为时间上的序号。*为求共轭运算,P(i,k)为经过第k个频偏候选值修正后的本地已知序列，其具体计算如下：P(i,k)＝P(i)·e-j2π·i·k·step/N其中N为一个符号的长度。步骤2：找到不同频偏候选值的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值索引：步骤3：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，利用以下公式(抛物线插值)可以得到更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，包括：/n相关结果计算步骤：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果；/n频偏候选值确定步骤：找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值；/n频偏估计步骤：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果；/n修正步骤：修正频偏估计结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，包括：
相关结果计算步骤：根据本地已知的PSS时域数据，尝试不同频偏候选值，对接收到的时域数据进行匹配滤波，得到相关结果；
频偏候选值确定步骤：找到不同频偏候选值对应的相关结果的最大值，比较确定正确的频偏候选值；
频偏估计步骤：根据正确的频偏候选值以及前后两个频偏候选值得到的最大相关结果，插值计算得到更精确的频偏估计结果；
修正步骤：修正频偏估计结果。


2.根据权利要求1所述的5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，所述相关结果计算步骤包括：



其中r为接收到的时域数据，k为频偏候选值索引，k＝{-K_max+1,…,-1,0,1,…,K_max-1}，对应的频偏真实值为k*step*SCS，SCS为子载波间隔，step是相对于SCS的尝试间隔，P(i,k)为经过第k个频偏候选值修正后的本地已知序列，*为求共轭运算，n为时间上的序号。


3.根据权利要求2所述的5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，频偏候选值确定步骤包括：



max(·)为取最大值，为取最大值所对应的k。


4.根据权利要求3所述的5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，频偏估计步骤包括：
假设频偏候选值对应的最大相关值为b，频偏候选值对应的最大相关值为a，频偏候选值对应的最大相关值为c，则更精确的频偏估计结果为：





5.根据权利要求4所述的5G系统中粗频偏检测的方法，其特征在于，修正步骤包括：
修正后的频偏估计结果为：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉婷，余玲玲，
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