本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種NB-IoT小區(qū)搜索裝置及其搜索方法。

背景技術(shù)：

隨著NB-IoT產(chǎn)業(yè)研發(fā)加速發(fā)展，目前產(chǎn)業(yè)鏈也在積極地開展試驗(yàn)測試及試商用，在不遠(yuǎn)的將來，NB-IoT將很可能被廣泛應(yīng)用在不同的垂直行業(yè)，并就此開啟萬物互連的新領(lǐng)域、新時(shí)代。因此NB-IoT網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的測試儀器在行業(yè)內(nèi)部受到越來越多的關(guān)注，為了滿足運(yùn)營商前期NB-IoT布網(wǎng)需求，特別需要一款掃頻監(jiān)測儀表。就目前而言，在國內(nèi)外儀表產(chǎn)業(yè)鏈中，還沒有一款用于NB-IoT小區(qū)搜索、監(jiān)測的裝置，因此研發(fā)出一款一款用于NB-IoT小區(qū)搜索、監(jiān)測的儀表，對(duì)于整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)鏈方面具有十分重要的意義。

為了推動(dòng)NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，加快設(shè)備廠商的NB-IoT設(shè)備布局，急需大量布網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的測試設(shè)備。此研發(fā)出一款用于NB-IoT小區(qū)搜索、監(jiān)測的測試儀表已經(jīng)非常緊迫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種NB-IoT小區(qū)搜索裝置及其搜索方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種NB-IoT小區(qū)搜索裝置，其特征在于：NB-IoT基站信號(hào)通過空口傳輸?shù)腞F信號(hào)與變頻濾波模塊的輸入端相連，變頻濾波模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與抽值濾波模塊的輸入端相連，抽值濾波模塊的輸出端與NPSS同步模塊的輸入端相連，NPSS同步模塊的輸出端與頻偏校準(zhǔn)模塊的輸入端相連，頻偏校準(zhǔn)模塊的輸出端與去除循環(huán)前綴模塊的輸入端相連，去除循環(huán)前綴的輸出端與NSSS精確同步模塊的輸入端相連，NSSS精確同步模塊的輸出端輸出小區(qū)ID。

所述的變頻濾波模塊用于對(duì)RF射頻信號(hào)通過本振混頻，混頻到固定IF中頻76.8MHz的中頻信號(hào)，同時(shí)通過率濾除通道雜散、諧波等無用信號(hào)。

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將76.8MHz的模擬中頻信號(hào)通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和固定122.88MHz采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換成N倍碼元速率的數(shù)字信號(hào)。

所述的抽值濾波模塊，用于把N倍采樣數(shù)據(jù)通過多級(jí)半帶濾波器進(jìn)行抽值，抽成數(shù)據(jù)速率為30.72Mbps的I/Q數(shù)據(jù)。

所述的NPSS同步模塊，用于利用本地產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)與濾波抽取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置。

所述的頻偏校準(zhǔn)模塊，用于利于NPSS窄帶主同步信號(hào)的循環(huán)前綴和其最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性來計(jì)算頻率誤差Δf，將抽取后的數(shù)據(jù)各點(diǎn)乘以exp(-j2πktΔf)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)。

所述的去除循環(huán)前綴模塊，用于將頻偏校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)，以Mc點(diǎn)為起始點(diǎn)，取出M點(diǎn)的信號(hào)，去除循環(huán)前綴，其中Mc為循環(huán)前綴的長度，M為窄帶輔同步信號(hào)中的序列長度。

所述的NSSS精確同步模塊，用于利用本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)與提出的NSSS窄帶輔同步信號(hào)接收數(shù)據(jù)相關(guān)，并對(duì)相關(guān)峰值配置門限K，相關(guān)峰值超過K值的為當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況。

一種NB-IoT小區(qū)搜索裝置的搜索方法，包括以下步驟：

(1)、NB-IoT基站信號(hào)輸出的采樣數(shù)據(jù)的N倍，依次通過變頻波波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、抽值濾波模塊組成的多級(jí)半帶濾波器進(jìn)行抽值，抽成數(shù)據(jù)速率為30.72Mbps的I/Q數(shù)據(jù)，根據(jù)3GPP R13協(xié)議，由于NSSS窄帶輔同步信號(hào)是每隔一個(gè)無線幀映射一次，并映射到無線幀的子幀9上，所以截取長度為20ms，共614400個(gè)碼片；

(2)、NPSS同步模塊產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)與步驟(1)中截取的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置Np，然后把前面Np個(gè)數(shù)據(jù)移動(dòng)到數(shù)據(jù)末端，重新組成長度為20ms，共614400個(gè)碼片的數(shù)據(jù)；

(3)、頻偏校準(zhǔn)模塊獲取NPSS窄帶主同步信號(hào)的循環(huán)前綴和其最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性來計(jì)算頻率誤差Δf，將抽取后的數(shù)據(jù)各點(diǎn)乘以exp(-j2πktΔf)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)、調(diào)整相位，其中j為復(fù)數(shù)的虛部單位，k為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的序號(hào)，k＝1，2，3，4，…614400，t為時(shí)間間隔，Δf為求取的頻率誤差；

(4)、去除循環(huán)前綴模塊將步驟(3)中消除頻偏和相位誤差的數(shù)據(jù)，以Mc點(diǎn)為起始點(diǎn)，取出M點(diǎn)的信號(hào)，去除循環(huán)前綴，其中Mc為循環(huán)前綴的長度，M為窄帶輔同步信號(hào)中的序列長度，根據(jù)3GPP R13的協(xié)議提取對(duì)應(yīng)位置的NSSS窄帶輔同步信號(hào)數(shù)據(jù)；

(5)、NSSS精確同步模塊把步驟(4)中提取的M點(diǎn)NSSS窄帶輔同步信號(hào)數(shù)據(jù)與利用本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)、提出的NSSS窄帶輔同步信號(hào)接收數(shù)據(jù)相關(guān)，取出相關(guān)峰，并與相關(guān)峰值門限進(jìn)行比較，定位當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，裝置結(jié)構(gòu)簡單，獲得的小區(qū)ID分布情況精確度高，采用本裝置對(duì)接收的RF信號(hào)進(jìn)行變頻濾波到中頻，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字I/Q數(shù)據(jù)，對(duì)高采樣率數(shù)據(jù)進(jìn)行抽值濾波使其抽值后的數(shù)據(jù)速率與信號(hào)的碼元速率一致，利用本地產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置，利用CP循環(huán)前綴相關(guān)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)，再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)并取出相關(guān)峰，實(shí)現(xiàn)子幀的精確定位，取出CP循環(huán)前綴取出2048個(gè)點(diǎn)的NSSS窄帶輔同步信號(hào)，與本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)相關(guān)，對(duì)相關(guān)峰值配置門限，相關(guān)峰值超過門限的，為當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明中NPSS同步的原理框圖。

圖3是本發(fā)明中提取CP進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)的原理框圖。

圖4是本發(fā)明中NSSS相關(guān)定位小區(qū)覆蓋的原理框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種NB-IoT小區(qū)搜索裝置，其特征在于：NB-IoT基站信號(hào)通過空口傳輸?shù)腞F信號(hào)與變頻濾波模塊的輸入端相連，變頻濾波模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與抽值濾波模塊的輸入端相連，抽值濾波模塊的輸出端與NPSS同步模塊的輸入端相連，NPSS同步模塊的輸出端與頻偏校準(zhǔn)模塊的輸入端相連，頻偏校準(zhǔn)模塊的輸出端與去除循環(huán)前綴模塊的輸入端相連，去除循環(huán)前綴的輸出端與NSSS精確同步模塊的輸入端相連，NSSS精確同步模塊的輸出端輸出定位好的小區(qū)ID。

進(jìn)一步的，所述的變頻濾波模塊用于對(duì)RF射頻信號(hào)通過本振混頻，混頻到固定IF(中頻)76.8MHz的中頻信號(hào)，同時(shí)通過率濾除通道雜散、諧波等無用信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將76.8MHz的模擬中頻信號(hào)通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和固定122.88MHz采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換成N倍碼元速率的數(shù)字信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述的抽值濾波模塊，用于把N倍采樣數(shù)據(jù)通過多級(jí)半帶濾波器進(jìn)行抽值，抽成數(shù)據(jù)速率為30.72Mbps的I/Q數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述的NPSS同步模塊，用于利用本地產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)與濾波抽取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置，參見圖2。

進(jìn)一步的，所述的頻偏校準(zhǔn)模塊，用于利于NPSS窄帶主同步信號(hào)的循環(huán)前綴和其最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性來計(jì)算頻率誤差Δf，將抽取后的數(shù)據(jù)各點(diǎn)乘以exp(-j2πktΔf)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)，如圖3所示。

進(jìn)一步的，所述的去除循環(huán)前綴模塊，用于將頻偏校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)，以Mc點(diǎn)為起始點(diǎn)，取出M點(diǎn)的信號(hào)，去除循環(huán)前綴，其中Mc為循環(huán)前綴的長度，M為窄帶輔同步信號(hào)中的序列長度。

進(jìn)一步的，所述的NSSS精確同步模塊，用于利用本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)與提出的NSSS窄帶輔同步信號(hào)接收數(shù)據(jù)相關(guān)，并對(duì)相關(guān)峰值配置門限K，相關(guān)峰值超過K值的為當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況，如圖4所示。

實(shí)施例2

本例是實(shí)施例1中所述搜索裝置采用的搜索方法，包括以下步驟：

(1)、NB-IoT基站信號(hào)輸出的采樣數(shù)據(jù)的N倍，依次通過變頻波波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、抽值濾波模塊組成的多級(jí)半帶濾波器進(jìn)行抽值，抽成數(shù)據(jù)速率為30.72Mbps的I/Q數(shù)據(jù)，根據(jù)3GPP R13協(xié)議，由于NSSS窄帶輔同步信號(hào)是每隔一個(gè)無線幀映射一次，并映射到無線幀的子幀9上，所以截取長度為20ms，共614400個(gè)碼片；

(2)、NPSS同步模塊產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)與步驟(1)中截取的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置Np，然后把前面Np個(gè)數(shù)據(jù)移動(dòng)到數(shù)據(jù)末端，重新組成長度為20ms，共614400個(gè)碼片的數(shù)據(jù)；

(3)、頻偏校準(zhǔn)模塊獲取NPSS窄帶主同步信號(hào)的循環(huán)前綴和其最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性來計(jì)算頻率誤差Δf，將抽取后的數(shù)據(jù)各點(diǎn)乘以exp(-j2πktΔf)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)、調(diào)整相位，其中j為復(fù)數(shù)的虛部單位，k為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的序號(hào)，k＝1，2，3，4，…614400，t為時(shí)間間隔，Δf為求取的頻率誤差；

(4)、去除循環(huán)前綴模塊將步驟(3)中消除頻偏和相位誤差的數(shù)據(jù)，以Mc點(diǎn)為起始點(diǎn)，取出M點(diǎn)的信號(hào)，去除循環(huán)前綴，其中Mc為循環(huán)前綴的長度，M為窄帶輔同步信號(hào)中的序列長度，根據(jù)3GPP R13的協(xié)議提取對(duì)應(yīng)位置的NSSS窄帶輔同步信號(hào)數(shù)據(jù)；

(5)、NSSS精確同步模塊把步驟(4)中提取的M點(diǎn)NSSS窄帶輔同步信號(hào)數(shù)據(jù)與利用本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)、提出的NSSS窄帶輔同步信號(hào)接收數(shù)據(jù)相關(guān)，取出相關(guān)峰，并與相關(guān)峰值門限進(jìn)行比較，定位當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況。

綜上所述，此裝置對(duì)接收的RF信號(hào)進(jìn)行變頻濾波到中頻，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字I/Q數(shù)據(jù)，對(duì)高采樣率數(shù)據(jù)進(jìn)行抽值濾波使其抽值后的數(shù)據(jù)速率與信號(hào)的碼元速率一致，利用本地產(chǎn)生的121個(gè)本地NPSS窄帶主同步信號(hào)進(jìn)行相關(guān)，獲取相關(guān)峰，定位出子幀的起始位置，利用CP循環(huán)前綴相關(guān)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn)，再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)并取出相關(guān)峰，實(shí)現(xiàn)子幀的精確定位，取出CP循環(huán)前綴取出2048個(gè)點(diǎn)的NSSS窄帶輔同步信號(hào)，與本地504個(gè)小區(qū)進(jìn)行FFT變換后產(chǎn)生的NSSS窄帶輔同步信號(hào)相關(guān)，對(duì)相關(guān)峰值配置門限，相關(guān)峰值超過門限的，為當(dāng)前位置、當(dāng)前頻率下基站小區(qū)的小區(qū)ID分布情況。實(shí)現(xiàn)小區(qū)的快速搜索和定位。