Поиск сети

Процедура поиска сети M2M-терминалом включает в себя следующие этапы:

  1. Сканирование сети и синхронизация с временной структурой сети с точностью до радио-фрейма. Также на этом этапе вычисляется смещение частоты собственного генератора терминала и его подстройка. Выполняется посредством приема первичного сигнала синхронизации NPSS.
  2. Определение физического идентификатора соты NCellID и номера радио-фрейма внутри блока длительностью 80мс. Выполняется посредством приема вторичного сигнала синхронизации NSSS.
  3. Прием широкополосного канала NPBCH, декодирование блока мастер информации (MIB), синхронизация с номерами радио-фреймов внутри структуры супер- и гиперфрейма.

Общие принципы сканирования NB-IoT оконечным оборудованием аналогичны принципам сканирования сети LTE. Сканирование осуществляется с шагом 100 кГц. На каждом шаге терминал пытается обнаружить сигнал первичной синхронизации. Данный алгоритм при режиме работы в полосе сети LTE (in-band operation) или в защитной полосе сети LTE (guard band operation) приводит к смещению сетки частот с шагом 100кГц относительно центральной частоты физического ресурсного блока (PRB), используемого для технологии NB-IoT (системное смещение). Так, при полосе LTE сигнала 10МГц и 20МГц смещение для разрешенных к использованию индексов PRB составит 2,5кГц, при 3МГц, 5МГц и 15МГц – 7,5кГц (см. Рис. 2 и Рис. 3 для полос 10МГц и 5МГц соответственно). Данное смещение остается некомпенсированным после выполнения шага 1 процедуры поиска сети, что может отрицательно казаться на приеме широкополосного канала (NPBCH) – шаг 3. Для устранения данной проблемы прием NPBCH может вестись параллельно для всех возможных смещений (-7.5кГц, -2.5кГц, 0кГц, 2.5кГц, 7.5кГц). После приема NPBCH и декодирования MIB осуществляется компенсация системного смещения.

Рис. 2:
Поиск сети NB-IoT

Рис. 3:

Поиск сети Nb-IoT

Одним из ключевых требований, предъявляемых к M2M-терминалам, является их возможность работы при низких отношениях СИГНАЛ/ШУМ. В этом случае первичная синхронизация, основанная на анализе корреляционной функции эталонного NPSS и принятого из радиоэфира единичного фрагмента сигнала, длительностью 10мс может быть неэффективной. Для решения данной проблемы используется процедура когерентной аккумуляции нескольких 10мс фрагментов, что позволяет повысить энергетику полезного сигнала. Процедура взвешенной аккумуляции позволяет минимизировать влияние эффекта нестабильности частоты генератора M2M-терминала на протяжении процедуры синхронизации.