[發明專利]一種跳頻正交頻分復用系統的時間同步方法及裝置

有效

• 申請號: 201010219781.5
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN102316061A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 喬樹山;黑勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B1/7156;H04L25/02
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種跳頻正交頻分復用系統的時間同步方法及裝置。

背景技術

隨著科學技術的發展和人們生活水平的不斷提高，無線通信技術在人們的日常工作和生活中起著越來越重要的作用，在經濟、政治、社會活動和工作各個領域中，都需要有良好的無線通信技術來保持信息的及時交換與暢通。目前，第二代數字移動通信系統已經在全球范圍內得到廣泛的應用，其數據傳輸速率為9.6kbit/s，最高可達32kbit/s。第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbit/s。為了進一步實現高質量、高速度的移動通信業務，對以OFDM(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用)為核心技術的第四代移動通信系統的理論及技術研究已廣泛的展開。較之第三代移動通信系統，OFDM技術具有更高的頻譜利用率和良好的抗多徑干擾能力，不僅可以增加系統容量，更重要的是它能更好的滿足多媒體通信要求，將包括語音、數據、影像等多媒體業務通過寬頻信道高品質地傳送出去。

由于OFDM技術具有較強的抗多徑衰落能力以及較高的頻譜利用率，非常適合高速數據傳輸，因此在許多無線通信系統中得到了廣泛的應用。如在WiMedia聯盟倡導的基于OFDM技術的超寬帶(UWB)系統，該系統將頻譜以528MHz帶寬進行分割，在每個子頻帶上采用OFDM技術。通信距離為4-10m，最高速率可達480Mbps。其中IEEE802.15.3a草案對UWB收發機的功耗要求是，當系統達到最大速率480Mbps時，接收機的功耗僅為323mW，這給硬件設計帶來了很大的挑戰。具體表現為整個系統功耗比較大，需要低復雜度設計。

此外，與其它基于OFDM技術的接收機不同的是，在超寬帶技術中使用跳頻技術在3個528MHz的頻段內進行實時頻帶切換。超寬帶技術占用了3.168-10.560GHz的頻譜，該頻譜分為5個頻段組，前4個頻段組是由3個528MHz的子頻帶組成，而最后一個頻段組由兩個528MHz的子頻帶組成。目前，第一個頻段組是強制使用的，而其他頻段組是可選的。對于第一個頻段組，OFDM符號通過跳頻技術在三個512MHz子頻段切換。

在如超寬帶的跳頻正交頻分復用寬帶系統，由于發射與接收端之間存在多種障礙物，信號在傳播過程中往往會受到各種障礙物所引起的遮擋、吸收、反射、折射和衍射的影響，這樣，到達接收端的信號是來自不同傳播路徑的信號之和，接收到的信號與原信號失真非常大。此外，正交頻分復用技術使用了頻率的正交特性，一旦其正交性遭破壞，系統的誤碼率急劇增加，這也是正交頻分復用技術的一個主要缺陷。產生頻偏的主要原因就是射頻電路接收和發送段中心頻率不匹配。另外，由于發送和接收端器件工藝以及供電電壓、溫度等因素的不一致會導致在發射機和接收機之間的模數轉換器和數模轉換器采樣頻率不一致，該采樣間隔偏差對于正交頻分復用技術系統性能也有著重要影響。

綜上所述，跳頻正交頻分復用寬帶系統，如超寬帶系統占用的頻譜帶寬非常大，意味著模數轉換器的工作頻率也非常高，高達528MHz，這對便攜式終端對功耗敏感挑戰非常大；此外，系統采用了跳頻技術，未同步前接收端采集到的前導序列僅為發送端的一部分；且無線環境多徑效應非常大，加上載波頻偏、采樣頻偏等非理想因素，用來同步的前導序列在接收端失真比較大。在這樣的條件下，一旦發生定時同步錯誤，就會造成漏包或誤接。尤其對于實時通訊系統，這將是嚴重的錯誤。

發明內容

為了解決上述的技術問題，提供一種跳頻正交頻分復用系統的時間同步方法及裝置，其目的在于實現跳頻正交頻分復用系統的時間同步。

本發明提供的一種跳頻正交頻分復用系統的時間同步方法，包括：

步驟1，利用數據分割和脈組滑窗對經模數轉換器采樣重建的正交頻分復用數據進行包絡檢測得到數據包；

步驟2，利用最大權重抽頭的匹配濾波FFT窗檢測方法精確定位所述數據包的FFT窗的開窗位置；

步驟3，在確定所述數據包的FFT窗的開窗位置后，利用多帶檢測判斷接收到的每個OFDM符號所在的頻段；

步驟4，在判斷出OFDM符號所在的頻段的頻段后，利用前導序列時序檢測分辨當前接收的OFDM符號為包同步序列或者幀同步序列。

步驟1中，在多個子頻段內選擇一個特定的子頻段，并利用數據分割和脈組滑窗對經模數轉換器采樣重建的正交頻分復用數據進行包絡檢測得到數據包。

在所述步驟1中，根據下式使用數據分割和脈組滑窗：