[發(fā)明專利]突發(fā)通信的定時(shí)估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410117023.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103873225A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彧;吳釗;吳義辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L7/00
• 分類號(hào): H04L7/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種突發(fā)通信的定時(shí)估計(jì)方法。

背景技術(shù)

很多通信系統(tǒng)中都提供了前導(dǎo)序列（如GSM系統(tǒng)和WIFI系統(tǒng)中），用于接收端的快速同步和信道估計(jì)等，因此基于數(shù)據(jù)輔助的定時(shí)估計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這種數(shù)據(jù)輔助的定時(shí)估計(jì)方法大都基于最大似然準(zhǔn)則導(dǎo)出，是最大似然意義下的準(zhǔn)最佳估計(jì)器。

具有代表性的搜索法是一種基于數(shù)據(jù)輔助的前向定時(shí)算法，通過(guò)搜索似然函數(shù)的最大值估計(jì)定時(shí)偏差。非數(shù)據(jù)輔助定時(shí)方法也叫“盲前向定時(shí)估計(jì)”，這種方法不需要前導(dǎo)序列，由于是前向結(jié)構(gòu)，也不需要反饋環(huán)節(jié)，因此收斂較快，也比較適合于突發(fā)系統(tǒng)中。其中影響力最大的是平方環(huán)法，平方環(huán)法通過(guò)對(duì)接收信號(hào)做模平方非線性變換獲得符號(hào)速率的頻譜分量，再通過(guò)窄帶濾波器提取定時(shí)信息。

突發(fā)通信具有猝發(fā)特性，每幀數(shù)據(jù)較短且是獨(dú)立的，要求僅用少量數(shù)據(jù)完成時(shí)鐘同步。基于數(shù)據(jù)輔助的最大似然估計(jì)方法，如搜索法雖然精度高收斂快，但是搜索似然函數(shù)的最大值會(huì)消耗大量的運(yùn)算，復(fù)雜度非常高，不易移植到工程實(shí)踐中；平方環(huán)法運(yùn)算量少,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但在信噪比低時(shí)非線性處理將導(dǎo)致性能下降，且在成形系數(shù)小時(shí)“自噪聲”明顯，性能也會(huì)顯著惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種突發(fā)通信的定時(shí)估計(jì)方法，基于數(shù)據(jù)輔助進(jìn)行定時(shí)偏差估計(jì)，具有復(fù)雜度低，精度高。

本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種突發(fā)通信的定時(shí)估計(jì)方法，該方法基于前導(dǎo)序列進(jìn)行，前導(dǎo)序列由相關(guān)特性良好的二進(jìn)制m序列構(gòu)成，該方法包括：

在通信調(diào)制端發(fā)送帶有前導(dǎo)序列的信號(hào)幀，前導(dǎo)序列由相關(guān)特性良好的m序列填充；

在通信解調(diào)端以四倍于符號(hào)速率的采樣率對(duì)基帶接收信號(hào)進(jìn)行采樣，定時(shí)估計(jì)基于采樣速率進(jìn)行；

將接收到的采樣信號(hào)送入相關(guān)器，與本地m序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，相關(guān)運(yùn)算由加減法完成，相關(guān)器輸出出現(xiàn)陡峭峰值；

對(duì)相關(guān)器的輸出進(jìn)行模方處理，找到模方最大的點(diǎn)并確定最大峰值；

在峰值附近選取8個(gè)值用于定時(shí)估計(jì)，求解該序列在符號(hào)速率上的頻譜分量，計(jì)算該頻譜分量的相位，對(duì)相位做歸一化處理得到時(shí)域定時(shí)偏差。

可選的，所述m序列為63的PN序列，前導(dǎo)序列包含所述63的PN序列和循環(huán)前綴；

可選的，相關(guān)器為濾波器，濾波器系數(shù)與m序列值保持一致，濾波器由加法器和寄存器構(gòu)成。

可選的，還包括：

將相關(guān)器的輸出I/Q兩路信號(hào)分別送入兩路FIFO進(jìn)行緩存。

可選的，還包括：

如果R(0)為最大峰值模方，則R(-4),R(-3),R(-2),R(-1)和R(1),R(2),R(3),R(4)分別為最大峰值左側(cè)和右側(cè)相關(guān)值的模方，比較R(-1)和R(1)的大小，如果R(-1)大，則選擇R(-4)到R(3)八點(diǎn)用于定時(shí)估計(jì)，否則，選擇R(-3)到R(4)八點(diǎn)用于定時(shí)估計(jì)；

將上述8點(diǎn)乘以復(fù)向量[-j,-1,j,1,-j,-1,j,1]^T，T表示轉(zhuǎn)置，所得為復(fù)數(shù)，求復(fù)數(shù)的相位，除以2pi，所得即為歸一化的定時(shí)偏差。

可選的，還包括：

時(shí)域中偶對(duì)稱實(shí)信號(hào)的傅里葉變換為頻域偶對(duì)稱實(shí)信號(hào)，時(shí)域的時(shí)移對(duì)應(yīng)到頻域?yàn)橄辔恍D(zhuǎn)，頻域信號(hào)的基頻分量的相位信息可以表征頻域上的相位旋轉(zhuǎn)幅度，進(jìn)而表征時(shí)域信號(hào)的時(shí)移，即定時(shí)偏差。

基于上述技術(shù)方案，利用本發(fā)明提供的方法在突發(fā)通信中進(jìn)行定時(shí)估計(jì)，復(fù)雜度低，突發(fā)通信中通常采用相關(guān)運(yùn)算完成幀同步的確定，本方法借用相關(guān)峰附近的8點(diǎn)相關(guān)值即可估計(jì)定時(shí)偏差，只需要少量乘法器和寄存器即可完成定時(shí)估計(jì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低；精度高，本方法在低信噪比、低成形系數(shù)下性能優(yōu)良，截短相關(guān)值序列在保留定時(shí)偏差信息的同時(shí)抑制了噪聲；時(shí)延小，在前導(dǎo)序列部分即可估計(jì)出定時(shí)偏差，在數(shù)據(jù)部分可進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種突發(fā)通信的定時(shí)估計(jì)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式