[發明專利]電子設備及前導信號生成、發送、接收方法及裝置

有效

• 申請號: 201610502482.X
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107566310B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 李明齊;張想;張身志
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L7/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王再朝

本發明提供一種電子設備及前導信號生成、發送、接收方法及裝置，包括生成長度均為N的第一符號和第二符號，第二符號位將第一符號循環左移或循環右移m個采樣點而得到的，將第一符號級聯擴展至任意長度后，在其后級聯一個第二符號，以形成前導信號。本發明為在隨機接入的情況下，自相關能量值的起始部分即會出現峰值，與設定的閾值進行比較即可判斷出檢測信號是否存在。因此所需的偵測時間較短。其次，在定時估計方面，在接收裝置中進行對偶自相關運算后會出現明顯的峰值，根據峰值位置進行定時估計，避免了傳統方案中所產生的峰值平臺帶來的定時模糊，峰值更明顯，定時誤差小，提高了定時估計性能。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別是涉及一種電子設備及前導信號生成、發送、接收方法及裝置。

背景技術

在自組織網絡等無線網絡中，在初始鏈路建立前，通信雙方未知發送信號的頻點。此時，發端一般先在其工作頻點發送一段尋呼前導信號，以便收端在一定的捕獲時間窗內完成對尋呼前導信號的捕獲。捕獲時間窗一般遠小于尋呼前導信號長度，以保證收端在遍歷搜索多個不同的頻點時，可使其捕獲時間窗處于尋呼前導信號持續時間內。由于要捕獲的尋呼前導信號采用的頻點只是收端搜索的頻點之一，因此在給定尋呼前導信號長度的條件下，捕獲時間窗越短，收端可搜索遍歷的頻點數就越多，搜索的頻帶越寬，在給定工作頻寬的條件下初始鏈路建立的時間也就越短。

鏈路的正常建立依賴于接端對發端發出的尋呼前導信號的有效捕獲和尋呼信息解調。而如何保障接收端在給定的掃描頻點和捕獲時間窗內快速準確地捕獲到前導信號主要取決于前導碼的優化設計和接收算法。另外，檢測到尋呼前導信號后，接收端還需完成尋呼幀的時頻同步，以便完成后續的尋呼信息解調。尋呼幀的時頻同步主要作用是利用前導進行定時同步、小數倍和整數倍載波頻偏估計。完成時頻同步工作后，接收端通信才能進入正常的信息解調過程。

前導符號信息主要用于通信鏈路的建立階段，因此優化設計的前導符號有利于接收端盡快發現和檢測信號是否存在。前導符號也應使初始同步過程盡量簡單可靠。

目前，比較常見的前導信號的優化設計和接收算法主要有以下兩種：

一、利用頻域中兩個重復的OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交頻分復用技術)符號作為前導信號，計算載波頻偏的算法，此種前導信號的結構是前導信號的結構設計的基礎。此后該循環重復的前導信號在OFDM系統中的取得了廣泛研究。

二、在短波通信系統中，采用重復的m序列作為前導信號，以克服短波信道的衰落特性造成的同步誤差。仿真表明該算法在低信噪比下，檢測率及同步性能具有明顯優勢。

對于采用循環重復的OFDM符合或m序列作為前導信號的方案，為了保證出現峰值以判斷檢測信號是否存在，所需的最小相關周期(即滑動窗的最小開窗長度)為2N，最小相關長度為N，其中，N為一個OFDM符號的長度或一個m序列的長度。成功檢測到信號最少需要2個符號長度，即2N。

但是，在利用循環重復的OFDM符合或m序列作為前導信號的自相關運算進行同步的過程中，則會出現連續的峰值，該峰值一直持續到前導信號的數據段起始位置之前一個符號長度處。因此，采用該方案時定時位置可根據峰值平臺的下降沿確定，然而由于信道的多徑特性以及噪聲的影響，檢測峰值平臺的下降沿的誤差將會較大。

為了克服直接重復級聯的前導信號的結構在自相關運算時帶來的峰值平臺問題，提出了一種引用于DVB-T2(第二代歐洲數字地面電視廣播傳輸標準)的前導信號的結構。DVB-T2中，采用的前導信號的結構為[C A B]，其中，A、B和C分別表示一個OFDM符號，OFDM符號A采用1024個子載波，OFDM符號B采用482個子載波，OFDM符號C采用542個子載波。且，OFDM符號B和OFDM符號C是由OFDM符合A的時域數據經頻移后生成的。采用此種結構的前導信號雖然克服了峰值平臺造成的定時誤差，提高了前導信號的檢測準確率，但是，此種前導信號的結構對于應用場景要求比較嚴格，主要用于載波頻率已知或對檢測時間不敏感的場景下。