[發明專利]基于前導序列的定時誤差估計方法

有效

• 申請號: 201710373351.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107318157B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李金喜;陳順方;李裕;鄒星;金哲仕
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04L27/26
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發明公開了一種基于前導序列的定時誤差估計方法，包含以下步驟：1)、設置匹配抽取濾波器的抽取因子為M＝N?1；2)、對匹配抽取濾波器的輸出結果進行基于已知前導序列的滑動相關運算；3)、由峰值門限檢測器對滑動相關運算的輸出進行判決，標記峰值位置；4)、以標記的峰值位置為中心點，設定傅里葉變換窗口長度為覆蓋4個T_symbol的時間長度，對窗口長度內的滑動相關運算的輸出值進行傅里葉蝶形變換；5)、對傅里葉蝶形變換輸出結果進行頻域相位運算；6)、對頻域相位運算進行映射輸出，輸出定時誤差估計值。本發明使得定時同步調整步進在有效的范圍內能夠快速趨于收斂。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及航空航天飛行器的無線通信設備，是一種單載波系統中基于前導序列的定時誤差估計的實現方法。

背景技術

隨著通信業務量的高速增長，對無線通信系統的傳輸速率提出更高的要求。伴隨著傳輸速率的提升，各種高階調制方式得到應用，然而高階調制解調門限的局限性導致系統靠各種物理手段來彌補能量損失，例如增大發射功率，以提升接收機的信噪比達到最佳接收，其衍生對功放的要求更加苛刻，同時由于高階調制的幅度包絡不恒定，導致功放效率降低，因此在現階段進行高速信息傳輸時，一般采用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交頻分復用)和單載波QPSK兩種方式，其中OFDM技術對載波同步比較敏感，而且PAPR(Peak-to-Average Power Ratio，峰均功率比)較大；而單載波QPSK技術相比不存在PAPR問題，而且不需要昂貴的顯性功率放大器，對載波同步不是特別敏感，同時可以采用信道糾錯編譯碼、頻域均衡等方式來有效降低多徑引起的數據干擾。同時單載波QPSK方式相對于OFDM、高階調制等技術實現復雜度低，魯棒性更高，系統更趨于穩健。

無線通信技術領域的核心問題之一即為同步，其包含定時同步和載波同步。一般地，定時同步分盲同步和基于訓練的先驗同步兩種方式。基于訓練的先驗同步采用類擴頻模式構建前導序列或訓練序列，基于擴頻碼同步方式進行定時誤差信號估計，及采用與符號相關的已知波形與接收信號進行匹配濾波，即滑動相關運算，就會在符號同步的位置出現前導序列的累積相關峰值，由于前導序列的相關性，其相關輸出具有以最大相關峰值為中心的偶對稱特性，即最大相關峰值一般處于該符號間隔的中點，兩邊的相關值對稱逐漸降低，如果實際抽樣位置偏離峰點位置，就可根據早-遲門同步估計器來進行定時誤差信息估計，并通過反饋控制使得下次同步誤差減小，約定遲抽樣點相關值為p1，早抽樣點相關值為p2，定時誤差經過歸一化后取值為0、-1或1等三種狀態，僅能識別定時調整的方向，而不能表征定時同步調整的步進范圍和基于系統采樣時鐘的定時誤差歸一化偏移量。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種基于前導序列的定時誤差估計方法，用以解決傳統定時誤差估計不能表征定時同步調整的步進范圍和基于系統采樣速率的定時誤差歸一化偏移量的難題，使得定時同步調整步進在有效的范圍內能夠快速趨于收斂。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種基于前導序列的定時誤差估計方法，包含以下步驟：

步驟1)、設置匹配抽取濾波器的抽取因子為M＝N-1，將ADC采樣后的輸入數字信號經過匹配抽取濾波器降低采樣速率，即滑動相關信號采樣速率f_corr＝2^N-Mf_symbol，N為自然數，M為正整數N＞M，且N≥3，f_symbol為信號符號速率；

步驟2)、由前導序列滑動相關器對匹配抽取濾波器的輸出結果進行基于已知前導序列的滑動相關運算；

步驟3)、對峰值門限檢測器設定門限閥值，由峰值門限檢測器對滑動相關運算的輸出進行判決，輸出相關峰值并標記峰值位置；