專利名稱：一種粗同步方法及接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，特別涉及一種粗同步方法及 接收機。
背景技術(shù)：
同步是OFDM接收機的關(guān)鍵技術(shù)之一，同步精度直接影響接收機的性 能。同步技術(shù)通常分為粗同步和精同步兩步來完成。如果通信系統(tǒng)采用數(shù)據(jù) 幀來解決多用戶、多點接入的問題，那么，粗同步需要能夠?qū)崿F(xiàn)幀同步、并 能克服時隙模糊，從而為精同步提供一定的判斷依據(jù)。
現(xiàn)有技術(shù)中粗同步方法的實現(xiàn)過程是在OFDM信號中周期性地攜帶 同步信號，由OFDM接收機根據(jù)接收信號(也就是OFDM信號)中的同步 信號的自相關(guān)模值判斷最大模值的位置(即擇大判決)，從而獲取粗同步所 需的粗同步位置和分數(shù)倍頻偏。所述同步信號可以是同步符號、循環(huán)前綴。 其中，每個同步符號至少包括兩個相同的符號，如此，才能通過自相關(guān)運算 進行檢測。
上述現(xiàn)有粗同步方法的缺陷在于在存在強噪聲、強干擾或強衰落的信 道條件下，對自相關(guān)的模值進行擇大判決所估計出的同步位置的精度較差， 這就需要之后的精同步步驟經(jīng)過較長時間的修正才能獲得較為準確的同步 位置，導(dǎo)致同步所需要的時間較長，資源消耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種粗同步方法，以在存在強噪 聲、強干擾或強衰落的信道條件下，用較小的運算量實現(xiàn)較高精度的粗同步。 本發(fā)明的另一個主要目的在于提供一種接收機，以在存在強噪聲、強干擾或強衰落的信道條件下，用較小的運算量實現(xiàn)較高精度的粗同步。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種粗同步方法，該方法預(yù)先設(shè)置第一常數(shù)和第二常數(shù)，還包括以下步驟
A、 對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；
B、 判斷所述自相關(guān)能量值中是否存在第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟C;
C、 從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，判斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟D;
D、 根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號釆樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
進一步地，可以預(yù)先設(shè)置第三常數(shù)，所述第三常數(shù)大于所述第二常數(shù)；在步驟C中判定存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，并執(zhí)行步驟D之前，進一步包括判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)，若小于等于，則執(zhí)行步驟D。
進一步地，還可以預(yù)先確定能夠使粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的信號采樣速率；并在步驟A之前進一步包括以所述確定的信號采樣速率對所述接收信號進行重采樣；此時，步驟A所述接收信號為所述經(jīng)重采樣之后的接收信
步驟A所述自相關(guān)運算可以進一 步包括Al、對應(yīng)于各個接收信號采樣點，計算
其中，"為采樣點的序號;
^few為同步信號的時延;五cor^)為對應(yīng)于第w個采樣點的自相關(guān)值；r +^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)；*為共軛運算；
A2、將五cwfw」的能量值2或模值c^(&wO))作為對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值。
所述相關(guān)門限可以采用預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的方式進行設(shè)置，或采用自適應(yīng)計算的方式進行設(shè)置。
所述自適應(yīng)計算相關(guān)門限的方式可以進一步包括
Bl、預(yù)先設(shè)置第四常數(shù)G血；
B2、計算￡(")=力K" + W + ￡卜("+ "l如〗；
其中，/7為采樣點的序號；
+^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)；A^yw為同步信號的長度；B3、將G^與五(^)的乘積作為所述相關(guān)門限。步驟D所述確定粗同步位置的方法可以為
Dl、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl;
D2、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為N2;
D3、將N1與N2的中點確定為粗同步位置。
步驟D所述確定粗同步位置的方法可以為
Dl，、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl;
D2，、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的釆樣點記為N2;
D3'、根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述
10Nl、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢相同的直線；
D4'、根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述
N2、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢相同的直線；D5，、將所述兩條直線的交點所對應(yīng)的采樣點確定為粗同步位置。步驟D所述確定分數(shù)倍頻偏的方法可以為
其中，A^収為自相關(guān)能量值最^的位置；""g/e(EcoK〃max))表示取角度；A^^為同步信號的時延。
一種接收機，包括存儲模塊、自相關(guān)運算模塊、定位模塊和粗同步模塊；其中
所述存儲模塊，用于存儲預(yù)先設(shè)置的第一常數(shù)和第二常數(shù)；所述自相關(guān)運算模塊，用于對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各
個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；
所述定位模塊，用于在所述自相關(guān)能量值中搜索第一常數(shù)個連續(xù)小于相
關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位置，并從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相
關(guān)能量值開始，搜索第二常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的
位置；
所述粗同步模塊，用于根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
上述接收機中，所述存儲模塊，可以進一步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第三常數(shù)，所述第三常數(shù)大于所述第二常數(shù)；
所述定位模塊，還用于判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)。
該接收機中可以進一步包括重采樣模塊；所述存儲模塊，進一步用于存儲能夠使粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的
信號釆樣速率；
所述重采樣模塊，用于以所述存儲模塊存儲的信號采樣速率對所述接收信號進行重采樣，并用于將所述經(jīng)重釆樣之后的接收信號發(fā)送給自相關(guān)運算
模塊；
所述自相關(guān)運算模塊進行所述自相關(guān)運算的對象為所述經(jīng)重采樣之后的接收信號。
所述自相關(guān)運算模塊可以進一步包括自相關(guān)值運算單元和自相關(guān)能量
運算單元；
所述自相關(guān)值運算單元，可以用于對各個接收信號采樣點，計算
其中，w為采樣點的序號；A^，為同步信號的時延；
五corf^為對應(yīng)于第"個采樣點的自相關(guān)值；r +^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)；*為共軛運算；
所述自相關(guān)能量運算單元，可以用于將的能量值2或模值i(&。K";0作為對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值。
所述存儲模塊，可以進一 步用于存儲預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的所述相關(guān)門限。該接收機可以進一步包括相關(guān)門限計算模塊，用于自適應(yīng)計算所述相關(guān)門限。
所述存儲模塊，可以進一 步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第四常數(shù)G^;所述相關(guān)門限計算模塊，還可以用于計算
12其中，w為采樣點的序號；
+^為第~ +^個采樣點的數(shù)據(jù)；Mw"為同步信號的長度；并用于將G^與五(^)的乘積作為所述相關(guān)門限。
所述粗同步模塊，還可以用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl，將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后 一 個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為N2,將N1與N2的中點確定為粗同步位置。
所述粗同步模塊，還可以用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl，將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后 一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為N2;根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述Nl、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢相同的直線，根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述N2、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢相同的直線；并用于將所述兩條直線的交點所對應(yīng)的采樣點確定為粗同步位置。
所述粗同步模塊，還可以用于將F = "—^，^max)^ 作為分數(shù)倍
頻偏；
其中，^max為自相關(guān)能量值最大的位置；""g/e(Ecw(A^ax))表示取角度；
A^—為同步信號的時延。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的粗同步方法通過設(shè)置第一常數(shù)和第
二常數(shù)，并通過在對應(yīng)于各接收信號采樣點的自相關(guān)能量值中尋找第一常數(shù)
個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，然后從所述找到的連續(xù)小于相關(guān)門限
的最后一個自相關(guān)能量值開始，判斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)
門限的自相關(guān)能量值，若存在，即可確定粗同步位置位于所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值對應(yīng)的采樣點內(nèi)。采用本發(fā)明方法能夠抵抗強噪 聲、強干擾或強衰落的信道條件對同步信號的影響，從而找到較為精確的粗
同步位置。
本發(fā)明提供的接收機通過自相關(guān)運算模塊對接收信號進行自相關(guān)運算， 得到對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值，并通過定位模塊首先在所 述自相關(guān)能量值中搜索第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位 置，然后從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，搜索第二 常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位置，最后由粗同步模塊 根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號采樣點 的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。從而在強噪聲、強干擾或強衰落 的信道條件找到較為精確的粗同步位置。
為進一 步提高粗同步的精確度，本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還提供 了一種能夠避免誤判的粗同步方法及接收機，通過進一步預(yù)先設(shè)置第三常 數(shù)，并在找到第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值、以及第二常數(shù) 個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值之后，判斷從所述找到的連續(xù)小于 相關(guān)門限的最后 一 個自相關(guān)能量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能 量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)，若小于等于，判定粗同步位置位于 所述第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值對應(yīng)的采樣點內(nèi)。
此外，本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還提供了一種能夠減少運算量的 粗同步方法及接收機，通過預(yù)先確定能夠使粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的 信號采樣速率，然后以所述確定的信號采樣速率對接收信號進行重采樣，并 將經(jīng)重采樣之后的接收信號參與本發(fā)明后續(xù)的粗同步過程。


圖1為本發(fā)明粗同步方法的流程示意圖2為同步信號的時延和長度示意圖3為本發(fā)明一較佳確定粗同步位置的示意圖；圖4為同步信號的重復(fù)周期示意圖5為本發(fā)明一較佳接收機的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉 實施例，對本發(fā)明作進一步詳細i兌明。
本發(fā)明的主要思想是通過在對應(yīng)于各個采樣點的自相關(guān)能量值中找出 若干個連續(xù)小于預(yù)設(shè)門限的自相關(guān)能量值，并判斷從所述連續(xù)小于預(yù)設(shè)門限 的自相關(guān)能量值開始，是否存在若干個連續(xù)大于等于預(yù)設(shè)門限的自相關(guān)能量 值，如果存在，則判定粗同步位置位于所述連續(xù)大于等于預(yù)設(shè)門限的自相關(guān) 能量值對應(yīng)的采樣點內(nèi)?；诒景l(fā)明上述思想的粗同步方法能夠有效抵抗強 噪聲、強干擾或強衰落的信道條件對同步信號的影響，從而找到較為精確的 粗同步位置。
圖1為本發(fā)明粗同步方法的流程示意圖。參見圖1,該方法包括 步驟101:進行初始i殳置。
本步驟中可以根據(jù)實際應(yīng)用的需要設(shè)置 一 些常數(shù)，用于后續(xù)的粗同步過 程。所述初始設(shè)置的步驟通常只執(zhí)行一次即可。本步驟中可以設(shè)置以下常數(shù)
相關(guān)門限，記為th，用于判斷采樣點的自相關(guān)能量值是否符合要求。該 相關(guān)門限也可以采用自適應(yīng)計算的方式在粗同步過程中動態(tài)設(shè)置。
第一常數(shù)，記為Na,用于判斷連續(xù)小于th的自相關(guān)能量值的數(shù)量是否 符合要求。
第二常數(shù)；記為Nb,用于判斷連續(xù)大于等于th的自相關(guān)能量值的數(shù)量 是否符合要求。
在本發(fā)明后續(xù)步驟的描述過程中，將對所涉及的其他預(yù)設(shè)常數(shù)進行描 述，所述常數(shù)均可以在本步驟中進行初始設(shè)置。
在設(shè)置所述常數(shù)時，可以根據(jù)經(jīng)驗、信道的實際情況以及實際應(yīng)用的需
15要進行設(shè)置。例如根據(jù)信道的實際情況可以判斷大約連續(xù)出現(xiàn)多少個自相
關(guān)能量值大于等于th的采樣點為正常情況，然后據(jù)此設(shè)置所述第二常數(shù)。
步驟102:對接收信號進行重采樣。
值得說明的是本步驟所述接收信號是指粗同步處理過程的輸入信號， 該信號通常是接收天線所接收到的信號經(jīng)過必要的處理之后得到的，并非接 收天線4妾收的原始1'言號。
為了在保證粗同步可靠性的前提下，進一步提高計算效率，可以按照本 步驟對接收信號進行重采樣。具體地可以預(yù)先確定能夠使粗同步的可靠性 達到預(yù)設(shè)門限的信號采樣速率，然后，在本步驟中以所述確定的信號采樣速 率對接收信號進行重采樣。
例如中國移動多媒體廣播(CMMB)系統(tǒng)粗同步處理過程的輸入信號 的速率為20MHz， CMMB系統(tǒng)的符號速率為lOMHz，可以設(shè)置5MHz的重 采樣速率，如此，經(jīng)重釆樣后的輸入信號的速率為5MHz。國家地面數(shù)字電 視系統(tǒng)粗同步處理過程的輸入信號的速率為30.24MHz,系統(tǒng)的符號速率為 7.56MHz，可以設(shè)置30.24MHz的重采樣速率，如此，經(jīng)重采樣后的輸入信 號的速率為30.24MHz。
如果執(zhí)行了本步驟，對接收信號進行了重采樣，則后續(xù)粗同步過程中所 涉及的接收信號是指經(jīng)重采樣之后的接收信號。
步驟103:對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各個接收信號采樣 點的自相關(guān)能量值。
在具體實現(xiàn)自相關(guān)運算時，可以采取多種方式。本實施例中，以采用自 相關(guān)滑動窗為例進行說明，包括以下兩個步驟
第1步根據(jù)(1 )式計算對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)值。
(1 )式中，w為采樣點的序號;
16五cwY")為對應(yīng)于第w個采樣點的自相關(guān)值； +^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)；
為同步信號的時延；圖2為同步信號的時延和長度示意圖； *為共4厄運算。
第2步計算五conW的能量值fcw(")l 2或模值"&(&oK"))作為對應(yīng)于各
個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值。 步驟104:計算相關(guān)門限。
如步驟101所述，用于判斷采樣點的自相關(guān)能量值是否符合要求的相關(guān) 門限th可以預(yù)先設(shè)置，也可以通過自適應(yīng)計算的方式進行設(shè)置。如果步驟 101中沒有設(shè)置相關(guān)門限，本步驟中，可以自適應(yīng)計算相關(guān)門限。由于所述 相關(guān)門限是根據(jù)接收信號自適應(yīng)計算得到的，因此，其值將動態(tài)變化，以下 記為th(n)。
在具體實現(xiàn)自適應(yīng)計算th(n)時，可以采取多種方式。本實施例中，以 采用能量滑動窗為例進行說明 第1步預(yù)先設(shè)置常數(shù)G^。
第2步計算￡(")= 2>(" + *〗+ Z + ) (2)
(2)式 中，"為采樣點的序號； 吖"+^為第~ +^個采樣點的能量； A^;"為同步信號的長度，如圖2所示。 第3步將與￡(^)的乘積作為所述th(n)。
步驟105:判斷所述對應(yīng)于各接收信號采樣點的自相關(guān)能量值中是否存 在第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟106， 否則，繼續(xù)本步驟所述判斷。
結(jié)合上述各步驟中定義的符號，本步驟所述判斷就是判斷pcw(^T連 續(xù)小于th或th(n)至少Na次。
若搜索到最后一個采樣點處仍然沒有符合本步驟所述條件的采樣點出現(xiàn)，則對下一段接收信號執(zhí)行本方法。
步驟106:從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，判 斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則 執(zhí)行步驟107，否則，繼續(xù)本步驟所述判斷。
結(jié)合上述各步驟中定義的符號，本步驟所述判斷就是判斷I&。K")卩連 續(xù)大于等于th或th(n)至少Nb次。
若將從連續(xù)小于th或th(n)的最后一個一。K":T開始的第一個大于等于 th或th(n)的l五coK^T對應(yīng)的采樣點記為Nl，將連續(xù)大于等于th或th(n)的最 后一個|&0/^)|2對應(yīng)的采樣點記為N2，則步驟105和步驟106的判斷結(jié)果可 以表示為以下式(3) ~式(8):
一，-l)2 <晰旭-1)(3)
￡—旭)|2 ^晰M)(4)
(5)
￡cw(iV2 + l)「 "，2 + l)(6)
- #1 2貓(7)
(8)
若搜索到最后一個采樣點處仍然沒有符合本步驟所述條件的采樣點出現(xiàn)，則對下一段接收信號執(zhí)行本方法。
步驟107:判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始， 連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)， 若小于等于，則執(zhí)行步驟108，否則，結(jié)束本方法。
本步驟是為進一步提高粗同步的可靠性，避免誤判而引入的步驟。如果 不執(zhí)行本步驟，可以在4丸行完步驟106之后直接4丸行步驟108。
為描述簡便，以下將所述第三常數(shù)記為Nc。結(jié)合上述各步驟中定義的 符號，本步驟所述判斷就是判斷l(xiāng)&。K")l2連續(xù)大于等于th或th(n)至多Nc次。
步驟105~步驟107的判斷結(jié)果可以表示為以下式(3) ~式(6)、式 (8)、以及式(9):
臉2 #2 - M) ( 9 )
步驟108:判斷自相關(guān)能量值最大的位置是否處于N1和N2之間，若處 于N1和N2之間，則繼續(xù)執(zhí)行步驟109,否則，結(jié)束本方法。
本步驟也是為進一步提高粗同步的可靠性，避免誤判而引入的附加步 驟。如果不執(zhí)行本步驟，可以在執(zhí)行完步驟106或步驟107之后直接執(zhí)行步 驟109。
結(jié)合上述各步驟中定義的符號，若之前的步驟中用于判斷的是五cwf"」 的能量值^cor(力l2,則本步驟所述判斷就是滿足式(10)和式(11):
|￡c。r(Wmax)|2 = max〔|￡cw(")|2〕 ( 10 )
臘w,加、^1 (11) 或者，若之前的步驟中用于判斷的是五con^)的模值"fo(五c^("))，則本步
驟中所述判斷就是滿足式(12)和式(11):
"fe(￡cor(Nmax)) = max( afo(五cor(n)》 (12)
步驟109:根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接
收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
本步驟中，是根據(jù)Nl和N2的位置確定粗同步位置。 一種較簡單的方
法就是直接將N1和N2的中點作為粗同步位置。
為提高粗同步的準確性，可以利用接收信號的自相關(guān)能量值曲線的幾何
關(guān)系確定粗同步位置。下面通過一個示例進行說明。
圖3為本發(fā)明一較佳確定粗同步位置的示意圖。參見圖3: 圖中所示水平直線相關(guān)門限th; Nl和N2的物理意義如前所述； 圖中所示曲線為接收信號的自相關(guān)能量值曲線；所述曲線中，在水平直
19線之上的部分為自相關(guān)能量值大于th的部分采樣點，在水平直線之下的部
分為自相關(guān)能量值小于th的部分采樣點；
圖中所示經(jīng)過Nl的直虛線為根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在Nl 處附近的趨勢，所繪制的一條運動趨勢與該自相關(guān)能量值曲線在Nl處的趨 勢相同的直線；
圖中所示經(jīng)過N2的直虛線為根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N2 處附近的趨勢，所繪制的 一條運動趨勢與該自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨 勢相同的直線；
圖中所示豎直實線為經(jīng)過所述兩條直虛線的交點所作的垂直于水平直 線的直線，該直線與水平直線的交點所對應(yīng)的采樣點即為粗同步位置。
采用圖3所示方法可以根據(jù)自相關(guān)能量值曲線的運動趨勢確定粗同步 位置，從而使粗同步的精確度更高。
在確定粗同步位置之后，可以根據(jù)式(12)確定分數(shù)倍頻偏
其中，A^^為自相關(guān)能量值最大的位置；
朋g/e(&。KA^ax))表示取角度；
A^—為同步信號的時延，如圖2所示。 至此，結(jié)束本發(fā)明粗同步方法。
如前所述，OFDM信號中周期性攜帶有同步信號，假設(shè)同步信號的重復(fù) 周期為T,則在時長為T的接收信號內(nèi)通常應(yīng)當(dāng)包含同步信號。因此，為了 保證粗同步的可靠性，本發(fā)明圖2所示方法應(yīng)當(dāng)針對時長大于等于T的一段 接收信號進行。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，也可以如圖2所示流程一樣，在接收 信號中搜索到符合條件的粗同步位置則停止搜索，而無需一定搜索時長為T 的一段接收信號。
圖4為同步信號的重復(fù)周期示意圖。圖4中的同步信號為信標，每個時隙中包含一個信標，每個時隙的時長為25ms，因此，圖4所示示例中，同 步信號的重復(fù)周期T為25ms。
對應(yīng)于上述粗同步方法，本發(fā)明還提供了一種接收機。圖5為本發(fā)明一 較佳接收機的組成結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖5，該接收機包括存儲模塊510、 自相關(guān)運算模塊520、定位模塊530和粗同步模塊540;其中
所述存儲模塊510，用于存儲預(yù)先設(shè)置的第一常數(shù)和第二常數(shù)；
所述自相關(guān)運算模塊520,用于對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng) 于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；
所述定位模塊530，用于在所述自相關(guān)能量值中搜索第一常數(shù)個連續(xù)小 于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位置，并從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個 自相關(guān)能量值開始，搜索第二常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量 值的位置；
所述粗同步模塊540，用于根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能 量值所對應(yīng)的接收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
圖4所示接收機中的存儲模塊510,可以進一步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第 三常數(shù)，所述第三常數(shù)大于所述第二常數(shù)；
圖4所示定位模塊530，還可以用于判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最 后 一 個自相關(guān)能量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是 否小于等于所述第三常數(shù)。
較佳地，圖4所示接收機中可以進一步包括重采樣模塊550;
所述存儲模塊510，可以進一步用于存儲能夠使粗同步的可靠性達到預(yù) 設(shè)門限的信號釆樣速率；
所述重采樣模塊550,可以用于以所述存儲模塊存儲的信號釆樣速率對 所述接收信號進行重采樣，并用于將所述經(jīng)重采樣之后的接收信號發(fā)送給自 相關(guān)運算模塊；
此時，所述自相關(guān)運算模塊520進行所述自相關(guān)運算的對象為所述經(jīng)重 采樣之后的接收信號。圖4所示接收機中的自相關(guān)運算模塊520可以進一步包括自相關(guān)值運 算單元521和自相關(guān)能量運算單元522;
所述自相關(guān)值運算單元521，可以用于對各個接收信號采樣點，計算
其中，w為采樣點的序號； AQe—為同步信號的時延； 五c^Y^為對應(yīng)于第w個采樣點的自相關(guān)值；
+^)為第 +^個釆樣點的數(shù)據(jù)； *為共軛運算；
所述自相關(guān)能量運算單元522，可以用于將五cw^)的能量值^，(")12或 模值"fe(fc。K"))作為對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值。
如前所述，本發(fā)明所述相關(guān)門限可以采用預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的方式進行設(shè) 置，也可以采用自適應(yīng)計算的方式進行設(shè)置。
當(dāng)采用預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的方式設(shè)置相關(guān)門限時，圖4所示接收機中的存 儲模塊510 ，可以進 一 步用于存儲預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的所述相關(guān)門限。
當(dāng)采用自適應(yīng)計算的方式設(shè)置相關(guān)門限時，圖4所示接收機中可以進一 步包括相關(guān)門限計算模塊560,用于自適應(yīng)計算所述相關(guān)門限。
對應(yīng)于所述采用自適應(yīng)計算設(shè)置相關(guān)門限的方式，所述存儲模塊510, 可以進 一 步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第四常數(shù)Ga ,;
所述相關(guān)門限計算模塊560,還可以用于計算
"—1 zjV，一1 , 、力
其中，w為采樣點的序號；
r +^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)；
A^yn為同步信號的長度；
22并用于將G勿與五 )的乘積作為所述相關(guān)門限。
所述粗同步模塊540，還可以用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相 關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl，將所述連續(xù)大 于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣 點記為N2，將N1與N2的中點確定為粗同步位置。
所述粗同步模塊540，還可以用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相 關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl,將所述連續(xù)大 于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣 點記為N2;根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢繪制一條經(jīng)過 所述N1、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在Nl處的趨勢相同的直線， 根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢繪制 一 條經(jīng)過所述N2 、且 運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢相同的直線；并用于將所 述兩條直線的交點所對應(yīng)的采樣點確定為粗同步位置。
數(shù)倍頻偏；
其中，^nax為自相關(guān)能量值最大的位置； ""g/e(Ew(A^ax))表示取角度；
為同步信號的時延。 由上述實施例可見，本發(fā)明提供的粗同步方法通過設(shè)置第一常數(shù)和第二 常數(shù)，并通過在對應(yīng)于各接收信號采樣點的自相關(guān)能量值中尋找第一常數(shù)個 連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，然后從所述找到的連續(xù)小于相關(guān)門限的 最后一個自相關(guān)能量值開始，判斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門 限的自相關(guān)能量值，若存在，即可確定粗同步位置位于所述連續(xù)大于等于相 關(guān)門限的自相關(guān)能量值對應(yīng)的采樣點內(nèi)。采用本發(fā)明方法能夠抵抗強噪聲、 強干擾或強衰落的信道條件對同步信號的影響，從而找到較為精確的粗同步
所述粗同步模塊540,還可以用于將位置。
本發(fā)明提供的接收機通過自相關(guān)運算模塊對接收信號進行自相關(guān)運算， 得到對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值，并通過定位模塊首先在所 述自相關(guān)能量值中搜索第 一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位 置，然后從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，搜索第二 常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位置，最后由粗同步模塊 根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號采樣點 的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。從而在強噪聲、強干擾或強衰落 的信道條件找到較為精確的粗同步位置。
本發(fā)明實施例在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所提供的避免誤判的粗同步方 法及接收機，通過預(yù)先設(shè)置第三常數(shù)，并在找到第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門 限的自相關(guān)能量值、以及第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值 之后，判斷從所述找到的連續(xù)小于相關(guān)門限的最后 一個自相關(guān)能量值開始， 連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)， 若小于等于，則判定粗同步位置位于所述第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限 的自相關(guān)能量值對應(yīng)的采樣點內(nèi)，從而有效避免了誤判的發(fā)生。
此外，本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所提供的減少運算量的粗同步方 法及接收機，通過預(yù)先確定能夠使粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的信號采樣 速率，然后以所述確定的信號采樣速率對接收信號進行重采樣，并將經(jīng)重釆 樣之后的接收信號參與本發(fā)明后續(xù)的粗同步過程，能夠在保證可靠粗同步的 前提下，減少運算量，提高計算效率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范 圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種粗同步方法，其特征在于，該方法預(yù)先設(shè)置第一常數(shù)和第二常數(shù)，還包括以下步驟A、對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；B、判斷所述自相關(guān)能量值中是否存在第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟C；C、從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，判斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟D；D、根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步預(yù)先設(shè)置第三常數(shù)， 所述第三常數(shù)大于所述第二常數(shù)；在步驟C中判定存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值， 并執(zhí)行步驟D之前，進一步包括判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最后一個自 相關(guān)能量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于 所述第三常數(shù)，若小于等于，則執(zhí)行步驟D。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，進一步預(yù)先確定能夠使 粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的信號采樣速率；在步驟A之前進一步包括以所述確定的信號采樣速率對所述接收信號進 行重采樣；步驟A所述接收信號為所述經(jīng)重采樣之后的接收信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟A所述自相關(guān)運 算進一步包括Al、對應(yīng)于各個接收信號采樣點，計算ir=0 乂 7 乂其中，w為采樣點的序號； 為同步信號的時延； Eco"^)為對應(yīng)于第w個采樣點的自相關(guān)值； r + ^為第 + ^個釆樣點的數(shù)據(jù)； *為共軛運算；A2、將五corf^的能量值|￡cwO)|2或模值afe(五cw("))作為對應(yīng)于各個接收信 號采樣點的自相關(guān)能量值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述相關(guān)門限采用預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的方式進行設(shè)置，或采用自適應(yīng)計算的 方式進^于i殳置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述自適應(yīng)計算相關(guān)門限的 方式進一步包括Bl、預(yù)先設(shè)置第四常數(shù)G血；W，-
乙 W"1"-1, 、2B2、計算五(")=+ x卜("十"L〗;其中，w為采樣點的序號；+^為第 +^個采樣點的數(shù)據(jù)； A^-j^為同步信號的長度； B3 、將G必與￡~的乘積作為所述相關(guān)門限。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟D所述確定粗同 步位置的方法為Dl、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量 4直所對應(yīng)的采樣點記為Nl;D2、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后 一個自相關(guān)能 量值所對應(yīng)的采樣點記為N2;D3、將N1與N2的中點確定為粗同步位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟D所述確定粗同 步位置的方法為Dl，、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量 值所對應(yīng)的采樣點記為Nl;D2，、將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能 量值所對應(yīng)的采樣點記為N2;D3，、根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述 Nl、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢相同的直線；D4'、根據(jù)接收信號的自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述 N2、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢相同的直線；D5，、將所述兩條直線的交點所對應(yīng)的采樣點確定為粗同步位置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟D所述確定分數(shù) 4咅頻偏的方法為將尸=,/"i c0KiVmax )乂作為分數(shù)倍頻偏；其中，A^狀為自相關(guān)能量值最^的位置；a"g/e(/ co/'(A^ax))表示取角度； A^/。、,為同步信號的時延。
10、 一種接收機，其特征在于，包括存儲模塊、自相關(guān)運算模塊、定位 模塊和粗同步模塊；其中所述存儲模塊，用于存儲預(yù)先設(shè)置的第一常數(shù)和第二常數(shù)； 所述自相關(guān)運算模塊，用于對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各個 接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；所述定位模塊，用于在所述自相關(guān)能量值中搜索第 一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān) 門限的自相關(guān)能量值的位置，并從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能 量值開始，搜索第二常數(shù)個連續(xù)大于等于自相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的位置；所述粗同步模塊，用于根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所 對應(yīng)的接收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的接收機，其特征在于所述存儲模塊，進一步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第三常數(shù)，所述第三常數(shù)大于所述第二常數(shù)；所述定位才莫塊，還用于判斷從所述連續(xù)小于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能 量值開始，連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值的個數(shù)是否小于等于所述第三常數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于，該接收機中進一 步包括重采樣模塊；所述存儲模塊，進一步用于存儲能夠使粗同步的可靠性達到預(yù)設(shè)門限的信 號采樣速率；所述重采樣模塊，用于以所述存儲模塊存儲的信號采樣速率對所述接收信 號進行重采樣，并用于將所述經(jīng)重采樣之后的接收信號發(fā)送給自相關(guān)運算模塊；所述自相關(guān)運算模塊進行所述自相關(guān)運算的對象為所述經(jīng)重采樣之后的接 收信號。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于，所述自相關(guān)運算 模塊進一步包括自相關(guān)值運算單元和自相關(guān)能量運算單元；所述自相關(guān)值運算單元，用于對各個接收信號采樣點，計算其中，"為采樣點的序號； w必?！?為同步信號的時延；五twfW為對應(yīng)于第"個采樣點的自相關(guān)值；+ ^為第 + ^個采樣點的數(shù)據(jù)； *為共軛運算；所述自相關(guān)能量運算單元，用于將五cwY")的能量值l&^(")l2或模值"fe(E"K"))作為對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于 所述存儲模塊，進一步用于存儲預(yù)先設(shè)置為常數(shù)的所述相關(guān)門限。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于，該接收機進一步 包括相關(guān)門限計算模塊，用于自適應(yīng)計算所述相關(guān)門限。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收機，其特征在于 所述存儲模塊，進一步用于存儲預(yù)先設(shè)置的第四常數(shù)G血； 所述相關(guān)門限計算模塊，還用于計算其中，w為采樣點的序號；+ &為第+ ^個采樣點的數(shù)據(jù)； 為同步信號的長度； 并用于將G&,與E(^)的乘積作為所述相關(guān)門限。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于 所述粗同步模塊，還用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中的第一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl，將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限 的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為N2，將N1與 N2的中點確定為粗同步位置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于所述粗同步模塊，還用于將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值中 的第 一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為Nl,將所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限 的自相關(guān)能量值中的最后一個自相關(guān)能量值所對應(yīng)的采樣點記為N2;根據(jù)接收 信號的自相關(guān)能量值曲線在N1處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述N1、且運動趨勢與 所述自相關(guān)能量值曲線在Nl處的趨勢相同的直線，根據(jù)接收信號的自相關(guān)能 量值曲線在N2處的趨勢繪制一條經(jīng)過所述N2、且運動趨勢與所述自相關(guān)能量值曲線在N2處的趨勢相同的直線；并用于將所述兩條直線的交點所對應(yīng)的采樣點確定為粗同步位置。
19、根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接收機，其特征在于所述粗同步模塊，還用于將F二作為分數(shù)倍頻偏;j|t+ ^max力自7t日^站音J直為士沾"害-""步(Ec—Amax))表示取角度； 4—為同步信號的時延。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粗同步方法，該方法預(yù)先設(shè)置第一常數(shù)和第二常數(shù)，并包括A.對接收信號進行自相關(guān)運算，得到對應(yīng)于各個接收信號采樣點的自相關(guān)能量值；B.判斷所述自相關(guān)能量值中是否存在第一常數(shù)個連續(xù)小于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟C；C.從所述連續(xù)低于相關(guān)門限的最后一個自相關(guān)能量值開始，判斷是否存在第二常數(shù)個連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值，若存在，則執(zhí)行步驟D；D.根據(jù)所述連續(xù)大于等于相關(guān)門限的自相關(guān)能量值所對應(yīng)的接收信號采樣點的位置，確定粗同步位置以及分數(shù)倍頻偏。本發(fā)明還公開了一種接收機。應(yīng)用本發(fā)明能夠在存在強噪聲、強干擾或強衰落的信道條件下，用較小的運算量實現(xiàn)較高精度的粗同步。
文檔編號H04L27/26GK101478518SQ20081023969
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者吳仕達, 周楚才, 輝 張, 彧 徐, 王西強 申請人:北京創(chuàng)毅視訊科技有限公司