專利名稱：一種利用1bit量化硬判決獲得無線通信定時粗同步的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線移動通信同步技術領域，涉及一種適用于無線通信系統的定時粗 同步方法。
背景技術：
在無線通信系統中，定時同步的獲取至關重要。接收端需要克服信道時間選擇性 和頻率選擇性以及其他用戶干擾等因素準確完成同步，進而才可以完成FFT、信道估計等一 系列后續(xù)操作，所以準確同步是完成后續(xù)工作的前提。定時同步通常由定時粗同步和定時 細同步兩步來完成，其中定時粗同步主要用于檢測數據幀的到來，定時細同步主要是檢測 幀頭的精確位置，以確定解調端FFT的開窗位置。以往定時粗同步中信號都是按照多bit量化后通過匹配濾波器濾波，再和粗同步 閾值相比較來捕獲同步頭。由于多bit量化后濾波結果幅度動態(tài)范圍較大，粗同步閾值需 要比較復雜的自適應過程；同時對于通過數據幀來實現多用戶、多點接入的通信系統，由于 數據業(yè)務的突發(fā)性以及在同一幀內其他用戶的干擾，使得多bit量化經常出現虛警現象。 為了解決上述問題，提出了將信號lbit量化后利用固定閾值來判定幀頭位置的新的定時 粗同步方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種利用lbit量化硬判決獲得無線通信定時粗同步的方法。本發(fā)明的特征是在無線通信系統接收端依次按照以下步驟實現的步驟(1).用一個lbit量化器按照以下步驟對解調后的信號進行l(wèi)bit量化步驟(1. 1).把所述解調后的信號分離為I路和Q路共兩路信號，步驟(1. 2).把所述I路信號和Q路信號均采用lbit量化器量化，幅度大于0者 量化為1，幅度小于0者量化為-1，步驟(1. 3).把步驟(1. 2)中量化得到的信號相加后再輸出比特流；步驟(2).對步驟(1. 3)輸出的比特流用一個沖激響應碼碼長與數據幀格式中所 設定同步碼碼長相等的匹配濾波器進行匹配濾波，得到濾波后信號，同步碼碼長為1024 ；步驟(3).用一個硬判決器先對步驟(2)輸出的濾波后信號的幅度與設定閾值相 比較，遇到超過該閾值的波峰認為是捕獲到同步頭，完成粗同步，所述閾值為220，單位與所 述lbit量化器的輸出幅度相同。本發(fā)明利用lbit量化后和固定閾值直接硬判決的方法，以損失一定同步捕獲能 力為代價，有效的消除了采用數據幀來解決多用戶、多點接入時信號頻繁大幅衰落引起的 虛警問題；同時濾波結果幅度動態(tài)范圍較小，判決閾值固定不變不需要復雜的自適應過程， 量化后只有l(wèi)bit信息，從而可以有效減少運算量，降低同步模塊復雜度。


圖1.表示采用lbit量化硬判決方法實現定時粗同步的算法流程。圖2.表示采用lbit量化硬判決方法實現定時粗同步的硬件實現流程。圖3.表示采用lbit量化硬判決方法實現定時粗同步最惡劣條件下的檢測概率。圖4.表示采用lbit量化硬判決方法實現定時粗同步最惡劣條件下的虛警概率。
具體實施例方式假設數據幀頭部為1024點PSC碼同步頭，本發(fā)明具體實現步驟(附圖1)為1) lbit量化接收端將解調后的信號I、Q兩路均采用lbit量化，即幅度大于0量 化為1，反之則量化為-1，單位以lbit量化器實際輸出幅度為準；2)匹配濾波對量化后的比特流采用1024點長的PSC碼匹配濾波器進行匹配濾 波；3)硬判決硬判決閾值固定為220(單位以lbit量化器實際輸出幅度為準)。利 用比較器將匹配濾波后的信號幅度和硬判決閾值相比較，遇到超過閾值的波峰就認為是捕 獲到同步頭，完成粗同步。其相應硬件實現框圖如附圖2所示。上述具體實施示例只是為了具體說明lbit量化硬判決方法的操作步驟，其中所 選PSC碼同步頭只是為了舉例說明，同時lbit量化后的幅度大小、1024點的同步頭長度為 隨意設定，220的硬判閾值與之相適應，這些具體數據和所選同步頭碼均不能用以限定本發(fā) 明的保護范圍，即只要按本權利要求所述的步驟實施，其中數據和同步頭碼的任意變化均 應屬于本發(fā)明的保護范疇。lbit量化硬判決同步時，仿真證明當兩幀功率差4倍時其相應的相關峰幅度差10 倍以上，所以小功率數據幀對大功率數據幀產生相關峰影響基本很小，可見這種方法效果 惡化最嚴重情況出現在多徑或者多天線系統中等幅多條數據幀相互抵消。為驗證lbit量 化硬判決同步方法性能，仿真測試了如下條件時的檢測概率(附圖3)和虛警概率(附圖 4) :SNR(信噪比)0dB，硬判閾值220，等幅度多徑數從1到14條，延時在合理區(qū)間內隨機分 布。由附圖2、附圖3可以看出同步頭為1024點，硬判閾值設為220時，等幅多徑數小于9 時檢測概率基本沒有下降，超過9后下降也不是很嚴重，并且虛警概率幾乎為0，總體取得 了較好的效果。
權利要求
一種利用1bit量化硬判決獲得無線通信定時粗同步的方法，其特征在于，是在無線通信系統接收端依次按照以下步驟實現的步驟(1).用一個1bit量化器按照以下步驟對解調后的信號進行1bit量化步驟(1.1).把所述解調后的信號分離為I路和Q路共兩路信號，步驟(1.2).把所述I路信號和Q路信號均采用1bit量化器量化，幅度大于0者量化為1，幅度小于0者量化為-1，步驟(1.3).把步驟(1.2)中量化得到的信號相加后再輸出比特流；步驟(2).對步驟(1.3)輸出的比特流用一個沖激響應碼碼長與數據幀格式中所設定同步碼碼長相等的匹配濾波器進行匹配濾波，得到濾波后信號，同步碼碼長為1024；步驟(3).用一個硬判決器先對步驟(2)輸出的濾波后信號的幅度與設定閾值相比較，遇到超過該閾值的波峰認為是捕獲到同步頭，完成粗同步，所述閾值為220，單位與所述1bit量化器的輸出幅度相同。
全文摘要
一種利用1bit量化硬判決獲得無線通信定時粗同步的方法，屬于無線移動通信同步技術領域，其特征在于接收端將解調后的信號對其首先進行1bit量化；量化后信號通過匹配濾波器匹配濾波；濾波結果和固定閾值直接比較來尋找同步頭，從而實現定時粗同步。該方案可以有效消除采用數據幀來解決多用戶、多點接入時信號頻繁大幅衰落引起的虛警問題；同時濾波結果幅度動態(tài)范圍較小，判決閾值可以固定不變不需要自適應，另外量化后只有1bit信息，從而可以有效減少運算量，降低同步模塊復雜度。
文檔編號H04L1/00GK101854714SQ201010173549
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權日2010年5月13日
發(fā)明者周世東, 張秀軍, 朱晉, 王京, 肖立民, 陳翔 申請人:清華大學