專利名稱：：一種抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無(wú)線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地，涉及一種信號(hào)的定時(shí)、跟蹤方法。
背景技術(shù)：
：同步定時(shí)技術(shù)是通信系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。有效地符號(hào)定時(shí)，可以用于確定符號(hào)的實(shí)際位置，從而正確的提取數(shù)據(jù)符號(hào)；可以用于幫助網(wǎng)絡(luò)定時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)基于物理層的精確網(wǎng)絡(luò)同步；在利用頻域均衡的系統(tǒng)中，還可以用于確定FFT起始窗位置，保證信道估計(jì)的順利進(jìn)行。在時(shí)域均衡系統(tǒng)中，利用匹配濾波器消除了信道的影響，定時(shí)的主要作用是確定符號(hào)的實(shí)際位置，即尋找有效數(shù)據(jù)段的開(kāi)始。定時(shí)的主要要求是在噪聲下能夠精確地定時(shí)位置。在頻域均衡系統(tǒng)中，比如OFDM或者SC-FDE系統(tǒng)中，為了抵抗多徑，都在信號(hào)中加入循環(huán)前綴。當(dāng)多徑的每一徑落在信號(hào)的循環(huán)前綴內(nèi)時(shí)，由于FFT的圓周卷積性質(zhì)，每一徑的延時(shí)在頻域上相當(dāng)于一個(gè)頻率分量，多徑疊加時(shí)由于相位差距造成頻域上的選擇性衰落。由于對(duì)于每一個(gè)頻域采樣點(diǎn)而言，其帶寬很窄，完全可以視為平衰落，從而可以通過(guò)簡(jiǎn)單的頻域補(bǔ)償糾正。如果選擇結(jié)果使得有一能量較強(qiáng)的路徑落在循環(huán)前綴之外，F(xiàn)FT之后將引入較大干擾，造成性能的急劇下降。一個(gè)有效地選擇是使得FFT窗口的起始位置盡量將強(qiáng)能量徑放在循環(huán)前綴之內(nèi)。此時(shí)定時(shí)的主要要求是在多徑下能夠較準(zhǔn)確的找到最強(qiáng)徑定時(shí)位置。傳統(tǒng)的定時(shí)方法，利用數(shù)據(jù)符號(hào)相關(guān)性的方法可以表現(xiàn)出不錯(cuò)的性能。利用數(shù)據(jù)符號(hào)的自相關(guān)性和互相關(guān)性，可以實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)。一種經(jīng)典的符號(hào)定時(shí)方法Schmidl&Cox法。它利用發(fā)送時(shí)符號(hào)的自相關(guān)性，經(jīng)過(guò)計(jì)算產(chǎn)生平臺(tái)，從而達(dá)到信號(hào)的檢測(cè)作用。該方法簡(jiǎn)單有效，特別適合針對(duì)OFDM的寬帶系統(tǒng)。利用該方法做定時(shí)跟蹤，在如OFDM之類能允許少量定時(shí)偏差的系統(tǒng)中能起到不錯(cuò)的效果。但是在多徑或者噪聲較低的環(huán)境下，Schmidl&Cox法的平臺(tái)帶來(lái)了問(wèn)題。判斷平臺(tái)最高點(diǎn)或者平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)都有一定概率檢測(cè)到循環(huán)前綴之外，造成同步錯(cuò)誤。對(duì)于需要精確定時(shí)的系統(tǒng)，基于pn碼實(shí)行互相關(guān)計(jì)算，產(chǎn)生峰值的同步方法可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定時(shí)，并能有效的得到多徑擴(kuò)展，但是無(wú)法抵抗較大頻偏是pn碼檢測(cè)的難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法，該方法包括發(fā)送端步驟和接收端步驟。其中，所述發(fā)送端步驟具體為(1)準(zhǔn)備好同步字序列和本地特征序列B同步字序列可以是由0、1組成的偽隨機(jī)序列，也可以是由頻域上的偽隨機(jī)序列經(jīng)ifft變換(逆快速傅立葉變換)后得到；本地的特征序列B，其元素為非負(fù)的多值隨機(jī)實(shí)數(shù)。其中每個(gè)元素為同步字序列對(duì)應(yīng)元素的幅度的平方。序列的長(zhǎng)度L和使用本方法系統(tǒng)希望抵抗的衰落有關(guān)，一般地，L可以取值64，用以得到30dB以上的增益。(2)確定時(shí)間間隔N同步字序列將以時(shí)間間隔N插入信號(hào)，N越小則跟蹤性能越好，但造成系統(tǒng)效率降低。假設(shè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送速率為f，一般地，為了保證系統(tǒng)效率，建議取值L/(Nf)<5%0(3)根據(jù)時(shí)間間隔N，在發(fā)送數(shù)據(jù)流中插入同步字序列。所述接收端步驟具體為(1)對(duì)空中信號(hào)采樣，得到接收信號(hào)_6]r(k)=y(kTsample)，其中，k表示采樣的時(shí)間點(diǎn)，Tsample表示采樣時(shí)鐘。y(t)表示接收端收到的空中模擬信號(hào)。r(k)表示利用采樣時(shí)鐘得到數(shù)字信號(hào)。對(duì)于r(k)，系統(tǒng)將其送入數(shù)據(jù)緩存，用于之后的符號(hào)定時(shí)功能。(2)對(duì)接收信號(hào)做延時(shí)自相關(guān)，得到第一判決信號(hào)Jl(k)其中，L為同步字序列長(zhǎng)度，N為訓(xùn)練字間隔。Jl(k)表示第一判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)；其中，Z表示對(duì)接收信號(hào)的共軛計(jì)算。m表示用于計(jì)算的數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。這說(shuō)明，實(shí)際操作時(shí)，每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)都取出數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的前L個(gè)數(shù)據(jù)，和N時(shí)間間隔之前的緩存數(shù)據(jù)共軛相乘，并計(jì)算出這些積的和值。(3)利用第一判決信號(hào)和能量門(mén)限Threshold比較確定同步字序列到達(dá)；一般地，取其中SNR為系統(tǒng)希望抵抗的信噪比大小。當(dāng)系統(tǒng)為突發(fā)系統(tǒng)時(shí)，可以用該方法確定序列字到達(dá)比如，當(dāng)L取值64，Threshold取值0.75時(shí)，連續(xù)10個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)有Jl(k)>Threshold則認(rèn)為序列字到達(dá)。當(dāng)系統(tǒng)為連續(xù)系統(tǒng)，并已經(jīng)處于跟蹤狀態(tài)時(shí)，可以將上一次的定時(shí)結(jié)果加上時(shí)間間隔N，大致確定本次序列字的到達(dá)時(shí)間。(4)當(dāng)判決信號(hào)到達(dá)時(shí)利用第一判決信號(hào)進(jìn)行第一次符號(hào)位置判決。判決依據(jù)為n=arSmax{abs(J\{k)))k^{J\(k)>Threshold}Tl表示利用第一判決信號(hào)得到的定時(shí)點(diǎn)。abs(Jl(k))表示對(duì)Jl(k)信號(hào)取模值。argmax表示對(duì)所有滿足條件Jl(k)>Threshold的k值，尋找abs(J1(k))的最大值，并將該k作為結(jié)果提供給Tl。5(5)在第一次判決的基礎(chǔ)上，再對(duì)延時(shí)自相關(guān)的結(jié)果做與本地特征序列B的互相關(guān)得到第二判決信號(hào)J2(k)其中1^為同步字序列長(zhǎng)度力為訓(xùn)練字間隔。8表示本地特征序列，8(1)，8(2)，...，B(L)分別表示該序列的L個(gè)元素。J2(k)表示第二判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。m表示用于計(jì)算的數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。(6)利用第二判決信號(hào)在第一次的判決結(jié)果T1的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二次估計(jì)首先，求取范圍內(nèi)第二判決信號(hào)的最大值位置Tm其中，argmax和第(4)步中的意義一致。然后，求取范圍內(nèi)的能量累計(jì)J2_sum。其中，sum表示求和操作。Tx為對(duì)求和范圍所作的限制，取值為系統(tǒng)所使用環(huán)境中，最大的信道延遲時(shí)間(按照Tsample歸一化)。最后，利用兩者的比值(峰均比)確認(rèn)該峰值的有效性。fTm,Tm/J2sum>ThT2=\一其中，Th為峰均比門(mén)限，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境而定。Th的一個(gè)參考值為取1.18為宜。(7)所得T2即為最終定時(shí)結(jié)果，利用該結(jié)果，可以得知在采樣點(diǎn)T2處的數(shù)據(jù)為信號(hào)開(kāi)始位置。在數(shù)據(jù)緩存內(nèi)，找到對(duì)應(yīng)時(shí)間T2的采樣數(shù)據(jù)r(T2)。系統(tǒng)從該數(shù)據(jù)開(kāi)始從緩存中取數(shù)據(jù)，并向后續(xù)的處理模塊提供如下數(shù)據(jù)流r(T2)、r(T2+l)、r(T2+2).......該數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)符號(hào)定時(shí)的數(shù)據(jù)，利用通信系統(tǒng)的后續(xù)處理模塊(均衡、解碼等)，可以從該數(shù)據(jù)流中得到來(lái)自發(fā)送端的正確業(yè)務(wù)信息。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有更好的準(zhǔn)確性；在采樣時(shí)鐘沒(méi)有偏差的情況下，該方法可以獲得較好的性能。具體體現(xiàn)在該方法可以在抵抗大頻偏的基礎(chǔ)上，在白噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定時(shí)，在多徑環(huán)境下實(shí)現(xiàn)最強(qiáng)徑定時(shí)。利用本方法的定時(shí)結(jié)果，基于時(shí)域均衡原理的通信系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)符號(hào)實(shí)際位置，使得通信過(guò)程得以順利實(shí)現(xiàn)；基于頻域均衡原理的通信系統(tǒng)，在白噪信道情況下，可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)唯一路徑；在實(shí)際的無(wú)線環(huán)境中，即多徑環(huán)境下，可以較準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)強(qiáng)路徑，這使得整個(gè)通信系統(tǒng)能夠以大概率避免因?yàn)橥讲襟E失效而引入的巨大干擾，提高了通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6圖2是本發(fā)明的流程圖；圖3是在理想情況下，各種方法的判決信號(hào)波形圖；其中，(a)是Schmidl&Cox方法的判決信號(hào)圖；(b)是本方法的第一判決信號(hào)圖；(c)是本方法的第二判決信號(hào)圖；圖4是在信噪比為OdB的AWGN信道情況下，各方法利用各自的判決信號(hào)，尋找最大值的判決結(jié)果概率分布圖；其縱坐標(biāo)表示了分布概率％；其中，(a)是Schmidl&Cox方法的判決結(jié)果；(b)是利用本方法第一判決信號(hào)的判決結(jié)果；(c)是在(b)的結(jié)果下，利用本方法第二判決信號(hào)再次判決的結(jié)果；圖5是在信噪比為OdB的多徑信道情況下，各方法利用各自的判決信號(hào)，尋找最大值的判決結(jié)果概率分布圖；其縱坐標(biāo)表示了分布概率％；其中，(a)是Schmidl&Cox方法的判決結(jié)果；(b)是利用本方法第一判決信號(hào)的判決結(jié)果；(c)是在(b)的結(jié)果下，利用本方法第二判決信號(hào)再次判決的結(jié)果；(d)是對(duì)(C)的放大分析。具體實(shí)施例方式利用本方法的兩個(gè)步驟均可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)信號(hào)定時(shí)，但兩者的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)更好的效果。另一方面，由于在本方法中，兩個(gè)判決信號(hào)得出波形的最高值位置是完全對(duì)應(yīng)的，同時(shí)，兩個(gè)判決信號(hào)的生成原理是一致的，這就使得在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本方法具有可以極大地節(jié)省硬件開(kāi)銷的優(yōu)勢(shì)。本方法分別利用了同步字的重復(fù)性和數(shù)據(jù)自相關(guān)性，生成了方法的第一判決信號(hào)和第二判決信號(hào)。根據(jù)概率論原理，空中干擾噪聲、以及發(fā)送的隨機(jī)數(shù)據(jù)，它們滿足和符號(hào)同步字的一樣特性的概率非常之低，因此前后數(shù)據(jù)相關(guān)以及和本地特征序列相關(guān)的結(jié)果幾乎等于零，從而能夠很好的和發(fā)送信號(hào)中的同步字區(qū)分開(kāi)來(lái)。以第一判決信號(hào)為例，它要求信號(hào)滿足連續(xù)L點(diǎn)(L為同步字序列長(zhǎng)度)當(dāng)前數(shù)據(jù)采樣信號(hào)和相隔N點(diǎn)的已采樣信號(hào)的相位差彼此接近。這對(duì)于基于白噪聲假設(shè)的AWGN信號(hào)是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的。再以第二判決信號(hào)為例，它利用了同步字的偽隨機(jī)特性，該特性使得同步字具有良好的自相關(guān)性。本地的特征序列B，其元素為非負(fù)的多值隨機(jī)實(shí)數(shù)。其中每個(gè)元素預(yù)設(shè)為同步字序列對(duì)應(yīng)元素的幅度的平方。序列B就是為了利用同步字序列的相關(guān)性，事先在本地生成的特征序列。利用序列B，可以進(jìn)一步篩選噪聲的影響，從而實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)?？紤]到為了系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x取序列B，或者適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，互相關(guān)計(jì)算實(shí)際上可以大大化簡(jiǎn)。比如，使用0，1偽隨機(jī)序列可以省略掉許多相乘計(jì)算?？紤]到系統(tǒng)的魯棒性，在噪聲以及多徑環(huán)境的影響下，基于幅值相關(guān)性的第二判決信號(hào)有一定概率被干擾，使得峰值被湮滅。優(yōu)選的，為了保證系統(tǒng)定時(shí)的穩(wěn)定度，對(duì)第二次的定時(shí)進(jìn)行一系列限制以防止錯(cuò)誤擴(kuò)散包括以第一判決為基準(zhǔn)和對(duì)鋒均比的判決。以上設(shè)計(jì)保證了定時(shí)結(jié)果的精確性和穩(wěn)定性，從而保證了通信系統(tǒng)更有利的恢復(fù)信號(hào)，提高系統(tǒng)的接收性能。綜上，具體的實(shí)施方法，根據(jù)所用設(shè)備在通信系統(tǒng)中作為信號(hào)發(fā)送端還是信號(hào)接收端不同，分別闡述如下。在發(fā)送端(1)準(zhǔn)備好同步字序列和本地特征序列B。其中，同步字序列可以是由0、1組成的偽隨機(jī)序列(pn)，也可以是由頻域上的偽隨機(jī)序列經(jīng)ifft變換后得到。根據(jù)具體應(yīng)用確定同步字長(zhǎng)度L。L的長(zhǎng)度越長(zhǎng)則效果越好但造成系統(tǒng)效率降低。本地的特征序列B，其元素為非負(fù)的多值隨機(jī)實(shí)數(shù)。其中每個(gè)元素為同步字序列對(duì)應(yīng)元素的幅度的平方。(2)確定時(shí)間間隔N。同步字序列將以時(shí)間間隔N插入信號(hào)，N越小則跟蹤性能越好，但造成系統(tǒng)效率降低。(3)根據(jù)時(shí)間間隔N，在發(fā)送數(shù)據(jù)流中插入同步字序列。接收端(1)對(duì)空中信號(hào)采樣，得到接收信號(hào)r(k)=y(kTsample),其中，k表示采樣的時(shí)間點(diǎn)，Tsample表示采樣時(shí)鐘。y(t)表示接收端收到的空中模擬信號(hào)。r(k)表示利用采樣時(shí)鐘得到數(shù)字信號(hào)。對(duì)于r(k)，系統(tǒng)將其送入數(shù)據(jù)緩存，用于之后的符號(hào)定時(shí)功能。(2)對(duì)接收信號(hào)做延時(shí)自相關(guān)，得到第一判決信號(hào)。其計(jì)算方法如下，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D1。其中L為同步字序列長(zhǎng)度，N為訓(xùn)練字間隔。Jl(k)表示第一判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。Jl(k)的結(jié)算結(jié)果如圖3(b)所示，相較于原Schmidl&Cox方法圖3(a)中的計(jì)算結(jié)果，其具有更明確的相關(guān)峰值。(3)利用第一判決信號(hào)和能量門(mén)限Threshold比較確定信號(hào)達(dá)到。其中Threshold為所做的能量門(mén)限，用于區(qū)分該三角波和底噪。只有當(dāng)?shù)谝慌袥Q信號(hào)連續(xù)大于Threshold—定點(diǎn)數(shù)時(shí)，才能認(rèn)為信號(hào)到達(dá)，開(kāi)始后續(xù)過(guò)程。(4)當(dāng)判決信號(hào)到達(dá)時(shí)利用第一判決信號(hào)進(jìn)行第一次位置判決。判決依據(jù)為T(mén)l表示利用第一判決信號(hào)得到的定時(shí)點(diǎn)。(5)在第一次判決的基礎(chǔ)上，再對(duì)延時(shí)自相關(guān)的結(jié)果做與本地特征序列B的互相關(guān)得到第二判決信號(hào)，其計(jì)算方法如下，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D1。k其中L為同步字序列長(zhǎng)度，N為訓(xùn)練字間隔。B表示本地特征序列，B(I)，B(2)，...，B(L)分別表示該序列的L個(gè)元素。J2(k)表示第二判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。其波形如圖3(C)，在定時(shí)準(zhǔn)確點(diǎn)存在尖銳的相關(guān)峰值，具有良好的指示作用。從公式中可以看出，由于方法中的判決信號(hào)的Jl、J2均采用前后相關(guān)的計(jì)算模式，可以起到抵抗頻偏的效果。(6)利用第二判決信號(hào)在第一次的判決結(jié)果T1的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二次估計(jì)首先，求取范圍內(nèi)第二判決信號(hào)的最大值位置Tm。為了防止錯(cuò)誤擴(kuò)散，對(duì)J2的峰值求取做一個(gè)位置限定，使其不能超過(guò)T1士Tx。Tx的取值一般認(rèn)為選取信道的最長(zhǎng)延時(shí)為宜。由于該參數(shù)實(shí)際上是不可預(yù)知的，所以選用使用環(huán)境下的信道最大延時(shí)期望即可。然后，求取范圍內(nèi)的能量累計(jì)。J2_sum=sum(abs(J2(k)))，kG[Tl-Tx,Tl+Tx]最后，利用兩者的比值(峰均比)確認(rèn)該峰值的有效性。其中，峰均比門(mén)限的Th的取值和所用序列的情況有關(guān)，可以根據(jù)實(shí)際仿真確定一個(gè)較理想的數(shù)值。(7)所得T2即為最終定時(shí)結(jié)果。利用該結(jié)果，可以得知在采樣點(diǎn)T2處的數(shù)據(jù)為信號(hào)開(kāi)始位置。系統(tǒng)以此位置的數(shù)據(jù)為開(kāi)始，進(jìn)入后續(xù)流程處理。由于實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確定時(shí)，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。根據(jù)以上步驟，可有效提高符號(hào)定點(diǎn)的準(zhǔn)確率。如圖4(a)，表示了AWGN信道，OdB下利用Schmidl&Cox方法尋找最大值的判決結(jié)果概率分布。圖中橫坐標(biāo)第100點(diǎn)為循環(huán)前綴的開(kāi)頭，循環(huán)前綴長(zhǎng)度60點(diǎn)。即[100，160]為定時(shí)正確范圍，可見(jiàn)有將近10%的定時(shí)位置錯(cuò)誤，并且定時(shí)位置基本以相同概率分散在區(qū)間內(nèi)。如圖4(b)，表示了AWGN信道，OdB下，利用本方法第一判決信號(hào)尋找最大值的判決結(jié)果概率分布，圖中第100點(diǎn)表示準(zhǔn)確位置，即[-70，130]為正確區(qū)間，可見(jiàn)沒(méi)有定時(shí)錯(cuò)誤。并且以大概率集中在100點(diǎn)附近。如圖4(c)，表示了AWGN信道，OdB下，利用本方法第二判決信號(hào)尋找最大值的判決結(jié)果概率分布，圖中第100點(diǎn)表示準(zhǔn)確位置，S卩[_70，130]為正確區(qū)間?？梢?jiàn)即使在低信噪比下，仍舊能以100%概率得到正確位置。如圖5(a)表示了多徑信道(仿真的多徑模型為6徑瑞麗衰落模型，延時(shí)分別為W25162330])，OdB下，利用Schmidl&Cox方法尋找最大值的判決結(jié)果概率分布?？梢?jiàn)原始方法仍舊存在較多錯(cuò)誤。圖5(b)表示了多徑信道，OdB下，利用本方法第一判決信號(hào)尋找最大值的判決結(jié)果概率分布?？梢?jiàn)，相較于原方法的完全混亂，本方法提高了很多可靠度，并且基本沒(méi)有錯(cuò)誤。圖5(c)表示了多徑信道，OdB下，利用本方法第二判決信號(hào)尋找最大值的判決結(jié)果概率分布，從結(jié)果上看，除了選擇主徑的概率上升外，分散度和圖lb的并沒(méi)有太大差別。不過(guò)查看圖5(d)，可見(jiàn)其定點(diǎn)以80%以上的概率符合設(shè)定的多徑延時(shí)，也就是說(shuō)，第二判決信號(hào)是能反應(yīng)多徑情況的。因此，結(jié)合多徑情況，可以將算法改進(jìn)，使得最終FFT窗口的起始位置能夠盡量將強(qiáng)能量徑放在循環(huán)前綴之內(nèi)。權(quán)利要求一種抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法，其特征在于，該方法包括發(fā)送端步驟和接收端步驟。其中，所述發(fā)送端步驟具體為(1)準(zhǔn)備好同步字序列和本地特征序列B同步字序列可以是由0、1組成的偽隨機(jī)序列，也可以是由頻域上的偽隨機(jī)序列經(jīng)ifft變換(逆快速傅立葉變換)后得到；本地的特征序列B，其元素為非負(fù)的多值隨機(jī)實(shí)數(shù)。其中每個(gè)元素為同步字序列對(duì)應(yīng)元素的幅度的平方。序列的長(zhǎng)度L和使用本方法系統(tǒng)希望抵抗的衰落有關(guān)，一般地，L可以取值64，用以得到30dB以上的增益。(2)確定時(shí)間間隔N同步字序列將以時(shí)間間隔N插入信號(hào)，N越小則跟蹤性能越好，但造成系統(tǒng)效率降低。假設(shè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送速率為f，一般地，為了保證系統(tǒng)效率，建議取值L/(Nf)＜5％。(3)根據(jù)時(shí)間間隔N，在發(fā)送數(shù)據(jù)流中插入同步字序列。所述接收端步驟具體為(1)對(duì)空中信號(hào)采樣，得到接收信號(hào)r(k)＝y(tǒng)(kTsample)，其中，k表示采樣的時(shí)間點(diǎn)，Tsample表示采樣時(shí)鐘。y(t)表示接收端收到的空中模擬信號(hào)。r(k)表示利用采樣時(shí)鐘得到數(shù)字信號(hào)。對(duì)于r(k)，系統(tǒng)將其送入數(shù)據(jù)緩存，用于之后的符號(hào)定時(shí)功能。(2)對(duì)接收信號(hào)做延時(shí)自相關(guān)，得到第一判決信號(hào)J1(k)<mrow><mi>J</mi><mn>1</mn><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>L</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><mi>r</mi><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mo>)</mo></mrow><msup><mi>r</mi><mo>*</mo></msup><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>其中，L為同步字序列長(zhǎng)度，N為訓(xùn)練字間隔。J1(k)表示第一判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)；其中，r*表示對(duì)接收信號(hào)的共軛計(jì)算?！票硎厩蠛瓦\(yùn)算。m表示用于計(jì)算的數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。這說(shuō)明，實(shí)際操作時(shí)，每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)都取出數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的前L個(gè)數(shù)據(jù)，和N時(shí)間間隔之前的緩存數(shù)據(jù)共軛相乘，并計(jì)算出這些積的和值。(3)利用第一判決信號(hào)和能量門(mén)限Threshold比較確定同步字序列到達(dá)；一般地，取<mrow><mi>Threshold</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mi>SNR</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>其中SNR為系統(tǒng)希望抵抗的信噪比大小。當(dāng)系統(tǒng)為突發(fā)系統(tǒng)時(shí)，可以用該方法確定序列字到達(dá)比如，當(dāng)L取值64，Threshold取值0.75時(shí)，連續(xù)10個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)有J1(k)＞Threshold則認(rèn)為序列字到達(dá)。當(dāng)系統(tǒng)為連續(xù)系統(tǒng)，并已經(jīng)處于跟蹤狀態(tài)時(shí)，可以將上一次的定時(shí)結(jié)果加上時(shí)間間隔N，大致確定本次序列字的到達(dá)時(shí)間。(4)當(dāng)判決信號(hào)到達(dá)時(shí)利用第一判決信號(hào)進(jìn)行第一次符號(hào)位置判決。判決依據(jù)為<mrow><mi>T</mi><mn>1</mn><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>max</mi></mrow><mrow><mi>k</mi><mo>&Element;</mo><mo>{</mo><mi>J</mi><mn>1</mn><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>></mo><mi>Threshold</mi><mo>}</mo></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mi>abs</mi><mrow><mo>(</mo><mi>J</mi><mn>1</mn><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>T1表示利用第一判決信號(hào)得到的定時(shí)點(diǎn)。abs(J1(k))表示對(duì)J1(k)信號(hào)取模值。argmax表示對(duì)所有滿足條件J1k)＞Threshold的k值，尋找abs(J1(k))的最大值，并將該k值作為結(jié)果提供給T1。(5)在第一次判決的基礎(chǔ)上，再對(duì)延時(shí)自相關(guān)的結(jié)果做與本地特征序列B的互相關(guān)得到第二判決信號(hào)J2(k)<mrow><mi>J</mi><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>L</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><mi>r</mi><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mo>)</mo></mrow><msup><mi>r</mi><mo>*</mo></msup><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><mi>B</mi><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mo>-</mo><mi>k</mi><mo>+</mo><mi>L</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>其中L為同步字序列長(zhǎng)度，N為訓(xùn)練字間隔。B表示本地特征序列，B(1)，B(2)，...，B(L)分別表示該序列的L個(gè)元素。J2(k)表示第二判決信號(hào)，k表示當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。其中，r*表示對(duì)接收信號(hào)的共軛計(jì)算?！票硎厩蠛瓦\(yùn)算。m表示用于計(jì)算的數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。(6)利用第二判決信號(hào)在第一次的判決結(jié)果T1的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二次估計(jì)首先，求取范圍內(nèi)第二判決信號(hào)的最大值位置Tm<mrow><mi>Tm</mi><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>max</mi></mrow><mrow><mi>k</mi><mo>&Element;</mo><mo>[</mo><mi>T</mi><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>Tx</mi><mo>,</mo><mi>T</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>Tx</mi><mo>]</mo></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mi>abs</mi><mrow><mo>(</mo><mi>J</mi><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>其中，argmax和第(4)步中的意義一致。然后，求取范圍內(nèi)的能量累計(jì)J2_sum。J2_sum＝sum(abs(J2(k)))，k∈[T1Tx，T1+Tx]其中，sum表示求和操作。Tx為對(duì)求和范圍所作的限制，取值為系統(tǒng)所使用環(huán)境中，最大的信道延遲時(shí)間(按照Tsample歸一化)。最后，利用兩者的比值(峰均比)確認(rèn)該峰值的有效性。<mrow><mi>T</mi><mn>2</mn><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>Tm</mi><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>Tm</mi><mo>/</mo><mi>J</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>sum</mi><mo>></mo><mi>Th</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>T</mi><mn>1</mn><mo>,</mo></mtd><mtd><mi>others</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>其中，Th為峰均比門(mén)限，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境而定。Th的一個(gè)參考值為取1.18為宜。(7)所得T2即為最終定時(shí)結(jié)果，利用該結(jié)果，可以得知在采樣點(diǎn)T2處的數(shù)據(jù)為信號(hào)開(kāi)始位置。在數(shù)據(jù)緩存內(nèi)，找到對(duì)應(yīng)時(shí)間T2的采樣數(shù)據(jù)r(T2)。系統(tǒng)從該數(shù)據(jù)開(kāi)始從緩存中取數(shù)據(jù)，并向后續(xù)的處理模塊提供如下數(shù)據(jù)流r(T2)、r(T2+1)、r(T2+2)、......該數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)符號(hào)定時(shí)的數(shù)據(jù)，利用通信系統(tǒng)的后續(xù)處理模塊(均衡、解碼等)，可以從該數(shù)據(jù)流中得到來(lái)自發(fā)送端的正確業(yè)務(wù)信息。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種抵抗頻偏及多徑環(huán)境的符號(hào)定時(shí)方法，在采樣時(shí)鐘偏差得到糾正的情況下，該方法可以獲得較好的性能，具有更好的準(zhǔn)確性。該方法可以在抵抗大頻偏的基礎(chǔ)上，在白噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定時(shí)，在多徑環(huán)境下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)徑定時(shí)。利用本方法的定時(shí)結(jié)果，可以減小通信系統(tǒng)因?yàn)槎〞r(shí)錯(cuò)誤帶來(lái)的通信性能下降。本方法中使用的兩個(gè)步驟均可獨(dú)立用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)定時(shí)，但兩者的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)更好的效果。另一方面，由于在該方法實(shí)現(xiàn)中，兩個(gè)判決信號(hào)得出波形的最高值位置是完全對(duì)應(yīng)的，同時(shí)，兩個(gè)判決信號(hào)的生成原理是一致的，這就使得在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該方法具有可以極大地節(jié)省硬件開(kāi)銷的優(yōu)勢(shì)。文檔編號(hào)H04L27/26GK101895500SQ20101021843公開(kāi)日2010年11月24日申請(qǐng)日期2010年7月2日優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日發(fā)明者吳昊,宋征衛(wèi),趙民建,鐘杰申請(qǐng)人:浙江大學(xué)