一種多徑信道下的符號同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多徑信道下的符號同步方法，該方法包括：S1.同時進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算及接收信號與本地已知訓(xùn)練序列的互相關(guān)運(yùn)算，鎖定最強(qiáng)徑；S2.對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，得到FFT窗起始位置，完成符號同步。
【專利說明】—種多徑信道下的符號同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多徑信道下的符號同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多徑效應(yīng)是高速無線通信系統(tǒng)面臨的首要挑戰(zhàn)。多徑效應(yīng)會造成符號間的串?dāng)_和信號的嚴(yán)重失真，必須在接收端通過均衡對彌散的信號星座點進(jìn)行補(bǔ)償。以塊傳輸為特征的正交頻分復(fù)用(OFDM)和單載波頻域均衡(SC-FDE)是對抗多徑的兩個主流技術(shù)，它們借助快速傅里葉變換(FFT)將時域均衡轉(zhuǎn)換到頻域均衡，大大降低了硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度，推動了高速無線通信技術(shù)的發(fā)展。在OFDM和SC-FDE系統(tǒng)中，準(zhǔn)確可靠地確定FFT窗起始位置非常關(guān)鍵。在多徑信道中，符號同步用于確定數(shù)據(jù)幀中的起始符號位置(確定FFT窗的起始位置)，對于突發(fā)包的捕獲和誤碼性能至關(guān)重要。
[0003]在當(dāng)前的通信系統(tǒng)(如WIFI和WIMAX)中，通常會加入訓(xùn)練序列來輔助符號同步的完成。例如，WIFI系統(tǒng)中把符號同步分為粗同步和精細(xì)同步兩步，以確保同步的可靠性和準(zhǔn)確性:粗同步基于短前導(dǎo)序列完成，而精細(xì)同步基于長前導(dǎo)序列完成，將自相關(guān)值與基于能量的動態(tài)閾值進(jìn)行比較，判斷符號同步的起始位置。另外一種常見的符號同步方法是基于互相關(guān)進(jìn)行的，選擇相關(guān)特性良好的序列作為訓(xùn)練序列，并將接收信號與本地訓(xùn)練序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)峰值，搜索第一個相關(guān)峰值從而完成符號定時。
[0004]基于自相關(guān)的符號同步方法存在的問題是:自相關(guān)峰值較為平坦，在符號同步點附近存在平坦區(qū)域，而且峰值下降速度較為緩慢，因此同步精度較低；基于互相關(guān)的符號同步方法存在的問題是:在多徑存在時，互相關(guān)峰值的幅度將會下降，且出現(xiàn)多個峰值，不易確定第一徑，導(dǎo)致同步可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的符號同步方法在多徑條件下的同步精度低、可靠性差的問題。
[0006]為此目的，本發(fā)明提出一種多徑信道下的符號同步方法，該方法包括:
[0007]S1.同時進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算及接收信號與本地已知訓(xùn)練序列的互相關(guān)運(yùn)算，鎖定最強(qiáng)徑；
[0008]S2.對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，得到FFT窗起始位置，完成符號同步。
[0009]其中，所述步驟SI包括:
[0010]Sll.進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算，得到最強(qiáng)徑所在區(qū)域，同時進(jìn)行接收信號與本地已知的訓(xùn)練序列互相關(guān)運(yùn)算；
[0011]S12.在所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域內(nèi)，利用所述互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果，鎖定最強(qiáng)徑。
[0012]其中，所述步驟Sll包括:
[0013]Sill.根據(jù)接收信號的強(qiáng)度，得到閾值Th，所述閾值Th的大小由接收信號的強(qiáng)度大小確定；[0014]S112.進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算，所述自相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果為Pa(d)，得到最強(qiáng)徑所在區(qū)域，所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域為|Pa(d) |2>Th的區(qū)域，同時進(jìn)行接收信號與本地已知的訓(xùn)練序列互相關(guān)運(yùn)算，所述互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果為PJd)。
[0015]其中，所述步驟S12包括:
[0016]S121.在所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域內(nèi)，記錄IPJd) |2>Thl對應(yīng)的互相關(guān)峰值，其中，Thl為預(yù)設(shè)的閾值；
[0017]S122.在多徑最大保護(hù)間隔內(nèi)，存儲比所述記錄的峰值更大的峰值；
[0018]S123.選擇所述存儲的峰值中最大的峰值為最強(qiáng)徑。
[0019]其中，所述步驟S2包括:
[0020]對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，判斷是否存在前向多徑，若存在前向多徑，則定位第一徑，若不存在前向多徑，則最強(qiáng)徑為第一徑，所述第一徑為FFT窗起始位置。
[0021]其中，所述前向搜索包括:從所述最強(qiáng)徑出發(fā)，依次將最強(qiáng)徑之前記錄的互相關(guān)峰值的模值與最強(qiáng)徑對應(yīng)的峰值的模值進(jìn)行比較，向前搜索的范圍不超過多徑最大保護(hù)間隔。
[0022]其中，所述判斷是否存在前向多徑包括:判斷前向搜索得到的互相關(guān)峰值大于最強(qiáng)徑對應(yīng)峰值的α倍是否成立，其中，0〈α〈1，如果成立，則判定前向搜索得到的互相關(guān)運(yùn)算的位置存在前向多徑。
[0023]其中，所述定位第一徑包括:通過前向搜索，遍歷最強(qiáng)徑的最大保護(hù)間隔內(nèi)的所有互相關(guān)峰值，將滿足條件的互相關(guān)峰值對應(yīng)的位置定位為第一徑，其中，所述條件包括:互相關(guān)峰值大于最強(qiáng)徑對應(yīng)峰值的α倍且互相關(guān)峰值對應(yīng)的徑是多徑最大保護(hù)間隔內(nèi)的第
一條徑。
[0024]相比于現(xiàn)有技術(shù)，通過本發(fā)明提供的方法的有益效果是提高在多徑條件下符號同步的精度及可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1示出了突發(fā)數(shù)據(jù)包的幀結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2示出了一種多徑信道下的符號同步方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]實施例1:
[0030]本實施例公開一種多徑信道下的符號同步方法，適用于存在多徑效應(yīng)時的突發(fā)通信，且能在低信噪比時完成可靠同步定位。如圖1所示，突發(fā)數(shù)據(jù)包Burst-Data前加訓(xùn)練序列構(gòu)成突發(fā)數(shù)據(jù)包的幀，訓(xùn)練序列由兩段完全一致的序列組成，即TSl和TS2。突發(fā)包的符號同步由訓(xùn)練序列完成。接收機(jī)借助接收信號和本地已知的訓(xùn)練序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算和自相關(guān)運(yùn)算，聯(lián)合估計出第一徑時延，從而完成突發(fā)數(shù)據(jù)包的符號同步，如圖2所示，該方法包括:
[0031]S1.同時進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算及接收信號與本地已知訓(xùn)練序列的互相關(guān)運(yùn)算，鎖定最強(qiáng)徑，最強(qiáng)徑就是能量最強(qiáng)的多徑，表現(xiàn)為互相關(guān)的模值最大；
[0032]S2.對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，得到FFT窗起始位置，完成符號同步。
[0033]其中，所述步驟SI包括:
[0034]Sll.進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算，得到最強(qiáng)徑所在區(qū)域，同時進(jìn)行接收信號與本地已知的訓(xùn)練序列互相關(guān)運(yùn)算；
[0035]S12.在所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域內(nèi)，利用所述互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果，鎖定最強(qiáng)徑。
[0036]本實施例中，無線信道帶給傳輸信號在頻域上的線性失真可以等效為時域的多徑效應(yīng)。多徑效應(yīng)相當(dāng)于傳輸信號和離散信道沖激響應(yīng)的卷積。考慮噪聲和符號定時誤差的影響，接收機(jī)處的離散接收信號為:
【權(quán)利要求】
1.一種多徑信道下的符號同步方法，其特征在于，該方法包括: 51.同時進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算及接收信號與本地已知訓(xùn)練序列的互相關(guān)運(yùn)算，鎖定最強(qiáng)徑； 52.對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，得到FFT窗起始位置，完成符號同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟SI包括: 511.進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算，得到最強(qiáng)徑所在區(qū)域，同時進(jìn)行接收信號與本地已知的訓(xùn)練序列互相關(guān)運(yùn)算； 512.在所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域內(nèi)，利用所述互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果，鎖定最強(qiáng)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟Sll包括: sin.根據(jù)接收信號的強(qiáng)度，得到閾值Th，所述閾值Th的大小由接收信號的強(qiáng)度大小確定； S112.進(jìn)行接收信號的自相關(guān)運(yùn)算，所述自相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果為Pa(d)，得到最強(qiáng)徑所在區(qū)域，所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域為|Pa(d) |2>Th的區(qū)域，同時進(jìn)行接收信號與本地已知的訓(xùn)練序列互相關(guān)運(yùn)算，所述互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果為PJd)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步驟S12包括: 5121.在所述最強(qiáng)徑所在區(qū)域內(nèi)，記錄IPJd)|2>Thl對應(yīng)的互相關(guān)峰值，其中，Thl為預(yù)設(shè)的閾值； 5122.在多徑最大保護(hù)間隔內(nèi)，存儲比所述記錄的峰值更大的峰值； 5123.選擇所述存儲的峰值中最大的峰值為最強(qiáng)徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S2包括: 對所述鎖定的最強(qiáng)徑進(jìn)行前向搜索，判斷是否存在前向多徑，若存在前向多徑，則定位第一徑，若不存在前向多徑，則最強(qiáng)徑為第一徑，所述第一徑為FFT窗起始位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述前向搜索包括:從所述最強(qiáng)徑出發(fā)，依次將最強(qiáng)徑之前記錄的互相關(guān)峰值的模值與最強(qiáng)徑對應(yīng)的峰值的模值進(jìn)行比較，向前搜索的范圍不超過多徑最大保護(hù)間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述判斷是否存在前向多徑包括:判斷前向搜索得到的互相關(guān)峰值大于最強(qiáng)徑對應(yīng)峰值的α倍是否成立，其中，0〈α〈1，如果成立，則判定前向搜索得到的互相關(guān)運(yùn)算的位置存在前向多徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述定位第一徑包括:通過前向搜索，遍歷最強(qiáng)徑的最大保護(hù)間隔內(nèi)的所有互相關(guān)峰值，將滿足條件的互相關(guān)峰值對應(yīng)的位置定位為第一徑，其中，所述條件包括:互相關(guān)峰值大于最強(qiáng)徑對應(yīng)峰值的α倍且互相關(guān)峰值對應(yīng)的徑是多徑最大保護(hù)間隔內(nèi)的第一條徑。
【文檔編號】H04L27/26GK103873421SQ201410127748
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】張彧, 吳釗, 姜龍 申請人:清華大學(xué)