[发明专利]基于块传输的单载波系统的定时跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于块传输的单载波系统的定时 跟踪方法。

背景技术

SC-FDE(单载波频域均衡)是宽带无线传输中一种很有前途的抗多径干扰的 方法，和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用) 一样采取分块传输，并且采用循环前缀Cyclic Prefix(CP)方式，这样就可以把 信号于信道脉冲响应的线性卷积转化为循环卷积，并且消除了多径引起的数据 块的干扰。

数字通信技术领域中的一个最核心问题就是同步问题，从技术上说分为载波 同步与定时同步。在经过无线移动信道后的接收端获取的基带采样信号中存在 着载波频率偏差，相位偏差，定时偏差，这些偏差一般来源于发射机和接收机 之间晶振的不匹配和无线移动信道中多普勒效应和频率选择性这几个方面，即 便是在信道相对平坦的室内环境，也会存在这些偏差。使用块传输技术的 SC-FDE系统对这些同步的偏差提出了更高的要求。

SC-FDE系统的同步技术分为载波同步和定时同步，其接收端的同步主要有 以下几个任务：

●帧到达检测，用于判定是否检测到信号，这是同步的第一步，只有判定接收 到的是有效信号才能进行后面的处理；

●载波频偏捕获；

●载波频率跟踪；

●符号起始位置估计(块同步)，即在均衡之前准确知道起始位置(起始的傅 立叶变换FFT位置)；为获取更精确的位置，需要定时估计；

●采样时钟频率的跟踪。

SC-FDE系统的信号沿着时间轴顺序到来的，分块传输的SC-FDE信号每个 数据块由数据段和循环前缀组成。SC-FDE射频信号在解调到基带信号的过程中 会存在时延，首先SC-FDE系统通过定时估计校正了时延，确定了傅立叶变换 窗的起始时刻，但是由于接收端和发射端的采样时钟不匹配会产生采样频率偏 差(SFO)。采样频率偏差，变换到频域上相当于引入了载波间干扰，傅立叶反 变换回时域后的信号同样存在定时误差，这对于判决存在很大的干扰，而且采 样频率偏差造成的采样时钟相位偏移(时延)随着时间的积累会造成信号的定 时漂移，导致无法正确解调出符号。举例来说，对于50ppm(百万分之五十) 的采样频率偏差，对于包含一万个码元的帧，就会有0.5个码元间隔大小的定时 偏移，这是系统无法承受的，相比于OFDM系统，SC-FDE对定时偏移更加敏 感。因此为了维持同步性能，必须进行定时跟踪。

一般的定时追踪方法采用锁相环路追踪结构，但是这种方法在无线移动通 信信道下效果很差；在名称为《一种单载波分块传输系统中的定时跟踪方法》 的发明专利中，采用重构接收信号进行定时估计以达到追踪的目的。其技术方 案主要包括：根据当前帧信道估计和判决估计的结果，重构与接收信号相对应 的不含时偏的频域形式信号；根据含有时偏的接收信号频域形式的实际值和所 得到的重构值计算新的剩余时偏估计偏差和时偏估计值；利用上述步骤求得的 时偏估计值纠正下一帧含有时偏的接收信号。

上述利用均衡后的重构接收信号进行定时追踪的算法，由于重构算法利用 的时信道估计结构和已经经过判决后码元信息，不仅复杂度高，计算量很大， 而且实现起来有相当大的困难；同时这种算法利用的是判决后的信息在频域上 进行定时校正，且是在频域上进行定时校正，导致整个系统的定时追踪效果和 频域均衡模块之间是相互影响的，因此系统延时大，稳定性差，当误码率稍高 的时候或是信道条件较差的时候精度相当低，整个系统无法正常运行；另外这 个算法要求在定时追踪之前有很高的定时估计精度，大约达到2％码元的定时偏 差，当起始位置偏差较大的时候，此算法的追踪性能相当差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明目的在于提供一种基于块传输的单载波系统的定 时跟踪方法，用以解决现有技术中的定时追踪算法计算复杂且追踪性能差的问 题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于块传输的单载波系统的定时跟踪方法，所述方法包 括：

步骤A：采用O&M算法计算当前数据块的定时估计结果；

步骤B：将该定时估计结果进行先验判决和累加平滑处理；其中，