[发明专利]一种抵抗频偏及多径环境的符号定时方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地，涉及一种信号的定时、跟踪方法。

技术背景

同步定时技术是通信系统的关键，也是通信系统正常运行的前提。有效地符号定时，可以用于确定符号的实际位置，从而正确的提取数据符号；可以用于帮助网络定时，从而实现基于物理层的精确网络同步；在利用频域均衡的系统中，还可以用于确定FFT起始窗位置，保证信道估计的顺利进行。

在时域均衡系统中，利用匹配滤波器消除了信道的影响，定时的主要作用是确定符号的实际位置，即寻找有效数据段的开始。定时的主要要求是在噪声下能够精确地定时位置。

在频域均衡系统中，比如OFDM或者SC-FDE系统中，为了抵抗多径，都在信号中加入循环前缀。当多径的每一径落在信号的循环前缀内时，由于FFT的圆周卷积性质，每一径的延时在频域上相当于一个频率分量，多径叠加时由于相位差距造成频域上的选择性衰落。由于对于每一个频域采样点而言，其带宽很窄，完全可以视为平衰落，从而可以通过简单的频域补偿纠正。如果选择结果使得有一能量较强的路径落在循环前缀之外，FFT之后将引入较大干扰，造成性能的急剧下降。一个有效地选择是使得FFT窗口的起始位置尽量将强能量径放在循环前缀之内。此时定时的主要要求是在多径下能够较准确的找到最强径定时位置。

传统的定时方法，利用数据符号相关性的方法可以表现出不错的性能。利用数据符号的自相关性和互相关性，可以实现精确定时。

一种经典的符号定时方法：Schmidl & Cox法。它利用发送时符号的自相关性，经过计算产生平台，从而达到信号的检测作用。该方法简单有效，特别适合针对OFDM的宽带系统。利用该方法做定时跟踪，在如OFDM之类能允许少量定时偏差的系统中能起到不错的效果。但是在多径或者噪声较低的环境下，Schmidl & Cox法的平台带来了问题。判断平台最高点或者平台转折点都有一定概率检测到循环前缀之外，造成同步错误。

对于需要精确定时的系统，基于pn码实行互相关计算，产生峰值的同步方法可以实现准确的定时，并能有效的得到多径扩展，但是无法抵抗较大频偏是pn码检测的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种抵抗频偏及多径环境的符号定时方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种抵抗频偏及多径环境的符号定时方法，该方法包括发送端步骤和接收端步骤。其中，

所述发送端步骤具体为：

(1)准备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组成的伪随机序列，也可以是由频域上的伪随机序列经ifft变换(逆快速傅立叶变换)后得到；本地的特征序列B，其元素为非负的多值随机实数。其中每个元素为同步字序列对应元素的幅度的平方。序列的长度L和使用本方法系统希望抵抗的衰落有关，一般地，L可以取值64，用以得到30dB以上的增益。

(2)确定时间间隔N：同步字序列将以时间间隔N插入信号，N越小则跟踪性能越好，但造成系统效率降低。假设系统的数据发送速率为f，一般地，为了保证系统效率，建议取值L/(Nf)＜5％。

(3)根据时间间隔N，在发送数据流中插入同步字序列。

所述接收端步骤具体为：

(1)对空中信号采样，得到接收信号：

r(k)＝y(kT_sample)，

其中，k表示采样的时间点，T_sample表示采样时钟。

y(t)表示接收端收到的空中模拟信号。

r(k)表示利用采样时钟得到数字信号。

对于r(k)，系统将其送入数据缓存，用于之后的符号定时功能。

(2)对接收信号做延时自相关，得到第一判决信号J1(k)：