一种通信系统的定时同步方法、装置及相关设备制造方法及图纸

技术编号:19751324 阅读:22 留言:0更新日期:2018-12-12 05:46
本申请公开了一种通信系统的定时同步方法,包括接收通信发射机发送的第一信号;对第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;调用前导时域信号,并对校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;通过修正EM聚类算法对互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;在聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置;根据精定时同步位置进行定时同步;该定时同步方法可准确的辨识出信道多径引起的相关峰,并从中确定较为准确的定时位置,进一步提高了同步的定时精度。本申请还公开了一种通信系统的定时同步装置、系统、通信接收机以及计算机可读存储介质,均具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种通信系统的定时同步方法、装置及相关设备
本申请涉及通信系统
,特别涉及一种通信系统的定时同步方法,还涉及一种通信系统的定时同步装置、系统、通信接收机以及计算机可读存储介质。
技术介绍
OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用技术)是当前无线通信领域非常重要的传输技术,同时也是5G的物理层基础传输技术。定时同步是OFDM系统保持正交性的必要条件,不准确的定时同步可能会引入符号间干扰(Inter-SymbolInterference,ISI)和载波间干扰(Inter-CarrierInterference,ICI),严重降低系统性能。在已有的定时同步算法中,前导序列辅助的同步算法具有鲁棒性和高效性,因而已经被广泛应用在基于突发包传输的OFDM系统中。在频率选择性信道环境下,最优的定时点应该是数据帧通过信道首个延迟路径到达的位置。然而,由于信道抽头时延具有随机性,首径并不一定是瞬时功率最大的到达径,这给准确定时带来挑战。目前常用的基于前导符号的定时同步解决方案大体可以分成两类,基于自相关的定时同步和基于互相关的定时方法。其中,已有的基于自相关的定时方法通过搜索自相关度量的最大值寻找定时位置,由于OFDM系统中循环前缀的存在,经典的自相关算法很容易受到度量平台的影响;而已有技术中大部分基于互相关的定时同步算法依然通过优化训练序列结构改善定时精度,仍然只能搜索互相关度量的最大值点作为数据帧的起始位置,这些方法在多径较为严重的场景下,精度不高,且算法性能易受到伪峰的影响,门限设置对信道环境和系统参数敏感,容易产生失配现象。因此,无论采用已有技术中的哪种技术,均存在定时精度受限,对多径信道敏感的局限性。因此,如何准确的辨识出信道多径引起的相关峰,并从中确定更为准确的定时位置,进一步提高同步的定时精度是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种通信系统的定时同步方法,该定时同步方法可准确的辨识出信道多径引起的相关峰,并从中确定较为准确的定时位置,进一步提高了同步的定时精度;本申请的另一目的是提供一种通信系统的定时同步装置、系统、通信接收机以及计算机可读存储介质,均具有上述有益效果。为解决上述技术问题,本申请提供了一种通信系统的定时同步方法,所述定时同步方法包括:接收通信发射机发送的第一信号;对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;调用前导时域信号,并对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;通过修正EM聚类算法对所述互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,以根据所述精定时同步位置完成定时同步。优选的,所述通信系统的定时同步方法还包括:所述通信发射机对发送信号进行傅里叶逆变换处理,获得时域信号;在所述时域信号中插入循环前缀,获得所述前导时域信号;将所述前导时域信号通过信道传输至通信接收机。优选的,所述对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号,包括:对所述第一信号进行自相关处理,获得自相关度量集合;在所述自相关度量集合中确定最大自相关度量元素;将所述最大自相关度量元素对应的时刻作为粗定时同步位置;利用所述粗定时同步位置进行频偏估计,获得载波频偏;利用所述载波频偏对所述第一信号进行载波频偏校正处理,获得所述校正信号。优选的,所述对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合,包括:对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得完整互相关度量集合;在所述完整互相关度量集合中确定最大互相关度量元素;根据所述最大互相关度量元素的位置,在所述完整互相关度量集合中选取预定长度的区间集合,获得所述互相关度量集合。优选的,所述聚类结果包括相干度量类和非相干度量类,则所述在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,包括:在所述聚类结果中获取所述相干度量类;在所述相干度量类中选取第一个度量位置作为所述第一个相干度量位置。为解决上述技术问题,本申请还提供了一种通信系统的定时同步装置,所述定时同步装置包括:信息接收模块,用于接收通信发射机发送的第一信号;校正处理模块,用于对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;互相关处理模块,用于调用前导时域信号,并对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;聚类处理模块,用于通过修正EM聚类算法对所述互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;同步位置确定模块,用于在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,以根据所述精定时同步位置完成定时同步。优选的,所述校正处理模块包括:自相关处理子模块,用于对所述第一信号进行自相关处理,获得自相关度量集合;最大自相关度量元素确定子模块,用于在所述自相关度量集合中确定最大自相关度量元素;粗定时同步位置确定子模块,用于将所述最大自相关度量元素对应的时刻作为粗定时同步位置;频偏估计子模块,用于利用所述粗定时同步位置进行频偏估计,获得载波频偏;载波频偏校正处理子模块,用于利用所述载波频偏对所述第一信号进行载波频偏校正处理,获得所述校正信号。为解决上述技术问题,本申请还提供了一种通信接收机,所述通信接收机包括:存储器,用于存储计算机程序;处理器,用于运行所述计算机程序时实现上述任意通信系统的定时同步方法的步骤。为解决上述技术问题,本申请还提供了一种通信系统的定时同步系统,所述定时同步系统包括:如上所述的通信接收机;通信发射机,用于向所述通信接收机发送第一信号。为解决上述技术问题,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意通信系统的定时同步方法的步骤。本申请所提供的一种通信系统的定时同步方法,包括接收通信发射机发送的第一信号;对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;调用前导时域信号,并对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;通过修正EM聚类算法对所述互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,以根据所述精定时同步位置完成定时同步。可见,本申请所提供的技术方案,在对接收信号,即上述第一信号完成互相关处理的基础上,再基于修正EM(ExpectationMaximization,期望最大化)聚类的精定时同步算法对其做聚类处理,即可在OFDM系统中有效辨识出信道多径引起的相关峰,并从中选择第一个多径相关峰位置,即上述第一个相干度量位置作为定时位置,以实现通信系统的定时同步,该实现方法具有较高的定时精准度,可有效避免传统定时同步算法仅能寻找最强径的问题;同时,采用修正EM聚类算法进行信息处理,不仅能够降低信道对定时精准度的影响,在不同信道条件下具有鲁棒的定时性能,而且能在较低的信噪比条件下获得稳定的定时性能;此外,修正EM聚类算法的计算复杂度只受其集合范围的影响,其具体实现过程简单,具有较强的实用性。本申请所提供的一种通信系统本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种通信系统的定时同步方法,其特征在于,包括:接收通信发射机发送的第一信号;对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;调用前导时域信号,并对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;通过修正EM聚类算法对所述互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,以根据所述精定时同步位置完成定时同步。

【技术特征摘要】
1.一种通信系统的定时同步方法,其特征在于,包括:接收通信发射机发送的第一信号;对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号;调用前导时域信号,并对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合;通过修正EM聚类算法对所述互相关度量集合中的各个互相关度量元素进行聚类处理,获得聚类结果;在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,以根据所述精定时同步位置完成定时同步。2.如权利要求1所述的定时同步方法,其特征在于,还包括:所述通信发射机对发送信号进行傅里叶逆变换处理,获得时域信号;在所述时域信号中插入循环前缀,获得所述前导时域信号;将所述前导时域信号通过信道传输至通信接收机。3.如权利要求1所述的定时同步方法,其特征在于,所述对所述第一信号进行粗同步和载波频偏校正处理,获得校正信号,包括:对所述第一信号进行自相关处理,获得自相关度量集合;在所述自相关度量集合中确定最大自相关度量元素;将所述最大自相关度量元素对应的时刻作为粗定时同步位置;利用所述粗定时同步位置进行频偏估计,获得载波频偏;利用所述载波频偏对所述第一信号进行载波频偏校正处理,获得所述校正信号。4.如权利要求3所述的定时同步方法,其特征在于,所述对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得互相关度量集合,包括:对所述校正信号与所述前导时域信号进行互相关处理,获得完整互相关度量集合;在所述完整互相关度量集合中确定最大互相关度量元素;根据所述最大互相关度量元素的位置,在所述完整互相关度量集合中选取预定长度的区间集合,获得所述互相关度量集合。5.如权利要求1所述的定时同步方法,其特征在于,所述聚类结果包括相干度量类和非相干度量类,则在所述聚类结果中确定第一个相干度量位置,作为精定时同步位置,包括:在所述聚类...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晓瀛熊俊辜方林曹阔魏急波赵海涛马东堂
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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