一种全双工通信系统的快速定时同步方法，属无线通信的定时同步技术领域。发射端数据帧使用两相同的PN码序列作为导频信号，接收端接收信号延时一PN码周期，其第二个PN码与延时后接收信号的第一个PN码对齐，再将两者作对应采样点乘法运算，统计一PN码周期长度个相乘值中大于设定阈值的数量，若统计数量超过设定数量临界值，再对延时的接收信号和本地PN码序列进行对应采样点乘法运算，再统计一个PN码周期长度个相乘值中大于设定阈值的数量，若统计数量仍超设定数量临界值，则延时单元的头部就为定时同步点；本方法巧妙利用了PN码自相关特性和噪声的随机特性实现了定时同步，减少了乘法次数，降低了运算量，采用阈值比较方式，无需进行累加运算，可快速准确找到定时同步点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体是涉及一种延时相乘的PN码同步捕获方法。
技术介绍
定时同步是全双工通信系统的关键技术之一，定时同步的性能直接影响着通信质量。无线通信的定时同步算法主要分为3类:基于训练序列同步算法、基于循环前缀同步算法和盲同步算法，目前最常用的就是基于训练序列的同步算法。基于训练序列的同步算法的经典算法中多采用PN码序列作为训练序列，对PN码同步捕获的性能决定了定时同步的质量。很多学者对PN码同步捕获做了大量的研究，例如，河北大学的李彩霞，郑晓坤和韩晓霞等老师在河北大学学报(自然科学版)上发表的《0FDM定时同步算法》(ISSN1000-1565，Vol.31, N0.6, November2011, 31 (6))提出的同步算法中采用了滑动相关法捕获PN码，使用滑动相关法，当两个PN码的相位差或时间差很大时，其相对滑动速度很慢，以至于搜索定时同步点的时间过长，尤其是对长PN码的捕获时间过长，不得不采用一些特殊的较短的码序列；另外，采用滑动相关每个采样点都需要进行长度为一个PN码的乘加运算，运算量比较大。
技术实现思路
本专利技术针对以上缺陷和不足，提出，该方法与传统方法相比在准确捕获的前提下，速度更快，运算量更小，而且硬件实现更简单。本专利技术方法是通过下述具体技术方案来实现的。，由以下系统实现，该系统包括延时单元、乘法运算单元1、阈值比较单元1、乘法运算单元2、阈值比较单元2和本地PN码产生单元，其中:延时单兀，完成对接收信号的延时，延时时间为一个PN码的周期；乘法运算单元1，完成对原接收信号和延时后的接收信号进行逐点相乘运算；阈值比较单元1，完成接收信号和接收信号的延时乘法运算(对应采样点相乘运算)后，统计这一个PN码周期长度个乘法运算值中大于设定阈值的数量；本地PN码产生单元，完成产生和接收信号中完全相同的PN码；乘法运算单元2，对延时单元中一个PN码周期长度的接收信号和本地产生的PN码做乘法(对应采样点相乘)运算；阈值比较单元2，统计乘法运算单元2出来的相乘值中大于设定阈值的数量；该方法步骤如下:(I)发射端组帧发射端在一帧数据的帧头部分加入两个完全相同的PN码序列作为导频信号，PN码周期长度为K ；(2)设定阈值和大于阈值数量的临界值根据系统仿真和实际测试，设置乘法(对应采样点相乘)运算后的判决阈值为corr_threshold,设定一个PN码周期长度K个相乘值中大于阈值的数量的临界值为N ；(3)接收信号延时乘法运算对接收信号延时一个PN码周期K，并接收信号做延时后的信号和原接收信号做乘法(对应采样点相乘)运算；(4)阈值比较统计比较乘法(对应采样点相乘)运算后的值和阈值corr_threshold的大小,统计在一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为M ；(5)延时信号和本地PN码乘法运算如果统计的数量M超过设定的临界值N，再用延时的信号和本地产生的PN码做乘法(对应采样点相乘)运算，执行步骤(6)，否则如果统计的数量M不大于设定的临界值N，重新返回第⑶步；(6)定时同步点判决比较步骤(5)乘法运算后的乘法值和阈值corr_threshold的大小，并统计一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为L,如果统计数量L仍大于临界值N，就找到定时同步点，定时同步完成，否则重新返回第(3)步。所述PN码是具有与白噪声类似的自相关性质的+1和-1所构成的双极性编码序列。本专利技术所提供定时同步方法，巧妙利用了 PN码自相关特性和噪声的随机特性实现了定时同步，大大减少乘法次数，降低了运算量和复杂度，采用阈值比较的方式，无需进行累加运算，可以快速准确找到定时同步点。【附图说明】图1是本专利技术发射端组帧时一帧数据的结构图，帧头部分包括2个完全相同的PN码序列，其中每个PN码序列的长度都为K，成帧后发射。图2是本专利技术方法中接收端PN码捕获过程的结构框图。图3是本专利技术方法中接收信号和接收信号的延时关系图，图中接收信号通过延时单元延时一个PN码周期，使得接收信号的第二个PN码与延时后接收信号的第一个PN码对齐。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不限于此。实施例:本专利技术实施例如图2所示，，由以下系统实现，该系统包括延时单元、乘法运算单元1、阈值比较单元1、乘法运算单元2、阈值比较单元2和本地PN码产生单元，其中:延时单元，完成对接收信号的延时，延时时间为一个PN码的周期；乘法运算单元1，完成对原接收信号和延时后的接收信号进行逐点相乘运算；阈值比较单元1，完成接收信号和接收信号的延时乘法运算(对应采样点相乘运算)后，统计这一个PN码周期长度个乘法运算值中大于设定阈值的数量；本地PN码产生单元，完成产生和接收信号中完全相同的PN码；乘法运算单元2，对延时单元中一个PN码周期长度的接收信号和本地产生的PN码做乘法(对应采样点相乘)运算；阈值比较单元2，统计乘法运算单元2出来的相乘值中大于设定阈值的数量；该方法步骤如下:(I)发射端组帧发射端在一帧数据的帧头部分加入两个完全相同的PN码序列作为导频信号，PN码周期长度为K ；(2)设定阈值和大于阈值数量的临界值根据系统仿真和实际测试，设置乘法(对应采样点相乘)运算后的判决阈值为corr_threshold,设定一个PN码周期长度K个相乘值中大于阈值的数量的临界值为N ；(3)接收信号延时乘法运算对接收信号延时一个PN码周期K，并接收信号做延时后的信号和原接收信号做乘法(对应采样点相乘)运算；(4)阈值比较统计比较乘法(对应采样点相乘)运算后的值和阈值corr_threshold的大小,统计在一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为M ；(5)延时信号和本地PN码乘法运算如果统计的数量M超过设定的临界值N，再用延时的信号和本地产生的PN码做乘法(对应采样点相乘)运算，执行步骤(6)，否则如果统计的数量M不大于设定的临界值N，重新返回第(3)步；(6)定时同步点判决比较步骤(5)乘法运算后的乘法值和阈值corr_threshold的大小，并统计一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为L,如果统计数量L仍大于临界值N，就找到定时同步点，定时同步完成，否则重新返回第(3)步。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全双工通信系统的快速定时同步方法，由以下系统实现，该系统包括延时单元、乘法运算单元1、阈值比较单元1、乘法运算单元2、阈值比较单元2和本地PN码产生单元，其中：延时单元，完成对接收信号的延时，延时时间为一个PN码的周期；乘法运算单元1，完成对原接收信号和延时后的接收信号进行逐点相乘运算；阈值比较单元1，完成接收信号和接收信号的延时乘法运算后，统计这一个PN码周期长度个乘法运算值中大于设定阈值的数量；本地PN码产生单元，完成产生和接收信号中完全相同的PN码；乘法运算单元2，对延时单元中一个PN码周期长度的接收信号和本地产生的PN码做乘法运算；阈值比较单元2，统计乘法运算单元2出来的相乘值中大于设定阈值的数量；该方法步骤如下：(1)发射端组帧发射端在一帧数据的帧头部分加入两个完全相同的PN码序列作为导频信号，PN码周期长度为K；(2)设定阈值和大于阈值数量的临界值根据系统仿真和实际测试，设置乘法运算后的判决阈值为corr_threshold，设定一个PN码周期长度K个相乘值中大于阈值的数量的临界值为N；(3)接收信号延时乘法运算对接收信号延时一个PN码周期K，并接收信号做延时后的信号和原接收信号做乘法运算；(4)阈值比较统计比较乘法运算后的值和阈值corr_threshold的大小，统计在一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为M；(5)延时信号和本地PN码乘法运算如果统计的数量M超过设定的临界值N，再用延时的信号和本地产生的PN码做乘法运算，执行步骤(6)，否则如果统计的数量M不大于设定的临界值N，重新返回第(3)步；(6)定时同步点判决比较步骤(5)乘法运算后的乘法值和阈值corr_threshold的大小，并统计一个PN码长度K个乘法值中大于阈值corr_threshold的数量为L，如果统计数量L仍大于临界值N，就找到定时同步点，定时同步完成，否则重新返回第(3)步。...
【技术特征摘要】
1.一种全双工通信系统的快速定时同步方法，由以下系统实现，该系统包括延时单元、乘法运算单元1、阈值比较单元1、乘法运算单元2、阈值比较单元2和本地PN码产生单元，其中: 延时单元，完成对接收信号的延时，延时时间为一个PN码的周期； 乘法运算单元1，完成对原接收信号和延时后的接收信号进行逐点相乘运算； 阈值比较单元1，完成接收信号和接收信号的延时乘法运算后，统计这一个PN码周期长度个乘法运算值中大于设定阈值的数量； 本地PN码产生单元，完成产生和接收信号中完全相同的PN码； 乘法运算单元2，对延时单元中一个PN码周期长度的接收信号和本地产生的PN码做乘法运算； 阈值比较单元2，统计乘法运算单元2出来的相乘值中大于设定阈值的数量； 该方法步骤如下: (1)发射端组帧 发射端在一帧数据的帧头部分加入两个完全相同的PN码序列作为导频信号，PN码周期长度为K ； (2)设定阈值和大于阈值数量的临界值 根据系统仿真和实际测试，设置乘法运...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱维红，田晓亮，熊海良，丁少威，王凯，杨宝华，罗璐璐，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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