一种通信定时同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种通信定时同步方法及装置，应用于DFT-S-OFDM系统中。通信定时同步方法包括：获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号矢量和，所述发送信号是归一化的N点采样复信号，N为2的整次幂；逐点计算N个发送接收信号的互相关值，确定所述互相关值中的最大互相关值；根据所述最大互相关值附近的值与接收信号的自相关值计算得到检验统计量，所述检验统计量用于确定相关定时同步的阈值，从而确定通信帧的起始点。本发明专利技术的技术方案能够确定DFT-S-OFDM通信系统在衰落信道中定时同步的检验统计量的阈值，进而根据阈值确定通信帧的起始点，实现数据帧的定时同步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信技术，特别是涉及一种通信定时同步方法及装置。
技术介绍
LTE(LongTermEvolution，长期演进)是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。LTE上行采用的SC-FDMA(Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccess，单载波频分地址)具体采用DFT-S-OFDM(DiscreteFourierTransformSpreadOFDM)技术来实现，该技术是在OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用技术)的IFFT(InverseFastFourierTransform，快速傅里叶逆变换)调制之前对信号进行DFT(DiscreteFourierTransform，离散傅里叶变换)扩展，这样系统发射的是时域信号，从而可以避免OFDM系统发送频域信号带来的PAPR(PeaktoAveragePowerRatio，峰值平均功率比)问题。同步过程在无线通信系统中至关重要，一旦同步误差超出容忍范围或同步失效，数据的解调译码的性能将大幅度降低，甚至通信失败。精确的定时同步是DFT-S-OFDM传输系统实现的基础条件。在无线通信领域，衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。导致信号衰落的信道被称作衰落信道。最近几年，出现了较多关于定时同步的研究成果，典型的有最大似然(maximumlikelihood，ML)法，匹配滤波法(MatchedFilter)，相关同步法等，这些方法各自有各自的使用场景和优缺点，主要适用于AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise，加性高斯白噪声)信道，对于衰落信道却几乎不能适用。鉴于此，如何找到一种在衰落信道中也适用的定时同步方案就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种通信定时同步方法及装置，用于解决现有技术中DFT-S-OFDM下定时同步方案在衰落信道中不能适用的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种通信定时同步方法，应用于DFT-S-OFDM系统中，所述通信定时同步方法包括：获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号矢量和所述发送信号是归一化的N点采样复信号，即有N为2的整次幂；逐点计算N个发送接收信号的互相关值为发送信号xi的共轭，确定所述互相关值中的最大互相关值Ryx(j)；为接收信号yi的共轭，根据所述最大互相关值附近的值与接收信号的自相关值计算得到检验统计量，所述检验统计量用于确定相关定时同步的阈值，从而确定通信帧的起始点。可选地，所述检验统计量的计算方法包括：根据所述最大互相关值附近15个值的累加和与自相关值做除运算，检验统计量为发送信号yi的共轭。可选地，所述通信帧包括数据帧或控制帧；所述通信帧的结构包括前导符号、循环前缀和数据部分；所述控制帧的结构包括前导符号和数据部分。可选地，所述前导符号采用相关性能优越的伪随机序列。可选地，所述前导符号的长度为1024。本专利技术还提供一种通信定时同步装置，应用于DFT-S-OFDM系统中，所述通信定时同步装置包括：用于获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号所述发送信号是归一化的N点采样复信号，有N为2的整次幂；最大互相关值确定单元，用于逐点计算发送信号与接收信号的互相关值为发送信号xi的共轭，确定所述互相关值中的最大互相关值Ryx(j)；检验统计量计算单元，用于根据所述最大互相关值附近的值与接收信号自相关值计算得到检验统计量，所述检验统计量用于确定相关定时同步的阈值，从而确定通信帧的起始点。可选地，根据所述最大互相关值检验统计量的计算方法包括：根据所述最大互相关值附近15个值的累加和与接收信号自相关值做除运算，检验统计量为接收信号yi的共轭。可选地，所述通信帧包括控制帧和数据帧；所述通信帧的结构包括前导符号、循环前缀和数据部分。可选地，所述前导符号采用相关性能优越的伪随机序列。可选地，所述前导符号的长度为1024。如上所述，本专利技术的一种通信定时同步方法及装置，具有以下有益效果：能够确定DFT-S-OFDM通信系统在衰落信道中定时同步的检验统计量的阈值，进而根据所述阈值确定通信帧的起始点，实现数据帧的定时同步。附图说明图1显示为本专利技术的通信定时同步方法的一实施例的流程示意图。图2显示为本专利技术的通信定时同步装置的一实施例的模块示意图。图3显示为现有技术的在AWGN信道环境下的累积分布函数的CDF曲线示意图。图4显示为现有技术的在衰落信道环境下的累积分布函数的CDF曲线示意图。图5显示为本专利技术的通信定时同步方法在衰落信道环境下的一实施例的CDF曲线示意图。元件标号说明1通信定时同步装置11相关信号获取单元12最大互相关值确定单元13检验统计量计算单元S1～S3步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种通信定时同步方法，应用于DFT-S-OFDM系统中。离散傅立叶变化扩展的正交频分复用(DFT-S-OFDM)技术已被3GPP采用，是一种单载波调制技术。作为长期演进项目(LTE)的上行调制方案，具有峰均比(PAPR)低等优势，这样在上行链路功放要求相同的情况下，提高了上行链路的功率效率，扩大了信号的覆盖范围，同时有利于用户终端的硬件实现。同步过程在无线通信系统中至关重要，一旦同步误差超出容忍范围或同步失效，数据的解调译码的性能将大幅度降低，甚至通信失败。精确的定时同步是DFT-S-OFDM传输系统实现的基础条件，本专利技术的定时同步方法是建立在辅助序列的基础上实现的，且应用场景比较恶劣，能适应高速运动引起的多普勒频移。上行链路包含控制链路和数据链路。对于数据链路，发送端首先将输入的数据比特流经过MPSK(MultiplePhaseShiftKeying，多进制数字相位调制，又称多相制)调制成星座符号，接着进行M点的DFT变化，子载波映射，再进行N点(N>M)的IFFT变化(这里DFT-S-OFDM的子载波映射时做了2倍上采样，因而N＝2*M)，添加循环前缀CP。对于控制链路，同样进行DFT，子载波映射和IFFT变化生成DFT-S-OFDM符号，但不添加循环前缀，最后进行组帧在一个实施例中，如图1所示，所述通信定时同步方法包括：步骤S1，获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号矢量和所述发送信号是归一化的N点采样复信号，即有N为2的整次幂。接收信号是N条径(发送信号按照天线方向向空间发射，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信定时同步方法，应用于DFT‑S‑OFDM系统中，其特征在于，所述通信定时同步方法包括：获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号矢量和所述发送信号是归一化的N点采样复信号，即有N为2的整次幂；逐点计算发送信号与接收信号的互相关值接收信号的自相关值其中为发送信号xi的共轭，为接收信号yi的共轭，确定所述互相关值中的最大互相关值Ryx(j)；根据所述最大互相关值附近的值与接收信号的自相关值计算得到检验统计量，所述检验统计量用于确定相关定时同步的阈值，从而确定通信帧的起始点。

【技术特征摘要】
1.一种通信定时同步方法，应用于DFT-S-OFDM系统中，其特征在于，所述通信定时同步方法包括：获取发送信号经衰落信道N条径上的接收信号矢量和所述发送信号是归一化的N点采样复信号，即有N为2的整次幂；逐点计算发送信号与接收信号的互相关值接收信号的自相关值其中为发送信号xi的共轭，为接收信号yi的共轭，确定所述互相关值中的最大互相关值Ryx(j)；根据所述最大互相关值附近的值与接收信号的自相关值计算得到检验统计量，所述检验统计量用于确定相关定时同步的阈值，从而确定通信帧的起始点。2.根据权利要求1所述的通信定时同步方法，其特征在于：所述检验统计量的计算方法包括：根据所述最大互相关值附近15个值的累加和与自相关值做除运算，检验统计量U(y→)=|1NΣi=j-8j+7Ryx(i)|2|1NΣi=1Nyiyi*|,]]>为接收信号yi的共轭。3.根据权利要求1所述的通信定时同步方法，其特征在于：所述通信帧包括控制帧和数据帧；所述通信帧的结构包括前导符号、循环前缀和数据部分。4.根据权利要求3所述的通信定时同步方法，其特征在于：所述前导符号采用相关性能优越的伪随机序列。5.根据权利要求3所述的通信定时同步方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峰芹，田朝阳，张小东，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31