一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法技术

本发明专利技术公开了一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法，主要解决现有方法，受大频偏影响导致同步性能急剧下降的问题。具体步骤包括：(1)接收电信号；(2)对采样序列进行粗符号定时同步；(3)纠正采样序列的小数倍频偏；(4)选择路径候选定时时刻；(5)绘制二维时频度量曲面；(6)估计路径定时时刻(7)纠正采样序列的整数倍频偏；(8)估计第一径到达时刻。本发明专利技术存在大频偏时，载波频率同步和符号定时同步性能远远优于现有方法；本发明专利技术的频偏估计范围远大于现有广义频分复用GFDM系统同步方法。

A generalized frequency division multiplexing time frequency synchronization method for correcting large frequency offset

The present invention discloses a time frequency synchronization method for correcting large frequency offset in generalized frequency division multiplexing, mainly solving the existing method, which is affected by the influence of large frequency offset, which leads to the sharp decline of synchronization performance. Concrete steps include: (1) receiving electrical signals; (2) rough symbol timing synchronization of sampling sequence; (3) correcting decimal frequency offset of sampling sequence; (4) selecting path candidate timing time; (5) drawing two-dimensional time-frequency metric surface; (6) estimating path timing time (7) correcting the integer doubling offset of sampling sequence; (8) estimate the first path arrival. Time. When the invention has large frequency offset, the carrier frequency synchronization and symbol timing synchronization performance are far superior to the existing methods; the frequency offset estimation range of the invention is far greater than the existing generalized frequency division multiplexing (GFDM) system synchronization method.

【技术实现步骤摘要】
一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及无线通信
中的一种用于纠正大频偏的广义频分复用GFDM(generalizedfrequencydivisionmultiplexing)时频同步方法。本专利技术可用于在广义频分复用GFDM系统中的载波频率同步和符号定时同步，提升系统在衰落信道下的同步性能。
技术介绍
同步是信号均衡和解调的前提。同步误差对广义频分复用GFDM系统的误码率的影响远大于对正交频分复用OFDM(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)系统的误码率的影响。VodafoneGmbH提出的专利申请文献“GFDMradiotransmissionusingapseudocircularpreamble”(申请日：2014年12月12日，申请号：14/568570,公开号：US9236981B2)中公开了一种广义频分复用GFDM同步方法。该方法具体步骤为：第一步，在采用循环前缀和循环后缀的互相关得到尖锐的狄利克雷脉冲，狄利克雷脉冲对应的位置为符号定时同步点；第二步，获得定时同步点后，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法，其特征在于，将接收的广义频分复用GFDM模拟电信号处理后的采样序列，依次经粗符号定时同步、小数倍频偏纠正、整数倍频偏纠正，得到纠正大频偏后的无频偏采样序列，实现载波频率同步，从路径到达时刻向前搜索第一径到达时刻，实现符号定时同步，该方法的具体步骤包括如下：(1)接收电信号：(1a)广义频分复用GFDM的接收机检测广义频分复用GFDM的发送机发送的模拟电信号；(1b)对检测到的模拟电信号进行模数转换，得到实数字信号；(1c)对实数字信号进行希尔伯特变换，得到复数信号；(1d)对复数字信号进行数字下变频处理，得到采样序列；(2)对采样序列进行粗符号...

【技术特征摘要】
1.一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法，其特征在于，将接收的广义频分复用GFDM模拟电信号处理后的采样序列，依次经粗符号定时同步、小数倍频偏纠正、整数倍频偏纠正，得到纠正大频偏后的无频偏采样序列，实现载波频率同步，从路径到达时刻向前搜索第一径到达时刻，实现符号定时同步，该方法的具体步骤包括如下：(1)接收电信号：(1a)广义频分复用GFDM的接收机检测广义频分复用GFDM的发送机发送的模拟电信号；(1b)对检测到的模拟电信号进行模数转换，得到实数字信号；(1c)对实数字信号进行希尔伯特变换，得到复数信号；(1d)对复数字信号进行数字下变频处理，得到采样序列；(2)对采样序列进行粗符号定时同步：(2a)利用自相关公式，计算采样序列中每一个采样点的自相关值，将所有的自相关值组成自相关序列；(2b)利用能量值公式，计算采样序列中每一个采样点的能量值，将所有的能量值组成能量序列；(2c)将自相关序列中的每一个自相关值依次作为截至自相关值，向前截取与循环前缀等长的子自相关序列，获得多个子自相关序列；其中，所述循环前缀的长度由广义频分复用GFDM系统参数决定；(2d)将截至自相关值对应的采样点的序号作为子自相关序列的编号；(2e)将能量序列中的每一个能量值依次作为截至能量值，向前截取与循环前缀等长的子能量序列，获得多个子能量序列；(2f)将截至能量值对应的采样点的序号作为子能量序列的编号；(2g)将具有相同编号的子自相关序列和子能量序列进行相除操作，并将相除操作后的结果进行取绝对值操作，获得多个归一化子自相关序列；(2h)对每一个归一化子自相关序列进行相加操作，得到对应采样点的粗符号定时度量值，将所有粗符号定时度量值组成粗符号定时度量序列；(2i)找出粗符号定时度量序列中最大值对应的采样点，该采样点在采样序列中出现的时刻为粗符号定时同步时刻；(3)纠正采样序列的小数倍频偏：(3a)找出粗符号定时同步时刻对应的采样点的自相关值；(3b)对粗符号定时同步时刻对应的采样点的自相关值进行取相位操作，获得该自相关值的相位，并将该自相关值的相位与圆周率进行相除操作，获得采样序列的小数倍频偏估计值；(3c)利用小数倍频偏纠正公式，纠正采样序列的小数倍频偏，获得无小数倍频偏的采样序列；(4)选择路径候选定时时刻：(4a)对本地前导码序列进行共轭操作，得到共轭前导码序列；(4b)将无小数倍频偏的采样序列中的每一个采样点依次作为起始点，向后截取与共轭前导码序列等长的子采样序列，将每一个子采样序列与共轭前导码序列进行相乘操作，获得多个子序列；(4c)利用差分互相关公式，计算采样序列中每一个采样点的差分互相关值，将所有差分互相关值组成差分互相关序列；(4d)对差分互相关序列进行取绝对值操作，将取绝对值操作后的差分互相关序列中的每一个差分互相关值进行平方操作，获得对应的路径候选定时度量值，将所有的路径候选定时度量值组成路径候选定时度量序列；(4e)将路径候选定时度量序列，按照从大到小排列，找出前64个路径候选定时度量值对应的64个采样点，将64个采样点在采样序列中出现的时刻作为路径候选定时时刻；(5)绘制二维时频度量曲面：(5a)将64个路径候选定时时刻依次送入二维时频估计器；(5b)二维时频估计器根据输入的路径候选定时时刻，找到该时刻的采样点，再找出该采样点对应的子序列；(5c)对子序列进行快速傅里叶变换；(5d)对快速傅里叶变换后的结果进行取绝对值操作，得到二维时频度量子序列；(5e)判断64个路径候选定时时刻是否全部送入二维时频估计器，若是，则执行步骤(5f)，否则，执行步骤(5b)；(5f)64个路径候选定时时刻全部送入二维时频估计器后，得到64个路径候选定时时刻对应的64个二维时频度量子序列，绘制由64个二维时频度量子序列构成的二维度时频度量曲面；(6)估计路径定时时刻：找出二维度时频度量曲面的最大值，将最大值所在的二维时频度量子序列对应的路径候选定时时刻，作为路径到达时刻；(7)纠正采样序列的整数倍频偏：(7a)找出二维度时频度量曲面的最大值对应的快速傅里...

【专利技术属性】
技术研发人员：田斌，周亚萍，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61