一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法技术

一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点；截取接收导频序列，利用接收导频序列进行信道估计，得到信道估计值，计算定时同步调整量，依据定时同步调整量，得到新的同步点和信道估计系数；根据新的同步点进行业务数据块的截取，根据新的信道估计系数对截取的业务数据块进行频域均衡，得到每一个业务数据块的初次信号判决结果；对接收数据进行干扰抵消，然后再做一次频域均衡，得到最终的信号判决结果。本发明专利技术可以在不降低系统的频谱效率的情况下，降低系统的误码率。干扰抵消算法对接收信号进行干扰抵消后再做一次均衡，可以消除接收信号相邻业务数据块间的干扰，提高通信系统性能。

A signal detection method based on retime synchronization and interference cancellation

【技术实现步骤摘要】
一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法
本专利技术属于无线通信领域，涉及一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法。
技术介绍
当今社会，无线通信的便利性使得大量的先进技术得以使用，在日常的社会中随处可见。通信系统由于到达接收机的信号是经过不同路径、有时间差异的各个信号的合成信号，该合成信号在时域上将会出现相对于原信号的时延扩展。单载波频域均衡技术是IEEE802.16标准定义的无线城域网的空中接口方案之一。单载波频域均衡系统中的调制符号以分组的形式进行发送和处理，每个数据分组的前部都插入了保护间隔并填充了循环前缀(CyclicPrefix，CP)。当信道时延扩展值小于循环前缀的长度时，循环前缀的存在不仅能够减轻由于多径信道造成的传输数据块间信号干扰，而且可以采用频域均衡技术来补偿由多径信道引起的频率选择性信号衰落。但是在长时延扩展信道这样的通信环境中，当信道时延扩展值大于循环前缀的长度时，通信系统性能下降，通信系统需要添加足够长(至少信道的最大时延扩展)的循环前缀CP作为保护间隔以隔离相邻符号，但是这样会降低系统频谱效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，包括以下步骤：(1)在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点；(2)截取接收导频序列，利用接收导频序列进行信道估计，得到信道估计值；(3)根据信道估计值计算定时同步调整量，依据定时同步调整量，得到新的同步点和信道估计系数；(4)根据新的同步点进行业务数据块的截取，根据新的信道估计系数对截取的业务数据块进行频域均衡，得到每一个业务数据块的初次信号判决结果；(5)根据初次判决结果对接收数据进行干扰抵消，然后再做一次频域均衡，得到最终的信号判决结果。本专利技术进一步的改进在于，在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点的具体过程如下：先进行粗同步，然后进行精同步；其中，粗同步的具体过程如下：采用的信号帧中，参考信号RS与业务数据块RB的CP长度分别记为和参考信号RS与业务数据块RB的长度均记为NRB，假设令表示导频序列LTF，其中，LLTF为导频序列LTF的长度；假设发射符号功率归一化，接收端采用单接收天线，在接收端将以d为起始，长度为LLTF的接收信号序列y(d)记为：其中，d为接收序列起始点；考虑最大可能的信道时延扩展为Lch，对于以d为起始的接收信号序列，帧检测度量值G(d)如下：其中，表示导频序列sLTF的共轭转置，l为正整数，从0到Lch；根据帧检测度量值，当帧检测度量值大于检测门限时，认为帧到达，否则d继续向后移动，直到找出帧检测度量值大于检测门限的点，完成粗同步。本专利技术进一步的改进在于，精同步的过程如下：以帧检测度量值大于检测门限的第一个点为起点，记为t点，以t点为中心左右各取m个点，求取这2m+1个点的精同步检测值，得到以t点为中心一定窗口范围内这2m+1个点的精同步检测值的最大值，以这个最大值为起点，向左向右分别找出第一个小于最大值的0.85的两个点，分别记为L点和H点，L点和H点的中点为精同步点；其中，m为大于0的整数。本专利技术进一步的改进在于，精同步值J(d)的计算方法为：本专利技术进一步的改进在于，信道估计值具体过程以下过程得到：假设发射导频的频域矢量X＝Fx为N×1维，则接收导频的频域矢量Y＝Fy为N×1维，其中，F为N×N维的DFT矩阵，x为发射导频的时域矢量，y为接收导频的时域矢量，信道时域响应h为L×1维，在不考虑信道噪声的前提下，接收导频的频域矢量表示为：Y＝diag(X)FLh其中，FL表示为F矩阵的前L列，L为信道时域响应h的阶数；基于参考信号RS获得个抽头的信道估计值，记为本专利技术进一步的改进在于，计算定时同步调整量q:依据定时同步调整量将原始的信道估计矢量划分为以下三段：其中：ha∈Cq×1＝[h(0),h(1),...,h(q-1)]T定义矢量ha、hb、hc的长度分别为La、Lb、Lc，依据计算出的定时同步调整量q，得到新的同步点，新的定时同步点为原有同步点后退q个采样点；用于RB块均衡的信道矢量按照RB块长NRB进行循环移位，得到调整后的信道估计系数为：其中，0为维度为的全零矢量。本专利技术进一步的改进在于，步骤(4)的具体过程为：时域信道估计系数对应的频域信道Hshift为：其中，F为归一化NRB×NRB的DFT矩阵；将第n个时域RB块发射信号矢量记为xn，按照新的定时同步点进行业务数据块截取；在不考虑噪声的情况下，得到第n个数据块的接收信号rn:rn＝Hxn-Axn+Bxn-1-Cxn+Dxn+1其中，H为由hshift构成的循环矩阵，第1列矢量为hshift，A、B、C、D均为NRB×NRB的干扰托普利兹矩阵，A和B由hc的元素组成，代表由超出CP范围的信道抽头带来的干扰影响；其中，A、B、C、D矩阵的构成形式如下式所示：B矩阵是上三角矩阵，其余元素都是零；C和D由矢量ha中元素构成；A矩阵可由B矩阵循环左移个点获得，D矩阵可由C矩阵循环左移个点获得。本专利技术进一步的改进在于，步骤(5)的具体过程为：根据得到的时域信道估计系数对应的频域信道Hshift对截取的业务数据块进行频域均衡，将第i-1次迭代中利用Hshift均衡的第n个RB块的时域数据记为初始化时令从而，第n个RB块接收信号的干扰抵消后的结果如下：然后对依据频域信道Hshift进行再一次频域均衡后进行符号判决，得到第n个RB块接收信号的干扰抵消后的结果与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术首先在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点；然后截取接收导频序列，利用接收导频序列进行信道估计，得到信道估计值；根据信道估计值计算定时同步调整量，依据定时同步调整量，得到新的同步点和信道估计系数；根据新的同步点进行业务数据块的截取，根据新的信道估计系数对截取的业务数据块进行频域均衡，得到每一个业务数据块的初次信号判决结果；根据初次判决结果对接收数据进行干扰抵消，然后再做一次频域均衡，得到最终的信号判决结果。在长时延扩展信道的通信环境中，当CP长度小于信道的最大时延扩展值时，通信系统性能显著下降。为了保证系统性能就需要增长导频和业务数据块的保护间隔长度，但是这样就会降低系统的频谱效率，本专利技术提出的重定时同步和干扰抵消信号检测方法，不需要增加业务数据块的保护间隔长度，可以在不降低系统的频谱效率的情况下，降低系统的误码率。在接收端完成定时同步和信道估计后，由于定时误差的存在，信道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点；/n(2)截取接收导频序列，利用接收导频序列进行信道估计，得到信道估计值；/n(3)根据信道估计值计算定时同步调整量，依据定时同步调整量，得到新的同步点和信道估计系数；/n(4)根据新的同步点进行业务数据块的截取，根据新的信道估计系数对截取的业务数据块进行频域均衡，得到每一个业务数据块的初次信号判决结果；/n(5)根据初次判决结果对接收数据进行干扰抵消，然后再做一次频域均衡，得到最终的信号判决结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点；
(2)截取接收导频序列，利用接收导频序列进行信道估计，得到信道估计值；
(3)根据信道估计值计算定时同步调整量，依据定时同步调整量，得到新的同步点和信道估计系数；
(4)根据新的同步点进行业务数据块的截取，根据新的信道估计系数对截取的业务数据块进行频域均衡，得到每一个业务数据块的初次信号判决结果；
(5)根据初次判决结果对接收数据进行干扰抵消，然后再做一次频域均衡，得到最终的信号判决结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，在接收端对接收到的信号进行定时同步，找到精同步点的具体过程如下：先进行粗同步，然后进行精同步；其中，粗同步的具体过程如下：
采用的信号帧中，参考信号RS与业务数据块RB的CP长度分别记为和参考信号RS与业务数据块RB的长度均记为NRB，假设
令表示导频序列LTF，其中，LLTF为导频序列LTF的长度；
假设发射符号功率归一化，接收端采用单接收天线，在接收端将以d为起始，长度为LLTF的接收信号序列y(d)记为：



其中，d为接收序列起始点；考虑最大可能的信道时延扩展为Lch，对于以d为起始的接收信号序列，帧检测度量值G(d)如下：



其中，表示导频序列sLTF的共轭转置，l为正整数，从0到Lch；
根据帧检测度量值，当帧检测度量值大于检测门限时，认为帧到达，否则d继续向后移动，直到找出帧检测度量值大于检测门限的点，完成粗同步。


3.根据权利要求2所述的一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，精同步的过程如下：以帧检测度量值大于检测门限的第一个点为起点，记为t点，以t点为中心左右各取m个点，求取这2m+1个点的精同步检测值，得到以t点为中心一定窗口范围内这2m+1个点的精同步检测值的最大值，以这个最大值为起点，向左向右分别找出第一个小于最大值的0.85的两个点，分别记为L点和H点，L点和H点的中点为精同步点；其中，m为大于0的整数。


4.根据权利要求3所述的一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，精同步值J(d)的计算方法为：





5.根据权利要求2所述的一种基于重定时同步和干扰抵消的信号检测方法，其特征在于，信道估计值具体过程以下过程得到：
假设发射导频的频域矢量X＝Fx为N×1维，则接收导频的频域矢量Y＝Fy为N×1维，其中，F为N×N维的DFT矩阵，x为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张渭乐，韩璐，穆鹏程，肖海涛，王文杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61