一种用于突发通信的前馈定时同步方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于突发通信的前馈定时同步方法，所述同步方法包括以下步骤：旋转量计算步骤：对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到旋转量；累加步骤：设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。本发明专利技术还涉及定时同步系统。本发明专利技术通过对时域信号的平方做分段FFT，时域信号的偏移变换到频域。利用定时偏差与相位的变化量成正比这一性质，准确估计出定时偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于突发通信的前馈定时同步方法及系统
本专利技术涉及一种用于突发通信的前馈定时同步方法及系统。
技术介绍
定时同步是通信链路中非常重要的一个模块。在信号传输过程中，接收信号与发送信号可能存在定时误差，这将导致信号实际采样偏离最佳采样位置，降低接收机的解调性能。定时同步模块可以纠正定时偏差，改善系统表现。常用的定时同步算法有两类：反馈估计和前馈估计。反馈估计包含早迟门估计法、Gardner估计法等，这两种方法每个符号只采样少量点，通过比较采样值得到反馈信号，接收结构简单，对采样倍数要求较低，定时估计准确度高，但这两者适用于小偏差场景，通常需要内插调整采样值，且反馈环路收敛速度慢，延时较大，并不适合对延时敏感的突发通信。前馈估计有最大能量采样、延时相关采样等方法。其中最大能量采样法统计多路并行采样数据并比较功率，原理简单且易实现，但采样倍数要求较高，且定时估计不够准确。延时相关采样法采用数据辅助的形式，计算多路并行采样数据的相关值，但和最大能量采样法类似，存在纠偏不够精确的问题，且额外要求数据辅助。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术的不足，提供了一种用于突发通信的前馈定时同步方法，所述同步方法包括以下步骤：旋转量计算步骤：对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到旋转量；累加步骤：设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。所述旋转量计算步骤中，以N倍采样率对基带信号进行采样。所述旋转量计算步骤中，以N倍采样率对基带信号进行采样后，对基带信号预先采用匹配滤波器处理。所述旋转量计算和累加步骤，完成了从时偏到频偏的变换。所述累加步骤中，所述累加器的数目为2-5个。所述累加步骤中，所述多个累加器的累加范围部分重叠。一种用于突发通信的前馈定时同步系统，所述定时同步系统包括以下单元：旋转量计算旋转量计算单元，所述的旋转量计算单元对采样的基带信号的模平方乘以FFT因子，得到旋转量；累加单元，设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；均值计算单元，所述均值计算单元将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；补偿单元，所述补偿单元将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。本专利技术属于无数据辅助的平方前馈定时估计法。通过对时域信号的平方做分段FFT，时域信号的偏移变换到频域。利用定时偏差与相位的变化量成正比这一性质，准确估计出定时偏差。特别的是，我们采用均值滤波和平滑滤波，对抗相位曲线波动，对低信噪比场景有良好的效果。补偿时，我们控制采样点偏移到理想位置，来实现最佳采样。本专利技术同步速度快，估计精度高且范围大，且对低信噪比场景鲁棒性好，适用于突发系统。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为累加器的累加示意图。图2为采用本专利技术方法优化前后的模拟结果，显示采用2个累加器，统计相位误差的绝对值，其中均值优化了16％，均方差优化了39％。图3为本专利技术技术方案具体实现方式流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。本专利技术涉及一种用于突发通信的前馈定时同步方法，所述同步方法包括以下步骤：旋转量计算步骤：对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到旋转量；累加步骤：设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。本专利技术可以通过对时域信号的平方做分段FFT，时域信号的偏移变换到频域，通过多个累加器以及累加器的累加范围部分重叠可以更加准确估计出定时偏差。作为一种优选的实施方式，所述累加步骤中，所述累加器的数目为2-5个。作为一种优选的实施方式，所述累加步骤中，所述多个累加器的累加范围部分重叠。作为一种优选的实施方式，所述旋转量计算步骤中，对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到频偏基带信号。均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；我们采用均值滤波和平滑滤波，对抗相位曲线波动，对低信噪比场景有良好的效果。补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。利用定时偏差与相位的变化量成正比这一性质，准确估计出定时偏差。此外，本专利技术的信号需要经过匹配滤波器处理后(去掉带外噪声，对时域信号处理)，具体来说，本专利技术优选的实施方式为：所述旋转量计算步骤中，以N倍采样率对基带信号进行采样。所述旋转量计算步骤中，以N倍采样率对基带信号进行采样后，对基带信号预先采用匹配滤波器处理。一种用于突发通信的前馈定时同步系统，所述定时同步系统包括以下单元：旋转量计算旋转量计算单元，所述的旋转量计算单元对采样的基带信号的模平方乘以FFT因子，得到旋转量；累加单元，设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；均值计算单元，所述均值计算单元将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；补偿单元，所述补偿单元将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。所述旋转量计算单元以N倍采样率对基带信号进行采样，对基带信号预先采用匹配滤波器处理加后，对采样的基带信号的模平方并乘以F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述同步方法包括以下步骤：/n旋转量计算步骤：对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到旋转量；/n累加步骤：设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；/n均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；/n补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述同步方法包括以下步骤：
旋转量计算步骤：对采样的基带信号的模平方并乘以FFT因子，得到旋转量；
累加步骤：设置累加器数目和累加器累加范围，将旋转量采用累加器进行累加计算，得到频偏信号；
均值计算步骤：将累加频偏信号进行1/N采样，并经过均值滤波器进行均值计算，得到相位曲线；
补偿步骤：将得到相位曲线使用平滑滤波器输出，当平滑滤波器输出值每次达到预设门限值时，控制当前采样点偏移到理想位置，补偿定时。


2.根据权利要求1所述的一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述旋转量计算步骤中，以N倍采样率对基带信号进行采样后，对基带信号预先采用匹配滤波器处理。


3.根据权利要求2所述的一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述旋转量计算和累加步骤，完成了从时偏到频偏的变换。


4.根据权利要求1所述的一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述累加步骤中，所述累加器的数目为2-5个。


5.根据权利要求1所述的一种用于突发通信的前馈定时同步方法，其特征在于，所述累加步骤中，所述多个累加器的累加范围部分重叠。


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【专利技术属性】
技术研发人员：韩雷，
申请(专利权)人：上海兆煊微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31