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专利号: 2021110212124
申请人: 杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-05-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于PN序列的符号定时同步方法,其特征在于,该方法至少包括以下步骤:步骤S1:发送端对连续发送的多帧数据其帧头分别添加不同的训练序列作为前导结构;

步骤S2:接收端利用移位寄存器对接收符号进行自相关系数与噪声能量的计算,处理计算的结果来寻找自相关运算的峰值,完成接收符号的粗同步;

步骤S3:接收端利用粗同步定点截取训练序列,确定其与本地训练序列的相位偏差,完成对接收符号起始帧的细同步;

步骤S4:接收端引入一种遗忘因子系数,联合当前帧的粗同步定点位置和起始帧细同步的相位偏差,完成对接收符号的定时跟踪;

其中,步骤S1进一步包括:

步骤S11:利用PN序列设计k个长度为N的本地频域训练序列PNi,i=0,1,……,k‑1;PNi通过快速傅里叶反变换得到k个本地时域训练序列Ai,i=0,1,……,k‑1;

步骤S12:生成的数据包按照发送的先后顺序在每帧数据的首部依次插入生成的两个相同的本地时域训练序列Ai作为前导结构;

步骤S13:发送端射频组件发送数据包;

步骤S2进一步包括:

步骤S21:接收端射频组件接收数据包,接收原始数字信号如下:j2πkε

r(k)=y(k)e +n(k)           (1)其中,y(k)为有效信号,n(k)表示一个加性零均值高斯白噪声,ε为归一化信号带宽后的载波频偏;

步骤S22:进行符号粗同步,该步骤进一步包括:步骤S221:构造长度为2N+1的移位寄存器实现两个长度为N的滑动窗口,利用等式(2)对接收的原始数字信号r(k)进行自相关运算,获得m位置的自相关值ρ(m);

利用等式(3)对接收的原始数字信号r(k)进行噪声能量的计算,获得m位置的噪声能量值φ(m);

步骤S222:获取自相关计算值ρ(m)大于噪声能量计算值φ(m)的区间大小,并寻找ρ(m)的峰值点;若该区间大于既定阈值N/4,则表示找到当前帧数据起始位置的所在区间,自相*关运算峰值点max{ρ(m)}的对应位置n0为时域符号粗同步定点位置;

步骤S223:利用步骤S222找到的自相关运算峰值max{ρ(m)},并引入一种遗忘因子通过等式(4)(5)获取第i帧的载波频偏估算值εi;

ui=ui‑1+μ{max{ρ(m)}‑ui‑1}              (4)其中μ为遗忘因子,大小为2/N,ui为第i帧的迭代系数,初始值为0;

步骤S3进一步包括:

*

步骤S31:利用步骤S222中的粗同步定点位置n0截取原始接收信号中长度为N的时域训* *练序列r(n0‑N+1:n0);利用步骤S223中的接收起始帧载波频偏估算值ε0对截取的时域训练序列按照等式(6)进行时域相位预补偿;

‑j2πkε0 j2πkε ‑j2πkε0r(k)e ={y(k)e +n(k)}e  k=0,1,……,N‑1     (6)步骤S32:通过快速傅里叶正变换获取载波频偏预补偿后的频域训练序列;频域训练序列与本地训练序列相乘,将相乘的结果通过快速傅里叶反变换得到PN相关特性序列,找到PN序列自相关脉冲响应的峰值点位置,确定接收起始帧序列号以及接收时域训练序列与本地训练序列的相位差n1,利用等式(7)完成符号细同步;

*

η=n0+n1                  (7)其中η为细同步后找到接收符号起始帧的数据起始位置;

步骤S4进一步包括:

*

联合起始帧细同步获得的相位偏差n1和粗同步运算得到的当前帧起始位置n0 ,引入一种遗忘因子通过等式(8)(9)完成符号的定时跟踪,获取起始帧后的连续多帧数据起始位置;

*

η=round(n0)+n1       (9)其中ξ为遗忘因子,大小为2/N,n0为通过遗忘因子迭代更新得到的平均粗同步定点位*置,η为定时跟踪得到的当前帧数据起始位置。