一種適用于e波段無線傳輸同步方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于E波段無線傳輸同步方法及裝置，方法包括：接收信號進行序列延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定時粗同步；再利用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。裝置包括：延時自相關模塊，用于對接收信號進行序列延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定時粗同步；互相關模塊，用于利用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。本發明解決了E波段無線傳輸系統對定時同步高速、穩定的需求。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及E波段高速無線傳輸【技術領域】，特別是涉及一種適用于E波段無線傳 輸同步方法及裝置。 -種適用于E波段無線傳輸同步方法及裝置
【背景技術】
[0002] 研究表明，在過去的25年里，無線通信對通信速率的需求以摩爾定律的方式增 長，即每18個月翻一番。根據FCC預測，2014年移動數據業務將導致大約為300MHz的赤 字。同時現在我國正處在大力推廣4G網絡的進程中，現有標準已經遠不能滿足無線回傳網 絡的需求。由此可見，高速無線回傳網絡的建立已經迫在眉睫。而現今高速無線通信的速率 在IEEE802. 11系列標準中有明確的定義。工作于5GHz頻段的IEEE802. llac標準，最高能 實現L 3Gbps速率通信；工作于60GHz頻段的IEEE802. llad標準，最高可實現7Gbps速率 通信，但是仍然面臨頻譜資源匱乏的問題。E-band通信系統工作在71G-76GHZ和81G-86GHZ 兩個頻段，其頻帶寬度遠比其他波段要寬，是頻譜短缺和容量需求這一矛盾的解決方案之 〇
[0003] 定時同步是E波段微波傳輸系統中的關鍵模塊，尤其是中低性噪比情況下的定時 同步性能是實現系統高速率可靠通信的基礎。國內外在定時同步方面已有許多相關研究。 一般通過在信息流中插入特定比特碼組作為標記實現同步。在同步檢測方面Barker提出 基于相關法的檢測器，但這種方法同步在衰弱信道下準確性和穩定性一般。T. Schmidl&D. Cox算法和H. Minn算法都是基于經典相關法，利用特殊訓練符號完成幀同步的檢測方法， 但是T. Schmidl&D. Cox算法中定時測度平臺現象和H. Minn算法中多峰值現象導致定時同 步精度的下降。Choizy和Leeyh提出了雙相關方法，該方法適用于頻偏的較大情況，魯棒性 較好。Massey首先提出了基于最大似然法（ML)的同步算法，Nielsen分析了 ML和相關準 則的性能極限，給出了無噪聲下幀同步的性能上限，該方法雖然提高了檢測性能，但是運算 復雜度很高。Chianim等人將似然比檢驗（LRT)和廣義似然比檢驗（GLRT)應用于定時同步 檢測。其中似然比檢驗在低信噪比下性能優越，但是需要依賴于信噪比；廣義似然比檢驗簡 單易實現，在信道信息未知時也適用，但是在低信噪比下性能較差。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于E波段無線傳輸同步方法及裝置， 能滿足速無線傳輸要求下的同步要求，特別是傳輸速率在lOGbps以上的系統需求。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種適用于E波段無線傳輸同 步方法，所針對的E波段幀結構的前導序列由Μ位循環前綴和N位Pn序列組成，包括以下 步驟：
[0006] (1)接收信號進行序列延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定 時粗同步；
[0007] (2)再利用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。
[0008] 所述步驟（2)中還包括將互相關運算的結果進行滑動平均操作，滑動平均操作范 圍通過滑動控制窗進行選取，得到確切的幀頭位置信息。
[0009] 所述步驟（1)包括以下子步驟：
[0010] (11)先將接收信號延遲N個單位；
[0011] (12)將接收信號與延遲N個單位的接收信號進行自相關的求和運算；
[0012] (13)如果自相關的結果大于第一閾值時取出作為幀頭范圍。
[0013] 所述步驟（2)中本地序列為N+M位的前導序列。
[0014] 所述的適用于E波段無線傳輸同步方法中還包括對滑動平均操作的結果進行閾 值判斷，當滑動平均操作的結果大于第二閾值時取出作為幀頭位置信息。
[0015] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：還提供一種適用于E波段無線傳輸 同步裝置，所針對的E波段幀結構的前導序列由Μ位循環前綴和N位Pn序列組成，包括：延 時自相關模塊，用于對接收信號進行序列延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范 圍，完成定時粗同步；互相關模塊，用于利用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關 運算，實現定時細同步。
[0016] 所述的適用于E波段無線傳輸同步裝置還包括滑動平均模塊，用于對互相關運算 的結果進行滑動平均操作，滑動平均操作范圍通過滑動控制窗進行選取，得到確切的幀頭 位置信息。
[0017] 所述延時自相關模塊還包括：序列延時子模塊，用于將接收信號延遲N個單位；自 相關模塊，用于將接收信號與延遲N個單位的接收信號進行自相關的求和運算；第一閾值 判別模塊，用于判斷自相關的結果是否大于第一閾值，當自相關的結果大于第一閾值時取 出作為巾貞頭范圍。
[0018] 所述本地序列為N+M位的前導序列。
[0019] 所述的適用于E波段無線傳輸同步裝置還包括第二閾值判別模塊，用于對滑動平 均操作的結果進行閾值判斷，當滑動平均操作的結果大于第二閾值時取出作為幀頭位置信 息。有益效果
[0020] 由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果：本發明利用幀結構中的前導序列循環前綴的重復性，通過對接收信號進行序列延時和 自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，再利用本地序列、接收信號在幀頭范圍內進行 互相關運算，實現定時細同步，并通過滑動控制窗控制的滑動平均進一步提高相關判斷的 可靠性，從而得到確切的幀頭位置信息，解決了 E波段無線傳輸系統對定時同步高速、穩定 的需求，特別是適用于lOGbps及以上速率的商速無線通/[目需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明中前導序列結構的示意圖；
[0022] 圖2是本發明中主要實現模塊框圖；
[0023] 圖3是本發明的具體實現模塊框圖；
[0024] 圖4是本發明實施例中所用前導序列結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0026] 本發明的第一實施方式涉及一種適用于E波段無線傳輸同步方法，其中，所針對 的E波段幀結構如圖1所示，其前導序列由Μ位循環前綴和N位Pn序列組成，主要用于定 時同步、信道估計和頻偏估計。具體包括以下步驟：（1)接收信號進行序列延時和自相關運 算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定時粗同步；(2)再利用本地序列將接收信號在幀 頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。其中還包括將互相關運算的結果進行滑動平 均操作，滑動平均操作范圍通過滑動控制窗進行選取，得到確切的幀頭位置信息；本地序列 為N+M位的前導序列。
[0027] 其中，步驟（1)還包括以下子步驟：先將接收信號延遲N個單位；將接收信號與延 遲N個單位的接收信號進行自相關的求和運算；如果自相關的結果大于第一閾值時取出作 為中貞頭范圍。
[0028] 下面以一個具體的實施例來進一步說明本發明。
[0029] E波段微波傳輸系統主要應用在視距范圍的點到點數據傳輸，經測量信道多徑時 延小于25. 6ns。為了對抗由多徑時延產生的符號間干擾，本實施例中采用了 48比特的循環 前綴。本實施例中的前導序列前48比特被設計成循環前綴，與前導序列的后48比特一致， 幀結構如圖4所示，在粗定同步時中利用這種重復的特性，計算前后兩部分的自相關。
[0030]
【權利要求】
1. 一種適用于E波段無線傳輸同步方法，所針對的E波段幀結構的前導序列由Μ位循 環前綴和Ν位Ρη序列組成，其特征在于，包括以下步驟： (1) 接收信號進行序列延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定時粗 同步； (2) 再利用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。
2. 根據權利要求1所述的適用于Ε波段無線傳輸同步方法，其特征在于，所述步驟（2) 中還包括將互相關運算的結果進行滑動平均操作，滑動平均操作范圍通過滑動控制窗進行 選取，得到確切的幀頭位置信息。
3. 根據權利要求1所述的適用于Ε波段無線傳輸同步方法，其特征在于，所述步驟（1) 包括以下子步驟： (11) 先將接收信號延遲Ν個單位； (12) 將接收信號與延遲Ν個單位的接收信號進行自相關的求和運算； (13) 如果自相關的結果大于第一閾值時取出作為幀頭范圍。
4. 根據權利要求1所述的適用于Ε波段無線傳輸同步方法，其特征在于，所述步驟（2) 中本地序列為Ν+Μ位的前導序列。
5. 根據權利要求2所述的適用于Ε波段無線傳輸同步方法，其特征在于，還包括對滑動 平均操作的結果進行閾值判斷，當滑動平均操作的結果大于第二閾值時取出作為幀頭位置 信息。
6. -種適用于Ε波段無線傳輸同步裝置，所針對的Ε波段幀結構的前導序列由Μ位循 環前綴和Ν位Ρη序列組成，其特征在于，包括：延時自相關模塊，用于對接收信號進行序列 延時和自相關運算，并通過設定閾值得到幀頭范圍，完成定時粗同步；互相關模塊，用于利 用本地序列將接收信號在幀頭范圍內進行互相關運算，實現定時細同步。
7. 根據權利要求6所述的適用于Ε波段無線傳輸同步裝置，其特征在于，還包括滑動平 均模塊，用于對互相關運算的結果進行滑動平均操作，滑動平均操作范圍通過滑動控制窗 進行選取，得到確切的幀頭位置信息。
8. 根據權利要求6所述的適用于Ε波段無線傳輸同步裝置，其特征在于，所述延時自相 關模塊還包括：序列延時子模塊，用于將接收信號延遲Ν個單位；自相關模塊，用于將接收 信號與延遲Ν個單位的接收信號進行自相關的求和運算；第一閾值判別模塊，用于判斷自 相關的結果是否大于第一閾值，當自相關的結果大于第一閾值時取出作為幀頭范圍。
9. 根據權利要求6所述的適用于Ε波段無線傳輸同步裝置，其特征在于，所述本地序列 為Ν+Μ位的前導序列。
10. 根據權利要求6所述的適用于Ε波段無線傳輸同步裝置，其特征在于，還包括第二 閾值判別模塊，用于對滑動平均操作的結果進行閾值判斷，當滑動平均操作的結果大于第 二閾值時取出作為巾貞頭位置信息。
【文檔編號】H04W56/00GK104125635SQ201410398378
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】周志剛, 陳圣吉, 王麗云 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所