[发明专利]突发通信系统中接收机的时偏估计与校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及在有周期性信标帧的突发通信系统中，接收机的时偏估计和校正方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，突发通信模式在有线和无线通信系统中都得到了广泛的应用。例如，在HiNOC(High Performance Network overCoaxial Cable，高性能同轴电缆宽带接入网)系统中，就是采用TDD/TDMA的突发通信方式在一根同轴电缆上传输双向数据信号。这种系统以网桥头端设备为定时基准，并在网桥头端设备上发送出周期性的信标帧。以便于简化接入终端设备的同步和解调。

为了在接入终端设备的接收机中恢复出系统时偏(即接收机本地时钟与发送机时钟之间的频率偏差)信息，传统的接收机时偏估计算法一般采用与连续通信系统类似的技术方案，从信号的时域相关输出中提取时偏统计量供延迟锁定环(Delay Locked Loop，DLL)使用。受限于突发通信模式，延迟锁定环只能间歇地在突发通信期间进行时偏估计，时偏估计效率不高，并且易受信号质量突然恶化的影响。

如果突发通信中采用了OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)调制方式，则接收机时偏估计算法也可以方便地选择从频域信号的频谱结构中提取时偏统计量。当然，这种方法也同样面临着间歇地利用时偏统计量进行时偏估计的问题；另外，这种方法由于利用了信号相位的奇对称特性，易受频谱上不对称的窄带干扰的影响。

上述从时域和频域提取时偏统计量进行时偏估计的技术方案还面临另一个问题：由于这些算法的时偏估计收敛时间长，为了加快系统初始锁定的速度，通常希望载波频偏的估计与时偏同时启动，而载波频偏的估计通常也同样地采用从时域相关输出或频域信号的相位特性中提取统计量的办法，所以时偏和载波频偏估计两个环路在初始收敛阶段容易产生棘手的相互影响。

突发通信系统的接收机通常依赖本地时基计数器来维护与发送机相一致的系统定时。传统的方法是接收机在检测到信标帧时，对本地时基计数器进行重置，相当于每收到一个信标帧时校准一下本地时钟。由于时偏的存在，某些突发帧的同步漏检或同步错误易引起连锁反应，导致后续的帧同步失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在突发通信系统中接收机的时偏估计和校正方法，能够提高时偏估计的初始收敛速度，提高时偏估计稳态跟踪的可靠性，避免因某些突发帧的同步漏检或同步错误导致后续的帧同步失败。

为解决上述技术问题，本发明的突发通信系统中估计时偏的方法，包括以下步骤：

步骤1，发送机发出周期性的信标帧，信标帧间隔的标称值为T；

步骤2，接收机首次获得信标帧的同步位置，并把本地时基计数器复位到信标帧同步位置，也就是使得本地时基计数器的下一个计数周期起始点与信标帧同步位置重合，同时把时偏估计值重置为0；

步骤3，接收机对时偏进行初始估计；

步骤3.1，设定初始估计的帧同步窗口宽度为W₁；

步骤3.2，在本地时基计数器所指示的(T-W₁/2，T+W₁/2)窗口范围内进行信标帧同步搜索，如果同步成功，则把本地时基计数器复位到信标帧同步位置；如果同步失败则把本地时基计数器复位到本地时基计数值等于信标帧间隔的标称值T的位置；

步骤3.3用本地时钟节拍对信标帧同步位置之间的间隔进行度量，并输出度量结果；

步骤3.4：把步骤3.3中得到的帧间隔度量结果减去信标帧间隔的标称值T，得到时偏的初始估计值；

步骤4，接收机对时偏进行稳态估计；

步骤4.1，设定稳态估计的帧同步窗口宽度为W₂；

步骤4.2，在本地时基计数器所指示的(T-W₂/2，T+W₂/2)窗口范围内进行信标帧同步搜索，如果同步成功，则把本地时基计数器复位到信标帧同步位置；如果同步失败则把本地时基计数器复位到本地时基计数值等于信标帧间隔的标称值T的位置；

步骤4.3，用本地时钟节拍对信标帧同步位置之间的间隔进行度量，并输出度量结果；

步骤4.4，把步骤4.3中得到的帧间隔度量结果减去信标帧间隔的标称值T，再减去当前时偏的估计值，得到当前时偏误差值；