[发明专利]通过使用具有特定结构的前导码在接收机中的帧同步

说明书

技术领域

本发明的领域是传输以某种格式传输的数字信号。

本发明在电信领域中得到应用，并且具体地但非排他地，利用光纤类型的传输信道。该信道可以同样好地是电力线路通信(PLT)类型或空中类型，有时称为无线电。

光纤类型的信道是分散的(dispersive)。

PLT信道引起与空中信道中所遇到的效果类似的效果。具体地，如同空中信道，PLT信道可在传输期间导向多个路径。

具体应用涉及这样的接入网的传输，其使用正交频分复用(OFDM)、和与光电二极管的直接检测相关联的激光的直接强度调制(已知为强度调制和直接检测(IMDD))。

举例来说，当使用OFDM类型的多载波信号时，以在帧中插入的OFDM码元的形式来对数据进行格式化。当传输信道为分散时，每个OFDM码元前通常有保护间隔。所述帧通常以一个或多个前导码开始。

OFDM调制是众所周知的，并且在多个数字通信系统(ADSL、WiFi等)和数字广播系统(DAB、DVB-T、DRM等)中使用。利用这种调制，在接收机中存在各种级别的同步：

·码元同步，其在于在时间上定义通过传递码元标记来传输的数字码元；

·时钟同步(或时钟恢复)，其在于调节接收机的采样频率以在最佳时刻对所接收信号进行抽样；

·帧同步，其在于从一起获取的接收码元中识别发射机所使用的数据结构，以便对数据进行解帧并使其能够被解码；和

·频率同步(或载波恢复)，其在于校正接收机所使用的高频以便将所接收信号带入基带，并同时消除与发射机所使用的载波的频率差。

在这样的背景下，本发明可与帧同步方法、时间同步方法和频率同步方法相关联。

背景技术

帧同步经常通过使用在帧起始处传输的前导码来执行。接收机传统上计算接收信号的自相关，且如果自相关的结果超过已确定的判定阈值，则检测帧起始。

Schmidl和Cox[1]已提出了具有重复结构[A A]的前导码。A是可借助大小为N/2的序列PN(+1和-1的伪随机序列)的快速逆傅里叶变换(IFFT)来生成的时间序列，其中N是前导码的长度。选择序列PN使得前导码的峰值对平均值功率比(PAPR)较小，从而通过数字-模拟转换器(DAC)降低信号峰值限幅的影响。在接收时，通过获取接收信号的自相关，来计算图1所说明的同步度量。Schmidl-Cox方法很简单，但时间估值的方差(variance)较大，从而使得同步性能降级。

发明内容

本发明提供一种用于同步接收机的方法，该接收机接收包含排列在帧中的连续样本的信号，该帧的起始由前导码所定义。该同步方法包含：

·在对应于各接收样本的连续时刻d执行动作以计算粗略同步度量，所述粗略同步度量具有利用由至少两部分组成的前导码的重复结构的表达式，一部分包含L个样本的第一重复序列，且另一部分包含M个样本的第二重复序列，第二序列对应于限于比样本数量L少的样本数量M的第一序列的对称版本，所述度量给出对在与前导码大小具有相同大小的移动窗中所接收的两个连续样本序列对之间的相关性之和的测量；和

·检测粗略度量超过确定阈值的事件，该事件对应于“粗略”同步时刻ds。

本发明还提供一种用于接收信号的信号接收机，该信号包含排列在帧中的连续样本，该帧的起始由前导码所定义。所述接收机包含：

·计算器，用于在对应于各接收样本的连续时刻d执行动作，以计算粗略同步度量，该粗略同步度量具有利用由至少两部分组成的前导码的重复结构的表达式，一部分包含L个样本的第一重复序列，且另一部分包含M个样本的第二重复序列，第二序列对应于限于比样本数量L少的样本数量M的第一序列的对称版本，所述度量给出对在与前导码大小具有相同大小的移动窗中所接收的两个连续样本序列对之间的相关性之和的测量；和

·检测器装置，用于检测粗略度量超过确定阈值的事件，该事件对应于“粗略”同步时刻ds。

本发明还提供一种用于传输信号的信号传输方法，该信号包含排列在帧中的连续样本，该帧的起始由前导码所定义。所述传输方法确定前导码，使得其由至少两部分组成，一部分包含L个样本的第一序列TL的重复，且另一部分包含M个样本的第二重复序列UM，使得第二序列UM对应于限于比第一序列TL的样本数量L少的样本数量M的第一序列TL的对称版本。

本发明还提供在一种在发射机和接收机之间传输的信号，其包含排列在帧中的连续样本，该帧的起始由前导码所定义。所述信号使得：