[发明专利]一种适用于E波段无线传输同步方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及E波段高速无线传输技术领域，特别是涉及一种适用于E波段无线传输同步方法及装置。

背景技术

研究表明，在过去的25年里，无线通信对通信速率的需求以摩尔定律的方式增长，即每18个月翻一番。根据FCC预测，2014年移动数据业务将导致大约为300MHz的赤字。同时现在我国正处在大力推广4G网络的进程中，现有标准已经远不能满足无线回传网络的需求。由此可见，高速无线回传网络的建立已经迫在眉睫。而现今高速无线通信的速率在IEEE802.11系列标准中有明确的定义。工作于5GHz频段的IEEE802.11ac标准，最高能实现1.3Gbps速率通信；工作于60GHz频段的IEEE802.11ad标准，最高可实现7Gbps速率通信，但是仍然面临频谱资源匮乏的问题。E-band通信系统工作在71G-76GHz和81G-86GHz两个频段，其频带宽度远比其他波段要宽，是频谱短缺和容量需求这一矛盾的解决方案之一。

定时同步是E波段微波传输系统中的关键模块，尤其是中低性噪比情况下的定时同步性能是实现系统高速率可靠通信的基础。国内外在定时同步方面已有许多相关研究。一般通过在信息流中插入特定比特码组作为标记实现同步。在同步检测方面Barker提出基于相关法的检测器，但这种方法同步在衰弱信道下准确性和稳定性一般。T.Schmidl&D.Cox算法和H.Minn算法都是基于经典相关法，利用特殊训练符号完成帧同步的检测方法，但是T.Schmidl&D.Cox算法中定时测度平台现象和H.Minn算法中多峰值现象导致定时同步精度的下降。Choizy和Leeyh提出了双相关方法，该方法适用于频偏的较大情况，鲁棒性较好。Massey首先提出了基于最大似然法(ML)的同步算法，Nielsen分析了ML和相关准则的性能极限，给出了无噪声下帧同步的性能上限，该方法虽然提高了检测性能，但是运算复杂度很高。Chianim等人将似然比检验(LRT)和广义似然比检验(GLRT)应用于定时同步检测。其中似然比检验在低信噪比下性能优越，但是需要依赖于信噪比；广义似然比检验简单易实现，在信道信息未知时也适用，但是在低信噪比下性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于E波段无线传输同步方法及装置，能满足速无线传输要求下的同步要求，特别是传输速率在10Gbps以上的系统需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种适用于E波段无线传输同步方法，所针对的E波段帧结构的前导序列由M位循环前缀和N位Pn序列组成，包括以下步骤：

(1)接收信号进行序列延时和自相关运算，并通过设定阈值得到帧头范围，完成定时粗同步；

(2)再利用本地序列将接收信号在帧头范围内进行互相关运算，实现定时细同步。

所述步骤(2)中还包括将互相关运算的结果进行滑动平均操作，滑动平均操作范围通过滑动控制窗进行选取，得到确切的帧头位置信息。

所述步骤(1)包括以下子步骤：

(11)先将接收信号延迟N个单位；

(12)将接收信号与延迟N个单位的接收信号进行自相关的求和运算；

(13)如果自相关的结果大于第一阈值时取出作为帧头范围。

所述步骤(2)中本地序列为N+M位的前导序列。

所述的适用于E波段无线传输同步方法中还包括对滑动平均操作的结果进行阈值判断，当滑动平均操作的结果大于第二阈值时取出作为帧头位置信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种适用于E波段无线传输同步装置，所针对的E波段帧结构的前导序列由M位循环前缀和N位Pn序列组成，包括：延时自相关模块，用于对接收信号进行序列延时和自相关运算，并通过设定阈值得到帧头范围，完成定时粗同步；互相关模块，用于利用本地序列将接收信号在帧头范围内进行互相关运算，实现定时细同步。

所述的适用于E波段无线传输同步装置还包括滑动平均模块，用于对互相关运算的结果进行滑动平均操作，滑动平均操作范围通过滑动控制窗进行选取，得到确切的帧头位置信息。

所述延时自相关模块还包括：序列延时子模块，用于将接收信号延迟N个单位；自相关模块，用于将接收信号与延迟N个单位的接收信号进行自相关的求和运算；第一阈值判别模块，用于判断自相关的结果是否大于第一阈值，当自相关的结果大于第一阈值时取出作为帧头范围。

所述本地序列为N+M位的前导序列。