[发明专利]将接收序列与已知发送序列进行同步的方法和装置

说明书

将接收序列与已知发送序列进行同步的方法(200)包括：将所述已知发送序列的副本从长度N压缩到(201)折合长度B，所述长度N为所述折合长度B的倍数，对所述副本运用B×N阶压缩矩阵Ψ以获得折合长度为B的压缩副本，其中所述压缩矩阵Ψ包括多个位移矩阵，每个位移矩阵取决于第一压缩参数p，即所述长度N与所述折合长度B的整数比，以及第二压缩参数α，即0和2π之间的角度；将所述接收序列从所述长度N压缩到(202)所述折合长度B，对所述接收序列运用B×N阶压缩矩阵Ψ以获得长度为B的压缩接收序列；在频域中将所述压缩副本与所述压缩接收序列相乘(203)，以获得压缩乘积序列，其中所述压缩乘积序列的时域变换表示所述接收序列与所述已知发送序列的副本之间的相关性。

技术领域

本发明涉及一种将接收序列与已知发送序列进行同步的方法和装置，尤其针对于无线通信系统中的使用，特别是用于降低同步算法的复杂度。本发明还涉及一种基于稀疏快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称为FFT)的快速同步方法。

背景技术

同步过程100，如图1所示，在数字信号处理中起到特别的作用。知道何时开始传输信号至关重要。接收机计算发送信号的副本102和106与接收信号104和108之间的相关性，以获取相对于信号的副本的所有可能移位。图1中，基准102表示时域中发送信号的副本，基准106表示频域中发送信号的副本，基准104表示时域中的接收信号，基准108表示频域中的接收信号。通过相关函数112的最大值114确定起点，即有效信号的正确移位。不同情况下，有效性也不相同，其取决于诸多因素，如环境条件、设备特征等。可通过若干途径计算相关函数，例如通过线性卷积或通过循环卷积。

因此，反向FFT 107的输出112在正确移位114处为一个尖峰脉冲，该移位使副本102与接收信号104同步。由于同步过程中的输出112在正确移位114处具有单个主要尖峰脉冲，所以所述反向FFT 107非常稀疏。可以根据以下内容用数学方法描述同步100。考虑到大小为n的扩展信号(副本)102r＝r₁,r₂,...,r_n和接收信号104s＝s₁,s₂,...,s_n，找到使r和s之间相关性最大化的时间移位114，即计算其中“*”为循环卷积，r_-n为时间逆副本，即r_-n＝r_n,r_n-1,...,r₁。如上所述，可通过以下公式在频域中更加有效地计算循环卷积：此处F,F^-1分别为FFT 101、FFT 103和IFFT 107。通过乘法器105实现频域中的乘法。据此，该公开只考虑了将基于FFT的同步算法作为评估同步性能的基准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将接收序列与发送序列的副本进行同步的同步改进技术。

通过独立权利要求的特点实现该目的。进一步，实现方式显而易见有别于从属权利要求、描述及图。

可根据下述内容描述本发明中的基本概念。本发明中的快速同步技术利用了同步问题中的稀疏性，其中正确的对准所述接收信号与所述副本会引起尖峰脉冲互相关。其主要思想在于使用此性质在一大于O(nlogn)的时间内执行傅立叶变换和傅立叶反变换，从而降低同步的复杂度。例如，通过相关矢量的稀疏性概念减小复杂度。

此概念可应用于不同的领域，如应用于所有无线通信系统中的信号同步。此外，此概念可应用于信号处理和模式识别。

为详细描述本发明，将使用以下术语、缩写和符号：

FFT：快速傅立叶变换

IFFT：快速傅立叶反变换

PRN：伪随机噪声

DFT：离散傅立叶变换

FT：频率变换