[发明专利]接收方法和接收机

说明书

本发明涉及无线系统中使用的同步接收信号的接收方法，该无线系统包括接收调制信号的至少一个接收机，前述信号部分已知，由码元组成，且包含时间和频率偏移。

本发明还涉及一种无线系统中使用的同步接收信号的接收机，该无线系统包括接收调制信号的至少一个接收机，前述信号部分已知，由码元组成，且包含时间和频率偏移。

在无线系统中，用户数据信号通常调制通过无线路径发送到接收机的高频信号。根据无线系统的不同，接收机可能与发射机相距甚远。例如，在卫星无线系统中，充当收发信机的基站可以位于赤道上空高度为38000公里处。在发射机和接收机之间的无线路径上，信号总会受到损伤信号特性的干扰。在卫星无线系统中，基站一般相对于地球移动，使得从地面上看，该基站是静止的。基站还可以位于相对较低的轨道，卫星相对于地球的移动也会比所述卫星系统的卫星更快。卫星的移动导致了较大的频率和时延变化。

无线系统环境中往返于用户和基站之间的信号一般不会直线传播，根据具体环境，该信号在从发射机到接收机的不同长度的多条路径上传播。即使基站和移动台之间存在直接视距，这种多径传播也会发生。多径传播起因于信号在它遇到的周边表面上被发射和散射。在不同路径上传播的信号具有不同长度的传播时延，因此，信号以不同的相位到达接收机。

在无线路径上，不同形式的干扰改变了调制信号，因而使得接收机中数据信号的分离或解调过程的复杂性大为增加。因为发射机发送信号的传播时间受限，所以信号会出现时延。发射机和接收机之间的距离越长，则产生的时延越大。此外，基站或用户终端，例如移动话机的移动产生了多普勒频率。多普勒频率改变了接收机所接收的信号频率。信号频率的改变引起了接收机与接收信号的同步问题。

采用不同的算法方法，例如基于相关的方法，已可避免上述时延和频率问题。但是，对基于相关的方法设置了一些限定。例如，为了能够采用该方法进行同步，允许接收机所接收的信号出现非常小的频率误差。现有技术方案无法实现充分的时间同步。

现有技术方法基于发射机所发送的信号脉冲传功率的指示。在这种方法中，使用滑动窗口估计信号功率和噪声功率。比较信号功率与噪声功率，可以估计出不利的信号特性。但是，该方法只能用于估计脉冲串信号。此外，该方法还没有应用于具有较小信噪比的无线系统。因此，现有技术方法还没有很好地应用于例如卫星无线系统。

本发明的一个目的是实现一种方法，其中接收机可以同步它所接收的信号，前述信号含有时延和频率所引起的大量变化。

这通过前序中提出的方法实现，其特征在于，接收信号乘上该信号的已知部分，从而得到一个乘积，对该乘积进行相关，从而得到一个比率，然后比较该比率和预置的相关阈值，根据比较结果决定同步接收信号。

本发明接收机的特征在于，接收机包括乘法装置，变换装置和比较装置，乘法装置用以将接收信号乘上该接收信号的已知部分，从而得到一个乘积，变换装置对该乘积进行相关，从而得到一个比率，比较装置比较该比率和预置的相关阈值，根据比较结果决定同步接收信号。

本发明的方法具有很大的优点。在这种方法中，接收信号的一部分已知。接收信号乘上该接收信号的已知部分。如果接收信号对应于该已知部分，则信号相乘消除了信号调制。该调制以码元的精度被消除。乘上该信号得到了一个乘积，该乘积最好使用FFT变换进行相关。该相关最好在时间和频率层基本同时执行。相关使得能够决定同步接收信号，计算接收信号中甚至较大的频率偏移。在这种方法中，如果基于相关得到的比率超过了预置的相关阈值，则进行信号的同步。该方法还可应用于具有较小信噪比的信号。

下面结合附图中的例子详细描述本发明，在附图中

图1示出了现有技术方案；

图2示出了采用本发明方法的无线系统；

图3以框图的形式示出了本发明的接收机结构。

图1示出了用于同步数字信号的现有技术方案。该方案减轻了信号接收中时延和频率改变所引起的信号问题。该方案包括从包含信息的信号中分离噪声的装置10。该方案还包括与装置10通信的装置11和12。装置11为包含信息的信号生成一个滑动窗口。装置12为噪声生成一个滑动窗口。此外，该方案包括彼此相连的装置13和14。

信号从装置11和12传送到装置13，后者计算该信号的信噪比估计。装置14根据信噪比确定所述信号同步的存在。此外，装置14根据信号的频率误差生成估计。在接收信号是脉冲串，且信号的信噪比较大时，该方案基本有利。基于以上原因，该方案不很适合实现信噪比较小，信号的频率和时间偏移较大的无线系统。