[发明专利]宽带无线通信系统中高精度时频同步方法

摘要

本发明公开一种宽带无线通信系统高精度时频同步方法，主要克服了现有技术资源消耗较大和时频同步精确度不够的缺点。其步骤为：(1)生成导频数据；(2)生成载荷数据；(3)组成发送包并发送；(4)获得初级和次级延迟相关数据；(5)获得时间同步数据；(6)获得时间同步位置；(7)获得小数倍载波频率偏移估计；(8)校正小数倍载波频率偏移。本发明中通过一次相乘和五次相加获得时间同步，具有时间同步精确、系统资源消耗低和技术实现成本小的优点；利用两次相加获得小数倍频率偏移估计，具有小数倍频率偏移估计精确的优点。

主权项

宽带无线通信系统中高精度时频同步方法，包括以下步骤：(1)获得导频数据：1a)将通信系统发送端信号处理器所产生的自相关序列作为导频序列；1b)将导频序列的末尾部分作为循环前缀附加到导频序列的前端，获得第一个导频帧；1c)将导频序列的开头部分作为循环后缀附加到导频序列的尾部，获得第二个导频帧；1d)将第二个导频帧附加到第一个导频帧尾部，获得导频数据；(2)获得载荷数据：2a)将通信系统发送端信号处理器所产生的一组二进制数据，作为原始序列；2b)对原始序列进行星座映射，生成与导频序列长度相等的调制信号序列；2c)将调制信号序列的末尾部分作为循环前缀附加到调制信号序列的前端，获得一帧与一个导频帧长度相等的数据帧；2d)重复步骤2a)、步骤2b)、步骤2c)产生多帧数据帧，多帧数据帧首尾相连组成载荷；(3)将载荷附加到步骤1d)中导频数据的尾部作为一个发送包，并发送到通信系统接收端；(4)获得初级和次级延迟相关数据：4a)从接收到的数据中任意选取与导频序列长度相等的点作为第一序列；4b)以第一序列后第一个点为起点，选取与导频序列长度相等的点作为第二序列；4c)将第一序列的共轭和第二序列的对应数据点相乘，乘积作为共轭乘积向量；4d)对共轭乘积向量中最前端与循环前缀长度相等的数据点求和，其结果作为初级延迟相关数据的一个点；4e)对共轭乘积向量的所有数据点求和，其结果作为次级延迟相关数据的一个点；4f)重复步骤4a)、步骤4b)、步骤4c)、步骤4d)、步骤4e)获得所有初级和 次级延迟相关数据的数据点；(5)获得时间同步数据：5a)从初级延迟相关数据中任意选取与载荷长度相等的数据作为选择数据；5b)从选择数据中选取最前端与导频序列长度相等的数据作为初级导频相关数据，剩余数据作为保护数据；5c)以一个导频序列长度为间隔，从保护数据第一个点起，等间隔取点，将所有选取的点作为初级保护相关数据；5d)对初级导频相关数据和初级保护相关数据求和，其结果作为初级时间同步数据的一个点；5e)从次级延迟相关数据中任意选取两个循环前缀长度数据点求和，其结果作为次级时间同步数据的一个点；5f)重复步骤5a)、步骤5b)、步骤5c)、步骤5d)、步骤5e)获得所有初级和次级时间同步数据；5g)将初级和次级时间同步数据的对应点相加，得到完整时间同步数据；(6)获得时间同步位置：6a)从完整时间同步数据中任意选取与一个发送包长度相等的数据，将其中模值最大点的位置作为时间同步位置；6b)在系统接收到的数据中，将时间同步位置后与两个导频帧长度相等数据作为接收导频，其余数据作为接收数据；6c)从接收导频的尾部选取与导频序列长度相等的数据作为信道数据；(7)获得小数倍载波频率偏移估计：7a)在步骤4f)得到的初级延迟相关数据中，从时间同步位置开始选取与一个发送包长度相等的数据作为初级相差数据；7b)在初级相差数据中选取最前端与导频序列长度相等的数据作为第一相差序列，其余数据作为第二相差序列；7c)以一个导频序列为间隔，从第二相差序列第一个点起，等间隔取点，将所有选取的点作为间隔相差序列；7d)对第一相差序列和间隔相差序列的所有点分别求相角，对所有相角求算术平均，其结果作为初级频率同步相角；7e)在步骤4f)得到的次级延迟相关数据中，将时间同步位置后与两个循环前缀长度相等的数据作为次级相差序列；7f)在次级相差序列中寻找模值最大点，对最大点进行求相角运算，其结果作为次级频率同步相角；7g)对初级和次级频率同步相角求算数平均，其结果作为最终相角；7h)将最终相角除以导频序列的时间长度的结果作为小数倍载波频率偏移估计；(8)校正小数倍载波频率偏移：8a)对系统接收端收到的数据按照小数倍载波频率偏移校正方法纠正，获得小数倍频偏校正数据；8b)将小数倍频偏校正数据输入系统接收端的整数倍频率偏移校正模块中，完成小数倍频率同步。