專利名稱：一種同步指示信號(hào)的提取方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種同步指示信號(hào)的提取方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
時(shí)分同步碼分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA)技術(shù)作為中國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，集碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、時(shí)分多址(Time Division MultipleAccess，TDMA)、頻分多址(Frequence Division Multiple Access，F(xiàn)DMA)技術(shù)于一體，兼有系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
TD-SCDMA系統(tǒng)為一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)，對(duì)于TD直放站，上下行同步是保證設(shè)備工作的前提，實(shí)現(xiàn)TD系統(tǒng)同步的方法一般有全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioning System，GPS)、功率檢波等方法。對(duì)于室內(nèi)分布系統(tǒng)，GPS方法無(wú)能為力，而在信號(hào)強(qiáng)度太小的情況下，功率檢波方法也表現(xiàn)得很不可靠，無(wú)法很好地進(jìn)行下行信道同步信號(hào)的提取。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種同步指示信號(hào)的提取方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法的很好地對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的下行信道同步信號(hào)的提取的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種同步指示信號(hào)的提取方法，所述方法包括以下步驟 接收基帶數(shù)據(jù)信號(hào)； 分析所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息； 根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種同步指示信號(hào)提取裝置，所述裝置包括 幀同步信號(hào)提取模塊，用于分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)； 鑒相器，用于將所述幀同步信號(hào)提取模塊獲取的幀同步信號(hào)與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息；以及 頻偏估計(jì)信息輸出模塊，用于將所述鑒相器輸出的第一頻偏估計(jì)信息輸出，以調(diào)整本地時(shí)鐘，穩(wěn)定幀同步信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種同步指示信號(hào)提取系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上述同步指示信號(hào)提取裝置，所述系統(tǒng)還包括 下變頻單元，用于將射頻信號(hào)下變頻得到單載波模擬基帶信號(hào)并輸出； 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述下變頻單元輸出的單載波模擬基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字基帶信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述同步指示信號(hào)提取裝置輸出的頻偏估計(jì)信息轉(zhuǎn)換處理；以及 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元，用于根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換處理后的信號(hào)，調(diào)整本地時(shí)鐘，并將調(diào)整后的本地時(shí)鐘信號(hào)輸出至所述同步指示信號(hào)提取裝置。
本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)獲取基帶數(shù)據(jù)信息中的幀同步信號(hào)并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到頻偏估計(jì)信息，根據(jù)該頻偏估計(jì)信息進(jìn)一步調(diào)整時(shí)鐘，最終輸出穩(wěn)定的幀同步指示信號(hào)，本發(fā)明實(shí)施例提供的幀同步指示信號(hào)提取裝置可以為一FPGA單元，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且穩(wěn)定、快速、分辨率高。



圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的同步信號(hào)的提取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2是圖1中幀同步指示信號(hào)提取裝置提取同步信號(hào)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的QML-BCPD算法的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的幀同步算法的流程圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的開環(huán)估計(jì)算法的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的閉環(huán)估計(jì)算法的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的閉環(huán)估計(jì)算法的流程圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的幀同步指示信號(hào)提取裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施例方式 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例采用基帶解碼的方式實(shí)現(xiàn)下行同步信號(hào)的提取，首先將接收到的載波信號(hào)零中頻下變頻得到基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，分析該基帶數(shù)據(jù)信號(hào)確定傳輸?shù)妮d波頻率并鎖定到傳輸?shù)妮d波上，然后獲取基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的幀同步信號(hào)并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到頻偏估計(jì)信息，根據(jù)該頻偏估計(jì)信息進(jìn)一步調(diào)整時(shí)鐘，最終輸出穩(wěn)定的幀同步指示信號(hào)。
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的同步信號(hào)的提取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。該提取系統(tǒng)可以用于對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的下行信道中的同步信號(hào)進(jìn)行提取。
參照?qǐng)D1，從天線接收到的射頻信號(hào)首先經(jīng)過(guò)帶通濾波單元11進(jìn)行濾波處理，然后送入下變頻單元12進(jìn)行下變頻得到單載波模擬基帶信號(hào)，該單載波模擬基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元13變換得到數(shù)字基帶信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，下變頻單元12可以采用芯片MAX2392實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步包括低噪聲放大模塊121、下變頻模塊122、放大濾波模塊123；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元13可以采用芯片AD9201實(shí)現(xiàn)，該芯片含有兩個(gè)AD通道，量化精度可達(dá)到10比特，I/Q路數(shù)據(jù)交織為一路輸出，因此每個(gè)碼片采4個(gè)樣，采樣速率為10.24MHz。
幀同步指示信號(hào)提取裝置14接收數(shù)模轉(zhuǎn)換單元13輸出的數(shù)字基帶信號(hào)，并進(jìn)行載波檢測(cè)、頻偏估計(jì)和同步信號(hào)提取。提取的同步信號(hào)由串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface，SPI)總線送入數(shù)模轉(zhuǎn)換單元15，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元15新型數(shù)模轉(zhuǎn)換后將信號(hào)輸出送入時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元16，調(diào)整本地時(shí)鐘，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元16重新輸出調(diào)整后的本地時(shí)鐘信號(hào)至幀同步指示信號(hào)提取裝置14，以穩(wěn)定幀同步指示信號(hào)提取裝置14提取的同步信號(hào)。其中，幀同步指示信號(hào)提取裝置14可以為一現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元15可以采用芯片AD5312實(shí)現(xiàn)，該芯片含有兩個(gè)DA通道，串行輸入，量化精度可達(dá)到10比特，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元16為系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)單元模塊提供工作時(shí)鐘。
圖2示出了圖1中幀同步指示信號(hào)提取裝置14提取同步信號(hào)方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下 在步驟S201中，接收基帶數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例中，該基帶數(shù)據(jù)信號(hào)為數(shù)字基帶數(shù)據(jù)信號(hào)。
在步驟S202中，檢測(cè)判斷接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)是否包含有載波信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)檢測(cè)接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)的功率來(lái)判斷其中是否包含有載波信號(hào)，當(dāng)信號(hào)功率滿足預(yù)定的閾值時(shí)即表示其中含有載波信號(hào)，檢測(cè)原理具體如下所述。
以200KHz步進(jìn)頻點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)與選擇、變頻單元12采用芯片MAX2392為例，芯片MAX2392的下變頻本振頻率公式為RF_Lo_Freq＝12.8MHz×RFM/RFR，幀同步指示信號(hào)提取裝置14對(duì)MAX2392中的RFM初始值設(shè)為10050，RFR初始值設(shè)為64；使RF_Lo_Freq＝2010MHz，步進(jìn)值為200KHz，對(duì)MAX2392中的RFM值從10050開始，每次自增1，直到10125，在加1的同時(shí)，幀同步指示信號(hào)提取裝置14進(jìn)行功率檢測(cè)，并記錄該功率值。在完成15MHz(75個(gè)頻點(diǎn))掃描功率檢測(cè)后，從中挑出功率最大者所對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)為當(dāng)前工作頻點(diǎn)，并重新設(shè)置相應(yīng)的RFM值。
具體算法由于接收到的是碼片信號(hào)，碼片信噪比Ec/I0很低，并且每個(gè)碼片都進(jìn)行了調(diào)制，因此直接采用碼片能量累積的方法，無(wú)法獲得信噪比提高。我們提出一種準(zhǔn)ML的盲載波功率檢測(cè)算法(QML-BCPD算法)。
假設(shè)接收碼片復(fù)信號(hào)為 ri＝hi·ci+ni，i＝0，1，...，6399 (0.1) 其中hi表示衰落信息，ni～N(0，σ2)，ci＝±1±j。
令k＝0，1，...，799，Ak＝{r8k+n|n＝0，1，...，7}，分別表示三次迭代的數(shù)據(jù)集合。令S＝{sn|n＝0，1，...，255}＝S(3)∪S(3)，Rk＝RIk+jRQk表示8碼片相關(guān)值，P表示載波總功率，則QML-BCPD算法的迭代過(guò)程可以描述如下 (1)由集合Ak經(jīng)過(guò)和差計(jì)算，得到集合S(1)； (2)由集合S(1)經(jīng)過(guò)和差計(jì)算，得到集合S(2)； (3)由集合S(2)經(jīng)過(guò)和差計(jì)算，得到集合S(3)； (4)由集合S(3)經(jīng)過(guò)取負(fù)運(yùn)算，得到集合S(3)，從而得到集合S； (5)在集合S中經(jīng)過(guò)最大值運(yùn)算，得到 (6)經(jīng)過(guò)累加運(yùn)算，得到載波總功率 上述算法的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖3所示，它實(shí)際上是對(duì)8碼片信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算的窮舉，如果直接進(jìn)行運(yùn)算，則復(fù)雜度為256×7＝1792次復(fù)數(shù)加法，如果按照上述算法進(jìn)行，則只需要8+16+128＝152次復(fù)數(shù)加法，這樣效率可以節(jié)省為窮舉法的 由于上述算法只是在8個(gè)碼片的范圍內(nèi)進(jìn)行了窮舉，因此是準(zhǔn)最大似然QML算法。由于8個(gè)碼片的擴(kuò)頻增益為10lg8＝9dB，基本滿足TD-SCDMA信噪比要求，另外，如果進(jìn)一步增大相關(guān)碼片的長(zhǎng)度，雖然也可以推廣算法結(jié)構(gòu)，但算法變得比較復(fù)雜，綜合性能和復(fù)雜度兩方面的考慮，建議相關(guān)長(zhǎng)度為SF＝8。
若接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)不包含載波信號(hào)，則指示生成頻點(diǎn)步進(jìn)信息，由該頻點(diǎn)步進(jìn)信息觸發(fā)產(chǎn)生新的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，返回步驟S201重新接收此新的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，并重新檢測(cè)判斷直至接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中包含載波信號(hào)。
若接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中包含有載波信號(hào)，則進(jìn)入下一步驟。
在步驟S203中，分析該基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，并于載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息。
于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)后，與本地時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，再經(jīng)過(guò)濾波后得到第一頻偏估計(jì)信息。其中，于于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)的原理為完成對(duì)SYNC-DL序列的捕獲，具體如下所述。
為降低計(jì)算復(fù)雜度，本發(fā)明實(shí)施例采用頻域變換方法，令接收信號(hào)序列為{r}＝(r0，r1，...)，第l個(gè)SYNC-DL序列表示為si(l)為QPSK符號(hào)，0≤l＜32。則接收信號(hào)與第l個(gè)SYNC-DL序列之間的相關(guān)結(jié)果為 則SYNC-DL序列及同步位置

的ML判決準(zhǔn)則為 其中，

表示SYNC-DL序列編號(hào)的估計(jì)，

表示DwPTS起始位置的估計(jì)。為了對(duì)抗衰落，提高低信噪比條件下的檢測(cè)性能，可以進(jìn)行多幀非相干累加，則ML判決準(zhǔn)則修正為 其中，H為累加幀數(shù)。
公式(5.2)如果直接在時(shí)域進(jìn)行計(jì)算，則在一個(gè)子幀周期5ms內(nèi)，需要計(jì)算6400個(gè)32個(gè)長(zhǎng)度為64的相關(guān)運(yùn)算，對(duì)應(yīng)的算法復(fù)雜度為6400×32×64×200＝2621.44MCMPS(Millions of Complex Multiplication PerSecond)，復(fù)雜度太高，難以用硬件實(shí)現(xiàn)，因此我們需要采用頻域方法，降低運(yùn)算的復(fù)雜度。
公式(5.1)的運(yùn)算實(shí)際上是卷積運(yùn)算，如果采用FFT變換，將卷積變換為乘積，則可以大幅度降低運(yùn)算復(fù)雜度。為了算法描述的方便，我們定義長(zhǎng)度為N，起始位置為Δ的共軛接收信號(hào)序列 我們將SYNC-DL序列逆序并添加N-64個(gè)0，得到新的一族序列 該序列族對(duì)應(yīng)的FFT頻域變換序列為 式中，a表示adapted。
則整個(gè)算法的流程如圖4所示 (1)計(jì)算接收信號(hào)序列的FFT變換 {R}N＝(R0，R1，...，RN-1)＝FFT[{r*}Δ，N] (5.7) (2)頻域信號(hào)序列與每個(gè)SYNC-DL的頻域變換序列相乘 (3)計(jì)算IFFT變換 則相關(guān)值為 上述計(jì)算實(shí)際上運(yùn)用了重疊保留方法計(jì)算長(zhǎng)序列卷積。針對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)，最佳的N＝512，則每個(gè)數(shù)據(jù)窗可以獲得512-63＝449個(gè)相關(guān)值。對(duì)于一個(gè)子幀長(zhǎng)度，共有

個(gè)數(shù)據(jù)窗，上述3步處理的算法復(fù)雜度為(15(數(shù)據(jù)窗個(gè)數(shù))×256×log2 256(FFT復(fù)雜度)×33(1個(gè)FFT、32個(gè)IFFT)+512×15×32(頻域相乘))×200＝251.904MCMPS。與時(shí)域方法相比，算法復(fù)雜度降低了10倍。
為了進(jìn)一步降低算法復(fù)雜度，可以采用頻域?yàn)V波的方法，計(jì)算近似相關(guān)值{y(l)}Δ，M，其對(duì)應(yīng)的頻域序列{Y(l)}M為 式中，M是2的整數(shù)冪，且M＜N，因此可以獲得的復(fù)雜度增益為K＝N/M。
為了得到近似相關(guān)的頻域序列，可以采用理想低通濾波方法，即 上式實(shí)際上是頻域理想低通濾波，即將頻譜的中間部分強(qiáng)制為0。定義{g(l)}Δ，N＝IFFT[{G(l)}N]，則近似相關(guān)可以表示如下 利用頻域?yàn)V波得到的近似相關(guān)值實(shí)際上是頻域欠采樣相關(guān)值，因此得到的相關(guān)峰值會(huì)發(fā)生漂移，需要在第六步再進(jìn)行精確搜索，提高捕獲精度。
采用近似算法后，對(duì)于一個(gè)子幀長(zhǎng)度，上述3步處理的算法復(fù)雜度為(15(數(shù)據(jù)窗個(gè)數(shù))×(256×log2 256+256/K×log2(256/K)×32+512/K×32(頻域相乘))×200。如果取K＝8，則算法復(fù)雜度為27.648MCMPS，與直接頻域方法相比，算法復(fù)雜度又降低了約10倍。
累積幀長(zhǎng)H＝20or30可以獲得較好的抗衰落性能。
在步驟S204中，結(jié)合幀同步信號(hào)，于載波信號(hào)中得到第二頻偏估計(jì)信息。
為了得到更好的頻偏估計(jì)信息計(jì)算精度，作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還需要結(jié)合幀同步信號(hào)得到第二頻偏估計(jì)信息。
本地晶振的頻率穩(wěn)定度為1ppm，由于RF頻率為2GHz，對(duì)應(yīng)的最大頻偏為4KHz。由于TD-SCDMA的TDMA幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的基于連續(xù)導(dǎo)頻ML估計(jì)算法無(wú)法應(yīng)用，因此，我們推薦使用SYNC-DL序列和midamble序列的非線性低復(fù)雜度FoE算法。
1、信號(hào)模型 假設(shè)接收信號(hào)為 其中dk為數(shù)據(jù)符號(hào)，Δf為頻偏。
接收信號(hào)與本地序列共軛相乘的結(jié)果為 1≤i≤N (6.2) 其中，ε為接收信號(hào)與本地序列的時(shí)延差，ai(i＝1，2，...，N；)為訓(xùn)練序列，或者為SYNC-DL序列(N＝64)，或者為midamble序列(N＝144)。
利用ML準(zhǔn)則得到的頻偏估計(jì)為 其中， 0≤k≤N-1 (6.4) 2、算法流程 FoE算法包括開環(huán)估計(jì)和閉環(huán)估計(jì)兩部分。在開環(huán)估計(jì)部分，采用SYNC-DL序列進(jìn)行頻偏估計(jì)，在閉環(huán)估計(jì)部分，采用midamble序列進(jìn)行頻偏估計(jì)。
(1)開環(huán)估計(jì)的算法結(jié)構(gòu)如圖5所示，開環(huán)頻偏估計(jì)利用公式(6.3)計(jì)算，為了對(duì)抗信道衰落，需要進(jìn)行多幀平均，因此得到如下的估計(jì)公式 其中， 0≤k≤N-1 (6.6) 采用開環(huán)估計(jì)，可以獲得1ppm以下的估計(jì)精度，在相關(guān)值累加的過(guò)程中，可以剔除符號(hào)不一致的相關(guān)值，這樣能夠進(jìn)一步提高估計(jì)性能。一般的，可以令累加幀數(shù)為L(zhǎng)＝10。為了獲得更高的估計(jì)精度，需要進(jìn)行閉環(huán)估計(jì)。
(2)閉環(huán)估計(jì)的算法結(jié)構(gòu)如圖6所示，閉環(huán)估計(jì)算法的設(shè)計(jì)思想是發(fā)現(xiàn)和刪除頻偏估計(jì)的錯(cuò)誤值，從而可以縮減頻偏估計(jì)的均方根，提高估計(jì)的收斂速度。閉環(huán)算法有三種準(zhǔn)則，其算法流程如圖7所示。
閉環(huán)估計(jì)的三個(gè)準(zhǔn)則為符號(hào)準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)差準(zhǔn)則以及統(tǒng)計(jì)獨(dú)立準(zhǔn)則。前兩種準(zhǔn)則主要目的是提高估計(jì)的準(zhǔn)確性，而引入統(tǒng)計(jì)獨(dú)立準(zhǔn)則，則是為平衡頻偏估計(jì)的重要分量和校正項(xiàng)，并保持二者之間的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性。下面詳細(xì)介紹這三個(gè)準(zhǔn)則。
(1)符號(hào)準(zhǔn)則 如果刪除估計(jì)值的符號(hào)與估計(jì)集合的主要符號(hào)相反的哪些值，則頻偏估計(jì)的可靠性可以提高。當(dāng)α≠0，則需要應(yīng)用符號(hào)準(zhǔn)則。如果含有相同符號(hào)的估計(jì)項(xiàng)數(shù)目大于α，則需要進(jìn)行頻偏校正。
(2)標(biāo)準(zhǔn)差準(zhǔn)則 以最近被接受的頻偏校正集合的標(biāo)準(zhǔn)差σold為參考值，如果新的頻偏校正集合的標(biāo)準(zhǔn)差滿足σ＜βσold，則被接受。較小的β→1對(duì)應(yīng)于較大的K，反之，較大的β對(duì)應(yīng)于較小的K。
(3)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立準(zhǔn)則 在閉環(huán)估計(jì)算法中，相鄰兩組頻偏校正項(xiàng)之間至少要間隔γ個(gè)子幀，從而保證估計(jì)之間的獨(dú)立性。
閉環(huán)估計(jì)算法中涉及到參數(shù)L，α，β，γ，K，其具體取值需要通過(guò)仿真確定，本發(fā)明實(shí)施例給出一些建議值，如下表所示 上表中，Er50或Er100表示50或100次迭代后的頻偏估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差，P50或P100表示經(jīng)過(guò)50或100次迭代后，頻偏估計(jì)誤差小于200Hz的概率。信道條件為Vehicular A信道，車速為120km/h，載干比為C/I＝-3dB。其它信道條件下的參數(shù)配置不再贅述。
在步驟S205中，根據(jù)第一和第二頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
結(jié)合第一、第二頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)，當(dāng)然也可以僅通過(guò)第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)。
圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的幀同步指示信號(hào)提取裝置的結(jié)構(gòu)原理，該單元可以用于對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的下行信道中的同步信號(hào)進(jìn)行提取。
串并變換模塊141將接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并變換，得到I/Q兩路數(shù)據(jù)，然后送入載波功率檢測(cè)模塊142，載波功率檢測(cè)模塊142檢測(cè)判斷兩路基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中是否包含載波信號(hào)，若不包含載波信號(hào)，則指示頻點(diǎn)調(diào)整模塊143生成頻點(diǎn)步進(jìn)信息，并輸出至下變頻單元12以觸發(fā)產(chǎn)生新的基帶信號(hào)；若基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中包含有載波信號(hào)，則輸出使能信號(hào)Enable至幀同步信號(hào)提取模塊144和第二頻偏估計(jì)信息生成模塊148，觸發(fā)幀同步信號(hào)提取模塊144和第二頻偏估計(jì)信息生成模塊148接收分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)。其中載波功率檢測(cè)模塊142檢測(cè)判斷基帶數(shù)據(jù)信號(hào)是否包含載波信號(hào)的原來(lái)如上文所述，不再贅述。
幀同步信號(hào)提取模塊144分析串并變換模塊141變換后的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，并于載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，原理為對(duì)SYNC-DL序列的捕獲，具體如上文所述，不再贅述。該幀同步信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元16經(jīng)過(guò)分頻模塊145分頻處理后得到的本地時(shí)鐘信號(hào)在鑒相器146中進(jìn)行鑒相，然后通過(guò)環(huán)路濾波器147濾波后得到第一頻偏估計(jì)信息。
第二頻偏估計(jì)信息生成模塊148結(jié)合幀同步信號(hào)提取模塊144獲取的幀同步信號(hào)，分析串并變換模塊141變換后的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，并于載波信號(hào)中得到第二頻偏估計(jì)信息，其具體原理如上文所述，此處不再贅述。其中第二頻偏估計(jì)信息生成模塊148根據(jù)具體情況可選。
頻偏估計(jì)信息輸出模塊149合并環(huán)路濾波器147輸出的第一頻偏估計(jì)信息和第二頻偏估計(jì)信息生成模塊148輸出的第二頻偏估計(jì)信息，并經(jīng)過(guò)SPI總線送入外部數(shù)模轉(zhuǎn)換單元15，由數(shù)模轉(zhuǎn)換單元15處理后輸出至?xí)r鐘信號(hào)發(fā)生單元16，以調(diào)整本地時(shí)鐘頻率，最終獲得更穩(wěn)定的本地時(shí)鐘和幀同步信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例中，分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)確定傳輸?shù)妮d波頻率并鎖定到傳輸?shù)妮d波上，然后獲取基帶數(shù)據(jù)信息中的幀同步信號(hào)并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到頻偏估計(jì)信息，根據(jù)該頻偏估計(jì)信息進(jìn)一步調(diào)整時(shí)鐘，最終輸出穩(wěn)定的幀同步指示信號(hào)，其中為提高幀同步指示信號(hào)的精度，采用第一頻偏估計(jì)信息和第二頻偏估計(jì)信息的結(jié)合調(diào)整本地時(shí)鐘，本發(fā)明實(shí)施例提供的幀同步指示信號(hào)提取裝置可以為一FPGA單元，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且穩(wěn)定、快速、分辨率高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種同步指示信號(hào)的提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟
接收基帶數(shù)據(jù)信號(hào)；
分析所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息；
根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
2、如權(quán)利要求1所述的同步信號(hào)的提取方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)的步驟之前，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟
結(jié)合所述幀同步信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中得到第二頻偏估計(jì)信息；
所述根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)的步驟具體為
根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息和第二頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。
3、如權(quán)利要求1所述的同步信號(hào)的提取方法，其特征在于，在所述分析所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息的步驟之前，所述方法進(jìn)一步以下步驟
檢測(cè)判斷所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)是否包含有載波信號(hào)，是則進(jìn)入分析所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息的步驟；否則指示生成頻點(diǎn)步進(jìn)信息，由該頻點(diǎn)步進(jìn)信息觸發(fā)產(chǎn)生新的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)并重新接收。
4、如權(quán)利要求1所述的同步信號(hào)的提取方法，其特征在于，所述與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息的步驟具體為
所述幀同步信號(hào)與本地時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，再經(jīng)過(guò)濾波后得到第一頻偏估計(jì)信息。
5、一種同步指示信號(hào)提取裝置，其特征在于，所述裝置包括
幀同步信號(hào)提取模塊，用于分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)；
鑒相器，用于將所述幀同步信號(hào)提取模塊獲取的幀同步信號(hào)與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息；以及
頻偏估計(jì)信息輸出模塊，用于將所述鑒相器輸出的第一頻偏估計(jì)信息輸出，以調(diào)整本地時(shí)鐘，穩(wěn)定幀同步信號(hào)。
6、如權(quán)利要求5所述的同步指示信號(hào)提取裝置，其特征在于，所述裝置還包括
分頻模塊，用于對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，得到本地時(shí)鐘信號(hào)，并輸出至所述鑒相器；以及
環(huán)路濾波器，用于對(duì)所述鑒相器輸出的第一頻偏估計(jì)信息進(jìn)行濾波處理，輸出至所述頻偏估計(jì)信息輸出模塊。
7、如權(quán)利要求5所述的同步指示信號(hào)提取裝置，其特征在于，所述裝置還包括
第二頻偏估計(jì)信息生成模塊，用于結(jié)合所述幀同步信號(hào)提取模塊獲取的幀同步信號(hào)，分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，并于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中得到第二頻偏估計(jì)信息；
所述頻偏估計(jì)信息輸出模塊用于合并所述鑒相器輸出的第一頻偏估計(jì)信息和第二頻偏估計(jì)信息生成模塊輸出的第二頻偏估計(jì)信息并輸出，以調(diào)整本地時(shí)鐘，穩(wěn)定幀同步信號(hào)。
8、如權(quán)利要求5所述的同步指示信號(hào)提取裝置，其特征在于，所述裝置還包括
載波功率檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)判斷基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中是否包含載波信號(hào)，若包含，則觸發(fā)所述幀同步信號(hào)提取模塊接收分析基帶數(shù)據(jù)信號(hào)；以及
頻點(diǎn)調(diào)整模塊，用于在所述載波功率檢測(cè)模塊檢測(cè)判斷出基帶數(shù)據(jù)信號(hào)不包含載波信號(hào)時(shí)，由所述載波功率檢測(cè)模塊指示生成頻點(diǎn)步進(jìn)信息并輸出。
9、如權(quán)利要求5所述的同步指示信號(hào)提取裝置，其特征在于，所述裝置還包括
串并變換模塊，用于接收到的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并變換，得到I/Q兩路數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸出。
10、一種同步指示信號(hào)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括如權(quán)利要求5至9任一項(xiàng)所述的同步指示信號(hào)提取裝置，所述系統(tǒng)還包括
下變頻單元，用于將射頻信號(hào)下變頻得到單載波模擬基帶信號(hào)并輸出；
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述下變頻單元輸出的單載波模擬基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字基帶信號(hào)；
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述同步指示信號(hào)提取裝置輸出的頻偏估計(jì)信息轉(zhuǎn)換處理；以及
時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生單元，用于根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換處理后的信號(hào)，調(diào)整本地時(shí)鐘，并將調(diào)整后的本地時(shí)鐘信號(hào)輸出至所述同步指示信號(hào)提取裝置。
全文摘要
本發(fā)明適用于通信領(lǐng)域，提供了一種同步指示信號(hào)的提取方法、裝置及系統(tǒng)，所述同步指示信號(hào)的提取方法包括以下步驟接收基帶數(shù)據(jù)信號(hào)；分析所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，于所述基帶數(shù)據(jù)信號(hào)中的載波信號(hào)中獲取幀同步信號(hào)，并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到第一頻偏估計(jì)信息；根據(jù)所述第一頻偏估計(jì)信息調(diào)整本地時(shí)鐘，以輸出穩(wěn)定的幀同步信號(hào)。本發(fā)明中，通過(guò)獲取基帶數(shù)據(jù)信息中的幀同步信號(hào)并與本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比得到頻偏估計(jì)信息，根據(jù)該頻偏估計(jì)信息進(jìn)一步調(diào)整時(shí)鐘，最終輸出穩(wěn)定的幀同步指示信號(hào)，本發(fā)明提供的幀同步指示信號(hào)提取裝置可以為一FPGA單元，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且穩(wěn)定、快速、分辨率高。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101330324SQ20081014250
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者王德強(qiáng), 粱錦雄 申請(qǐng)人:深圳市云海通訊股份有限公司