專利名稱：寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步的方法、裝置及接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步的技術(shù)。

背景技術(shù)：
以O(shè)FDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex，正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)為例，在相應(yīng)的寬帶系統(tǒng)中，存在著無(wú)線信道時(shí)延擴(kuò)展帶來(lái)的ISI(inter-symbol interference，符號(hào)間干擾)，包括IBI(Inter block interference，塊間干擾)和ICI(Inter carrier interference，載波間干擾)。為此，OFDM系統(tǒng)通過(guò)插入CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)來(lái)對(duì)此加以克服，但前提是CP要足夠長(zhǎng)，要大于信道最大時(shí)延擴(kuò)展長(zhǎng)度，否則，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中存在相應(yīng)的IBI和ICI。
進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1所示的單徑信道對(duì)上述涉及到的同步的影響進(jìn)行具體說(shuō)明。xn(t)表示第n個(gè)OFDM符號(hào)，符號(hào)周期長(zhǎng)度為T(mén)s，CP長(zhǎng)度為T(mén)G，則整個(gè)符號(hào)長(zhǎng)度為T(mén)＝Ts+TG。接收端為了在頻域進(jìn)行均衡，需要通過(guò)FFT(FastFourier Transform，快速傅里葉變換)將基帶接收信號(hào)變換到頻域，F(xiàn)FT積分長(zhǎng)度為T(mén)s，由符號(hào)同步提供積分區(qū)間的起始位置τ。基于OFDM的基本原理可知，對(duì)圖1所示的“Case(i)”，由于積分起始位置在CP范圍內(nèi)，不存在IBI和ICI，而對(duì)“Case(ii)”和“Case(iii)”，則同時(shí)存在IBI和ICI。
針對(duì)存在的IBI和ICI，目前可以通過(guò)選擇合適的積分區(qū)間的起始位置的方式，最小化由于CP長(zhǎng)度不足所導(dǎo)致的IBI和ICI的影響。比如，可以通過(guò)最大化所有子載波符號(hào)總信干噪比(SINR)來(lái)獲得該準(zhǔn)則下最優(yōu)的積分區(qū)間起始位置，即設(shè)計(jì)起始位置τ的估計(jì)為，其中，C表示信道信息，具體實(shí)施時(shí)所能夠利用的信道信息是接收機(jī)獲得的信道估計(jì)值，即利用完整的信道信息，通過(guò)最大化信干噪比的方式實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步，該符號(hào)同步方法以下稱為動(dòng)態(tài)同步技術(shù)。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有動(dòng)態(tài)同步技術(shù)至少存在如下問(wèn)題 在上述動(dòng)態(tài)同步技術(shù)中，需要利用信道信息C，即通常需要在頻域進(jìn)行信道估計(jì)后才能獲得信道估計(jì)值，而變換到頻域之前，首先需要進(jìn)行符號(hào)同步，這說(shuō)明信道估計(jì)精度又依賴于OFDM符號(hào)同步的精度，兩者之間相互耦合。如此，在符號(hào)同步之前無(wú)法獲得較理想的信道因子估計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法獲得最大信干噪比意義上最優(yōu)的積分起始位置(也稱為符號(hào)同步位置)，即信道估計(jì)誤差將直接影響到信干噪比SINR估計(jì)的準(zhǔn)確性，并進(jìn)而影響到符號(hào)同步性能。
另外，在CP不足的情況下，信道估計(jì)本身也會(huì)受到IBI和ICI的影響，難以保證很高的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步降低了動(dòng)態(tài)同步算法的魯棒性。
同樣，除OFDM系統(tǒng)外，上述問(wèn)題也存在于采用SC-FDE(single carrierfrequency domain equalization，頻域均衡的單載波)技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步的方法、裝置及接收機(jī)，以準(zhǔn)確確定相應(yīng)的積分區(qū)間的起始位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的符號(hào)同步。
一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的方法，包括 獲得通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和各徑功率信息； 根據(jù)所述信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的快速傅里葉變換FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)的總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)； 將計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理。
一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置，包括 信道各徑位置和功率獲取單元，用于獲取通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和各徑功率信息； 總信干噪比計(jì)算單元，用于根據(jù)所述信道各徑位置和功率獲取單元獲得信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)； 符號(hào)同步執(zhí)行單元，用于將所述總信干噪比計(jì)算單元計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理。
一種接收機(jī)，包括上述寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置。
由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，其在實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步的過(guò)程中，僅需要根據(jù)信道多徑位置和各徑功率信息來(lái)計(jì)算預(yù)置區(qū)間內(nèi)所有FFT積分區(qū)間起始位置對(duì)應(yīng)的所有子載波總信干噪比，并將最大總信干噪比對(duì)應(yīng)的起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，從而使得符號(hào)同步不受信道估計(jì)誤差的影響，在信道時(shí)延擴(kuò)展大于CP長(zhǎng)度的場(chǎng)景下，具有很好的性能魯棒性和簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。



為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單徑信道上不同符號(hào)定時(shí)位置導(dǎo)致IBI和ICI的示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)同步操作的過(guò)程示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的符號(hào)同步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置實(shí)施例一及其所在系統(tǒng)的示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置實(shí)施例二及其所在系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例利用信道多徑位置結(jié)合功率信息實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的符號(hào)同步，具體可以稱為靜態(tài)同步方法。
本發(fā)明實(shí)施例提供的在寬帶通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步的技術(shù)方案中，首先，獲得無(wú)線信道的多徑位置及其功率信息；之后，根據(jù)相應(yīng)信道的多徑位置及其功率信息，對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的所有FFT積分區(qū)間起始位置估計(jì)對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比，并將最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的起始位置作為符號(hào)同步位置

，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行符號(hào)同步。
下面首先針對(duì)CP不足情形下的接收信號(hào)模型，推導(dǎo)出FFT積分區(qū)間起始位置τ對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比SINR(τ)估計(jì)方法 根據(jù)SINR(τ)的定義可得 可見(jiàn)，若要獲得SINR(τ)值，則需要具體推導(dǎo)出有用信號(hào)的功率Ps(τ)，IBI功率PIBI(τ)、ICI功率PICI(τ)和噪聲功率PAWGN(τ)。
下面對(duì)相應(yīng)的接收信號(hào)模型進(jìn)行分析，以便于獲得相應(yīng)的Ps(τ)、PIBI(τ)、PICI(τ)和PAWGN(τ)。
如圖1所示，OFDM符號(hào)長(zhǎng)度為T(mén)＝Ts+TG，其中Ts為FFT積分區(qū)間長(zhǎng)度，TG為CP長(zhǎng)度。設(shè)OFDM調(diào)制信號(hào)為 其中，n表示OFDM符號(hào)序號(hào)?；趫D1所示的單徑接收信號(hào)分析不同符號(hào)同步τ(積分區(qū)間起始位置)下，子載波符號(hào)所受干擾的影響。
在第n個(gè)OFDM符號(hào)周期上進(jìn)行DFT(Discrete Fourier Transform，離散傅里葉變換)積分可得到對(duì)應(yīng)的子載波符號(hào) 其中fk為第k子載波對(duì)應(yīng)的頻率?？梢?jiàn)，上式(3)與積分區(qū)間起始位置τ有關(guān)，在圖1所示的3種case下τ的影響是不同的，具體分析可得相應(yīng)的子載波符號(hào)為 其中，αl(τ)表示不同子載波間干擾(ICI)系數(shù)，l是對(duì)當(dāng)前子載波造成ICI的子載波和當(dāng)前子載波的間隔，k是子載波序號(hào)，sn[k]為第n個(gè)OFDM符號(hào)塊中的第k子載波發(fā)送符號(hào)。與通常的多普勒頻偏或者擴(kuò)展帶來(lái)的ICI不同的是，該αl(τ)的取值與τ的值相關(guān)，即 式(4)中的en(k，τ)表示第k子載波符號(hào)中由IBI導(dǎo)致的干擾(以下簡(jiǎn)稱IBI分量) 可見(jiàn)，IBI只存在于case II和case III兩種場(chǎng)景下，即τ<0和τ>TG下，在case II場(chǎng)景下，相應(yīng)的IBI來(lái)自于前一個(gè)OFDM符號(hào)，在case III場(chǎng)景下，相應(yīng)的IBI來(lái)自于后一個(gè)OFDM符號(hào)。
為了得到大時(shí)延擴(kuò)展信道下的接收信號(hào)模型，下面將上述單徑情況下的分析擴(kuò)展到多徑信道下 首先，給出多徑無(wú)線信道響應(yīng)為 其中，τi為第i徑的時(shí)延，γi為第i徑的衰落因子，δ表示沖擊函數(shù)。
接收信號(hào)為信道和發(fā)送信號(hào)的卷積 為了進(jìn)行頻域均衡，對(duì)當(dāng)前第n符號(hào)的接收信號(hào)進(jìn)行DFT(離散傅里葉變換)，得到頻域子載波符號(hào)為
其中，

對(duì)應(yīng)著第n個(gè)OFDM符號(hào)的第k子載波符號(hào)，

為噪聲部分?？梢?jiàn)，信號(hào)部分可以表示為多個(gè)單徑信道頻域接收信號(hào)部分的疊加，疊加系數(shù)為對(duì)應(yīng)徑的衰落因子。
進(jìn)一步，由(4)可得 上式共有四項(xiàng)，第一項(xiàng)為有用信號(hào)部分，第二項(xiàng)ICI部分，第三項(xiàng)為IBI部分，第四項(xiàng)

(k，τ)為噪聲部分，由推導(dǎo)過(guò)程可知 其中有用信號(hào)部分的頻域信道因子為 ICI系數(shù)為 表示與第k子載波符號(hào)相距l(xiāng)的子載波符號(hào)帶來(lái)的ICI系數(shù)。
IBI功率為 公式(10)中的其它變量可參見(jiàn)之前的推導(dǎo)過(guò)程?；谝陨纤捻?xiàng)，可以分別估計(jì)得到所有子載波符號(hào)總功率Ps(τ)(即有用信號(hào)的總功率)，當(dāng)前OFDM符號(hào)塊所受IBI總功率PIBI(τ)、所有子載波符號(hào)所受ICI功率PICI(τ)和所有子載波符號(hào)噪聲總功率PAWGN(τ)。
與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明實(shí)施例中采用平均功率來(lái)代替瞬時(shí)功率，從而在計(jì)算Ps(τ)、PIBI(τ)和PICI(τ)中，可以避免采用瞬時(shí)的各徑信道因子。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以通過(guò)采用E|γi|2代替|γi|2實(shí)現(xiàn)的。而一般根據(jù)無(wú)線信道的基本特性，可以假設(shè)各徑信道因子(或者各徑信道響應(yīng))γi是相互獨(dú)立的，且滿足零均值和方差其中的E表示對(duì)|γi|2(各徑信道因子模平方)的求期望運(yùn)算，由(10)式可得所有子載波符號(hào)總功率Ps(τ)為 其中，EC{·}表示對(duì)隨機(jī)信道因子求期望(進(jìn)行求期望運(yùn)算)，

為發(fā)送符號(hào)功率，

為第i徑的功率?；谕茖?dǎo)可知，通過(guò)對(duì)信道各徑信道因子(或者稱各徑信道響應(yīng))的求期望處理，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要利用信道因子進(jìn)行運(yùn)算所帶來(lái)的缺陷。
對(duì)IBI和ICI干擾項(xiàng)進(jìn)行類似的處理可得 最后分析一下噪聲功率，每個(gè)子載波上的噪聲功率為 故，所有子載波符號(hào)噪聲總功率為 綜上可得頻域K個(gè)子載波上的基于平均功率獲得的總信干噪比為 其中為頻域子載波符號(hào)信噪比，N0為噪聲功率譜密度。
以上推導(dǎo)適用于接收機(jī)沒(méi)有采用基于塊判決反饋的IBI消除方法。
針對(duì)采用塊判決反饋進(jìn)行IBI消除的接收機(jī)，下面分析其SINR(τ)的估計(jì)方法 假設(shè)通過(guò)塊判決反饋IBI消除處理，可以完全消除前一個(gè)符號(hào)對(duì)當(dāng)前符號(hào)的IBI，則公式(12)中相應(yīng)地去掉該部分IBI對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，可得 此時(shí)，頻域K個(gè)子載波上的基于平均功率獲得的總信干噪比為 將區(qū)間[-τmin，τmax]上最大的SINR(τ)或者最大SINR(τ)(取決于接收機(jī)是否進(jìn)行了基于塊判決反饋的IBI消除)對(duì)應(yīng)的τ作為符號(hào)定時(shí)

，即 或者 可見(jiàn)，計(jì)算干擾的平均功率時(shí)，可能存在兩種情況情況a，接收機(jī)不進(jìn)行基于判決反饋的塊間干擾IBI消除，所有子載波符號(hào)的總信干噪比可以稱為第一總信干噪比；情況b，接收機(jī)進(jìn)行基于判決反饋的塊間干擾IBI消除，所有子載波符號(hào)的總信干噪比為第二總信干噪比。
而具體實(shí)施過(guò)程中，可以將[-τmin，τmax]按照所需要的符號(hào)定時(shí)分辨率量化成有限個(gè)符號(hào)同步位置{τm}m集合(或稱為離散化處理)，然后分別按照(16)式計(jì)算對(duì)應(yīng)的SINR(τm)或按照(18)式計(jì)算對(duì)應(yīng)的SINR(τm)，然后將最大的SINR(τm)或者最大SINR(τ)所對(duì)應(yīng)的τm作為符號(hào)定時(shí)

即 或者 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在上述推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)SINR(τ)或者SINR(τ)的計(jì)算公式進(jìn)行化簡(jiǎn)，比如對(duì)公式(16)，可以基于簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)原理，化簡(jiǎn)為 類似簡(jiǎn)單化簡(jiǎn)或變形均被包括在本發(fā)明要求保護(hù)的范疇之內(nèi)。
為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的具體應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2A所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的靜態(tài)同步方案在具體應(yīng)用過(guò)程中，可以包括以下步驟 步驟21，獲得信道的各徑位置(即多徑位置)和各徑功率信息
本步驟中，可以通過(guò)某種多徑搜索或者跟蹤方法獲取信道的各徑位置和各徑功率信息。
步驟22，基于獲取的信道的各徑位置和各徑功率信息

計(jì)算預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)的總信干噪比，其中，預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)； 例如，可以對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)間[-τmin，τmax]對(duì)應(yīng)集合中的所有τ，計(jì)算對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比SINR(τ)。
可以理解的是，在總信干噪比計(jì)算中，需要使用有用信號(hào)功率、干擾和噪聲功率。本發(fā)明實(shí)施例中，可以采用平均功率代替現(xiàn)有技術(shù)中采用的瞬時(shí)功率，這樣，可以進(jìn)一步等效為利用信道各徑信道因子的平均功率(對(duì)應(yīng)著各徑信道因子模平方的期望)，以代替信道因子本身來(lái)進(jìn)行總信干噪比計(jì)算。其中，所謂“期望”，也可以理解為期望運(yùn)算值。
具體可以包括利用所述信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算有用信號(hào)的平均功率、干擾的平均功率和噪聲的平均功率；根據(jù)計(jì)算得到的所述有用信號(hào)的平均功率、干擾的平均功率和噪聲的平均功率，計(jì)算對(duì)應(yīng)的各子載波符號(hào)的總信干噪比。
根據(jù)前述實(shí)施例的推導(dǎo)過(guò)程，相應(yīng)的，頻域K個(gè)子載波符號(hào)總信干噪比計(jì)算公式為 或者 如前所述，采用哪個(gè)公式取決于接收機(jī)是否進(jìn)行了基于塊判決反饋的IBI消除，沒(méi)有采用則按照第一個(gè)公式，否則采用第二個(gè)公式。
對(duì)于預(yù)設(shè)區(qū)間[-τmin，τmax]，具體實(shí)施中，可以將區(qū)間離散化。
步驟23，在計(jì)算所得的所有SINR(τ)或SINR(τ)中搜索最大值，將最大的SINR(τ)或者SINR(τ)對(duì)應(yīng)的τ作為符號(hào)定時(shí)位置

，即FFT積分區(qū)間的起始位置的；具體地，符號(hào)定時(shí)位置

估計(jì)值可以表示為或者 步驟24，根據(jù)獲得符號(hào)定時(shí)位置

執(zhí)行接收機(jī)中的符號(hào)同步操作。
本步驟具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，即根據(jù)定時(shí)位置(定時(shí)估計(jì)值)

確定FFT區(qū)間的起始位置。
本發(fā)明實(shí)施例提供的同步方案可以但不限于應(yīng)用于多載波或者采用頻域均衡的單載波系統(tǒng)中，如OFDM或SC-FDE系統(tǒng)等。在長(zhǎng)時(shí)延信道導(dǎo)致CP長(zhǎng)度不足的場(chǎng)景下，本發(fā)明實(shí)施例可以通過(guò)選擇最優(yōu)的符號(hào)定時(shí)位置，來(lái)最大化接收信號(hào)頻域所有子載波總信干噪比，獲得比采用通常的假設(shè)CP足夠長(zhǎng)的同步技術(shù)更優(yōu)的接收性能。同時(shí)，與背景技術(shù)中所介紹的現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明實(shí)施例無(wú)需利用信道因子本身進(jìn)行運(yùn)算(或者說(shuō)信道響應(yīng))，可以避免信道估計(jì)誤差對(duì)符號(hào)同步過(guò)程的不利影響或?qū)μ囟ㄏ到y(tǒng)接收機(jī)在符號(hào)同步前信道因子不可得的困難，從而更為簡(jiǎn)單實(shí)用，魯棒性能更好。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory，RAM)等。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置，其具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖3所示，可以包括 (1)信道各徑位置和功率獲取單元301，用于獲取通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和功率信息。上述的信道的多徑位置和功率信息，可以理解為信道的部分信息。
(2)總信干噪比計(jì)算單元302，用于根據(jù)上述信道各徑位置和功率獲取單元301獲得信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)；進(jìn)一步地，該總信干噪比計(jì)算單元302在計(jì)算所述總信干噪比過(guò)程中，具體可以利用信道各徑信道因子的平均功率代替信道因子本身進(jìn)行信干噪比計(jì)算，其中，信道各徑信道因子的平均功率對(duì)應(yīng)各徑信道因子模平方的期望運(yùn)算值； 相應(yīng)的總信干噪比計(jì)算單元302具體用于根據(jù)無(wú)線信道的多徑位置和多徑功率信息

對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合[-τmin，τmax]或者量化后的起始位置集合中的FFT積分區(qū)間起始位置τ計(jì)算對(duì)應(yīng)的第一總信干噪比或第二總信干噪比；其中，所述第一總信干噪比為接收機(jī)沒(méi)有進(jìn)行基于判決反饋的塊間干擾IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比，所述第二總信干噪比為接收機(jī)進(jìn)行了基于判決反饋的IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比； 上述第一總信干噪比的計(jì)算公式具體可以為 上述第二總信干噪比的計(jì)算公式具體可以為 其中，在上述兩公式中，τi為第i徑的時(shí)延位置，τ為在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的所有需搜索的FFT積分區(qū)間起始位置，

為第i徑的功率，Ts為多載波系統(tǒng)或者采用頻域均衡的單載波系統(tǒng)符號(hào)周期長(zhǎng)度，TG為循環(huán)前綴CP長(zhǎng)度，ρ為頻域子載波符號(hào)信噪比。
(3)符號(hào)同步執(zhí)行單元303，用于將上述總信干噪比計(jì)算單元302計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理； 對(duì)應(yīng)的，在符號(hào)同步執(zhí)行單元303中，具體可以在上述總信干噪比計(jì)算單元302計(jì)算得到的SINR(τ)或SINR(τ)中搜索最大值，并將最大的SINR(τ)或者SINR(τ)對(duì)應(yīng)的τ作為所述符號(hào)定時(shí)

即相應(yīng)的符號(hào)定時(shí)位置

估計(jì)值為 或者 在該裝置中，各單元具體采用的處理過(guò)程前面方法實(shí)施例中已經(jīng)描述，在此不再詳述。
可選地，本發(fā)明實(shí)施例中，相應(yīng)的寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)可以包括多載波通信系統(tǒng)或采用頻域均衡的單載波通信系統(tǒng)等。
進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種接收機(jī)，其具體結(jié)構(gòu)可以包括上述寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置。
在本發(fā)明實(shí)施例中，提供了可以在CP長(zhǎng)度不足時(shí)，通過(guò)符號(hào)同步來(lái)最大化所有頻域子載波總信干噪比的技術(shù)方案，或者稱為通過(guò)最大化所有頻域子載波總的信干噪比來(lái)進(jìn)行符號(hào)同步的技術(shù)方案，分別對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的所有積分區(qū)間起始位置估計(jì)對(duì)應(yīng)的總的信干噪比，然后取最大信干噪比所對(duì)應(yīng)的起始位置作為符號(hào)同步位置

在估計(jì)總信干噪比的過(guò)程中，只需要利用無(wú)線信道各徑位置信息即可，而無(wú)需利用完整的信道信息。而且，相應(yīng)的無(wú)線信道各徑位置信息可以由信道估計(jì)模塊或?qū)ｉT(mén)的信道徑位置搜索模塊來(lái)提供，從而使得本發(fā)明實(shí)施例的應(yīng)用更加容易。
為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置有進(jìn)一步理解，下面將結(jié)合附圖對(duì)該裝置的具體應(yīng)用于接收機(jī)中的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例一 在該實(shí)施例一中，提供了一種基于上述靜態(tài)同步方案實(shí)現(xiàn)同步的接收機(jī)。如圖4所示，在相應(yīng)的OFDM發(fā)送接收機(jī)中，調(diào)制后的發(fā)送符號(hào)

經(jīng)過(guò)S/P(串并轉(zhuǎn)換)、IFFT(反FFT)變換、P/S(并串轉(zhuǎn)換)后，插入CP，在插入CP后再經(jīng)過(guò)D/A(數(shù)模)變換處理，并經(jīng)過(guò)等效基帶信道后得到接收信號(hào)y(t)。其后，相應(yīng)的接收信號(hào)y(t)經(jīng)過(guò)接收機(jī)進(jìn)行A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)等處理，其中包括多徑搜索模塊(可以和前述裝置實(shí)施例中的信道各徑位置和功率獲取單元相類比)、符號(hào)定時(shí)信息估計(jì)模塊和符號(hào)定時(shí)模塊，相應(yīng)的多徑搜索模塊基于較長(zhǎng)時(shí)間的搜索或者跟蹤，提供信道各徑位置τi和各徑能量

然后由符號(hào)定時(shí)信息估計(jì)模塊根據(jù)信道各徑位置τi和各徑能量

采用上述本發(fā)明實(shí)施例提供的靜態(tài)同步方案估計(jì)得到符號(hào)定時(shí)信息

最后，由符號(hào)定時(shí)模塊根據(jù)該定時(shí)信息執(zhí)行符號(hào)同步。
實(shí)施例二 在該實(shí)施例二中，提供了另一種基于上述靜態(tài)同步方案實(shí)現(xiàn)同步的接收機(jī)。如圖5所示，在相應(yīng)的接收機(jī)中，與圖4所示的接收機(jī)的不同之處在于由信道估計(jì)模塊得到的頻域信道估計(jì)值經(jīng)過(guò)IDFT(逆DFT)模塊后得到時(shí)域信道因子，相應(yīng)的多徑信息提取模塊基于該時(shí)域信道因子采用類似多徑搜索模塊中部分功能對(duì)應(yīng)的處理，提取出信道各徑位置τi和各徑功率

，并提供給符號(hào)定時(shí)信息估計(jì)模塊，該符號(hào)定時(shí)信息估計(jì)模塊采用本發(fā)明實(shí)施例提供的靜態(tài)同步方案便可以估計(jì)得到符號(hào)定時(shí)信息

。接著，便可以由符號(hào)定時(shí)模塊根據(jù)該定時(shí)信息對(duì)接收信號(hào)執(zhí)行符號(hào)同步，獲得當(dāng)前符號(hào)FFT積分區(qū)間，在此過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行了去CP處理。此后的FFT變換及頻域處理等屬于OFDM解調(diào)的典型裝置，故不再詳述。該接收機(jī)尤其適用于導(dǎo)頻子載波塊狀連續(xù)分布的OFDM系統(tǒng)或單載波系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例中提供的大時(shí)延信道中的靜態(tài)同步技術(shù)方案，不再需要精確的信道因子，從而降低了信道估計(jì)誤差對(duì)同步性能的影響，并可以降低實(shí)現(xiàn)同步過(guò)程的復(fù)雜程度。本發(fā)明實(shí)施例特別適用于在OFDM或SC-FDE系統(tǒng)中由于多徑時(shí)延擴(kuò)展長(zhǎng)度大于CP長(zhǎng)度導(dǎo)致CP不足時(shí)的符號(hào)同步，其具有較低的復(fù)雜度和性能魯棒性。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的方法，其特征在于，包括
獲得通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和各徑功率信息；
根據(jù)所述信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的快速傅里葉變換FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)的總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)；
將計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)的總信干噪比包括
根據(jù)無(wú)線信道的多徑位置和各徑功率信息
對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合[-τmin，τmax]或者量化后的起始位置集合中的FFT積分區(qū)間起始位置τ計(jì)算對(duì)應(yīng)的第一總信干噪比或第二總信干噪比；其中，所述第一總信干噪比為接收機(jī)沒(méi)有進(jìn)行基于判決反饋的塊間干擾IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比，所述第二總信干噪比為接收機(jī)進(jìn)行了基于判決反饋的IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，
所述第一總信干噪比的計(jì)算公式為
所述第二總信干噪比的計(jì)算公式為
其中，τi為第i徑的時(shí)延位置，τ為在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的所有需搜索的FFT積分區(qū)間起始位置，
為第i徑的功率，Ts為多載波系統(tǒng)或者采用頻域均衡的單載波系統(tǒng)符號(hào)周期長(zhǎng)度，TG為循環(huán)前綴CP長(zhǎng)度，ρ為頻域子載波符號(hào)信噪比。
4、根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述總信干噪比的計(jì)算中，利用信道各徑信道因子的平均功率代替信道因子本身進(jìn)行信干噪比計(jì)算，其中，信道各徑信道因子的平均功率對(duì)應(yīng)各徑信道因子模平方的期望運(yùn)算值。
5、根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)包括多載波通信系統(tǒng)或采用頻域均衡的單載波通信系統(tǒng)。
6、一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置，其特征在于，包括
信道各徑位置和功率獲取單元，用于獲取通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和各徑功率信息；
總信干噪比計(jì)算單元，用于根據(jù)所述信道各徑位置和功率獲取單元獲得信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)；
符號(hào)同步執(zhí)行單元，用于將所述總信干噪比計(jì)算單元計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述總信干噪比計(jì)算單元具體用于根據(jù)無(wú)線信道的多徑位置和各徑功率信息
對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合[-τmin，τmax]或者量化后的起始位置集合中的FFT積分區(qū)間起始位置τ計(jì)算對(duì)應(yīng)的第一總信干噪比或第二總信干噪比；其中，所述第一總信干噪比為接收機(jī)沒(méi)有進(jìn)行基于判決反饋的塊間干擾IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比，所述第二總信干噪比為接收機(jī)進(jìn)行了基于判決反饋的IBI消除時(shí)計(jì)算獲得的所有子載波符號(hào)總信干噪比。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，
所述第一總信干噪比的計(jì)算公式為
所述第二總信干噪比的計(jì)算公式為
其中，τi為第i徑的時(shí)延位置，τ為在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的所有需搜索的FFT積分區(qū)間起始位置，
為第i徑的功率，Ts為多載波系統(tǒng)或者采用頻域均衡的單載波系統(tǒng)符號(hào)周期長(zhǎng)度，TG為循環(huán)前綴CP長(zhǎng)度，ρ為頻域子載波符號(hào)信噪比。
9、根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)包括多載波通信系統(tǒng)或采用頻域均衡的單載波通信系統(tǒng)。
10、一種接收機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的裝置。
全文摘要
一種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步的方法、裝置及接收機(jī)，主要包括首先，獲得通信系統(tǒng)中的信道的多徑位置和各徑功率信息，并根據(jù)所述信道的多徑位置和各徑功率信息，計(jì)算對(duì)預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的快速傅里葉變換FFT積分區(qū)間起始位置所對(duì)應(yīng)的所有子載波符號(hào)的總信干噪比，其中，所述預(yù)設(shè)起始位置集合內(nèi)的FFT積分區(qū)間起始位置包含多個(gè)；之后，將計(jì)算得到的總信干噪比中的最大總信干噪比所對(duì)應(yīng)的積分區(qū)間起始位置作為符號(hào)定時(shí)位置，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步處理。本發(fā)明公開(kāi)的基于最大化信干噪比準(zhǔn)則的符號(hào)同步技術(shù)，不受信道估計(jì)誤差的影響，在信道時(shí)延擴(kuò)展大于CP長(zhǎng)度的場(chǎng)景下，具有很好的性能魯棒性和簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101488939SQ20091007861
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者曄 李, 龍 秦, 胡宏杰, 安東尼·宋 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司