同步器和同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同步器和同步方法，該同步器包括：定時同步模塊，配置成接收待傳輸信號，以對所述待傳輸信號進(jìn)行時域符號定時同步；載波頻偏補(bǔ)償模塊，配置成連接于所述定時同步模塊，以根據(jù)所述定時同步的結(jié)果對所述定時同步后的信號進(jìn)行小數(shù)載波頻偏補(bǔ)償；快速傅里葉變換模塊，配置成連接于所述載波頻偏補(bǔ)償模塊，以變換到頻域；整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，配置成連接于所述快速傅里葉變換模塊，以實現(xiàn)整數(shù)頻偏補(bǔ)償；采樣同步模塊，配置成連接于所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，以實現(xiàn)采樣定時；殘余相位補(bǔ)償模塊，配置連接于所述采樣同步模塊，以實現(xiàn)殘余相位的偏差補(bǔ)償。該同步器有效解決同步建立時間長、復(fù)雜度高等方面難題，提升系統(tǒng)的綜合性能。
【專利說明】同步器和同步方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，具體地，涉及一種同步器和同步方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，高清無線視頻傳輸系統(tǒng)以其機(jī)動靈活、直觀形象、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣 泛應(yīng)用于部隊單兵作戰(zhàn)、公安遠(yuǎn)程監(jiān)控取證、電視節(jié)目轉(zhuǎn)播、礦井油田安全監(jiān)控、地下車庫 超市環(huán)境監(jiān)控、小區(qū)環(huán)境監(jiān)控等各個領(lǐng)域，并成為人們實現(xiàn)應(yīng)急處置、監(jiān)測監(jiān)控、安全調(diào)度 等一種重要手段。C0FDM技術(shù)是4G核心技術(shù)，可實現(xiàn)在"高速運(yùn)動中"和"非視通條件下" 高質(zhì)量實時圖像和數(shù)據(jù)傳輸。
[0003]同步技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的技術(shù)，0FDM系統(tǒng)對定時和載波頻率偏移這 類的同步誤差非常敏感，定時同步的錯誤不僅會使信號的幅度和相位產(chǎn)生畸變，還會導(dǎo)致 各個0FDM符號之間產(chǎn)生干擾，引入ISI;頻率同步錯誤會破壞子載波間的正交性而導(dǎo)致碼 間干擾，這些都會嚴(yán)重影響0FDM系統(tǒng)性能。同步技術(shù)就是分別從時域、頻域解決定時同步 錯誤和頻率同步錯誤?，F(xiàn)有的時域同步的估計值都較為粗略，通常需要頻域的估計來進(jìn)一 步提高估計精度，并且需要相應(yīng)的控制系統(tǒng)來對兩者進(jìn)行協(xié)調(diào)，而反饋系統(tǒng)會因FFT計算 單元等因素增加同步的建立時間，這對突發(fā)分組傳輸模式是不利的。通常的同步方法實質(zhì) 上可歸結(jié)為兩大類：數(shù)據(jù)輔助方法（DA)和非數(shù)據(jù)輔助方法（NDA)。DA法利用導(dǎo)頻、訓(xùn)練符 號或兩者的結(jié)合，但這些信息都會降低系統(tǒng)的傳輸效率；NDA法常利用的保護(hù)間隔存在ISI 問題使得估計效果較差；盲或半盲算法可提高估計精度且無需類似導(dǎo)頻或訓(xùn)練符號的輔助 信息，但其通常需要信道及信號的大量統(tǒng)計特性，計算量大，計算復(fù)雜度高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種同步器和同步方法，該同步器通過時域定時、頻域后補(bǔ) 償定時、頻偏、相位頻偏的裝置，有效解決同步建立時間長、復(fù)雜度高等方面難題，提升系統(tǒng) 的綜合性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種同步器，該同步器包括：定時同步模塊，配 置成接收待傳輸信號，以對所述待傳輸信號進(jìn)行時域符號定時同步；載波頻偏補(bǔ)償模塊，配 置成連接于所述定時同步模塊，以根據(jù)所述定時同步的結(jié)果對所述定時同步后的信號進(jìn)行 小數(shù)載波頻偏補(bǔ)償；快速傅里葉變換模塊，配置成連接于所述載波頻偏補(bǔ)償模塊，以變換到 頻域；整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，配置成連接于所述快速傅里葉變換模塊，以實現(xiàn)整數(shù)頻偏補(bǔ)償； 采樣同步模塊，配置成連接于所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，以實現(xiàn)采樣定時；殘余相位補(bǔ)償模 塊，配置連接于所述采樣同步模塊，以實現(xiàn)殘余相位的偏差補(bǔ)償。
[0006] 優(yōu)選地，所述定位同步模塊包括：延時器，配置成接收所述待傳輸信號；共軛乘法 器，配置成接收所述待傳輸信號且連接于所述延時器；第一滑動相關(guān)器，配置成連接于所述 共軛乘法器；第二滑動相關(guān)器，配置成連接于所述延時器；比較判決器，配置成分別連接所 述第一滑動相關(guān)器和第二滑動相關(guān)器且發(fā)送所述定時同步的信號。
[0007] 優(yōu)選地，所述載波頻偏補(bǔ)償模塊包括：第一數(shù)據(jù)緩存器，配置成接收所述定時同步 后的信號；CF0頻偏補(bǔ)償器，配置成連接于所述第一數(shù)據(jù)緩存器，且所述CF0頻偏補(bǔ)償器與 所述第一數(shù)據(jù)緩存器之間還通過CF0頻偏估計器連接；數(shù)據(jù)聯(lián)合輸出器，配置成分別連接 于所述第一數(shù)據(jù)緩存器和所述CF0頻偏補(bǔ)償器且發(fā)送載波頻偏補(bǔ)償后的信號。
[0008] 優(yōu)選地，所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊包括：導(dǎo)頻抽取器，配置成連接于控制器以接收所 述控制器的控制啟動信號或控制關(guān)閉信號并連接于所述快速傅里葉變換模塊；互相關(guān)器， 配置成分別連接于所述導(dǎo)頻抽取器和快速傅里葉變換模塊；比較器，配置成分別連接于所 述互相關(guān)器和采樣同步模塊；計數(shù)器，配置成連接于所述控制器已接收所述控制器的控制 計數(shù)信號和控制停止信號。
[0009] 優(yōu)選地，所述采樣同步模塊包括：導(dǎo)頻提取器，配置成連接于所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模 塊；采樣頻偏補(bǔ)償器，配置成通過第二數(shù)據(jù)緩存器連接于所述導(dǎo)頻提取器，所述導(dǎo)頻提取器 還依次通過所述導(dǎo)頻相關(guān)器和采樣頻偏估計器連接于所述采樣頻偏補(bǔ)償器；順序調(diào)整器， 配置成連接于所述采樣頻偏補(bǔ)償器且發(fā)送采樣定時后信號。
[0010] 本發(fā)明還提供一種同步方法，該同步方法包括：使用上述的同步器，該方法包括：
[0011]S101，所述定時同步模塊對待傳輸信號在時域進(jìn)行定時同步；
[0012] S102,所述載波頻偏補(bǔ)償模塊根據(jù)定時同步的結(jié)果對接收到的信號在時域進(jìn)行小 數(shù)載波頻偏補(bǔ)償處理；
[0013]S103,將小數(shù)載波頻偏補(bǔ)償處理的信號通過快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域得到頻域 信號；
[0014]S104,所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊根據(jù)頻域信號判斷相關(guān)峰位置，對頻域信號進(jìn)行整 數(shù)頻偏補(bǔ)償；
[0015]S105,所述采樣同步模塊根據(jù)整數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，對整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn) 行采樣定時；
[0016]S106,所述殘余相位補(bǔ)償模塊對采樣定時后剩余的殘余相位進(jìn)行偏差補(bǔ)償。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟S102還包括：
[0018]S201，通過最大似然算法計算得到載波頻率偏差；
[0019]S202,對多個所述載波頻率偏差取平均值得到平均載波頻率偏差的公式為；
[0020] S203,通過平均載波頻率偏差對所述同步后的信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓綖椤?br> [0021] 優(yōu)選地，計算得到載波頻率偏差的公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種同步器，其特征在于，該同步器包括：定時同步模塊，配置成接收待傳輸信號， 以對所述待傳輸信號進(jìn)行時域符號定時同步； 載波頻偏補(bǔ)償模塊，配置成連接于所述定時同步模塊，以根據(jù)所述定時同步的結(jié)果對 所述定時同步后的信號進(jìn)行小數(shù)載波頻偏補(bǔ)償； 快速傅里葉變換模塊，配置成連接于所述載波頻偏補(bǔ)償模塊，以變換到頻域； 整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，配置成連接于所述快速傅里葉變換模塊，以實現(xiàn)整數(shù)頻偏補(bǔ)償； 采樣同步模塊，配置成連接于所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊，以實現(xiàn)采樣定時； 殘余相位補(bǔ)償模塊，配置連接于所述采樣同步模塊，以實現(xiàn)殘余相位的偏差補(bǔ)償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步器，其特征在于，所述定位同步模塊包括：延時器，配置 成接收所述待傳輸信號； 共軛乘法器，配置成接收所述待傳輸信號且連接于所述延時器； 第一滑動相關(guān)器，配置成連接于所述共軛乘法器； 第二滑動相關(guān)器，配置成連接于所述延時器； 比較判決器，配置成分別連接所述第一滑動相關(guān)器和第二滑動相關(guān)器且發(fā)送所述定時 同步的信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步器，其特征在于，所述載波頻偏補(bǔ)償模塊包括：第一數(shù)據(jù) 緩存器，配置成接收所述定時同步后的信號； CFO頻偏補(bǔ)償器，配置成連接于所述第一數(shù)據(jù)緩存器，且所述CFO頻偏補(bǔ)償器與所述第 一數(shù)據(jù)緩存器之間還通過CFO頻偏估計器連接； 數(shù)據(jù)聯(lián)合輸出器，配置成分別連接于所述第一數(shù)據(jù)緩存器和所述CFO頻偏補(bǔ)償器且發(fā) 送載波頻偏補(bǔ)償后的信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步器，其特征在于，所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊包括：導(dǎo)頻抽取 器，配置成連接于控制器以接收所述控制器的控制啟動信號或控制關(guān)閉信號并連接于所述 快速傅里葉變換模塊； 互相關(guān)器，配置成分別連接于所述導(dǎo)頻抽取器和快速傅里葉變換模塊； 比較器，配置成分別連接于所述互相關(guān)器和采樣同步模塊； 計數(shù)器，配置成連接于所述控制器已接收所述控制器的控制計數(shù)信號和控制停止信 號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步器，其特征在于，所述采樣同步模塊包括：導(dǎo)頻提取器， 配置成連接于所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊； 采樣頻偏補(bǔ)償器，配置成通過第二數(shù)據(jù)緩存器連接于所述導(dǎo)頻提取器，所述導(dǎo)頻提取 器還依次通過所述導(dǎo)頻相關(guān)器和采樣頻偏估計器連接于所述采樣頻偏補(bǔ)償器； 順序調(diào)整器，配置成連接于所述采樣頻偏補(bǔ)償器且發(fā)送采樣定時后信號。
6. 本發(fā)明還提供一種同步方法，其特征在于，該同步方法包括：使用根據(jù)1-5中任意一 項權(quán)利要求所述的同步器，該方法包括： S101，所述定時同步模塊對待傳輸信號在時域進(jìn)行定時同步； 5102, 所述載波頻偏補(bǔ)償模塊根據(jù)定時同步的結(jié)果對接收到的信號在時域進(jìn)行小數(shù)載 波頻偏補(bǔ)償處理； 5103, 將小數(shù)載波頻偏補(bǔ)償處理的信號通過快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域得到頻域信 號； 5104, 所述整數(shù)頻偏補(bǔ)償模塊根據(jù)頻域信號判斷相關(guān)峰位置，對頻域信號進(jìn)行整數(shù)頻 偏補(bǔ)償； 5105, 所述采樣同步模塊根據(jù)整數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，對整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行采 樣定時； 5106, 所述殘余相位補(bǔ)償模塊對采樣定時后剩余的殘余相位進(jìn)行偏差補(bǔ)償。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征在于，所述步驟S102還包括： S201，通過最大似然算法計算得到載波頻率偏差； 5202, 對多個所述載波頻率偏差取平均值得到平均載波頻率偏差； 5203, 通過平均載波頻率偏差對所述同步后的信號進(jìn)行補(bǔ)償。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的同步方法，其特征在于，計算得到載波頻率偏差的公式為：
對多個所述載波頻率偏差取平均值的公式為：
5 對所述同步后的信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓綖椋?br> 其中，rn為接收的信號序列，所述yn為同步后的信號，L為載波頻率偏差，Dsts為預(yù)設(shè) 循環(huán)前綴的周期。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征在于，所述步驟S105還包括： S501，判斷采樣時鐘的偏移是否等于1個所述采樣時鐘； S502,當(dāng)?shù)扔?個采樣時鐘，則提前或延后一個所述采樣時鐘。
【文檔編號】H04L25/02GK104468449SQ201410692000
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】徐勁松, 邴志光, 楊良勇, 孫義軍, 方曉偉, 孫琴 申請人:安徽華東光電技術(shù)研究所