本發(fā)明涉及的是一種無線通信領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法。

背景技術(shù)：

1、隨著移動通信技術(shù)的持續(xù)進化，移動通信系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷提高，其實現(xiàn)成本亦隨之上升。正交頻分復(fù)用(ofdm)技術(shù)在現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，該技術(shù)利用正交相位有效避免了載波間的相互干擾。為了維持信號發(fā)射端與接收端的載波正交性，必須對接收到的信號進行時間和頻率的同步。支持多種通信協(xié)議的接收端設(shè)備，需在通信系統(tǒng)中針對不同的接收端設(shè)計多樣的同步解決方案，這無疑導(dǎo)致了巨大的資源消耗。此外，采用此類解決方案的通信設(shè)備，往往難以適配未來的通信協(xié)議。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)在無線通信收端同步場景中無法實時在線處理接收信號的fir濾波計算且資源消耗和延時無法滿足現(xiàn)有工程的需要，提出一種動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，使用脈動陣列設(shè)計了動態(tài)可重構(gòu)的數(shù)字fir濾波器，并將其應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的收端同步，兼容多種通信標(biāo)準(zhǔn)的同時大幅度降低了實現(xiàn)下行同步算法的資源消耗。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明涉及一種動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，對接收信號進行fir低通濾波和降采樣處理后，計算信號的pss序列互相關(guān)系數(shù)、信號能量及其與同步序列的距離，再將距離超閾值的pss序列的相對位置在輸入信號中標(biāo)記定時信息。

4、所述的fir低通濾波，采用基于脈動陣列和winogard算法的復(fù)數(shù)fir濾波器實現(xiàn)。

5、所述的復(fù)數(shù)fir濾波器，通過數(shù)據(jù)總線控制濾波器系數(shù)、階數(shù)和功耗。

6、本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，包括：預(yù)處理模塊、pss檢測模塊和定時標(biāo)記模塊，其中：預(yù)處理模塊對接受信號進行低通濾波和降采樣處理后輸出至pss檢測模塊，pss檢測模塊對降采樣后的接收信號與pss序列的余弦距離判斷pss序列在接收信號中的位置；定時標(biāo)記模塊根據(jù)峰值出現(xiàn)的位置以及pss檢測模塊的計算延時標(biāo)記出下一次pss在接收信號中的位置。

7、所述的pss檢測模塊包括：三組復(fù)數(shù)fir濾波器、一組實數(shù)fir濾波器和峰值檢測器，其中：三組復(fù)數(shù)fir濾波器并行計算降采樣后的接收信號與三種pss序列的互相關(guān)，一組實數(shù)fir濾波器用于計算降采樣后接收信號的能量；峰值檢測器根據(jù)互相關(guān)與信號能量計算余弦距離，并根據(jù)余弦距離與閾值的關(guān)系判斷該余弦距離是否可能是余弦距離的峰值。

8、技術(shù)效果

9、本發(fā)明通過設(shè)計動態(tài)可重構(gòu)的fir濾波器，使收端同步方案中低通濾波和互相關(guān)模塊可以動態(tài)配置；通過定時標(biāo)記模塊不需要將低通濾波后的接收信號存儲在ram后再讀出，從而補償pss同步檢測模塊的計算延時。而是利用pss信號的周期行特點，在接收信號中標(biāo)記下一個pss出現(xiàn)的位置。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可動態(tài)調(diào)整低通濾波器的頻率響應(yīng)；可動態(tài)調(diào)整同步序列，支持多種同步序列的互相關(guān)計算，從而支持多種同步信號檢測；降低下行同步檢測整體延時，減少定時模塊的資源消耗。

技術(shù)特征：

1.一種動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征在于，對接收信號進行fir低通濾波和降采樣處理后，計算信號的pss序列互相關(guān)系數(shù)、信號能量及其與同步序列的距離，再將距離超閾值的pss序列的相對位置在輸入信號中標(biāo)記定時信息；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征是，所述的fir低通濾波，采用脈動陣列實現(xiàn)，該脈動陣列包括：數(shù)據(jù)總線單元、處理單元pe和末級處理單元pen，其中：在初始化階段，通過數(shù)據(jù)總線將fir濾波器抽頭系數(shù)寫入對應(yīng)的處理單元和末級處理單元中，初始化后，如果需要調(diào)整fir濾波器的頻率響應(yīng)，可以重新通過數(shù)據(jù)總線將新的fir濾波器抽頭系數(shù)寫入對應(yīng)的處理單元和末級處理單元中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征是，所述的處理單元pe包括：一個乘法器、一個加法器、若干延時單元和一個存儲單元，其中：每個時鐘周期將延時單元中的輸入數(shù)據(jù)按照信號輸入的時間順序與對應(yīng)的濾波器抽頭系數(shù)相乘，乘積加上前級乘積后輸出到下級pe；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征是，所述的復(fù)數(shù)fir濾波器將接收信號的實部序列加虛部序列后與pss序列的實部進行fir濾波，得到第一濾波信號fir0；接收信號的實部序列減虛部序列后與pss序列的虛部進行fir濾波，得到第二濾波信號fir1；接收信號的實部與pss序列的實部與虛部的和進行fir濾波，得到第三濾波信號fir2；再將第一濾波信號fir0減第三濾波信號fir2即復(fù)數(shù)fir計算的虛部，將第二濾波信號fir1減第三濾波信號fir2即復(fù)數(shù)fir計算的實部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征是，所述的距離，即通過余弦距離判斷同步序列在輸入信號中的相對位置，具體為：其中：x為輸入信號，y為同步序列，y*是y的共軛，ε是余弦距離，為同步序列的能量，是固定值，n是同步序列的長度；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，其特征是，所述的標(biāo)記定時信息，即標(biāo)記輸入信號的幀頭，具體為：t1+t2位置，其中：t1為pss檢測模塊的延時，t2為通過基帶處理后獲取同步序列起始位置與幀頭的時延，其中t1通過仿真確定，電路實現(xiàn)后，t1不變，t2由基帶從接收信號中解調(diào)得到。

7.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任一所述方法的動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步系統(tǒng)，其特征在于，包括：預(yù)處理模塊、pss檢測模塊和定時標(biāo)記模塊，其中：預(yù)處理模塊對接受信號進行低通濾波和降采樣處理后輸出至pss檢測模塊，pss檢測模塊對降采樣后的接收信號與pss序列的余弦距離判斷pss序列在接收信號中的位置；定時標(biāo)記模塊根據(jù)峰值出現(xiàn)的位置以及pss檢測模塊的計算延時標(biāo)記出下一次pss在接收信號中的位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信收端同步系統(tǒng)，其特征是，所述的pss檢測模塊包括：三組復(fù)數(shù)fir濾波器、一組實數(shù)fir濾波器和峰值檢測器，其中：三組復(fù)數(shù)fir濾波器并行計算降采樣后的接收信號與三種pss序列的互相關(guān)，一組實數(shù)fir濾波器用于計算降采樣后接收信號的能量；峰值檢測器根據(jù)互相關(guān)與信號能量計算余弦距離，并根據(jù)余弦距離與閾值的關(guān)系判斷該余弦距離是否可能是余弦距離的峰值。

技術(shù)總結(jié)
一種動態(tài)可重構(gòu)的無線通信收端同步方法，對接收信號進行FIR低通濾波和降采樣處理后，計算信號的PSS序列互相關(guān)系數(shù)、信號能量及其與同步序列的距離，再將距離超閾值的PSS序列的相對位置在輸入信號中標(biāo)記定時信息。本發(fā)明使用脈動陣列設(shè)計了動態(tài)可重構(gòu)的數(shù)字FIR濾波器，并將其應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的收端同步，兼容多種通信標(biāo)準(zhǔn)的同時大幅度降低了實現(xiàn)下行同步算法的資源消耗。

技術(shù)研發(fā)人員：阮波,江立旻,曹姍,姜之源
受保護的技術(shù)使用者：上海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30