一種基于克服大頻偏同步序列的同步檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于克服大頻偏同步序列的同步檢 測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 幀接收同步，通常是在4倍或8倍采樣速率下，實(shí)現(xiàn)同步位置的確認(rèn)，但是現(xiàn)有的 同步檢測算法采用的偽隨機(jī)序列在進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算時(shí)，對頻偏非常敏感，頻偏達(dá)到一定門 限會(huì)導(dǎo)致性能急劇下降。因此只能在頻偏很小的情況使用。對于天線的信號(hào)接收都會(huì)采用 4xchip速率接收（即采樣間隔為l/4Tc)。相關(guān)值計(jì)算針對4倍采樣分別計(jì)算。同步序列 長度采用4096長（同步序列越長，同步虛檢的概率越低，同步性能也越好）。
[0003] 每個(gè)同步窗口的窗長W = 4096chip，窗口位置偏移量AW= 256chip，過采樣倍數(shù) Rupsample = 4。第ka天線、第Nm個(gè)窗口對應(yīng)的第s路接收信號(hào)表示為：
[0004]
[0005] 為增強(qiáng)同步性能，采樣多段級聯(lián)的方式獲取相關(guān)值，分段長度AT = 256chip :
[0006]
[0007] 其中s (η)表示復(fù)數(shù)化的本地同步序列（midamble序列），Cm表示級聯(lián)序列的索 弓丨。每個(gè)檢測窗口都需要進(jìn)行4096長的相關(guān)計(jì)算，只要該窗口的同步相關(guān)最大峰值沒有達(dá) 到同步門限，檢測窗口依次滑動(dòng)AW = 256chip，指向下一個(gè)窗口，重新進(jìn)行4096長的相關(guān) 計(jì)算。如果當(dāng)前窗內(nèi)同步檢測成功，那么結(jié)束檢測，并輸出同步結(jié)果：即同步位置。
[0008] 上述現(xiàn)有的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)過程中，每個(gè)同步窗口的窗長W = 4096chip，窗口位 置偏移量AW= 256chip，如果同步位置比較靠后，極限情況下，總共需要進(jìn)行64(4096*4/ (256*4))次4096長的相關(guān)計(jì)算；滑動(dòng)相關(guān)所帶來的計(jì)算量比較大，同步時(shí)間也會(huì)較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于克服大頻偏同步序列的同步檢測方法，能夠提 高在大頻偏下的同步性能，同時(shí)有效降低同步的時(shí)間和算法復(fù)雜度。
[0010] 本發(fā)明的一種基于克服大頻偏同步序列的同步檢測方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟1、粗同步檢測：
[0012] 設(shè)定接收機(jī)的采樣窗口寬度為2048X4,并控制接收機(jī)以4倍采樣速率的方式對 輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，得到長度均為2048的4路粗同步數(shù)據(jù)；
[0013] 將本地同步CAZAC序列與每路粗同步數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相關(guān)處理，得到4列相關(guān)值；判 斷4列相關(guān)值中最大值是否大于設(shè)定的粗同步門限：
[0014] 如果大于或等于，記錄所述最大值在采樣后的輸入數(shù)據(jù)中的位置，作為幀頭的粗 同步位置，然后執(zhí)行步驟2;
[0015] 如果小于，則認(rèn)為同步失敗，未找到幀頭的粗同步位置，控制接收機(jī)的采樣窗口偏 移長度為2048 X 4,返回步驟1 ;
[0016] 其中，所述CAZAC序列的長度為2048,其生長方式為：
[0017]
[0018] 其中，μ 表示 CAZAC 序列的根序號(hào)，0 < η < pilotLen-1，μ = 3，pilotLen = 2048 ；
[0019] 步驟2、精同步檢測：
[0020] S201、根據(jù)步驟1中得到的粗同步位置，在所述步驟1接收的采樣后的輸入數(shù)據(jù) 中，以所述幀頭的粗同步位置為參考點(diǎn)向前移動(dòng)pX4個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，作為精同步起點(diǎn)；從該精 同步起點(diǎn)開始取長度為2048X4的數(shù)據(jù)，形成4路精同步序列；其中，p的取值范圍為3~ 40 ；
[0021] S202、以ΔΤ = 256作為分段長度，將每一路精同步序列與長度為2048的本地 Midamble序列按多段級聯(lián)的方式獲取相關(guān)值，即得到4列相關(guān)值；
[0022] S203、判斷4列相關(guān)值中最大值是否大于設(shè)定的精同步門限：
[0023] 如果大于或等于，記錄所述最大值所在的位置，即作為幀頭的精確位置，然后執(zhí)行 步驟3 ;
[0024] 如果小于，則精檢測失敗，控制接收機(jī)的采樣窗□偏移長度為2048X4后，返回步 驟1 ;
[0025] 步驟3、輸出幀頭的精確位置。
[0026] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0027] 本發(fā)明同步檢測算法采用粗同步+精同步的實(shí)現(xiàn)方式，在粗同步時(shí)失敗后，不再 進(jìn)行精同步，節(jié)省計(jì)算時(shí)間；另外，粗同步首先確定一個(gè)大的同步位置范圍，然后再進(jìn)行精 確同步檢測，可以有效的減低同步的時(shí)間和算法復(fù)雜度；
[0028] 本發(fā)明采用新的CAZAC序列，能在高頻偏條件下，同步位置會(huì)產(chǎn)生小范圍的偏差 (比現(xiàn)有的ZC序列同步位置偏差小的多），能夠很好滿足粗同步序列的抗頻偏要求。
【附圖說明】
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的ZC序列自相關(guān)曲線圖；
[0030] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的ZC序列自相關(guān)與本發(fā)明的CAZAC序列自相關(guān)曲線圖比$父結(jié) 果；
[0031] 圖3為本發(fā)明確定的新的CAZAC序列與現(xiàn)有技術(shù)的ZC序列在相關(guān)峰值的能量和 位置隨頻偏的變化情況，其中，同步位置為100, SNR = 25,頻偏分別在OUOkHz和20kHz ;
[0032] 圖4為本發(fā)明中m序列的滑動(dòng)相關(guān)峰值位置受到頻偏影響情況，其中，同步位置為 100, SNR = 25,頻偏分別在 0、IOkHz 和 20kHz ;
[0033] 圖5為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035] 由于現(xiàn)有的偽隨機(jī)序列在進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算時(shí)，對頻偏非常敏感，頻偏達(dá)到一定門 限會(huì)導(dǎo)致性能急劇下降。因此只能在頻偏很小的情況使用，因此本發(fā)明尋找新的CAZAC序 列序列，以期克服大頻偏的問題。
[0036] LTE中使用的ZC序列的生成表達(dá)式如下：
[0037]
[0038] 其中』為序列長度，!11 = 0，1，*"，^1，以為與~互質(zhì)的任意正整數(shù)。
[0039] 下面通過公式推導(dǎo)出，ZC序列在有頻偏存在的情況下的自相關(guān)公式：
[0040]
[0041 ]
[0042]
[0043]
[0044] 其中，r表示經(jīng)過信道后，接收到的同步序列數(shù)據(jù)；s表示原始的同步序列。
[0045]

[0046] 通過上式可以看出，影響相關(guān)峰值的位置是 I在根序列μ ， 相同，不同的頻偏場景下，相關(guān)峰值和相關(guān)峰值位置受頻偏影響較大，如圖1所示。
[0047] 為避免ZC序列對頻偏敏感的問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)新的CAZAC序列，公式見下：
[0048]
[0049] 新的CAZAC序列自相關(guān)峰值的位置比實(shí)際位置偏移的很小，而且旁瓣也很小，如 圖2所示。
[0050] 使用全新的CAZAC序列，在不同長度、不同頻偏下相關(guān)峰值的位置始終處于較小 的偏差范圍內(nèi)，可見相關(guān)性能都可以滿足粗同步序列的要求。所以最終決定采用該新的 CAZAC序列作為粗同步使用的同步序列。