一种同步方法和接收端的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种同步方法和接收端，能够提高系统的传输效率。所述方法包括：接收端获取对端发送的信号的采样信号；确定采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其中，N表示子载波个数；确定采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量；根据定时偏移统计量，计算采样信号的时间偏移量；确定采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量；根据频率偏移统计量以及时间偏移量，计算采样信号的频率偏移量；根据时间偏移量和频率偏移量，对采样信号进行时间和频率补偿。本发明适用于通信【技术领域】。
【专利说明】-种同步方法和接收端
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种同步方法和接收端。
【背景技术】
[0002] 目前，基于正交频分多址复用（Orthogonal Rrequen巧 Division Multiplexing, OFDM)的多载波传输技术，由于其可W有效解决无线信道频率选择性衰落，简化接收机复杂 度，也可W在子载波上灵活选择调制编码方式，显著提高通信系统的频率效率，已被广泛应 用于移动通信系统中。
[0003] 但是，OFDM系统对于接收端的同步要求很高。特别的，如果多载波系统存在频率 偏移，贝U会在接收端解调的时候引起子载波间干扰（Inter-Carrier Interference, ICI)， 降低接收信噪比，严重恶化系统的解调性能；如果多载波系统存在定时误差，会使得定时估 计偏离循环前缀（cyclic prefix,(P)的保护范围，同样会引起子载波之间的干扰。因此，在 OFDM系统中，往往需要借助同步算法对多载波系统的时间偏移及频率偏移进行估计。
[0004] 现有的多载波系统的同步算法通常需要同步序列的辅助。具体而言，通常需要在 发送端插入一段具有良好相关性的同步序列，在接收端将接收的信号和本地同步序列进行 相关运算，通过寻找相关峰来得到定时和频率估计值。由于现有的同步方法需要在发送端 周期性地发送同步序列，因此会占用系统的传输资源，降低系统的传输效率。
[0005] 因此，需要寻求一种能够提高系统的传输效率的同步方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种同步方法和接收端，W至少解决现有的同步方法会降低 系统传输效率的问题，能够提高系统的传输效率。
[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0008] 第一方面，提供一种同步方法，包括：
[0009] 接收端获取对端发送的信号的采样信号；
[0010] 确定所述采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其中，N表示子载波个 数；
[0011] 确定所述采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据所述零阶自相 关函数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量；
[0012] 根据所述定时偏移统计量，计算所述采样信号的时间偏移量；
[0013] 确定所述采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据所述N阶自相 关函数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量；
[0014] 根据所述频率偏移统计量W及所述时间偏移量，计算所述采样信号的频率偏移 量；
[0015] 根据所述时间偏移量和所述频率偏移量，对所述采样信号进行时间和频率补偿。
[0016] 与现有技术不同，基于本发明实施例提供的同步方法，不需要借助同步序列，因此 也无需在发送端周期性地发送同步序列，而是根据对端发送的信号的采样信号的零阶自相 关函数和N阶自相关函数即可进行定时估计及频率估计。因此，与现有技术相比，本发明实 施例提供的同步方法能够提高系统的传输效率。
[0017] 第二方面，提供一种接收端，包括：获取单元、确定单元、第一执行单元、第一计算 单元、第二执行单元、第二计算单元、W及补偿单元；
[0018] 所述获取单元，用于获取对端发送的信号的采样信号；
[0019] 所述确定单元，用于确定所述采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其 中，N表示子载波个数；
[0020] 所述第一执行单元，用于确定所述采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系 数，并根据所述零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量；
[0021] 所述第一计算单元，用于根据所述定时偏移统计量，计算所述采样信号的时间偏 移量；
[0022] 所述第二执行单元，用于确定所述采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系 数，并根据所述N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量；
[0023] 所述第二计算单元，用于根据所述频率偏移统计量W及所述时间偏移量，计算所 述采样信号的频率偏移量；
[0024] 所述补偿单元，用于根据所述时间偏移量和所述频率偏移量，对所述采样信号进 行时间和频率补偿。
[0025] 与现有技术不同，使用本发明实施例提供的接收端进行定时估计及频率估计时， 不需要借助同步序列，因此也无需在发送端周期性地发送同步序列，接收端通过对端发送 的信号的采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数即可进行定时估计及频率估计。因 此，与现有技术相比，本发明实施例提供的同步方法能够提高系统的传输效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1为本发明实施例提供的一种同步方法的流程示意图；
[0027] 图2为本发明实施例提供的一种接收端的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了 "第 一"、"第二"等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可 W理解"第一"、"第二"等字样并不对数量和执行次序进行限定。
[0030] 实施例一、
[0031] 本发明实施例提供一种同步方法，如图1所示，包括：
[0032] S101、接收端获取对端发送的信号的采样信号。
[0033] S102、接收端确定采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其中，N表示子 载波个数。
[0034] S103、接收端确定采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据零阶 自相关函数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量。
[0035] S104、接收端根据定时偏移统计量，计算采样信号的时间偏移量。
[0036] S105、接收端确定所述采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据 所述N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量。
[0037] S106、根据频率偏移统计量W及时间偏移量，计算采样信号的频率偏移量。
[0038] S107、根据时间偏移量和频率偏移量，对采样信号进行时间和频率补偿。
[0039] 需要说明的是，本发明实施例提供的同步方法，并不限定定时偏移统计量和频率 偏移统计量的计算顺序，即，可W按照图1所示的顺序，先计算定时偏移统计量，再计算频 率偏移统计量，也可W先计算频率偏移统计量，再计算定时偏移统计量，本发明实施例对此 不作具体限定。
[0040] 需要说明的是，本领域普通技术人员容易理解，对于多载波系统而言，其子载波个 数N > 1 ;而对于单载波系统，其子载波个数N= 1。在本发明实施例提供的同步方法中，并 不限定N的取值（当然，N应为> 1的正整数），即本发明实施例提供的同步方法不仅适用 于多载波系统，也适用于单载波系统，本发明实施例对此不作具体限定。
[0041] 另外，还需要说明的是，W下仅W单天线发送W及单天线接收的情况为例对本发 明实施例提供的同步方法进行说明。本领域普通技术人员应当理解，对于多天线发送W及 多天线接收系统（Multiple-I吨Ut and Multiple-〇u1:put，MIMO)，其每一对收发天线都可 W采用本发明实施例提供的同步方法进行定时估计及频率估计。
[0042] 具体的，在本发明实施例提供的同步方法中，接收端确定采样信号的零阶自相关 函数和N阶自相关函数（步骤S102)，具体可W包括：
[0043] 接收端根据第一预设公式，计算采样信号的零阶自相关函数，其中，第一预设公式 如公式（1)所示：
[0044]
【权利要求】
1. 一种同步方法，其特征在于，所述方法包括： 接收端获取对端发送的信号的采样信号； 确定所述采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其中，N表示子载波个数； 确定所述采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据所述零阶自相关函 数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量； 根据所述定时偏移统计量，计算所述采样信号的时间偏移量； 确定所述采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，并根据所述N阶自相关函 数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量； 根据所述频率偏移统计量以及所述时间偏移量，计算所述采样信号的频率偏移量； 根据所述时间偏移量和所述频率偏移量，对所述采样信号进行时间和频率补偿。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述采样信号的零阶自相关函 数和N阶自相关函数，包括： 根据第一预设公式，计算所述采样信号的零阶自相关函数，其中，所述第一预设公式包 括：
其中，r(n;0)表示采样信号的零阶自相关函数，y(n)表示采样信号，/(n)表示y(_) 的共轭函数，M表示正整数，P表示一个多载波符号的长度； 以及， 根据第二预设公式，计算所述采样信号的N阶自相关函数，其中，所述第二预设公式包 括：
其中，r(n;N)表示采样信号的N阶自相关函数，y(n)表示采样信号，/(n)表示y(_) 的共轭函数，M表示正整数，P表示一个多载波符号的长度。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述零阶自相关函数的傅里 叶级数的系数，计算定时偏移统计量，包括： 根据所述零阶自相关函数的傅里叶级数的系数、以及第一系统固有偏置，结合第三预 设公式，计算定时偏移统计量，其中，所述第三预设公式包括： M(k〇 ；0) = F^k0 ；0) ? R(k〇 ；0),
其中，MGctl ;0)表示定时偏移统计量,F1Gctl ;0)表示第一系统固有偏置，RGctl ;0)表示零 阶自相关函数的傅里叶级数的系数，f(n)表示成型函数，FM)表示成型函数f(n)的傅里 叶变换，F#( ?)表示F( ?)的共轭函数，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之 间的任意正整数。
4. 根据权利要求I) 3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述定时偏移统计量， 计算所述采样信号的时间偏移量，包括： 根据所述定时偏移统计量，结合第四预设公式，计算所述采样信号的时间偏移量，其 中，所述第四预设公式包括：
其中，表不时间偏移量，P表不一个多载波符号的长度，1?表不1到P-I之间的任意 正整数，arg{ ? }表示对复数求相位运算，MQcci ;0)表示定时偏移统计量。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述N阶自相关函数的傅里 叶级数的系数，计算频率偏移统计量，包括： 根据所述N阶自相关函数的傅里叶级数的系数、以及第二系统固有偏置，结合第五预 设公式，计算频率偏移统计量，其中，所述第五预设公式包括： M(k〇 ；N) = F^k0 ；N) ? R(k〇 ；N),
其中，MGctl ;N)表示频率偏移统计量,F1Gctl ;N)表示第二系统固有偏置，RGctl ;N)表示N 阶自相关函数的傅里叶级数的系数，f(n)表示成型函数，FM)表示成型函数f(n)的傅里 叶变换，F#( ?)表示F( ?)的共轭函数，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之 间的任意正整数。
6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述频率偏移统计量以及所 述时间偏移量，计算所述采样信号的频率偏移量，包括： 根据所述频率偏移统计量以及所述时间偏移量，结合第六预设公式，计算所述采样信 号的频率偏移量，其中，所述第六预设公式包括：
其中，反..表示频率偏移量，N表示子载波个数，arg{ ?}表示对复数求相位运算，MQcci ; N)表示频率偏移统计量，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之间的任意正整 数，L表示时间偏移量。
7. -种接收端，所述接收端包括：获取单元、确定单元、第一执行单元、第一计算单元、 第二执行单元、第二计算单元、以及补偿单元； 所述获取单元，用于获取对端发送的信号的采样信号； 所述确定单元，用于确定所述采样信号的零阶自相关函数和N阶自相关函数，其中，N 表示子载波个数； 所述第一执行单元，用于确定所述采样信号的零阶自相关函数的傅里叶级数的系数， 并根据所述零阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算定时偏移统计量； 所述第一计算单元，用于根据所述定时偏移统计量，计算所述采样信号的时间偏移 量； 所述第二执行单元，用于确定所述采样信号的N阶自相关函数的傅里叶级数的系数， 并根据所述N阶自相关函数的傅里叶级数的系数，计算频率偏移统计量； 所述第二计算单元，用于根据所述频率偏移统计量以及所述时间偏移量，计算所述采 样信号的频率偏移量； 所述补偿单元，用于根据所述时间偏移量和所述频率偏移量，对所述采样信号进行时 间和频率补偿。
8. 根据权利要求7所述的接收端，其特征在于，所述确定单元具体用于： 根据第一预设公式，计算所述采样信号的零阶自相关函数，其中，所述第一预设公式包 括：
其中，r(n;0)表示采样信号的零阶自相关函数，y(n)表示采样信号，/(n)表示y(_) 的共轭函数，M表示正整数，P表示一个多载波符号的长度； 所述确定单元具体还用于： 根据第二预设公式，计算所述采样信号的N阶自相关函数，其中，所述第二预设公式包 括：
其中，r(n;N)表示采样信号的N阶自相关函数，y(n)表示采样信号，/(n)表示y(_) 的共轭函数，M表示正整数，P表示一个多载波符号的长度。
9. 根据权利要求7或8所述的接收端，其特征在于，所述第一执行单元具体用于： 根据所述零阶自相关函数的傅里叶级数的系数、以及第一系统固有偏置，结合第三预 设公式，计算定时偏移统计量，其中，所述第三预设公式包括： M(k〇 ；0) = F^k0 ；0) ? R(k〇 ；0),
其中，MGctl ;0)表示定时偏移统计量,F1Gctl ;0)表示第一系统固有偏置，RGctl ;0)表示零 阶自相关函数的傅里叶级数的系数，f(n)表示成型函数，FM)表示成型函数f(n)的傅里 叶变换，F#( ?)表示F( ?)的共轭函数，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之 间的任意正整数。
10. 根据权利要求7)9任一项所述的接收端，其特征在于，所述第一计算单元具体用 于： 根据所述定时偏移统计量，结合第四预设公式，计算所述时间偏移量，其中，所述第四 预设公式包括：
其中，？^表不时间偏移量，P表不一个多载波符号的长度，1?表不1到P-I之间的任意 正整数，arg{ ? }表示对复数求相位运算，MQcci ;0)表示定时偏移统计量。
11. 根据权利要求7或8所述的接收端，其特征在于，所述第二执行单元具体用于： 根据所述N阶自相关函数的傅里叶级数的系数、以及第二系统固有偏置，结合第五预 设公式，计算频率偏移统计量，其中，所述第五预设公式包括： M(k〇 ；N) = F^k0 ；N) ? R(k〇 ；N),
其中，MGctl ;N)表示频率偏移统计量,F1Gctl ;N)表示第二系统固有偏置，RGctl ;N)表示N 阶自相关函数的傅里叶级数的系数，f(n)表示成型函数，FM)表示成型函数f(n)的傅里 叶变换，F#( ?)表示F( ?)的共轭函数，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之 间的任意正整数。
12. 根据权利要求7或8所述的接收端，其特征在于，所述第二计算单元具体用于： 根据所述频率偏移统计量以及所述时间偏移量，结合第六预设公式，计算所述采样信 号的频率偏移量，其中，所述第六预设公式包括：
其中，表示频率偏移量，N表示子载波个数，arg{ ?}表示对复数求相位运算，MQcci ; N)表示频率偏移统计量，P表示一个多载波符号的长度，1?表示1到P-I之间的任意正整 数，表示时间偏移量。
【文档编号】H04L27/26GK104363196SQ201410693476
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】徐薇, 李轶群, 毕猛 申请人:中国联合网络通信集团有限公司