一种基于自适应门限的扩频同步方法及装置的制造方法_2

文档序号:9330208阅读:来源:国知局
流程图;
[0050]图2是本发明实施例提供的基于自适应门限的扩频同步装置的示意图。
[0051]附图标记说明:
[0052]1、第一移位寄存器2、第二移位寄存器3、L位累加器4、第三移位寄存器5、第四移位寄存器6、第五移位寄存器7、滑动相关器8、自适应门限生成器9、滑动窗判决器10、比较器判决器
【具体实施方式】
[0053]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0054]本发明的实施例提供一种基于自适应门限的扩频同步方法,如图1所示,该方法包括:在步骤101中,在时钟周期内根据本地扩频序列对一段接收信号进行统计形成比较判决值,同时基于一段接收信号形成自适应门限值。
[0055]其中,如图2所示,形成比较判决值的过程具体为:首先,基于时钟周期和采样倍数分别对接收信号中的I路信号和Q路信号进行移位存储。在时钟周期内将I路和Q路信号分别向第一移位寄存器I和第二移位寄存器2中推入1/N个码片,也就是说I路信号Γι和Q路信号^分别随着时钟周期依次推入各自的移位寄存器中,N为设定的采样倍数,即采样速率高于码片速率的倍数,I路信号和Q路信号对应的移位寄存器相同,为了满足对于同步序列能够按照设定的采样速率进行采样,第一移位寄存器和第二移位寄存器都为N*L位,其中,N为大于2的整数,L为接收信号同步序列的码长度。以I路信号为例,将I路信号随着时钟周期推入第一移位寄存器中,采样速率是码片速率的N倍,第一移位寄存器的每一位存储1/N个码片,每个时钟周期向第一移位寄存器中推入1/N个码片。
[0056]然后,基于采样倍数N分别对存储的一段I路信号和Q路信号进行采样得到判决采样数据。具体为从第一移位寄存器I和第二移位寄存器2的第一位开始,每隔N位取一个值,总共取到的L个值分别为I路信号和Q路信号的判决采样数据。
[0057]随后,根据本地扩频序列对判决采样数据进行计算形成I路和Q路信号相关值,分别将I路信号和Q路信号的判决采样数据与本地扩频序列对应位^至d:相乘,将相乘后的结果通过L位累加器3分别求平均值得到I路和Q路信号相关值。进而对I路和Q路信号相关值y#PyQ进行平方包络计算,即求两路信号的平方和yi2+yQ2得到该时钟周期的比较判决值Un。
[0058]以I路信号为例,将I路信号随着时钟周期推入第一移位寄存器I中,采样速率是码片速率的N倍,第一移位寄存器I的每一位存储1/N个码片,每个时钟周期向第一移位寄存器I中推入1/N个码片。在第一移位寄存器I中,从第一移位寄存器I第一位开始,每个时钟周期对当前周期存储的I路信号每间隔N位取一个值,总共取到L个值,将取到的L个值分别与本地扩频序列对应位的值相乘,然后通过L位累加器3对L个相乘后的结果求平均值,得到当前周期I路信号的相关值,也就是I路信号进行上述相关运算后的能量。Q路信号的相关值计算和I路信号相同。
[0059]其中,本地扩频序列与移位寄存器的对应方法具体为:由于移位寄存器的位数为N*L,每一位存储1/N个码片,因此每N位可以存储一个码片,把移位寄存器平均分为L个区域,每个区域有N位,本地扩频序列有L位,分别为山、(12至dy从移位寄存器的输入端开始,L个区域按照顺序分别于本地扩频序列的4到d ^目对应。也就是说从移位寄存器中某一个区域取到的值与和该区域对应的本地扩频序列位相乘。当接收信号的扩频序列和本地序列同步时,接收信号的I路和Q路信号的扩频序列的第I位至第L位正好进入到移位寄存器中与本地扩频序列第I位至第L位对应的区域中,即接收信号的扩频序列与本地扩频序列对齐,因此对应位进行相乘运算后得到一个较大的相关值,从而在之后的判决过程中超过门限值。
[0060]进一步的,形成自适应门限值的过程具体为:首先,对接收信号r进行平方包络计算,即对接收信号的I路信号和Q路信号求平方和α2+Γ()2。
[0061]然后,基于时钟周期和采样速率对进行完平方包络计算的接收信号Γι2+Γ()2进行移位存储。具体为在时钟周期内将进行完平方包络计算的接收信号^2+^2向第三移位寄存器4中推入1/Ν个码片,即将经过平方包络处理的接收信号随着时钟周期依次推入第三移位寄存器4中,第三移位寄存器与上述计算I路和Q路相关值的第一、第二移位寄存器相同,位数为N*L,每N位可以存储一个码片。
[0062]随后,根据基于采样倍数N对存储的一段进行完平方包络计算的接收信号进行采样得到门限采样数据,从第三移位寄存器4的第一位开始,每隔N位取一个值,得到门限采样数据。在第三移位寄存器4中,每个时钟周期从第三移位寄存器第一位开始,对当前周期存储的经过平方包络处理的接收信号每间隔N位取一个值,取到的L个值为门限采样数据。
[0063]进而对门限采样数据进行求平均值计算得到自适应门限值。通过L位累加器3对总共取到的L个值求平均值,将该平均值R与常数C相乘得到当前周期接收信号的自适应门限值VTn。其中,常数C是根据所选择的扩频序列的自相关的最大值S来确定的,一般C为自相关的最大值S的一半,但是在实际应用过程中,可根据实际系统性能需要,C的取值可以在S/2左右小范围内调整。
[0064]在步骤102中,在多个时钟周期中,多个时钟周期也可以说是连续的一段时间,该段时间由多个连续的时钟周期组成,若位于中间的时钟周期(位于中间时间点)形成的比较判决值大于其他时钟周期形成的比较判决值,且位于中间的时钟周期以及其前后相邻的两个时钟周期形成的比较判决值都分别大于该时钟周期形成的自适应门限值,则判决位于中间的时钟周期的接收信号与本地扩频序列同步,表明本地参考序列和接收信号的前导码相位同步。其中,位于中间的时钟周期为多个时钟周期中位于中间点的时钟周期,例如有7个时钟周期,则其中的第4个时钟周期为位于7个时钟周期中间的时钟周期,其前后相邻的两个时钟周期即为第3个和第5个时钟周期。
[0065]上述步骤102具体是通过在滑动窗中进行比较判决的方式实现的。首先,在时钟周期内将多个时钟周期内形成的比较判决值和自适应门限值分别向滑动窗中的第四移位寄存器5和第五移位寄存器6中推入I位值,即每个时钟周期第四移位寄存器5和第五移位寄存器6分别被推入一个比较判决值和一个自适应门限值。第四移位寄存器5和第五移位寄存器6为M位,M为大于2的任意奇数。在本发明实施例中,M基于硬件开销和性能的最优搭配进行设定,当N为偶数时,M = N+1,当N为奇数时,M = No
[0066]在存储的多个比较判决值中,若中间位的比较判决值Un大于其他位的比较判决值,即Un>Ul(i ^ η),且中间位以及其前后相邻的两位的比较判决值都分别大于存储的多个自适应门限值中相对应位的自适应门限值,即un>VTn且u n PVh及un+1>VTn+1,则判决中间位的比较判决值对应的接收信号与本地扩频序列同步。也就是说每个时钟周期都将第四移位寄存器5中间位存储的值分别与第四移位寄存器5中的其他位存储的值进行比较,同时将第四移位寄存器5中间位以及与其相邻的左右位存储的值分别与第五移位寄存器6中间位以及与其相邻的左右位存储的值进行比较。当然,在下一个时钟周期,第四移位寄存器5和第五移位寄存器6中的值会相应的向左或向右移动一位。若当前周期第四移位寄存器5中间位存储的值大于其他位存储的值,且第四移位寄存器5中间位以及与其相邻的左右位存储的值都大于第五移位寄存器6中间位以及与其相邻的左右位存储的值,则判决当前周期接收信号的扩频序列与本地扩频序列处于同步状态,并产生同步信号。
[0067]本发明实施例提供的基于自适应门限的扩频同步方法,针对传统的扩频同步方法的缺点提出在滑动窗中进行比较判决的检测方式,通过两个移位存储器分别存储多个比较判决值及对应自适应门限值。比较判决值及对应自适应门限值随时钟周期被依次推入各自移位寄存器,每个时钟周期对寄存器中的值进行比较,只有当比较判决值寄存器的中间位置存储的值大于其它位置存储的各值,并且中间位置及其左右位置存储的值都超过对应的自适应门限时,才判决为接收信号与本地序列处于真正同步状态。该方法不仅能够减小甚至消除虚警现象,还可以得到较准确的同步脉冲的起始界,进行精确的系统
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