专利名称：：一种快速短前导符号同步方法
技术领域：
：本发明属于通信
技术领域：
，涉及通信领域中的一种快速短前导符号同步方法，特别适合于大容量、短前导、突发传输的符号定时同步。
背景技术：
：随着科学技术水平的提高，在通信领域中对通讯设备也提出了更高的要求。在OF匿系统中，为实现发送端和接收端时间同步的定时方法一般都采取前导符号来实现的。前导符号为OF匿系统发送端和接收端已知的符号序列，接收端利用所接收的前导符号进行时间同步以及载波频偏计算处理可实现信息同步。现有的调制解调器符号定时同步多采用闭环结构计算完成相干检测，它的优点是计算精度高、结构简单，特别适合连续通信。但是当用于突发通信时该技术存在的缺陷是同步时间长(系统开销大)，在大容量点对多点无线通信中，各点间的突发通信时间短，因此闭环结构计算的应用受到了极大的限制，较长的处理时间使现有的调制解调器不能很好的普及使用。因此，急需提供新的同步方法应用在调制解调器中。现有技术不能很好的解决大容量点对多点无线通信系统的快速同步过程，给本领域工作人员带来了麻烦。
发明内容本发明的目的是为了适应大容量无线通信系统中快速的进行信息同步的技术问题，设计了一种快速短前导符号同步方法，在发射机端插入短前导序列，在接收端相应进行定时误差计算、划分子带步骤，再通过内插滤波将异步信息转换为同步信息。本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种快速短前导符号同步方法，以上方法是借助发射机、接收机以及配套软件程序实现的，首先发射机进行数据分组、调制、插入前导序列、内插和基带成型；接收机对信号进行过采样、信号匹配、帧同步处理步骤，上述的方法是在接收机中还增设定时误差计算模块、划分子带模块，定时误差计算模块和分子带模块对接收的数据处理后，借助内插模块将异步数据转换为同步数据，以上三个步骤的具体实现过程是A、在帧同步处理后，定时误差计算模块将匹配后的过采样信号和分组起始位置进行符号定时误差计算，计算出基带信号偏离最佳采样点的位置；B、划分子带模块借助定时误差计算值、内插基准点和分数间隔三者的关系，将误差计算区间划分为5个子带，并确定归一化角度的归属区间；C、内插模块根据归一化角度的归属区间，确定出内插滤波器所需的内插基点和分数间隔与归一化角度的关系；D、内插模块输出同步信息。本发明的有益效果是1)、本发明采用信号处理技术误差计算定时参量，无需额外的前导(开销)，提高了系统的吞吐量；2)、本发明所需的处理时钟低，仅为符号速率的四倍，特别适合大容量突发传输；3)、同步算法结构简单，资源占用较少，运算复杂度较低，便于全数字实现和工程应用；4)、本发明适用于信号形式为升余弦滚降的调制信号，与调制方式无关。不仅可用于分组突发传输的符号同步，还可以用于连续传输的符号同步。下面结合附图对本发明进行详细说明。图1是本发明在发射机端的处理流程图。图2是本发明在接收机端的处理流程图。具体实施例方式参看图1和图2，一种快速短前导符号同步方法，以上方法是借助发射机、接收机以及配套软件程序实现的，首先发射机进行数据分组、调制、插入前导序列、内插和基带成型；接收机对信号进行过采样、信号匹配、帧同步处理步骤，上述的方法是在接收机中还增设定时误差计算模块、划分子带模块，定时误差计算模块和分子带模块对接收的数据处理后，借助内插模块将异步数据转换为同步数据，以上三个步骤的具体实现过程是A、在帧同步处理后，定时误差计算模块将匹配后的过采样信号和分组起始位置进行符号定时误差计算，计算出基带信号偏离最佳采样点的位置；B、划分子带模块借助定时误差计算值、内插基准点和分数间隔三者的关系，将误差计算区间划分为5个子带，并确定归一化角度的归属区间；C、内插模块根据归一化角度的归属区间，确定出内插滤波器所需的内插基点和分数间隔与归一化角度的关系；D、内插模块输出同步信息。上述的定时误差计算模块的处理步骤包括将分组的信号进行信号包络、离散傅立叶变换、求平均和归一化处理，具体过程是Al、通过对分组的基带信号求平方和得到信号包络；A2、将时间域的信号包络通过离散傅立叶运算变换到频率域，得到分组频域信号；A3、对频域的分组信号分别进行平均算法；A4、求出平均后的分组信号的夹角，并除以2Ji进行归一化。上述的误差计算区间划分方式是等分为5个子带。上述的内插模块采用的是三阶立方内插、或线性内插、或分段抛物内插。在定时误差计算模块和内插模块之间还增设延时模块，延时模块用于补偿定时误差计算模块和划分子带模块的处理时延，以便送入内插模块的数据和内插器的参数同步。上述的接收机工作于单载波分组传输方式，调制方式采用BPSK调制。上述的接收机对信号进行过采样和信号匹配过程之间增加下变频和滤波处理步骤，对过采样得到的数字信号进行下变频和滤波处理，获得零中频数字信号。上述的内插模块输出同步信息是借助内插滤波器参数和延迟的基带信号完成的4符号定时同步。上述的内插模块输出的采样率为符号速率。具体实施时，接收机将接收的基带信号过采样后，并匹配后，通过对多路基带信号求平方和得到信号包络；再将信号包络通过离散傅立叶FFT数学运算变换到频率域，得到多路频域信号；对频域的多路信号分别进行长度为512点的平均，其输出间隔为512点符号长度；求出平均后的两路信号的夹角，并除以2进行归一化。定时误差计算后要进行划分子带过程，划分子带算法利用定时误差计算值？(ft)来确定内插滤波器的控制参数内插基准点m(k)和分数间隔y(k)。三者之间的关系可用式(1)来表示:(t)r=w(t)j;+(1)其中T为符号周期，Ts为采样时钟周期，本发明实施例中T=4TS。将式(1)化简得到式(2):4(*)=+(2)三个参数的范围见式(3)。柳e[-0.5,0,5]m(k)g{0、l、2、3}u(k)g[O，l)(3)根据式(2)和(3)将整个区间分为五个子带，具体表示见表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1划分区间，将f(l:)的范围[-0.5，0.5]等分为5个区间，确定归一化角度的归属区间，根据归一化角度的归属区间确定出内插滤波器所需的内插基点和分数间隔与归一化角度的关系。内插模块根据得到的参数利用前后4个采样值将异步数据转换为同步数据进行输出。权利要求一种快速短前导符号同步方法，以上方法是借助发射机、接收机以及配套软件程序实现的，首先发射机进行数据分组、调制、插入前导序列、内插和基带成型；接收机对信号进行过采样、信号匹配、帧同步处理步骤，其特征在于所述的方法是在接收机中还增设定时误差计算模块、划分子带模块，定时误差计算模块和分子带模块对接收的数据处理后，借助内插模块将异步数据转换为同步数据，以上三个步骤的具体实现过程是A、在帧同步处理后，定时误差计算模块将匹配后的过采样信号和分组起始位置进行符号定时误差计算，计算出基带信号偏离最佳采样点的位置；B、划分子带模块借助定时误差计算值、内插基准点和分数间隔三者的关系，将误差计算区间划分为5个子带，并确定归一化角度的归属区间；C、内插模块根据归一化角度的归属区间，确定出内插滤波器所需的内插基点和分数间隔与归一化角度的关系；D、内插模块输出同步信息。2.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的定时误差计算模块的处理步骤包括将分组的信号进行信号包络、离散傅立叶变换、求平均和归一化处理，具体过程是Al、通过对分组的基带信号求平方和得到信号包络；A2、将时间域的信号包络通过离散傅立叶运算变换到频率域，得到分组频域信号；A3、对频域的分组信号分别进行平均算法；A4、求出平均后的分组信号的夹角，并除以2Ji进行归一化。3.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的误差计算区间划分方式是等分为5个子带。4.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的内插模块采用的是三阶立方内插、或线性内插、或分段抛物内插。5.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于在定时误差计算模块和内插模块之间还增设延时模块，延时模块用于补偿定时误差计算模块和划分子带模块的处理时延，以便送入内插模块的数据和内插器的参数同步。6.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的接收机工作于单载波分组传输方式，调制方式采用BPSK调制。7.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的接收机对信号进行过采样和信号匹配过程之间增加下变频和滤波处理步骤，对过采样得到的数字信号进行下变频和滤波处理，获得零中频数字信号。8.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的内插模块输出同步信息是借助内插滤波器参数和延迟的基带信号完成的符号定时同步。9.根据权利要求1所述的一种快速短前导符号同步方法，其特征在于所述的内插模块输出的采样率为符号速率。全文摘要一种快速短前导符号同步方法，为了适应大容量无线通信系统中快速的进行信息同步的技术问题，采用的技术方案是借助发射机、接收机以及配套软件程序实现的，首先发射机进行数据分组、调制、插入前导序列、内插和基带成型；接收机对信号进行过采样、信号匹配、帧同步处理步骤，上述的方法是在接收机中还增设定时误差计算模块、划分子带模块，定时误差计算模块和分子带模块对接收的数据处理后，借助内插模块将异步数据转换为同步数据。本发明的优点是提高了系统的吞吐量；特别适合大容量突发传输；同步算法结构简单，资源占用较少，运算复杂度较低；不仅可用于分组突发传输的符号同步，还可以用于连续传输的符号同步。文档编号H04L25/03GK101695063SQ20091007574公开日2010年4月14日申请日期2009年10月19日优先权日2009年10月19日发明者张永杰,王东,隋占菊申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所;