专利名称：一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法及装置。
背景技术：
随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，无线通信技术在人们的日常工作和生活中起着越来越重要的作用，在经济、政治、社会活动和工作各个领域中，都需要有良好的无线通信技术来保持信息的及时交换与畅通。目前，第二代数字移动通信系统已经在全球范围内得到广泛的应用，其数据传输速率为9. 61Ait/S，最高可达321Ait/S。第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s。为了进一步实现高质量、高速度的移动通信业务，对以 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)为核心技术的第四代移动通信系统的理论及技术研究已广泛的展开。较之第三代移动通信系统， OFDM技术具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，不仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好的满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。由于OFDM技术具有较强的抗多径衰落能力以及较高的频谱利用率，非常适合高速数据传输，因此在许多无线通信系统中得到了广泛的应用。如在WiMedia联盟倡导的基于OFDM技术的超宽带(UWB)系统，该系统将频谱以528MHz带宽进行分割，在每个子频带上采用OFDM技术。通信距离为4-10m，最高速率可达480Mbps。其中IEEE802. 15. 3a草案对 UffB收发机的功耗要求是，当系统达到最大速率480Mbps时，接收机的功耗仅为323mW，这给硬件设计带来了很大的挑战。具体表现为整个系统功耗比较大，需要低复杂度设计。此外，与其它基于OFDM技术的接收机不同的是，在超宽带技术中使用跳频技术在 3个528MHz的频段内进行实时频带切换。超宽带技术占用了 3. 168-10. 560GHz的频谱，该频谱分为5个频段组，前4个频段组是由3个528MHz的子频带组成，而最后一个频段组由两个528MHz的子频带组成。目前，第一个频段组是强制使用的，而其他频段组是可选的。对于第一个频段组，OFDM符号通过跳频技术在三个512MHz子频段切换。在如超宽带的跳频正交频分复用宽带系统，由于发射与接收端之间存在多种障碍物，信号在传播过程中往往会受到各种障碍物所引起的遮挡、吸收、反射、折射和衍射的影响，这样，到达接收端的信号是来自不同传播路径的信号之和，接收到的信号与原信号失真非常大。此外，正交频分复用技术使用了频率的正交特性，一旦其正交性遭破坏，系统的误码率急剧增加，这也是正交频分复用技术的一个主要缺陷。产生频偏的主要原因就是射频电路接收和发送段中心频率不匹配。另外，由于发送和接收端器件工艺以及供电电压、温度等因素的不一致会导致在发射机和接收机之间的模数转换器和数模转换器采样频率不一致，该采样间隔偏差对于正交频分复用技术系统性能也有着重要影响。综上所述，跳频正交频分复用宽带系统，如超宽带系统占用的频谱带宽非常大，意味着模数转换器的工作频率也非常高，高达528MHz，这对便携式终端对功耗敏感挑战非常大；此外，系统采用了跳频技术，未同步前接收端采集到的前导序列仅为发送端的一部分； 且无线环境多径效应非常大，加上载波频偏、采样频偏等非理想因素，用来同步的前导序列在接收端失真比较大。在这样的条件下，一旦发生定时同步错误，就会造成漏包或误接。尤其对于实时通讯系统，这将是严重的错误。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提供一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法及装置，其目的在于实现跳频正交频分复用系统的时间同步。本发明提供的一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法，包括步骤1，利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包；步骤2，利用最大权重抽头的匹配滤波FFT窗检测方法精确定位所述数据包的FFT 窗的开窗位置；步骤3，在确定所述数据包的FFT窗的开窗位置后，利用多带检测判断接收到的每个OFDM符号所在的频段；步骤4，在判断出OFDM符号所在的频段的频段后，利用前导序列时序检测分辨当前接收的OFDM符号为包同步序列或者帧同步序列。步骤1中，在多个子频段内选择一个特定的子频段，并利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包。在所述步骤1中，根据下式使用数据分割和脉组滑窗PXcorr(n) = Σ ri65n+akCOnM
65n+ak+A95 y
k=0步骤ι 中，将[ η—⑶叫(尸165 —+495)转换为 I real (Pxcorr (η)) H
权利要求
1.一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，包括步骤1，利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包；步骤2，利用最大权重抽头的匹配滤波FFT窗检测方法精确定位所述数据包的FFT窗的开窗位置；步骤3，在确定所述数据包的FFT窗的开窗位置后，利用多带检测判断接收到的每个 OFDM符号所在的频段；步骤4，在判断出OFDM符号所在的频段的频段后，利用前导序列时序检测分辨当前接收的OFDM符号为包同步序列或者帧同步序列。
2.如权利要求1所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，步骤1 中，在多个子频段内选择一个特定的子频段，并利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包。
3.如权利要求1所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，在所述步骤1中，根据下式使用数据分割和脉组滑窗
4.如权利要求3所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，在所述步骤2中，所使用的滤波器数据如下式
5.如权利要求1所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，步骤3 中，利用步骤2得到的当前子频段开窗位置以及根据当前子频段开窗位置得到的当前子频段所包含的子载波的数量寻找在多个子频段中其他子频段的位置及该子频段的子载波。
6.如权利要求4所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，在所述步骤4中，利用下式对相邻的两个同步序列做延时相关，并且对相关值进行累加
7.如权利要求6所述的跳频正交频分复用系统的时间同步方法，其特征在于，将
8.一种跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，包括包络检测模块，用于利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包；定位模块，利用最大权重抽头的匹配滤波FFT窗检测方法精确定位所述数据包的FFT 窗的开窗位置；频段检测模块，在确定所述数据包的FFT窗的开窗位置后，利用多带检测判断接收到的每个OFDM符号所在的频段；序列分辨模块，在判断出OFDM符号所在的频段的频段后，用于利用前导序列时序检测分辨当前接收的OFDM符号为包同步序列或者帧同步序列。
9.如权利要求8所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，所述包络检测模块在多个子频段内选择一个特定的子频段，并利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包。
10.如权利要求8所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，所述包络检测模块根据下式使用数据分割和脉组滑窗 包络检测模块将
11.如权利要求10所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，所述定位模块所使用的滤波器数据如下式
12.如权利要求8所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，所述频段检测模块利用定位模块得到的当前子频段开窗位置以及根据当前子频段开窗位置得到的当前子频段所包含的子载波的数量寻找在多个子频段中其他子频段的位置及该子频段的子载波。
13.如权利要求11所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，序列分辨模块利用下式对相邻的两个同步序列做延时相关，并且对相关值进行累加
14.如权利要求13所述的跳频正交频分复用系统的时间同步装置，其特征在于，序列分辨模块将
全文摘要
本发明涉及一种跳频正交频分复用系统的时间同步方法及装置，属于移动通信系统。该时间同步方法包括步骤1，利用数据分割和脉组滑窗对经模数转换器采样重建的正交频分复用数据进行包络检测得到数据包；步骤2，利用最大权重抽头的匹配滤波FFT窗检测方法精确定位所述数据包的FFT窗的开窗位置；步骤3，在确定所述数据包的FFT窗的开窗位置后，利用多带检测判断接收到的每个OFDM符号所在的频段；步骤4，在判断出OFDM符号所在的频段的频段后，利用前导序列时序检测分辨当前接收的OFDM符号为包同步序列或者帧同步序列。本发明能够提供一种灵敏准确、硬件结构简单并且易于实现的时间同步解决方案。
文档编号H04B1/7156GK102316061SQ20101021978
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者乔树山, 黑勇 申请人:中国科学院微电子研究所