专利名称：一种无线通信系统闭环定时调整方法
技术领域：
本发明属于移动无线数据传输技术领域，涉及一种无线通信系统闭环定时调整方法。
背景技术：
在无线通信系统中，定时调整至关重要。由于制作工艺限制等问题，发送端和接收端时钟速率不严格匹配，导致接收端对于空中发送过来的模拟信号进行过采样或者欠采样，而使接收到的离散数据帧并不等于发送数据帧的帧长度，而是呈现出了一定的随机性。这就导致了信息的丢失或者增加了信息的冗余。为了避免这种现象的发生，在发送端进行升采样率，在接收端进行降采样率。在降采样的同时进行定时调整，就可以保证接收端接收到与发送端等长的定长帧。传统的定时调整方法要么捕获范围不够容易丢失跟踪，要么容易自激。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无线通信系统闭环定时调整方法，对定时调整误差进行比例积分，用比例积分结果作为闭环反馈，可以在保证跟踪性能的同时有效解决闭环所引起的自激问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是—种无线通信系统闭环定时调整方法，所述方法是依次按以下步骤实现的步骤1 用降采样比率自适应可控的闭环反馈方式对输入的高采样率离散序列进行降采样，得到低采样率离散序列，依次按以下步骤实现步骤1. 1 用系统默认的输入序列的高采样率准确值和输出序列的低采样率准确值的比值，初始化降采样率；步骤1. 2 根据上一次自适应调整得到的降采样比率对输入的高采样率离散序列进行降采样，输出低采样率离散序列；步骤1. 3 对降采样后的序列进行同步得到同步头；步骤1.4:把第一次得到的同步头位置作为目标位置，之后同步模块输出的同步头位置和目标位置分别做差，差值经过比例积分器得到比例积分值；步骤1. 5 用比例积分值反过来重新调整降采样比率；步骤2 对步骤1输出的低采样率离散序列按以下步骤调整，得到与发送端帧长度相等的接收端数据帧，依次按以下步骤实现步骤2. 1 降采样后的序列输入到缓冲RAM进行缓存，每次写到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续写数据，如此进行循环写数据，每次到来一个同步头，跳到RAM首地址重新开始新一帧数据的循环写操作；步骤2. 2 从缓冲RAM中读取数据得到调整以后的接收端数据帧，读数据地址落后于写数据地址，每次读到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续读数据，如此进行循环读数据，当读到缓冲RAM中帧末尾而没有完全输出当前帧数据时，再继续输出几个零补全当前帧；当已经输出了一整帧的数据而没有读到缓冲RAM中的帧末尾时，跳到RAM首地址继续输出下一帧数据而舍弃没有读出的数据。所述的降采样是指对高采样率离散序列按照降采样率进行抽取，得到低采样率离散序列的方法；所述的降采样比率是高采样率序列与低采样率序列的数据率比值。所述的同步是标记出数据帧头从而得到同步头。所述步骤1. 3中，对所有差值进行累加，当前同步误差乘以固定比例系数r以后，叠加到累加值上，作为比例积分的输出。所述步骤2. 2中，帧结构设计中，添加了保护间隔，使得帧尾数据为零。本发明是一种闭环结构，可以自适应把接收到的数据帧调整为与发送端等长的定长帧。本发明的闭环定时调整方法，可以自适应克服由于收发信机时钟速率不匹配导致的接收端采样失真，把接收到的数据帧调整为与发送端等长的定长帧。各个同步头位置和目标位置做差，用差值经过比例积分器得到的比例积分值调整降采样比率，可以在保证跟踪性能的同时有效解决闭环所引起的自激问题。
图1为本发明所述无线通信系统闭环定时调整方法流程图。图2为本发明所述无线通信系统闭环定时调整方法硬件实现框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，为本发明定时调整方法流程图，步骤如下首先，将高采样率的离散序列，进行降采样，得到低采样率离散序列，实现方法如下用系统默认的输入序列的高采样率准确值和输出序列的低采样率准确值的比值，初始化降采样率；根据上一次自适应调整得到的降采样比率对输入的高采样率离散序列进行降采样，输出低采样率离散序列；对降采样后的序列进行同步得到同步头；把第一次得到的同步头位置作为目标位置，之后同步模块输出的同步头位置和目标位置分别做差，差值经过比例积分器得到比例积分值；用比例积分值反过来重新调整降采样比率；其次，需要对输出的低采样率离散序列按以下步骤调整，以得到与发送端帧长度相等的接收端数据帧降采样后的序列输入到缓冲RAM进行缓存，每次写到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续写数据，如此进行循环写数据，每次到来一个同步头，跳到RAM首地址重新开始新一帧数据的循环写操作；然后从缓冲MM中读取数据得到调整以后的接收端数据帧，读数据地址落后于写数据地址，每次读到MM尾地址时跳到RAM首地址继续读数据，如此进行循环读数据，当读到缓冲MM中帧末尾而没有完全输出当前帧数据时，再继续输出几个零补全当前帧；当已经输出了一整帧的数据而没有读到缓冲RAM中的帧末尾时，跳到RAM首地址继续输出下一帧数据而舍弃没有读出的数据。为了进一步说明本发明的实施方法，我们给出了一种硬件实现方案，假设高采样率离散序列帧长度约为M57600，目标低采样率帧长度为12观800，具体实现步骤为步骤1 :DEC是降采样率模块，内部包含一个可配的NCO(数控振荡器)模块，可以震荡产生指定频率的数字脉冲。通过控制内部NCO产生的低采样率脉冲作为使能信号对高采样率的离散序列进行抽取，就可以得到低采样率的离散序列，高采样率序列与低采样率序列的数据率比值称之为DEC的降采样比率。对DEC进行反馈输入从而控制DEC的降采样比率，构成闭环结构，自适应调整接收端数据帧的帧长度约为12观800。依次按以下步骤实现步骤1. 1 初始化降采样比率为M57600 1228800 = 2。步骤1.2 根据上一次自适应调整得到的降采样比率，在DEC中对输入的高采样率离散序列进行抽取和插值，输出帧长度约为12^800的低采样率离散序列。步骤1. 3 发送端在数据帧头插入已知序列，接收端对降采样后的序列进行同步得到同步头。步骤1.4:把第一次得到的同步头位置作为目标位置，之后同步模块输出的同步头位置和目标位置分别做差，对差值进行累加，当前同步误差乘以固定比例系数r以后，叠加到累加值上，作为比例积分的输出。步骤1. 5 用比例积分值作为DEC的输入，调整DEC的降采样比率。步骤2 对步骤1输出的低采样率离散序列按以下步骤调整为长度为12观800的定长帧步骤2. 1 降采样后的序列输入到缓冲RAM进行缓存，每次写到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续写数据，如此进行循环写数据。每次到来一个同步头，跳到RAM首地址重新开始新一帧数据的循环写操作。步骤2. 2:读数据地址落后于写数据地址，进行类似的循环读数据操作，在这里我们设定读数据地址落后写数据地址100。维护一个计数器，计数器的计数范围大于12观799，每次从RAM首地址开始读入当前帧的第一个数据时，把计数器置为0，此后每读入一个数据计数器加一。当读到缓冲RAM中帧末尾而计数器未到达12观799时，再继续读出若干个零使计数器达到12观799 ；当计数器已经到达1228799而没有读到缓冲RAM中的帧末尾时，跳到RAM首地址继续输出下一帧数据而舍弃没有读出的数据。以上发明所述硬件实现框图如图2所示。上述实施例只是用于具体说明本发明的无线通信系统闭环定时调整方法，其中的具体数据只是为了说明而随意设置的，不能用以限定本发明的保护范围，即只要按本权利要求所述的步骤实施，其中数据的任意变化均应属于本发明的保护范畴。
权利要求
1.一种无线通信系统闭环定时调整方法，其特征在于，依次按以下步骤实现的步骤1 用降采样比率自适应可控的闭环反馈方式对输入的高采样率离散序列进行降采样，得到低采样率离散序列，依次按以下步骤实现步骤1.1 用系统默认的输入序列的高采样率准确值和输出序列的低采样率准确值的比值，初始化降采样率；步骤1. 2 根据上一次自适应调整得到的降采样比率对输入的高采样率离散序列进行降采样，输出低采样率离散序列；步骤1. 3 对降采样后的序列进行同步得到同步头；步骤1.4:把第一次得到的同步头位置作为目标位置，之后同步模块输出的同步头位置和目标位置分别做差，差值经过比例积分器得到比例积分值；步骤1. 5 用比例积分值反过来重新调整降采样比率；步骤2 对步骤1输出的低采样率离散序列按以下步骤调整，得到与发送端帧长度相等的接收端数据帧，依次按以下步骤实现步骤2. 1 降采样后的序列输入到缓冲RAM进行缓存，每次写到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续写数据，如此进行循环写数据，每次到来一个同步头，跳到RAM首地址重新开始新一帧数据的循环写操作；步骤2. 2 从缓冲RAM中读取数据得到调整以后的接收端数据帧，读数据地址落后于写数据地址，每次读到RAM尾地址时跳到RAM首地址继续读数据，如此进行循环读数据，当读到缓冲RAM中帧末尾而没有完全输出当前帧数据时，再继续输出几个零补全当前帧；当已经输出了一整帧的数据而没有读到缓冲RAM中的帧末尾时，跳到RAM首地址继续输出下一帧数据而舍弃没有读出的数据。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统闭环定时调整方法，其特征在于，所述的降采样是指对高采样率离散序列按照降采样率进行抽取，得到低采样率离散序列的方法；所述的降采样比率是高采样率序列与低采样率序列的数据率比值。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统闭环定时调整方法，其特征在于，所述的同步是标记出数据帧头从而得到同步头。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统闭环定时调整方法，其特征在于，所述步骤1.3中，对所有差值进行累加，当前同步误差乘以固定比例系数r以后，叠加到累加值上，作为比例积分的输出。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统闭环定时调整方法，其特征在于，所述步骤2.2中，帧结构设计中，添加了保护间隔，使得帧尾数据为零。
全文摘要
一种无线通信系统闭环定时调整方法，将输入的高采样率离散序列进行降采样得到低采样率离散序列；对降采样后的序列进行同步得到同步头，把第一次得到的同步头位置作为目标位置，之后同步模块输出的同步头位置和目标位置做差，差值经过比例积分器得到的比例积分值反过来重新调整降采样比率，降采样后的序列输入到缓冲RAM进行缓存，遇到同步头则跳到RAM首继续循环写，进行类似的循环读数据操作，帧尾补零或者去除帧尾凑成整帧，本发明可以自适应克服接收端采样失真，把接收到的数据帧调整为与发送端等长的定长帧，可以在保证跟踪性能的同时有效解决闭环所引起的自激问题。
文档编号H04L7/00GK102571316SQ20111045994
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者周世东, 周春晖, 徐湛, 朱晋, 杨海斌, 蔡世杰 申请人:清华大学