专利名称：基于滑窗搜索的zcz序列初相位估算方法
技术领域：
本发明涉及接收机扩频序列的初始同步，属于通信信号处理技术领域，具体涉及基于滑窗搜索的零相关区(ZCZ)序列初相位估算方法。
背景技术：
在同步码分多址(S-CDMA)系统中，所有用户信号到达接收端都是精确同步的，可以通过合理的码设计消除用户之间的多址干扰，因此具有较高的系统容量。在异步码分多址(A-CDMA)系统中，各个用户随机接入，用户间相对时延在整个比特周期内随机分布，系统容量受到用户信号间多址干扰的限制。在准同步码分多址(QS-CDMA)系统中，到达接收端的用户信号之间虽然存在相对时延，但相对时延的远远小于码元周期。通过合理的码设计，准同步CDMA系统具有同步CDMA良好的系统性能，同时降低了用户间精确同步的要求，降低设备的复杂度。ZCZ序列在相关峰两侧有着理想的自相关和互相关特性，即相关函数在零时延附近具有一定长度的零相关窗口，互相关函数值在零相关区内的值处处为0，因此，可用作准同步CDMA系统的扩频序列。在准同步CDMA系统中，如果用户的相对延时远小于零相关窗口长度，就可以使得各个用户的扩频序列在判决时刻前后一定范围内的互相关为零，有效消除多址干扰对相关峰检测的影响。尽管对于准同步CDMA系统，以ZCZ序列作为扩频序列的各用户在解扩时无多址干扰的影响，但由于存在噪声，接收机扩频序列的初始同步阶段，接收机将接收信号与接收机生成的扩频波形的复制信号通过匹配滤波同步处理器作相关运算，通过相关峰的位置来估计接收扩频信号的初始码相位。其中，对相关运算后峰值的检测策略直接影响捕获性能，并影响平均同步时间、检测概率和虚警概率。在CDMA系统中，目前常用的检测相关峰的策略包括用匹配滤波器(DMF)的输出值与预定门限比较或在给定的时间范围内从中选择出最大值的方式得到同步信息。采用门限检测法时，先要进行信道估计得到最佳门限；采用择大判决时，要用定时器选择择大判决的定时范围，上述两种策略都增大了接收机的复杂度。在准同步CDMA系统中，若未对各用户做功率控制，则各用户间的相对功率差可能较大，甚至超过最小功率用户的信号功率，大功率用户与小功率用户的互相关使得小功率用户的相关峰淹没在多址干扰中，导致虚警概率的提高。在强多址干扰下的准同步CDMA系统，常用干扰删除实现扩频序列初相位估计，具体为对干扰用户的信号进行重构，然后在码片级别上对信号进行对消，因而增大了系统的时延。对于基于完全互补码生成的ZCZ序列，可使用两级搜索的方法实现ZCZ序列的初始码相位估计，由粗略捕获到利用零相关特性精确捕获初相位。然而，两级搜索算法只能应用在利用完全互补码构造ZCZ序列的直接序列扩频系统(DSSS)中。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，应用于准同步多用户CDMA系统中。该方法通过匹配特定长度的零相关窗口，结合窗口内具有特定宽度的唯一相关峰，有效降低平均同步时间，保证较高的检测概率，减小虚警概率。基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，具体步骤为:步骤一、确定滑动窗口的滑动范围，使其不超出实际搜索的范围，同时定义滑动窗口左边界所处ZCZ序列上的采样点为％ ；步骤二、根据滑动窗口内ZCZ序列上各采样点的幅度均值确定检测门限；步骤三、利用所述检测门限检测滑动窗口内各采样点的幅度值是否有超过检测门限，如果有，则进入步骤四，如果没有，则进入步骤八；步骤四、找到当前滑动窗口内各采样点的最大幅度值，将滑动窗的中心位置移到最大幅度值所对应的采样点nM上。步骤五、依据当前滑动窗口内各采样点的最大幅度值获取验证门限Tv。步骤六、对下面两个判断条件进行判断:第一个判断条件:假定当前滑动窗口内超过验证门限Tv的第一个采样点标号为H1，最后一个采样点标号为η2，若η2-ηι < Γ，则令第一个判断条件的结论为“真”;否则令其为“假”，其中Γ为预设的常数；第二个判断条件:若有
权利要求
1.基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，其特征在于，具体步骤为: 步骤一、确定滑动窗口的滑动范围，使其不超出实际搜索的范围，同时定义滑动窗口左边界所处ZCZ序列上的采样点为& ； 步骤二、根据滑动窗口内ZCZ序列上各采样点的幅度均值确定检测门限； 步骤三、利用所述检测门限检测滑动窗口内各采样点的幅值是否有超过检测门限，如果有，则进入步骤四，如果没有，则进入步骤八； 步骤四、找到当前滑动窗口内各采样点的最大幅值，将滑动窗的中心位置移到最大幅度值所对应的采样点nM上； 步骤五、依据当前滑动窗口内各采样点的最大幅值获取验证门限Tv ； 步骤六、对下面两个判断条件进行判断: 第一个判断条件:假定当前滑动窗口内超过验证门限Tv的第一个采样点标号为Ii1，最后一个采样点标号为n2，若n2-n1 < Γ，则令第一个判断条件的结论为“真”；否则令其为“假”，其中Γ为预设的常数； 第二个判断条件:若有.
2.根据权利要求1所述的基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，其特征在于，所述检测门限为滑动窗口内各采样点幅度均值的4倍。
3.根据权利要求1所述的基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，其特征在于，所述验证门限为当前滑动窗口内各采样点的最大幅度值的1/28，令Γ = C，其中C为ZCZ序列相关峰宽度一半。
全文摘要
本发明提供一种基于滑窗搜索的ZCZ序列初相位估算方法，具体步骤为确定滑动窗口的滑动范围；确定检测门限；找到当前滑动窗口内各采样点的最大幅度值，将滑动窗的中心位置移到其上；获取验证门限；判断滑动窗口内是否只存在一个峰且该峰是否位于滑动窗口中心附近，若满足上述两条件，则将相关峰对应ZCZ序列中码相位作为初始相位，否则进行搜索。该方法通过匹配特定长度的零相关窗口，结合窗口内具有特定宽度的唯一相关峰，有效降低平均同步时间，保证较高的检测概率，减小虚警概率。
文档编号H04B1/7095GK103199886SQ201310076990
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者高原, 邱源, 王帅, 卜祥元, 王铁星 申请人:北京理工大学