CN101267244B

CN101267244B - 定时跟踪方法

Info

Publication number: CN101267244B
Application number: CN2007100380443A
Authority: CN
Inventors: 蒋朱成; 张卓鹏; 冯晨晖
Original assignee: MAXSCEND TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: Jiangsu Zhuo Sheng microelectronics Limited by Share Ltd
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: CN101267244A

Abstract

本发明公开了一种定时跟踪方法，用于数字移动通信***移动终端校正在完成同步之后产生的定时漂移，确保***继续保持定时同步。其方法是，在频域信号中选取频谱已知的一段数据a_n，设其长度为N；将频域数据a_n与本地已知频谱序列A_n的共轭做复数乘法运算，得到新序列

对序列b_n低通滤波，得到新序列c_n；对序列c_n进行过零检测，对于所有的i＝1，2，...，N-1，如果满足c_ic_i-1≤0，就记为一个零点，检测得到零点的总数目x；根据零点的个数计算同步偏移量m＝x/2；根据计算得到的同步偏移量进行同步校正。本定时跟踪方法算法复杂度小，计算量小，步骤简单，所需资源少，硬件实现电路结构简单，计算时间短，消耗功耗低。

Description

定时跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域的方法，特别涉及一种数字移动通信***的定时跟踪方法。

背景技术

在数字移动通信***中，移动终端在一开始需要搜索和捕获同步训练序列，确定数据帧的位置。由于接收端和发送端采样时钟频率不匹配以及传播多径的变化，在完成同步之后仍然存在定时漂移，此时需要定时跟踪过程，以确保***继续保持定时同步。

现有技术中的定时跟踪方法是利用数字锁相环进行跟踪或通过将信道频域响应进行快速傅立叶反变换(IFFT)以获取时域冲激响应。数字锁相环***比较复杂；IFFT计算复杂度为Nlog₂N，运算量比较大。因此，这些方法复杂度比较高，运算量比较大，硬件资源的开销比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定时跟踪方法，其算法复杂度小，计算量小，所需资源少。

为解决上述技术问题，本发明的定时跟踪方法，包括以下步骤：

步骤一、在频域信号中选取频谱已知的一段数据，设其长度为N，记为a_n，n＝0，1，...，N-1；

步骤二、将频域数据a_n与本地已知频谱序列A_n的共轭做复数乘法运算，得到新序列，

b_{n} = a_{n} A_{N}^{*};

步骤三、对序列b_n低通滤波，得到新序列c_n；

步骤四、对序列c_n进行过零检测，对于所有的i＝1，2，...，N-1，如果满足c_ic_i-1≤0，就记为一个零点，检测得到零点的总数目x；

步骤五、计算同步偏移，根据零点的个数计算同步偏移量m，m＝x/2；

步骤六、根据计算得到的同步偏移量进行同步校正。

本发明定时跟踪方法将频域数据与本地已知频谱序列的共轭做复数乘法运算，对得到的新序列低通滤波并进行过零检测，根据零点的个数计算同步偏移量以进行同步校正，只需进行简单的复数乘法运算和过零检测，因而算法复杂度小，计算量小，步骤简单，所需资源少，硬件实现电路结构简单，计算时间短，消耗功耗低。

附图说明

图1是本发明步骤框图；

图2是低通滤波器电路框图；

图3是定时跟踪电路框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

假设接收到的时域信号没有同步偏移，记为x(n)，对其做DFT(Di screte Fourier Transfer，离散傅立叶变换)，可以得到其相应的频域信号X(k)，即

记x(n)的周期延拓序列为

，即式中((n))N表示(n模N)，那么，在时域信号上有m个码片的定时偏移时，接收到的时域信号可以记为x((n+m))_NR_N(n)，即x(n)的圆周移位；式中x((n+m))_N表示x(n)的周期延拓序列

Figure S07138044320070329D00003152305QIETU

的移位，即

x {((n + m))}_{N} = \tilde{x} (n + m),

R_N(n)为矩形符号序列，

根据DFT性质，对x((n+m))_NR_N(n)做DFT可以得到其相应的频域信号，

如果X(k)为已知，将所得到的频域信号

与已知序列X(k)的共轭做复数乘法运算，可以得到

W_{N}^{- mk} X (k) X^{*} (k) = W_{N}^{- mk} {| X (k) |}^{2} = \cos (\frac{2 πmk}{N}) {| X (k) |}^{2} + j \sin (\frac{2 πmk}{N}) {| X (k) |}^{2},

将该式记为R(k)；如果上式中的|X(k)|>0，则R(k)的实部序列Re(R(k))或者虚部Im(R(k))的零点则由

或者

决定；0≤k<N，故

0 \leq \frac{2 πmk}{N} < 2 πm,

因此在0≤k<N的范围内，

或

函数共有m个周期，也就是说，序列Re(R(k))或者Im(R(k))有2m个零点。值得注意的是，2m个零点对于

只在m≠0时成立，而对于

在m＝0时也成立。只要得到实部序列Re(R(k))或虚部序列Im(R(k))的零点数目x，就可以计算得到同步偏移(码片个数)为m＝x/2。在多径环境中，通过本方法计算得到偏移码片个数为m＝x/2，反映了最强径位置，可以有效对付存在多径衰落信道的环境，在得到偏移码片个数之后，进而据以进行同步校正，确保定时同步。

根据以上理论分析，本发明定时跟踪方法如图1所示：

步骤三、对序列b_n低通滤波，得到新序列c_n，滤波处理可以降低噪声的影响，增加判断可靠性，通常采用定长累加的方式进行滤波；

步骤四、对序列c_n进行过零检测，对于所有的i＝1，2，...，N-1，如果满足c_ic_i-1≤0，就记为一个零点，检测可以得到零点的总数目x；

步骤五、计算同步偏移，根据零点的个数计算同步偏移量，m＝x/2；

步骤六、根据计算得到的同步偏移量进行同步校正。

其中步骤四，可以根据***特性，可以加入适当的修正算法。例如，由于噪声影响，在零点附近数据序列在零值上下抖动，就会检测出多于实际数量的零点。由***最大同步偏移量，可以计算出相邻零点最小距离，通过判断相邻两个零点距离与最小距离的关系，可以去掉多检测出的零点。

下面给出一个具体的例子，来阐述本发明的实现步骤，电路框图如图3所示。需要指出的是，这个例子不影响本发明的一般性。

T-DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting，地面数字多媒体广播)标准采用OFDM调制。在模式I下，子载波数为2048，有效子载波数为1536，***带宽2.048MHz，子载波间距1kHz。T-DMB***每帧第一个符号为PRS(Phase Reference Symbol，相位参考符号)序列。在PRS符号中去掉虚拟子载波之后，得到长度为1536的一段数据，其中所有数据都不为零，符合算法要求。

第一步，在接收的频域信号中选取PRS数据记为P_i，i＝0，1，...，1535；

第二步，用本地PRS序列p_i与接收到的PRS序列P_i运算得到C_i＝P_ip_i ^*，i＝0，1，...，1535。因为PRS序列中，所有数据均为1、-1、j、-j中的一个，因此在运算中并不存在真正的乘法运算，实现中不需要乘法运算单元，硬件资源少，算法复杂度低；

第三步，对Re(C_i)低通滤波，采用长度为16的累加器，得到

b_{i} = Σ_{j = i}^{i + 16} C_{j},

i＝0，1，...，1520。由于累加器的原因，所得到的序列长度为1536-15＝1521。为了最后计算同步偏移方便，在所得到的序列中截取长为1024的一段，记为B_i，i＝0，1，...，1023。低通滤波器电路图如图2所示。

第四步，过零检测。从i＝1开始，考察B_iB_i-1，每次i递增。当B_iB_i-1≤0时，将零点计数器加一。为了消除噪声的影响，可以预先设定一个门限值T，门限值T的设定方法要根据***的特性。假设该***最大的同步偏移量为M，那么在一个符号内的零点的数目最多为2M。因为相邻两个零点之间是等距的，所以两个零点之间的最小间距应该为式中

为地板函数，即向下取整。最小间距就可以设置为门限值。当检测到一个零点时，对于当前零点之后的T个数据点略过不进行过零检测，以此避免在零点附近的抖动被记入零点数目。即在得到一个零点之后，令i＝i+T。应用门限值法，可以有效的解决由于噪声引起的在零点附近抖动的问题，降低误判概率。该步骤得到零点数x。

第五步，计算同步偏移。由于过零检测考察序列长度为1024，是整个符号长度2048的一半，所以，在整个符号内零点数目是2x。可以计算得到同步偏移为2x/2，即x。

在上述步骤中，计算复杂度为N，且仅有取反运算以及符号比较，运算量小。

本发明具有以下优点：电路实现资源少、面积小、功耗低；具有很高的可靠性；可以有效地对付存在多径衰落信道的环境；计算速度快。

Claims

1.一种定时跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤三、对序列b_n低通滤波，得到新序列c_n；

步骤六、根据计算得到的同步偏移量进行同步校正。

2.根据权利要求1所述的定时跟踪方法，其特征在于，步骤三采用定长累加的方式进行低通滤波。

3.根据权利要求1或2所述的定时跟踪方法，其特征在于，步骤四根据***特性，加入修正算法，由***最大同步偏移量，计算出相邻零点最小距离，通过判断相邻两个零点距离与最小距离的关系，去掉多检测出的零点。