CN114301500A - 多用户扩频通信***的同步方法、装置、接收及发送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用户扩频通信***的同步方法、装置、接收及发送装置，其中，方法包括：接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。由此，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

Description

多用户扩频通信***的同步方法、装置、接收及发送装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多用户扩频通信***的同步方法、装置、介质、接收及发送装置。

背景技术

Chirp扩频由于其强抗干扰性、低耗、抗多径效应等能力，在雷达探测、水声通信、激光通信、超宽带通信和LORA通信中得到了大量的应用。结合不同数字调制方式的Chirp信号展现了更好的通信性能，Chirp信号的调制基本上包括两种方式：BOK(BinaryOrthogonal Keying，二进制正交键控)和DM(Direct Modulation，直接调制)，其中，DM是在其他方式调制(如DPSK(Differential Phase Shift Keying，差分移相键控)、DQPSK(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying，四相相对相移键控)、BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)等)后的信号上乘以一个Chirp信号，以达到扩频的目的。Chirp信号类似于DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列)的PN序列，这种调制方式结构简单，易于实现，而且整个***可以只用一种Chirp信号，接收处理也方便。802.15.4a定义的Chirp扩频就是采用了DM的方式。

随着用户数的增多，为了提高***容量，从而引入Chirp扩频的多址通信，基于Chirp扩频的多址通信实际上是多个用户同时共享紧张的频带资源以及时域资源，利用不同的Chirp发送方式实现互不干扰或干扰比较小的通信。对于整个***来说，同步方法的优劣将直接影响到通信***的可靠性，更需要在多用户干扰的环境中可以快速并准确的估计出来。相关技术中，通过不同的前导符号采用不同的斜率、幅度和zadoff-chu码来区分不同的用户，但是该方式在接收端的同步和频偏估计的复杂度比较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种多用户扩频通信***的同步方法，通过不同的扩频因子组来区分用户，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

本发明的第二个目的在于提出另一种多用户扩频通信***的同步方法。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第四个目的在于提出一种接收装置。

本发明的第五个目的在于提出一种发送装置。

本发明的第六个目的在于提出一种多用户扩频通信***的同步装置。

本发明的第七个目的在于提出另一种多用户扩频通信***的同步装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种多用户扩频通信***的同步方法，方法包括：接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步方法，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

根据本发明的一个实施例，根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏，包括：根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据第一功率谱确定第一功率位置；根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据第二功率谱确定第二功率位置；根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；根据更新后的第一功率位置和第二功率位置估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，包括：将每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个up chirp接收符号的第三功率谱；将M1个up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到第一功率谱。

根据本发明的一个实施例，根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，包括：将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱；将M2个down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到第二功率谱。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子相等时，根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{up_n}为更新前的第一功率位置，SFup为第一扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子不相等时，根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：根据第二扩频因子对第一功率位置取余运算得到第三功率位置；若第三功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为第三功率位置，SFdown为第二扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：根据第一扩频因子对第二功率位置取余运算得到第四功率位置；若第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为第四功率位置，SFup为第一扩频因子；若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式估算时偏和频偏：

其中，△f为频偏，△k为时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为第一扩频因子，SFdown为第二扩频因子。

根据本发明的一个实施例，方法还包括：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新时偏；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新时偏。

根据本发明的一个实施例，根据第一扩频因子更新时偏，包括：根据时偏重新获取M1个up chirp接收符号；对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定第六功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为第一扩频因子，其中，第一预设位置范围根据第一扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，根据第二扩频因子更新时偏，包括：根据时偏重新获取对M2个down chirp接收符号；对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定第八功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为第二扩频因子，其中，第二预设位置范围根据第二扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，第一功率位置和第二功率位置均为N个，N个第一功率位置为第一功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N个第二功率位置为第二功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N为正整数。

根据本发明的一个实施例，当N大于1时，方法还包括：对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，每个功率位置组包括第一功率位置和第二功率位置；根据时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号；根据频偏对同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的upchirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏，包括：获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；将up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；根据第二时延谱获取第九功率谱；获取第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了另一种多用户扩频通信***的同步方法，方法包括：生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制downchirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；发送M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号至接收装置，其中，接收装置接收M1个upchirp发送符号和M2个down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步方法，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有多用户扩频通信***的同步程序，该多用户扩频通信***的同步程序被处理器执行时实现前述的第一方面实施例的多用户扩频通信***的同步方法，或者第二方面实施例的多用户扩频通信***的同步方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种接收装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，处理器执行程序时，实现前述的第一方面实施例的多用户扩频通信***的同步方法。

根据本发明实施例的接收装置，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种发送装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，处理器执行程序时，实现前述的第二方面实施例的多用户扩频通信***的同步方法。

根据本发明实施例的接收装置，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

为达到上述目的，本发明第六方面实施例提出了一种多用户扩频通信***的同步装置，装置包括：接收模块，用于接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；估算模块，用于根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步装置，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据第一功率谱确定第一功率位置；根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据第二功率谱确定第二功率位置；根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；根据更新后的第一功率位置和第二功率位置估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：将每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个upchirp接收符号的第三功率谱；将M1个up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到第一功率谱。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱；将M2个down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到第二功率谱。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子相等时，估算模块具体用于：若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{up_n}为更新前的第一功率位置，SFup为第一扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子不相等时，估算模块具体用于：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：根据第二扩频因子对第一功率位置取余运算得到第三功率位置；若第三功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为第三功率位置，SFdown为第二扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：根据第一扩频因子对第二功率位置取余运算得到第四功率位置；若第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为第四功率位置，SFup为第一扩频因子；若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式估算时偏和频偏：

其中，△f为频偏，△k为时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为第一扩频因子，SFdown为第二扩频因子。

根据本发明的一个实施例，估算模块还用于：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新时偏；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新时偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：根据时偏重新获取M1个up chirp接收符号；对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定第六功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为第一扩频因子，其中，第一预设位置范围根据第一扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：根据时偏重新获取M2个downchirp接收符号；对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定第八功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为第二扩频因子，其中，第二预设位置范围根据第二扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，第一功率位置和第二功率位置均为N个，N个第一功率位置为第一功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N个第二功率位置为第二功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N为正整数。

根据本发明的一个实施例，当N大于1时，估算模块还用于：对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，每个功率位置组包括第一功率位置和第二功率位置；根据时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号；根据频偏对同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块具体用于：获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；将up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；根据第二时延谱获取第九功率谱；获取第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

为达到上述目的，本发明第七方面实施例提出了另一种多用户扩频通信***的同步装置，装置包括：生成模块，用于生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括upchirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；发送模块，用于发送M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号至接收装置，其中，接收装置接收M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步装置，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的发送数据格式；

图3为根据本发明另一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图；

图4为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的示意图；

图5为根据本发明又一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图；

图6为根据本发明另一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的示意图；

图7为根据本发明再一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图；

图8为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步装置的方框图；

图9为根据本发明另一个实施例的多用户扩频通信***的同步装置的方框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的多用户扩频通信***的同步方法、装置、介质、接收及发送装置。

图1为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图，以该方法应用于接收端为例，参考图1所示，该多用户扩频通信***的同步方法可包括以下步骤：

步骤S1，接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数。

具体来说，在信号发送时，发送端的发送数据格式可包括前导符号(preamble)、导频符号和数据符号。参考图2所示，前导符号可包括M1个up chirp发送符号和M2个downchirp发送符号，且每L个发送符号包含1个导频符号，其中L可以取4、8、16等。接收端将接收到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号。

进一步的，为了达到多用户前导符号发送干扰小且实现复杂度低的目的，采用不同的用户对应不同的扩频因子组来区分多用户，其中每个用户对应的扩频因子组均包括upchirp发送符号的第一扩频因子SFup和down chirp发送符号的第二扩频因子SFdown，即扩频因子组为(SFup,SFdown)。需要说明的是，第一扩频因子SFup和第二扩频因子SFdown可以相同也可以不同，只要保证两者所形成的扩频因子组不同即可。举例来说，对于四个用户，每个用户的扩频因子组分别为(9，9)、(9，10)、(10，9)、(10，10)。

步骤S2，根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

具体来说，接收端在接收到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号后，根据M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号、以及第一扩频因子和第二扩频因子估算得到时偏和频偏。

在该实施例中，由于发送端采用不同的用户对应不同的扩频因子组进行区分，且在接收端基于扩频因子进行时偏和频偏，不仅能够实现多用户的有效区分，而且具有良好的性能和较低的估算复杂度。

下面结合具体示例来详细描述如何根据根据M1个up chirp接收符号、M2个downchirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

在一些实施例，参考图3所示，根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏，包括：

步骤S201，根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据第一功率谱确定第一功率位置。

具体来说，在获得M1个up chirp接收符号后，可根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据第一功率谱确定第一功率位置。需要说明的是，第一功率位置为N个，N个第一功率位置为第一功率谱中功率按照从大到小排序在前N个功率对应的位置，N为正整数，例如，当N＝1时，第一功率位置可以是一个最大功率位置(即最大径位置)。

可选的，根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，包括：将每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个up chirp接收符号的第三功率谱；将M1个up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到第一功率谱。

具体来说，假设B为***带宽，up chirp发送符号的第一扩频因子为SFup，SFup∈{3,4,...,12}，up chirp发送符号为

其中，k＝0,1,...,2^SFup-1，接收端的频偏为△f

时偏为△k，那么up chirp接收符号为

其中，n为高斯白噪声。

参考图4所示，在获取第一功率谱时，可先将每个up chirp接收符号与其对应的upchirp发送符号的共轭逐点相乘，其中，up chirp发送符号的共轭为

并进行FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)运算(FFT点数为2^SFup)得到每个up chirp接收符号的FFTUpSignal，以及根据每个up chirp接收符号的FFTUpSignal计算得到每个upchirp接收符号的第三功率谱(FFTUpSignal的平方)，而后将M1个up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到第一功率谱，进而根据第一功率谱确定第一功率位置，例如，第一功率位置P_{up_n}可以是第一功率谱中最大功率对应的位置，即最大第一功率位置P_{up_n}＝-(Δk+Δθ2^SFup)。

需要说明的是，也可以采用循环卷积运算得到每个up chirp接收符号的第三功率谱，即将每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭进行卷积运算得到每个up chirp接收符号的FFTUpSignal，并根据每个up chirp接收符号的FFTUpSignal计算得到每个up chirp接收符号的第三功率谱(FFTUpSignal的平方)。

步骤S202，根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据第二功率谱确定第二功率位置。

具体来说，在获得M2个down chirp接收符号后，可根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据第二功率谱确定第二功率位置。需要说明的是，第二功率位置为N个，N个第二功率位置为第二功率谱中功率按照从大到小排序在前N个功率对应的位置，N为正整数，例如，当N＝1时，第二功率位置可以是一个最大功率位置(即最大径位置)。

可选的，根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，包括：将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱；将M2个down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到第二功率谱。

具体来说，假设B为***带宽，down chirp发送符号的第二扩频因子为SFdown，SFdown∈{3,4,...,12}，down chirp发送符号为

其中，k＝0,1,...,2^SFdown-1，接收端的频偏为△f

时偏为△k，那么down chirp接收符号为

其中，n为高斯白噪声。

参考图4所示，在获取第二功率谱时，可先将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘，其中，down chirp发送符号的共轭为

并进行FFT运算(FFT点数为2^SFdown)得到每个down chirp接收符号的FFTDownSignal，以及根据每个down chirp接收符号的FFTDownSignal计算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱(FFTDownSignal的平方)，而后将M2个down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到第二功率谱，进而根据第二功率谱确定第二功率位置，例如，第二功率位置P_{down_n}可以是第二功率谱中最大功率对应的位置，即最大第二功率位置P_{down_n}＝Δk-Δθ2^SFdown。

需要说明的是，也可以采用循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱，即将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭进行卷积运算得到每个down chirp接收符号的FFTDownSignal，并根据每个down chirp接收符号的FFTDownSignal计算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱(FFTDownSignal的平方)。

步骤S203，根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置。

具体地，在获得第一功率位置P_{up_n}和第二功率位置P_{down_n}后，可进一步根据第一扩频因子SFup和第二扩频因子SFdown更新第一功率位置P_{up_n}和第二功率位置P_{down_n}。

在一些实施例中，当第一扩频因子和第二扩频因子相等时，即SFup＝SFdown时，根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：若第一功率位置P_{up_n}大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup；若第二功率位置P_{down_n}大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup。

在另一些实施例中，当第一扩频因子和第二扩频因子不相等时，即SFup≠SFdown时，根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置。

也就是说，当SFup＞SFdown时，根据较小的第二扩频因子SFdown更新第一功率位置和第二功率位置，而当SFup＜SFdown时，根据较小的第一扩频因子SFup更新第一功率位置和第二功率位置，即以扩频因子中的较小值更新第一功率位置和第二功率位置。

在一些实施例中，当SFup＞SFdown时，根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：根据第二扩频因子对第一功率位置取余运算得到第三功率位置；若第三功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为第三功率位置；若第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

具体来说，当SFup＞SFdown时，先计算第三功率位置P_{up_nn}＝mod(P_{up_n},2^SFdown)，即第一功率位置P_{up_n}除以2^SFdown的余数，余数为正值，且第二功率位置P_{down_n}不变；而后，若P_{up_nn}≥2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，若P_{down_n}≥2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown。

在另一些实施例中，当SFup＜SFdown时，根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置，包括：根据第一扩频因子对第二功率位置取余运算得到第四功率位置；若第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为第四功率位置；若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

具体来说，当SFup＜SFdown时，先计算第四功率位置P_{down_nn}＝mod(P_{down_n},2^SFup)，即第二功率位置P_{down_n}除以2^SFup的余数，余数为正值，且第一功率位置P_{up_n}不变；而后，若P_{up_n}≥2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，若P_{down_nn}≥2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup。

步骤S204，根据更新后的第一功率位置和第二功率位置估算时偏和频偏。

具体来说，在通过前述方式获得更新后的第一功率位置P_up和第二功率位置P_down后，可根据更新后的第一功率位置P_up和第二功率位置P_down估算出时偏和频偏。

在一些实施例中，可通过下述公式(1)估算时偏和频偏：

其中，△f为频偏，△k为时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为第一扩频因子，SFdown为第二扩频因子。

本领域技术人员可以理解的是，还可以使用其它基于公式(1)的变形来估算时偏和频偏，在此不再赘述。

进一步的，上述的多用户扩频通信***的同步方法还包括：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新时偏；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新时偏。也就是说，当SFup＞SFdown时，还根据较大的第一扩频因子SFup更新计算得到的时偏，而当SFup＜SFdown时，还根据较大的第二扩频因子SFdown更新计算得到的时偏，即以扩频因子中的较大值调整时偏。

在一些实施例中，根据第一扩频因子更新时偏，包括：根据时偏重新获取M1个upchirp接收符号；对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定第六功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为第一扩频因子，其中，第一预设位置范围根据第一扩频因子确定。

具体来说，当SFup＞SFdown时，还根据上述公式(1)计算得到的时偏△k，从接收到的数据序列中，重新取出M1个up chirp接收符号，并对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱，而后将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定第六功率谱的最大功率位置MaxPos1，若第六功率谱的最大功率位置MaxPos1在第一预设位置范围，如2^SFup-1±L内，其中，L为预设值，可为2^SFup-2，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1。

需要说明的是，也可以采用循环卷积运算得到每个up chirp接收符号的第五功率谱。

在另一些实施例中，根据第二扩频因子更新时偏，包括：根据时偏重新获取M2个down chirp接收符号；对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；将重新获取的M2个downchirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定第八功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为第二扩频因子，其中，第二预设位置范围根据第二扩频因子确定。

具体来说，当SFup＜SFdown时，还根据上述公式(1)计算得到的时偏△k，从接收到的数据序列中重新获取M2个down chirp接收符号，并对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱，而后将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定第八功率谱的最大功率位置MaxPos2，若第八功率谱的最大功率位置MaxPos2在第二预设位置范围，如2^SFdown-1±L内，其中，L为预设值，可为2^SFdown-2，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1。

需要说明的是，也可以采用循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第七功率谱。

至此，可获得接收端的时偏和频偏，其中，当第一扩频因子和第二扩频因子相等时，最终获得的时偏和频偏为上述公式(1)计算获得的时偏△K和频偏△f；当第一扩频因子大于第二扩频因子时，最终获得的时偏为更新后的时偏△K1，频偏为上述公式(1)计算获得的频偏△f；当第一扩频因子小于第二扩频因子时，最终获得的时偏为更新后的时偏△K2，频偏为上述公式(1)计算获得的频偏△f。

上述实施例中，通过不同用户对应不同的扩频因子组来区分多用户，即在发送端使用不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，并在接收端采用FFT方法或循环卷积方法估计时偏和频偏，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

需要说明的是，上述示例是以第一功率位置和第二功率位置均为一个最大功率位置进行时偏和频偏的估算，但是在多用户不同步的场景下，所获得的最大功率位置可能是其它用户的最大功率位置，此时可能导致同步失败，因此可选择多于1条的径位置，即根据M1个up chirp接收符号获取的第一功率谱选择最强的N(如3)条径，也即从第一功率谱中选择功率按照从大到小排序在前的N(如3)个功率对应的位置得到N(如3)个第一功率位置，同时根据M2个down chirp接收符号获取的第二功率谱选择最强的N(如3)条径，也即从第二功率谱中选择功率按照从大到小排序在前的N(如3)个功率对应的位置得到N(如3)个第二功率位置，而后根据选择的N(如3)个第一功率位置和N(如3)个第二功率位置估算时偏和频偏，以解决多用户不同步场景下同步失败的问题。

具体地，在一些实施例中，当N大于1时，参考图5所示，上述的多用户扩频通信***的同步方法还包括：

步骤S301，对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，每个功率位置组包括第一功率位置和第二功率位置。

具体来说，参考图6所示，在根据第一功率谱获得N个第一功率位置，以及根据第二功率谱获得N个第二功率位置后，将N个第一功率位置和N个第二功率位置进行组合可得到N*N个功率位置组，而后针对每个功率组采用前述的方式可估算出相应的时偏和频偏，最终得到N*N个时偏和频偏。例如，当N＝3时，将得到9个时偏和频偏。

步骤S302，根据时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号。

具体来说，在获得N*N个时偏和频偏后，根据获得的N*N个时偏获取同步的upchirp接收符号或down chirp接收符号，例如，9个时偏中有7个时偏相同，此时获取相同的7个时偏对应的up chirp接收符号或down chirp接收符号。

步骤S303，根据频偏对同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

具体来说，在获得同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号后，还根据N*N个频偏对同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，例如，根据相同的7个时偏对应的频偏，分别对相同的7个时偏对应的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，补偿过程为up chirp接收符号或down chirp接收符号乘以相对应的频偏，即

而后根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

在一些实施例中，根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏，包括：获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；将up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；根据第二时延谱获取第九功率谱；获取第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

具体来说，获取补偿后的每个up chirp接收符号或每个down chirp接收符号的第一时延谱(例如，将补偿后的每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算得到，或者，将补偿后的每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算得到)，并将所有补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱，对第二时延谱进行平方计算得到第九功率谱，选择第九功率谱的峰均比最大的作为最终估计的时偏和频偏。

该实施例中，通过不同用户对应不同的扩频因子组来区分多用户，即在发送端使用不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，并在接收端采用FFT方法或循环卷积方法估计时偏和频偏，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低，同时，选择多个第一功率位置和第二功率位置进行时偏和频偏，可有效解决多用户不同步场景下同步失败的问题。

综上所述，根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步方法，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

图7为根据本发明另一个实施例的多用户扩频通信***的同步方法的流程图，以该方法应用于发送端为例，参考图7所示，该多用户扩频通信***的同步方法可包括以下步骤：

步骤S401，生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制downchirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数。

步骤S402，发送M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号至接收装置，其中，接收装置接收M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

需要说明的是，关于应用于发送端的多用户扩频通信***的同步方法的具体说明，请参考前述关于应用于接收端的多用户扩频通信***的同步方法的具体说明，这里不再赘述。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步方法，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

在一些实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有多用户扩频通信***的同步程序，该多用户扩频通信***的同步程序被处理器执行时实现前述的应用于接收端或发送端的多用户扩频通信***的同步方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

在一些实施例中，还提供了一种接收装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，处理器执行程序时，实现前述的应用于接收端的多用户扩频通信***的同步方法。

需要说明的是，接收装置可包括通信芯片或接收机等，具体这里不做限制。

根据本发明实施例的接收装置，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

在一些实施例中，还提供了一种发送装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，处理器执行程序时，实现前述的应用于发送端的多用户扩频通信***的同步方法。

需要说明的是，发送装置可包括通信芯片或发送机等，具体这里不做限制。

根据本发明实施例的发送装置，通过前述的多用户扩频通信***的同步方法，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

图8为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步装置的方框图，以该装置应用于接收端为例，参考图8所示，该多用户扩频通信***的同步装置包括：接收模块10和估算模块20。

其中，接收模块10用于接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括up chirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；估算模块20用于根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：根据M1个up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据第一功率谱确定第一功率位置；根据M2个down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据第二功率谱确定第二功率位置；根据第一扩频因子和第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；根据更新后的第一功率位置和第二功率位置估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：将每个up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个upchirp接收符号的第三功率谱；将M1个up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到第一功率谱。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：将每个down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个down chirp接收符号的第四功率谱；将M2个down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到第二功率谱。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子相等时，估算模块20具体用于：若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{up_n}为更新前的第一功率位置，SFup为第一扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，当第一扩频因子和第二扩频因子不相等时，估算模块20具体用于：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新第一功率位置和第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：根据第二扩频因子对第一功率位置取余运算得到第三功率位置；若第三功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为第三功率位置，SFdown为第二扩频因子；若第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：根据第一扩频因子对第二功率位置取余运算得到第四功率位置；若第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为第四功率位置，SFup为第一扩频因子；若第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

根据本发明的一个实施例，估算模块20通过以下公式估算时偏和频偏：

其中，△f为频偏，△k为时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为第一扩频因子，SFdown为第二扩频因子。

根据本发明的一个实施例，估算模块20还用于：若第一扩频因子大于第二扩频因子，则根据第一扩频因子更新时偏；若第一扩频因子小于第二扩频因子，则根据第二扩频因子更新时偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：根据时偏重新获取M1个upchirp接收符号；对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定第六功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为第一扩频因子，其中，第一预设位置范围根据第一扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：根据时偏重新获取M2个downchirp接收符号；对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定第八功率谱的最大功率位置；若最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为第二扩频因子，其中，第二预设位置范围根据第二扩频因子确定。

根据本发明的一个实施例，第一功率位置和第二功率位置均为N个，N个第一功率位置为第一功率谱中功率按照从大到小排序在前N个功率对应的位置，N个第二功率位置为第二功率谱中功率按照从大到小排序在前N个功率对应的位置，N为正整数。

根据本发明的一个实施例，当N大于1时，估算模块20还用于：对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，每个功率位置组包括第一功率位置和第二功率位置；根据时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号；根据频偏对同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

根据本发明的一个实施例，估算模块20具体用于：获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；将up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；根据第二时延谱获取第九功率谱；获取第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

需要说明的是，关于应用于接收端的多用户扩频通信***的同步装置的描述，请参考前述关于应用于接收端的多用户扩频通信***的同步方法的描述，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步装置，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

图9为根据本发明一个实施例的多用户扩频通信***的同步装置的方框图，以该装置应用于发送端为例，参考图9所示，该多用户扩频通信***的同步装置包括：生成模块30和发送模块40。

其中，生成模块30用于生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，扩频因子组包括upchirp发送符号的第一扩频因子和down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；发送模块40用于发送M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号至接收装置，其中，接收装置接收M1个up chirp发送符号和M2个down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个up chirp接收符号、M2个down chirp接收符号、第一扩频因子和第二扩频因子估算时偏和频偏。

需要说明的是，关于应用于发送端的多用户扩频通信***的同步装置的描述，请参考前述关于应用于发送端的多用户扩频通信***的同步方法的描述，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的多用户扩频通信***的同步装置，通过采用不同的用户对应不同的扩频因子组发送up chirp发送符号和down chirp发送符号，不仅能够有效区分多用户，而且性能好且复杂度较低。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据符号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (35)

1.一种多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述方法包括：

接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制downchirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，所述扩频因子组包括所述up chirp发送符号的第一扩频因子和所述down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；

根据M1个所述up chirp接收符号、M2个所述down chirp接收符号、所述第一扩频因子和所述第二扩频因子估算时偏和频偏。

2.根据权利要求1所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据M1个所述up chirp接收符号、M2个所述down chirp接收符号、所述第一扩频因子和所述第二扩频因子估算时偏和频偏，包括：

根据M1个所述up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据所述第一功率谱确定第一功率位置；

根据M2个所述down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据所述第二功率谱确定第二功率位置；

根据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置；

根据更新后的第一功率位置和第二功率位置估算时偏和频偏。

3.根据权利要求2所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据M1个所述up chirp接收符号获取第一功率谱，包括：

将每个所述up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个所述up chirp接收符号的第三功率谱；

将M1个所述up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到所述第一功率谱。

4.根据权利要求2所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据M2个所述down chirp接收符号获取第二功率谱，包括：

将每个所述down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个所述down chirp接收符号的第四功率谱；

将M2个所述down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到所述第二功率谱。

5.根据权利要求2所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，当所述第一扩频因子和所述第二扩频因子相等时，所述根据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置，包括：

若所述第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{up_n}为更新前的第一功率位置，SFup为所述第一扩频因子；

若所述第二功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

6.根据权利要求2所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，当所述第一扩频因子和所述第二扩频因子不相等时，所述根据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置，包括：

若所述第一扩频因子大于所述第二扩频因子，则根据所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置；

若所述第一扩频因子小于所述第二扩频因子，则根据所述第一扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置。

7.根据权利要求6所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置，包括：

根据所述第二扩频因子对所述第一功率位置取余运算得到第三功率位置；

若所述第三功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为所述第三功率位置，SFdown为所述第二扩频因子；

若所述第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

8.根据权利要求6所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据所述第一扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置，包括：

根据所述第一扩频因子对所述第二功率位置取余运算得到第四功率位置；

若所述第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为所述第四功率位置，SFup为所述第一扩频因子；

若所述第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，通过以下公式估算时偏和频偏：

其中，△f为所述频偏，△k为所述时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为所述第一扩频因子，SFdown为所述第二扩频因子。

10.根据权利要求6所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述第一扩频因子大于所述第二扩频因子，则根据所述第一扩频因子更新所述时偏；

若所述第一扩频因子小于所述第二扩频因子，则根据所述第二扩频因子更新所述时偏。

11.根据权利要求10所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据所述第一扩频因子更新所述时偏，包括：

根据所述时偏重新获取M1个up chirp接收符号；

对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；

将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定所述第六功率谱的最大功率位置；

若所述最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为所述第一扩频因子，其中，所述第一预设位置范围根据所述第一扩频因子确定。

12.根据权利要求10所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据所述第二扩频因子更新所述时偏，包括：

根据所述时偏重新获取M2个down chirp接收符号；

对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；

将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定所述第八功率谱的最大功率位置；

若所述最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为所述第二扩频因子，其中，所述第二预设位置范围根据所述第二扩频因子确定。

13.根据权利要求2所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述第一功率位置和所述第二功率位置均为N个，N个所述第一功率位置为所述第一功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N个所述第二功率位置为所述第二功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N为正整数。

14.根据权利要求13所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，当N大于1时，所述方法还包括：

对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，所述每个功率位置组包括所述第一功率位置和所述第二功率位置；

根据所述时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号；

根据所述频偏对所述同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

15.根据权利要求14所述的多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏，包括：

获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；

将所述up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；

根据所述第二时延谱获取第九功率谱；

获取所述第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

16.一种多用户扩频通信***的同步方法，其特征在于，所述方法包括：

生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，所述扩频因子组包括所述up chirp发送符号的第一扩频因子和所述down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；

发送M1个所述up chirp发送符号和M2个所述down chirp发送符号至接收装置，其中，所述接收装置接收M1个所述up chirp发送符号和M2个所述down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个所述up chirp接收符号、M2个所述down chirp接收符号、所述第一扩频因子和所述第二扩频因子估算时偏和频偏。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有多用户扩频通信***的同步程序，该多用户扩频通信***的同步程序被处理器执行时实现根据权利要求1-15中任一项所述的多用户扩频通信***的同步方法，或者，实现根据权利要求16所述的多用户扩频通信***的同步方法。

18.一种接收装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据权利要求1-15中任一项所述的多用户扩频通信***的同步方法。

19.一种发送装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多用户扩频通信***的同步程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据权利要求16所述的多用户扩频通信***的同步方法。

20.一种多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收用户发送的M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，所述扩频因子组包括所述up chirp发送符号的第一扩频因子和所述down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；

估算模块，用于根据M1个所述up chirp接收符号、M2个所述down chirp接收符号、所述第一扩频因子和所述第二扩频因子估算时偏和频偏。

21.根据权利要求20所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

根据M1个所述up chirp接收符号获取第一功率谱，并根据所述第一功率谱确定第一功率位置；

根据M2个所述down chirp接收符号获取第二功率谱，并根据所述第二功率谱确定第二功率位置；

根据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置；

根据更新后的第一功率位置和所述第二功率位置估算时偏和频偏。

22.根据权利要求21所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

将每个所述up chirp接收符号与其对应的up chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个所述up chirp接收符号的第三功率谱；

将M1个所述up chirp接收符号的第三功率谱叠加得到所述第一功率谱。

23.根据权利要求21所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

将每个所述down chirp接收符号与其对应的down chirp发送符号的共轭逐点相乘后，进行FFT运算或循环卷积运算得到每个所述down chirp接收符号的第四功率谱；

将M2个所述down chirp接收符号的第四功率谱叠加得到所述第二功率谱。

24.根据权利要求21所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，当所述第一扩频因子和所述第二扩频因子相等时，所述估算模块具体用于：

若所述第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置为P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{up_n}为更新前的第一功率位置，SFup为所述第一扩频因子；

若所述第二功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置为P_down＝P_{down_n}-2^SFup，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

25.根据权利要求21所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，当所述第一扩频因子和所述第二扩频因子不相等时，所述估算模块具体用于：

若所述第一扩频因子大于所述第二扩频因子，则根据所述第二扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置；

若所述第一扩频因子小于所述第二扩频因子，则根据所述第一扩频因子更新所述第一功率位置和所述第二功率位置。

26.根据权利要求25所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

根据所述第二扩频因子对所述第一功率位置取余运算得到第三功率位置；

若所述第三功率位置大于等于2^SFd _own- ¹，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_nn}-2^SFdown，其中，P_{up_nn}为所述第三功率位置，SFdown为所述第二扩频因子；

若所述第二功率位置大于等于2^SFdown-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_n}-2^SFdown，其中，P_{down_n}为更新前的第二功率位置。

27.根据权利要求25所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

根据所述第一扩频因子对所述第二功率位置取余运算得到第四功率位置；

若所述第四功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第二功率位置P_down＝P_{down_nn}-2^SFup，其中，P_{down_nn}为所述第四功率位置，SFup为所述第一扩频因子；

若所述第一功率位置大于等于2^SFup-1，则更新后的第一功率位置P_up＝P_{up_n}-2^SFup，其中，P_{down_n}为更新前的第一功率位置。

28.根据权利要求21-27中任一项所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，通过以下公式估算时偏和频偏：

其中，△f为所述频偏，△k为所述时偏，B为***带宽，P_up为更新后的第一功率位置，P_down为更新后的第二功率位置，SFup为所述第一扩频因子，SFdown为所述第二扩频因子。

29.根据权利要求25所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块还用于：

若所述第一扩频因子大于所述第二扩频因子，则根据所述第一扩频因子更新所述时偏；

若所述第一扩频因子小于所述第二扩频因子，则根据所述第二扩频因子更新所述时偏。

30.根据权利要求29所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

根据所述时偏重新获取M1个up chirp接收符号；

对重新获取的每个up chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个up chirp接收符号的第五功率谱；

将重新获取的M1个up chirp接收符号的第五功率谱叠加得到第六功率谱，并确定所述第六功率谱的最大功率位置；

若所述最大功率位置处于第一预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₁＝Δk+2^SFup-1，其中，△k为更新前的时偏，SFup为所述第一扩频因子，其中，所述第一预设位置范围根据所述第一扩频因子确定。

31.根据权利要求29所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

根据所述时偏重新获取M2个down chirp接收符号；

对重新获取的每个down chirp接收符号进行FFT运算或循环卷积运算，得到重新获取的每个down chirp接收符号的第七功率谱；

将重新获取的M2个down chirp接收符号的第七功率谱叠加得到第八功率谱，并确定所述第八功率谱的最大功率位置；

若所述最大功率位置处于第二预设位置范围内，则更新后的时偏Δk₂＝Δk+2^SFdown-1，其中，△k为更新前的时偏，SFdown为所述第二扩频因子，其中，所述第二预设位置范围根据所述第二扩频因子确定。

32.根据权利要求21所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述第一功率位置和所述第二功率位置均为N个，N个所述第一功率位置为所述第一功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N个所述第二功率位置为所述第二功率谱中功率按照从大到小排序在前的N个功率对应的位置，N为正整数。

33.根据权利要求32所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，当N大于1时，所述估算模块还用于：

对N*N个功率位置组中的每个功率位置组估算时偏和频偏，得到N*N个时偏和频偏，其中，所述每个功率位置组包括所述第一功率位置和所述第二功率位置；

根据所述时偏获取同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号；

根据所述频偏对所述同步的up chirp接收符号或down chirp接收符号进行补偿，并根据补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号估算时偏和频偏。

34.根据权利要求33所述的多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述估算模块具体用于：

获取补偿后的up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱；

将所述up chirp接收符号或down chirp接收符号的第一时延谱叠加得到第二时延谱；

根据所述第二时延谱获取第九功率谱；

获取所述第九功率谱中峰均比最大的功率位置组对应的时偏和频偏。

35.一种多用户扩频通信***的同步装置，其特征在于，所述装置包括：

生成模块，用于生成M1个线性增频调制up chirp发送符号和M2个线性减频调制downchirp发送符号，其中，不同的用户对应不同的扩频因子组，所述扩频因子组包括所述upchirp发送符号的第一扩频因子和所述down chirp发送符号的第二扩频因子，M1和M2为正整数；

发送模块，用于发送M1个所述up chirp发送符号和M2个所述down chirp发送符号至接收装置，其中，所述接收装置接收M1个所述up chirp发送符号和M2个所述down chirp发送符号得到M1个up chirp接收符号和M2个down chirp接收符号，并根据M1个所述up chirp接收符号、M2个所述down chirp接收符号、所述第一扩频因子和所述第二扩频因子估算时偏和频偏。

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