具体实施方式
目前数据间的导频码主要是为获取同步(定时)位置及相位信息。目前的位置判决方法直接检测窗内的接收数据与本地码做相关,然后根据相关峰位置判断出同步位置。但是CPM调制改变了导频码的时域特征,如果直接用现有的导频码做调制后的时域相关,其自相关性会变差。本发明实施例是先检测后做相关,可以有效的避免该问题。
本发明实施例将接收到的来自发送端的信号进行盲解调,然后对盲解调后的信号与本地导频码做时域相关,并根据相关结果确定信号的同步位置,从而避免了由于CPM调制导致的导频码相关性变差的问题。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图1A所示,本发明实施例同步判决的方法包括下列步骤:
步骤101、接收端确定导频检测窗的位置,并对导频检测窗内的信号进行盲解调;
步骤102、接收端对导频检测窗内的信号进行盲解调;
步骤103、接收端对盲解调后的信号与本地导频码做时域相关,并根据相关结果确定信号的同步位置。
其中,发送端发送的信号可以是常用的导频序列,如3GPP的midamble(中置)码,同时导频码也采用与数据相同的CPM调制方式,如SOQPSK调制。
在实施中,接收端通过接收天线接收到发送端所发信号后,需要进行滤波、自动增益控制、下变频、ADC等处理,得到基带数字信号。此时的基带信号是过采样的信号,即采样速率是信号传输速率的n倍,n为整数。然后接收端对导频检测窗内的基带数字信号进行盲解调。
步骤101中,接收端先确定导频检测窗的位置,并通过导频检测窗接收来自发送端的信号。
其中,接收端确定导频检测窗的位置的方法有很多种,下面列举几种:
方式一、接收端根据收到的信号的功率包络确定时隙的起始位置;
接收端根据确定的起始位置,确定待调整时间窗;
接收端根据包络估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置。
一个时隙中有至少一个符号序列,序列中第一个符号的位置就是时隙的起始位置。
以TDMA系统为例,由于时隙间存在一定的保护间隔,而保护间隔不发送任何数据,所以可以根据保护间隔确定收到的信号的功率包络。如图2所示,包络的凹点就是时隙的起始位置。
需要说明的是,上述TDMA系统只是举例说明,任何时隙间存在一定的保护间隔的系统都适用本发明实施例的方式一。
由于知道每段数据的长度,所以基于时隙的起始位置可以确定出待调整时间窗;然后在待调整时间窗的前后增加一定的长度,构成的新窗为导频检测窗,具体可以参见图3。
在实施中,可以预先设定在待调整时间窗的前后增加的长度。较佳地,新增长度可以由包络估计精度确定。
假设包络估计精度是n个符号,那么至少需要在待调整时间窗前后各加n个符号,得到导频检测窗。
方式二、接收端根据收到的来自发送端的特殊导频码,确定特殊导频码的同步位置;
接收端根据特殊导频码的同步位置确定,确定待调整时间窗;
接收端根据导频码估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置。
在实施中,发送端发送特殊导频码。这里的特殊导频码是能满足同步要求的导频码,比如3GPP DWPTS使用的导频码、midamble等。
接收端进行连续盲解调确定特殊导频码,并根据特殊导频码判断特殊导频码的同步位置,然后根据特殊导频码的同步位置,确定待调整时间窗,根据导频码估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置。
根据导频码估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置与上述方式一中根据包络估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置的方式类似,在此不再赘述。
在实施中,方式二可以在接收端加入网络时或失去导频码检测窗位置时进行。
步骤103中,接收端对导频检测窗内的信号进行盲解调的方法有很多。
以SOQPSK为例,调制时后一符号相对前一符号有3种可能的相位变化,0,pi/2,-pi/2。所以一种最简单的做法是基于前后两个符号的相位变化关系来进行盲解调。
这里的盲解调指在没有同步和信道对相位影响的条件下的检测方法。在选择盲解调算法时,需要尽量避免相位变法对检测性能的影响。同时需要检测性能对同步比较敏感。比如基于相对相位变化的检测方式。
步骤103中,接收端对盲解调后的信号进行时域相关,获得相关值-时间包络曲线,并根据相关值-时间包络曲线,确定收到的信号的同步位置。
在实施中,接收端对通过导频检测窗截取的序列(即导频码)进行多倍(例如n=8倍)过采样。
针对每路过采样序列,先进行盲解调,盲解调时可利用相对相位变化结合维特比译码的方式进行解调;
然后用解调后的结果与基本导频序列做相关,依据相关峰的位置确定收到的信号的同步位置。
依据相关峰的位置确定收到的信号的同步位置的方式有很多,下面列举集中。
方式一、接收端根据相关值-时间包络曲线中最大相关峰所在的位置确定信号的同步位置。
在实施中,盲解调后获得的序列与导频码序列的相关,从所有相关峰中找到最大相关峰,最大相关峰的位置就是收到的信号的同步位置。
方式二、接收端根据相关值-时间的包络曲线,确定与无干扰的相关值-时间包络曲线相关度最高时的时间偏移量,根据确定的时间偏移量确定信号的同步位置。
以图1B为例,假定t2为本地相关值-时间的包络曲线峰值所在位置,即初步判断的导频码位置所在。t1为实际信号导频码位置所在。收到的信号相关值曲线向右平移t△时与本地相关值曲线相关度最大(两组曲线取相关值最大),所以准确的同步时间为初步判断的时间-t△。
上述的序列是从导频检测窗截取的数据经过过采样和盲解调后得到的序列。
在实施中,将没有叠加干扰的导频码经过调制、过采样、解调处理后,再与同一导频码做相关所得到的相关峰值序列,然后根据相关峰值序列的相关峰值就可以确定无干扰的幅度-时间包络曲线。
具体的,接收端根据多路序列的相关峰值拟合一个幅度-时间的包络曲线Φc(t),将幅度-时间的包络曲线Φc(t)和无干扰的幅度-时间包络曲线中的一个曲线进行时间偏移,确定两个包络曲线最匹配时的时间偏移量,并根据该时间偏移量判断同步位置。
这里接收端根据相关峰值序列的相关峰值可以拟合一个无干扰的幅度-时间包络曲线Bas。
假设导频序列由x1,x2,x3,x4构成,经过调制后变成变成y1,y2,y3,y4,2倍过采样变为y11,y12,y13,y14和y21,y22,y23,y24,分别解调后为x’11,x’12,x’13,x’14和x’21,x’22,x’23,x’24,x’11,x’21,x’12,x’22,x’13,x’23,x’14,x’24与x1,x2,x3,x4做相关所得相关峰的包络与时间的曲线即为无干扰的幅度-时间包络曲线。
在实施中,将基准导频序列做多倍过采样,然后做相关,可以获得一个基准的度-时间的包络曲线Φ(t)。构造曲线a*Φ(t-T),调整a与T值,使得a*Φ(t-T)与Φc(t)的匹配度最高(或两者的差距最小),a*Φ(t-T)就可以认为是本次的Bas曲线。
在根据相关结果确定信号的同步位置之后,可以对数据部分信号做相关检测。
若本发明实施例的导频检测窗内的信号是进行CPM调制的导频码。较佳地,在实施中,可以采用本发明实施例下面的方式选取发送端的进行CPM调制的导频码,使得进行CPM调制的导频码更适合CPM调制。在实际中,下面的方式可以通过仿真、建模等方式选取导频码。
由于发送端使用的导频序列由1、-1构成,要求自相关性较好,如3GPP的midamble码。过采用样后整个符号间的相关值序列还需要与采用CPM解调算法相关,所以可以采用下面方式选取导频码:
在不考虑CPM译码算法的影响前提下,先选未经CPM调制解调处理时,自关性好的导频码,然后从这些导频码中选择。
具体的,从所有导频码集合中,选择导频码相关性参数值大于门限值的导频码作为候选导频码;
从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码。
在实施中,可以根据下列公式确定导频码相关性参数值:
导频码相关性参数值=[m(t)*m(t-kT)’]/[m(t)*m(t)’];
其中,m(t)为导频码;m(t)’为m(t)的共轭;m(t-kT)’为m(t-kT)的共轭;*表示内积;t表示时间,单位是ms;k是不小于0的整数;T是构成导频码的每个符号的时间长度。
较佳地,相关峰值/相关峰所在符号外最大相关值>设定门限值。
其中,从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码时,可以随机选择.
较佳地,可以按照下列方式选择:
确定每个候选导频码对应的相关峰序列;
根据候选导频码对应的相关峰序列,确定每个导频码对应的相关峰包络斜率;
将相关峰包络斜率从大到小对候选导频码进行排序,并选择前N个候选导频码作为进行CPM调制的导频码。
其中,斜率定义为:(最大相关峰-m%(m%代表一个小于1的数)最大相关峰)/|t1-t2|。
t1为最大相关峰时间点;t2为与t1最近的%m最大相关峰时间点。
较佳地,确定每个候选导频码对应的相关峰序列时,针对一个候选导频码,对该候选导频码进行CPM调制,并对进行CPM调制的导频码进行盲解调;
对进行盲解调的导频码与基本导频码进行相关,根据相关结果确定候选导频码对应的相关峰序列。
当然,在实际应用中,为了减少设计成本,在导频码的选取上,可以只随机从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码;如果想进一步改善性能,则可以按照上述较佳地方式从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码。
如图4所示,本发明实施例发送端发送的示意图中:
发送端在原始信息比特数据块加CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验)校验码后,采用Turbo编码、交织处理、然后插入导频码经过调制后就形成了图3中所示的时隙。连续的时隙经过中频和射频处理最后经过天线发射出去。
如图5所示,本发明实施例接收端接收的示意图中:
在接收端,天线收到的模拟信号经过射频和中频处理形成基带数字信号,n倍过采样的数据先缓冲起来,然后从导频检测窗数据中截取出多路数据,分别进行解调,将解调后的数据与本地导频码做相关。
假定过采样倍数n=4,将各路信号的相关峰模值按照时间顺序进行排列,根据该序列拟合一个幅度-时间的包络曲线Φc(t),将幅度-时间的包络曲线Φc(t)和无干扰的幅度-时间包络曲线中的一个曲线进行时间偏移,并选择Φc(t)和无干扰的幅度-时间包络曲线Bas匹配度最高时的时间偏移量,根据时间偏移量判断同步位置。根据同步位置可以确定第i(1>=i<=4)路信号为同步精度最高的一路信号,并可以确定数据符号的起始位置以及信道估计信息。然后从第i路数据中截取出数据符号进行解调制,解交织,信道译码、CRC校验的处理,最后还原出原始信息比特。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种同步判决的设备,由于该设备解决问题的原理与本发明实施例同步判决的方法相似,因此该设备的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
如图6所示,本发明实施例同步判决的设备包括:解调模块610和处理模块620。
解调模块610,用于确定导频检测窗的位置,并对导频检测窗内的信号进行盲解调;
处理模块620,用于对盲解调后的信号与本地导频码做时域相关,并根据相关结果确定信号的同步位置。
较佳地,解调模块610根据收到的信号的功率包络确定时隙的起始位置;根据确定的起始位置,确定待调整时间窗;根据包络估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置。
较佳地,解调模块610根据收到的来自发送端的特殊导频码,确定特殊导频码的同步位置;根据特殊导频码的同步位置,确定待调整时间窗;根据导频码估计精度和待调整时间窗,确定导频检测窗的位置。
较佳地,处理模块620对盲解调后的信号进行时域相关,获得相关值-时间包络曲线,并根据相关值-时间包络曲线,确定收到的信号的同步位置。
较佳地,处理模块620根据相关值-时间包络曲线中最大相关峰所在的位置确定信号的同步位置;或根据相关值-时间的包络曲线,确定与无干扰的相关值-时间包络曲线相关度最高时的时间偏移量,根据确定的时间偏移量确定信号的同步位置。
本发明提供还提供一种选取导频码的方案。由于本发明实施例从所有导频码集合中,选择导频码相关性参数值大于门限值的导频码作为候选导频码;从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码,从而在进行导频码选取时,缩小了选取导频码的范围,提高了选取的效率。
如图7所示,本发明实施例选取导频码的方法包括下列步骤:
步骤701、从所有导频码集合中,选择导频码相关性参数值大于门限值的导频码作为候选导频码;
步骤702、从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码。
在实施中,可以根据下列公式确定导频码相关性参数值:
导频码相关性参数值=[m(t)*m(t-kT)’]/[m(t)*m(t)’];
其中,m(t)为导频码;m(t)’为m(t)的共轭;m(t-kT)’为m(t-kT)的共轭;*表示内积;t表示时间,单位是ms;k是不小于0的整数;T是构成导频码的每个符号的时间长度。
其中,从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码时,可以随机选择.
较佳地,可以按照下列方式选择:
确定每个候选导频码对应的相关峰序列;
根据候选导频码对应的相关峰序列,确定每个导频码对应的相关峰包络斜率;
将相关峰包络斜率从大到小对候选导频码进行排序,并选择前N个候选导频码作为进行CPM调制的导频码。
较佳地,确定每个候选导频码对应的相关峰序列时,针对一个候选导频码,对该候选导频码进行CPM调制,并对进行CPM调制的导频码进行盲解调;
对进行盲解调的导频码与基本导频码进行相关,根据相关结果确定候选导频码对应的相关峰序列。
当然,在实际应用中,为了减少设计成本,在导频码的选取上,可以只随机从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码;如果想进一步改善性能,则可以按照上述较佳地方式从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码。
如图8所示,本发明实施例选取导频码的设备包括:第一选取模块800和第二选取模块810。
第一选取模块800,用于从所有导频码集合中,选择导频码相关性参数值大于门限值的导频码作为候选导频码;
第二选取模块810,用于从候选导频码中选择进行CPM调制的导频码。
较佳地,第一选取模块800根据下列公式确定导频码相关性参数值:
导频码相关性参数值=[m(t)*m(t-kT)’]/[m(t)*m(t)’]
其中,m(t)为导频码;m(t)’为m(t)的共轭;m(t-kT)’为m(t-kT)的共轭;*表示内积;t表示时间;k是不小于0的整数;T是构成导频码的每个符号的时间长度。
较佳地,第二选取模块810确定每个候选导频码对应的相关峰序列;根据候选导频码对应的相关峰序列,确定每个导频码对应的相关峰包络斜率;将相关峰包络斜率从大到小对候选导频码进行排序,并选择前N个候选导频码作为进行CPM调制的导频码。
较佳地,第二选取模块810针对一个候选导频码,对该候选导频码进行CPM调制,并对进行CPM调制的导频码进行盲解调;对进行盲解调的导频码与基本导频码进行相关,根据相关结果确定候选导频码对应的相关峰序列。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。