CN105634638B - 一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法及系统 - Google Patents

一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法及系统，方法包括：在一个联合周期内，对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；对每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理；对各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y。本发明对固定时间段内所有单突发块估计值进行联合加权处理，通过对加权值的合理设置，减少估计性能较差的短突发块的影响，提高估计性能较好的长突发块的影响，解决估计精度起伏问题，提高了固定时间段整体估计性能。使用联合加权处理之后更准确的终估计值对单突发估计值进行修正处理，这样就避免了大偏差估计值的传递和使用，提高了估计结果的稳定性。

Description

一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估 计方法及系统
技术领域
本发明涉及一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法及系统。
背景技术
对于基于时分复用的突发通信系统来说，时间按照帧为单位进行划分，每个帧内会包含固定个数的更小时间单位：时隙。通信时一个突发数据块占用若干个时隙的时间进行发送或者接收。而一个帧内可能会存在若干个突发数据块进行通信，而每个突发数据块所占用的时隙数目不一定是相同的(如图1所示)，这和它们所需要承载的数据量相关。
突发通信系统中的同步参数估计主要指时偏和频偏的估计，接收机使用这些估计值完成定时和频率补偿以此来提高解调性能和维持通信系统的收发同步。现有突发通信系统的同步参数估计方案主要侧重于如何利用单个突发数据块来更精确地进行时偏或频偏的估计(参见专利CN103873225A“突发通信的定时估计方法”、专利CN102546143B“突发通信系统中接收机的时偏估计与校正方法”、专利CN101873152B“基于最佳带宽滤波预处理的多普勒频移估计方法”、专利CN102546500B“基于导频和软信息联合辅助的SOQPSK载波同步方法”、专利CN101719884B“一种快速锁相式载波恢复方法”、专利CN101626357B“一种基于最大似然估计的MPSK系统载波同步方法”、电子科技大学专业学位硕士学位论文《卫星低速突发信号同步技术研究》、《突发通信中的频偏估计算法研究》、哈尔冰工程大学硕士学位论文《突发通信中接收机的定时同步技术研究》)。由上述时分复用突发通信系统的特点可以知道：突发数据块的时间长度有短有长，承载数据量有多有少。而同步参数估计算法性能一般都是和所能使用的数据量成正比的，因此短突发块的估计精度势必没有长突发的好(参见《卫星低速突发信号同步技术研究》、《突发通信中的频偏估计算法研究》)。同时，在低信噪比或多径衰落信道环境中，一部分同步参数估计算法会表现出断崖式的精度下降(参见《突发通信中的频偏估计算法研究》、《突发通信中接收机的定时同步技术研究》)，原因在于估计值会随机地出现奇异的大偏差(最大误差可达千倍)，这在短突发块情况下表现更为明显。因此在时分复用突发通信系统中使用现有的单突发块同步参数估计方案进行估计并使用此估计值进行同步补偿，长短突发块估计性能的不同会导致估计精度起伏，影响整体估计性能。同时，在低信噪比或多径衰落信道环境中估计值很可能会有明显的大偏差情况，如果直接使用此值进行补偿处理会影响接收解调性能。理论上来说，汇总多个突发块的估计值进行联合处理可以一定程度上提高估计性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法及系统，解决时分复用突发通信系统中由于突发块长度不同所造成的同步参数估计性能问题，以及时分复用突发通信系统在低信噪比或多径衰落信道环境下可能出现的单突发块同步参数估计值大偏差问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，包括以下步骤：
S1：设定一个固定的时间间隔作为联合周期；
S2：在一个联合周期内，对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；
S3：对每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；
S4：对各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y。
所述的步骤S3包括以下子步骤：
S301：设定估计值的上下限值，包括：
S3011：(1)如果估计计算已经过N个以上的联合周期处理时间，获取之前N个联合周期处理后所得到的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，求平均得到终估计值平均值A；
(2)如果估计计算还未经过N个以上的联合周期处理时间，则均值A在可用数目的终估计值中求取；
S3012：(1)如果估计计算已经过N个以上的联合周期处理时间，把N个终估计值相邻两两做差得到N-1个终估计值变化值，求取其中绝对值最大的那个正值作为B；
(2)如果估计计算还未经过N个以上的联合周期处理时间，直接根据系统的应用环境和单突发数据块同步参数估计算法的精度特点设置成一个固定正值B；
S3013：得到上限值：αU＝A+B，下限值：αD＝A-B；
S302：如果初估计值x落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值合理，不进行修正，使用初估计值x直接作为修正估计值x′输出；如果初估计值x未落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值不合理，进行修正，将不合理的初估计值x直接丢弃，使用上一联合周期的终估计值y-1作为修正估计值x′输出。
所述的步骤S4包括以下子步骤：
S401：根据每个突发数据块的长度设置每个修正估计值联合处理的加权值：假设M个单突发数据块用于同步参数估计的数据长度是{l1,l2,...,lM}，求和得到本联合周期内所有突发数据块用于估计的总数据长度L，因此得到各修正估计值x′所对应的加权值：
S402：对M个修正估计值x′n进行加权和计算，最终得到联合处理之后的终估计值：
S403：更新一个长N的存储数组，里面存放着前N个联合周期的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，将里面的数依次向左移动，将y-N移出，并空出最右的位置，将y0放入空出的位置上得到新的y-1，此数组作为终估计值历史值应用于下一联合周期的估计值修正处理；
S404：输出y0作为本联合周期的实时终估计值，同时回到S2开始下一联合周期的处理。
一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计系统，包括单突发估计单元、估计值修正单元和多突发估计值联合处理单元，单突发估计单元用于对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；估计值修正单元用于对单突发估计单元输出的每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；多突发估计值联合处理单元用于对估计值修正单元输出的各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y，同时向估计值修正单元反馈终估计值历史值。
本发明的有益效果是：本发明所提出的方法对固定时间段内所有单突发块估计值进行联合加权处理，通过对加权值的合理设置，减少估计性能较差的短突发块的影响，同时提高估计性能较好的长突发块的影响，以此来解决估计精度起伏问题，并提高了固定时间段的整体估计性能。
同时，本发明还使用联合加权处理之后的更准确的估计值对单突发估计值进行修正处理，使用联合处理后的历史估计值来设置可信的估计值范围，并使用此范围去过滤单突发块的估计值，这样就避免了大偏差估计值的传递和使用，提高了估计结果的稳定性。而且它还有可能提高估计性能，因为超过范围的估计值(不一定是大偏差)被较准确的上一联合周期的终估计值来代替的这种处理方式在变化平缓的信道环境中更为合适。
附图说明
图1为突发数据块占用时隙的示意图；
图2为本发明方法流程图；
图3为本发明系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，首先联合一段时间内所有突发块的同步参数初估计值进行联合优化处理，从而减小精度起伏和误差，得到性能更优的估计值。然后把联合优化处理之后的估计值用于对下一个联合周期每个单突发块估计值的修正处理，以此来减少大偏差误差情况的出现，使得估计值更为稳定。
具体的，如图2所示，一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，包括以下步骤：
S1：设定一个固定的时间间隔作为联合周期，可以是若干个时隙，也可以是若干个帧，具体设置值可以根据具体的时分复用突发通信系统的应用环境特点来确定；
S2：在一个联合周期内，对接收到的所有的单突发数据块进行估计(所有的单突发数据块都可以按照已有的任何一种同步参数估计方案来进行估计)，得到各单突发数据块的初估计值x；
S3：对每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；
修正的流程按照以下步骤进行：
S301：设定本次估计值的上下限值，首先获取之前N个联合周期处理后所得到的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，求平均得到估计值平均值A。然后把N个终估计值相邻两两做差得到N-1个估计值变化值，求取其中绝对值最大的那个正值作为B；B也可以直接根据系统的应用环境和单突发块同步参数估计算法的精度特点设置成一个固定正值。如果估计计算刚刚开始，还没有经过N个以上的联合周期处理时间，则均值A在可用数目的终估计值中求取，B可按照前述方法先设定一个固定值来处理。最后得到上限值：αU＝A+B，下限值：αD＝A-B；
S302：如果初估计值x落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值合理，不进行修正，使用初估计值x直接作为修正估计值x′输出；如果初估计值x未落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值不合理，进行修正，将不合理的初估计值x直接丢弃，使用上一联合周期的终估计值y-1作为修正估计值x′输出。
S4：假设一个联合周期内存在有M个单突发块，那么经过前述步骤的处理就得到了M个修正估计值{x1′,x2′,...,x′M}，对各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到性能更好的终估计值。
处理流程包括以下子步骤：
S401：根据每个突发数据块的长度设置每个修正估计值联合处理的加权值：假设M个单突发数据块用于同步参数估计的数据长度是{l1,l2,...,lM}，求和得到本联合周期内所有突发数据块用于估计的总数据长度L，因此得到各修正估计值x′所对应的加权值：
S402：对M个修正估计值进行加权和计算，最终得到联合处理之后的终估计值：
S403：更新一个长N的存储数组，里面存放着前N个联合周期的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，将里面的数依次向左移动，将y-N移出，并空出最右的位置，将y0放入空出的位置上得到新的y-1，此数组作为终估计值历史值应用于下一联合周期的估计值修正处理；
S404：输出y0作为本联合周期的实时终估计值，同时回到S2开始下一联合周期的处理。
如图3所示，一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计系统，包括单突发估计单元、估计值修正单元和多突发估计值联合处理单元，单突发估计单元用于对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；估计值修正单元用于对单突发估计单元输出的每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；多突发估计值联合处理单元用于对估计值修正单元输出的各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y，同时向估计值修正单元反馈终估计值历史值。
估计值修正单元和多突发估计值联合处理单元之间存在正反向的交互：估计值修正单元把经过修正处理的估计值提供给多突发估计值联合处理单元；而联合处理单元则把终估计结果的历史值反馈回给修正单元以支持其下一联合周期的修正处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设定一个固定的时间间隔作为联合周期；
S2：在一个联合周期内，对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；
S3：对每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；
S4：对各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y。
2.根据权利要求1所述的一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，其特征在于：所述的步骤S3包括以下子步骤：
S301：设定估计值的上下限值，包括：
S3011：(1)如果估计计算已经过N个以上的联合周期处理时间，获取之前N个联合周期处理后所得到的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，求平均得到终估计值平均值A；
(2)如果估计计算还未经过N个以上的联合周期处理时间，则均值A在可用数目的终估计值中求取；
S3012：(1)如果估计计算已经过N个以上的联合周期处理时间，把N个终估计值相邻两两做差得到N-1个终估计值变化值，求取N-1个终估计值变化值中绝对值最大的那个正值作为B；
(2)如果估计计算还未经过N个以上的联合周期处理时间，直接根据系统的应用环境和单突发数据块同步参数估计算法的精度特点设置成一个固定正值B；
S3013：得到上限值：αU＝A+B，下限值：αD＝A-B；
S302：如果初估计值x落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值合理，不进行修正，使用初估计值x直接作为修正估计值x′输出；如果初估计值x未落入αU和αD所划定的范围内，则认为初估计值不合理，进行修正，将不合理的初估计值x直接丢弃，使用上一联合周期的终估计值y-1作为修正估计值x′输出。
3.根据权利要求1所述的一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计方法，其特征在于：所述的步骤S4包括以下子步骤：
S401：根据每个突发数据块的长度设置每个修正估计值联合处理的加权值：假设M个单突发数据块用于同步参数估计的数据长度是{l1,l2,...,lM}，求和得到本联合周期内所有突发数据块用于估计的总数据长度L，因此得到各修正估计值x′所对应的加权值：
S402：对M个修正估计值x′n进行加权和计算，最终得到联合处理之后的终估计值：
S403：更新一个长N的存储数组，里面存放着前N个联合周期的终估计值{y-N,y-N+1,...,y-1}，将里面的数依次向左移动，将y-N移出，并空出最右的位置，将y0放入空出的位置上得到新的y-1，此数组作为终估计值历史值应用于下一联合周期的估计值修正处理；
S404：输出y0作为本联合周期的实时终估计值，同时回到S2开始下一联合周期的处理。
4.一种应用于时分复用突发通信系统的同步参数多突发联合估计系统，其特征在于：包括单突发估计单元、估计值修正单元和多突发估计值联合处理单元，单突发估计单元用于对接收到的所有的单突发数据块进行估计，得到各单突发数据块的初估计值x；估计值修正单元用于对单突发估计单元输出的每个单突发数据块的初估计值x进行修正处理，得到每个单突发数据块的修正估计值x′；多突发估计值联合处理单元用于对估计值修正单元输出的各单突发数据块的修正估计值x′进行联合处理得到终估计值y，同时向估计值修正单元反馈终估计值历史值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10425962B2 (en) * 2016-12-14 2019-09-24 Qualcomm Incorporated PUCCH design with flexible symbol configuration

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155742A (en) * 1991-05-03 1992-10-13 Bell Communications Research, Inc. Time dispersion equalizer receiver with a time-reversal structure for TDMA portable radio systems
CN101494632A (zh) * 2008-10-16 2009-07-29 清华大学 块传输系统的联合同步方法及其应用的接收机
CN102546500A (zh) * 2012-03-20 2012-07-04 西安电子科技大学 基于导频和软信息联合辅助的soqpsk载波同步方法
CN104883730A (zh) * 2015-04-24 2015-09-02 北京华力创通科技股份有限公司 卫星通信中突发信号的定时同步方法和装置
CN104883329A (zh) * 2015-06-17 2015-09-02 北京华力创通科技股份有限公司 卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155742A (en) * 1991-05-03 1992-10-13 Bell Communications Research, Inc. Time dispersion equalizer receiver with a time-reversal structure for TDMA portable radio systems
CN101494632A (zh) * 2008-10-16 2009-07-29 清华大学 块传输系统的联合同步方法及其应用的接收机
CN102546500A (zh) * 2012-03-20 2012-07-04 西安电子科技大学 基于导频和软信息联合辅助的soqpsk载波同步方法
CN104883730A (zh) * 2015-04-24 2015-09-02 北京华力创通科技股份有限公司 卫星通信中突发信号的定时同步方法和装置
CN104883329A (zh) * 2015-06-17 2015-09-02 北京华力创通科技股份有限公司 卫星通信中接收端的信道估计与均衡方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
短波突发通信中的DFT频偏估计算法;游行远;《哈尔滨工程大学学报》;20150430;第36卷(第4期);573-576 *
突发通信中的频偏估计算法研究;朱响应等;《电子科技》;20090731;第22卷(第7期);1-4 *

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