CN113794535B - 兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 - Google Patents
兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113794535B CN113794535B CN202111074171.5A CN202111074171A CN113794535B CN 113794535 B CN113794535 B CN 113794535B CN 202111074171 A CN202111074171 A CN 202111074171A CN 113794535 B CN113794535 B CN 113794535B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pilot
- signal
- value
- bandwidth
- compatible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004080 punching Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 20
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 235000010829 Prunus spinosa Nutrition 0.000 claims 1
- 240000004350 Prunus spinosa Species 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 108091081062 Repeated sequence (DNA) Proteins 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 101100391182 Dictyostelium discoideum forI gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0067—Rate matching
- H04L1/0068—Rate matching by puncturing
- H04L1/0069—Puncturing patterns
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2657—Carrier synchronisation
- H04L27/266—Fine or fractional frequency offset determination and synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
- H04L2027/0026—Correction of carrier offset
Abstract
本发明提供一种兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统,属于信号同步技术领域。本发明兼容打孔模式的信号同步方法包括如下步骤:步骤一:获取接收到的信号的前导部分数据;步骤二:基于该前导部分数据用盲估计方法计算频偏;步骤三:基于频偏计算频偏后的差分值,根据差分值的均值获取预频偏值;步骤四:采用预频偏值对接收到的信号进行补偿;步骤五:对补偿预频偏后数据的长训练序列LTS滑动同步处理:创建相关函数,所述相关函数的峰值为LTS的起始点,根据该起始点更新帧起始点,完成信号的精同步。本发明的有益效果为:实现兼容打孔模式信号的精同步,实现对兼容打孔模式的无线Wi‑Fi信号的准确分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号同步的方法,尤其涉及一种兼容打孔模式的信号同步方法,还涉及一种采用所述兼容打孔模式的信号同步方法的无线信号分析方法及系统。
背景技术
OFDM是一种特殊的多载波传输技术,它既可以被看作是一种调制技术,也可以被当作一种复用技术。OFDM通过将高速率的信息符号并行化成低速率符号,然后在多个正交的子载波上并行发送,可以减小宽带系统的频率选择性衰落所带来的影响;通过加入保护间隔(GI),有效地避免各个符号间干扰。在接收端,只需要利用简单的频域均衡器就可以补偿信道的衰落,使得OFDM接收机的实现变得非常简单。
IEEE802.11基于OFDM通信的Wi-Fi标准主要有802.11a/g/n/ac/ax/be,这也是市场上主流的WiFi1/3/4/5/6/7对应的通信标准。对于支持802.11a/g/n/ac/ax/be的设备,在面向市场时需要进行合格测试,这时候需要用到综测仪,测试设备也称为DUT。
综测仪对于802.11a/g/n/ac/ax/be已经有成熟的测试方案,如图1所示为综测仪通用的处理流程,相关方案和系统已经是成熟的模式。
不过,802.11ax和802.11be为了灵活使用带宽,在传统带宽之外,还定义了打孔模式。打孔模式是在80M以上传统带宽下,中间某个20M或40M带宽不用于传输数据,如图2所示,总带宽是80M,242表示20M带宽下有242个子载波,484表示40M下有484个子载波,空白部分表示打孔的20M带宽,80M下带宽任何一个20M都可能被打孔。本发明的目的是提供一种分析这类信号的方法和系统。
因为在Wi-Fi标准(802.11ax/be)打孔模式下,综测仪传统分析方式不再适用。首先是同步模块,传统的使用本地序列与接收序列滑动相关的方法不再适用,因为本地序列不知道打孔情况,那就无法选出与接收序列相似的本地序列。然后,因为打孔对应的带宽不存在数据,需要选择出来,将对应的子载波去使能。还有就是相位跟踪与补偿模块,打孔模式下失去了对称性,原来的方法也不再适用。
发明内容
为解决现有技术中的问题,本发明提供一种兼容打孔模式的信号同步方法,还提供一种采用所述兼容打孔模式的信号同步方法的无线信号分析方法及系统。
本发明兼容打孔模式的信号同步方法包括如下步骤:
步骤一:获取接收到的信号的前导部分数据;
步骤二:基于该前导部分数据用盲估计方法计算频偏;
步骤三:基于频偏计算频偏后的差分值,根据差分值的均值获取预频偏值;
步骤四:采用预频偏值对接收到的信号进行补偿;
步骤五:对补偿预频偏后数据的长训练序列LTS滑动同步处理:创建相关函数,所述相关函数的峰值为LTS的起始点,根据该起始点更新帧起始点,完成信号的精同步。
本发明作进一步改进,步骤一中,将接收到的信号的前导部分y(t)数据进行备份,获取备份数据z(t),备份方式为z(t)=y(t),t∈[tStart-4us*Fs tStart+20us*Fs],其中Fs为采样率,tStart为使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置,t为时域采样点序号。
本发明作进一步改进,步骤二中,间隔时长选择短训练序列STS的序列长度为0.8us,则间隔采样点为N1=Fs*0.8us,频偏计算持续时长选择0.1us,即持续采样点为N2=Fs*0.1us,则频偏f(n)的计算公式为:
其中,arctan为求反正切,上标*为求复信号的复共轭,在24us的取值范围下,n取值从1到239。
本发明作进一步改进,步骤三中,当连续设定数量的差分值的绝对值均小于设定值,则说明预频偏计算成功,即预频偏fpre值为连续设定数量的差分值对应的频偏f(n)的均值,步骤四中,接收信号z(t)补偿预频偏后的数据
本发明作进一步改进,步骤五中,补偿预频偏后的数据用复数形式描述为:z*(t)=zI(t)+j*zQ(t),t=1…,N,N=Fs*28us,将8us长训练序列LTS拆开表示成以下形式:
1.6us | 1.6us | 1.6us | 1.6us | 1.6us |
GI2 | T1-1 | T1-2 | T2-1 | T2-2 |
其中,上行为各段的长度,下行为长训练序列,构造组合A=GI2+T1-1+T1-2和组合B=T1-2+T2-1+T2-2,则A=B,组合A和B的长度记为M1,M1=Fs*4.8us,组合A和组合B的距离为M2,M2=Fs*3.2us,
定义时刻t的相关函数为:
函数C(t)的取值范围在t∈[tStart+4us*Fs tStart+15.2us*Fs],然后求C(t)的峰值max|C(t)|对应的位置tpeak,由自相关的特性可知,当tpeak是长训练序列LTS的起始点时,C(t)达到峰值,因此,帧起始点tpeak可更新为tStart=tpeak-8*Fs,由此完成信号的精同步,且不受信号是否打孔的影响
本发明还提供一种采用所述兼容打孔模式的信号同步方法的无线信号分析方法,包括如下步骤:
S1:综测仪接收待测设备下发的无线信号,所述无线信号兼容打孔模式信号;
S2:综测仪下变频信号和采样,自动增益控制处理,并根据功率窗完成帧检测;
S3:兼容打孔模式的信号同步:采用权利要求1-5任一项所述的兼容打孔模式的信号同步方法;
S4:对同步后的信号进行频偏估计和补偿,去掉循环前缀GI,然后将各个字段变换到频域;
S5:打孔带宽分析,确定打孔位置;
S6:信道估计和均衡,得到每个数据符号的频域;
S7:兼容打孔模式的相位跟踪和补偿;
S8:解映射,分析结果并输出。
本发明作进一步改进,步骤S5中,所述确定打孔位置的方法为:
接收信号y(t)的带宽根据信号信息获取,记N=信号/20M,N为20M带宽的个数,其中数据训练序列用傅里叶运算变换到频域的表示为H(k),k∈[1 K],K为接收信号子载波总数,傅里叶变换过程为ttrain为数据训练序列起始位置,y(ttrain+i)表示y(t)上t=ttrain+i的点,
记其中N20M∈[1 N]为20M带宽序号,K20M=K/N为一个20M内的子载波个数,|H(i)|为H(i)的功率。
求P(N20M)的最大值计为Pmax=max{P(N20M)},N20M∈[1 N],
计20M带宽的打孔函数为:
即A(N20M)=0为打孔部分,A(N20M)=1为非打孔部分。
本发明作进一步改进,步骤S7中,相位跟踪和补偿之前,需要进行相位偏移计算,所述相位偏移计算的方法为:
非打孔时,符号s均衡后的频域表示为Ys(k),k∈[1 K],K为接收信号子载波总数,Ys(k)的导频子载波记为Ys(p),p∈导频子载波,数据子载波记为Ys(d),d∈数据子载波,导频子载波在发送端和接收端的数据取值只有±1,用Ys(pilot_i)表示符号s序号i的导频子载波,Xs(pilot_i)表示序号i上的导频子载波的理想值,Locs(pilot_i)为序号i的导频pilot_i所在频域子载波序号,Kpilot为导频个数,∠为求角度,KN20,pilot=Kpilot/N为20M单位上的导频数,
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,计算
其中,
Phase(pilot_i)=∠Ys(pilot_i)-∠Xs(pilot_i)
SLocs,pilot_i=Locs,pilot_i+Shift(N20)
Shift(N20)=(N-2*N20+1)*K20M/2
Δθ1,N20表示N20M带宽上所有导频子载波的整体相位偏移,Δθ2,N20为N20M带宽上所有导频子载波相对N20M带宽中心子载波序号的相位偏移。
本发明作进一步改进,基于所述相位偏移值,对相位进行偏移补偿的方法为:
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,当k∈[KN20,pilot*(N20M-1)+1KN20,pilot*N20M]时,补偿值为:
其中mod为求余计算,补偿方式为:
循环N20M∈[1 N],直到所有20M带宽都完成了跟踪和补偿,其中打孔的带宽由A(N20M)=0去旁路,
Δθ1,N20的计算和补偿也就是相位跟踪和补偿,的计算和补偿也就是采样偏跟踪和补偿。
本发明还提供一种实现所述无线信号方法的系统,包括:
信号接收模块:用于综测仪接收待测设备下发的无线信号,所述无线信号兼容打孔模式信号;
帧检测模块:用于综测仪下变频信号和采样,自动增益控制处理,并根据功率窗完成帧检测;
信号同步模块:用于兼容打孔模式的信号同步;
频域变换模块:对同步后的信号进行频偏估计和补偿,去掉循环前缀GI,然后将各个字段变换到频域;
打孔带宽分析模块:用于打孔带宽分析,确定打孔位置;
信道估计和均衡模块:用于信道估计和均衡,得到每个数据符号的频域;
相位跟踪和补偿模块:用于兼容打孔模式的相位跟踪和补偿;
解映射输出:用于解映射,分析结果并输出。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:。
附图说明
图1为本发明现有技术无线信号分析方法流程图;
图2为Wi-Fi信号打孔模式示意图;
图3为本发明信号分析方法流程图;
图4为时域前导STS和LTS的时域分布示意图;
图5为使用本发明方法计算到tpeak值示意图;
图6为进行Wi-Fi信号分析的频谱示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图3所示,本发明综测仪传统分析Wi-Fi标准信号的模式,用于分析802.11ax/be打孔模式不适用,本发明综测仪内添加一个打孔带宽分析方法,提出一种新的同步方法和相位跟踪方法,弥补掉传统分析方式分析打孔模式信号的缺陷。新的同步方法确保打孔信号精同步,打孔带宽分析方法排除掉不发数据的带宽,新的相位跟踪与补偿方法确保打孔信号补偿残余频偏和采样偏,最终完成信号分析流程。本发明支持了Wi-Fi打孔模式信号的分析,并且兼容非打孔模式信号的分析。
本发明在图1的基础上进行变更,主要包括3个模块:兼容打孔模式信号同步、打孔带宽分析、兼容打孔模式相位跟踪与补偿。
本发明基于综测仪测试DUT下发Wi-Fi标准(802.11a/g/n/ac/ax/be)信号,因此基于协议标准,他们有相同的短训练序列STS和长训练序列LTS。STS和LTS用于标准兼容、同步、频偏估计和补偿。802.11ax/be支持发打孔模式信号,本发明考虑了打孔模式信号特点和分析模式而完成,图3内白底模块不做详细说明,或者参考我司前置提交的相关发明。
以下结合附图对本发明进行说明,应当理解,此处所作的描述仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
假设DUT发射的理想信号为x(t),综测仪作为接收端接收到的信号为y(t),t为时域采样点序号,由于元器件,信道,噪声等因素影响,综测仪收到的信号y(t)可用模型 其中h(t)为信道响应,n(t)为噪声项。
步骤1:DUT(待测设备)连接综测仪,下发打孔模式信号。
步骤2:综测仪下变频信号和采样,AGC处理,并根据功率窗完成帧检测。
本步骤涉及到的具体技术为业界常规方法,或者参考申请人前置提交的相关发明专利。
步骤3:兼容打孔模式的信号同步
802.11ax/be打孔模式信号的前导部分兼容802.11a,时域前导STS和LTS的时域分布如图4所示,STS是10个长度为0.8us的重复序列,LTS是2个长度为3.2us的重复序列外加1.6us的循环前缀GI。
将综测仪收到的信号记为y(t),将步骤2中使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置记为tStart。
将前导部分备份,备份信号记为z(t),备份方式为z(t)=y(t),t∈[tStart-4us*FstStart+20us*Fs],其中Fs为采样率,即备份以粗同步点tStart往前4us为起始,总长度24us。
在备份数据z(t)进行同步处理,由于接收信号打孔带宽未知,因此无法知晓理想的LTS信号,不过由于STS和LTS自带重复性,则可以根据时域信号自带的自相关性获得帧起始位置,LTS相对STS持续时间长,则自相关得到的能量峰值更明显。频偏等因素会影响自相关精度,首先要进行频偏预估计和补偿。
STS是10个长度为0.8us的重复序列,以0.1us为单位计算频偏,然后做差分,由于基于STS的频偏几乎相同,差分后接于0的部分则是STS有效计算频偏部分,再读取对应位置的频偏值,则为预估计的频偏值。以下对处理算法进行详细说明。
步骤3.1基于z(t)盲估计方法计算频偏
间隔时长选择STS序列长度0.8us,则间隔采样点为N1=Fs*0.8us。频偏计算持续时长选择0.1us,即持续采样点为N2=Fs*0.1us。
其中arctan为求反正切,上标*为求复信号的复共轭,在24us的取值范围下,n取值从1到239。
步骤3.2差分计算
先基于f(n)计算频偏后的差分值
g(n)=f(n)-f(n-1)
当g(n)的绝对值小于5KHz,且连续个数m>50时,说明预频偏计算成功,记连续起始点为k,则预频偏值为这50个连续g(n)对应的频偏f(n)的均值,
步骤3.3:频域预补偿
计算到预频偏fpre后,补偿接收信号z(t)方式为
步骤3.4:LTS滑动同步
步骤3.3补偿预频偏后数据用复数形式描述为z*(t)=zI(t)+j*zQ(t),t=1…,N,N=Fs*28us。定义相关运算为:
将8us LTS拆开表示成以下形式,由LTS的重复性和GI的定义,则有GI2=T1-2=T2-2,T1-1=T2-1。
1.6us | 1.6us | 1.6us | 1.6us | 1.6us |
GI2 | T1-1 | T1-2 | T2-1 | T2-2 |
构造组合A=GI2+T1-1+T1-2和组合B=T1-2+T2-1+T2-2,则A=B,且是整个前导中能得到的最长的重复序列。组合A和B的长度记为M1,M1=Fs*4.8us,组合A和组合B的距离为M2,M2=Fs*3.2us。
定义时刻t的相关函数为
在缩小滑动量和保证计算合理性的需求下,函数C(t)的取值范围在t∈[tStart+4us*Fs tStart+15.2us*Fs]。然后求C(t)的峰值max|C(t)|对应的位置tpeak,由自相关的特性,可知当tpeak是LTS的起始点时,C(t)达到峰值,因此,帧起始点tStart可更新为tStart=tpeak-8*Fs,由此完成信号的精同步,且不受信号是否打孔的影响。图5为打孔信号使用本方法计算到的C(t)值,即只有1个明显的峰值。
步骤4:完成频偏估计和补偿,去掉GI,对各个字段做FFT运算变换到频域。
此步骤回退到接收信号y(t)上进行,帧起始位置使用步骤3计算到的tStart,其余步骤和流程为业界通用方式即可,不做详叙。
步骤5:打孔带宽分析
打孔信号是较大带宽(80M以上)打掉某个20M或者40M,被打孔的20M带宽上功率要求至少比未打孔的低20dB,可以使用此需求来判定哪部分带宽被打孔了。
接收信号y(t)的带宽可根据信号信息知道,记N=信号带宽/20M,为20M带宽的个数,其中数据训练序列用FFT运算变换到频域的表示为H(k),k∈[1 K],K为接收信号子载波总数,傅里叶变换过程为ttrain为数据训练序列起始位置,y(ttrain+i)表示y(t)上t=ttrain+i的点。
记其中N20M∈[1 N]为20M带宽序号,K20M=K/N为一个20M内的子载波个数,|H(i)|为H(i)的功率。
求P(N20M)的最大值计为Pmax=max{P(N20M)},N20M∈[1 N]。
计20M带宽的打孔函数为
即A(N20M)=0为打孔部分,A(N20M)=1为非打孔部分。
步骤6:信道估计和均衡,得到每个数据符号的频域表示Ys(k),Ys(k)可以视为发射信号在噪声干扰影响下的值,由Ys(k)去解调发送的是什么信息。下标s表示符号序列,s∈[1 S],S为接收信号总符号数,编号k表示子载波序号,k∈[1 K],K为接收信号子载波总数。此步骤使用业界通用方式即可,不做详叙。
步骤7:兼容打孔模式的相位跟踪和补偿
在打孔信号中,因为某个20M带宽不携带信号,那上面的导频也不存在,因此,原有的相位跟踪方式不能使用。不过,不管怎么打孔,以20M为单位的带宽上,其导频仍然具有对称性。非打孔时,符号s均衡后的频域表示为Ys(k),k∈[1 K],K为接收信号子载波总数。Ys(k)的导频子载波记为Ys(p),p∈导频子载波,数据子载波记为Ys(d),d∈数据子载波。导频子载波在发送端和接收端的数据是已知的,取值只有±1。用Ys(pilot_i)表示符号s序号i的导频子载波,Xs(pilot_i)表示序号i上的导频子载波的理想值,Locs(pilot_i)为序号i的导频pilot_i所在频域子载波序号,Kpilot为导频个数,∠为求角度,KN20,pilot=Kpilot/N为20M单位上的导频数。
步骤7.1:相位偏移计算
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,计算
其中
Phase(pilot_i)=∠Ys(pilot_i)-∠Xs(pilot_i)
SLocs,pilot_i=Locs,pilot_i+Shift(N20)
Shift(N20)=(N-2*N20+1)*K20M/2
其中Δθ1,N20表示N20M带宽上所有导频子载波的整体相位偏移,Δθ2,N20为N20M带宽上所有导频子载波相对N20M带宽中心子载波序号的相位偏移。
步骤7.2相位偏移补偿
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,当k∈[KN20,pilot*(N20M-1)+1KN20,pilot*N20M]时,补偿值为
其中mod为求余计算。
补偿方式为
其中mod为求余数计算。
步骤7.3循环N20M∈[1 N],直到所有20M带宽都完成了跟踪和补偿。其中打孔的带宽由A(N20M)=0去旁路。
本步骤中,Δθ1,N20的计算和补偿也就是相位跟踪和补偿,的计算和补偿也就是采样偏跟踪和补偿。
步骤8:解映射,分析结果和输出。同样,此步骤使用业界通用方式即可,不做详叙。
图6是使用iTest的综测仪WT-448分析802.1lbe 80M第二个20M打孔信号的结果,从频谱图Spectrum可以看到第二个20M功率衰落达30dB。
本发明为了支持802.11ax/be协议打孔模式信号,在同步上使用时域信号相同字段自相关特性,不需要选择符合打孔信号的本地训练序列。在相位跟踪和补偿方面,采用了在逐个20M带宽内进行相位跟踪和补偿的方法,避免了打孔带宽带来的不确定影响。同时,支持打孔模式信号分析,并兼容非打孔模式信号。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式,并非以此限定本发明的具体实施范围,本发明的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.兼容打孔模式的信号同步方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:获取接收到的信号的前导部分数据;
步骤二:基于该前导部分数据用盲估计方法计算频偏;
步骤三:基于频偏计算频偏后的差分值,根据差分值的均值获取预频偏值;
步骤四:采用预频偏值对接收到的信号进行补偿;
步骤五:对补偿预频偏后数据的长训练序列LTS滑动同步处理:创建相关函数,所述相关函数的峰值为LTS的起始点,根据该起始点更新帧起始点,完成信号的精同步,
步骤五中,补偿预频偏后的数据用复数形式描述为:
z*(t)=zI(t)+j*zQ(t),t=1…,N,N=Fs*28us,将8us长训练序列LTS拆开表示成以下形式:
其中,上行为各段的长度,下行为长训练序列,构造组合A=GI2+T1-1+T1-2和组合B=T1-2+T2-1+T2-2,则A=B,组合A和B的长度记为M1,M1=Fs*4.8us,组合A和组合B的距离为M2,M2=Fs*3.2us,
定义时刻t的相关函数为:
函数C(t)的取值范围在t∈[tStart+4us*Fs tStart+15.2us*Fs],然后求C(t)的峰值max|C(t)|对应的位置tpeak,由自相关的特性可知,当tpeak是长训练序列LTS的起始点时,C(t)达到峰值,因此,帧起始点tpeak可更新为tStart=tpeak-8*Fs,由此完成信号的精同步,且不受信号是否打孔的影响,
Fs为采样率,tStart为使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置,t为时域采样点序号,
zI(t)为复信号z*(t)的第一实数部分,j为虚数单位,zQ(t)为复信号z*(t)的第二实数部分,GI2为时长8us长训练序列LTF 0-1.6us部分,T1和T2与GI2意思一样为8us长训练序列的部分,i为序号。
2.根据权利要求1所述的兼容打孔模式的信号同步方法,其特征在于:步骤一中,将接收到的信号的前导部分y(t)数据进行备份,获取备份数据z(t),备份方式为z(t)=y(t),t∈[tStart-4us*Fs tStart+20us*Fs],其中Fs为采样率,tStart为使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置使用功率窗完成帧检测得到的帧头位置,t为时域采样点序号。
3.根据权利要求2所述的兼容打孔模式的信号同步方法,其特征在于:步骤二中,间隔时长选择短训练序列STS的序列长度为0.8us,则间隔采样点为N1=Fs*0.8us,频偏计算持续时长选择0.1us,即持续采样点为N2=Fs*0.1us,则频偏f(n)的计算公式为:
其中,arctan为求反正切,上标*为求复信号的复共轭,在24us的取值范围下,n取值从1到239。
4.根据权利要求3所述的兼容打孔模式的信号同步方法,其特征在于:步骤三中,当连续设定数量的差分值的绝对值均小于设定值,则说明预频偏计算成功,即预频偏fpre值为连续设定数量的差分值对应的频偏f(n)的均值,步骤四中,接收信号z(t)补偿预频偏后的数据
5.无线信号分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:综测仪接收待测设备下发的无线信号,所述无线信号兼容打孔模式信号;
S2:综测仪下变频信号和采样,自动增益控制处理,并根据功率窗完成帧检测;
S3:兼容打孔模式的信号同步:采用权利要求1-4任一项所述的兼容打孔模式的信号同步方法;
S4:对同步后的信号进行频偏估计和补偿,去掉循环前缀GI,然后将各个字段变换到频域;
S5:打孔带宽分析,确定打孔位置;
S6:信道估计和均衡,得到每个数据符号的频域;
S7:兼容打孔模式的相位跟踪和补偿;
S8:解映射,分析结果并输出。
6.根据权利要求5所述的无线信号分析方法,其特征在于:步骤S5中,所述确定打孔位置的方法为:
接收信号y(t)的带宽根据信号信息获取,记N=信号带宽/20M,N为20M带宽的个数,其中数据训练序列用傅里叶运算变换到频域的表示为G(k),k∈[1K],K为接收信号子载波总数,傅里叶变换过程为ttrain为数据训练序列起始位置,y(ttrain+i)表示y(t)上t=ttrain+i的点,
记其中N20M∈[1 N]为20M带宽序号,K20M=K/N为一个20M内的子载波个数,|H(i)|为H(i)的功率,
求P(N20M)的最大值计为Pmax=max{P(N20M)},N20M∈[1 N],
计20M带宽的打孔函数为:
即A(N20M)=0为打孔部分,A(N20M)=1为非打孔部分,P(N20M)为20M带宽对应G(i)的平均功率。
7.根据权利要求6所述的无线信号分析方法,其特征在于:步骤S7中,相位跟踪和补偿之前,需要进行相位偏移计算,所述相位偏移计算的方法为:
非打孔时,符号s均衡后的频域表示为Ys(k),k∈[1 K],K为接收信号子载波总数,Ys(k)的导频子载波记为Ys(p),p∈导频子载波,数据子载波记为Ys(d),d∈数据子载波,导频子载波在发送端和接收端的数据取值只有±1,用Ys(pilot_i)表示符号s序号i的导频子载波,Xs(pilot_i)表示序号i上的导频子载波的理想值,Locs(pilot_i)为序号i的导频pilot_i所在频域子载波序号,Kpilot为导频个数,∠为求角度,KN20,pilot=Kpilot/N为20M单位上的导频数,
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,计算
其中,
Phase(pilot_i)=∠Ys(pilot_i)-∠Xs(pilot_i)
SLoes,pilot_i=Locs,pilot_i+Shift(N20)
Shift(N20)=(N-2*N20+1)*K20M/2
Δθ1,N20表示N20M带宽上所有导频子载波的整体相位偏移,Δθ2,N20为N20M带宽上所有导频子载波相对N20M带宽中心子载波序号的相位偏移,SLocs,pilot_i为符号s导频pilot_i所对应的子载波序号。
8.根据权利要求7所述的无线信号分析方法,其特征在于:基于所述相位偏移值,对相位进行偏移补偿的方法为:
在序号N20M∈[1 N]的20M带宽上,当k∈[KN20,pilot*(N20M-1)+1KN20,pilot*N20M]时,补偿值为:
其中mod为求余计算,补偿方式为:
循环N20M∈[1 N],直到所有20M带宽都完成了跟踪和补偿,其中打孔的带宽由A(N20M)=0去旁路,
Δθ1,N20的计算和补偿也就是相位跟踪和补偿,的计算和补偿也就是采样偏跟踪和补偿。
9.实现权利要求5-8任一项所述的无线信号分析方法的系统,其特征在于,包括:
信号接收模块:用于综测仪接收待测设备下发的无线信号,所述无线信号兼容打孔模式信号;
帧检测模块:用于综测仪下变频信号和采样,自动增益控制处理,并根据功率窗完成帧检测;
信号同步模块:用于兼容打孔模式的信号同步;
频域变换模块:对同步后的信号进行频偏估计和补偿,去掉循环前缀GI,然后将各个字段变换到频域;
打孔带宽分析模块:用于打孔带宽分析,确定打孔位置;
信道估计和均衡模块:用于信道估计和均衡,得到每个数据符号的频域;
相位跟踪和补偿模块:用于兼容打孔模式的相位跟踪和补偿;
解映射输出:用于解映射,分析结果并输出。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111074171.5A CN113794535B (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111074171.5A CN113794535B (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113794535A CN113794535A (zh) | 2021-12-14 |
CN113794535B true CN113794535B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=78880176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111074171.5A Active CN113794535B (zh) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | 兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113794535B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114760173B (zh) * | 2022-03-30 | 2023-04-11 | 西安电子科技大学 | 一种基于谱分析优化的载波频偏估计方法 |
CN114598584B (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-26 | 为准(北京)电子科技有限公司 | 一种无线通信系统中的细频偏估计方法及装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005252653A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Hokkaido Univ | 周波数オフセット推定方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 |
CN104253668A (zh) * | 2007-01-10 | 2014-12-31 | 摩托罗拉移动公司 | 用于发射上行链路控制信令和用户数据的方法和装置 |
CN104811974A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 东南大学 | WiFi综测仪中基于IEEE802.11n标准的数据处理方法 |
CN105245484A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-13 | 灵芯微电子科技(苏州)有限公司 | Mimo-ofdm系统频率偏差估计的方法 |
CN105847211A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-10 | 东南大学 | 一种适用于mimo-ofdm系统的载波频偏估计方法 |
CN108183841A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 综测仪中基于IEEE802.11ah的基带数据处理方法及系统 |
CN108199994A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 一种无线综测仪ofdm信号频偏估计方法及系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060002487A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Kriedte Kai R | Methods and apparatus for parametric estimation in a multiple antenna communication system |
-
2021
- 2021-09-14 CN CN202111074171.5A patent/CN113794535B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005252653A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Hokkaido Univ | 周波数オフセット推定方法および装置ならびにそれを利用した受信装置 |
CN104253668A (zh) * | 2007-01-10 | 2014-12-31 | 摩托罗拉移动公司 | 用于发射上行链路控制信令和用户数据的方法和装置 |
CN104811974A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-29 | 东南大学 | WiFi综测仪中基于IEEE802.11n标准的数据处理方法 |
CN105245484A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-13 | 灵芯微电子科技(苏州)有限公司 | Mimo-ofdm系统频率偏差估计的方法 |
CN105847211A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-10 | 东南大学 | 一种适用于mimo-ofdm系统的载波频偏估计方法 |
CN108183841A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 综测仪中基于IEEE802.11ah的基带数据处理方法及系统 |
CN108199994A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市极致汇仪科技有限公司 | 一种无线综测仪ofdm信号频偏估计方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113794535A (zh) | 2021-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113794535B (zh) | 兼容打孔模式的信号同步方法、无线信号分析方法及系统 | |
JP4159030B2 (ja) | Ofdmを用いる無線ネットワーク用のタイミング同期方法 | |
DE60013129T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erzielen einer symbolabtastung und frequenzsynchronisation eines orthogonalen frequenz-multiplex signales | |
CN108199994B (zh) | 一种无线综测仪ofdm信号频偏估计方法及系统 | |
US8229011B2 (en) | Fine symbol timing synchronization method and apparatus in OFDM system | |
US10944612B2 (en) | System and method for frequency synchronization of Doppler-shifted subcarriers | |
CN103259756B (zh) | 一种应用于ofdm系统的符号定时同步和载波同步方法 | |
CN102185822A (zh) | 一种ofdm/oqam系统及其时频同步方法 | |
CN109039981B (zh) | 无线综测仪窄带物理上行共享信道的频偏估计方法及系统 | |
CN107257324B (zh) | 一种ofdm系统中的时频联合同步方法及装置 | |
CN113794666B (zh) | 一种综测仪分析大频偏数据的方法及系统 | |
CN102215204B (zh) | 基于反馈迭代的ofdm/oqam系统及其时频同步方法 | |
US20070019538A1 (en) | Symbol Synchronization for OFDM Systems | |
KR101421406B1 (ko) | 광대역 무선접속 통신 시스템에서 주파수 동기를 위한 상관장치 및 방법 | |
CN108989259B (zh) | 无线综测仪窄带物理上行共享信道的时偏估计方法及系统 | |
CN101119350A (zh) | 正交频分复用系统、快速同步的方法和发送端设备 | |
CN109194594A (zh) | 一种基于连续载波聚合的相位噪声抑制方法 | |
CN1980205A (zh) | 序列生成系统和方法、发送和同步方法及功率调整系统 | |
CN100596127C (zh) | 在符号定时误差下的时域信道估计方法 | |
CN112202693B (zh) | 一种适用于ofdm系统的抗干扰频偏估计方法 | |
CN101488939B (zh) | 宽带无线通信系统中实现符号同步的方法、装置及接收机 | |
CN101494634A (zh) | 基于Schmidl&Cox同步的改进方法 | |
CN109889286B (zh) | 一种基于导频信号的信噪比估计方法 | |
CN111800366B (zh) | 复杂多径环境下的ofdm符号定时同步方法及接收设备 | |
CN114338328B (zh) | 一种非协作短波突发通信信号的失步检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |