專利名稱：基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種頻域集中度較高的時頻聯(lián)合同步方法。
背景技術(shù)：
同步技術(shù)作為通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響通信系統(tǒng)的性能。早期的同步方法為時域同步方法，它利用同步信號的自相關(guān)性，在接收端采用相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行處理，通過搜索相關(guān)峰值實(shí)現(xiàn)同步?，F(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中由于經(jīng)常存在頻率偏移，所以多采用時頻聯(lián)合同步方法。為了解決現(xiàn)代時頻同步方法的時頻同步性能差、系統(tǒng)復(fù)雜度高的問題，2009年沙學(xué)軍等人提出一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的時頻聯(lián)合同步方法，并申請了專利(公開專利號CN101707580 A)。其做法是串接兩個切普信號作為同步信號并發(fā)射；接收端接收所述同步 信號，并對所述同步信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換，檢測分?jǐn)?shù)域幅度譜的兩個峰值位置，計算與無時偏、無頻偏同步信號分?jǐn)?shù)域峰值位置的差值，將兩個差值通過公式計算得到系統(tǒng)準(zhǔn)確的時偏和頻偏,并據(jù)此調(diào)整系統(tǒng)時間窗位置和本地載波頻率,實(shí)現(xiàn)時頻聯(lián)合同步。雖然這種同步信號的時域波形連續(xù)，但卻存在頻率跳躍點(diǎn)，這將使整體通信信號的頻譜展寬，從而影響整體通信信號的頻域能量集中度，使通信系統(tǒng)的頻帶利用率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同步信號時域波形連續(xù)，頻率變化平滑，在保證時頻同步性能和降低系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下，能解決因同步信號存在頻率跳變而使整體通信信號頻譜展寬的問題的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的串接三個切普信號作為同步信號，并將所述同步信號在發(fā)射端發(fā)射；接收端接收發(fā)射的同步信號，并對接收的同步信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換，得到分?jǐn)?shù)域幅度譜；檢測所述分?jǐn)?shù)域幅度譜上的三個峰值位置，與無時偏、無頻偏的峰值位置進(jìn)行比較，獲得偏移差；根據(jù)所述偏移差計算系統(tǒng)的時偏和頻偏；根據(jù)所述系統(tǒng)的時偏和頻偏，調(diào)整系統(tǒng)時間窗位置和本地載波頻率,實(shí)現(xiàn)同步。本發(fā)明還可以包括I、所述三個切普信號在連接處頻率平滑過渡，其時域表達(dá)式為
sin ^2nf0t + 2π (5/Γ) i2 J，O < < Γ/4^(/) = < sin+ 2πΒ -2π[Β/Τ)(2 —(π5Γ/4)]，Τ/4< <3Τ/4
sm^2Ttf0t-4πΒ + 2π(Β/Τ) ζ +2π5Γ] ，3Τ/4< <Τ或
權(quán)利要求
1.一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是串接三個切普信號作為同步信號，并將所述同步信號在發(fā)射端發(fā)射；接收端接收發(fā)射的同步信號，并對接收的同步信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換，得到分?jǐn)?shù)域幅度譜；檢測所述分?jǐn)?shù)域幅度譜上的三個峰值位置，與無時偏、無頻偏的峰值位置進(jìn)行比較，獲得偏移差；根據(jù)所述偏移差計算系統(tǒng)的時偏和頻偏；根據(jù)所述系統(tǒng)的時偏和頻偏，調(diào)整系統(tǒng)時間窗位置和本地載波頻率，實(shí)現(xiàn)同止
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是所述三個切普信號在連接處頻率平滑過渡，其時域表達(dá)式為 sin ^2π/0 + 2π(Β/Τ) 2 ]’ 0<t<T/4s(t) = < sin[27^/ + 2τιΒ -2π(Β/Τ) 2 -(π5Γ/4)]，T/4<t<3T/4 sin[2π/0/-4nBt十2%{BjT)/2 + 2%BT]，3T/4<t <T 或· 8 η[2π/0/-2π(5/Γ)Γ]，0<t<T/4 s(i) = <-2πΒ + 2π(Β/Τ) 2 +(π5Γ/4)],Τ/4< <3Τ/4sm^2nf0t+ 4πΒ -2π(Β/Τ) 2 +2π5Γ],3Τ/4< <Τ 其中fo為在載波頻率，B為同步信號的調(diào)頻帶寬，T為同步信號的時間長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是所述對接收的同步信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換是階數(shù)為P = arccot (kT/fs)/( π /2)的分?jǐn)?shù)傅里葉變換，其中P為分?jǐn)?shù)傅里葉變換階數(shù)，k為切普信號的調(diào)頻率，T為同步信號的時間長度，fs為采樣率，arccot O為反余切函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是無時偏、無頻偏的三個峰值出現(xiàn)的位置分別為 U1 = -2 Ji f0sin α U2 = (2 Ji f0+2 Ji B) sin α U3 = -(2 Ji f0-4 Ji B) sin a 其中f。為載波頻率，B為同步信號的調(diào)頻帶寬，α為分?jǐn)?shù)傅里葉變換角；檢測所述分?jǐn)?shù)域幅度譜上的三個峰值位置，與無時偏、無頻偏的峰值位置進(jìn)行比較，獲得相應(yīng)的偏移差ΔΝ1 厶隊和ΛΝ3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是所述偏移差計算系統(tǒng)的時偏和頻偏是將所述偏移差A(yù)N1,八隊和八隊帶入方程 AN1= Atfscosa-AfTsina AN2= Δ tfscos a + Δ fTsin a Δ N3 = Δ tfscos a - Δ fTsin a 經(jīng)過計算得到系統(tǒng)的時偏At和頻偏Af分別為
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法，其特征是所述根據(jù)所述系統(tǒng)的時偏和頻偏，調(diào)整系統(tǒng)時間窗位置和本地載波頻率，是用時偏At和頻偏Af對接收端進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)At為正時，向右移動時間窗，當(dāng)At為負(fù)時，向左移動時間窗；當(dāng)Af為正時，提高本地載波頻率，當(dāng)Af為負(fù)時，降低本地載波頻率，從而實(shí)現(xiàn)時頻聯(lián)合同步。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的高頻域能量集中度同步方法。串接三個切普信號作為同步信號，并將所述同步信號在發(fā)射端發(fā)射；接收端接收發(fā)射的同步信號，并對接收的同步信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)傅里葉變換，得到分?jǐn)?shù)域幅度譜；檢測所述分?jǐn)?shù)域幅度譜上的三個峰值位置，與無時偏、無頻偏的峰值位置進(jìn)行比較，獲得偏移差；根據(jù)所述偏移差計算系統(tǒng)的時偏和頻偏；根據(jù)所述系統(tǒng)的時偏和頻偏，調(diào)整系統(tǒng)時間窗位置和本地載波頻率，實(shí)現(xiàn)同步。針對現(xiàn)代調(diào)頻通信系統(tǒng)所采用的同步方法中，同步信號頻域能量集中度低，影響系統(tǒng)同步精度的問題，提供了一種基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的同步方法。適用于通信信號傳輸?shù)耐健?br> 文檔編號H04L27/26GK102724155SQ20121015230
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者周彬, 孫志國, 楊鵬, 郭黎利 申請人:哈爾濱工程大學(xué)