本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種信號同步方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

同步技術(shù)是通信系統(tǒng)中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是建立通信鏈路的前提。特別對于自組織網(wǎng)絡(luò)，同步是第一步首先要解決的問題。常見的同步方法有基于訓(xùn)練序列和盲同步方案。

其中，基于802.16e標(biāo)準(zhǔn)的Preamble同步方案采用時(shí)域三個(gè)近似相同的數(shù)據(jù)組成，導(dǎo)致其進(jìn)行細(xì)同步性能不夠，且相對運(yùn)算復(fù)雜。

而利用OFDM符號循環(huán)前綴特性進(jìn)行盲搜索的方案，初始同步過程搜索時(shí)間長。特別是在無GPS場景下，其運(yùn)算量大，且容易受干擾影響，導(dǎo)致同步不可靠。

因此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種信號同步方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中同步不準(zhǔn)確、運(yùn)算量大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種信號同步方法，用于發(fā)射機(jī)，包括：根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的帶寬，生成短序列和長序列；將依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列和至少一個(gè)所述長序列的前導(dǎo)信號調(diào)制到通信信道，并予以發(fā)送。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的信道帶寬，生成短序列的方式包括：將頻域下的預(yù)設(shè)第一ZC序列中插入N_P0-Len_shortZC個(gè)0，并轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，得到所述短序列；其中，N_p0為所述短序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的信道帶寬，生成長序列的方式包括：將頻域下的預(yù)設(shè)第二ZC序列中插入N_p1-Len_shortZC個(gè)0，轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，并在所述時(shí)域序列中添加對應(yīng)接收機(jī)的標(biāo)識信息，得到所述長序列；其中，N_p1 為所述長序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種信號同步方法，用于接收機(jī)，包括：檢測是否能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號，并接收發(fā)射機(jī)發(fā)送的包含前導(dǎo)信號的基帶信號；若是，則將所接收的基帶信號中通過預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步；若否，則在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步；基于所得到的短序列結(jié)束位置，確定所述前導(dǎo)信號中長序列，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)；基于所得到的互相關(guān)峰值進(jìn)一步與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號同步。

優(yōu)選地，當(dāng)檢測到未能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號時(shí)，所述與所述發(fā)射機(jī)細(xì)同步的步驟包括：基于所確定的所述細(xì)序列結(jié)束位置，調(diào)整晶振所輸出的時(shí)鐘信號。

優(yōu)選地，所述在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式包括：在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列特征的多個(gè)短序列結(jié)束位置；按照預(yù)設(shè)的篩選條件，從所搜得的多個(gè)短序列結(jié)束位置中篩選出預(yù)設(shè)的短序列重復(fù)次數(shù)的短序列結(jié)束位置。

優(yōu)選地，所述搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式包括：對所滑過所述搜索窗內(nèi)的兩基帶信號進(jìn)行自相關(guān)處理，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形；選擇符合所述短序列特征的峰值包絡(luò)波形所對應(yīng)的短序列結(jié)束位置。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種信號同步方法，用于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)所構(gòu)成的系統(tǒng)中，包括：所述發(fā)射機(jī)按照如上任一所述的方法發(fā)送前導(dǎo)信號；所述接收機(jī)接收所述發(fā)射機(jī)所發(fā)射的前導(dǎo)信號，并按照如上任一所述的方法進(jìn)行信號同步。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種發(fā)射機(jī)，包括：生成模塊，用于根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的帶寬，生成短序列和長序列；發(fā)射模塊，用于將依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列和至少一個(gè)所述長序列的前導(dǎo)信號調(diào)制到通信信道，并 予以發(fā)送。

優(yōu)選地，所述生成模塊用于將頻域下的預(yù)設(shè)第一ZC序列中插入N_P0-Len_shortZC個(gè)0，并轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，得到所述短序列；其中，N_p0為所述短序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

優(yōu)選地，所述生成模塊用于將頻域下的預(yù)設(shè)第二ZC序列中插入N_p1-Len_shortZC個(gè)0，轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，并在所述時(shí)域序列中添加對應(yīng)接收機(jī)的標(biāo)識信息，得到所述長序列；其中，N_p1為所述長序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種接收機(jī)，包括：接收模塊，用于檢測是否能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號，并接收發(fā)射機(jī)發(fā)送的包含前導(dǎo)信號的基帶信號；若是，則執(zhí)行第一粗同步模塊；若否，則執(zhí)行第二粗同步模塊；所述第一粗同步模塊用于將所接收的基帶信號中通過預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步；所述第二粗同步模塊用于在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步；細(xì)同步模塊，用于基于所得到的短序列結(jié)束位置，確定所述前導(dǎo)信號中長序列，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)；基于所得到的互相關(guān)峰值進(jìn)一步與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號同步。

優(yōu)選地，當(dāng)所述檢測到未能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號時(shí)，所述細(xì)同步模塊還用于基于所確定的所述細(xì)序列結(jié)束位置，調(diào)整晶振所輸出的時(shí)鐘信號。

優(yōu)選地，所述第二粗同步模塊還用于：在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列特征的多個(gè)短序列結(jié)束位置；按照預(yù)設(shè)的篩選條件，從所搜得的多個(gè)短序列結(jié)束位置中篩選出預(yù)設(shè)的短序列重復(fù)次數(shù)的短序列結(jié)束位置。

優(yōu)選地，所述第一粗同步模塊和第二粗同步模塊用于對所滑過所述搜索窗內(nèi)的兩基帶信號進(jìn)行自相關(guān)處理，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形；選擇符合所述短序列特征的峰值包絡(luò)波形所對應(yīng)的短序列結(jié)束位置。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種信號同步系統(tǒng)，包括：如上任一所述的發(fā)射機(jī)；以及，如上中任一所述的接收機(jī)。

如上所述，本發(fā)明的信號同步方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果：發(fā)射機(jī)僅依據(jù)帶寬生成短序列，基于帶寬和基站編號生成長序列，能夠得到具有較好自相關(guān)性的信號，便于接收機(jī)進(jìn)行識別；發(fā)射機(jī)將重復(fù)的多個(gè)短序列和一個(gè)長序列作為前導(dǎo)信號發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)利用自相關(guān)運(yùn)算，并根據(jù)重復(fù)識別的短序列位置，能夠快速的與發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步，在粗同步的基礎(chǔ)上再利用運(yùn)算復(fù)雜的互相關(guān)運(yùn)算來進(jìn)一步與發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號同步，提高了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的同步速度和同步的可靠性；另外，接收機(jī)根據(jù)是否能接收到衛(wèi)星信號，來選擇不同的同步方式，有利于對能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)來說，減少同步的運(yùn)算量，同時(shí)對不能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)來說，準(zhǔn)確的搜索短序列位置，減少同步偏差，為后續(xù)信號處理提供準(zhǔn)確的同步時(shí)鐘；還有，采用ZC序列，能夠提供更為明顯的自相關(guān)包絡(luò)波形，便于接收機(jī)識別短序列位置；特別對于不能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)，在粗同步時(shí)，調(diào)整晶振，能夠解決時(shí)鐘信號偏差較大情況下，后續(xù)調(diào)整電路無法同步的問題。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的信號同步方法的流程圖。

圖2顯示為本發(fā)明的信號同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種信號同步方法。所述信號同步方法主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)所構(gòu)成的系統(tǒng)來執(zhí)行。其中，所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別位于不同的基站中，或者分別位于基站和移動終端中。所述基站和移動終端中可同時(shí)擁有所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中的發(fā)射機(jī)用于向其他基站或移動終端發(fā)送前導(dǎo)信號，其中的接收機(jī)用于接收其他基站的前導(dǎo)信號。所述發(fā)射機(jī)可與多個(gè)接收機(jī)通過發(fā)射對應(yīng)的前導(dǎo)信號進(jìn)行信號同步。

其中，所述前導(dǎo)信號中包含連續(xù)的多個(gè)重復(fù)短序列P0和一個(gè)帶有循環(huán)前 綴CP的長序列P1。所述發(fā)射機(jī)按照如下步驟S11和S12將所生成的前導(dǎo)信號發(fā)送出去。在此，所述發(fā)射機(jī)可定時(shí)發(fā)送所述前導(dǎo)信號，也可以按照預(yù)先與接收機(jī)達(dá)成的啟動時(shí)間發(fā)送所述前導(dǎo)信號。例如，所述發(fā)射機(jī)在發(fā)送尋呼信息前發(fā)送所述前導(dǎo)信號。所述接收機(jī)按照如下步驟S21-S25基于所接收的前導(dǎo)信號進(jìn)行信號同步，以便準(zhǔn)確接收后續(xù)的帶有數(shù)據(jù)的信號。在此，所述接收機(jī)可定時(shí)的接收所述前導(dǎo)信號。

在步驟S11中，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的帶寬，生成短序列和長序列。

具體地，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所要發(fā)射所述前導(dǎo)信號的信道頻段、該信道所能傳遞的信號帶寬生成短序列P0和長序列P1。其中，所述短序列P0和長序列P1均可以是自定義的具有較好自相關(guān)性特性的序列。優(yōu)選地，所述發(fā)射機(jī)基于ZC序列和帶寬生成所述短序列P0和長序列P1。其中，所述發(fā)射機(jī)生成短序列P0和長序列P1時(shí)所使用的ZC序列可以相同，也可以不同。

在此，所述發(fā)射機(jī)將頻域下的預(yù)設(shè)第一ZC序列中插入N_P0-Len_shortZC個(gè)0，并轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，得到所述短序列；其中，N_p0為所述短序列的長度，舉例為256bit；Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

例如，所述發(fā)射機(jī)中預(yù)設(shè)帶寬和長度Len_shartZC的表1：

表1

所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所要發(fā)射的信道頻段，選擇對應(yīng)的信號帶寬；同時(shí)，所述發(fā)射機(jī)中預(yù)設(shè)有頻域第一ZC序列，其定義為：0≤m≤N_ZC-1

在此，所述P0序列中的q取1，所述發(fā)射機(jī)將x_q(m)在頻域中間插256-Len_shortZC個(gè)0，IFFT之后得到x_{m_p0}(m)序列，則P0序列為：P0(m)＝x_{m_p0}(m)0≤m≤255。

同時(shí)，所述發(fā)射機(jī)還基于帶寬生成長序列P1。在此，所述發(fā)射機(jī)在長序 列P1中還應(yīng)包含接收機(jī)的標(biāo)識信息(如接收機(jī)的編號ID等)。故而，所述發(fā)射機(jī)將頻域下的預(yù)設(shè)第二ZC序列中插入N_p1-Len_shortZC個(gè)0，轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，并在所述時(shí)域序列中添加對應(yīng)接收機(jī)的標(biāo)識信息，得到所述長序列；其中，N_p1為所述長序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

在此，所述P1的產(chǎn)生與P0類似，其q值參見下表2，所述發(fā)射機(jī)在第二ZC序列中間插值512-Len_shortZC個(gè)0，接著，對插值后的第二ZC序列記性IFFT運(yùn)算，得到x_{m_p1}(n)，則P1序列為：P1(n)＝x_{m_p1}(n)0≤n≤511。

表2 P1序列中q取值

以所述發(fā)射機(jī)可同時(shí)連接64個(gè)接收機(jī)為例：

PrmRootTab[64]＝{3,4,5,6,7,9,10,11,14,15,16,20,22,24,25,26,28,32,34,36,37,38,40,41,42,43,44,46,47,48,49,50,

60,61,62,63,64,66,67,68,69,72,75,77,78,80,86,87,88,89,90,93,96,97,99,102,103,106,108,109,113,114,118,120}；

所述發(fā)射機(jī)將所生成的三個(gè)P0、P1的循環(huán)前綴CP和長序列P1組合成前導(dǎo)信號，并執(zhí)行步驟S12。

在步驟S12中，所述發(fā)射機(jī)將依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列和至少一個(gè)所述長序列的前導(dǎo)信號調(diào)制到通信信道，并予以發(fā)送。例如，所述前導(dǎo)信號依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列、所述長序列的循環(huán)前綴和所述長序列。

所述發(fā)射機(jī)將包含所述前導(dǎo)信號的基帶信號調(diào)制到對應(yīng)所述帶寬的信道頻段，并通過發(fā)射天線發(fā)射出去。

在步驟S21中，所述接收機(jī)自接收所述前導(dǎo)信號之前，檢測是否能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號。

在此，所述接收機(jī)利用接收通訊衛(wèi)星(如定位衛(wèi)星)的時(shí)鐘信號調(diào)整自身的晶振時(shí)鐘，以實(shí)現(xiàn)與相應(yīng)衛(wèi)星的時(shí)鐘同步。

當(dāng)所述接收機(jī)能夠接獲取通訊衛(wèi)星的信號時(shí)，執(zhí)行步驟S22；反之，執(zhí)行步驟S23。

在步驟S22中，所述接收機(jī)將所接收的基帶信號中通過預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步。

具體地，所述接收機(jī)依次將所接收的基帶信號通過所述搜索窗，按照預(yù)設(shè)的短序列特征對所述搜索窗內(nèi)的基帶信號進(jìn)行匹配，其中，每次匹配成功時(shí)，所述接收機(jī)都能得到相應(yīng)的短序列結(jié)束位置。當(dāng)匹配成功的次數(shù)達(dá)到所述短序列重復(fù)次數(shù)時(shí)，所述接收機(jī)確定所述前序序列中最后一個(gè)短序列結(jié)束位置。所述接收機(jī)根據(jù)所確定的相鄰短序列結(jié)束位置之間的長度、和預(yù)設(shè)的短序列特征中的短序列對應(yīng)基帶信號的長度的比較結(jié)果，驗(yàn)證最后一個(gè)短序列結(jié)束位置是否正確；若所述比較結(jié)果在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則根據(jù)最后一個(gè)短序列結(jié)束位置，對自身的晶振所輸出的時(shí)鐘信號進(jìn)行相位跟蹤等處理，以實(shí)現(xiàn)與所述發(fā)射機(jī)同步的目的；反之，則繼續(xù)進(jìn)行匹配。此時(shí)的同步為粗同步，所述接收機(jī)還執(zhí)行步驟S24。

優(yōu)選地，所述搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式包括以下步驟：(均未予圖示)

在步驟S221中，所述接收機(jī)對所滑過所述搜索窗內(nèi)的兩基帶信號進(jìn)行自相關(guān)處理，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形。

在步驟S222中，所述接收機(jī)選擇符合所述短序列特征的峰值包絡(luò)波形所對應(yīng)的短序列結(jié)束位置。

在此，所述短序列特征包括但不限于：自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形、所述峰值包絡(luò)波形中的平均峰值和平均谷值、所述短序列結(jié)束位置所對應(yīng)的波形門限等。

具體地，所述接收機(jī)對所滑過的搜索窗內(nèi)的相鄰兩組離散的基帶信號進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形。所述接收機(jī)按照預(yù)設(shè)短序列特征中的特征峰值包絡(luò)波形，從所得到的各峰值包絡(luò)波形中選取波形相符的波形。接著，將所選擇的波形下降沿中對應(yīng)所述波形門限處的基帶信號，確定為一個(gè)短序列的結(jié)束位置。以此類推，所述接收機(jī)得到與預(yù)設(shè)的短序列的重復(fù)次數(shù)相對應(yīng)的各短序列結(jié)束位置。在基于各所述短序列結(jié)束位置，與 所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步之后，所述接收機(jī)執(zhí)行步驟S24。

在步驟S23中，所述接收機(jī)在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步。

在此，與步驟S22不同的是，所述接收機(jī)將所接收的基帶信號按照預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長進(jìn)行分割，并在每個(gè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號。其中，所述接收機(jī)在每個(gè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動搜索窗來搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式與步驟S22相同或相似，在此不再詳述。

所述接收機(jī)基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步的方式也與步驟S22相同或相似，在此不再詳述。

在步驟S24中，所述接收機(jī)基于所得到的短序列結(jié)束位置，確定所述前導(dǎo)信號中長序列，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)。

具體地，所述接收機(jī)以最后一個(gè)短序列結(jié)束位置的下一幀作為所述長序列的起始位置，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。優(yōu)選地，所述前導(dǎo)信號中短序列和長序列之間還包含由長序列的循環(huán)前綴CP，則所述接收機(jī)按照預(yù)設(shè)的CP長度對所述前導(dǎo)信號進(jìn)行去CP操作，再將去CP后的基帶信號作為所述前導(dǎo)信號中長序列的起始位置，并將其與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，并得到互相關(guān)峰值所構(gòu)成的包絡(luò)波形。

在步驟S25中，所述接收機(jī)基于所得到的互相關(guān)峰值進(jìn)一步與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號同步。

具體地，所述接收機(jī)判斷所得到的互相關(guān)峰值的包絡(luò)波形是否大于符合預(yù)設(shè)的包絡(luò)波形特點(diǎn)；若是，則確定所述最大峰值所對應(yīng)的基帶信號為所述長序列的結(jié)束位置，并根據(jù)所得到的長序列結(jié)束位置進(jìn)一步調(diào)整與發(fā)射機(jī)的信號同步；若否，則滑動所述基帶信號，并將滑動后的基帶信號作為長序列的起始位置，重復(fù)執(zhí)行步驟S24中的將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)的步驟。

優(yōu)選地，當(dāng)所述接收機(jī)所確定的互相關(guān)峰值為多個(gè)時(shí)，所述細(xì)同步模塊按照預(yù)設(shè)的篩選規(guī)則，從中選擇長序列結(jié)束位置，并以此位置進(jìn)行與發(fā)射機(jī)的信 號同步。例如，所述接收機(jī)將多個(gè)互相關(guān)峰值進(jìn)行排序，選取互相關(guān)峰值最大的位置為所述長序列的結(jié)束位置。所述接收機(jī)再基于所確定的長序列結(jié)束位置進(jìn)行信號同步。

若所述前導(dǎo)信號中包含多個(gè)長序列，所述接收機(jī)還可以根據(jù)多個(gè)長序列的互相關(guān)峰值所對應(yīng)的各長序列結(jié)束位置之間的長度，確定最后一個(gè)長序列結(jié)束位置，并基于所確定的結(jié)束位置調(diào)整鎖相電路、分頻器等，以實(shí)現(xiàn)與發(fā)射機(jī)的信號同步。

在此，當(dāng)所述接收機(jī)未能獲取到衛(wèi)星的信號時(shí)，還基于所述長序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行細(xì)同步。具體地，所述接收機(jī)基于所確定的所述長序列結(jié)束位置，調(diào)整晶振所輸出的時(shí)鐘信號。例如，所述接收機(jī)根據(jù)所確定的長序列結(jié)束位置，延遲/提前內(nèi)部晶振所輸出的時(shí)鐘信號的相位。

如圖2所示，本發(fā)明提供一種信號同步系統(tǒng)。所述信號同步系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)1和接收機(jī)2。其中，所述發(fā)射機(jī)1和接收機(jī)2分別位于不同的基站中，或者分別位于基站和移動終端中。所述基站和移動終端中可同時(shí)擁有所述發(fā)射機(jī)1和接收機(jī)2，其中的發(fā)射機(jī)1用于向其他基站或移動終端發(fā)送前導(dǎo)信號，其中的接收機(jī)2用于接收其他基站的前導(dǎo)信號。所述發(fā)射機(jī)1可與多個(gè)接收機(jī)2通過發(fā)射對應(yīng)的前導(dǎo)信號進(jìn)行信號同步。

其中，所述前導(dǎo)信號中包含連續(xù)的多個(gè)重復(fù)短序列P0和一個(gè)帶有循環(huán)前綴CP的長序列P1。為構(gòu)造本發(fā)明所述信號同步系統(tǒng)，所述發(fā)射機(jī)1包括：生成模塊11、發(fā)射模塊12。所述接收機(jī)2包括：接收模塊21、第一粗同步模塊22、第二粗同步模塊23、細(xì)同步模塊24。

在此，所述發(fā)射模塊12可定時(shí)發(fā)送所述前導(dǎo)信號，也可以按照預(yù)先與接收機(jī)2達(dá)成的啟動時(shí)間發(fā)送所述前導(dǎo)信號。例如，所述發(fā)射模塊12在發(fā)送尋呼信息前發(fā)送所述前導(dǎo)信號。所述接收機(jī)2中的各模塊基于所接收的前導(dǎo)信號進(jìn)行信號同步，以便準(zhǔn)確接收后續(xù)的帶有數(shù)據(jù)的信號。

所述生成模塊11用于根據(jù)所要發(fā)送的前導(dǎo)信號的帶寬，生成短序列和長序列。

具體地，所述生成模塊11根據(jù)所要發(fā)射所述前導(dǎo)信號的信道頻段、該信道所能傳遞的信號帶寬生成短序列P0和長序列P1。其中，所述短序列P0和長序列P1均可以是自定義的具有較好自相關(guān)性特性的序列。優(yōu)選地，所述生 成模塊11基于ZC序列和帶寬生成所述短序列P0和長序列P1。其中，所述生成模塊11生成短序列P0和長序列P1時(shí)所使用的ZC序列可以相同，也可以不同。

在此，所述生成模塊11將頻域下的預(yù)設(shè)第一ZC序列中插入N_P0-Len_shortZC個(gè)0，并轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，得到所述短序列；其中，N_p0為所述短序列的長度，舉例為256bit；Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

例如，所述生成模塊11中預(yù)設(shè)帶寬和長度Len_shartZC的表3：

表3

所述生成模塊11根據(jù)所要發(fā)射的信道頻段，選擇對應(yīng)的信號帶寬；同時(shí)，所述生成模塊11中預(yù)設(shè)有頻域第一ZC序列，其定義為：0≤m≤N_ZC-1

在此，所述P0序列中的q取1，所述生成模塊11將x_q(m)在頻域中間插256-Len_shortZC個(gè)0，IFFT之后得到x_{m_p0}(m)序列，則P0序列為：P0(m)＝x_{m_p0}(m)0≤m≤255。

同時(shí)，所述生成模塊11還基于帶寬生成長序列P1。在此，所述生成模塊11在長序列P1中還應(yīng)包含接收機(jī)2的標(biāo)識信息(如接收機(jī)2的編號ID等)。故而，所述生成模塊11將頻域下的預(yù)設(shè)第二ZC序列中插入N_p1-Len_shortZC個(gè)0，轉(zhuǎn)換成時(shí)域序列，并在所述時(shí)域序列中添加對應(yīng)接收機(jī)2的標(biāo)識信息，得到所述長序列；其中，N_p1為所述長序列的長度，Len_shartZC為與所述帶寬相關(guān)的值。

在此，所述P1的產(chǎn)生與P0類似，其q值參見下表4，所述生成模塊11在第二ZC序列中間插值512-Len_shortZC個(gè)0，接著，對插值后的第二ZC序列記性IFFT運(yùn)算，得到x_{m_p1}(n)，則P1序列為：P1(n)＝x_{m_p1}(n)0≤n≤511。

表4 P1序列中q取值

以所述生成模塊11可同時(shí)連接64個(gè)接收機(jī)2為例：

PrmRootTab[64]＝{3,4,5,6,7,9,10,11,14,15,16,20,22,24,25,26,28,32,34,36,37,38,40,41,42,43,44,46,47,48,49,50,

60,61,62,63,64,66,67,68,69,72,75,77,78,80,86,87,88,89,90,93,96,97,99,102,103,106,108,109,113,114,118,120}；

所述生成模塊11將所生成的三個(gè)P0、P1的循環(huán)前綴CP和長序列P1組合成前導(dǎo)信號，并執(zhí)行發(fā)射模塊12。

所述發(fā)射模塊12用于將依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列和至少一個(gè)所述長序列的前導(dǎo)信號調(diào)制到通信信道，并予以發(fā)送。例如，所述前導(dǎo)信號依次包含多個(gè)重復(fù)的所述短序列、所述長序列的循環(huán)前綴和所述長序列。

所述發(fā)射模塊12定時(shí)的、基于預(yù)設(shè)的啟動條件，將包含所述前導(dǎo)信號的基帶信號調(diào)制到對應(yīng)所述帶寬的信道頻段，并通過發(fā)射天線發(fā)射出去。

對應(yīng)所述長序列中的接收機(jī)2編號，相應(yīng)的接收機(jī)2中的接收模塊21自接收所述前導(dǎo)信號之前，檢測是否能夠獲取通訊衛(wèi)星的信號。

在此，所述接收模塊21中包含衛(wèi)星定位模塊、天線矩陣、信號降頻電路等。

所述接收模塊21利用接收通訊衛(wèi)星(如定位衛(wèi)星)的時(shí)鐘信號調(diào)整自身的晶振時(shí)鐘，以實(shí)現(xiàn)與相應(yīng)衛(wèi)星的時(shí)鐘同步。

當(dāng)所述接收模塊21能夠接獲取通訊衛(wèi)星的信號時(shí)，驅(qū)動第一粗同步模塊22；反之，驅(qū)動第二粗同步模塊23。

所述第一粗同步模塊22用于將所接收的基帶信號中通過預(yù)設(shè)搜索窗，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行粗同步。

具體地，所述第一粗同步模塊22依次將所接收的基帶信號通過所述搜索窗，按照預(yù)設(shè)的短序列特征對所述搜索窗內(nèi)的基帶信號進(jìn)行匹配，其中，每次匹配成功時(shí)，所述第一粗同步模塊22都能得到相應(yīng)的短序列結(jié)束位置。當(dāng)匹配成功的次數(shù)達(dá)到所述短序列重復(fù)次數(shù)時(shí)，所述第一粗同步模塊22確定所述前序序列中最后一個(gè)短序列結(jié)束位置。所述第一粗同步模塊22根據(jù)所確定的相鄰短序列結(jié)束位置之間的長度、和預(yù)設(shè)的短序列特征中的短序列對應(yīng)基帶信號的長度的比較結(jié)果，驗(yàn)證最后一個(gè)短序列結(jié)束位置是否正確；若所述比較結(jié)果在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)，則根據(jù)最后一個(gè)短序列結(jié)束位置，對自身的晶振所輸出的時(shí)鐘信號進(jìn)行相位跟蹤等處理，以實(shí)現(xiàn)與所述發(fā)射機(jī)1同步的目的；反之，則繼續(xù)進(jìn)行匹配。此時(shí)的同步為粗同步，所述第一粗同步模塊22進(jìn)一步驅(qū)動細(xì)同步模塊24。

優(yōu)選地，所述搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式包括以下步驟：

所述第一粗同步模塊22對所滑過所述搜索窗內(nèi)的兩基帶信號進(jìn)行自相關(guān)處理，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形。

所述第一粗同步模塊22選擇符合所述短序列特征的峰值包絡(luò)波形所對應(yīng)的短序列結(jié)束位置。

在此，所述短序列特征包括但不限于：自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形、所述峰值包絡(luò)波形中的平均峰值和平均谷值、所述短序列結(jié)束位置所對應(yīng)的波形門限等。

具體地，所述第一粗同步模塊22對所滑過的搜索窗內(nèi)的相鄰兩組離散的基帶信號進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，并得到所述自相關(guān)結(jié)果所對應(yīng)的峰值包絡(luò)波形。所述第一粗同步模塊22按照預(yù)設(shè)短序列特征中的特征峰值包絡(luò)波形，從所得到的各峰值包絡(luò)波形中選取波形相符的波形。接著，將所選擇的波形下降沿中對應(yīng)所述波形門限處的基帶信號，確定為一個(gè)短序列的結(jié)束位置。以此類推，所述第一粗同步模塊22得到與預(yù)設(shè)的短序列的重復(fù)次數(shù)相對應(yīng)的各短序列結(jié)束位置。在基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行粗同步之后，所述第一粗同步模塊22驅(qū)動細(xì)同步模塊24。

所述第二粗同步模塊23用于在預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號，搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù) 設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置，并基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行粗同步。

在此，與第一粗同步模塊22不同的是，所述第二粗同步模塊23將所接收的基帶信號按照預(yù)設(shè)傳輸時(shí)長進(jìn)行分割，并在每個(gè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動預(yù)設(shè)的搜索窗，遍歷所述傳輸時(shí)長內(nèi)所接收的基帶信號。其中，所述第二粗同步模塊23在每個(gè)傳輸時(shí)長內(nèi)滑動搜索窗來搜索符合預(yù)設(shè)短序列重復(fù)次數(shù)的、符合預(yù)設(shè)短序列特征的各短序列結(jié)束位置的方式與第一粗同步模塊22相同或相似，在此不再詳述。

所述第二粗同步模塊23基于各所述短序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行粗同步的方式也與第一粗同步模塊22相同或相似，在此不再詳述。

所述細(xì)同步模塊24用于基于所得到的短序列結(jié)束位置，確定所述前導(dǎo)信號中長序列，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)；并基于所得到的互相關(guān)峰值進(jìn)一步與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行信號同步。

具體地，所述細(xì)同步模塊24以最后一個(gè)短序列結(jié)束位置的下一幀作為所述長序列的起始位置，并將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。優(yōu)選地，所述前導(dǎo)信號中短序列和長序列之間還包含由長序列的循環(huán)前綴CP，則所述細(xì)同步模塊24按照預(yù)設(shè)的CP長度對所述前導(dǎo)信號進(jìn)行去CP操作，再將去CP后的基帶信號作為所述前導(dǎo)信號中長序列的起始位置，并將其與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，并得到互相關(guān)峰值所構(gòu)成的包絡(luò)波形。

接著，所述細(xì)同步模塊24判斷所得到的互相關(guān)峰值的包絡(luò)波形是否大于符合預(yù)設(shè)的包絡(luò)波形特點(diǎn)；若是，則確定所述最大峰值所對應(yīng)的基帶信號為所述長序列的結(jié)束位置，并根據(jù)所得到的長序列結(jié)束位置進(jìn)一步調(diào)整與發(fā)射機(jī)1的信號同步；若否，則滑動所述基帶信號，并將滑動后的基帶信號作為長序列的起始位置，重復(fù)的將所接收的長序列與預(yù)設(shè)的長序列進(jìn)行互相關(guān)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述細(xì)同步模塊24所確定的互相關(guān)峰值為多個(gè)時(shí)，所述細(xì)同步模塊24按照預(yù)設(shè)的篩選規(guī)則，從中選擇長序列結(jié)束位置，并以此位置進(jìn)行與發(fā)射機(jī)1的信號同步。例如，所述細(xì)同步模塊24將多個(gè)互相關(guān)峰值進(jìn)行排序，選取互相關(guān)峰值最大的位置為所述長序列的結(jié)束位置。所述細(xì)同步模塊24再基于所確定的長序列結(jié)束位置進(jìn)行信號同步。

若所述前導(dǎo)信號中包含多個(gè)長序列，所述細(xì)同步模塊24還可以根據(jù)多個(gè) 長序列的互相關(guān)峰值所對應(yīng)的各長序列結(jié)束位置之間的長度，確定最后一個(gè)長序列結(jié)束位置，并基于所確定的結(jié)束位置調(diào)整鎖相電路、分頻器等，以實(shí)現(xiàn)與發(fā)射機(jī)1的信號同步。

在此，當(dāng)所述接收模塊21未能獲取衛(wèi)星的信號時(shí)，所述細(xì)同步模塊24基于所述長序列結(jié)束位置，與所述發(fā)射機(jī)1進(jìn)行細(xì)同步。具體地，所述細(xì)同步模塊24基于所確定的所述短序列結(jié)束位置，調(diào)整晶振所輸出的時(shí)鐘信號。例如，所述細(xì)同步模塊24根據(jù)所確定的最后一個(gè)長序列結(jié)束位置，延遲/提前內(nèi)部晶振所輸出的時(shí)鐘信號的相位。

綜上所述，本發(fā)明中的發(fā)射機(jī)僅依據(jù)帶寬生成短序列，并依據(jù)帶寬和基站編號生成長序列，能夠得到具有較好自相關(guān)性的信號，便于接收機(jī)進(jìn)行識別；發(fā)射機(jī)將重復(fù)的多個(gè)短序列和一個(gè)長序列作為前導(dǎo)信號發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)利用自相關(guān)運(yùn)算，并根據(jù)重復(fù)識別的短序列位置，能夠快速的與發(fā)射機(jī)進(jìn)行粗同步，在粗同步的基礎(chǔ)上再利用運(yùn)算復(fù)雜的互相關(guān)運(yùn)算來進(jìn)一步與發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號同步，提高了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的同步速度；另外，接收機(jī)根據(jù)是否能接收到衛(wèi)星信號，來選擇不同的同步方式，有利于對能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)來說，減少同步的運(yùn)算量，同時(shí)對不能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)來說，準(zhǔn)確的搜索短序列位置，減少同步偏差，為后續(xù)信號處理提供準(zhǔn)確的同步時(shí)鐘；還有，采用ZC序列，能夠提供更為明顯的自相關(guān)包絡(luò)波形，便于接收機(jī)識別短序列位置；特別對于不能接收到衛(wèi)星信號的接收機(jī)，在粗同步時(shí)，調(diào)整晶振，能夠解決時(shí)鐘信號偏差較大情況下，后續(xù)調(diào)整電路無法同步的問題。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。