一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108964824A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810734075.0(22)申请日2018.07.06(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所卫通部(72)发明人刘建成郝学坤王赛宇李勇任计林(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124代理人王文庆(51)Int.Cl.H04J3/06(2006.01)H04L27/26(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法(57)摘要本发明公开了一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，可在强多普勒频移情况下同时实现时间和位定时同步，适用于单/多载波系统，所述方法包括：(1)在发送端对伪随机序列进行差分编码作为导引，保持其自相关特性；(2)接收端滑动相关检测之前对正交两路采样信号进行解差分处理；(3)利用滤波实现接收信号与本地导引符号的相关运算，将滤波器输出的相关峰值与设定的门限比较，进而确定时间同步时刻；(4)对比不同时钟偏移抽取的信号序列与本地导引相关峰大小，确定最佳抽取时钟，实现位定时同步。该方法采用截断m序列，通过差分编码效抑制多普勒频移对同步的影响，同时该导引序列可用于频偏和信道估计，为后续频偏补偿和解调处理奠定了基础。CN108964824ACN108964824A权利要求书1/1页1.一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)依据应用场景设定伪随机序列长度L，发送端生成长度为L的伪随机序列，并进行差分编码和双极性变换作为调制后的L个导引符号，将L个导引符号与数据组成帧并发送；(2)接收端以符号速率整数倍对接收信号进行采样，以不同时钟偏移对采样数据抽取，得到不同位定时的接收信号序列，并进行解差分处理；(3)接收端产生与发送端相同的伪随机序列，并进行双极性变换，以变换后的序列作为滤波器系数，将不同时钟偏移抽取解差分后的接收信号序列分别通过滤波器实现滑动相关，将滤波器输出的相关峰值分别与设定门限比较，当所有峰值均大于门限则判定为时间同步，在时间同步的基础上比较不同时钟偏移抽取对应的相关峰大小，最大相关峰对应的时钟偏移为最佳位定时时刻。2.根据权利要求1所述的一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，其特征在于，步骤(1)中发送端生成长度为L的伪随机序列，并进行差分编码和双极性变换作为调制后的L个导引符号，具体为：发送端利用移位寄存器生成截断m序列，对生成的截断m序列相邻码元进行异或运算，再进行极性变换，输出作为差分编码的导引序列。3.根据权利要求1所述的一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，其特征在于，步骤(2)中接收端以符号速率整数倍对接收信号进行采样，以不同时钟偏移对采样数据抽取，得到不同位定时的接收信号序列，具体为：接收端设置接收信号采样率fs为符号速率fb整数倍，即fs＝N·fb，以Ts＝1/fs为相邻采样值的时间偏移量，N为抽取倍数，等间隔抽取采样信号，输出不同偏移量的N路接收信号序列。4.根据权利要求1所述的一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，其特征在于，步骤(2)中解差分处理具体为：对抽取输出的多路接收信号序列进行相同处理，第i路抽取输出的复信号由如下公式表示：jω[n(i)]si(n)＝a[n(i)]e+ε[n(i)]其中，a[n(i)]表示第i路抽取的接收信号序列的第n个码元，ε[n(i)]表示第i路噪声，ejω[n(i)]表示等效多普勒频偏；将信号si(n)表示为正交两路，即si(n)＝Ii(n)+jQi(n)，具体公式如下：Ii(n)＝(a[n(i)]+ε[n(i)])cos(ω[n(i)])Qi(n)＝(a[n(i)]+ε[n(i)])sin(ω[n(i)])分别对Ii(n)和Qi(n)解差分，得到和满足如下公式所示的关系：得到解差分的信号5.根据权利要求1所述的一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，其特征在于，步骤(3)中设定门限的大小取决于导引序列长度、接收信号功率和估计的信噪比。2CN108964824A说明书1/7页一种基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法技术领域本发明属于无线通信技术领域，特别涉及基于伪随机序列差分编码的抗多普勒频移同步方法，包括时间和位定时同步。背景技术数字无线通信以抗干扰能力强、差错可控和易保密等优点，成为支撑信息时代0、1比特数据传输的必要途径，但数字通信的可靠有效传输必须建立在通信双方严格同步基础上，这其中以时间和位定时同步最为重要，二者是实现数字无线通信系统的关键。实现同