分布式系统及其基于定向负反馈的闭环式相位同步方法技术方案

本发明专利技术适用于无线通信技术领域，提供了一种分布式系统及其基于定向负反馈的闭环式相位同步方法。本发明专利技术在初始的几个时隙，在接收信号强度小于下一阶段阈值时，采用大步长扰动，能够使接收机接收信号强度快速增长。在后期时隙中，在接收信号强度小于下一阶段阈值时，采用小步长扰动，能够获得原有技术的稳定性，迭代地使接收机信号强度收敛到理想的情况。并且调整时是先确定发射机扰动步长的方向，当方向确定之后，说明每个发射机的调整方向是正确的，在后续时隙仅调整扰动步长大小，能够进一步加快后续接收信号强度的收敛。

【技术实现步骤摘要】
分布式系统及其基于定向负反馈的闭环式相位同步方法
本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种分布式系统及其基于定向负反馈的闭环式相位同步方法。
技术介绍
单比特反馈算法是实现发射机信号在接收端达到载波相位同步的常用技术。该算法目前最新的成果是一种基于分布式波束成型技术的混合的单比特反馈算法，具体利用接收机反馈回来的-1比特信息，对发射端的每个发射机进行一个步长扰动δi(n)的相位补偿以及在接收机连续反馈CN个“-1”比特信息的时候,以一个比例因子εi(n)衰减δi(n)，能够及时调整发射机的相位补偿。该技术的优点是能够通过相位补偿使接收信号强度快速增长，通过相位衰减促使接收信号强度能够在某个时隙收敛。但是根据研究发现，发射机在不同的步长下有不同的收敛速度，以及在不同的反馈调整机制下，算法的收敛增益会不同，因此现有算法的收敛速度和收敛能力都有提升的空间。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题在于提供一种分布式系统基于定向负反馈的闭环式相位同步方法，旨在加速接收机的接收信号强度收敛速度和收敛能力。本专利技术是这样实现的，一种分布式系统基于定向负反馈的闭环式相位同步方法，包括在每个时隙执行的下述步骤：步骤A，接收机判断当前时隙接收信号的强度是否大于等于下一阶段阈值,并根据判断结果反馈相应的单比特信息至发射机；步骤B，发射机接收到所述单比特信息后进行解析，如果扰动步长最优方向未确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤D；如果扰动步长最优方向确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤E；所述的扰动步长最优方向是在出现接收信号强度小于下一阶段阈值的情况后，首次出现接收信号强度大于或者等于下一阶段阈值时，以上一时隙的扰动步长方向为之后所有时隙的扰动步长最优方向；步骤C，发射机在下一时隙的最佳相位仍取其在当前时隙的最佳相位，且在下一时隙不产生扰动步长，并在下一时隙直接以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号，同时阶段数加一；所述的初始相位为发射机在第一个时隙根据发射机接收到的信号估算获得；步骤D，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号；其中,所述扰动步长方向由发射机随机生成；步骤E，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长最优方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长。发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号。本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种分布式系统，包括若干个发射机和接收机所述接收机用于在每个时隙判断当前时隙接收信号的强度是否大于等于下一阶段阈值,并根据判断结果反馈相应的单比特信息至发射机；所述发射机用于在接收到所述单比特信息后进行解析；如果扰动步长最优方向未确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则发射机在下一时隙的最佳相位仍取其在当前时隙的最佳相位，且在下一时隙不产生扰动步长，并在下一时隙直接以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号，同时阶段数加一；所述的初始相位为发射机在第一个时隙根据发射机接收到的信号估算获得；否则，发射机在下一时隙的扰动步长等于其扰动步长方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号；其中,所述扰动步长方向由发射机随机生成；所述的扰动步长最优方向是在出现接收信号强度小于下一阶段阈值的情况后，首次出现接收信号强度大于或者等于下一阶段阈值时，以上一时隙的扰动步长方向为之后所有时隙的扰动步长最优方向；如果扰动步长最优方向确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则发射机在下一时隙的最佳相位仍取其在当前时隙的最佳相位，且在下一时隙不产生扰动步长，并在下一时隙直接以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号，同时阶段数加一；所述的初始相位为发射机在第一个时隙根据发射机接收到的信号估算获得；否则，发射机在下一时隙的扰动步长等于其扰动步长最优方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号。进一步地，所述阶段阈值步长与随着阶段数的递增而减小。进一步地，所述阶段数、阶段阈值步长、阶段阈值的对应关系如下表：本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：1）针对原有技术的给定小步长扰动，本专利技术提出了一个步长扰动选择机制：阶段阈值步长选择机制。在初始的几个时隙，采用大步长扰动，能够使接收机接收信号强度快速增长。在后期时隙中，采用小步长扰动，能够获得较好的稳定性，即使接收机信号强度收敛到理想的情况。2）原有的技术对发射机的扰动步长的方向是随机的，既调整方向也调整大小，本专利技术先确定发射机扰动步长的方向，当方向确定之后，说明每个发射机的调整方向是正确的，在后续时隙仅调整扰动步长大小，能够进一步加快后续接收信号强度的收敛。附图说明图1是本专利技术提供的分布式系统的架构图；图2是本专利技术提供的步长阈值选择机制的图表；图3是本专利技术提供的相位同步方法的反馈调整流程图；图4是本专利技术提供的相位同步方法中RSS大于当前阈值是的流程图；图5是本专利技术提供的相位同步方法中RSS小于大于当前阈值是的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。针对原有技术的给定小步长，本专利技术提出了一个步长选择机制，在不同的阶段，采用不同的步长，以加速在不同的接收信号强度下的收敛速度。并且，原有的技术对发射机的相位补偿的方向是随机的，既调整方向也调整大小，本专利技术提出了一个确定发射机补偿相位的方向的方法，方向的确定，能够加速后续接受信号强度的收敛。图1示出了本专利技术所适用的分布式系统的架构，多个发射机同时向接收机发射信号，并根据接收机反馈的单比特信息来调整下一时隙的发射信号的相位，最终通过相位补偿的方式使到达接收机的各个接收信号的相位同步。具体地，在图1这种单比特的反馈闭环系统中，在第n个时隙，发射机接收反馈回来的单比特信息，确定是否调整发射信号相位。每个发射机的发射相位公式，如下：Φi=γi+θi(n)+ψiγi,ψi∈[0,2π)(1)其中，γi代表第i个发射机的未知相位偏移，ψi代表第i个发射机与接收机之间的相位响应，假设γi和ψi在算法收敛过程中总是静态的，符合均匀分布[0,2π)的随进变量，并且对于发射机和接收机来说都是未知的，两者统称为初始相位C。我们将通过来自接收机的单比特反馈信息调整发射机i的第n个时隙的变量θi(n)称为最佳相位。初始值设为θ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式系统基于定向负反馈的闭环式相位同步方法，其特征在于，包括在每个时隙执行的下述步骤：步骤A，接收机判断当前时隙接收信号的强度是否大于等于下一阶段阈值,并根据判断结果反馈相应的单比特信息至发射机；步骤B，发射机接收到所述单比特信息后进行解析，如果扰动步长最优方向未确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤D；如果扰动步长最优方向确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤E；所述的扰动步长最优方向是在出现接收信号强度小于下一阶段阈值的情况后，首次出现接收信号强度大于或者等于下一阶段阈值时，以上一时隙的扰动步长方向为之后所有时隙的扰动步长最优方向；步骤C，发射机在下一时隙的最佳相位仍取其在当前时隙的最佳相位，且在下一时隙不产生扰动步长，并在下一时隙直接以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号，同时阶段数加一；所述的初始相位为发射机在第一个时隙根据发射机接收到的信号估算获得；步骤D，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号；其中,所述扰动步长方向由发射机随机生成；步骤E，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长最优方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长。发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号。...

【技术特征摘要】
1.一种分布式系统基于定向负反馈的闭环式相位同步方法，其特征在于，包括在每个时隙执行的下述步骤：步骤A，接收机判断当前时隙接收信号的强度是否大于等于下一阶段阈值,并根据判断结果反馈相应的单比特信息至发射机；步骤B，发射机接收到所述单比特信息后进行解析，如果扰动步长最优方向未确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤D；如果扰动步长最优方向确定，同时解析结果为接收机接收信号的强度大于等于下一阶段阈值，则执行步骤C，否则执行步骤E；所述的扰动步长最优方向是在出现接收信号强度小于下一阶段阈值的情况后，首次出现接收信号强度大于或者等于下一阶段阈值时，以上一时隙的扰动步长方向为之后所有时隙的扰动步长最优方向；步骤C，发射机在下一时隙的最佳相位仍取其在当前时隙的最佳相位，且在下一时隙不产生扰动步长，并在下一时隙直接以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号，同时阶段数加一；所述的初始相位为发射机在第一个时隙根据发射机接收到的信号估算获得；步骤D，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号；其中,所述扰动步长方向由发射机随机生成；步骤E，下一时隙的扰动步长等于其扰动步长最优方向与当前的阶段阈值步长的乘积，发射机在下一时隙的最佳相位为当前时隙的最佳相位加上下一时隙的扰动步长并减去当前时隙的扰动步长，发射机在下一时隙以下一时隙的最佳相位加上初始相位作为发射相位来发射信号。2.如权利要求1所述的闭环式相位同步方法，其特征在于，所述阶段阈值步长随着阶段数的递增而减小。3.如权利要求2所述的闭环式相位同步方法，其特征在于，所述阶段数、阶段阈值步长、阶段阈值的对应关系如下表，其中S为给定的训练过程中的阶段总数：4.一种分布式系统，包括若干个发射机和接收机，其特征在于，所述接收机用...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁，陈永城，王晖，林晓辉，曾捷，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44