频率同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通信领域，具体涉及一种频率同步方法及装置。一种频率同步方法，包括：在突发信号中提取突发头；对所述突发头进行频率偏差估计和相位偏差估计；使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿，使用所属相位偏差估计对接收到的突发信号进行相位偏差补偿；从所述相位偏差补偿后的突发信号中提取独特字；使用所述独特字对相位补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步。一种频率同步装置，包括：第一提取模块、估计模块、第一补偿模块、第二提取模块及处理模块。通过本发明专利技术，采用非数据辅助的方法进行频率和相位偏差估计，而不需要使用独特字，解决了独特字符号数较少时估计准确度较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
频率同步方法及装置
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种频率同步方法及装置。
技术介绍
随着信息通信产业的发展，我国地面移动通信系统已经比较发达。然而，由于我国幅员辽阔、地理环境多样、人口分布不均，地面移动通信系统只覆盖了我国30％的国土面积，还剩下70％的国土面积缺少基础通信保障。卫星移动通信系统则可以通过卫星有效的扩展其覆盖范围，以至可以在全球范围内将用户终端接入公共或专用通信网。因此，卫星移动通信系统作为信息通信业的一个重要组成部分，在国家信息基础设施建设、提升国家防灾应急能力、维护国家全球政治经济利益等方面具有重要地位。在卫星移动通信系统中，由于本地晶振频率的不稳定性，以及终端与卫星之间的相对移动引起的多普勒频移，会导致接收信号的频率与本地晶振的频率之间存在一定的偏差。特别是航空终端，其移动速度最大可达到1000公里/小时，从而导致较大的频率偏差。只有准确的估计出该频率偏差并进行补偿，才能进行正常的解调和译码。因此，在卫星移动通信系统中，频率同步是实现正常接收的前提和提高系统性能的关键。针对相关技术中频率同步的精度比较低的问题，至今未提出解决方案。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术的提供了一种频率同步方法及装置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种频率同步方法，包括在突发信号中提取突发头；对所述突发头进行频率偏差估计和相位偏差估计；使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿，使用所述相位偏差估计对接收到的所述突发信号进行相位偏差补偿；从所述相位偏差补偿后的突发信号中提取独特字；使用所述独特字对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步。优选地，在使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿之后，还包括：使用非数据辅助的方法对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差估计；使用所述相位偏差估计对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差补偿。优选地，使用所述独特字对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步包括：将提取的所述独特字和本地独特字进行相关处理得到相位模糊检测值；使用所述相位模糊检测值对所述相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除。本专利技术实施例提供一种频率同步装置，包括：第一提取模块，用于在突发信号中提取突发头；估计模块，用于对所述突发头进行频率偏差估计和相位偏差估计；第一补偿模块，用于使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿，使用所述相位偏差估计对接收到的所述突发信号进行相位偏差补偿；第二提取模块，用于从所述相位偏差补偿后的突发信号中提取独特字；处理模块，用于使用所述独特字对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步。优选地，所述的装置，还包括：估计模块，用于使用非数据辅助的方法对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差估计；第二补偿模块，用于使用所述相位偏差估计对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差补偿。优选地，所述处理模块包括：第一处理单元，用于将提取的所述独特字和本地独特字进行相关处理得到相位模糊检测值；第二处理单元，用于使用所述相位模糊检测值对所述相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除。通过本专利技术，采用非数据辅助的方法进行频率和相位偏差估计，而不需要使用独特字，解决了独特字符号数较少时估计准确度较低的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术的频率同步方法的流程图；图2是根据本专利技术的PNB2(5,3)突发的结构示意图；图3是根据本专利技术的仿真结果示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合优选实施例进行详细说明。本优选实施例提供了一种频率同步方法，图1是根据本专利技术的频率同步方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤S101至步骤S108。S101，突发头提取：从突发信号中提取出突发头，用于频率和相位偏差估计。S102，频率偏差估计：利用突发头，采用非数据辅助的方法进行频率偏差估计。S103，频率偏差补偿：根据频率偏差估计值，对接收的突发信号进行频率偏差补偿。S104，相位偏差估计：由于频率偏差补偿后的突发信号仍存在随机相位偏差，利用突发头，采用非数据辅助的方法进行相位偏差估计。S105，相位偏差补偿：根据相位偏差估计值，对频率偏差补偿后的突发信号进行相位偏差补偿。S106，独特字提取：对相位偏差补偿后的突发信号中的独特字进行提取，用于相位模糊估计。S107，相位模糊检测：由于相位偏差补偿后的突发信号可能存在相位模糊，利用独特字，采用与本地独特字相关的方法进行相位模糊检测。S108，相位模糊消除：根据相位模糊检测值，对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，从而准确的实现频率同步。本优选实施例提供了一种频率同步方法，该优选实施例中的场景如下：在某同步地球轨道卫星移动通信系统中，信号帧采用时分复用(TDMA)的结构。每个超帧包含4个复帧，每个复帧包含16个TDMA帧，每个TDMA帧又包含24个时隙，每个时隙包含39个符号。不同的逻辑信道采用不同的突发。例如，分组数据业务信道PDTCH2(5,3)占用5个子载波、3个时隙，采用的PNB2(5,3)突发的结构如图2所示。其中，突发头(BurstHeader)在前，包括保护间隔(Guard)、独特字(UW)、公共信息(PUI)和突发过渡(TR)，剩余部分包括私人信息(PRI)、独特字(UW)和保护间隔(Guard)。突发头采用QPSK调制，私人信息(PRI)根据系统需求可以采用QPSK、16APSK或32APSK调制。下面进行详细说明。步骤S201，突发头提取从突发信号中提取出突发头，用于频率和相位偏差估计。设接收的突发信号为r(k),k＝0,1,...,K-1，从突发信号r(k)提取的突发头为x(n),n＝0,1,...,N-1，其中K为突发信号符号数，N为突发头符号数。对于PNB2(5,3)突发，K＝585，N＝66。步骤S202，频率偏差估计利用突发头，采用非数据辅助的方法进行频率偏差估计。对突发头x(n)进行M次方处理，得到xM(n),n＝0,1,...,N。由于突发头采用QPSK调制，M＝4，可以有效降低计算的复杂度。对xM(n)进行前后自相关，得到自相关函数频率偏差估计值可以由自相关函数R(m)得到其中arg()表示取相位，TS为符号时间周期，参数D可以根据频率偏差估计所需的范围进行合适的选取。步骤S203，频率偏差补偿根据频率偏差估计值Δf，对突发信号r(k)进行频率偏差补偿，得到频率偏差补偿后的突发信号s(k)＝r(k)exp(-j2πΔfkTS),k＝0,1,...,K-1步骤S204，相位偏差估计。由于频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率同步方法，其特征在于，包括：在突发信号中提取突发头；对所述突发头进行频率偏差估计和相位偏差估计；使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿，使用所属相位偏差估计对接收到的所述突发信号进行相位偏差补偿；从所述相位偏差补偿后的突发信号中提取独特字；使用所述独特字对相位补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步。

【技术特征摘要】
1.一种频率同步方法，其特征在于，本方法的使用场景为：在某同步地球轨道卫星移动通信系统中，信号帧采用时分复用(TDMA)的结构；每个超帧包含4个复帧，每个复帧包含16个TDMA帧，每个TDMA帧又包含24个时隙，每个时隙包含39个符号；所述方法包括：在突发信号中提取突发头；对所述突发头进行频率偏差估计和相位偏差估计；先对突发头进行M次方处理，在进行前后自相关得到自相关函数R(m)；使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿，使用所述相位偏差估计对接收到的所述突发信号进行相位偏差补偿；从所述相位偏差补偿后的突发信号中提取独特字；使用所述独特字对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步；在使用所述频率偏差估计对接收到的突发信号进行频率偏差补偿之后，还包括：使用非数据辅助的方法对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差估计；使用所述相位偏差估计对所述频率偏差补偿之后的突发信号进行相位偏差补偿；使用所述独特字对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除，进行频率同步包括：将提取的所述独特字和本地独特字进行相关处理得到相位模糊检测值；使用所述相位模糊检测值对所述相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除；频率偏差估计的数值按照如下公式计算：其中，arg()表示取相位，TS为符号时间周期，参数D可以根据频率偏差估计所需的范围进行合适的选取；按照如下公式对相位偏差补偿后的突发信号进行相位模糊消除：其中，I...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘解华，刘斌彬，张克俭，刘凯，
申请(专利权)人：北京华力创通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11