CN103188195B - 粗同步方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粗同步方法及装置。其中,粗同步方法包括:对接收序列样值点进行自相关运算;对自相关运算结果进行双阈值判决;根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决,根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。粗同步装置包括:自相关计算模块，用于对接收序列样值点进行自相关运算;双阈值判决模块，用于对自相关运算结果进行双阈值判决;宽度阈值判决模块，用于根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决,根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。本发明的粗同步方法及装置，能够较为准确的找到粗同步位置，避免由于强噪声与干扰造成的误判现象，提高系统的同步性能，并且，可以避免不必要的处理环节，节约系统资源，降低系统功耗。

Description

粗同步方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种粗同步方法及装置。

背景技术

同步是所有通信系统接收机的实现前提，没有精确的同步就没有信号的准确接收。现代数字通信系统多采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术。广播类型的通信系统传输的是连续数据，其接收机的同步过程可以分成两个阶段：捕获阶段与跟踪阶段。对于捕获阶段的同步过程又可以分为粗同步与细同步。粗同步的工作目的是将当前系统存在的同步偏差进行粗略估计，使纠正后的残留偏差满足细同步工作的范围。

CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中国移动多媒体广播)系统为广播类型的通信系统，采用OFDM技术，由于无线信道中剧烈的干扰，系统需要首先进行粗同步。CMMB系统在每个时隙的起始位置放置一个信标，该信标包含两段相同的同步符号，利用此同步符号可以实现系统的粗同步。

传统的粗同步技术中，利用系统中信号帧所特有的相同同步符号，如CP(CyclicPrefix，循环前缀)、PN(Pseudorandom Number，训练序列伪随机码)等，对相同的同步符号进行自相关运算得到相关峰值，通过求取相关峰值的最大值位置来获取信号的粗同步位置。中国发明专利申请公布说明书CN101478518A公开了一种粗同步方法，该方法设定一窗口宽度，通过找到连续常数X个大于等于相关门限的自相关峰值，在满足X大于等于所设定窗口宽度的条件下，通过这些X个相关峰值位置确定粗同步位置和小数倍频偏。

图1为现有技术中粗同步装置的一种结构框图。如图1所示，现有技术中，粗同步装置包括时域相关器和阈值检测器。图1中，时域相关器对接收到的时域序列做时域相关处理，并将相关结果输出给阈值检测器，阈值检测器检测时域相关器输出的信号，根据其相关结果超过预设阈值的时刻来确定数据帧的起始位置，若没有检测到超过预设阈值的信号，则判定无数据帧到来。

图1中所示的粗同步装置，在接收信号功率浮动较大且AGC(AutomaticGainControl，自动增益控制)尚未收敛时，特别是系统存在多普勒频移时，系统无法较准确选择合适的阈值，可能出现漏检现象，造成系统资源的浪费。并且，图1中所示的粗同步装置当存在强干扰时极易出现误判。图1中所示的粗同步装置仅将相关结果超过预设阈值的时刻来确定数据帧的起始位置是不准确的，信道复杂条件极易造成时域相关器所输出相关结果模糊的现象。

综上所述，现有的粗同步技术存在的缺陷有：1、在无线信道条件恶劣、环境复杂的情况下，粗同步估计位置受强干扰噪声的影响严重，可能会严重偏离正确位置导致细同步无法进行。2、采用单一门限判决的方法，鉴于信道复杂的网络环境，特别是接收机的AGC在未能调整至最佳状态，以及信道存在较大的多普勒频移的条件下，相关峰值幅度变化较大，无法找到较为合适的普适性阈值，容易发生漏检、误检事件，从而降低系统的同步性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粗同步方法及装置，提高系统的同步性能。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种粗同步方法，包括：

对接收序列样值点进行自相关运算；

对自相关运算结果进行双阈值判决；

根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决，根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，对接收序列样值点进行自相关运算包括：

计算接收序列样值点的绝对相关峰值；

若所述绝对相关峰值大于所述绝对阈值，则根据所述绝对相关峰值计算相对相关峰值。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，对自相关运算结果进行双阈值判决包括：

将所述绝对相关峰值与预设的绝对阈值进行比较；

将所述相对相关峰值与预设的相对阈值进行比较。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决，根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置包括：

记录双阈值判决中连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数及这些连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的位置；

判断所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于设定的宽度阈值；

若所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数大于所述宽度阈值，则根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，所述根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置包括：

将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，所述根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置包括：

将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，还包括：

初始化粗同步参数。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，所述粗同步参数包括绝对阈值、相对阈值和宽度阈值。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，还包括：

存储所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，还包括：

控制所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据的读写。

进一步地，上述粗同步方法还可具有以下特点，

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

其中，p_a为绝对相关峰值，p_r为相对相关峰值，d为起始样值点，D为两重复同步序列的距离，r(d)为位置d处的样值点的值，N为样值点的个数。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种粗同步装置，包括：

自相关计算模块，用于对接收序列样值点进行自相关运算；

双阈值判决模块，用于对自相关运算结果进行双阈值判决；

宽度阈值判决模块，用于根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决，根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述自相关计算模块包括：

绝对相关峰值计算单元，用于计算接收序列样值点的绝对相关峰值；

相对相关峰值计算单元，用于在所述绝对相关峰值计算单元计算得到的绝对相关峰值大于绝对阈值时，根据所述绝对相关峰值计算相对相关峰值。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述双阈值判决模块包括：

绝对阈值将判决单元，用于将所述绝对相关峰值与预设的绝对阈值进行比较；

相对阈值将判决单元，用于将所述相对相关峰值与预设的相对阈值进行比较。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述宽度阈值判决模块包括：

记录单元，用于记录双阈值判决中连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数及这些连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的位置；

判断单元，用于判断所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于设定的宽度阈值；

定位单元，用于在所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数大于所述宽度阈值时，根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述定位单元包括：

第一定位子单元，用于将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述定位单元包括：

第二定位子单元，用于将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，还包括：

初始化模块，用于初始化粗同步参数。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，所述粗同步参数包括绝对阈值、相对阈值和宽度阈值。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，还包括：

存储模块，用于存储所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，还包括：

控制与运算模块，用于控制所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据的读写。

进一步地，上述粗同步装置还可具有以下特点，

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

其中，p_a为绝对相关峰值，p_r为相对相关峰值，d为起始样值点，D为两重复同步序列的距离，r(d)为位置d处的样值点的值，N为样值点的个数。

本发明的粗同步方法及装置，能够较为准确的找到粗同步位置，避免由于强噪声与干扰造成的误判现象，提高系统的同步性能。并且，本发明的粗同步方法及装置可以避免不必要的处理环节，从而能够节约系统资源，降低系统功耗。

附图说明

图1为现有技术中粗同步装置的一种结构框图；

图2为本发明实施例中粗同步方法的一种流程图；

图3为本发明实施例中粗同步装置的一种结构框图；

图4为本发明实施例中粗同步装置的另一种结构框图。

具体实施方式

本发明的主要构思是：通过计算接收序列样值点的绝对相关峰值，并进行绝对阈值的判决来判断有无有用信号到来；通过计算接收序列样值点的相对相关峰值，并进行相对阈值的判决来判断有无连续多个超过相对阈值的相对相关峰值，若有，则记录连续超过相对阈值的相对相关峰值、位置及个数，并判决此个数是否大于设定的宽度阈值，若是，则根据该连续多个相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

基于以上构思，本发明提出了一种粗同步方法，该粗同步方法包括如下步骤：

对接收序列样值点进行自相关运算；

对自相关运算结果进行双阈值判决；

根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决，根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。

以下结合附图和实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图2为本发明实施例中粗同步方法的一种流程图。如图2所示，本实施例中，粗同步方法的流程包括：

步骤201，初始化粗同步参数；

根据不同的信道和具体系统的实际情况，在进行粗同步之前，需要初始化一些参数，这些参数可以包括：

同步窗宽度，用于确定进行自相关运算的序列样值点数；

搜索窗宽度，用于确定同步窗起始位置的宽度范围；

相关运算次数计数变量，用于记录当前所进行的自相关运算的次数，相关运算次数计数变量最大不超过搜索窗宽度，初始化等于0；

相关运算开关，相关运算开关等于1使能相关运算，相关运算开关等于0禁止相关运算，当系统需要进行粗同步时初始化相关运算开关等于1；

绝对阈值，用于绝对相关峰值判决；

相对阈值，用于相对相关峰值判决；

宽度阈值，用于判决连续大于等于相对阈值的相对相关峰值个数是否满足宽度阈值要求；

计数器的计数，记录相对相关峰值连续大于所设置的相对阈值的个数，初始化时计数器的计数等于0。

其中，同步窗是指进行自相关运算的接收序列样值窗口。同步窗宽度一般等于系统所发送的同步序列样值点数，例如在CMMB系统中，同步窗宽度为2048。需要说明的是，同步窗宽度也可以小于或大于系统所发送的同步序列样值点数，例如用于自相关运算的同步序列可以按照一定规律抽取样值(此时同步窗宽度小于系统所发送的同步序列样值点数)，或按照一定规律进行上采样插值(此时同步窗宽度大于系统所发送的同步序列样值点数)。

其中，搜索窗是指同步窗起始位置的滑动范围，搜索窗宽度决定所进行自相关运算的次数。

其中，自相关运算指求取同步位置度量值的度量函数，将同步窗内同步序列样值点的共轭值与延时D的接收端重复同步序列进行乘积累加和运算，详细过程将在步骤203中描述。

需要说明的是，本步骤的初始化参数可以在系统启动接收之前一次性设置，也可以根据实际信道状况及具体系统的工作状态进行自适应设置。例如，在信道稳定系统AGC稳定收敛状况下，适当提高绝对阈值与相对阈值，可以提高粗同步速度，降低系统功耗。

步骤202，判断是否允许进行自相关运算，如果相关运算开关等于1，则允许进行自相关运算，执行步骤203，否则，不允许进行自相关运算，执行步骤210；

步骤202通过相关运算开关来使能或禁止自相关运算，系统一般通过软件写操作实现。

步骤203，进行自相关运算，计算绝对相关峰值p_a；

步骤203中，自相关运算的流程可以包括：

(1)取接收序列放入同步窗：设接收到的序列为r(n)，d为前述步骤202启动自相关运算后所确定的当前位于搜索窗内的序列起始时刻，设位置d的样值点的值为r(d)，以d为起始样值点，选取连续N个样值点放入同步窗；

(2)计算绝对相关峰值：设发射机所发射的两重复同步序列的距离为D(例如，在CMMB系统中，D为2048)，以d+D为起始点，选取连续N个样值点，将选取的样值点与同步窗内的接收序列对应点按照下面的公式(1)进行运算，得到绝对相关峰值p_a。

公式(1)

步骤204，进行绝对阈值的判决；

即判断步骤203中所计算的绝对相关峰值p_a是否大于步骤201中所设置的绝对阈值，若绝对相关峰值p_a大于绝对阈值，则执行步骤205，否则，执行步骤209。

通过绝对阈值的判决，可以判断有无有用信号的到来。当绝对相关峰值大于预设的绝对阈值时，表明此时有有用信号到来，则进行后续步骤的相对相关峰值的计算与判决；反之，当绝对相关峰值小于预设的绝对阈值时，则表明此时无有用信号到来时，则将同步窗向前滑动一个样值点，再次进行自相关运算。

步骤205，计算相对相关峰值p_r；

对步骤203中得到的绝对相关峰值p_a按照下面的公式(2)进行能量归一化，即可得到相对相关峰值p_r。

公式(2)

能量归一化运算对绝对相关峰值求平均功率，可以找到真正的有用信号，从而能够避免由于信号功率的波动等造成的误判现象。

步骤206，进行相对阈值的判决；

即判断步骤205中所计算的相对相关峰值p_r是否大于步骤201中所设置的相对阈值若相对相关峰值p_r大于相对阈值，则执行步骤208，否则执行步骤207。

通过相对阈值判决，可以找到连续多个相对相关峰值大于预设的相对阈值的样值点，并利用这些大于预设的相对阈值的相对相关峰值定位粗同步位置。这种相对相关阈值的判决与单一的绝对相关峰值的判决相比，可以避免由于功率的波动引起的漏判或误判现象。相对阈值判决联合绝对阈值判决的使用，则可以避免非有用信号区虚假峰值所引起的虚警，这种虚假峰值一般是由能量归一化计算引入的。本发明采用双阈值(绝对阈值与相对阈值)的判决方法，可以有效避免上述两种判决各自的弊端，减小粗同步定位位置的模糊范围，从而提高粗同步的准确度。

步骤207，判断相对相关峰值连续大于所设置的相对阈值的个数tmp是否大于所设置的宽度阈值，若是则将相关运算开关设置为0，即关闭相关运算开关G，执行步骤202，否则将计数器的计数设置为零，执行步骤209；

计数器的计数是用来记录相对阈值判决连续成功的次数，也即连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数。由于循环前缀或保护间隔的存在，相对相关峰值具有平台效应，粗同步位置的定位需要位于该平台的有效范围内。例如，CMMB中粗同步位置的有效范围应为[-24，24]，这里以同步序列正确的位置为坐标零点。

步骤208，更新计数器的计数，将计数器的计数加1，并保存当前样值点位置及所计算的当前样值点的相对相关峰值；

宽度阈值用以判决计数器的计数的大小是否满足要求，即判决连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于所设置的宽度阈值。宽度阈值的设置有两个主要作用：其一是，由于突发强噪声或干扰的存在，相对相关峰值可能存在短时间内功率较高的情况，而正常的相对相关峰值存在相对较宽的平台效应，通过设置宽度阈值对当前计数器的计数进行判决，若由于强噪声干扰导致相对阈值判决成功即计数器的计数有计数(即计数器的计数大于0)但小于宽度阈值时，对计数器的计数清零重新进行计数，这样，可以有效利用平台效应避免突发强噪声或干扰所造成的误判现象；其二是，当找到连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数大于宽度阈值时，即相当于找到了正确的粗同步平台，此时关闭自相关运算，系统进入粗同步定位阶段，这样，同步窗不再必要往前继续滑动计算自相关峰值，此时，可以减少系统计算量与功耗，提高同步速率。

步骤209，令相关运算次数计数变量增1，并判断更新后的相关运算次数计数变量值是否小于或等于搜索窗宽度，若是则执行步骤202，否则执行步骤210；

步骤209中，设置搜索窗宽度的目的是规定系统粗同步的计算范围，避免无有用信号时系统一直进行粗同步的自相关运算，从而避免系统资源的浪费。

步骤210，判断相对相关峰值连续大于所设置的相对阈值的个数(即计数器的计数)是否大于所设置的宽度阈值，若是则执行步骤211，否则执行步骤212；

步骤211，粗同步成功，定位粗同步位置，计算小数倍频偏，输出粗同步状态为成功；

其中，定位粗同步位置的一种方法是：比较步骤208中所保存的相对相关峰值(即连续大于所设置的相对阈值的对相关峰值)，取所保存的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。按照此方法，粗同步位置根据公式(3)进行估计。

公式(3)

当然，定位粗同步位置的方法并不限于取最大值的方法，还可以根据不同代数比较方法或几何位置方法等定位粗同步位置，例如，取所保存的各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

其中，小数倍频偏的计算，可以根据符号定时粗同步位置的绝对相关峰值进行估计，如公式(4)所示。

公式(4)

小数倍频偏的计算，也可以根据符号定时粗同步位置相邻点范围内求平均来计算。例如，利用的样值点所对应的绝对相关峰值来计算。

步骤212，粗同步失败，输出粗同步状态为失败；

步骤213，结束。

从上述实施例中，可以看出，本发明的粗同步方法具有如下优点：

(1)本发明实施例的粗同步方法能够实现系统对每一时隙信号较为准确的粗同步检测，避免在恶劣信道噪声干扰及非理想因素下漏检、错检以及同步估计偏差较大的情况；

(2)接收机AGC在未能调整至最佳状态、以及信道存在较大的多普勒频移的条件下，相关峰值幅度变化较大，本发明实施例的粗同步方法采用绝对阈值与相对阈值的联合判决，可以有效防止单一阈值判决出现的漏检、错检与虚警现象；

(3)本发明实施例的粗同步方法采用宽度阈值判决有两个主要益处：其一是，由于突发强噪声或干扰的存在，相对相关峰值可能存在短时间内功率较高的情况，而正常的相对相关峰值存在相对较宽的平台效应，宽度阈值判决有效利用这种平台效应避免突发强噪声或干扰所造成的误判现象；其二是，宽度阈值判决成功后，相当于找到了正确的粗同步平台，此时系统关闭自相关运算进行粗同步定位，同步窗没有必要再往前继续滑动计算自相关峰值，此操作可以减少系统计算量与功耗，提高同步速率；

(4)本发明实施例中，搜索窗的设置有助于提高系统同步效率，避免系统资源的浪费；

(5)上述实施例中，是对一个时隙中的同步序列进行粗同步的，在本发明的其他实施例中，还可以对连续k(k为自然数且k大于2)个时隙的同步序列进行粗同步，并按照一定的规则对取得的k个粗同步位置进行比较，根据比较结果从该k个粗同步位置中选取一个粗同步位置作为最终的粗同步位置，比如选取比较结果为最优的粗同步位置作为最终的粗同步位置，这样可以进一步提高同步准确度。

可见，本发明的粗同步方法，能够较为准确的找到粗同步位置，避免由于强噪声与干扰造成的误判现象，提高系统的同步性能。并且，本发明的粗同步方法可以避免不必要的处理环节，从而能够节约系统资源，降低系统功耗。

本发明还提出了一种粗同步装置。

图3为本发明实施例中粗同步装置的一种结构框图。本发明的粗同步装置可以实现前述的粗同步方法。如图3所示，本实施例中，粗同步装置300包括自相关计算模块310、双阈值判决模块320和宽度阈值判决模块330。其中，自相关计算模块310用于对接收序列样值点进行自相关运算。双阈值判决模块320用于对自相关计算模块310的自相关运算结果进行双阈值判决。宽度阈值判决模块330用于根据双阈值判决模块320的双阈值判决结果进行宽度阈值判决，根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置。

图4为本发明实施例中粗同步装置的另一种结构框图。如图4所示，本实施例中，粗同步装置300中的自相关计算模块310可以包括绝对相关峰值计算单元311和相对相关峰值计算单元312。其中，绝对相关峰值计算单元311用于计算接收序列样值点的绝对相关峰值，绝对相关峰值的计算公式可以是前述的公式(1)。相对相关峰值计算单元312用于在绝对相关峰值计算单元311计算得到的绝对相关峰值大于绝对阈值时，根据该绝对相关峰值计算相对相关峰值，相对相关峰值的计算公式可以是前述的公式(2)。公式(2)所示的能量归一化运算对绝对相关峰值求平均功率，可以找到真正的有用信号，从而能够避免由于信号功率的波动等造成的误判现象。

再如图4所示，本实施例中，粗同步装置300中的双阈值判决模块320可以包括绝对阈值将判决单元321和相对阈值将判决单元322。其中，绝对阈值将判决单元321用于将绝对相关峰值计算单元311计算所得的绝对相关峰值与预设的绝对阈值进行比较。相对阈值将判决单元322用于将相对相关峰值计算单元312计算所得的相对相关峰值与预设的相对阈值进行比较。

可见，本实施例的粗同步装置采用绝对阈值和相对阈值的联合判决。通过绝对阈值的判决，可以判断有无有用信号的到来。当绝对相关峰值大于预设的绝对阈值时，表明此时有有用信号到来，则进行后续相对相关峰值的计算与判决；反之，当绝对相关峰值小于预设的绝对阈值时，则表明此时无有用信号到来时，则将同步窗向前滑动一个样值点，再次进行自相关运算。相对阈值判决联合绝对阈值判决的使用，则可以避免非有用信号区虚假峰值所引起的虚警，这种虚假峰值一般是由能量归一化计算引入的。与单一的绝对相关峰值的判决相比，本发明的粗同步装置采用绝对阈值和相对阈值的联合判决，可以找到更合适的普适性阈值，并且可以避免由于功率的波动引起的漏判或误判现象，提高同步性能。

其中，宽度阈值判决模块330可以进一步包括记录单元、判断单元和定位单元。记录单元用于记录双阈值判决中连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数及这些连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置。判断单元用于判断连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于设定的宽度阈值。定位单元用于在连续超过相对阈值的相对相关峰值的个数大于宽度阈值时，根据连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

其中，宽度阈值判决模块330的定位单元还可以进一步包括第一定位子单元。第一定位子单元用于将连续超过相对阈值的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。

其中，宽度阈值判决模块330的定位单元还可以进一步包括第二定位子单元。第二定位子单元用于将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

当然，宽度阈值判决模块330的定位单元定位粗同步位置的方法并不限于第一定位子单元所采用的取最大值的方法和第二定位子单元所采用的取中间值的方法，还可以根据不同代数比较方法或几何位置方法等定位粗同步位置。

其中，绝对阈值、相对阈值、宽度阈值等粗同步参数可以是一次性设置好、固定不变的，也可以根据实际信道状况及具体系统的工作状态进行自适应设置。在根据实际信道状况及具体系统的工作状态自适应设置粗同步参数的情形下，粗同步装置300中还可以包括图4所示的初始化模块340。

再如图4所示，本实施例中，粗同步装置300还可以进一步包括初始化模块340。初始化模块340用于初始化粗同步参数。其中，粗同步参数包括绝对阈值、相对阈值和宽度阈值。粗同步参数还可以包括前述的同步窗宽度、搜索窗宽度等。

再如图4所示，本实施例中，粗同步装置300还可以进一步包括存储模块350。存储模块350用于存储粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据。

再如图4所示，本实施例中，粗同步装置300还可以进一步包括控制与运算模块360。控制与运算模块360用于控制粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据的读写。

本发明粗同步装置的一种工作模式是：当绝对阈值判决成功时，也就是有用信号到来时启动相对阈值的判决，这样可以减轻系统计算负担，降低功耗；若相对阈值判决成功，则进行宽度阈值的判决，宽度阈值判决判断相对阈值判决连续成功的次数是否大于所设置的宽度阈值，可有效利用平台效应避免突发强噪声或干扰所造成的误判现象，可以减少系统计算量与功耗，提高同步速率。

在本发明的另一个实施例中，粗同步装置包括初步粗同步装置和选择装置。初步粗同步装置用于对连续k个时隙的同步序列进行粗同步，得到k个粗同步位置，其中，k为自然数且k大于2。选择装置用于按照设定的规则对初步粗同步装置所输出的k个粗同步位置进行比较，根据比较结果从该k个粗同步位置中选取一个粗同步位置作为最终的粗同步位置，比如选取比较结果为最优的粗同步位置作为最终的粗同步位置，这样可以进一步提高同步准确度。

其中，初步粗同步装置中可为图3或图4所示的粗同步装置300。

本发明的粗同步装置，能够较为准确的找到粗同步位置，避免由于强噪声与干扰造成的误判现象，提高系统的同步性能。并且，本发明的粗同步装置可以避免不必要的处理环节，从而能够节约系统资源，降低系统功耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种粗同步方法,其特征在于,包括：

对接收序列样值点进行自相关运算；

对自相关运算结果进行双阈值判决；

根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决,根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置；

对接收序列样值点进行自相关运算包括：

计算接收序列样值点的绝对相关峰值；

若所述绝对相关峰值大于绝对阈值，则根据所述绝对相关峰值计算相对相关峰值。

2.根据权利要求1所述的粗同步方法,其特征在于,对自相关运算结果进行双阈值判决包括：

将所述绝对相关峰值与预设的绝对阈值进行比较；

将所述相对相关峰值与预设的相对阈值进行比较。

3.根据权利要求2所述的粗同步方法,其特征在于,根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决,根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置包括：

记录双阈值判决中连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数及这些连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的位置；

判断所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于设定的宽度阈值；

若所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数大于所述宽度阈值,则根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

4.根据权利要求3所述的粗同步方法,其特征在于,所述根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置包括：

将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。

5.根据权利要求3所述的粗同步方法,其特征在于,所述根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置包括：

将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

6.根据权利要求1所述的粗同步方法,其特征在于,还包括：

初始化粗同步参数。

7.根据权利要求6所述的粗同步方法,其特征在于,所述粗同步参数包括绝对阈值、相对阈值和宽度阈值。

8.根据权利要求6所述的粗同步方法,其特征在于,还包括：

存储所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据。

9.根据权利要求6所述的粗同步方法,其特征在于,还包括：

控制所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据的读写。

10.根据权利要求1所述的粗同步方法,其特征在于,

所述绝对相关峰值的计算公式如下:

$p\_a\left(d\right)=\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^{*}(d+m)r(d+m+D)$

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

$p\_r\left(d\right)=\frac{|p\_a\left(d\right){|}^2}{{\left(\underset{m=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}\right|r\left(d+m+D\right){|}^2)}^2}$

其中，p_a为绝对相关峰值，p_r为相对相关峰值，d为起始样值点，D为两重复同步序列的距离，r(d)为位置d处的样值点的值，N为样值点的个数。

11.一种粗同步装置,其特征在于,包括：

自相关计算模块，用于对接收序列样值点进行自相关运算；

双阈值判决模块，用于对自相关运算结果进行双阈值判决；

宽度阈值判决模块，用于根据双阈值判决结果进行宽度阈值判决,根据宽度阈值判决结果定位粗同步位置；

所述自相关计算模块包括：

绝对相关峰值计算单元，用于计算接收序列样值点的绝对相关峰值；

相对相关峰值计算单元，用于在所述绝对相关峰值计算单元计算得到的绝对相关峰值大于绝对阈值时，根据所述绝对相关峰值计算相对相关峰值。

12.根据权利要求11所述的粗同步装置,其特征在于,所述双阈值判决模块包括：

绝对阈值将判决单元，用于将所述绝对相关峰值与预设的绝对阈值进行比较；

相对阈值将判决单元，用于将所述相对相关峰值与预设的相对阈值进行比较。

13.根据权利要求12所述的粗同步装置,其特征在于,所述宽度阈值判决模块包括：

记录单元，用于记录双阈值判决中连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数及这些连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的位置；

判断单元，用于判断所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数是否大于设定的宽度阈值；

定位单元，用于在所述连续超过所述相对阈值的相对相关峰值的个数大于所述宽度阈值时,根据所述连续超过相对阈值的相对相关峰值的位置定位粗同步位置。

14.根据权利要求13所述的粗同步装置,其特征在于,所述定位单元包括：

第一定位子单元，用于将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中的最大值所对应的位置作为粗同步位置。

15.根据权利要求13所述的粗同步装置,其特征在于,所述定位单元包括：

第二定位子单元，用于将所述连续超过相对阈值的相对相关峰值中各个相对相关峰值所对应的位置的中间值作为粗同步位置。

16.根据权利要求11所述的粗同步装置,其特征在于,还包括：

初始化模块，用于初始化粗同步参数。

17.根据权利要求16所述的粗同步装置,其特征在于,所述粗同步参数包括绝对阈值、相对阈值和宽度阈值。

18.根据权利要求16所述的粗同步装置,其特征在于,还包括：

存储模块，用于存储所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据。

19.根据权利要求18所述的粗同步装置,其特征在于,还包括：

控制与运算模块，用于控制所述粗同步参数的初始值以及自相关运算、双阈值判决、宽度阈值判决、定位粗同步位置过程中的数据的读写。

20.根据权利要求11所述的粗同步装置,其特征在于,

所述绝对相关峰值的计算公式如下:

$p\_a\left(d\right)=\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^{*}(d+m)r(d+m+D)$

所述绝对相关峰值的计算公式如下：

$p\_r\left(d\right)=\frac{|p\_a\left(d\right){|}^2}{{\left(\underset{m=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}\right|r\left(d+m+D\right){|}^2)}^2}$

其中，p_a为绝对相关峰值，p_r为相对相关峰值，d为起始样值点，D为两重复同步序列的距离，r(d)为位置d处的样值点的值，N为样值点的个数。