[发明专利]一种基于Golay互补序列的同步检测方法

说明书

本发明公开了一种基于Golay互补序列的同步检测方法，针对特别设计的Golay互补训练序列，首先将输入序列与本地序列利用Golay快速相关器做互相关运算，得到两路相关值，并将两路相关值进行加权延时叠加；然后基于接收信号功率设置门限阈值，对延时叠加后的相关值进行峰值检测；最后利用检测到的峰值进行同步判决。本发明综合了Golay互补序列自相关值的和有唯一峰值，且旁瓣为零的特点，提高了系统的鲁棒性，同时有效改善了传统延时自相关算法带来的定位模糊问题。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于Golay互补序列的同步检测方法。

背景技术

在无线通信系统中，同步是数据正确传输的前提，其过程一般分成初始捕获和跟踪两个步骤，捕获作为同步技术中最重要的一个环节，包括时间同步和频率同步两个部分。通常情况下，接收端并不知道信号的开始位置，无法直接接收并解调出数据信息，故需要时间同步。典型的算法如SchmidlCox算法利用包括两个一致部分的帧前导字，通过简单的延时自相关运算获得一个“自相关平台”，由此估计帧起始位置。采用延时自相关算法必将带来定时模糊的问题，为提高同步算法定时精度，引入延时互相关运算，通过检测相关峰值簇的个数来进行同步判决。

Golay互补序列由Marcel Golay于1949年首次提出，其具有良好的互补自相关特性，虽然Golay互补序列中单个序列的自相关旁瓣不为零，但是两个序列的自相关之和的旁瓣却等于零。且由于其独特的递归生成方式，Golay序列的匹配滤波器具有快速实现算法，使得其硬件实现资源消耗少，工作频率高。传统的同步序列只是利用单个序列的重复性进行符号同步，由于只利用了单个序列，使得接收端在进行符号同步的时候不能充分利用Golay序列良好的互补自相关特性，这就要求设计一种能够充分利用Golay序列良好的互补自相关特性，提高传统方案性能的同步方法。

发明内容

为了解决上述帧同步检测方案中出现的定时位置模糊，旁瓣不为零，无法精确得到最大峰值等技术问题，本发明提供一种基于Golay互补序列的同步检测方法，能够保证理想情况下同步序列的延时互相关值的和有唯一峰值，且旁瓣为零，同时通过比较替换寻找最大峰值，提高最大峰值检测的性能，满足通信方的可靠同步，为达此目的，本发明提供一种基于Golay互补序列的同步检测方法，方法步骤如下：

步骤1、利用Golay快速相关器对模数转换后的数字接收信号进行相关运算，同时利用延时模块对相关值进行相应的时延，以实现Golay互补序列相关值的延时叠加；

步骤2、利用基于功率的门限检测算法，选取长度范围为N的数字接收信号进行功率计算，并根据功率值调整峰值检测的阈值大小；

步骤3、将相关值的模方与阈值进行比较，若相关值的模方超过阈值则判断为相关峰；转步骤4；若低于阈值则认为相关峰不存在；

步骤4、根据检测到的峰值进行同步判决，在位置间隔δ_th的范围内找出同一峰值簇中峰值最大的样点记录其大小和位置，同时更新峰值簇的个数，其中峰值簇定义为由于多径等因素的影响在最大峰值周围可能出现许多峰值，最大峰值及其周围的峰值就是一个峰值簇，若峰值簇个数与预设峰值簇个数相等则同步检测完成，若在一帧长度内峰值簇个数小于预设峰值簇个数则同步失败；

步骤5、若同步检测完成，则输出同步信号以及同步位置；若同步检测失败，则初始化所有参数，转步骤4重新进行同步判决。

本发明的进一步改进，所述步骤1中，利用Golay快速相关器对数字接收信号进行相关运算，并将相关值延时叠加，其具体实施步骤如下：

步骤1-1、将接收序列r(k)通过Golay相关器，得到接收序列r(k)与本地Golay互补序列a(k)，b(k)的两路互相关值α(k)，β(k)，形式如下：