[发明专利]一种基于基带复信号相角的TDOA跟踪方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于基带复信号相角的TDOA跟踪方法，包括：S11.接收基站发送的导频序列，并计算出不同天线接收信号的到达时间差TDOA的初值；S12.接收基站发送的帧信号，并在预设范围内选择数个到达时间差TDOA的时延因子，根据选取的时延因子对接收到帧信号进行解码，得到数个帧信号的解码结果；S13.计算解码后的数个帧信号的实部能量均值与虚部能量均值的比值，并选取所有比值中的最大值所对应的到达时间差TDOA的时延因子，将选取的最大值所对应的到达时间差TDOA的时延因子反馈至基站；S14.基站接收到所述最大值所对应的到达时间差TDOA的时延因子，构造与接收到的到达时间差TDOA的时延因子相对应的正交恢复预编码矩阵，对预编码矩阵中的元素进行相位旋转。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于基带复信号相角的TDOA跟踪方法及系统。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是当前包括5G在内的宽带无线通信系统广泛采用的一种高速传输技术。技术核心是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。在OFDM系统中，准确的同步非常关键，是保证其正常通信并获得较好性能的前提。OFDM系统中的同步包括定时同步和载波频率同步。其中，符号定时同步的目的是对数据帧进行检测，并找到接收信号中有效信号准确的起始位置即FFT窗的定位，而错误的定位会导致符号间干扰(ISI)，严重影响系统的性能；载波频率同步的目的是对接收信号进行频偏估计和纠正，使收发两端载波频率保持一致，避免出现子载波间干扰(ICI)。符号定时同步由于进行复数相关运算，运算量大，且实时性要求非常高，在系统资源消耗中占据了较大比重。同时，随着系统带宽的增加，系统采样率不断提高，符号定时同步的运算量成倍增长，使其日益成为硬件实现的瓶颈。因此，如何简化定时同步算法，优化设计结构，降低硬件实现复杂度和资源消耗，是近年来工程实现领域研究的热点。

现有OFDM系统符号定时同步方法是基于训练序列的符号定时同步算法，是在发送端发送数据已知的特殊训练序列，接收到完整的训练符号来进行符号定时同步的算法。如公开号为CN105024966A的专利公开了OFDM系统的符号定时同步方法，其实现步骤为：1、生成训练序列，并将训练序列插入到负载数据包前；2、在接收端，计算滑动窗口起始位置时刻的定时偏移估计函数值；3、在任意时刻，对该时刻之前M个时刻的定时偏移估计函数取平均；4、确定定时偏移估计函数均值的加权系数；5、根据获取的定时偏移估计函数均值和加权系数计算动态门限；6、比较定时偏移估计函数值与动态门限值，直至检测出当前负载数据包的理想定时位置，按此机制持续工作以获得以后每个数据包的理想定时位置。该方法依然是基于特殊训练序列的符号定时同步，其仅适用于分组通信或突发通信系统，并不适用高速移动场景下。

然而，近年来正交恢复空频编码方案(Orthogonality recovering space-frequency block coding，OR-SFBC)被提出适用于高速移动场景下，其利用到达时间差(TDOA)补偿了信道非正交性，大幅度提高了分集增益。但是采用正交恢复空频编码方案对定时同步或跟踪的精度提出了较高的要求，因此需要一种基于较少数据辅助或无数据辅助的方法对TDOA进行定时同步估计。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于基带复信号相角的TDOA跟踪方法及系统。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于基带复信号相角的TDOA跟踪方法，包括步骤：

S1.接收基站发送的导频序列，并根据所述接收到的导频序列计算出不同天线接收信号的到达时间差TDOA的初值；

S2.接收基站发送的帧信号，并在预设范围内选择数个到达时间差TDOA的时延因子，根据所述选取的时延因子对接收到帧信号进行解码，得到数个帧信号的解码结果；