一種多體制通信時(shí)間同步算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)

　　幀同步檢測

　　根據(jù)文獻(xiàn)[2]，基于互相關(guān)的幀同步算法對載波頻偏的容忍度與本地同步序列的長度成反比。所以，為了進(jìn)一步減少幀同步的漏同步概率，在將本地同步序列分成幀同步檢測和幀同步確認(rèn)兩部分的基礎(chǔ)上，本文的幀同步檢測采用如圖3所示的分段相關(guān)法[6]。在分段相關(guān)的幀同步檢測算法中，用于幀同步檢測的本地同步序列1等分為檢測序列1和檢測序列2兩段，然后用這兩段檢測序列同時(shí)與輸入信號進(jìn)行相關(guān)，只要一個(gè)相關(guān)結(jié)果大于門限，就認(rèn)為幀同步檢測成功。

　　為了使幀同步算法更適于在FPGA中實(shí)現(xiàn)，本文對傳統(tǒng)相關(guān)器進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)方法如下：

　　首先對接收信號進(jìn)行抽樣判決(即將大于0信號的判決為“1”，否則判決為“0”)，將接收信號變換為由“0”和“1”組成的序列，然后再與用于本地同步序列(用于幀同步檢測的本地同步序列)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。其中，相關(guān)函數(shù)可以定義為：

　　其中，表示同或，表示同步序列長度?？紤]到接收信號中的數(shù)據(jù)塊與本地同步序列c(n)無關(guān)，并忽略噪聲的影響，可以得到：

　　即，只有在時(shí)，出現(xiàn)相關(guān)峰。

　　使用上述相關(guān)方法，載波頻偏引起的接收信號幅度變化不會(huì)影響相關(guān)峰幅度，只有在頻偏引起接收抽樣序列在發(fā)生反相時(shí)，相關(guān)結(jié)果小(如當(dāng)在中間位置反相時(shí)，前半段相關(guān)結(jié)果為，后半段相關(guān)結(jié)果為0，從而導(dǎo)致)。而由于本文的幀同步檢測使用分段相關(guān)的方法，通常情況下載波頻偏引起接收同步序列在每個(gè)分段都產(chǎn)生反相的可能性很小，所以可以有效防止載波頻偏引起漏同步發(fā)生的概率。

　　幀同步確認(rèn)

　　幀同步確認(rèn)的主要目的是判斷幀同步檢測結(jié)果是否屬于假同步，減少出現(xiàn)假同步的概率。它利用接收同步序列的后半部分與本地同步序列的后半部分(即圖2中的本地同步序列2)之間的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)。由于幀同步確認(rèn)時(shí)，位同步、載波同步等模塊同時(shí)工作，幀同步確認(rèn)受載波頻偏等因素的影響較小，可以采用接收序列與本地序列直接相關(guān)的算法實(shí)現(xiàn)。