不同采样频率下的伪码同步性能分析.pdf

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1、Nen不同采样频率下的伪码同步性能分析口贺岷珏郑小亮中国电子科技集团第29研究所【摘要】针对无线通信系统中的伪码同步问题，本文以滑动相关法为基础，分析了在不同采样频率下实现同步时的信号检测概率、虚警概率，同时结合克拉美罗限分析了采样频率对同步精度的影响。分析与仿真结果表明：增加采样频率可以提高信号的检测概率；在高接收信噪比下可以缩小符号定时偏差，提高系统同步的精度。但当采样频率足够高时，继续提高采样频率获得的性能提升很小，同时会增加信号处理的复杂度。因此，在无线通信系统中实现同步时，采样频率的选取需要在性能与复杂度上折中考虑。【关键

2、词】同步采样频率检测概率定时偏差一、引言型。发射端采用长度为的伪码作为同步序列，与用户符数字信号的同步是进行后续解调的前提条件，是现号一起组帧，经过上采样、低通滤波、上变频，以及数模代无线通信中的一个关键环节。其中伪码同步的方法凭(DA)变换后得到发射信号s()，其中上采样的倍数为。借其强大的抗干扰性被广泛采用。伪码同步的主要思想发射信号经过无线信道到达接收端后，接收端对接收信是通过伪随机同步序列对期望信号的到达时间进行估号r(t)进行模数(AD)变换，下变频、滤波和下采样，将本计。现有的方法有：在滑动相关法的基础上发展出来的广地存

3、储的同步序列与接收的过采样信号进行滑动相关，义加权相关法Ⅲ，相关谱时延估计[21和自适应时延估计圈；通过检测峰均比输出同步位置。在下采样过程中，通过改以及现代信号处理方法，如高阶统计量分析，时频分析变下采样倍数Ⅳ来确定接收信号的过采样率，较小的Ⅳ嘲，小波变换和模糊函数同等估计方法。此外，文献[7】等还值对应较高的过采样率。讨论了干扰场景下的时延估计方法。2．1发射机虽然目前业界对同步算法的研究已经很充分，但已发射机将长度为的同步序列置于长度为K的用户有算法几乎都是在基带速率上实现的【，缺乏对信号过数据块前，形成帧结构的发射数据。其中

4、同步序列用以向采样时同步方法的讨论与性能分析。针对这一问题，本文接收端提供时间，频率和相位同步信息。信号经过上采样、介绍了高采样频率下的同步方法，分析了不同采样频率滤波处理后，进行上变频以及DA变换，得到发射数据s对同步性能的影响，并给出了相应的建议。()。其数学表达如式所示：本文其余部分安排如下：第二部分给出系统模型，第工十p)=∑·g(f—H)＼+MERGEFORMAT三部分进行理论分析，仿真结果与分析在第四部分给出。n-I第五部分为本文结论。(1)二、系统模型其中％表示数据帧中的第／7,个元素，为一个数据符如图1所示，本文采用

5、通用的无线通信系统同步模号的持续时间，g(t)表示成型滤波器的时域响应。。一1L一兰．'一，’图1系统同步模型参考文献【1】刘建国，张付祥，付宜利，王国树．AD7888与$3C2410的SPI接口及Linux下嵌入式驱动的实现叨．工业仪表与自动化装置，2006，5：1【2】何昭友．基于$3C6410与FPGA通讯的SPI接口驱动设计【J】．智能计算机与应用，2013，3(1)：1【3】唐晓平，何峰，梁甸农．基于VxWorks的PCI总线驱动设计阴．微计算机信息，2008，24(32)：79—81【4】德州仪器公司．ADS1298R全

6、面集成型模拟前端方案【J】．世界电子元器件，2013，4(1)【5】葛庆庆，邵天章，徐晓亮．军用电站监测系统采集模块的SPI接口及其驱动程序的实现【J】．新技术新工艺，2012，8：281Ne。ns(t)经过射频处理后，馈入天线发射。2．2信道s锄in面kT／Ⅳ]／T]Jc瞄os(R(；考虑加性白高斯噪声(AWGN)信道，其等效的低通冲激响应为：而(r)=+(f—f)＼{MERGEFORMAT(2)(6)则接收信号可表示为：其中M／N表示接收端过采样的倍数，C()表示在r(t)：(f)@(f)+n()＼木MERGEFORATM／N的

7、过采样率下，接收端相关峰C与定时偏差的关(3)系。图2描绘了R=0．2时，不同过采样倍数下，接收端相关其中A表示信号的幅度衰减；r为信号的传输时延；n峰与定时偏差的关系。从图中可以看出，随着采样率的增(￡)表示接收信号中叠加的高斯白噪声。加，相关峰的峰值点有所降低。2．3接收机结合公式，在加性高斯噪声信道下，滑动相关器输出接收机接收到信号后，首先对接收信号进行AD变换结果模方z的概率密度函数为[91：以及下变频处理，然后通过低通滤波，以及下采样模块。(z)：e-Zlo／v如图1所示，此时接收机获得的是过采样信号。接收机通％(z)：厶

8、f：／眦～过调节下采样倍数Ⅳ来改变接收信号的过采样率s，较小的Ⅳ值对应较高的过采样率。(7)=M／N＼术MERGEFOR~T(4)其中，表示接收同步序列与本地序列未对齐；H。表将本地存储的同步序列与上述过采样信号进行滑动示接收同步序列