同步((ZC+PN)定時+(cp+導頻)頻偏估計)


數字頻率與模擬頻率的轉換

 

定時:同步頭采用16位差分PN序列對長度為16的ZC序列進行擴頻,接收端首先利用ZC16進行相關獲得16個ZC相關峰,每個峰值至少有上采倍數個點;再對相關后的數據進行解差分操作,再次獲得16個解差分后的相關峰,每個峰值至少有上采倍數個點;這時再用本地未差分的PN序列與其對位相乘,即每隔16*上采倍數個點取一個點,每次總共取16個點與本地PN相乘,獲得16*上采倍數個相關峰取最大的峰值的位置作為定時的位置這時會有最大16*上采倍數的定時偏差

 

 

 

 

(頻域)頻偏估計(同步頭)再將16個經PN16擴頻的ZC16序列利用PN16(差分)相乘,恢復成全為全為正向的16個ZC16序列,利用這16個ZC16序列間隔16*上采倍數個點,理論上每段都相同,因此對這16個ZC16FFT變換到頻域后估計頻偏,作為第一步粗估的頻偏。兩根接收天線的定時取較小的,頻域粗估頻偏的值取均值。

  FFT糾頻偏

(時域)頻偏估計(導頻+cp與導頻+導頻)粗估:分別取導頻的cp與導頻的后半段進行共軛相關,得出共軛相關后的復數之后仿真會直接對其取角度后再*Fs/(2*pi*N),定點的做法是類似峰均比里面取虛部和實部的比值再查表。精估:分別取兩段導頻做共軛相關,具體做法同上,區別就是會在計算角度的時候去除粗估的角度再進行角度計算,可以防止超出arctan的計算范圍(-90°,+90°)。

 時域糾頻偏步驟:先把角度歸一化為(0,5760),即360°*16,再把每個角度值對應的sin和cos值按0-5760的順序存起來。

先利用imag/real的比值查表得到歸一化為(0,5760)范圍的角度值2pif/Fs*LL,再除掉估計間隔LL,得到的就是2pif/Fs。

再乘(1:n),n是待糾的數據長度,得到的就是每個數據點對應的待糾的角度值,查表求sin和cos值,取共軛與數據復數乘即可。

 利用cp或者導頻糾頻偏

因為求角度需要用到arctan函數,角度需要在正負90度之間,所以f的范圍需要:(N是間隔,因此縮小間隔可以增大估計范圍)

注:定點算法把角度分為四個象限,只需要估計第一個象限就可以估計出其他象限角度值,因此f可估計的范圍是Fs/2N。



頻偏估計中查表法求角度與峰均比抑制限幅法中的查表法求限幅點的實部與虛部的原理:對單位圓進行划分,將划分成256個區間,每個區間內的角度都歸為順時針旋轉后所到達的固定角度,該角度對應的虛部與實部的比值也是固定的,對於一個復數點,虛部與實部的比值歸一化為0-512,利用該值作為地址去查詢該地址多對應的角度值或者歸一化的實部與虛部的值

具體歸一化的實部與虛部的值的計算方式如下:理論上:

 

 

 

載波同步一般把圓周分成八份,每份半個象限,每半個象限總共分成512個角度值,則最小角度度量為45/512,顯然不能用於硬件,因此把角度擴大至少16倍,則擴大后最小角度度量為45*16/512=720/512,再利用下面的公式(把255換成720),把每個角度所對應的cos和sin值求出來存表,利用估計出來的角度值查表即可得到每個角度對應的正余弦值。

注:由於采用的是角度值,而不是弧度值,因此計算頻偏的時候不能用2Π,要用360。

 

 


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