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1、(10)申请公布号 CN 102946371 A (43)申请公布日 2013.02.27 C N 1 0 2 9 4 6 3 7 1 A *CN102946371A* (21)申请号 201210327251.1 (22)申请日 2012.09.06 H04L 27/26(2006.01) (71)申请人浙江瑞讯微电子有限公司 地址 317525 浙江省温岭市大溪镇工业区 (72)发明人刘朝晖 蒋辉 (54) 发明名称 一种新型GFSK前导字检测和快速定时同步 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种新型GFSK前导字检测和快 速定时同步方法。本发明对连续输入的采样信号 按窗口进行划分，在当前窗。
2、口计算得到直流分量 功率和信号分量功率相对于噪声功率的比值。通 过这两个比值与特定阈值的比较来判断当前窗口 是否出现前导字。在符号同步校正中，本发明提出 一种利用符号速率和符号偏移估算符号同步位置 的快速补偿方法，略去了内插滤波器的使用。本发 明在保证前导字检测性能的前提下，简化了硬件 实现的复杂性，达到了硬件开销小，同时系统性能 也较好的效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种新型GFSK前导字检测及快速定时同步方法，其特征在于该方。
3、法包括以下步骤： 步骤(1).设前导字搜索总长度为W，当前起始搜索位置A0，每一次搜索的窗口长 度为N，搜索间隔设为B。对第AA+N个连续采样点的当前窗口进行傅立叶变换(N 2L 0 T b /T s ，L 0 取3，T b 为码元周期，T s 为采样周期)。 步骤(2).通过公式求得当前窗口的符号定时误差的估计 值。其中L 0 为N点傅立叶变换k在kL 0 的值。 步骤(3).通过公式和P L0 2(|L 0 |) 2 ，求得当前 窗口采样信号的直流分量功率P 直流 和L 0 处信号分量功率P L0 。通过公式 求得当前窗口采样信号的噪声功率P nosie 。其中X m 为当 前窗口内的一系。
4、列采样点。 步骤(4).当满足条件并且计数器count加1。 若连续两次出现条件不满足，则count清0。当count的值大于2或者最近两次搜索都满足 (这里的阈值A，B和C因符号率的不同而变化)。我们认为已经搜索到前 导字，进入步骤(5)，同时计数器count清零。否则，搜索窗口向前移动。下一个窗口的起始 位置为(A+B)，重复步骤(3)，直至超出前导字搜索总长度W。这时认为没有GFSK信号。 步骤(5).如果在当前窗口搜索到前导字，则利用步骤(2)中提出的公式计算得到的符 号定时误差的估计值进行符号同步。利用符号定时误差 的估计值进行符号快速同步 的方法为：根据过采样率的不同，将或+0.5。
5、进行小数部分四舍五入处理得一个整数值 N ，将从A+N S +N +T b /2T s 开始的经过频率补偿的I、Q两路信号作为符号同步处理后的结 果(N S 为根据符号率不同而设置的特定补偿值，T b 为码元周期，T s 为采样周期)。 权 利 要 求 书CN 102946371 A 1/3页 3 一种新型 GFSK 前导字检测和快速定时同步方法 技术领域 0001 本发明属于数字技术领域，涉及一种新型GFSK前导字检测及快速定时同步方法。 背景技术 0002 高斯频移键控(GFSK)是一种基于频率的调制方式。信号在调制之前通过一个高 斯低通滤波器来限制其频谱宽度，从而得到更为紧凑的频谱，提高。
6、了频段的利用率。 0003 前导字检测最简单的方法就是监测环境中的无线信号能量，如果能量增加并且超 过门限值，则表明此时信号开始传送。然而我们所处的环境均是充满噪声，可能频繁出现由 于噪声引起的检测到无线信号能量超过门限值，所以该方法不实用。 0004 一般来说，无线通信开始前会传送特定字长的前导字。前导字本身的周期性可以 比较好地抗噪声干扰。通过把无线接收到的信号和本地的前导字副本做相关检测运算(通 常是匹配滤波)。如果前导字出现，可以得到一个尖锐的波峰，并且将相关结果与门限值做 比较，可以比较准确地判定无线信号的开始。然而该检测方法的性能受到载波频偏和信噪 比很大的影响。还有基于该原理的一。
7、系列改进的检测方法，大多需要复杂的控制和计算。 0005 符号偏移校正是数字接收机的重要组成部分。它决定了数字接收机的解调性能。 传统的符号偏移校正利用Gardner算法，通过定时误差校正环路实现。这种方法效率比较 低，不适合突发式的数据传输。还有一种方法是利用前导字的频域特性先估算出符号偏移 值，然后分别对符号偏移的整数和小数部分 各自校正来实现。这种方法好处是无反馈回 路，校正速度快，适合突发式数据传输。缺点是利用内插滤波器来实现小数符号偏差的校 正，硬件资源消耗大。 发明内容 0006 实现GFSK前导字检测和定时同步校正的方法很多，各有各的实现复杂度和检测 性能。 0007 本发明的目。
8、的是针对GFSK接收的过采样信号，快速准确地定位前导字的起始位 置，简单高效地实现符号偏移校正，且不影响到接收机性能，使性能与硬件开销取得很好平 衡。 0008 本发明的技术方案：接收端对连续输入的I、Q两路基带复信号进行前导字检测。 对这两路信号按窗口划分，进行窗口内点数N的傅立叶变换计算(N2L 0 T b /T s ，其中T b 为符号周期，T s 为采样周期。L 0 是一个特定值，它的选取需要权衡考虑，如果选的偏大，则窗 口长度变长，虽然前导字检测的性能得以提高但是需要消耗更多的硬件资源；如果选的偏 小，则前导字检测的性能有所降低，有可能出现误判，但是硬件资源消耗少)。 0009 通过。
9、计算得到当前窗口的符号定时误差的估计值分别为： 其中L 0 为当前窗口内N点的傅立叶变换结果k在kL 0 的值。另外计算出当前 窗口内采样信号的直流分量功率，信号分量功率，噪声功率以及前两者功率相对与噪声功 说 明 书CN 102946371 A 2/3页 4 率的比值。通过比较它们之间的关系以及和阈值的关系来判断前导字是否出现在当前窗口 内。如果出现前导字，那么就采用当前窗口得到的符号定时误差进行符号误差校正。 0010 对采样信号进行符号定时误差校正，这里采用一种新型快速高效的方法。 即通过 对符号偏移舍入取整，另外再加上一个特定的补偿值(该特定的补偿值的选取因符号速率 的不同而异)来快速。
10、完成符号偏移的校正。 0011 本发明的有益效果是：利用前导字序列频域信息的特点，改进了检测方法，从而缩 小了检测窗口又不影响前导字检测的性能。另外，在定时误差校正传统方法的原理基础上 提出了快速定时误差校正的方法。在保证检测性能的前提下，简化了硬件实现的复杂性，达 到了硬件开销小，同时系统性能也较好的效果。 附图说明 0012 图1是本方案采用的GFSK前导字检测及定时快速同步结构图。 具体实施方式 0013 如图1所示，我们的前导字检测和定时快速同步由9个子模块组成，分别是滑动窗 口模块，定时误差估计模块，信号分量功率计算模块，直流分量功率计算模块，噪声功率计 算模块，阈值判断模块，窗口选。
11、择模块，符号偏移调整模块和数据缓存模块。 0014 该方案涉及的前导字检测及快速定时同步过程可以分为以下5步骤： 0015 步骤(1).设前导字搜索总长度为W，当前起始搜索位置A0，每一次搜索的窗口 长度为N，搜索间隔设为B。对第AA+N个连续采样点的当前窗口进行傅立叶变换(N 2L 0 T b /T s ，L 0 取3，T b 为码元周期，T s 为采样周期)。 0016 步骤(2).通过公式 求得当前窗口的符号定时误差的估计 值。其中L 0 为N点傅立叶变换k在kL 0 的值。 0017 步骤(3).通过公式和P L0 2(|L 0 |) 2 ，求得当 前窗口采样信号的直流分量功率P 直流。
12、 和L 0 处信号分量功率P L0 。通过公式 求得当前窗口采样信号的噪声功率P nosie 。其 中X m 为 当前窗口内的一系列采样点。 0018 步骤(4).当满足条件并且时计数器 count加1。若连续两次出现条件不满足，则count清0。当count的值大于2或者最近两 次搜索都满足 (这里的阈值A，B和C因符号率的不同而变化)。我们认为 已经搜索到前导字，进入步骤(5)，同时计数器count清零。否则，搜索窗口向前移动。下一 个窗口的起始位置为(A+B)，重复步骤(3)，直至超出前导字搜索总长度W，则认为没有GFSK 信号。 说 明 书CN 102946371 A 3/3页 5 0019 步骤(5).如果在当前窗口搜索到前导字，则利用步骤(2)中提出的公式计算得到 符号定时误差的估计值进行符号同步。利用符号定时误差的估计值进行符号快速同 步的方法为：根据过采样率的不同，将或+0.5进行小数部分四舍五入处理得一个整数 值N ，将从A+N S +N +T b /2T s 开始的经过频率补偿的I、Q两路信号作为符号同步处理后的 结果(N S 为根据符号率不同而设置的特定补偿值，T b 为码元周期，T s 为采样周期)。 说 明 书CN 102946371 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102946371 A 。