TD-SCDMA下行預(yù)同步量化及截?cái)嘌芯?/h1>
2011-09-04 06:09:00鄧彰超華驚宇孟利民
高 正，鄧彰超，華驚宇，孟利民
(浙江工業(yè)大學(xué)浙江省光纖通信技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310023)
0 引言
當(dāng)前，3G已經(jīng)成功商用。TD-SCDMA由于低功耗、高頻譜效率和靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)而受到了廣泛的重視［1］，然而TD-SCDMA作為一個(gè)同步系統(tǒng)，要求下行鏈路的嚴(yán)格時(shí)間同步。但在同步過(guò)程中，受限于手機(jī)的CPU處理速度和電池容量，所以要盡可能的降低運(yùn)算量［2］。目前國(guó)內(nèi)已見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)中，文獻(xiàn)3中的預(yù)同步即根據(jù)TD-SCDMA特殊的幀結(jié)構(gòu)，信號(hào)功率在下行同步碼及其左右保護(hù)時(shí)隙形成的功率躍遷來(lái)大致確定同步碼起始碼片位置，但這種功率比檢測(cè)并不能得到精確的同步碼起始位置，只能通過(guò)大量仿真，合理設(shè)置功率比門限值，將下行同步碼確定在一個(gè)較小的范圍里，接著可以在該較小范圍內(nèi)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算等一系列操作，從而得到精準(zhǔn)的下行同步碼位置。但該文獻(xiàn)對(duì)輸入隨機(jī)數(shù)據(jù)均采用8比特量化，運(yùn)算量很大，基于前期的研究即文獻(xiàn)4表明，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)量化字長(zhǎng)取4bit時(shí)，亦可達(dá)到良好的預(yù)同步性能。但上述兩文獻(xiàn)的預(yù)同步功率檢測(cè)方法前提都是假設(shè)門限量化字長(zhǎng)取得較大，逼近連續(xù)取值情況下得到的結(jié)論，這在實(shí)際應(yīng)用中顯然難以成立，故考慮門限低字長(zhǎng)量化導(dǎo)致的門限取值不連續(xù)及其對(duì)同步性能的影響，以及各部分輸出數(shù)據(jù)的截?cái)?，?duì)于上述預(yù)同步算法具有重要意義。本文將在前期研究基礎(chǔ)上，通過(guò)大量仿真分析預(yù)同步算法的各個(gè)運(yùn)算步驟及其導(dǎo)致的字長(zhǎng)變化，在此基礎(chǔ)上對(duì)最終數(shù)據(jù)和門限作相同的再量化和截?cái)?，分析預(yù)同步性能，并據(jù)此得出合適的預(yù)同步門限值。
1 預(yù)同步系統(tǒng)模型
文獻(xiàn)3提出一種新的低復(fù)雜度的非相干初始同步算法。該方法通過(guò)檢測(cè)幀結(jié)構(gòu)中的功率躍遷來(lái)發(fā)現(xiàn)SYNC_DL的位置。仿真表明在多徑衰落信道下，該方法性能優(yōu)異。其算法簡(jiǎn)略介紹如下:
如圖1所示，SYNC_DL是有數(shù)據(jù)發(fā)送的，而GP是上下行都沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送的，因此在實(shí)際的通信系統(tǒng)工作信噪比(信噪比，狹義來(lái)講是指放大器的輸出信號(hào)的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比，這里可以理解為信號(hào)功率與噪聲功率的比值，如W3/W2。)范圍，DwPTS時(shí)隙的接收功率將大于GP段的接收功率。這意味著可以通過(guò)檢測(cè)這個(gè)功率躍遷就可以定位SYNC_DL所在。
圖1 TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)的特殊性
根據(jù)幀信號(hào)中的特殊結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)4設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的檢測(cè)窗口，如圖2所示。圖2中，W1、W2、W3和W4分別為3個(gè)檢測(cè)窗口內(nèi)的信號(hào)功率總和。
圖2 檢測(cè)窗
假設(shè)廣義平穩(wěn)非相關(guān)多徑信道，且信道在短時(shí)間內(nèi)近似不變，則接收信號(hào)可以表示為［4］:
式中，hl、x(n)和v(n)分別表示信道系數(shù)、發(fā)送數(shù)據(jù)和加性高斯白噪聲，θ表示幀頭的時(shí)間偏移量。考慮到實(shí)際通信系統(tǒng)中往往存在成型濾波器與匹配濾波器，hl實(shí)際上是真實(shí)信道與這兩個(gè)濾波器的卷積。
文獻(xiàn)4下行預(yù)同步算法介紹如下:定義檢測(cè)窗口W1、W2、W3、W4對(duì)應(yīng)的信號(hào)功率分別為A1、B1、A2、B2，根據(jù)圖1，定義功率比為(2×A2)/(B1+B2)，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
如果m=θ，那么W2將盡可能地收集SYNC_DL的能量，而W3將幾乎全是純?cè)肼朁c(diǎn)，于是η(m)在很大概率上將具有較大的值，并且該值與所處環(huán)境的信噪比有關(guān)。反之，η(m)的值將較小。根據(jù)這些討論，可以定一個(gè)簡(jiǎn)單的非相干假設(shè)檢驗(yàn)［3］:
式中，ηth表示確定的門限，對(duì)于具體的應(yīng)用，可以通過(guò)仿真來(lái)選擇合適的取值。
文獻(xiàn)3的輸入數(shù)據(jù)僅是針對(duì)8bit量化而言的，對(duì)于功率為1的隨機(jī)數(shù)據(jù)，8比特量化已經(jīng)近乎浮點(diǎn)運(yùn)算了，故其運(yùn)算復(fù)雜度在一定程度上依然偏大。根據(jù)文獻(xiàn)4，已經(jīng)確定了當(dāng)輸入為4比特量化時(shí)，下行預(yù)同步性能在較大的信噪比動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)亦良好。但其沒(méi)有考慮到下行同步算法中各個(gè)運(yùn)算模塊的數(shù)據(jù)位寬截?cái)?，以及門限的再量化分析，實(shí)現(xiàn)中將會(huì)浪費(fèi)較多的硬件資源，也可能會(huì)造成運(yùn)算結(jié)果溢出錯(cuò)誤等。故本文將在上述文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，在保證下行同步性能良好的前提下，重點(diǎn)研究量化門限距離自己文獻(xiàn)中的連續(xù)最優(yōu)門限值是否偏差很大，并找出最佳量化門限，同時(shí)對(duì)文獻(xiàn)4進(jìn)行數(shù)據(jù)截?cái)嘈阅芊治觥?/p>
2 門限量化和數(shù)據(jù)截?cái)喾治?/h2>
下行預(yù)同步即功率比檢測(cè)的步驟主要是各個(gè)信號(hào)點(diǎn)的功率計(jì)算的功率比判決。其中的關(guān)鍵問(wèn)題為門限確定選擇。因此據(jù)信噪比經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)置了不同的功率比門限值。根據(jù)文獻(xiàn)4，取連續(xù)3幀信號(hào)(帶符號(hào)4位量化隨機(jī)數(shù)據(jù)，一位符號(hào)位，兩位整數(shù)位，一位小數(shù)位)作為仿真數(shù)據(jù)源，其經(jīng)過(guò)求信號(hào)點(diǎn)功率后再按式2與量化后的門限值進(jìn)行比較。
2.1 門限量化確定
門限確定是功率比檢測(cè)中的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)輸入是帶符號(hào)4比特量化數(shù)據(jù)，當(dāng)未對(duì)預(yù)同步結(jié)果進(jìn)行截?cái)鄷r(shí)，通過(guò)大量仿真，對(duì)門限值進(jìn)行量化研究。假若所取幀幀信號(hào)檢測(cè)結(jié)果包含正確的同步碼起始位置，那么就認(rèn)為本次檢測(cè)成功，如果所取幀信號(hào)檢測(cè)到符合功率門限的點(diǎn)但不是在正確的位置，那么就認(rèn)為本次功率檢測(cè)發(fā)生錯(cuò)檢，如果所取幀信號(hào)沒(méi)有檢測(cè)到符合門限的點(diǎn)，那么就認(rèn)為本次檢測(cè)為漏檢。
仿真參數(shù):信噪比為3db，多徑衰落為6徑(0dB;－3dB;－5db;－9dB;－15db;－20db;)，門限量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)6bit下的定點(diǎn)仿真。每個(gè)門限仿真次數(shù)均為10 000次，功率檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示:
表1 功率檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)
根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將功率檢測(cè)的功率比門限設(shè)置為ηth=2.125，此時(shí)功率檢測(cè)的成功概率在0.999 9以上。文獻(xiàn)4中的最佳門限為2.0，量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)3位，此處門限量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)6位，兩者門限值相差不大。
2.2 截?cái)喾治?/h3>
輸入的帶符號(hào)4比特量化數(shù)據(jù)，經(jīng)歷求功率(單個(gè)復(fù)數(shù)信號(hào)點(diǎn)求功率即是求其能量)，然后再相加按式2做判決。因?yàn)槭?右邊信號(hào)點(diǎn)求和次數(shù)不一致，故只將求功率模塊數(shù)據(jù)位寬變化如表2所示:
表2 功率模塊數(shù)據(jù)位寬變化
輸入數(shù)據(jù)經(jīng)求功率，再按式2進(jìn)行比較。在具體應(yīng)用中，式2左邊的η(m)即通過(guò)大量仿真得到的再量化門限值ηth。因?yàn)槌ú环奖惚容^，把式2左右兩邊均除以門限ηth，看2×A2的值是否大于(B1+B2)×ηth的值，如果大于，則表示下行預(yù)同步檢測(cè)正確。各步驟的信號(hào)運(yùn)算位寬統(tǒng)計(jì)如表3－5所示:
表3 單點(diǎn)信號(hào)功率所占位寬
表4 2×A2功率所占位寬
表5 (B1+B2)×ηth功率所占位寬
表3－5中的第9位是符號(hào)位，第8至第3位表示整數(shù)位，第2至第1位表示小數(shù)位，一共是6位整數(shù)位，2位小數(shù)位。0位表示功率值為0的點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)。因?yàn)楣β蕶z測(cè)實(shí)質(zhì)就是幅度的比較判決，故可以根據(jù)表3—5取單點(diǎn)信號(hào)功率輸出中權(quán)重較大的部分而忽略權(quán)重較小的部分，截取適當(dāng)?shù)墓β瘦敵鰯?shù)據(jù)進(jìn)行判決。這樣則可以節(jié)省運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn)中也可以節(jié)省不少硬件資源。如表6所示，在信噪比為3時(shí)，6徑衰落信道下的單點(diǎn)信號(hào)功率截取不同位寬成功率散步50正確率統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表6截取位數(shù)為5、6、7分別是指截取表3中的第7～3位、第7～2位、第7～1位，仿真參數(shù)同門限確定部分所述。
表6 不同截?cái)辔粚捊y(tǒng)計(jì)概率
由表6可知，在輸入數(shù)據(jù)量化位數(shù)相同的情況下，成功率在一定程度上隨著截?cái)辔粩?shù)的增加而增大。綜合考慮降低算法復(fù)雜度和系統(tǒng)預(yù)同步性能，截取6位，預(yù)同步性能良好。
3 性能仿真分析
將單點(diǎn)功率輸出結(jié)果6比特截?cái)?，門限值2.125，matlab仿真參數(shù)及正確率定義如前所述，統(tǒng)計(jì)寬信噪比動(dòng)態(tài)范圍系統(tǒng)下行預(yù)同步成功率如圖3所示:
圖3 寬信噪比動(dòng)態(tài)范圍系統(tǒng)預(yù)同步成功率統(tǒng)計(jì)
由圖3可知，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)本文的截?cái)嗉伴T限量化處理后，通過(guò)matlab仿真驗(yàn)證，下行預(yù)同步性能良好。
4 結(jié)束語(yǔ)
相比文獻(xiàn)3的非相干檢測(cè)方法，和文獻(xiàn)4對(duì)文獻(xiàn)3的改進(jìn)方法，本文由于采用了功率比作為檢測(cè)對(duì)象，且對(duì)門限進(jìn)行了再量化研究，也對(duì)自己文獻(xiàn)的功率輸出結(jié)果做了截?cái)喾治?，通過(guò)這樣的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)matlab仿真驗(yàn)證，該文算法在較大信噪比動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)具有良好的定位下行同步碼性能。其復(fù)雜度相對(duì)于文獻(xiàn)3、4有極大的降低。
［1］ 李世鶴.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京:人民郵電出版社，2003:48－56.
［2］ 唐皓，黃俊偉.TD-SCDMA系統(tǒng)下行初始幀同步算法建立比較［J］.廣東通信技術(shù)，2006，3(2):14－20.
［3］ Liu Jiangen，Hua Jingyu，Meng Limin，et al.An effective coarse cell search method and FPGA realization in very Low SNR environments for TD-SCDMA systems［A］.Proc.Youth Conference on Information，Computing and Telecommunication 2009［C］.Beijing，2009:431 －432.
［4］ Zhangchao Deng，Jingyu Hua，Yanying Zhuang，et al.A Non-coherent Estimation of Downlink Pilot Location in TD-SCDMA Systems［A］.International Conference on Information Theory and Information Security 2011［C］.hangzhou，2011:254－258.
［5］ Ghosh A，Ratasuk R，Mondal B，et al.LTE-advanced:next-generation wireless broadband technology［J］.IEEE wireless communication，2010，17(3):10－14.
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當(dāng)前，3G已經(jīng)成功商用。TD-SCDMA由于低功耗、高頻譜效率和靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)而受到了廣泛的重視［1］，然而TD-SCDMA作為一個(gè)同步系統(tǒng)，要求下行鏈路的嚴(yán)格時(shí)間同步。但在同步過(guò)程中，受限于手機(jī)的CPU處理速度和電池容量，所以要盡可能的降低運(yùn)算量［2］。目前國(guó)內(nèi)已見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)中，文獻(xiàn)3中的預(yù)同步即根據(jù)TD-SCDMA特殊的幀結(jié)構(gòu)，信號(hào)功率在下行同步碼及其左右保護(hù)時(shí)隙形成的功率躍遷來(lái)大致確定同步碼起始碼片位置，但這種功率比檢測(cè)并不能得到精確的同步碼起始位置，只能通過(guò)大量仿真，合理設(shè)置功率比門限值，將下行同步碼確定在一個(gè)較小的范圍里，接著可以在該較小范圍內(nèi)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算等一系列操作，從而得到精準(zhǔn)的下行同步碼位置。但該文獻(xiàn)對(duì)輸入隨機(jī)數(shù)據(jù)均采用8比特量化，運(yùn)算量很大，基于前期的研究即文獻(xiàn)4表明，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)量化字長(zhǎng)取4bit時(shí)，亦可達(dá)到良好的預(yù)同步性能。但上述兩文獻(xiàn)的預(yù)同步功率檢測(cè)方法前提都是假設(shè)門限量化字長(zhǎng)取得較大，逼近連續(xù)取值情況下得到的結(jié)論，這在實(shí)際應(yīng)用中顯然難以成立，故考慮門限低字長(zhǎng)量化導(dǎo)致的門限取值不連續(xù)及其對(duì)同步性能的影響，以及各部分輸出數(shù)據(jù)的截?cái)?，?duì)于上述預(yù)同步算法具有重要意義。本文將在前期研究基礎(chǔ)上，通過(guò)大量仿真分析預(yù)同步算法的各個(gè)運(yùn)算步驟及其導(dǎo)致的字長(zhǎng)變化，在此基礎(chǔ)上對(duì)最終數(shù)據(jù)和門限作相同的再量化和截?cái)?，分析預(yù)同步性能，并據(jù)此得出合適的預(yù)同步門限值。
1 預(yù)同步系統(tǒng)模型
文獻(xiàn)3提出一種新的低復(fù)雜度的非相干初始同步算法。該方法通過(guò)檢測(cè)幀結(jié)構(gòu)中的功率躍遷來(lái)發(fā)現(xiàn)SYNC_DL的位置。仿真表明在多徑衰落信道下，該方法性能優(yōu)異。其算法簡(jiǎn)略介紹如下:
如圖1所示，SYNC_DL是有數(shù)據(jù)發(fā)送的，而GP是上下行都沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送的，因此在實(shí)際的通信系統(tǒng)工作信噪比(信噪比，狹義來(lái)講是指放大器的輸出信號(hào)的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比，這里可以理解為信號(hào)功率與噪聲功率的比值，如W3/W2。)范圍，DwPTS時(shí)隙的接收功率將大于GP段的接收功率。這意味著可以通過(guò)檢測(cè)這個(gè)功率躍遷就可以定位SYNC_DL所在。
圖1 TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)的特殊性
根據(jù)幀信號(hào)中的特殊結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)4設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的檢測(cè)窗口，如圖2所示。圖2中，W1、W2、W3和W4分別為3個(gè)檢測(cè)窗口內(nèi)的信號(hào)功率總和。
圖2 檢測(cè)窗
假設(shè)廣義平穩(wěn)非相關(guān)多徑信道，且信道在短時(shí)間內(nèi)近似不變，則接收信號(hào)可以表示為［4］:
式中，hl、x(n)和v(n)分別表示信道系數(shù)、發(fā)送數(shù)據(jù)和加性高斯白噪聲，θ表示幀頭的時(shí)間偏移量。考慮到實(shí)際通信系統(tǒng)中往往存在成型濾波器與匹配濾波器，hl實(shí)際上是真實(shí)信道與這兩個(gè)濾波器的卷積。
文獻(xiàn)4下行預(yù)同步算法介紹如下:定義檢測(cè)窗口W1、W2、W3、W4對(duì)應(yīng)的信號(hào)功率分別為A1、B1、A2、B2，根據(jù)圖1，定義功率比為(2×A2)/(B1+B2)，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
如果m=θ，那么W2將盡可能地收集SYNC_DL的能量，而W3將幾乎全是純?cè)肼朁c(diǎn)，于是η(m)在很大概率上將具有較大的值，并且該值與所處環(huán)境的信噪比有關(guān)。反之，η(m)的值將較小。根據(jù)這些討論，可以定一個(gè)簡(jiǎn)單的非相干假設(shè)檢驗(yàn)［3］:
式中，ηth表示確定的門限，對(duì)于具體的應(yīng)用，可以通過(guò)仿真來(lái)選擇合適的取值。
文獻(xiàn)3的輸入數(shù)據(jù)僅是針對(duì)8bit量化而言的，對(duì)于功率為1的隨機(jī)數(shù)據(jù)，8比特量化已經(jīng)近乎浮點(diǎn)運(yùn)算了，故其運(yùn)算復(fù)雜度在一定程度上依然偏大。根據(jù)文獻(xiàn)4，已經(jīng)確定了當(dāng)輸入為4比特量化時(shí)，下行預(yù)同步性能在較大的信噪比動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)亦良好。但其沒(méi)有考慮到下行同步算法中各個(gè)運(yùn)算模塊的數(shù)據(jù)位寬截?cái)?，以及門限的再量化分析，實(shí)現(xiàn)中將會(huì)浪費(fèi)較多的硬件資源，也可能會(huì)造成運(yùn)算結(jié)果溢出錯(cuò)誤等。故本文將在上述文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，在保證下行同步性能良好的前提下，重點(diǎn)研究量化門限距離自己文獻(xiàn)中的連續(xù)最優(yōu)門限值是否偏差很大，并找出最佳量化門限，同時(shí)對(duì)文獻(xiàn)4進(jìn)行數(shù)據(jù)截?cái)嘈阅芊治觥?/p>
2 門限量化和數(shù)據(jù)截?cái)喾治?/h2>
下行預(yù)同步即功率比檢測(cè)的步驟主要是各個(gè)信號(hào)點(diǎn)的功率計(jì)算的功率比判決。其中的關(guān)鍵問(wèn)題為門限確定選擇。因此據(jù)信噪比經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)置了不同的功率比門限值。根據(jù)文獻(xiàn)4，取連續(xù)3幀信號(hào)(帶符號(hào)4位量化隨機(jī)數(shù)據(jù)，一位符號(hào)位，兩位整數(shù)位，一位小數(shù)位)作為仿真數(shù)據(jù)源，其經(jīng)過(guò)求信號(hào)點(diǎn)功率后再按式2與量化后的門限值進(jìn)行比較。
2.1 門限量化確定
門限確定是功率比檢測(cè)中的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)輸入是帶符號(hào)4比特量化數(shù)據(jù)，當(dāng)未對(duì)預(yù)同步結(jié)果進(jìn)行截?cái)鄷r(shí)，通過(guò)大量仿真，對(duì)門限值進(jìn)行量化研究。假若所取幀幀信號(hào)檢測(cè)結(jié)果包含正確的同步碼起始位置，那么就認(rèn)為本次檢測(cè)成功，如果所取幀信號(hào)檢測(cè)到符合功率門限的點(diǎn)但不是在正確的位置，那么就認(rèn)為本次功率檢測(cè)發(fā)生錯(cuò)檢，如果所取幀信號(hào)沒(méi)有檢測(cè)到符合門限的點(diǎn)，那么就認(rèn)為本次檢測(cè)為漏檢。
仿真參數(shù):信噪比為3db，多徑衰落為6徑(0dB;－3dB;－5db;－9dB;－15db;－20db;)，門限量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)6bit下的定點(diǎn)仿真。每個(gè)門限仿真次數(shù)均為10 000次，功率檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示:
表1 功率檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)
根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將功率檢測(cè)的功率比門限設(shè)置為ηth=2.125，此時(shí)功率檢測(cè)的成功概率在0.999 9以上。文獻(xiàn)4中的最佳門限為2.0，量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)3位，此處門限量化字長(zhǎng)為無(wú)符號(hào)6位，兩者門限值相差不大。
2.2 截?cái)喾治?/h3>
輸入的帶符號(hào)4比特量化數(shù)據(jù)，經(jīng)歷求功率(單個(gè)復(fù)數(shù)信號(hào)點(diǎn)求功率即是求其能量)，然后再相加按式2做判決。因?yàn)槭?右邊信號(hào)點(diǎn)求和次數(shù)不一致，故只將求功率模塊數(shù)據(jù)位寬變化如表2所示:
表2 功率模塊數(shù)據(jù)位寬變化
輸入數(shù)據(jù)經(jīng)求功率，再按式2進(jìn)行比較。在具體應(yīng)用中，式2左邊的η(m)即通過(guò)大量仿真得到的再量化門限值ηth。因?yàn)槌ú环奖惚容^，把式2左右兩邊均除以門限ηth，看2×A2的值是否大于(B1+B2)×ηth的值，如果大于，則表示下行預(yù)同步檢測(cè)正確。各步驟的信號(hào)運(yùn)算位寬統(tǒng)計(jì)如表3－5所示:
表3 單點(diǎn)信號(hào)功率所占位寬
表4 2×A2功率所占位寬
表5 (B1+B2)×ηth功率所占位寬
表3－5中的第9位是符號(hào)位，第8至第3位表示整數(shù)位，第2至第1位表示小數(shù)位，一共是6位整數(shù)位，2位小數(shù)位。0位表示功率值為0的點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)。因?yàn)楣β蕶z測(cè)實(shí)質(zhì)就是幅度的比較判決，故可以根據(jù)表3—5取單點(diǎn)信號(hào)功率輸出中權(quán)重較大的部分而忽略權(quán)重較小的部分，截取適當(dāng)?shù)墓β瘦敵鰯?shù)據(jù)進(jìn)行判決。這樣則可以節(jié)省運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn)中也可以節(jié)省不少硬件資源。如表6所示，在信噪比為3時(shí)，6徑衰落信道下的單點(diǎn)信號(hào)功率截取不同位寬成功率散步50正確率統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表6截取位數(shù)為5、6、7分別是指截取表3中的第7～3位、第7～2位、第7～1位，仿真參數(shù)同門限確定部分所述。
表6 不同截?cái)辔粚捊y(tǒng)計(jì)概率
由表6可知，在輸入數(shù)據(jù)量化位數(shù)相同的情況下，成功率在一定程度上隨著截?cái)辔粩?shù)的增加而增大。綜合考慮降低算法復(fù)雜度和系統(tǒng)預(yù)同步性能，截取6位，預(yù)同步性能良好。
3 性能仿真分析
將單點(diǎn)功率輸出結(jié)果6比特截?cái)?，門限值2.125，matlab仿真參數(shù)及正確率定義如前所述，統(tǒng)計(jì)寬信噪比動(dòng)態(tài)范圍系統(tǒng)下行預(yù)同步成功率如圖3所示:
圖3 寬信噪比動(dòng)態(tài)范圍系統(tǒng)預(yù)同步成功率統(tǒng)計(jì)
由圖3可知，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)本文的截?cái)嗉伴T限量化處理后，通過(guò)matlab仿真驗(yàn)證，下行預(yù)同步性能良好。
4 結(jié)束語(yǔ)
相比文獻(xiàn)3的非相干檢測(cè)方法，和文獻(xiàn)4對(duì)文獻(xiàn)3的改進(jìn)方法，本文由于采用了功率比作為檢測(cè)對(duì)象，且對(duì)門限進(jìn)行了再量化研究，也對(duì)自己文獻(xiàn)的功率輸出結(jié)果做了截?cái)喾治?，通過(guò)這樣的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)matlab仿真驗(yàn)證，該文算法在較大信噪比動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)具有良好的定位下行同步碼性能。其復(fù)雜度相對(duì)于文獻(xiàn)3、4有極大的降低。
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