LTE学习心得报告.doc

一什么是同步？首先通过一个具体的QPSK信号接收机方框图来说明同步： 图1-1 QPSK信号接收机方框图接收信号可以表示为 （1-1）（1-1）式中除了与信道中的多普勒频移有关，还与接收机产生载波的振荡器与发射机振荡器的不同步有关。因此就需要使用载波相位（频率）同步技术，从接收信号中估计出相位偏移。假设通过载波恢复技术得到的两个正交载波为： （1-2） （1-3）相干解调，令为已知的，特别的令。与相乘再低通滤波，产生同相分量 （1-4）同样地，与相乘再低通滤波，产生正交分量 （1-5）从以上两式可以看出，相位误差不仅以因子降低信号功率，而且在同向和正交分量中引入了交互干扰。因为和的平均功率电平相似，所以一个较小的相位误差就会引起系统性能较大的下降，因此QPSK调制对于载波相位估计的准确性要求较高。以上分析了相位偏移产生的原因，以及相位偏移对整个系统性能的影响，从而说明引入载波相位（频率）同步的重要性。下面分析时钟偏移（离散时称为符号定时偏移）产生的原因，以及对整个系统的影响。（1-1）式中的，可以认为是信号从发送机到接收机传播时间的标称延迟。只有估计出了这个时钟偏移，接收机才知道从接收信号的什么位置上进行抽样。所以在接收机中引入符号定时同步就关系到整个系统性能的优劣。又由于接收机接收的信号是模拟信号，具有连续性，因此允许接收机估计的时钟偏移有一定误差，在实际应用中，误差在符号间隔的较适当。从图1-1中还可以知道，接收机不仅必须知道，还需要知道发送机的抽样频率，这就需要在接收机中引入采样时钟同步，通常采样时钟同步的方法有以下几种：可以将发送机和接收机的时间都同步到一个主时钟上，由该时钟提供一个非常精确的定时信号；可以在发送机发送信息的同时发送一个时钟频率为的倍频信号供接收机提取；也可以直接从接收的数据信号中提取。二同步的分类通过对同步的初步认识，我们知道一般的通信系统中会存在如下的同步问题：1. 接收机不知道符号的定时起始位置2. 接收机和发射机的载波频率不同3. 接收机和发射机的采样频率不同因此同步可以分为以下三类：1. 符号定时同步2. 载波频率同步3. 采样时钟同步三同步估计的实现1.数学基础首先还是通过数学模型来分析同步估计的实现，姑且把这部分称为同步估计的数学基础接收机输入信号可以表示为 （3-1） （3-2）式中，为传播时延，是等效低通信号。接收信号可以表示为 （3-3）从第一部分中，我们已经讨论了和。现声明一点，从（3-3）式可以得到。从式子中看，好像只与有关，其实不然，它还与接收机的振荡器在相位上与发送机不同步有关，这在第一部分中已经提出。现在要强调的一点是即使只与有关，也不能由来得到。这是由于一般较大，所以较小的估计误差会引起较大的相位误差。因此为了解调和相干检测接收信号，必须估计两个参数和。因此，可以将接收信号表示为 （3-4）因此，同步估计就是要从接收信号中估计出和，并且使他们和真实偏移相差很小。常用的信号参数估计有两种：最大似然准则（ML）和最大后验概率（MAP）准则。在MAP中，建模成随机的，由其先验概率密度函数表征。即要求出使最大的。而ML就是要求出使最大的。如果没有给出参数向量的先验知识，可假定在该参数的取值范围内服从均匀分布，此时ML方法等价于MAP方法。下面，通过最大似然函数方法来估计出。因为加性噪声是白的且零均值高斯的，联合概率密度函数可以表示为 （3-5）式中 （3-6） （3-7）表示在和展开式中的积分区间。通过化简得关于信号参数的最大化等价于下列对数似然函数的最大化，即 （3-8） 上式是载波相位和符号定时联合估计的方法，也可分布估计。首先，通过ML方法估计出载波相位，此时可令。 （3-9）积分式第一项不包含信号参数。含有积分的第三项是一个常数，它等于在观测时间间隔对任何值的信号能量。只有第二项依赖于的选择，该项包含接收信号与的互相关。因此可以理解为就是要求使下式最大的值。 （3-10）同理，通过ML方法也可估计出时钟偏移，此时可令。也就是要求出使下式最大的值。 （3-11） 2