动态组网中高同步方案

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1、动态组网中高同步方案李明阳0710在动态自组网系统中，精确的定时和同步是物理层必须解决的问题，只有物理层解决精定时和高同步才能在链路层实现动态组网。采用伪码同步的方法只能实现最小一个采样点的同步误差，要想达到精确定时和高同步必须提高采样时钟，例如实现10ns的精确定时至少需要100MhZ的采样频率，如果更加精确则需要更高的采样频率，首先硬件器件难以承受如此高的工作频率，再者伪码同步寻相关峰的方法不能保证一个采样点以内的同步误差，事实上1-2个采样点的同步误差是很难克服的。如此提出，如果使用较低的采样时钟和处理频率，通过一些数学方法达到高精度同步同时能够纠正1-2

2、个采样点的同步误差，那么解决同步精度和采样频率的矛盾同时解决误码同步1-2个采样点的误差问题。基于直线拟合的精确同步方法从化离散为连续这种思想出发，可以实现非常高的同步精度。解决了高速采样的问题和伪码不能完全同步的问题。直线拟合方法的核心就是鉴相器，类似于锁相环，鉴相器的基本原理：图1.鉴相器的原理框图同步方法分为两步，第一步为伪码粗同步；第二步进行直线拟合精同步。伪码粗同步后将同步精确到1-2个采样点，然后进入精同步。精同步信号送入鉴相器得到鉴相值。理论上，在同步附近鉴相曲线和相差有近似线性的对应关系。鉴相曲线和相差的近似关系：图2.鉴相曲线和相差的近似关系图

3、2实际上为方波相关得到的鉴相曲线，实际中方波是不能进行无线传输的，一种折中的方案是将方波进行BPSK调制然后接收端去除载波并进行低通滤波，但这种方案方波的频谱损失较大，实际接收到的波形已经具有类似于升余弦的特性的波形，带来两个问题：一是鉴相曲线的非线性；而是引入的误差不可计算，只能仿真估计；另外一种方案采用伪BPSK调制进行基带调制，上变频后进行无线传输，接收到的信号只需要下变频，不需要尽量的恢复方波特性的信号，减轻了滤波器的负担也使频谱分量损失降到最低。图3为伪BPSK调制和方波的频谱对比：图3.伪BPSK调制和方波的频谱图4.伪BPSK调制的鉴相曲线利用最小

4、二乘法拟合这条鉴相曲线，设曲线的方程为，那么在最小均方误差准则下的最优估计为：（1.1）得到扩频序列的相位差为（1.1）考虑到实际粗同步误差为1-2个采样点，且过多的采样点拟合直线误差增大，所以去前后各3个采样点进行拟合。在实际通信中，特别是高动态组网中具有较大的多普勒频移，假设相对运动5马赫，那么有120k的多普勒频移，首先利用粗同步部分进行频偏校正，但是依然存在1-2k（200k时有最大为8k的残余频偏）仿真结果显示系统对于频偏非常敏感。进行改进，使其尽可能的消除频偏的影响，求解a和b的估计值时可以利用下变频后的IQ两路数据（创新点）分别估计那么由于残余频偏

5、累积的相差通过IQ两路的取模操作抵消，仿真结果表明在85.9375MhZ采样频率下，左右1-2个采样内任意定时偏差进行拟合后误差不会大于2ns，相对于采样频率下的最高精度11.6ns的精度提高了6倍。如表1可以看出最大的定时误差不到2ns。表1.仿真100组数据的定时误差（单位ns）0.3260.7530.0940.0531.0870.3340.7400.2770.0090.1031.0310.1720.8770.4340.3490.3210.7050.0140.1830.7151.0990.8690.5620.8700.0600.4010.8290.1050.

6、6420.6210.7280.0440.5180.3180.9800.2110.3650.8660.5830.3710.1310.0590.7000.0840.0070.1270.5990.5290.2660.2870.2060.1990.6970.9070.8050.1980.6940.0230.1900.0030.5470.1580.4700.2860.4590.2350.3730.1560.0830.1110.1560.3821.0370.1810.2370.1680.1890.9580.1090.6080.3440.8280.0510.2110.2610

7、.0160.9220.2080.2250.0780.3110.0460.1950.5850.2240.3950.6820.7160.2500.095