一種基于ofcdm的精確時間測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于OFCDM的精確時間測量方法。基于OFCDM系統(tǒng)采用二維擴頻的特點，利用不同的正交二維碼，分別作為通信與精確時間測量使用。導(dǎo)頻碼信道中基于各子載波的精確相位測量進行時間的精確測量。本方法在獲得精確的節(jié)點間時間誤差的同時，并且不影響時間測量的最大不模糊范圍，不影響正常的LPI通信。整個實施過程相對通信信號的解調(diào)，只額外涉及部分算法運算，不涉及FFT與求逆、特征分解等復(fù)雜運算，因此本發(fā)明實現(xiàn)簡單、運算量小，通過擴頻因子的變化可獲得不同的時頻分集增益以提高時間同步精度，可適應(yīng)不同的工作環(huán)境，并且實施起來也非常方便，可直接用于分布式相參干擾設(shè)備。
【專利說明】—種基于OFCDM的精確時間測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精確時間測量領(lǐng)域，涉及一種分布式多節(jié)點之間的精確時間同步的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式相參干擾將干擾信號限定在特定的區(qū)域，要求各節(jié)點間在低截獲(LPI)通信的條件下保持嚴格時間同步，同步精度通常要求在皮秒(ps)量級(射頻頻率IGHz時)，且載波頻率越高要求的同步精度越高。受發(fā)射功率、時鐘穩(wěn)定性等約束，實現(xiàn)多個無線連接節(jié)點間的高精度時間同步的技術(shù)難度大，特別是節(jié)點運動、抗截獲、抗干擾等因素的限制會進一步加深高精度時間同步的難度。通常采用的分布式網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方案有主從方案、分級主從方案、外部參考方案、單端控制方案、外邊控制方案、應(yīng)用于稀疏陣列組網(wǎng)的基于芯片級原子時鐘的同源同步方案，但這些同步方案所能提供的時鐘同步精度還不能滿足實施區(qū)域精確電子攻擊的要求。
[0003]因此，研究在保證LPI通信的條件下，精確、有效的多節(jié)點時間同步方法對分布式相參干擾設(shè)備的研制和分布式協(xié)同通信的應(yīng)用都非常有價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了有效解決分布式相參干擾節(jié)點間的同步問題，提供了一種基于OFCDM(正交頻分碼分復(fù)用)技術(shù)的精確時間 同步方法。本方法在保持節(jié)點之間正常通信的同時，實現(xiàn)節(jié)點間精確時間的測量，實施起來方便，可直接應(yīng)用于分布式相參干擾節(jié)點之間的同步方案。
[0005]本發(fā)明的基本思路是:基于OFCDM系統(tǒng)采用二維擴頻的特點，利用不同的正交二維碼，分別作為通信與精確時間測量使用。采用導(dǎo)頻碼信道中的時域擴頻碼作為粗時間測量，并且基于各子載波的精確相位測量進行時間的精確測量。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于OFCDM的精確時間測量方法，結(jié)合圖1中的發(fā)射原理框圖、圖2中的接收原理框圖，給出實現(xiàn)精確時間測量的具體的方法，具體包括如下步驟:
第一步:發(fā)送端，發(fā)送通信數(shù)據(jù)流經(jīng)過編碼、調(diào)制，導(dǎo)頻數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制后，分別經(jīng)過維的時域擴頻與維的頻域擴頻，然后再進行碼的復(fù)用，最后再采用常規(guī)的OFDM的方式調(diào)制:經(jīng)過IFFT變換、插入保護間隔、頻率搬移后，發(fā)送。
[0007]通信數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制后，在第m個子載波、第I'個OFCDM符號內(nèi)等效基帶信號可表示為
5；,? =威 Wh P(HT)
其中h是第個數(shù)據(jù)碼信道待發(fā)送的基 帶數(shù)據(jù)，P是每個子載波的信號功率，P沿是矩形脈沖，是第個碼信道的二維擴頻碼7?力0FCDM符號的周期，人為第^ 個子載波對應(yīng)的基帶頻率。
[0008]發(fā)送的導(dǎo)頻信號設(shè)置為全1，導(dǎo)頻信號第m個子載波、第個0FCDM符號內(nèi)等效基 帶信號可表示為：
其中與‘’m是導(dǎo)頻信道的二維擴頻碼。
[0009]貝U，長度為A的一幀等效0FCDM基帶信號可表示為：
【權(quán)利要求】
1.一種基于OFCDM的精確時間測量方法，其特征在于，利用不同的正交二維碼，分別作為通信與精確時間測量使用，采用導(dǎo)頻碼信道中的時域擴頻碼作為粗時間測量，并且基于各子載波的精確相位測量進行時間的精確測量，具體步驟如下: 第一步:發(fā)送端，發(fā)送通信數(shù)據(jù)流經(jīng)過編碼、調(diào)制，導(dǎo)頻數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制后，分別經(jīng)過A維的時域擴頻與Ff維的頻域擴頻，然后再進行碼的復(fù)用，最后再采用常規(guī)的OFDM的方式調(diào)制:經(jīng)過IFFT變換、插入保護間隔、頻率搬移后，發(fā)送； 第二步:接收端，對接收信號進行下變頻到基帶信號，移除保護間隔，再進行FFT變換到基帶，然后利用導(dǎo)頻碼信道與數(shù)據(jù)碼信道的二維擴頻碼的正交性，進行二維的時頻解擴，獲得通信與導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，通信碼信道經(jīng)解調(diào)、譯碼后獲得原始數(shù)據(jù)流，導(dǎo)頻碼信道的數(shù)據(jù)直接作為精確的時間測量使用； 第三步:求相鄰子載波的相位差，并求精確的時間誤差r
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OFCDM的精確時間測量方法,其特征在于,所述第一步，具體過程為: 通信數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制后，在第個子載波、第I個OFCDM符號內(nèi)等效基帶信號可表示為



3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OFCDM的精確時間測量方法，其特征在于，所述第二步，具體過程為: 接收端接收到的第m個子載波、第i個OFCDM符號等效基帶信號為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OFCDM的精確時間測量方法，其特征在于，所述第三步，具體過程為: 導(dǎo)頻信道中第m個子載波與第m+1個子載波上信號的相位差為= — JfWtl)7+—見+1 、Cl為時域解擴后第m個子載波與第m+l個子載波上的加性高斯白噪聲導(dǎo)致的相位誤差； 先進行頻率解擴，然后利用下式求最終的相位差與時間誤差； 相位誤差可通過下式求得:

IMff Ng—?
αθ=—-—τ y αθμ m+1

iMf M8-1=y...........7y...............................Σ [2<4 - /-?)+ - Cl] 其中《 = (j-, Ff是頻域擴頻因子，F(xiàn)s是頻域被擴頻的符號數(shù)； 時間誤差可通過下式求得:Ldτ=-1iixj 其中4/.= /?-Λ+ι為子載波的頻率間隔。
【文檔編號】H04L7/00GK103560872SQ201310566393
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】高凱, 鄒建彬, 周資偉, 張爾揚, 朱江, 張煒, 葉劍民 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)