用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步方法，同時也涉及相應的增強型 同步裝置，屬于無線通信技術領域。
【背景技術】
[0002] 信號同步模塊是無線通信系統(tǒng)中的基本功能模塊。在接收機進入接收狀態(tài)后，信 號同步模塊開始工作；信號同步模塊通過對接收信號進行處理，判斷空口接收到的信號是 否是發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
[0003] 工作在2. 4Ghz頻段的ZigBee物理層采用IEEE802. 15. 4協(xié)議。ZigBee物理層每 4個信息比特通過直接序列擴頻（direct sequence spread spectrum :DSSS)技術映射為一 個偽噪聲（Pseudo-Noise :PN)序列，采用了半正弦脈沖成形的偏移四相相移鍵控（offset quadrature phase shift keying :0QPSK)的調(diào)制方式，映射關系如圖1所示。
[0004] ZigBee的前導序列由符號"0000"對應的32比特的碼片組成·為提高同步接收靈 敏度，采用了重復編碼的方式，即相應的碼片重復8次后發(fā)送，如圖2所示。使用重復編碼 增加冗余的方式編碼效率低，同時由于前導序列過長，導致通信效率低下。
[0005] 通常，同步是通過對接收到的前導序列（前導序列）處理得到。前導序列通常具 備特殊數(shù)據(jù)結構，在接收端的信號處理需要判斷接收信號中是否存在這樣的數(shù)據(jù)結構，采 用的方式通常有自相關和互相關兩種方式。
[0006] 自相關的同步方式為：
[0008] 其中r為基帶接收信號。通過尋找接收信號自身的特征來判斷。
[0009] ZigBee物理層的前導序列為4字節(jié)的比特"0"。該4字節(jié)的比特"0"構成了 8個 符號，每個符號均為"0000"。符號"〇〇〇〇"按照圖1所示的映射關系映射為32個碼片。采 用公式（1)所示的自相關的同步方式，可以找到每個碼片的起始位置，然后根據(jù)接收碼片 與同步字的互相關值，找尋數(shù)據(jù)幀的起始位置。
[0010] 互相關的同步方式為：
[0012] 其中s為基帶發(fā)送的前導序列信號。通過尋找接收信號與發(fā)射信號的匹配特征來 判斷。
[0013] 由于ZigBee的前導序列為已知序列（符號"0000"對應的碼片）?？梢圆捎霉?(2)所示的互相關的同步方式，根據(jù)接收機接收信號與本地已知的前導序列的互相關值，找 尋每個碼片的起始位置，同理可以根據(jù)接收序列與同步字的互相關值，找到數(shù)據(jù)幀的起始 位置。
[0014] 如圖3所示，在WiFi系列中，也通過采用重復編碼的方式來提高同步性能。在 802. llac中，通過L-STF和L-LTF完成粗同步和精同步。重復編碼的倍數(shù)由帶寬決定，若 bandwidth = 20Mhz，則用于同步的64個子載波不重復；若bandwidth = 40Mhz，則64個子 載波重復兩遍；若bandwidth = 80Mhz，則64個子載波重復四遍。
[0015] 在無線通信系統(tǒng)中，為保證傳輸質(zhì)量，對信號同步的靈敏度要求通常會遠高于對 數(shù)據(jù)部分的靈敏度要求。在現(xiàn)有技術中，提高信號同步靈敏度的主要方式是提高冗余度 (重復編碼）。為實現(xiàn)較好的接收同步，前導序列通常都較長。對于物聯(lián)網(wǎng)應用的數(shù)據(jù)短包 來說，這樣的前導序列會帶來很大的同步開銷，降低了實際通信效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明所要解決的首要技術問題在于提供一種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步 方法。
[0017] 本發(fā)明所要解決的另一技術問題在于提供一種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步 裝置。
[0018] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術方案：
[0019] 一種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步方法，包括以下步驟：
[0020] 發(fā)送端采用不同的調(diào)制方式分別生成前導序列與數(shù)據(jù)部分，然后組幀。
[0021] 其中較優(yōu)地，所述前導序列的調(diào)制方式，與所述數(shù)據(jù)部分的調(diào)制方式相比，具有更 高同步性能。
[0022] 其中較優(yōu)地，所述前導序列劃分成一個或多個部分，
[0023] 所述前導序列的至少一個部分的傳輸速率與所述數(shù)據(jù)幀的傳輸速率不同。
[0024] 其中較優(yōu)地，所述前導序列的至少一個部分的傳輸速率小于所述數(shù)據(jù)幀的傳輸速 率。
[0025] 其中較優(yōu)地，所述前導序列劃分成一個或多個部分，
[0026] 所述前導序列的至少一個部分的調(diào)制階數(shù)與所述數(shù)據(jù)幀的調(diào)制階數(shù)不同。
[0027] 其中較優(yōu)地，所述前導序列的至少一個部分的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)，比所述數(shù)據(jù) 幀的調(diào)制階數(shù)低。
[0028] 其中較優(yōu)地，所述前導序列劃分成一個或多個部分，
[0029] 所述前導序列的至少一個部分的載波數(shù)與所述數(shù)據(jù)部分的載波數(shù)不同。
[0030] 其中較優(yōu)地，所述前導序列的至少一個部分用多載波信號，所述數(shù)據(jù)幀使用單載 波信號。
[0031] 其中較優(yōu)地，包括以下步驟：
[0032] 步驟一：根據(jù)信道估計結果選擇幀結構；
[0033] 步驟二：根據(jù)選定的所述幀結構，采用不同的調(diào)制方式分別生成所述前導序列與 所述數(shù)據(jù)部分；
[0034] 步驟三：根據(jù)選定的所述幀結構進行組幀。
[0035] 其中較優(yōu)地，在信道估計結果是多徑干擾相對嚴重的情況下，則所述前導序列中 至少一部分的載波數(shù)多于所述數(shù)據(jù)部分的載波數(shù)；
[0036] 在信道估計是多用戶干擾嚴重的情況下，則所述前導序列采用幅度調(diào)制；或者
[0037] 在信道估計是多徑干擾或多用戶干擾不嚴重的情況下，在語音業(yè)務中所述前導序 列中至少一部分的調(diào)制階數(shù)小于所述數(shù)據(jù)部分的調(diào)制階數(shù)；在數(shù)據(jù)業(yè)務中所述前導序列中 至少一部分的速率低于所述數(shù)據(jù)部分的速率。
[0038] -種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步裝置，包括前導序列生成模塊，數(shù)據(jù)部分生 成模塊以及組幀模塊，
[0039] 所述前導序列生成模塊接收已知序列并且根據(jù)第一配置生成所述前導序列，發(fā)送 給所述組幀模塊；所述數(shù)據(jù)部分生成模塊接收信息比特并且根據(jù)第二配置生成所述數(shù)據(jù)部 分，發(fā)送給所述組幀模塊，
[0040] 所述第一配置和第二配置不同。
[0041] -種用于無線通信系統(tǒng)的增強型同步裝置，包括前導序列檢測模塊以及數(shù)據(jù)部分 檢測模塊，
[0042] 所述前導序列檢測模塊根據(jù)第一配置檢測出所述前導序列，
[0043] 所述數(shù)據(jù)部分檢測模塊根據(jù)第二配置生成所述數(shù)據(jù)部分，所述第一配置和第二配 置不同。
[0044] 本發(fā)明通過改變前導序列的速率、調(diào)制階數(shù)等來提高系統(tǒng)的同步性能和抗多徑干 擾的能力。與傳統(tǒng)的增加冗余（重復編碼）提高同步性能的方法相比，本發(fā)明所在同步性 能、編碼效率、能量效率上有較大優(yōu)勢，加大了無線通信系統(tǒng)（特別是傳感網(wǎng)）的傳輸距離 和增強了抗干擾能力。本發(fā)明提高了現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的同步性能，增強了現(xiàn)有無線通信 系統(tǒng)的抗多徑能力，提高了多用戶干擾下的同步性能，增強了現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的抗干擾 能力。
【附圖說明】
[0045] 圖1為Zigbee協(xié)議中，信息比特與擴頻序列的映射關系圖；
[0046] 圖2為ZigBee如導序列生成器的不意圖；
[0047] 圖3為802. 1 lac前導序列生成器的示意圖；
[0048] 圖4為本發(fā)明提供的增強型同步方法的發(fā)送端流程圖；
[0049] 圖5為本發(fā)明中，具有不同速率的組幀方式示意圖；
[0050] 圖6為本發(fā)明中，具有不同調(diào)制階數(shù)的組幀方式示意圖；
[0051] 圖7為本發(fā)明中，具有不同載波數(shù)的組幀方式示意圖；
[0052] 圖8為本發(fā)明中，具有不同調(diào)制對象的組幀方式示意圖；
[0053] 圖9為本發(fā)明提供的增強型同步方法的接收端流程圖；
[0054] 圖10為第二實施例中，增強型同步方法的發(fā)送端流程圖。
【具體實施方式】
[0055] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術內(nèi)容進行詳細具體的說明。
[0056] 無線通信系統(tǒng)包括進行信息交互的信息發(fā)送端和信息接收端，其中基站或終端可 以分別作為信息發(fā)送端和信息接收端。本發(fā)明提出了一種新的前導序列設計方法，根據(jù)系 統(tǒng)實際使用需求，設計前導序列，使其可以在多個維度上調(diào)整其傳輸方式，達到更好的通信 效率或更好的頻譜利用率。
[0057] 本發(fā)明對前導序列和數(shù)據(jù)部分分別采用不同的信號速率。前導序列部分采用低速 率提高同步性能，數(shù)據(jù)部分采用高速率提高傳輸效率。例如，ZigBee的前