不同采样频率下的伪码同步性能分析

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不同采样频率下的伪码同步性能分析

作者：贺岷珏 郑小亮

来源：《中国新通信》2014年第01期

【摘要】 针对无线通信系统中的伪码同步问题，本文以滑动相关法为基础，分析了在不同采样频率下实现同步时的信号检测概率、虚警概率，同时结合克拉美罗限分析了采样频率对同步精度的影响。分析与仿真结果表明：增加采样频率可以提高信号的检测概率；在高接收信噪比下可以缩小符号定时偏差，提高系统同步的精度。但当采样频率足够高时，继续提高采样频率获得的性能提升很小，同时会增加信号处理的复杂度。因此，在无线通信系统中实现同步时，采样频率的选取需要在性能与复杂度上折中考虑。 【关键词】 同步 采样频率 检测概率 定时偏差 一、引言

数字信号的同步是进行后续解调的前提条件，是现代无线通信中的一个关键环节。其中伪码同步的方法凭借其强大的抗干扰性被广泛采用。伪码同步的主要思想是通过伪随机同步序列对期望信号的到达时间进行估计。现有的方法有：在滑动相关法的基础上发展出来的广义加权相关法[1]，相关谱时延估计[2]和自适应时延估计[3]；以及现代信号处理方法，如高阶统计量分析[4]，时频分析[5]，小波变换和模糊函数[6]等估计方法。此外，文献[7]等还讨论了干扰场景下的时延估计方法。

虽然目前业界对同步算法的研究已经很充分，但已有算法几乎都是在基带速率上实现的[1]～[7]，缺乏对信号过采样时同步方法的讨论与性能分析。针对这一问题，本文介绍了高采样频率下的同步方法，分析了不同采样频率对同步性能的影响，并给出了相应的建议。 本文其余部分安排如下：第二部分给出系统模型，第三部分进行理论分析，仿真结果与分析在第四部分给出。第五部分为本文结论。 二、系统模型

如图1所示，本文采用通用的无线通信系统同步模型。发射端采用长度为L的伪码作为同步序列，与用户符号一起组帧，经过上采样、低通滤波、上变频，以及数模（DA）变换后得到发射信号s（t），其中上采样的倍数为M。发射信号经过无线信道到达接收端后，接收端对接收信号r（t）进行模数（AD）变换，下变频、滤波和下采样，将本地存储的同步序列与接收的过采样信号进行滑动相关，通过检测峰均比输出同步位置。在下采样过程中，通过改变下采样倍数N来确定接收信号的过采样率，较小的N值对应较高的过采样率。 2.1 发射机

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