5G系统中基于三阶相关的同步算法及FPGA实现

发布时间：2021-10-25 07:12

　　5G物理层以帧为单位进行信息传递,帧同步点的准确与否将极大程度地影响后续信道的性能。针对现行同步算法检测同步点不准确的问题,文章分析了主同步信号（PSS）序列的三阶相关特性,根据此特性提出并实现了一种新型定时同步算法。仿真结果表明,当信噪比下降至-7 dB时,新算法检测同步点的准确率比传统算法提高了20%。新算法的空间复杂度与传统算法一致,时间复杂度的增加也在5G同步过程的允许范围之内。 

【文章来源】：光通信研究. 2020,(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

5G系统下行同步过程

由图可知,如第2节所述,传统时域互相关算法在抗噪声方面能力有限,当信噪比下降至2 dB左右时,时域互相关算法已经无法保证100%的正确率;信噪比继续下降至2 dB左右时,时域互相关算法开始出现检测错误的情况,而基于CP共轭对称性的精同步算法和基于三阶相关的算法仍然保持着100%的正确率;当信噪比低至-7 dB后,三阶相关算法检测正确率相比时域互相关算法高出32%,比基于CP共轭对称性的精同步算法的正确率高出27%。接下来测试算法在同步跟踪时的性能,信道和帧结构参数配置与精同步过程相同。如果信号接收模块的时钟精度足够高,则跟踪算法只需要1帧或两帧运行一次,就可以保证每次同步点的偏移不会很多。仿真中设置最大偏移量为5个点,即算法只计算当前同步点左右各5个点的相关值,而不是精同步过程中的左右各16个点。

作为对比,仿真测试了时域互相关算法和文献[12]提出的基于参考信号时域信道脉冲响应的同步跟踪算法,该算法用参考信号信道脉冲响应的幅值进行定时同步。图3所示为3种算法检测正确率的对比。三阶相关算法在同步跟踪过程中的性能与下行同步过程类似。而时域互相关算法由于限制了同步点的偏移量,检测正确的概率略有提高,但在低信噪比环境下仍然性能不佳。参考信号的发送功率一般比同步信号的发送功率高,所以基于参考信号时域信道脉冲响应的同步跟踪算法在3种算法中性能最好。当信噪比降低至-7 dB时,三阶相关算法检测正确率相比基于参考信号的算法低2%。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]5G新空口下行同步和广播信道的仿真与FPGA实现[D]. 张越良.北京邮电大学 2019
[2]5G下行信号的同步与检测技术研究[D]. 郭秋阳.电子科技大学 2019
[3]TD-LTE小区搜索和下行同步技术的研究及实现[D]. 白兴金.电子科技大学 2017
[4]LTE-A下行同步技术研究及FPGA实现[D]. 张高川.电子科技大学 2014



本文编号：3456904