一种多径信道下的定时同步方法、装置和介质

本申请涉及无线通信，特别涉及一种多径信道下的定时同步方法、装置和介质。

背景技术：

1、定时同步是无线通信接收机的关键技术之一，其目的是确定每个符号的起始位置，以保证后续解调和解码的正确性。

2、常用的定时同步方法包括基于训练序列的相关检测法，在多径信道下，接收信号是多个不同时延、不同幅度的路径分量的叠加，这使得接收信号与本地训练序列进行滑动互相关后，其相关函数波形上会出现多个相关峰，这些相关峰分别对应着不同时延的多径分量（如首径、第二条径、第三条径等）。

3、现有技术中，通常选取能量最大的相关峰位置作为定时点，但在强多径场景中，非首径（如第二条或第三条路径）的能量可能高于首径，此时能量最大的相关峰对应的便不再是首径，而是延迟径，若仍按传统方式将该位置锁定为定时点，就会导致定时点误锁至延迟径，从而显著降低同步定位精度。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种多径信道下的定时同步方法、装置和介质。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种多径信道下的定时同步方法，包括：

4、获取发送端经多径信道传播后到达接收端的基带信号；基带信号在时域上表现为多条路径分量的线性叠加；

5、对基带信号和接收端的本地参考序列进行滑动互相关，得到在搜索窗内每一个搜索时延位置上对应的相关能量；相关能量表示在假设基带信号存在搜索时延的情况下，基带信号与本地参考序列之间匹配强度的功率度量；

6、将所有搜索时延对应的相关能量按搜索时延顺序排序，形成相关能量序列；对相关能量序列中的所有相关能量进行幅度规整，得到能量分布序列；根据能量分布序列，确定噪声基底水平，并检测能量分布序列中的所有局部极值点，计算所有局部极值点的幅度统计平均值；根据噪声基底水平和幅度统计平均值，计算动态门限，并通过动态门限扫描能量分布序列，确定接收端的定时同步位置。

7、可选地，根据能量分布序列，确定噪声基底水平，包括：

8、获取能量分布序列中最大值，根据最大值排除能量分布序列中的候选峰值区域；

9、在能量分布序列中的剩余区域计算噪声功率均值，将噪声功率均值确定为噪声基底水平。

10、可选地，根据最大值排除能量分布序列中的候选峰值区域，包括：

11、将权重因子与最大值的乘积确定基底值；

12、将能量分布序列中高于基底值的区间确定为候选峰值区域。

13、可选地，根据噪声基底水平和幅度统计平均值，计算动态门限，包括：

14、获取噪声基底水平的第一加权因子和幅度统计平均值的第二加权因子；第一加权因子和第二加权因子之和等于1；

15、通过第一加权因子和第二加权因子对噪声基底水平和幅度统计平均值进行加权，得到动态门限。

16、可选地，获取噪声基底水平的第一加权因子和幅度统计平均值的第二加权因子，包括：

17、将能量分布序列中满足局部极大值条件且幅度超过预设初始阈值的独立峰值个数，确定为可分辨多径数量；

18、将能量分布序列中首径对应的能量值与全局最大相关能量值的比值，确定为首径能量比；

19、根据可分辨多径数量和首径能量比，确定第一加权因子和第二加权因子。

20、可选地，根据可分辨多径数量和首径能量比，确定第一加权因子和第二加权因子，包括：

21、若可分辨多径数量小于或等于第一预设阈值且首径能量比大于或等于第二预设阈值，则确定第一加权因子的取值为0.2，以及第二加权因子的取值为0.8；

22、若可分辨多径数量大于第一预设阈值且首径能量比小于第三预设阈值，则确定第一加权因子和第二加权因子的取值为0.5；

23、否则，确定第一加权因子的取值为0.4，以及第二加权因子的取值为0.6。

24、可选地，通过动态门限扫描能量分布序列，确定接收端的定时同步位置，包括：

25、在搜索窗内按搜索时延从小到大顺序扫描能量分布序列，将第一个满足归一化值大于动态门限的搜索时延位置确定为粗定时点；

26、以粗定时点为中心，从能量分布序列中取相邻三个能量值，对三个能量值采用对数域二次插值，计算精细定时偏差，并将精细定时偏差作为接收端的定时同步位置。

27、可选地，对相关能量序列中的所有相关能量进行幅度规整，得到能量分布序列，包括：

28、对相关能量序列中的所有相关能量进行归一化；

29、将归一化后的相关能量序列进行中值滤波，将滤波后的序列确定为能量分布序列。

30、本说明书提供了一种多径信道下的定时同步装置，包括：

31、接收模块，用于获取发送端经多径信道传播后到达接收端的基带信号；基带信号在时域上表现为多条路径分量的线性叠加；

32、互相关模块，用于对基带信号和接收端的本地参考序列进行滑动互相关，得到在搜索窗内每一个搜索时延位置上对应的相关能量；相关能量表示在假设基带信号存在搜索时延的情况下，基带信号与本地参考序列之间匹配强度的功率度量；

33、确定模块，用于将所有搜索时延对应的相关能量按搜索时延顺序排序，形成相关能量序列；对相关能量序列中的所有相关能量进行幅度规整，得到能量分布序列；根据能量分布序列，确定噪声基底水平，并检测能量分布序列中的所有局部极值点，计算所有局部极值点的幅度统计平均值；根据噪声基底水平和幅度统计平均值，计算动态门限，并通过动态门限扫描能量分布序列，确定接收端的定时同步位置。

34、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多径信道下的定时同步方法。

35、本说明书提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述多径信道下的定时同步方法。

36、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

37、在本说明书提供的多径信道下的定时同步方法中，通过对滑动互相关后的能量序列进行幅度规整以均衡各多径分量间的能量差异，再同时提取所有局部极值点并计算其幅度统计平均值，结合实时估计的噪声基底水平，共同构建出一个自适应动态门限，通过动态门限扫描能量分布序列确定接收端的定时同步位置，而非直接选取能量最大的单一相关峰作为定时点，从而有效克服了强多径场景下因非首径能量突出而导致定时点误锁至延迟径的缺陷，使定时同步位置能准确锁定于首径位置，显著提升了同步定位的精度。

1.一种多径信道下的定时同步方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据能量分布序列，确定噪声基底水平，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据最大值排除能量分布序列中的候选峰值区域，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据噪声基底水平和幅度统计平均值，计算动态门限，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取噪声基底水平的第一加权因子和幅度统计平均值的第二加权因子，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据可分辨多径数量和首径能量比，确定第一加权因子和第二加权因子，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过动态门限扫描能量分布序列，确定接收端的定时同步位置，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对相关能量序列中的所有相关能量进行幅度规整，得到能量分布序列，包括：

9.一种多径信道下的定时同步装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～8任一项所述的方法。