基于2^(n)-1长m序列的FHT运算及FPGA实现

在地面4G/5G移动通信中辅同步信号(Secondary Synchronization Signal,SSS)都由长为31和127的小m序列组成,在求最大相关值运算中通常都采用快速哈达码变换(Fast Hadamard Transform,FHT)来减少计算量、降低运算资源的使用,但是对于任意长序列的FHT推导没有扩展描述。文章针对基于2^(n)-1任意长度的小m序列到FHT运算的行列变换过程给出了完整的矩阵推导,并利用长为3的小m序列进行仿真验证结论的正确性,最后以5G标准中长度为127的SSS序列完成FHT的FPGA实现。

LTE小区搜索中一种新的SSS检测算法

主要研究了SSS检测,提出一种新的SSS检测算法。该算法首先利用滑动平均窗修正接收的PSS处估计出的信道频率响应,并用修正后的信道频率响应对接收的SSS序列进行信道补偿;其次,算法对信道补偿后的序列进行实数提取操作,消除虚部数据干扰;最后算法联合两个连续的SSS接收序列进行检测进一步提高检测性能。TDD和FFD两种模式下的仿真结果表明:该算法可以较好地实现SSS检测且比现有几种SSS检测算法在低信噪比(SNR<0 dB)条件下具有更好的检测性能。

基于改进虚拟同步发电机算法的微网逆变器二次调频方案

传统的虚拟同步发电机控制方案可帮助微网逆变器实现一次调频功能,为微网提供频率支撑,然而一次调频属于有差调节。通过改进虚拟同步发电机的控制结构,可使逆变器根据工作模式在一次调频和二次调频之间切换。二次调频适用于孤岛模式的微电网,可实现微网频率的无差控制,同时利用小信号等效以及根轨迹分析方法对二次调频控制策略进行了稳定性分析,并给出了相关参数的选取范围。该方案可使多台逆变器参与调频并按容量均分缺额功率,有利于总调频容量以及微电网容量的扩展。此外,二次调频对频率额定值的追踪功能还可辅助完成微网孤岛模式到并网模式的预同步环节,保证了预同步过程的顺利实行。最后,通过微网仿真平台验证了所提控制方案的有效性。

智能变电站新型通用保护测控平台研制

为了更好地满足智能变电站保护测控、集中式保护测控和站域保护的应用需求,实现保护测量装置的通用性开发设计,减少后期维护工作量,研制了新型通用保护测控平台。新型通用保护测控平台采用通用、多板多核的分布式设计思想,针对不同应用要求采用多种类型的通信通道和高速数据交换技术,实现了保护测控系统的统一化、标准化、模块化设计,提高了保护测控装置的整体性能,更好地满足了智能变电站自动化系统的应用要求,为智能化的集中式保护测控和站域保护的实现提供了参考和借鉴。

基于哈达玛变换的LTE辅同步信号检测方法实现研究

针对LTE系统中辅同步信号检测算法复杂度大的问题,根据辅同步信号的特点,提出了基于哈达玛变换的检测方法。详细推导了该方法的理论依据,并对其实现复杂度与常规检测方法进行分析比较,得出本方法能够降低90%计算量的结论。通过MATLAB仿真,验证了本方法在白噪声环境下能够和常规检测方法获得相同的检测性能。

改进的时分长期演进系统定时同步算法

针对现有时分长期演进(TD-LTE)系统定时同步算法复杂度过高以及抗频偏性能较差的问题,提出一种基于辅同步信号(SSS)时域共轭对称性的定时同步算法。该方法对接收信号本身进行滑动共轭对称相关运算,在明显的相关峰值处捕获SSS,然后利用捕获到的SSS的位置联合小区组内ID检测,实现循环前缀(CP)类型的判决,从而完成了定时同步。理论分析和仿真结果表明,该方法具有很强的抗频偏性能、低复杂度,且较常规算法可靠性有了很大提高,同时在多径信道下性能良好。该方法已成功应用于TD-LTE第三方终端探测系统中,验证了其可行性。

LTE系统中初始小区搜索算法研究

在3GPP LTE系统中,传统的初始小区搜索算法具有较大的运算复杂度,这就导致移动设备需要消耗更多的能量来完成搜索过程,同时也影响了小区搜索的可靠性。通过差分相关移除信道影响从而提高辅同步信号检测质量,以及运用量化后的互相关来简化辅同步检测算法。改进后的辅同步检测算法与传统算法相比,具有较低的运算复杂度。通过仿真分析比较传统算法和改进算法,表明改进算法的检测正确概率有所提升,可靠性得到了提高。

一种低复杂度的NB-IoT小区ID检测算法

窄带物联网(NB-IoT)存在多种辅同步信号,需要很多的空间去存储,而NB-IoT有低功耗的要求,因此文章提出了一种自相关与互相关联合的检测算法。该算法首先对辅同步信号进行拆分,利用相位偏移量随着帧号变化的规律,减少了算法中的乘法运算,其次利用Zadoff-Chu(ZC)序列在辅同步信号中的对称性,对接收信号自相关,结合本地信号与接收信号的互相关,可以检测出辅同步信号,求出小区标识(ID)号。通过对比其他算法,文章所提算法在保证性能的前提下,能够极大地降低算法复杂度。

LTE系统中辅同步信号的研究与DSP实现

第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)系统的同步信号包括主同步信号与辅同步信号,用于小区搜索。文章介绍了辅同步信号的生成过程,并根据定点数字信号处理器(DSP)的特点,提出了一种简单的实现方案,并利用MATLAB软件对其进行了验证。该方案已应用于LTE-时分双工(TDD)无线综合测试仪表的开发中。

LTE小区搜索中循环前缀类型判决和辅同步信号检测算法的改进

提出了一种LTE系统小区搜索中循环前缀类型判决和辅同步信号检测的改进算法。基于滑动窗,利用接收信号的序列相关和门限值判断循环前缀类型,避免循环前缀类型的盲检测;利用辅同步信号的偶数序列相关检测小区组标识号,在此基础上利用奇数序列验证检测结果,避免偶数序列和奇数序列的盲检测。仿真结果表明,本文算法在保证检测性能的同时降低了计算复杂度,提高了小区搜索的有效性,非常适合实际系统应用。

2 Mb/2 MHz参考时钟转换设备的系统设计与实现

讨论了 2Mb/ 2MHz参考时钟转换设备的基本性能、应用、系统结构及其实现。

一种新的同频小区检测方法

为了提高频谱资源利用率,3GPP长期演进(LTE)在组网时通常采用同频组网的方式,但相邻小区之间因此会产生同频干扰问题。同频干扰加大了小区检测的难度,特别是当2个小区使用相同的主同步信号(PSS)时。在这种情况下,由于很难直接通过PSS估计出辅同步信号(SSS)所在位置的信道频域响应(CFR),因此极大降低了弱信号小区的检测成功率。为了解决该问题,本文提出一种同频干扰下的LTE小区检测的方法。所提方法首先对小区接收信号进行合理建模,通过求解方程组的方式估计出强信号小区的CFR,然后进行干扰抵消,之后进行弱信号小区的检测。仿真结果表明,所提方法能大幅提高弱信号小区的检测成功率,当信噪比(SNR)等于10 d B时,有70%的检测成功率;SNR等于20 d B时,有90%以上的成功率,相较普通小区检测法的50%有显著进步。

5G广播系统物理广播信道的信道估计

在研究5G广播标准协议的基础上,提出了基于离散傅里叶变换(DFT)降噪的主/辅同步信号(PSS/SSS)及小区参考信号(CRS)联合信道估计方法,可以在低信噪比、大频偏和高信道动态变化的场景下,准确地估计出物理广播信道(PBCH)的信道状态信息.仿真结果表明:所提出的信道估计方法的性能优于传统方法,有效地提升了5G广播系统中PBCH的信道估计能力.

采用通信侦察方法实现5G-NR下行同步与广播信息获取的研究

对移动通信信号进行侦收与监控,不仅是维护正常移动通信秩序的重要保障,而且也是确保电磁空间安全的必要手段。针对5G移动通信新空口信号的时频域特点,利用电子对抗中的通信侦察方法,采用时域包络检波、时频特征综合判别、相位直线辅助解调等手段,快速实现了5G-NR下行同步与小区物理层ID的计算,在此基础上对PBCH物理广播信道传输的信号进行了解调解码,获取了主信息块的传输内容。最后利用通信侦察接收机实际采集5G-NR信号进行处理,验证了所用方法的有效性。不仅为后续5G信号监控应用中各种信道传输信号的分析处理奠定了重要基础,而且也为5G移动通信终端的信号处理新方法研究提供了重要参考。

TD-LTE下行链路侦收中小区物理层ID的快速获取

LTE小区物理层ID是对移动通信系统实施监测、管控与利用中的关键信息。以TD-LTE下行链路为目标对象,在对其信号模型与物理层ID计算要求简要介绍之后,充分利用TD-LTE信号规整的时频结构特性,基于时域多重脉冲特征实现了子帧划分与符号粗同步,基于辅同步信号频域特征并结合LTE应用边界条件实现了载波中心频率的精确估计。在此基础上利用辅同步信号的BPSK调制特点实现了符号的精同步,通过辅同步信号的解调比对及主同步信号相位序列比对获取了小区组号和扇区号,从而计算得到小区物理层ID。上述方法的有效性经过了实采信号的试验验证,具有简洁快速的特点,适合于TD-LTE信号侦收的工程应用。

LTE系统小区搜索中SSS时频同步算法的研究

时频同步是终端小区搜索过程中的核心模块,其性能的好坏将直接影响系统的解调性能。通过对时分长期演进(time division-long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程中时频同步算法的研究,结合辅同步信号(secondary synchronization signal,SSS)序列时域信号特性,给出了一种基于SSS对称相乘的时频同步算法。该算法利用SSS信号的时域共轭对称性能够准确地估计出SSS信号的中心共轭对称点,进而获取定时同步;同时,定时同步位置所对应的小数倍频偏计算结果即为小数倍频偏估计值。在MATLAB中对该算法的性能进行仿真与分析。仿真结果表明,利用SSS进行定时同步能够很好地抵制大载波频偏对定时同步性能的影响。从计算过程来看,该算法仅利用接收信号的对称相乘运算来估计小数倍频偏估计,极大降低了计算复杂度。该时频同步算法性能良好、复杂度低,较常规算法可靠性有较大提高。