基于SCOT双加权二次相关的时延估计算法张宇;严天峰【摘要】在研究时延估计中二次相关法的基础上,为了进一步提升二次相关法在更低信噪比条件下的可用性,结合广义互相关中的广义权函数,对二次相关法中的两次互相关分别进行平滑相干变换(SCO T )加权处理 .实验仿真结果表明,与二次相关法以及广义二次相关法相比,基于SCO T双加权二次相关的时延估计算法在信噪比低时仍具有较高的时延估值精度 .【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2018(043)005【总页数】5页(P53-57)【关键词】SCOT;双加权;二次相关;时延估计;估值精度【作者】张宇;严天峰【作者单位】兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070 ;甘肃省无线电监测及定位行业技术中心,甘肃兰州 730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070 ;甘肃省高精度北斗定位技术工程实验室,甘肃兰州 730070 ;甘肃省无线电监测及定位行业技术中心,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TN9110 引言时间延迟作为表征信号的其中一个基本参量,在广义互相关算法[1]提出之后,成为信号处理算法中的一个活跃的研究领域.在此算法基础上发展了许多其他算法,如将互相关与自相关相结合的二次相关法,对噪声干扰有较好的抑制作用[2-4];融合了广义互相关与二次相关两种算法的广义二次相关法,进一步提升了算法的抗噪性[5-6].本文在现有二次相关法的基础上,分别对算法中的两个互相关部分进行平滑相干变换(SCOT)加权处理,提出基于SCOT双加权二次相关的时延估计算法.1 二次相关时延估计法1.1 二次相关假定两个接收信号x1(n)和x2(n)的时延估计信号模型为x1(n)=s(n)+n1(n)，x2(n)=As(n-D)+n2(n).(1)式中:s(n)为辐射源信号;n1(n)和n2(n)为理想高斯白噪声,假定噪声与辐射源互不相关; D为时间延迟;A为衰减因子.二次相关法流程如图1所示.图1 二次相关法流程图求时延的基本算法是对x1(n)和x2(n)求自相关和互相关函数.自相关函数为R11(τ) =E[x1(n)x1(n-τ)]= Rss(τ)+Rsn1(τ)+Rsn1(τ)+Rn1n1(τ),(2)互相关函数为R12(τ) =E[x1(n)x2(n-τ)]= ARss(τ-D)+Rsn2(τ)+ARsn1(τ-D)+Rn1n2(τ).(3)R11(τ)和R12(τ)是关于时延的函数,对二者再做互相关可得RR11R12(τ)=E[R11(n)R12(n-τ)],(4)根据上述假设可得:RR11R12(τ)=RRS(τ-D).(5)时延值D为二次相关函数峰值点对应的横坐标[7-8].1.2 广义互相关广义互相关法流程如图2所示.图2 广义互相关法流程图二次相关法是在传统互相关法基础上的改进,核心算法均为信号间的互相关.广义互相关中的广义加权能够对互相关函数起到抑制噪声、锐化峰值的作用[9-10].其中广义二次相关法就是对二次互相关部分进行广义加权得出的研究理论.2 双加权二次相关由图1可知,在二次相关法中有两次信号间的互相关R12(τ)和RR11R12(τ),R12(τ)为原始输入信号x1(n)和x2(n)互相关所得,RR11R12(τ)为一次互相关R12(τ)与信号 x2(n)的自相关R11(τ)互相关所得.在已知广义权函数具有对互相关函数有凸显尖峰、提升时延值正确率的条件下,对两次互相关R12(τ)和RR11R12(τ)进行广义加权,形成双加权二次相关法,流程如图3所示.图3 双加权二次相关法流程图本文采用的广义权函数为SCOT平滑相干变换:(6)式中：Gx1x1(ω)为x1(n)的自功率谱；Gx2x2(ω)为x2(n)的自功率谱；SCOT综合考虑2个信号的影响,可以有效抑制噪声干扰锐化互相关函数主峰[11-12].3 实验仿真及结果分析3.1仿真实验1选取具有一定带宽的信号作为实验信号:S1(n)=e-30n/fs·sin(80π·n/fs)，S2(n)=e-30(n/fs+d)·sin(80π·(n/fs+d))，(7)式中：S2(n)为S1(n)的延迟信号,时延点数d=15,信号长度取512个点,采样频率fs=256 Hz.两个信号的时频域图如图4，5所示.图4 原始信号及时延信号时域图图5 原始信号及时延信号频域图信号在信噪比SNR=-15 dB、SNR=-10 dB、SNR=-5 dB、SNR=0 dB的高斯白噪声条件下的互相关函数如图6～9所示.其中横坐标为时延点数,纵坐标为互相关程度.图6 SNR=-15 dB时互相关函数图图7 SNR=-10 dB时互相关函数图图8 SNR=-5 dB时互相关函数图图9 SNR=0 dB时互相关函数图3.2 实验1结果分析由图6可知,在SNR=-15 dB即信噪比差时,二次相关和广义二次相关的互相关函数图出现伪谱峰,无法正确得到时延值,而双加权二次相关能够取到正确的时延点数.从图7知在SNR=-10 dB时,广义二次相关和双加权二次相关法可以正确估计时延值;图8、图9表明随着信噪比的增加,当SNR=-5 dB以及SNR=0 dB,三种算法都能够准确估算出时延,同时证明了在较低信噪比的条件下,二次相关和广义二次相关具有较好的抗噪性,但总的来说这两种算法与双加权二次相关相比,适用的信噪比范围较为有限.3.3 仿真实验2定义时延估计均方根误差为(8)为了进一步分析在不同信噪比下算法估算时延的能力,本次实验根据上述仿真条件进行N=1000次时延估算,得到二次相关、广义二次相关以及双加权二次相关在不同噪声水平下的时延估算标准差,如图10所示.图10 3种算法的性能分析比较3.4 实验2结果分析图8中的算法比较说明随着信噪比的增加,3种算法的时延估计能力都在上升,但以SNR=-4 dB为界,在信噪比下降时,时延估值的准确度优劣顺序依次为双加权二次相关、广义二次相关、二次相关.4 结束语本文提出的基于SCOT双加权二次相关的时延估计算法,与二次相关法以及广义二次相关法相比, 在低信噪比条件下进一步提升了时延估计能力,在扩大算法适用范围的同时保证了较高的时延估值准确度.参考文献【相关文献】[1] KNAPP C, CARTER G C. The generalized correlation method for estimation of time delay[J]. Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, 1976, 24(4): 320-327.[2] 刘敏,曾毓敏,张铭,等.基于二次相关的语音信号时延估计改进算法[J].应用声学,2016,35(3):255-264.[3] 唐娟,行鸿彦.基于二次相关的时延估计方法[J].计算机工程,2007(21):265-267.[4] 杜娟,程擂.基于二次相关的时延估计方法研究[J].弹箭与制导学报,2010,30(6):221-223.[5] 窦慧晶,王千龙,张雪.基于二次相关的广义互相关时差估计算法[J].北京工业大学学报,2016,42(2):197-202.[6] 周康辉,董万胜,刘恒毅,等.利用二次相关改进的广义互相关时延估计算法[J].数据采集与处理,2013,28(6):801-806.[7] 茅惠达,张玲华.声源定位中广义互相关时延估计算法的研究[J].计算机工程与应用,2016,52(22):138-142.[8] 景思源,冯西安,张亚辉.广义互相关时延估计声定位算法研究[J].声学技术,2014,33(5):464-468.[9] 金中薇,姜明顺,隋青美,等.基于广义互相关时延估计算法的声发射定位技术[J].传感技术学报,2013,26(11):1513-1518.[10] ROTH P R. Effective measurements using digital signal analysis[J]. IEEE Spectrum, 1971, 8(4):62-70.[11] 韩雪峰,刘跃冲,彭中波.基于SCOT加权广义互相关算法的船舶管系泄漏定位研究[J].机床与液压,2013,41(7):26-28.[12] 孙永梅,邱天爽.脉冲噪声环境下的SCOT加权时间延迟估计新方法[J].通信学报,2005(12):13-18.。
3.1. RTP协议分析3.1.1. RTP是什么RTP全名是Real-time Transport Protocol（实时传输协议）。
它是IETF提出的一个标准，对应的RFC文档为RFC3550（RFC1889为其过期版本）。
RFC3550不仅定义了RTP，而且定义了配套的相关协议RTCP（Real-time Transport Control Protocol，即实时传输控制协议）。
RTP用来为IP网上的语音、图像、传真等多种需要实时传输的多媒体数据提供端到端的实时传输服务。
RTP为Internet上端到端的实时传输提供时间信息和流同步，但并不保证服务质量，服务质量由RTCP 来提供。
3.1.2. RTP的协议层次——传输层的子层RTP被划分在传输层，它建立在UDP上。
同UDP协议一样，为了实现其实时传输功能，RTP也有固定的封装形式。
RTP用来为端到端的实时传输提供时间信息和流同步，但并不保证服务质量。
服务质量由RTCP来提供。
3.1.3. RTP协议原理RTP协议原理比较简单，负责对流媒体数据进行封包并实现媒体流的实时传输，即它按照RPT数据包格式来封装流媒体数据，并利用与它绑定的协议进行数据包的传输，具体见本文2.2.1RTP数据格式；RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。
3.1.3.1. RTP的封装版本号（V）：2比特，用来标志使用的RTP版本。
填充位（P）：1比特，如果该位置位，则该RTP包的尾部就包含附加的填充字节。
扩展位（X）：1比特，如果该位置位的话，RTP固定头部后面就跟有一个扩展头部。
CSRC计数器（CC）：4比特，含有固定头部后面跟着的CSRC的数目。
标记位（M）：1比特,该位的解释由配置文档（Profile）来承担。
载荷类型（PT）：7比特，标识了RTP载荷的类型。
序列号（SN）：16比特，发送方在每发送完一个RTP包后就将该域的值增加1，接收方可以由该域检测包的丢失及恢复包序列。
透视Hot-Point PerspectiveDI G I T C W 热点136DIGITCW2019.10（上接第105页）目前公司的信息系统已经稳定运行两年，基本达到了预期效果，满足了公司的业务需求，提高了工作效率，缩短了业务流转时效，为公司业务突破奠定了基础。
参考文献[1] 张海藩.软件工程导论[M].北京：清华大学出版社，2011.[2] 甄镭.信息系统升级与整合：策略·方法·技巧[M].北京：电子工业出版社，20如果单频网覆盖区域存在同频干扰现象，那么在用户端就会有马赛克以及接收不正常等不良现象发生。
由此可见，若在单频网所覆盖区域发生同频干扰现象，那么必然会给网络的正常运营与维护带来严重的影响。
1 同频干扰成因分析一般来说，是否形成同频干扰现象有四大因素：一是，工作模式的PN 序列长度。
二是时延差Δt 。
三是，电平差ΔdB 。
四是，同频干扰保护率PR 。
需要注意的是，PR 主要取决于技术参数，其通常是在实验室中经过测试得到的。
2 同频干扰消除方法同频干扰消除方法包括：设置发射端时延及功率、接引入多单元八木天线和网状天线、更换接收地点等。
为了达到消除同频干扰的目的就必须选择合理的方法，因此，需要结合文章对单频网同频干扰现象的原因进行分析，利用网络仿真方法对覆盖效果以及同频干扰进行数值模拟，从而选择合适的同频干扰消除方法。
3 实际案例应用目前，国家新闻出版广电总局针对地面数字电视系统主要推荐了表3.1所列出的七种工作模式，不同模式的具体技术参数在表3.1中也清晰可见。
从表3.1不难看出，对于数据率偏高的模式，其一个频道内不仅可以实现更多的电视传输或者提供更大数量的广播业务，同时，接收端的质量也会有所提高。
但是，高数据率也意味着相应的接收机门限要求更高。
参考数字电视组网经验，结合实验室测试结果进行分析，可以得出，模式1、2主要适用于移动接收，模式3主要适用于固定以及移动两种接收，模式4、5主要在城市等环境较为复杂的地方做固定接收，模式6、7主要被用在简单城市或者郊区以及一些农村环境的高码率固定接收。
提升语音EPS-FallBack接入时延性能案例XX目录刘铁军........................................................... 错误!未定义书签。
一、问题描述 (3)二、分析过程 (3)2.1EPS-FB 原理 (3)2.1.1基本呼叫流程 (3)NR 用户被叫： (4)2.1.2基于重定向的EPS-FB 信令流程： (4)2.1.3基于切换的EPS-FB 信令流程： (5)三、解决措施 (6)3.1测试终端 (6)3.2DT 测试分析 (6)3.2.1DT 测试场景 (6)3.2.2DT 测试对比 (7)3.3CQT 测试分析 (7)3.3.1 CQT 测试场景 (7)NR: (8)3.3.2CQT 测试对比 (8)3.4踏空场景测试对比 (9)3.4.1测试场景 (9)3.4.2测试对比 (10)四、总结 (10)附录：实施方案（参考脚本） (11)提升语音 EPS-FallBack 接入时延性能XX【摘要】当前SA 网络不支持VoNR，5G SA 终端进行语音业务时，需要通过基于切换或重定向的EPS Fallback 回落到LTE，建立VOLTE 业务提供语音服务。
本文对比了这两种EPS-FallBack 性能，重点聚焦端到端时延，给出了建议及华为的配置。
【关键字】5G SA、重定向、切换、EPS-FallBack、端到端时延【业务类别】5G SA 语音无线网一、问题描述当前SA 网络不支持VoNR，5G SA 终端进行语音业务时，需要通过基于切换或重定向的EPS Fallback 回落到LTE，建立VOLTE 业务提供语音服务。
如何提升EPS Fallback 接入性能，减少端到端呼叫时延成为保障用户感知的关键。
二、分析过程2.1EPS-FB 原理当NG-RAN 网络不支持VoNR（voice over NR）时，5G 终端在NG-RAN 网络中发起的语音业务可以通过语音回落（EPS Fallback）功能回落到E-UTRAN 网络中，包括普通语音回落和紧急呼叫语音回落。
