[發明專利]一種OFDM符號同步方法及裝置

無效

• 申請號: 200710117963.X
• 申請日: 2007-06-26
• 公開（公告）號: CN101076006A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 盧京輝
• 申請（專利權）人: 北京中星微電子有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 李娟

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種正交頻分復用(OFDM，OrthogonalFrequency?Division?Multiplex)符號同步方法及裝置。

背景技術

OFDM技術廣泛應用于通信領域，無線局域網標準802.11、無線城域網標準802.16、地面無線數字音頻/視頻廣播標準DAB/DVB-T、數字用戶線(xDSL)寬帶接入系統、4G移動通信標準的物理層均采用了OFDM技術或將其作為選項之一。OFDM技術作為一種多載波調制技術，是在頻域內將一個給定的信道分成多個正交子信道，每個子信道上使用一個子載波進行調制，各子載波間保持正交，將高速數據流轉換成并行的低速子數據流，調制到多個相互正交的子載波上進行傳輸。為了保證接收的準確性，OFDM系統傳送數據信號的同時還傳送導頻信號，將數據信號和導頻信號放在多個子載波信道上傳輸。其中導頻子載波的位置一般在時域和頻域呈周期性的規律分布，導頻信號也具有已知的特定幅度和相位。

在OFDM信號的發送端，如果有N個子載波，則高速數據流經過串并轉換后分成N個并行的子數據流，并行的子數據流上的信元編碼交織后進行快速傅立葉逆變換，將頻域信號轉換到時域，長度為N的快速傅立葉逆變換輸出的是N個時域的樣值符號，稱為用戶數據，用戶數據包括數據信號和導頻信號。為了消除符號間干擾，在用戶數據之間可插入循環前綴(Cyclic?Prefix，CP)，形成循環擴展的OFDM符號，實際系統中，OFDM符號在送入信道之前，首先要加入循環前綴，然后經過并串轉換成為OFDM信號后發射。圖1為OFDM符號的一個示例，其中橫軸為頻率序，縱軸為時間序，可見OFDM符號中的導頻信號在時域和頻域上呈周期性排列，頻域的分布周期為12，時域的分布周期為4。

在OFDM信號的接收端，接收到的是時域信號，經數字化或取樣接收的OFDM信號，先去除每個OFDM符號中的循環前綴，之后進行快速傅立葉變換(Fast?Fourier?Transform，FFT)、數字解調等操作。為了正確接收數據，同步技術是關鍵技術之一，OFDM中的同步通常包括符號同步、載波同步和采樣頻率同步。符號同步的目的是使接收端確定每個OFDM符號的起止時刻，即確定準確的FFT窗位置，并進一步實現塊同步或幀同步。符號同步的理想情況是，FFT窗只將用戶數據送到FFT單元，而丟棄循環前綴。如圖2所示，為子載波數為N，循環前綴長度為M的OFDM系統理想加FFT窗示意圖，每個OFDM符號的長度實際為N+M個樣值，長度為N的FFT窗在理想情況下準確加在用戶數據上。但是如果不能準確定位FFT窗的位置，那么FFT窗會漂移到超出用戶數據的邊界，使下一個OFDM符號的循環前綴的一部分送到FFT單元，而用戶數據的一部分丟失，這稱為窗漂移效應，窗漂移效應可能會導致在接收的OFDM信號中出現符號間干擾，并且FFT窗的漂移將導致在FFT單元的輸出中發生相位旋轉。

在OFDM信號的接收端需要對OFDM信號進行符號同步，確定FFT窗的準確位置，同時FFT窗的準確定位，還有助于時鐘頻率校正和信道估計。若FFT窗的長度為N，當前樣值符號同步點距準確樣值符號同步點相差K個樣值點，則單位子載波間隔內樣值符號的相位差值為符號同步可利用在OFDM符號中具有已知相位信息的導頻信號實現。利用導頻子載波在頻域上的分布，可以得出單位子載波間隔內的相位差值，即導頻信號相位變化的斜率。假設一個OFDM符號中分布有L個導頻信號，每個導頻信號對應的子載波順序序列為n(l)，n(l)是按子載波頻率高低順序排列的，每個n(l)對應接收的原始的導頻信號與理想導頻信號的相位差值為θ(l)，其中l的取值為1≤l≤L，則可以得到FFT窗當前樣值符號同步點與準確樣值符號同步點相差的樣值點數K的計算公式，K即FFT窗偏移量。

現有技術中，K的計算方法可用公式[1]表示：