[發明專利]一種適用于OFDM時間同步的訓練序列構造及同步算法

無效

• 申請號: 200910141431.9
• 申請日: 2009-05-09
• 公開（公告）號: CN101883067A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 羅仁澤;高頔;伍曉瓊;劉盈;黃家盛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及OFDM技術領域，特別是涉及一種利用疊加訓練序列進行時間同步的方法。

背景技術

OFDM是一種單用戶多載波的調制方法，它的基本原理是將串行高速數據信號先轉換成并行的低速子數據流，再使用相互正交的一組子載波構成的子信道來傳輸各個子數據流。OFDM子信道的頻譜是相互重疊且正交的，因此，OFDM是一種頻譜效率高的調制方式。與傳統的均衡器比較，它最大的特點在于結構簡單，因此可大大降低成本，且在實際應用中非常靈活，尤其對高速數字通信是一種非常具有前景的技術。

但是，實現OFDM系統存在技術上的難點，其中很重要的一條是系統對同步的要求很高，因為它對定時誤差要比單載波技術敏感得多。符號定時偏差是指解調OFDM符號時，FFT窗口提前或者滯后。如果符號定時偏差過大，使定時的偏移量與最大時延擴展的長度之和小于循環前綴的長度，會產生符號間干擾，破壞OFDM符號的完整性，降低系統的性能。可以說，準確的符號定時偏差的估計是實現OFDM系統的關鍵。

圖1是一個通用OFDM基帶系統的框圖。圖1中發送端的串并轉換、編碼、映射、OFDM基帶調制和疊加訓練序列等模塊，代表OFDM基帶調制的過程；圖1中接收端的串并變換、同步、OFDM基帶解調、信道估計及信道補償、逆映射及并串變換等模塊，代表OFDM基帶解調過程；圖1中信道為多徑信道；圖1中的同步模塊即是實現OFDM時間同步的部分。

常見的OFDM時間同步方案有兩種：

(1)將訓練序列作為導頻的OFDM時間同步。該方法將訓練序列作為數據信息單獨占用一個數據發送單元，接收端通過對導頻的相關運算獲得相關峰值來實現時間同步的目的。參見文獻：Sehmidl，Donald?C?Cox.Robust?frequeney?and?timingsynehronizati?on?for?OFDM.IEEE?transaetions?oncommunications.1997.45(12)：1613-1621。該方法雖然能夠保證獲得較好的同步性能，但由于導頻占用了發射資源，降低了系統的傳輸效率。

(2)將訓練序列疊加在數據上的OFDM時間同步。將訓練序列疊加在傳輸數據上的同步方法節省傳輸資源提高傳輸效率。該方法通過將訓練序列乘以一個功率分配因子后與傳輸數據疊加，減少了導頻所需要的發射資源，提高了傳輸效率，但是該方法存在訓練序列與傳輸數據互相干擾的問題。參見文獻：Tufvesson?F.，Faulkner?M.，Hoeher?P.，Edfors?O..OFDM?timeand?frequency?synchronization?by?spread?spectrum?pilot?technique[J].Commun.Theory?Mini-Conference.Jun，1999.vol.5：115-119。隨后又有人提出將訓練序列疊加在循環前綴上的方法，降低了訓練序列與傳輸數據的干擾。參見文獻：唐友喜，嚴春林.一種OFDM時間、頻率同步方法[P].專利申請號02133996.1公開日2006年6月14日，公開號CN1259780C。但該系列方法由于降低了訓練序列的能量，抗多徑干擾方面的性能有所下降。

發明內容

本發明目針對現有技術的不足，提供一種訓練序列結構及其相應的同步算法。本發明所述的OFDM同步訓練序列采用疊加在傳輸數據循環前綴上的方法，不增加額外的傳輸開銷，結合訓練序列的結構，將時間同步分為粗同步和細同步。

按照本發明所述的同步方法基于所述訓練序列結構及其同步算法，包括以下步驟：

A.在發端將編碼序列取反后放在編碼序列后，再對這兩組序列進行復制后組成訓練序列m(k)。

B.將訓練序列疊加在基帶OFDM信號的循環前綴上，并送入信道。

C.接收端將接收的信號進行移位相關運算，尋找相關峰值的位置。其中，信號經過信道會受到高斯噪聲和多徑效應的影響。

所述的步驟A包括：

將編碼序列p1進行取負變換得到序p2，即p2＝-p1。將序列p2放在原編碼序列p1之后，組成序列p3(k)＝[p1?p2]。將序列p3重復放置，形成訓練序列m(k)＝[p3?p3]＝[p1-p1?p1-p1]。

其中，編碼序列p1的選取具有一般性，通常選取相關性能優異的序列。p1的長度為循環前綴長度L的四分之一，不足時可以補0。

所述的步驟B包括：