[發明專利]多徑信道下的OFDM自適應同步方法

無效

• 申請號: 201110000557.1
• 申請日: 2011-01-04
• 公開（公告）號: CN102035790A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 李明;陳健;何書朋;闊永紅
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于無線通信領域，特別是涉及正交頻分復用OFDM系統中進行快速并且準確同步的方法，用于解決傳統自適應同步方法追蹤慢，收斂不穩定，在多徑信道下性能差的問題。

背景技術

OFDM憑借其自身的優勢已經得到越來越廣泛的應用，并且將成為第三代移動通信3G中的主流技術。但同時它對同步誤差的敏感性也是不能忽視的，對時間和頻率的同步誤差將破壞子載波間的正交性，從而引入載波間干擾和符號間干擾，大大降低系統性能。

OFDM對同步誤差的敏感性使得許多文獻開始關注同步算法的研究，在OFDM同步算法中，最經典的是最大似然同步算法，參見文獻Jan-Jaap?van?de?Beek，Magnus?Sandell，and?Per?Ola?Borjesson.ML?Estimation?of?Time?and?Frequency?Offset?in?OFDM?Systems.IEEE?Transactions?on?Signal?Processing，1997，45(7)：1800-1805，這種算法設計和實現都比較簡單，但是其計算復雜度較高，并且不適用于多徑信道。為了解決復雜度高的問題，有人提出了基于離散隨機逼近的自適應同步方法，參見文獻Vikram?Krishnamurthy，Chandranath?R.N.Athaudage，and?Dawei?Huang.Adaptive?OFDM?synchronization?algorithms?based?on?discrete?stochastic?approximation，IEEE?Transactions?on?Signal?Processing，2005，53(4)：1561-1574，此方法復雜度很低，并且可以根據信道的變化自適應地進行追蹤，但是其變步長方法和定步長方法各具特點，如果單獨使用則無法滿足實際應用的要求，另外，它使用最大似然函數，同樣不適用于多徑信道。為了在多徑信道中進行同步，有作者提出了一個新的代價函數，并進行二維搜索，參見文獻Shaodan?Ma，Xinyue?Pan，Guang-Hua?Yang，and?Tung-Sang?Ng，Blind?Symbol?Synchronization?Based?on?Cyclic?Prefix?for?OFDM?Systems，IEEE?Transactions?on?Vehicular?Technology，2009，58(4)：1746-1751，這種方法可以將載波間干擾和符號間干擾的影響排除在外，并同時估計出信道長度和時間延遲。雖然它的性能很好，但是復雜度卻比最大似然方法高出很多。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種多徑信道下的OFDM自適應同步方法，以減小計算復雜度，提高同步參數估計結果的準確性與穩定性。

實現上述目的技術方案是：設計適用于多徑信道的代價函數，并且將定步長方法和變步長方法進行結合，在新的代價函數的基礎上進行自適應搜索，并引入加速收斂的方法，具體步驟包括如下：

(1)對接收到的第一個OFDM符號，利用最大似然法選擇同步參數估計的初始點，即第一次迭代的參考點，將訪問概率向量、移動點數和步長因子初始化；

(2)將參考點和該參考點的兩個相鄰點代入代價函數g(θ)，得到{|g(θ_m-n)|，|g(θ_m)|，|g(θ_m+n)|}三個值，并將三個值中最大值所對應的點作為下一次迭代的參考點，即朝著代價函數值最大的方向移動，其中θ_m表示第m個符號的參考點，n表示移動點數，代價函數g(θ)表示如下：

其中θ表示采樣點的序號，N_cp表示循環前綴中的樣點數目，i是一個臨時變量，L表示信道長度，即信道脈沖響應系數的個數，表示取整，向上取整或向下取整均可，r表示接收到的信號序列，r^*表示對r取共軛，N表示子載波的數目；

(3)判斷步驟(2)的移動方向與上一次迭代的移動方向是否相同，如果相同，則移動點數加1，否則將移動點數初始化為1；

(4)判斷訪問概率向量α的峰值是否高于設定的門限值α_gate＝0.6，如果高于該門限值，則迭代處于收斂階段，用變步長方法更新訪問概率向量和步長因子，否則，迭代處于追蹤階段，用定步長方法更新訪問概率向量和步長因子；