[發明專利]一種基于OFDM的數字地震儀數據傳輸系統及其同步方法

無效

• 申請號: 201110143377.9
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102238124A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 羅仁澤;戈勇華;黨煜蒲;黃元溢
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 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

1.一種基于OFDM的數字地震儀數據傳輸系統及其同步方法，其特征在于：傳輸系統采用正交頻分復用技術作為其傳輸體制，其發射機結構包括：編碼模塊2、符號映射模塊3、串/并模塊4、反傅里葉變換（IFFT）模塊5、并/串模塊6、訓練序列模塊7、功率分配模塊8、疊加模塊9、插入保護間隔模塊10、模數轉換模塊11；接收機結構包括：模數轉換模塊13、同步和信道估計模塊14、訓練序列與數據分離模塊17、去除保護間隔模塊18、串/并模塊19、傅里葉變換（FFT）模塊20、并/串模塊21、符號解映射模塊22、解碼模塊23。

2.根據權利要求1所述的一種基于OFDM的數字地震儀數據傳輸系統及其同步方法，其特征在于：發射機結構中的編碼模塊2主要實現保證地震采集數據在信道的可靠傳輸；符號映射模塊3將編碼后的二進制數據映射為對應的復數信號；串/并模塊4將高速率串行信號變成多路并行的低速率信號；反傅里葉變換模塊5將映射后數據調制在相互正交的子載波上；并/串模塊6將并行信號變成串行信號；功率分配模塊8主要實現地震數據與訓練序列的功率分配；疊加模塊9實現訓練序列線性疊加在OFDM地震數據符號上；插入保護間隔模塊10用于保護子載波間的正交性，減少OFDM符號碼元間的干擾；模數轉換模塊11將數字OFDM符號變成模擬信號。

3.根據權利要求1所述的一種基于OFDM的數字地震儀數據傳輸系統及其同步方法，其特征在于：接收機結構中的模數轉換模塊13將接收的模擬信號變成數字信號；同步和信道估計模塊14實現OFDM符號的同步，確定傅里葉變換窗口的起始位置和傳輸信道的脈沖響應特性，便于疊加訓練序列與地震數據的分離；訓練序列與數據分離模塊17利用信道的脈沖響應函數將訓練序列與地震數據進行分離；去除保護間隔模塊18將OFDM符號前面的循環前綴去除，提取完整的OFDM符號；串/并模塊19將串行的OFDM符號變成并行的OFDM數據；傅里葉變換模塊20與反傅里葉變換相對應，對信號進行解調；并/串模塊21將解調后的并行信號變成串行數據；符號解映射模塊22與符號映射相對應，實現復數信號解調成對應的二進制數字比特流；解碼模塊23實現地震數據的解碼。

4.一種基于OFDM的數字地震儀數據傳輸系統及其同步方法，其特征在于：包括發射端對發射信號處理的步驟和接收端對接收信號處理的步驟：

發射端對發射信號處理的步驟如下：

步驟1?利用CAZAC序列構造長度為???????????????????????????????????????????????的序列，所構造的序列為復數序列；

步驟2?將序列進行點的IFFT，得序列為；

步驟3?取序列的共軛結構為序列；

步驟4?將長度均為的序列和進行合并為長度為的序列，表達式如下：

步驟5?將序列進行重復一次得序列為；

步驟6?取序列的共軛結構為序列，并將長度均為的序列和進行合并得長度為的訓練序列，表達式如下：

步驟7?將訓練序列與長度為的OFDM數據符號進行線性疊加后，得序列，其數學表達式為：

其中，?為功率分配因子，且取值范圍為；

步驟8?將疊加后的序列加入循環前綴，得到最終的發射數據為，其數學表達式為：

其中，表示循環前綴的長度，?為OFDM數據符號的長度，且；

接收端對接收信號的處理步驟如下：

步驟9?將本地訓練序列添加長度為的點循環前綴后，得到本地序列為，其數學表達式為：

步驟10?將本地訓練序列分成四段與接收信號進行共軛相關，得到四個相關值；

步驟11?將四個相關值進行累加求平均，得到最終的目標函數值，其數學表達式為：

其中，“*”表示取共軛，為整數，表示接收信號與本地序列的相對滑動位置，表示接收信號，表示本地訓練序列；

步驟12通過設定門限值，使目標函數超過門限值的值判為時間同步位置；

步驟13?在取得上述精確時間同步下，利用目標函數進行相位信息提取，得到頻偏估計值為，即：

其中，表示時間同步位置，

步驟14?進行頻偏補償。