[發明專利]一種基于對稱CAZAC序列的OFDM系統同步方法

有效

• 申請號: 201110358069.8
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102413091A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 汪涵;朱磊基;施玉松;張力;張士柱;李鳳榮;邢濤;王營冠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及OFDM技術領域中的同步方法，特別是涉及一種基于對稱CAZAC序列的OFDM系統同步方法。

背景技術

自20世紀80年代以來，OFDM(正交頻分復用技術)不但在廣播式數字音頻和視頻領域得到廣泛的應用，而且已經成為無線局域網標準的一部分。

正交頻分復用(OFDM)技術，是一種多載波調制方法，通過減小和消除碼間串擾的影響來克服信道的頻率選擇性衰落。它的基本原理是將數據流分解成若干子比特流，這樣每個子數據流將具有低得多的比特速率，用這樣的低比特率形成的低速率多狀態符號再去調制相應的子載波，就構成了多個低速率符號并行發送的傳輸系統。它的優勢在于可以有效減少由于無線信道的時間彌散所帶來的符號間干擾，通過子信道頻譜相互重疊，達到最高頻譜利用率，而且OFDM容易實現，易于與其他多種接入方法結合使用。但是，OFDM存在容易受頻率偏差的影響和峰均比過高的問題，嚴重影響了OFDM系統的性能。

OFDM系統中，同步至關重要，因為同步錯誤會破壞子載波間的正交性，引入子載波間干擾和符號間干擾，許多算法被用于估計OFDM系統的定時和頻率偏移。按是否需要數據輔助進行分類，同步算法可以分為數據輔助和非數據輔助兩大類。其中非數據輔助算法不需要額外設計同步序列，節省了系統帶寬，提高了帶寬利用率，但同步性能比數據輔助算法差。而數據輔助算法則是利用一些隨機序列，通過捕獲定時度量函數的峰值完成定時同步，進而完成頻率同步。隨機序列主要是PN序列和CAZAC序列等一些自相關、互相關性能良好的隨機序列。如何設計更優的同步序列，產生尖銳定時度量函數相關峰，避免同步序列自身結構和循環前綴所引入的副峰值和峰值平臺的影響，提高同步準確率，是本領域研究人員比較關心的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于對稱CAZAC序列的OFDM系統同步方法，用以實現系統更高準確率的定時和頻率同步。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于對稱CAZAC序列的OFDM系統同步方法，包括以下步驟：

(1)構造具有四重對稱結構的CAZAC序列；

(2)使用復PN序列與CAZAC序列的第一部分和第三部分對應相乘，得到同步所需的序列，其中，復PN序列的長度是CAZAC序列長度的1/4；

(3)利用已知的復PN序列與接收信號第一部分和第四部分對應相乘，得到定時度量函數；

(4)搜索定時度量函數最大值，完成定時同步；

(5)利用前后兩個對稱序列的相位差得到小數倍頻率偏移估計；

(6)利用頻域上CAZAC序列的移位得到整數倍頻率偏移估計；

(7)完成頻率同步。

所述步驟(1)包括以下步驟：首先在頻域構造一個長度為N₁＝N/4的CAZAC序列，其中N為同步序列的長度，該序列可以表示為其中，j為虛數單位，r與N₁互質，k＝0，1，...，N₁-1；接著對c(k)進行插零處理，在頻域得到新的長度為N的序列μ(k)，μ(k)=c(k/4),kmod4=00,kmod4≠0,]]>其中，k＝0，1，...，N-1；最后對序列μ(k)進行N點IFFT變換，即可得到具有四重對稱結構的CAZAC序列T，T＝[A??A??A??A]。