[發(fā)明專利]一種正交頻分復(fù)用信號(hào)的同步捕獲方法及接收端設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410086600.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103825859A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊蓉;蘇明月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 王丹;栗若木

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種正交頻分復(fù)用信號(hào)的同步捕獲方法及接收端設(shè)備。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用(Orthogonal?frequency?division?multiplexing，OFDM)是一種多載波技術(shù)，整個(gè)無(wú)線信道被劃分成為多個(gè)子信道，每個(gè)子信道上傳輸一路載波信號(hào)，每個(gè)子載波上攜帶者信息。其頻譜利用率高，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，采用了自適應(yīng)的調(diào)制方式，并且有較強(qiáng)的抗多徑衰落能力，在現(xiàn)代無(wú)線通信中正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。諸多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，例如數(shù)字音頻廣播（DAB）、數(shù)字視頻廣播（DVB-T）、局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE802.11）、專用短程通信技術(shù)（DSRC）等，都采用OFDM作為物理層通信技術(shù)，并且由于其突出的優(yōu)點(diǎn)，已然成為第四代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)之一。

同步對(duì)于所有的數(shù)字傳輸技術(shù)都很重要，而OFDM系統(tǒng)對(duì)同步偏差尤為敏感。由于OFDM子載波的頻譜相互重疊，對(duì)載波的正交性有著極為嚴(yán)格的要求，同步性能的好壞直接影響著接收信號(hào)的性能。符號(hào)定時(shí)偏移會(huì)引起符號(hào)的相位旋轉(zhuǎn)和符號(hào)間串?dāng)_，頻率偏移會(huì)破壞子載波之間的正交性，從而致使系統(tǒng)的性能降低。

目前，許多文獻(xiàn)提出了OFDM的同步算法，大致可以分為盲同步算法、半盲同步算法、非盲同步算法。這幾類算法各有優(yōu)勢(shì)，適用于不同的場(chǎng)合。對(duì)于突發(fā)分組傳輸?shù)腛FDM系統(tǒng)，通常會(huì)采用自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求（Automatic?Repeat?Request，ARQ）技術(shù)，對(duì)誤報(bào)率和信道估計(jì)的準(zhǔn)確度的要求有所降低。但由于子載波數(shù)目較少，適合利用訓(xùn)練序列進(jìn)行快速同步，即非盲同步算法，且傳輸?shù)姆纸M時(shí)間短，對(duì)同步捕獲的要求更高，通常要求單個(gè)訓(xùn)練符號(hào)內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)捕獲，因此對(duì)算法的精確度和收斂速度都有較高要求。

現(xiàn)有的基于訓(xùn)練序列的OFDM常用同步算法有：

SC算法，利用兩個(gè)OFDM符號(hào)形成的訓(xùn)練序列進(jìn)行定時(shí)和頻偏估計(jì)，這種方法頻率偏移估計(jì)精度高，但由于循環(huán)前綴（Cyclic?Prefix，CP）的存在，符號(hào)定時(shí)估計(jì)存在平頂，準(zhǔn)確性不高。Minn和Park優(yōu)化了SC算法，但定時(shí)度量出現(xiàn)的尖峰太多，存在較大誤差。文獻(xiàn)[1]（F.Wu,M.A.Abu-Rgheff,Time?and?Frequency?Synchronization?Techniques?for?OFDM?Systems?operating?in?Gaussian?and?Fading?Channels:A?Tutorial,Proc.of?the8th?Annual?Postgraduate?Symposium?on?the?Convergence?of?Telecommunications,Networking?a?Broadcasting(PGNET),June2007）中采用了Seung提出的定時(shí)算法，峰值尖銳，旁瓣較少，但頻偏估計(jì)在頻域進(jìn)行，需要進(jìn)行FFT變換，增加了算法的復(fù)雜性。文獻(xiàn)[2]（朱彥，張會(huì)生，駱艷卜.基于CAZAC序列的OFDM時(shí)頻同步算法[J].計(jì)算機(jī)仿真，2009，v.2611:130-133）中利用CAZAC（Const?Amplitude?Zero?Auto-Correlation，恒包絡(luò)零自相關(guān)）序列的強(qiáng)相關(guān)性，采用加權(quán)的方法，定時(shí)準(zhǔn)確，但在硬件量化處理時(shí)整數(shù)頻偏估計(jì)方法受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于CAZAC序列的OFDM信號(hào)的同步捕獲方案，可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、更快速的同步捕獲。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種正交頻分復(fù)用OFDM信號(hào)的同步捕獲方法，包括：

在接收端將長(zhǎng)度為N的OFDM信號(hào)中前一半或后一半長(zhǎng)度為N₁的序列與長(zhǎng)度為N₁的偽噪聲序列相乘，計(jì)算定時(shí)度量函數(shù)；

其中，N為接收端設(shè)備快速傅里葉變換/快速傅里葉逆變換的點(diǎn)數(shù)；N₁為N的一半；所述OFDM信號(hào)中訓(xùn)練序列的長(zhǎng)度為N，所述訓(xùn)練序列為功率因子的開(kāi)方乘以拼接序列；

所述拼接序列通過(guò)將重復(fù)序列中前一個(gè)子序列乘以所述偽噪聲序列得到；所述重復(fù)序列由兩個(gè)長(zhǎng)度為N₁的子序列構(gòu)成，所述子序列由頻域生成的長(zhǎng)度為N₁的恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列進(jìn)行快速傅里葉逆變換后得到；或所述重復(fù)序列通過(guò)對(duì)頻域生成的長(zhǎng)度為N₁的恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列進(jìn)行兩倍上采樣插零后再進(jìn)行快速傅里葉逆變換得到；

搜尋所述定時(shí)度量函數(shù)超過(guò)預(yù)定門(mén)限的最大值，該最大值所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)為定時(shí)估計(jì)點(diǎn)；