[發明專利]一種基于ZCZ序列的MIMO前導序列生成方法及接收裝置

有效

• 申請號: 201410699785.6
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104468038B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 王海明;王宇;何世文;黃永明;張軍;洪偉;江華
• 申請（專利權）人: 江蘇中興微通信息科技有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李玉平

技術領域

本發明提供一種基于ZCZ序列的MIMO(多輸入多輸出，Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)前導序列生成方法及接收裝置，并提供一種多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)的前導序列集合的幀格式，屬于通信技術領域。

背景技術

隨著無線局域網(Wireless Local Access Network,WLAN)技術的高速發展，各種各樣的WLAN設備如智能手機、平板電腦等正大量涌現，人們在各種室內無線網絡的傳輸數據率的要求也日益增加。在未來短距無線通信系統中支持更高的數據率成為對目前無線通信技術的巨大挑戰。傳統觀點認為，增加帶寬被認為是提高傳輸數據率的最直接也最有效的手段。

隨著以MIMO技術為代表的無線通信技術的發展，如何通過利用空間維度以使系統獲得更高的吞吐率和更可靠的傳輸，已成為目前十分熱門的研究內容之一。對于MIMO無線通信接收機，同步和信道估計是實現高性能接收的關鍵之一。采用具有理想相關特性的序列作為導頻序列：利用理想相關序列的唯一非零峰值，可實現精確時間同步；利用零相關區，可消除多徑干擾，實現最優信道估計。另外，導頻序列的元素屬于有限符號集合可以降低接收機同步和信道估計的復雜度，便于設計快速相關器。理論已證明，同時具備理想自相關和理想互相關特性的序列集合不存在，因此，如何設計多天線間具有足夠長度零相關區的自相關和互相關，自相關旁瓣較低，互相關峰值較低，并且序列元素屬于有限符號集合的導頻序列集合成為關鍵點。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種基于ZCZ序列的MIMO前導序列生成方法及接收裝置。采用自相關和互相關特性好并且序列元素屬于有限符號集合的ZCZ序列集合，每根發射天線發射ZCZ序列集合中的一個ZCZ序列且這個ZCZ序列重復次，而且不同發射天線發射不同的ZCZ序列，ZCZ序列集合中ZCZ序列條數必須大于等于發射天線數。

技術方案：一種基于ZCZ(零相關區，Zero Correlation Zone，ZCZ)序列的MIMO前導序列生成方法，序列集合中的第q個ZCZ序列重復次構成第q根發射天線的前導序列。其中，q＝1,…,N_Tx，N_z表示一條ZCZ序列的長度，Q表示ZCZ序列條數，Z為零相關區的長度，N_Tx為發射天線數。

為了使能夠成為MIMO前導序列集合的構成單元，完成前導序列幀檢測、AGC、頻率同步、時間同步、信道估計以及前導序列結束標識等功能，選取具有如下性質的

(1)序列長度N_z的大小滿足頻率同步的要求，表示頻偏，T_s表示時間抽樣間隔，接收端做頻率同步時歸一化載波頻偏沒有整數頻偏，只需要估計歸一化載波小數頻偏，復雜度較低，其中歸一化頻偏指實際頻偏與N_zT_s之積。

(2)序列條數Q必須滿足Q≥N_Tx。

(3)零相關區長度Z必須滿足ZT_s≥τ_max，τ_max為最大多徑時延。

(4)序列集合的歸一化周期自相關最大旁瓣低于給定閾值T_a，歸一化周期互相關最大峰值低于給定閾值T_c，0＜T_a＜1,0＜T_c＜1，為滿足時間同步的魯棒性能所選取的值。

(5)序列元素屬于有限符號集合{+1,-1}或者{+1,-1,+j,-j}，便于設計快速相關器，降低接收端運算復雜度。

一種基于ZCZ序列的MIMO前導序列是指每根發射天線發射ZCZ序列集合中的一個ZCZ序列且這個ZCZ序列重復次，而且不同發射天線發射不同的ZCZ序列，ZCZ序列集合中ZCZ序列條數必須大于等于發射天線數。本發明確定每根天線的前導序列重復ZCZ序列的重復個數的方法的如下：

(1)利用延遲相關幀檢測算法得到在不同的信噪比、不同的閾值下的漏檢率和誤檢率，在滿足幀檢測性能的漏檢率和誤檢率條件下，確定延遲相關幀檢測算法中延遲相關值大于給定閾值的接收序列持續時間T，則用作幀檢測功能所需重復ZCZ序列的個數為表示x向上取整函數。