[發(fā)明專(zhuān)利]OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510494112.1
• 申請(qǐng)日: 2015-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105024966B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;韓方召;郭漪;葛建華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/26
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;黎漢華

本發(fā)明公開(kāi)了OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)單一尖銳定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)峰值，以及確定理想定時(shí)位置耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，其實(shí)現(xiàn)步驟為：1、生成訓(xùn)練序列，并將訓(xùn)練序列插入到負(fù)載數(shù)據(jù)包前；2、在接收端，計(jì)算滑動(dòng)窗口起始位置時(shí)刻的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)值；3、在任意時(shí)刻，對(duì)該時(shí)刻之前M個(gè)時(shí)刻的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)取平均；4、確定定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)均值的加權(quán)系數(shù)；5、根據(jù)獲取的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)均值和加權(quán)系數(shù)計(jì)算動(dòng)態(tài)門(mén)限；6、比較定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)值與動(dòng)態(tài)門(mén)限值，直至檢測(cè)出當(dāng)前負(fù)載數(shù)據(jù)包的理想定時(shí)位置，按此機(jī)制持續(xù)工作以獲得以后每個(gè)數(shù)據(jù)包的理想定時(shí)位置。本發(fā)明能在低信噪比環(huán)境下定時(shí)準(zhǔn)確，且實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種符號(hào)定時(shí)同步方法，可用于OFDM系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)的符號(hào)定時(shí)同步

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)是一種多載波傳輸技術(shù)，它通過(guò)串并變換將高速的數(shù)據(jù)流分解速率較低的數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制成相互正交的子載波，各子載波頻譜之間互相重疊，利用這些優(yōu)點(diǎn)可以有效提高頻譜利用率并抵抗信道干擾。

OFDM技術(shù)雖然有著很多優(yōu)勢(shì)但與單載波相比，多載波技術(shù)的應(yīng)用使其對(duì)時(shí)域同步和頻域同步的要求非常嚴(yán)苛，如果不能建立良好的時(shí)頻域同步，系統(tǒng)將受到嚴(yán)重的干擾，無(wú)法取得正確的解調(diào)結(jié)果。定時(shí)同步用于確定FFT解調(diào)窗口的起始位置，因此若要取得良好的時(shí)頻域同步性能必須獲得良好的符號(hào)定時(shí)同步性能。

目前進(jìn)行OFDM符號(hào)定時(shí)的算法主要有兩類(lèi)：基于訓(xùn)練序列輔助類(lèi)型的符號(hào)定時(shí)方法和非訓(xùn)練序列輔助類(lèi)型的符號(hào)定時(shí)方法。基于訓(xùn)練序列的符號(hào)定時(shí)方法利用序列特有的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性獲取定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)，這種方法雖然在頻譜利用率方面比非訓(xùn)練序列輔助型方法低，但卻可以得到更精確的符號(hào)定時(shí)結(jié)果，而且在惡劣的信道環(huán)境下依然可以取得良好的性能。經(jīng)典的基于訓(xùn)練序列的符號(hào)定時(shí)方法有Schmidl方法、Minn方法和Park方法，這三種算法利用訓(xùn)練序列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用相應(yīng)的相關(guān)運(yùn)算方式獲得定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)，通過(guò)取最大值獲得定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)峰值，進(jìn)而確定訓(xùn)練序列的起始位置即理想的符號(hào)定時(shí)位置。

但是這些算法在實(shí)際運(yùn)用時(shí)卻存在明顯的問(wèn)題，主要有以下兩個(gè)方面：

一是峰值問(wèn)題：Schmidl方法在有循環(huán)前綴的情況下有平峰現(xiàn)象，在沒(méi)有循環(huán)前綴時(shí)在峰值附近下降平緩，同樣Minn方法也存在峰值不尖銳問(wèn)題，而且定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)還會(huì)出現(xiàn)較多的旁瓣，Park方法雖然會(huì)出現(xiàn)尖銳的主峰但還會(huì)伴隨兩個(gè)尖銳的副峰。

二是實(shí)時(shí)性問(wèn)題：Schmidl方法、Minn方法和Park方法都是通過(guò)獲取定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)的最大值來(lái)鎖定定時(shí)位置的，要獲取最大值就需要在一個(gè)符號(hào)內(nèi)連續(xù)比較，即獲取一個(gè)定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)時(shí)無(wú)法立即判斷其究竟是不是峰值，要判定一個(gè)定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)最大值至少需要等待一個(gè)OFDM符號(hào)周期才能確定，這就增加了符號(hào)定時(shí)過(guò)程處理時(shí)延，無(wú)法實(shí)時(shí)的完成符號(hào)定時(shí)同步。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步方法，以解決上述已有技術(shù)無(wú)單一尖銳的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)峰值，以及獲取峰值確定定時(shí)位置耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

(1)在OFDM系統(tǒng)的負(fù)載數(shù)據(jù)包前插入一個(gè)長(zhǎng)度為N的訓(xùn)練序列，N為OFDM系統(tǒng)的子載波個(gè)數(shù)；

(2)在OFDM系統(tǒng)的接收端，利用長(zhǎng)度為N的滑動(dòng)窗口對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，計(jì)算滑動(dòng)窗口起始位置m時(shí)刻的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)值F(m)；

(3)計(jì)算m時(shí)刻的動(dòng)態(tài)門(mén)限：