[發明專利]一種基于FIR濾波器的OFDM定時度量估計方法

有效

• 申請號: 201611091918.7
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106789807B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 馬云思;閆朝星;周三文;付林罡;劉同領;馬榮
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

本發明提供了一種基于FIR濾波器的OFDM定時度量估計方法，該方法的步驟如下：首先，將接收信號與其自身延時信號，共軛相乘，得到M₀個接收差分序列；將M₀個接收差分序列進行FIR濾波，得到M₀路濾波輸出p(m,d)；將M₀路濾波輸出p(m,d)進行平均，得到平均值P(d)，并采用OFDM接收信號能量R(d)對平均值P(d)進行歸一化，得到基于FIR結構的符號定時同步方法的歸一化定時度量M(d)；最后，求取歸一化定時度量M(d)的最大值所對應的d即可得到即可得到OFDM符號定時估計量該方法基于FIR濾波器，在工程實現中可以通過不同系數的FIR濾波器的模塊化處理計算定時度量，實現OFDM解調器中接收信號流的實時高速處理，有效降低實現復雜度，減少硬件資源，節約成本。

技術領域

本發明屬于數字無線通信傳輸技術領域，涉及一種測控通信系統中基于FIR濾波器的OFDM解調器的符號定時度量估計結構。

背景技術

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)能夠提供大容量的信息傳輸，并解決測控終端傳輸高速數據時無線信道性能變差的問題，具有頻譜利用率高，抗頻率選擇性衰落等優點，已經被國際遙測協會列為下一代集成增加遙測網絡計劃的技術方案之一。在測控通信的復雜多徑信道下，OFDM可以提供一種高速、高效且安全的數據傳輸方案，有效緩解日趨緊張的頻譜資源，改善單載波測控系統的抗干擾能力。

在OFDM接收解調過程中，首先需要通過符號定時同步確定FFT變換的窗口位置，保證子載波之間的正交性。常用的符號定時同步算法如文獻“Schmidl T,Cox D C.RobustFrequency and Timing Synchronization for OFDM[J].IEEE Transactions onCommunications,1997,45(12):1613～1621.”中S&C算法采用時域前后兩段相同的前導符號共軛相關進行符號定時同步，但OFDM符號的循環前綴導致定時同步位置存在模糊。為了改善S&C算法的定時同步性能，Ren在文獻“Ren G L,Chang Y,Zhang H,etal.Synchronization Methods Based on a New Constant Envelope Preamble for OFDMSystems[J].IEEE Transactions on Broadcasting,2005,51(1):139～143.”中采用偽隨機序列對前后兩段相同的前導符號進行加權，解調器中對加權后的前導符號前后兩段共軛相關進行符號定時同步，但偽隨機序列對OFDM前導符號加權會增加OFDM信號功率譜的帶外泄漏。

針對上述常用符號定時同步算法存在的問題，文獻“Awoseyila A B,etal.Robust Time-domain Timing and Frequency Synchronization for OFDM Systems[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics,2009,55(2):391～399.”和文獻“MaY S,Zhou S W,Yan C X,et al.Design of OFDM Timing Synchronization Based onCorrelations of Preamble Symbol[C]//2016 IEEE 83rd Vehicular TechnologyConference:VTC 2016-Spring,Nanjing.”中分別提出了兩種符號定時同步方法，可以在不影響OFDM信號功率譜性能的情況下獲得具有脈沖特性的定時度量，有效提高多徑衰落信道下OFDM符號定時同步性能，適用于復雜多徑信道特性下的測控通信系統，但二者的定時度量計算量大、工程實現結構復雜、硬件資源占用率高。以后者為例，在計算定時度量過程中需要計算多個差分相關函數顯然，僅該步驟中每個差分相關函數的計算就分別需要N-m次復乘和求和運算，導致算法的計算量大，實現結構復雜。

發明內容