[發明專利]一種基于索引調制的5G波形系統同步方法

有效

• 申請號: 201910979062.4
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110636024B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 馮興樂;王孟婕;李亮;朱文霞;劉敏靜
• 申請（專利權）人: 長安大學;西安圖訊信息科技有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于索引調制的5G波形系統同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將基于索引調制的濾波器正交頻分復用F-OFDM-IM系統的發送端并行數據分為索引比特數據和星座比特數據，星座比特數據經調制后映射到索引比特數據選取的激活子載波上，得到子載波映射數據，將子載波映射數據進行逆傅里葉變換、加循環前綴和子帶濾波后完成發送；在接收端依次進行子帶匹配濾波處理、去循環前綴、傅里葉變換操作之后，檢測激活子載波位置，估計出索引比特，并解調出星座符號信息；

S2、建立基于偽隨機序列與Zadoff-Chu序列的訓練序列，基于導頻的數據輔助型方法進行定時與頻偏估計；

S3、根據步驟S2設計的訓練符號結構，完成定時估計，定義定時度量函數；

S4、選取兩個OFDM-IM符號的循環前綴聯合進行小數倍頻偏估計，對接收信號進行小數倍頻偏補償，利用激活子載波與靜默子載波的功率差異進行整數倍頻偏估計，根據定時估計信息確定接收端傅里葉變換起始窗口，并根據估計頻偏值確定接收端解調載波頻率，完成系統同步，選取兩個OFDM-IM符號的循環前綴聯合進行小數倍頻偏估計具體為：

S4011、將兩個OFDM-IM訓練符號的循環前綴與相應的后半段復制部分數據分為3個小序列，其中1、3部分序列長度為總循環前綴長度的1/4，第2部分序列長度為總循環前綴長度的1/2；

S4012、分別選取兩個訓練符號的循環前綴與相應的后半段復制部分數據的第2部分做小數倍頻偏估計，確定兩個OFDM-IM符號的估計值ε₁和ε₂；

S4013、對步驟S4012估計的兩個值求平均得到最終估計值為：

其中，頻偏估計范圍為[-π,π)/2π＝[-0.5,0.5)；

整數倍頻偏估計過程具體為：

S4021、對時域接收信號進行小數倍頻偏補償，得到時域數據；

S4022、對時域數據w_l(n)進行整數倍頻偏估計補償去循環前綴，再進行FFT得到的頻域信號W_l(k)，得到代價函數；

S4023、通過帶入估計的整數倍相對頻偏，找到使代價函數最大的即為最終估計的整數倍相對頻偏，得到總的頻偏為其中，為代價函數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，索引比特數據負責選擇激活的子載波位置，星座比特數據負責進行星座調制，并將其放在激活子載波上來完成后續逆傅里葉變換、添加循環前綴、子帶濾波操作。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，訓練序列基于偽隨機序列與Zadoff-Chu序列的建立具體為：

S201、產生相應比特數量長度的偽隨機序列用來選擇激活子載波，偽隨機序列的長度根據激活子載波所需比特數確定，然后產生相應長度的Zadoff-Chu序列，將其放在相應激活子載波上進行發送，Zadoff-Chu序列的長度根據激活子載波數量確定；

S202、利用產生的偽隨機序列選擇激活子載波，然后將產生的Zadoff-Chu序列分別調制在激活子載波上進行逆傅里葉變換操作，所得到的時域符號則為第一個訓練符號；

S203、第二個訓練符號由第一個訓練符號進行共軛對稱操作得到，分別對一、二訓練符號進行加循環前綴操作得到兩個OFDM-IM符號，連接后得到最終的訓練符號。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，定時度量函數Q(δ)定義為：

其中，N表示逆傅里葉變換長度，N_g表示循環前綴長度，δ為長度為N的采樣區間中第一個采樣值對應的采樣時間值，r(k)為接收信號，P(δ)為每對樣值的相關求和，R(δ)為接收訓練符號的能量，用以對P(δ)進行歸一化。