一種基于前導符號差分相關的定時同步方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字無線通信傳輸技術領域，特別涉及在多徑衰落信道下應用于OFDM 系統(tǒng)的一種基于前導符號差分相關的定時同步方法。
【背景技術】
[0002] 正交頻分復用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)是一種多 載波調制技術。OFDM能夠提供大容量的信息傳輸，并解決了移動終端傳輸高速數(shù)據(jù)時無線 信道性能變差的問題，具有頻譜利用率高，抗多徑衰落等優(yōu)點。OFDM適用于寬帶衛(wèi)星通信 信道下的高速傳輸，例如歐洲衛(wèi)星標準DVB-SH設計了采用OFDM或TDM技術的混合地面與 衛(wèi)星的通信標準。隨著衛(wèi)星通信體制的發(fā)展，衛(wèi)星通信體制與地面移動通信體制的空中接 口問題成為下一步衛(wèi)星通信體制研宄的關鍵內容。目前，地面移動通信體制LTE的上行鏈 路采用單載波頻分多址復用（SC-FDMA)，下行鏈路采用正交頻分多址復用（0FDMA)體制，將 0FDM、信道編碼和HARQ技術相結合來克服發(fā)生在子信道上的深度衰落。
[0003] OFDM的基本原理如下：設輸入的高速串行數(shù)據(jù)流信息速率是Rb，符號間隔是Tb = 1/Rb。經(jīng)過串并變換（S/P)后，得到N路并行的子數(shù)據(jù)流，每個子載波上的信息速率降低為 輸入數(shù)據(jù)信息速率的1/N，符號間隔擴展為原來的N倍，子數(shù)據(jù)流信息速率為Rb/N，符號間 隔是Ts=NTb。將N路并行的子數(shù)據(jù)流在N個并行的正交子載波上分別進行調制，經(jīng)過并 串變換（P/S)后得到OFDM符號。假設無線信道的最大多徑時延為，由于OFDM系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)符號持續(xù)時間遠大于，可以有效克服多徑效應帶來的頻率選擇性衰落的影響。在 此基礎上，通過在每個OFDM符號前端加入循環(huán)前綴（CP)，且CP長度大于，就可以避免 多徑信道產生的符號間干擾（ISI)和載波間干擾（ICI)。OFDM的調制解調可以通過快速傅 里葉變換及其逆變換（FFT/IFFT)實現(xiàn)。
[0004] 發(fā)送端基帶OFDM符號第n個樣值表示為
[0005]
【主權項】
1. 一種基于前導符號差分相關的定時同步方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 、在長度為N的滑動窗內，將OFDM接收機的時域接收信號r (η)與時域前導符號 X (η)共軛相乘得到乘積函數(shù)P (n，d)，具體計算公式如下： p (n，d) = r (n+d) X*(η)，η = 0, 1，…，N_l，d = 0, 1，…，MsXN ; 其中，d為滑動窗的當前滑動位置；N為一個OFDM符號的采樣數(shù);MsS每幀內存在的 OFDM符號個數(shù)； (2) 、對步驟（1)計算得到的乘積函數(shù)p (n，d)進行差分相關得到相關函數(shù)R(n，d): R(n，d) = p (n，d) · p*(n_l，d)，η = 1，…，N_l，d = 0, 1，…，MsXN ; (3) 、將步驟（2)計算得到的差分相關數(shù)據(jù)進行時域求和得到定時度量Ψ((1):
(4) 、采用滑動窗長內的接收信號的能量對步驟（3)計算得到的定時度量進行歸一化， 得到歸一化后的定時度量M(d):
(5) 、對歸一化后的定時度量M(d)求取最大值，所述最大值對應的滑動窗當前滑動位 置d就是前導符號的起始位置估計值h即如果在d = Cltl時，M(d)取得最大值，則€ =名， 其中 dQ= 0, 1，…，MSXN。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于前導符號差分相關的定時同步方法，其特征在于： 在步驟（1)中，時域前導符號x(n)根據(jù)發(fā)送端采用MPSK或MQAM調制得到的頻域前導符號 X(k)經(jīng)過N點IFFT變換得到，其中，k = 0,…，Nu-I ;NU為有效子載波數(shù)，即頻域前導符號 X (k)的長度，且Nu彡N。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于前導符號差分相關的定時同步方法，其特征在于： 在步驟（5)中，在d = dQ時，M(d)取得最大值Mmax，且Mmax彡λ，其中，λ為設定的閾值且 0 ^ λ ^ 1〇
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于前導符號差分相關的定時同步方法，其特征在于： 在步驟（1)中，OFDM接收機的時域接收信號r(n)為經(jīng)過多徑衰落信道的信號，即： T-λ
J 其中，h(m)為多徑衰落信道的沖激響應函數(shù)，m = 0, 1，…，L-I，L為所述多徑衰落信道 的記憶長度，w(n)為多徑衰落信道的熱噪聲，ε為多徑衰落信道引入的符號定時偏差，V為 歸一化的載波頻率偏差。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于前導符號差分相關的定時同步方法，該方法應用于OFDM系統(tǒng)中，處理步驟包括：1、在滑動窗內將OFDM接收機的時域接收信號與時域前導符號進行共軛相乘；2、對滑動共軛相乘結果進行差分處理；3、差分相關數(shù)據(jù)求和計算定時度量；4、對定時度量進行歸一化；5、搜索歸一化度量值的最大值并確定前導符號的起始位置。本發(fā)明的定時同步方法的實現(xiàn)簡單，且不要需要采用特殊的前導結構，應用范圍更廣；同等信道條件下性能優(yōu)于傳統(tǒng)符號定時同步算法；在接收機中采用差分相關的結構得到定時度量，其性能不受載波頻率偏差的影響。
【IPC分類】H04L27-26, H04W56-00
【公開號】CN104735014
【申請?zhí)枴緾N201510065311
【發(fā)明人】馬云思, 周三文, 閆朝星, 孫婉瑩
【申請人】北京遙測技術研究所, 航天長征火箭技術有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月6日