r>【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于步驟如下： (1) 設(shè)采樣位置計(jì)數(shù)器d = 0 ;初始化長(zhǎng)度為Ns/2的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器，即FIFO,用于存 儲(chǔ)格式為Rflfci(Cl) = {bsyn，d}的數(shù)據(jù)，其中bsyn為判斷位置d的定時(shí)度量M(d)是否超過(guò)設(shè) 定檢測(cè)門(mén)限λ的標(biāo)志位； (2) 令d = d+Ι，根據(jù)定時(shí)估計(jì)算法計(jì)算定時(shí)度量M(d)，并比較M(d)與檢測(cè)門(mén)限λ，若 M (d)多 λ，則 bsyn = 1，否則 b syn = 0 ; ⑶將數(shù)據(jù)Rflfci= Ib syn，d}存入FIFO中，若FIFO中的Rflfci (d)信息總數(shù)Nm滿足N M = Ns/2,則從FIFO讀出數(shù)據(jù)RflfC](d-Ns/2)，進(jìn)入步驟（4);否則返回步驟⑵； (4)若 Rflfci (d-Ns/2)和 Rflfci(Cl)滿足：bsyn(d-Ns/2) = bsyn(d) = 1，則 OFDM 定時(shí)同步檢 測(cè)成功，定時(shí)偏移估計(jì)量〗=，-風(fēng)/2 ,否則返回步驟（2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述步驟（2)中采用基于加權(quán)差分相關(guān)的定時(shí)估計(jì)算法計(jì)算定時(shí)度量M(d)，具體步驟為： (2-1)在極坐標(biāo)下，令已知具有兩段重復(fù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)信號(hào)為c(n) =Aew ·ΘΧρυ θ^}}， 接收信號(hào)為r(n+d) =A1^d) - exp ，其中，AcwSc (n)的幅值，Θ咖為c (n)的相 位，A^n+d)S；r(n+d)的幅值，Θ 為 r(n+d)的相位； (2-2)將接收信號(hào)中長(zhǎng)度為Ns/2的數(shù)據(jù)段與已知前導(dǎo)信號(hào)c(n)共輒相乘得到 r0(n，d)，具體由公式：給出，其中凡為1幀包含的OFDM符號(hào)數(shù)，N = N s+NgS 1個(gè)OFDM符號(hào)中數(shù)據(jù)與循環(huán)前 綴的總個(gè)數(shù)，隊(duì)為IFFT/FFT大小，NgS OFDM符號(hào)的循環(huán)前綴數(shù)； (2-3)將序列r。(n, d)以間隔m，m = 1，…，M。計(jì)算差分相關(guān)p (m, d)，得到M。個(gè)差分相 關(guān)值，具體由公式：給出，其中，Ns/2-m為求和項(xiàng)的數(shù)目，M。為可調(diào)參數(shù)，且為正整數(shù)，當(dāng)M。= 1時(shí)，差分相 關(guān)結(jié)果p(l, d)直接用于計(jì)算定時(shí)度量，即M(d) = p(l, d);當(dāng)MQ>1時(shí)，對(duì)p(m, d)進(jìn)行加權(quán) 求和后用于計(jì)算定時(shí)度量。 (2-4)采用系數(shù)為1/M。的平均加權(quán)，得到相關(guān)函數(shù)P⑷，具體由公式：給出； (2-5)用數(shù)據(jù)段的能量歸一化，得到基于加權(quán)差分相關(guān) 的歸一化定時(shí)度量M (d)，具體由公式：給出。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述步驟（2-4)中M。的取值為：若N s= 64,則M2 ;若N s= 128,則M3 ;若N s= 256， 則 Μ。彡 4 ;若 Ns= 512,則 Μ。彡 6 ;若 Ns= 1024,則 Μ。彡 8。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于： 所述步驟（2-2)中將接收信號(hào)中長(zhǎng)度為隊(duì)/2的數(shù)據(jù)段與已知前導(dǎo)信號(hào)c(n)共輒相乘得 到 r<](n，d)，具體方法為：令已知前導(dǎo)信號(hào)c(n)的幅值為Iw= 1，則r<](n，d)的相位為，共輒相乘在FPGA中僅通過(guò)加法器實(shí)現(xiàn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述步驟（2-2)中將接收信號(hào)中長(zhǎng)度為隊(duì)/2的數(shù)據(jù)段與已知前導(dǎo)信號(hào)c(n)共輒相乘得到 r0(n，d)以及步驟（2-3)中將序列rQ(n，d)以間隔m，m= 1，···，Μ。計(jì)算差分相關(guān)p(m，d)， 得到Μ。個(gè)差分相關(guān)值，具體方法為：令接收信號(hào)r (η)和已知前導(dǎo)信號(hào)c (η)的幅值為A 4+d) =A。w = 1，則r。(n, d)的相位為，幅值為的相位為幅值為Ap0n,d)= 1，步驟（2-2)中共輒相乘和步驟（2-3)中差分相 關(guān)在FPGA中通過(guò)加法器和移位寄存器實(shí)現(xiàn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述步驟（2-1)中具有兩段重復(fù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)信號(hào)具體為：c = [A A]，其中A為長(zhǎng)度為Ns/2的 復(fù)隨機(jī)序列。在OFDM系統(tǒng)的頻域，將長(zhǎng)度為Ns/2的MPSK/MQAM調(diào)制的復(fù)隨機(jī)序列映射到 長(zhǎng)度為隊(duì)的OFDM頻域序列的奇數(shù)子載波上，偶數(shù)子載波上均為0,并對(duì)映射后的頻域序列 進(jìn)行N s點(diǎn)的IFFT后得到時(shí)域具有兩段重復(fù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號(hào)，發(fā)送端時(shí)域具有兩段重復(fù)結(jié) 構(gòu)的前導(dǎo)符號(hào)c (η)，具體由公式：給出，其中C(k)為頻域前導(dǎo)符號(hào)第k個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)，隊(duì)為IFFT/FFT的大小。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述步驟⑵中的檢測(cè)門(mén)限λ根據(jù)系統(tǒng)要求的檢測(cè)概率P d和虛警概率Pf設(shè)置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：檢 測(cè)概率Pd表示正確檢測(cè)情況發(fā)生的概率，當(dāng)采樣點(diǎn) ε和e+Ns/2處定時(shí)度量值均超過(guò)檢測(cè) 門(mén)限時(shí)，判斷為檢測(cè)成功，檢測(cè)概率Pd由公式： Pd = P Di · Pd2 = P (d)彡 λ I d = ε } · P {M (d)彡 λ I d = ε +N s/2} 給出，其中PD1和P D2分別為定時(shí)度量M(d)的兩個(gè)峰值點(diǎn)的檢測(cè)概率，且P D1和P D2相互 獨(dú)立；檢測(cè)概率Pdi和Pd2分別表示采樣點(diǎn)ε和e+Ns/2處為定時(shí)度量的峰值且超過(guò)檢測(cè)門(mén) 限的概率。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，其特征在于：所 述虛警概率Pf由以下四種情況統(tǒng)計(jì)獲得： (i) 采樣點(diǎn)ε與e-Ns/2處定時(shí)度量值均超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，則虛警概率由公式： PF1 = P {M (d) λ I d = ε -N s/2, d = ε } =P{M(d)彡 λ |d = ε -Ns/2} · P{M(d)彡 λ |d = ε } 給出； (ii) 采樣點(diǎn)e+Ns/2與ε+隊(duì)處定時(shí)度量值均超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，則虛警概率由公式： Pf2= P {M(d)彡 λ I d = ε +N s/2, d = ε +Nj =P{M(d) ^ λ |d = ε +Ns/2} · P{M(d) ^ λ |d = ε +Ns} 給出； (iii) 采樣點(diǎn)ε +1與ε +l+Ns/2處定時(shí)度量值均超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，I e [1，L]表示第I 條多徑信道，則虛警概率由公式： PF3(1) =P{M(d) ^ λ |d= ε+1, d = ε+l+Ns/2} =P {Μ (d)多 λ I d = ε +1} · P {Μ (d)多 λ I d = ε +1+NS · 2} 給出； (iv) 采樣點(diǎn)d與d+Ns/2處的定時(shí)度量值均超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，則虛警概率由公式：給出，其中，S = { ε _Ns/2, ε，ε +Ns/2, ε +1}表示情況⑴、情況（ii)、情況（iii)以 及正確檢測(cè)情況下的采樣位置，D = {1，一,MsXNi表示1幀數(shù)據(jù)的采樣位置，其中，MsS 1 幀包含的OFDM符號(hào)數(shù)，N = Ns+NgS 1個(gè)OFDM符號(hào)中數(shù)據(jù)與循環(huán)前綴的總個(gè)數(shù)，N 3為IFFT/ FFT大小，義為OFDM符號(hào)的循環(huán)前綴數(shù)； 虛警概率Pf由公式：給出，其中，Nf= MsXN-I為虛警情況發(fā)生的總次數(shù)。
【專利摘要】一種多徑信道下的OFDM定時(shí)同步檢測(cè)方法，首先完成定時(shí)同步檢測(cè)系統(tǒng)初始化，包括采樣位置計(jì)數(shù)器和先進(jìn)先出存儲(chǔ)器的初始化；然后將基于加權(quán)差分相關(guān)的定時(shí)估計(jì)方法計(jì)算得到的定時(shí)度量與設(shè)置的檢測(cè)門(mén)限進(jìn)行比較；最后確定OFDM定時(shí)偏移估計(jì)量，本發(fā)明中的方法只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的具有兩段重復(fù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號(hào)，避免了加擾等處理惡化OFDM信號(hào)的功率譜特性；采用兩種基于極坐標(biāo)的簡(jiǎn)化方法實(shí)現(xiàn)，具有較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度；采用一種基于加權(quán)差分相關(guān)的定時(shí)估計(jì)方法，定時(shí)估計(jì)過(guò)程不受載波頻偏的影響；提供了一種聯(lián)合分析與仿真的性能評(píng)估方法，可以在多徑衰落信道下設(shè)置滿足系統(tǒng)檢測(cè)概率與虛警概率要求的檢測(cè)門(mén)限。
【IPC分類】H04L27/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105187351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510484529
【發(fā)明人】馬云思, 周三文, 閆朝星
【申請(qǐng)人】北京遙測(cè)技術(shù)研究所, 航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日