基于cazac序列的ofdm訓(xùn)練符號(hào)生成及同步方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，以及利用這種OFDM訓(xùn)練符號(hào)的同步方法。生成方法包括以下步驟：生成CAZAC序列及CAZAC移位共軛序列；將CAZAC序列與CAZAC移位共軛序列相乘，得到變換序列；將CAZAC序列乘上固定頻偏，再與CAZAC序列以及變換序列組合得到OFDM訓(xùn)練符號(hào)。本發(fā)明訓(xùn)練序列采用CAZAC及其變換序列，直接在時(shí)域生成，降低了復(fù)雜度，根據(jù)CAZAC序列的取值以及其變換序列循環(huán)移位點(diǎn)不同攜帶足夠參數(shù)信息，包括FFT大小、保護(hù)間隔大小、SISO/MISO模式以及離散導(dǎo)頻模式，減少了后端運(yùn)算量，符號(hào)定時(shí)、小數(shù)倍頻偏估計(jì)及參數(shù)解調(diào)同時(shí)實(shí)現(xiàn)，同步快速。
【專利說明】 基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成及同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種無線通信系統(tǒng)中OFDM同步訓(xùn)練符號(hào)及定時(shí)和頻偏估計(jì)方法，可用于OFDM系統(tǒng)特別是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種高效的調(diào)制技術(shù)，不僅可以抵抗頻率選擇性衰落，而且具有較高的頻譜利用率，已廣泛用于無線廣播標(biāo)準(zhǔn)，如DAB (數(shù)字音頻廣播，DigitalAudio Broadcast)> DVB-T (地面數(shù)字電視廣播，Digital Video Broadcast-Terrestrial)以及最近提出的第二代標(biāo)準(zhǔn)DVB-T2 (第二代地面數(shù)字電視廣播)。
[0004]OFDM的缺點(diǎn)是對(duì)定時(shí)偏差和頻率偏移非常敏感，若系統(tǒng)存在定時(shí)誤差，將會(huì)引起符號(hào)間串?dāng)_和數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)；若存在頻率偏移，系統(tǒng)子載波間的正交性會(huì)被破壞，引發(fā)同信道干擾。因此，在OFDM接收端，必須實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間與頻率同步。
[0005]基于DVB-T2 系統(tǒng)中訓(xùn)練符號(hào) PI, DVB document A133 文件“ImplementationGuidelines for a Second Generation Digital Terrestrial Television BroadcastingSystem (第二代地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)實(shí)施手冊(cè)，DVB-T2)”基于相關(guān)原理給出了定時(shí)頻偏估計(jì)算法 CBS 法，Doblado J G 等人在“Coarse time synchronization for DVB-T2(DVB-T2系統(tǒng)時(shí)域粗同步)”中對(duì)CBS法做了深入研究，指出由于定時(shí)度量函數(shù)存在平頂，在高斯信道下該算法所提供的定時(shí)精度不高。隨后有較多學(xué)者對(duì)CBS法做了改進(jìn)，如結(jié)合最大似然估計(jì)法提供定時(shí)頻偏估計(jì)，雖然仿真結(jié)果證明該方法性能較優(yōu)，但是最大似然法復(fù)雜度較高，相關(guān)器的數(shù)目和滑動(dòng)濾波器的數(shù)目為CBS法中所需值的兩倍。Viemann A等人在“Implementation-friendly synchronization algorithm for DVB_T2(易于實(shí)現(xiàn)的DVB-T2同步算法)”對(duì)CBS法中做相關(guān)的單元以及滑動(dòng)濾波的點(diǎn)數(shù)做了修改，定時(shí)度量函數(shù)為尖銳的三角峰，同步性能有了較大提升。上述文獻(xiàn)的同步算法始終以CBS法為框架，未改變Pl序列。Pl序列有其固有缺陷:攜帶參量少，僅包含F(xiàn)FT大小和SIS0/MIS0模式，同步之后仍需計(jì)算保護(hù)間隔大?。簧蓮?fù)雜，包括DBPSK調(diào)制、加擾、補(bǔ)零、逆FFT等運(yùn)算。因此找到一個(gè)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低且同步估計(jì)精度高的訓(xùn)練符號(hào)及其同步方法是數(shù)字電視通信系統(tǒng)中的重要問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的旨在提供一種基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，以及利用這種OFDM訓(xùn)練符號(hào)的同步方法，來改善現(xiàn)有技術(shù)OFDM訓(xùn)練符號(hào)復(fù)雜度高但同步精度低的問題。
[0007]依據(jù)上述目的，實(shí)施本發(fā)明的基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，包括以下步驟:生成CAZAC序列及CAZAC移位共軛序列；將CAZAC序列與CAZAC移位共軛序列相乘,得到變換序列；將CAZAC序列乘上固定頻偏，再與CAZAC序列以及變換序列組合得到OFDM訓(xùn)練符號(hào)。
[0008]依據(jù)上述主要特征，CAZAC序列的表達(dá)式為
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，其特征是，包括以下步驟: 生成CAZAC序列及CAZAC移位共軛序列； 將CAZAC序列與CAZAC移位共軛序列相乘，得到變換序列； 將CAZAC序列乘上固定頻偏，再與CAZAC序列以及變換序列組合得到OFDM訓(xùn)練符號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，其特征是，CAZAC序列的表達(dá)式為
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，其特征是，OFDM訓(xùn)練符號(hào)為S
4.如權(quán)利要求2所述的基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，其特征是，r取接近N且與N互質(zhì)的正整數(shù)，λ取小于N且相差Ν/2點(diǎn)的兩數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的基于CAZAC序列的OFDM訓(xùn)練符號(hào)生成方法，其特征是，N為2的整數(shù)次冪,^有3Ν個(gè)采樣點(diǎn)。
6.一種利用權(quán)利要求1的OFDM訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行同步的方法，其特征是，包括以下步驟: 將本地CAZAC序列與接收信號(hào)相關(guān)，得到第一相關(guān)公式，對(duì)第一相關(guān)公式做歸一化處理； 根據(jù)歸一化的第一相關(guān)公式解出CAZAC序列，得到第一個(gè)定時(shí)點(diǎn)； 將本地CAZAC移位共軛序列與接收信號(hào)相關(guān)，得到第二相關(guān)公式，對(duì)第二相關(guān)公式做歸一化處理； 根據(jù)歸一化的第二相關(guān)公式解出CAZAC移位共軛序列，得到第一個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值； 根據(jù)解出的CAZAC序列和CAZAC移位共軛序列得到系統(tǒng)的參數(shù)信息； 將接收信號(hào)消掉固定頻偏后與延遲N點(diǎn)的接收信號(hào)相關(guān)得到第二個(gè)定時(shí)點(diǎn)和第二個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值； 根據(jù)第一個(gè)定時(shí)點(diǎn)、第二個(gè)定時(shí)點(diǎn)、第一個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值和第二個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值估計(jì)系統(tǒng)符號(hào)定時(shí)點(diǎn)和系統(tǒng)小數(shù)倍頻率偏移值； 根據(jù)差分相關(guān)估計(jì)整數(shù)倍頻率偏移值。
7.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征是，第一相關(guān)公式為
8.如權(quán)利要求7所述的同步方法，其特征是，根據(jù)歸一化的第一相關(guān)公式，得
9.如權(quán)利要求7所述的同步方法，其特征是，根據(jù)歸一化的第一相關(guān)公式，由
10.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征是，第二相關(guān)公式為
11.如權(quán)利要求10所述的同步方法，其特征是，根據(jù)歸一化的第二相關(guān)公式，得
12.如權(quán)利要求10所述的同步方法，其特征是，根據(jù)歸一化的第二相關(guān)公式，由
13.如權(quán)利要求8或11所述的同步方法，其特征是，根據(jù)r值和λ值得到系統(tǒng)參數(shù)信息。
14.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征是，對(duì)接收數(shù)據(jù)做相關(guān)得
15.如權(quán)利要求6所述的同步方法，其特征是，估計(jì)系統(tǒng)符號(hào)定時(shí)點(diǎn)和系統(tǒng)小數(shù)倍頻率偏移值時(shí)，系統(tǒng)符號(hào)定時(shí)點(diǎn)取第一個(gè)定時(shí)點(diǎn)和第二個(gè)定時(shí)點(diǎn)的最小值，系統(tǒng)小數(shù)倍頻率偏移值為第一個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值和第二個(gè)小數(shù)倍頻率偏移值的平均值，估計(jì)到系統(tǒng)小數(shù)倍頻率偏移值后再補(bǔ)償?shù)较到y(tǒng)中。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK103532898SQ201310138690
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】葛建華, 王麗華, 劉剛, 張文軍, 管云峰 申請(qǐng)人:上海數(shù)字電視國家工程研究中心有限公司, 西安電子科技大學(xué)