[发明专利]同步序列生成方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)系统中同步序列生成技术。

背景技术

OFDM是下一代无线移动通信的主要物理层技术。同步技术是OFDM系统的关键技术之一。同步技术主要包括：载波频偏估计，时间同步，符号同步等。

由于对于OFDM通信系统，载波频率偏移会引入信道间干扰(InterChannel Interference，简称“ICI”)，造成系统的有效信噪比(Signal Noise ratio，简称“SNR”)下降，系统性能恶化。为了使SNR下降小于0.1dB，最大频率偏移应该小于子载波间隔的1％。OFDM系统一般是采用跟踪环路进行频率偏移检测并估计出频率偏移值，然后进行频率补偿。

频率偏移的估计方法主要包括：根据OFDM Frame(帧)中专用的同步块进行分析估计，根据快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)输出的信号进行分析估计，利用OFDM符号的特性或者频谱进行分析估计等。

至今为止，已提出的频率偏移估计方式主要有以下几种。P.H.Moose提出：发送两个相同的OFDM符号，在接收端根据FFT的输出进行频率偏移估计。该方法适用于估计频率偏移小于1/2子载波间隔的情况。Schmidl和Cox提出：采用两个相同的短OFDM符号和一个长的OFDM符号进行频率偏移估计，频率补偿分为两个阶段，即补偿频率偏移的分数部分和补偿频率偏移的整数部分(多个子载波带宽)。Mandarini和Falaschi提出了基于频域导频符号的估计方法，即根据载波频移会引起导频符号的频谱搬移，设计导频符号具有梳状频谱，可以估计出频域偏移。这种方法最大可检测的频率偏移是梳状频点间隔的0.5倍，进一步，根据对峰值频率点附近两个频率点的分析，可以进一步提高频率偏移估计的性能。Jan-Jaap van de Beek等提出了利用OFDM符号中循环前缀和符号尾部信息之间的相关性进行频率偏移估计，可以估计出小于0.5个子载波间隔的频率偏移。此外，有的算法在频域上引入PN(伪噪声)序列，根据PN序列的相关性可以检测出由于频率偏移而造成的循环移位的大小，这种算法适合估计出整数部分的频率偏移。

在OFDM系统中，时间同步的基本原理是基于Preamble(导频)中两个相同部分的相关性。Schmidl和Cox采用一个前后半段完全相同的长度为2N的训练符号，根据前后两部分的相关性来进行同步。这种同步方法的主要缺点是时间同步精度差，很难找准最高峰。Tang等采用了PN序列，根据PN序列的相关性可以估计出时间同步。

在第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)长期演进(Long Term Evolution，简称“LTE”)的提案中，推荐的同步序列生成方案如图1所示。在图1中，根据序列A_N/4或B_N/4，结合一个固定训练序列[1，-1，1，1]生成初级同步序列(Primary Synchronization Code，PSC)，其中，序列A和序列B可以是GCL(Generalized Chirp like sequence)序列或者Frank序列。A_N/4即为四分之N的A序列(N为A和B序列的长度)，B_N/4即为四分之N的B序列，生成的同步序列可以是：PSC＝[X，-X，X，X]，其中的每个X可以是A_N/4或B_N/4，如PSC＝[A_N/4，-A_N/4，A_N/4，A_N/4]等等。

然而，本发明的发明人发现，上述的同步序列生成方式存在以下弊端：首先，采用GCL序列和Frank序列来构成同步序列，使得接收端检测复杂度比较高。主要因为：GCL序列和Frank序列不能采用递归匹配滤波器，因此造成接收端相关器计算复杂；此外，GCL序列的相关检测要求复数乘法运算，造成接收端计算复杂。其次，采用固定的训练序列使得同步序列无法携带额外的符号信息，没有充分利用已有资源。

发明内容

本发明实施方式要解决的主要技术问题是提供一种同步序列生成方法及其装置，使得相关检测的计算复杂度得以减少。