[发明专利]一种用于OFDM系统的采样率同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及OFDM通信系统中收发信机的采样率同步问题。

背景技术

现代通信系统中的基带信号处理一般由数字器件完成，收发信机需要进行A/D以及D/A变换。两者变换的速率不相等时，就会产生采样率偏差。采样率偏差会对接收信号的数字频谱和符号定时产生影响。收发信机的采样率由各自的晶振时钟控制，一般偏差很小，大多小于50ppm(百万分之一)。非常微小的采样率偏差对频谱造成扩展或压缩的影响一般可以忽略。但采样率偏差引起的符号定时误差由于是一个固定方向的变化量，因此在单次通信过程中，会不停地积累。所以在需要长时间连续通信的系统中，采样率偏差造成的定时误差的影响不可忽略。在OFDM系统中，较小的定时误差会造成子载波的相位旋转，完全可以由信道估计模块进行补偿，但当不断积累的定时误差超过了循环前缀长度，则定时误差会破坏子载波之间的正交性，导致性能急剧下降。因此在OFDM系统中，采样率同步的目的就是要将采样率偏差引起的符号定时误差限制的一定范围内。

采样率同步的过程可以分成采样率偏差估计和调整补偿这两个步骤。调整补偿的方法可以在硬件上调整采样率时钟或者在软件上插入删除采样点，比较容易实现。因此采样率同步的主要任务就是如何准确估计出采样率偏差的大小或者估计出其造成的符号定时误差的大小。

在OFDM通信系统中，一般是通过导频序列来估计符号的定时误差。由于定时误差会引起接收导频的相位旋转，且对不同子载波上的导频来说，相位旋转的角度是线性变化的，因此可以直接通过频域子载波相位旋转变化的斜率来估计定时误差。但这种方法受噪声和衰落的影响较大。Baoguo Yang和Khaled BenLetaief等人提出将延时锁相环用于OFDM系统的采样率同步(参见“TimeRecovery for OFDM Transmission”，IEEE J.Select.Areas Commun.，vol.16，Nov.1998)。延时锁相环原本用于CDMA系统的码元同步。在OFDM系统中，延时锁相环的鉴相部件由超前和滞后两次相关运算完成。首先定义本地超前和滞后导频序列s^e(k)，s^l(k)：

s^e(k)＝s(k)e^j2π(ξ/N)k，s^l(k)＝s(k)e^-j2π(ξ/N)k

其中s(k)为本地导频序列，ξ为延时滞后的点数，k为频域序号，N为FFT点数。接收端求出接收导频和s^e(k)，s^l(k)之间的相关值r^e(i)，r^l(i)：

re(i)=Σkp*(i,k)se(k),]]>rl(i)=Σkp*(i,k)sl(k)]]>

其中p(i，k)为接收到的第i个导频序列。