[发明专利]一种OFDM系统的帧同步方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统的帧同步方法与装置。

背景技术

帧同步是使通信系统中收、发两端的各路时隙脉冲相对应并保持一致，从而保证各话路正确地进行传输和接收，不致发生收发各路间的混乱。

CMMB(China Mobile Media Broadcasting，中国移动多媒体广播)系统中采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，是一种OFDM系统，OFDM系统具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强等优点，但OFDM系统对帧同步的要求很高。CMMB系统的信道环境恶劣，且支持高速移动，对系统帧同步提出了更高的要求。

现有帧同步方法通常采用相关算法实现，包括自相关算法和互相关算法两类。传统的互相关算法将接收信号序列与本地信号序列相关，具有相关曲线峰值突出的优点，能够较好的抵抗高斯噪声的干扰，但是基于传统互相关的帧同步方法不能有效的对抗载波频偏。在CMMB系统中，要求系统在存在较大的载波频偏时仍能正常工作，所以无法直接利用互相关算法。基于自相关的帧同步方法通常利用信息序列中相同的信号进行相关，如循环前缀、导频信号等，将接收信号序列延迟一定的时间间隔后与自己相关。这种自相关算法对载波频偏等干扰具有较强的抵抗能力，但采用这种方法获得的接收信号自相关曲线在峰值附近变化平缓，即所谓的平顶效应，使其难以在高斯噪声较大的情况下准确检测帧的起始位置。

可见，现有的采用相关算法的OFDM系统中的帧同步方法不能同时有效对抗载波频偏和多径信道的影响，因此无法满足比如CMMB系统等采用OFDM技术的系统对于帧同步的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种OFDM系统的帧同步方法，能够同时有效对抗载波频偏和多径信道的影响，满足诸如CMMB系统等采用OFDM技术的系统对于帧同步的要求。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种OFDM系统的帧同步方法，包括如下步骤：

(a)对接收信号序列与本地同步信号序列进行分段互相关运算，并对结果进行归一化，得到归一化的分段互相关结果corr_cross(k)；

(b)对归一化的分段互相关结果corr_cross(k)进行自相关运算，并对结果进行归一化，得到归一化的自相关结果corr_auto(k)；

(c)对归一化的自相关结果corr_auto(k)进行差分运算，得到差分运算结果diff_value(k)，取diff_value(k)过预设门限的第一个峰值点作为帧的起始位置；

(d)根据步骤(c)所确定的帧起始位置调整接收信号序列位置，输出同步后的接收信号。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(a)中，所述分段的段数为M，M为自然数，在OFDM系统存在的相对频偏为ε时，M由下式确定：

corr_cross(k)≥δ，

其中δ为预先设定的数值，δ的值在0到1之间。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(b)中，所述自相关运算为将归一化的分段互相关结果corr_cross(k)延迟一个同步信号的长度N后与归一化的分段互相关结果corr_cross(k)本身相关。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当用于CMMB系统时，步骤(c)中，所述预设门限在CMMB系统的带宽为2M Hz时取0.0004，在CMMB系统的带宽为6M/7M/8M Hz时取0.0002。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种OFDM系统的帧同步装置，包括依次相连的分段互相关模块、自相关模块、差分模块、选择模块和调整模块，其中：

所述分段互相关模块，用于对接收信号序列与本地同步信号序列进行分段互相关运算，并对结果进行归一化，输出归一化的分段互相关结果corr_cross(k)；

所述自相关模块，用于对归一化的分段互相关结果corr_cross(k)进行自相关运算，并对结果进行归一化，输出归一化的自相关结果corr_auto(k)；

所述差分模块，用于对归一化的自相关结果corr_auto(k)进行差分运算，输出差分运算结果diff_value(k)；

所述选择模块，用于选取diff_value(k)的第一个峰值点作为帧的起始位置；

所述调整模块，用于根据所述选择模块所确定的帧起始位置调整接收信号序列位置，输出同步后的接收信号。