[发明专利]一种OFDM通信系统的时间同步方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及通信领域，特别是一种OFDM通信系统的时间同步方法及装置。

背景技术

目前，正交频分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术被广泛应用至蜂窝通信、数字广播电视等无线通信系统中，相应的含有多根分布式天线的OFDM通信系统的时间同步方案是指OFDM通信系统的接收天线同步OFDM通信系统中的发射天线，需要完成以下两种任务：检测发射天线是否已经发射了信号；基于接收天线，确认发射天线发射信号的时间起点位置（即时间同步点），即为快速傅里叶变换（FFT:Fast Fourier Transform）窗的正确开始点。

而OFDM通信系统对时间同步精度要求较高，目前可以通过两种方式实现时间同步：基于循环前缀（CP:Cyclic Prefix）和训练序列，其中，该训练序列为时序或频域上完全已知的序列。

基于CP实现时间同步，主要通过“CP是OFDM时域信号末端的重复”这一特性进行时间同步，然而，基于CP实现时间同步，同步速度较慢，且同步定时范围较为粗略，抗噪声性能也较差。因此，在实际应用中，采用下述基于训练序列的方案实现OFDM通信系统的时间同步更为常见。

基于训练序列实现OFDM通信系统时间同步，大多在时域采用重复训练结构，例如IEEE802.16d协议中规定的前导码结构，通过搜索重复训练结构相关运算产生的相关峰峰值来实现时间同步。如图1所示，训练序列由两个相同的数据块组成，每个数据库长度为N/2，N为训练序列的长度。假设接收信号采样为r_n，求共轭、取平方及去模方操作分别用运算符号(g)^*、(g)²和|g|²表示，“CP”表示循环前缀、检测门限（或阈值）为T_h，此时定时度量(timingmetric)M(d)可表示为：

M(d)=|P(d)|2(R(d))2]]>

其中，P(d)和R(d)分别为：

由此，通过利用定时度量M(d)与阈值T_h进行逐个比较，从而寻找到FFT窗开始的位置，即时间同步点。其中，上述基于训练序列实现OFDM通信系统的时间同步方案中，要求检测的虚警概率不大于预先设定的虚警概率P_FA，假设噪声方差为s²，则检测门限可由下式求得：

Th=-2s2ln(PFA)]]>

其中，噪声方差s²可通过实际情况进行测量得到。

由上述基于训练序列实现OFDM通信系统的时间同步方案可知，检测发射机天线是否已经发射信号是实现OFDM通信系统时间同步的首要任务。然而，基于训练序列实现时间同步的精确度仍然不高，尤其是在信噪比较低的情况下，无法很好的检测发射信号是否存在，导致检测准确率偏低，漏检概率较高。

发明内容