[发明专利]一种应用于OFDM系统的符号定时同步和载波同步方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种应用于OFDM系统的符号定时同步和载波同步方法。

背景技术

正交频分复用，下文简称为OFDM，是一种进行高速数据传输的调制方案。OFDM调制方案将一组高速率的串行数据流分解为低速率的并行数据流，再用低速率的数据去调制相应的子载波，就形成了多个低速率数据并行发送的传输系统。其特点是，每个子载波相互正交，调制后的频谱可以互相重叠，这不仅减少了子载波间相互干扰，而且还大大提高了频率利用率。

由于OFDM技术具有抗频率选择性衰落和窄带干扰、频谱利用率高等优点而深受关注。OFDM已经成功的应用于数字音频广播系统(DAB)、数字视频广播系统(DVB)、无线电局域网(WLAN)，非对称数字用户环路(ADSL)等系统中。第四代移动通信技术的核心技术就是采用OFDM技术,其多载波的传输距离和图像信号的流畅性都要优于单载波技术,适用于强调无线语音和无线视频的实时性通信应急通信系统。

然而OFDM系统的传输性能受同步性能的影响很大。OFDM同步技术主要包括符号定时同步和载波同步两个方面。OFDM的优良传输性能得益于子载波间的相互正交特性，而由于发射端和接收端的晶振差异、多普勒效应等等都有可能引起发射端和接收端的载波频率不一致，这必将破坏子载波间的正交性，进而严重影响系统的传输性能。因而需要进行高精度的载波同步。另外，如果符号定时位置和实际的IFFT窗口起始位置不一致的话，将会引起符号间的干扰。

目前已有多种OFDM系统的同步方案被提出，分为非数据辅助同步和数据辅助同步。其中非数据辅助同步借助于传输数据的本身统计特性进行同步，其算法频谱利用率高但复杂度也高。在一般的突发传输的无线通信系统中不宜采用这种方法。其中数据辅助同步借助于训练序列和循环前缀（CP）进行同步，这个方法主要是利用数据间的相关特性，其算法复杂度低易于实现但频谱利用率稍有降低。在一般的突发传输系统中多采用这种同步技术。经查阅期刊论文发现，Timothy M.Schmidl和Donald C.Cox等人提出了SC算法（Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM,IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,VOL.45,NO.12,DECEMBER1997），Minn等人提出了Minn算法（On timing offset estimation for OFDM systems,IEEE Commun.Lett.,vol.4,pp.242–244,July2000），这两种算法复杂度较低，但是性能较差。Park等人（“A Novel Timing Estimation Method for OFDM Systems”IEEE COMMUNICATIONS LETTERS,VOL.7,NO.5,MAY2003）提出了一种性能极好的定时同步方案，但该方法每进行一次估计都要进行大量的乘法及相加运算，硬件开销太大，不易实现。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明提出了一种基于训练序列的复杂度低且性能良好的联合载波同步和定时同步的方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种应用于OFDM系统的符号定时同步和载波同步方法，包括以下步骤：

1）发射机在发射负载数据前先发送两个训练序列；

2）接收机对接收到的信号进行符号定时同步，根据公式获得d位置处信号的相关测度函数M(d)，其中，P(d)为d位置处互相关值，R(d)为d位置处的能量值，检测归一化相关测度函数M(d)峰值所在位置为第一训练序列开始位置；