[发明专利]一种OFDM系统的符号同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）系统的符号同步方法。

背景技术

OFDM系统是一种多载波调制系统，其技术要点是将信道分成若干个正交子信道，然后将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，再调制到在每个子信道上进行传输；该系统具有抗多径能力强、频谱利用率高等优点，因此在通信工程中广泛应用。

OFDM系统的数据同步主要包括：符号同步（即帧同步）、载波频率同步和采样时钟同步。符号同步是OFDM系统的关键部分，符号同步的偏差不仅会造成符号间干扰（Inter Symbol Interference，通常简写为ISI），而且可能影响子载波的正常传输。

目前，现有技术中OFDM的符号同步方法主要分为三类：一是基于训练序列（Training Sequence，通常简写为TS）的符号同步方法，二是基于循环前缀的符号同步方法，三是不使用辅助数据的符号同步方法。在基于训练序列的符号同步方法中，基于时域训练序列的符号同步方法应用最为广泛，其技术要点是根据时域训练序列的自相关性，通过检测自相关峰的位置，精确定位出OFDM符号的起止位置，以实现OFDM的符号同步。

下面以IEEE802.11a/g/n/p标准的物理层帧结构为例，对现有技术中基于时域训练序列的符号同步方法进行详细描述。如图1所示，采用10组周期重复的STS（Short Training Sequence，即短训练序列）：t1～t10作为符号同步方法的辅助序列，每组STS的长度为16个采样周期；直接将接收到的10组周期重复的STS与1组接收端的本地已知STS进行自相关运算，从而得到如图2所示的10个自相关峰；通过检测这10个自相关峰的位置就可以确定出STS结束的位置，进而根据IEEE802.11a/g/n/p标准固定的物理层帧结构就可以得到OFDM符号的起止位置，从而实现OFDM的符号同步。

上述现有技术中的OFDM符号同步方法至少存在以下缺点：

在硬件实现上，检测串行输入数据的最大值不仅十分耗费硬件资源，而且需要比较复杂的逻辑电路和控制电路。为了节省硬件资源、简化硬件设计，可以采用判决阈值来检测自相关峰峰值，即将自相关值（所谓自相关值是指自相关运算的结果）与判决阈值进行比较，若自相关值大于判决阈值则可认定该自相关值为自相关峰峰值；但是由于现有技术中的符号同步方法是直接将接收到的TS与本地已知TS进行自相关运算，因此所得到的自相关值会受到信道衰落和信道噪声的影响而产生动态变化，尤其是在衰落信道或低信噪比情况下自相关峰峰值很容易被信道噪声所淹没，这使得现有技术中的符号同步方法无法通过设定一个固定的判决阈值来完成符号同步过程。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的技术问题，本发明实施例提供了一种OFDM系统的符号同步方法，以便于有效克服信道衰落和信道噪声对符号同步性能的影响，从而不仅获得了极高的同步性能，而且节省了硬件资源、简化了硬件设计，易于生产加工。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种OFDM系统的符号同步方法，包括以下步骤：

第一步、将当前接收到的采样值与之前接收到的各组训练序列TS中对应位置的采样值进行累加，得到当前采样值的累加后采样值；

第二步、对当前采样值的累加后采样值进行量化处理，得到当前采样值的量化后采样值；

第三步、将当前采样值的量化后采样值与之前接收到的采样值的量化后采样值组合成一组TS，并将该TS与本地已知TS进行自相关运算，得到当前采样值的自相关值；

第四步、对当前采样值的自相关值依次进行取模运算和平方运算，得到取模平方后当前采样值的自相关值；

第五步、将取模平方后当前采样值的自相关值与预设的固定判决阀值进行比较，从而确定出当前采样值所在位置是否是自相关峰峰值位置；

第六步、将每个采样值均按照第一步至第五步执行，直到根据OFDM的帧结构以及已接收到的采样值中自相关峰峰值位置分布情况确定出OFDM符号的起始位置，从而实现OFDM系统的符号同步。

优选地，相应的将当前接收到的采样值与之前接收到的各组训练序列TS中对应位置的采样值进行累加包括：

若当前接收到的采样值为第k个采样值，并且该采样值属于第n组TS中的第l个采样值，则将该采样值与之前接收到的各组TS中的第l个采样值进行累加，其公式如下：