[发明专利]一种基于Zadoff‑Chu序列的OFDM精确定时同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及到OFDM系统定时同步技术，特别是涉及一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM精确定时同步方法，属于通信技术领域。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)以其频谱利用率高，抗多径衰落能力强等特点在高速无线传输系统中得到广泛应用。定时同步是OFDM系统的关键问题之一，目前已有大量研究。

在多径环境下，目前有许多人提出了基于能量检测的定时同步算法，但其获得的定时点会受能量最大径的影响而产生偏移，不能准确检测第一径的到达时间，从而导致信道估计算法性能下降和组网应用时延调整的不精确等问题。现有多径信道下检测第一径的方法有：门限判决检测法和基于信道估计的同步算法等，其中：

文献[1]：利用共轭对称相关和延迟相关得到定时度量峰值来获得第一径的位置，但该算法采用固定门限进行检测，不能适应时变信道，且低信噪比条件下性能较差。文献[2]通过接收信号与本地序列求相关分离出每条径，经滤波确定第一径位置，但滤波器参数设置需要反复验证，不具通用性。文献[3]根据信道冲激响应的循环右移特性估计定时偏移，但该算法需要进行两次快速傅里叶变换，实现复杂度高，且定时偏移估计峰值存在平台现象。文献[4]采用恒包络零自相关(Constant Envelope Zero Auto-Correlation,CAZAC)训练序列，具有较高多径分辨率，并根据自适应门限检测第一径到达时间，但忽略了频偏对CAZAC序列相关性的影响。上述参考文献分别为：

[1]石峰,王晨,周柱,等.一种新的基于重复共轭对称构前导的OFDM同步算法[J].国防科技大学学报,2010,32(3):103-108.

[2]张洁,蔡鹏,张平.一种适用于多径衰落信道的OFDM定时同步算法[J].北京邮电大学学报,2005,28(2):105-108.

[3]Kishore CN,Reddy V.A technique for dominant path delay estimation in an OFDM system and its application to frame synchronization in OFDM mode of WMAN[J].EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking,2006,2006(2):1-8.

[4]Yang F,Zhang X.Robust Time-Domain Fine Symbol Synchronization for OFDM-Based Packet Transmission Using CAZAC Preamble[C].2013IEEE Military Communications Conference(MILCOM2013),San Diego,2013:436-440.

发明内容

针对上述缺陷，本发明提出了一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM精确定时同步方法，该方法充分利用Zadoff-Chu序列良好的自相关特性，通过定时度量函数与信道冲激响应的关系，采用自适应门限判决第一径到达时间，从而解决残留频偏造成的虚警概率增加的问题，该方法不需时频变换，易于实现，能够满足高速移动宽带通信系统对同步精度的要求。

为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM精确定时同步方法，其关键在于按照以下步骤进行：

步骤S1，按照计算第d个基带等效接收信号处的定时度量函数值，并以|M(d)|取最大值时对应的d点作为粗同步点其中：

N_p为Zadoff-Chu序列的周期，且N_p＝N/2并为偶数，N为系统子载波个数；本地Zadoff-Chu序列定义为j为虚数单位，r为正整数，且r与N_p互质；C^*(n)为本地Zadoff-Chu序列C_n的复共轭；r(d+n)为第d+n个基带等效接收信号的采样值；

步骤S2：根据步骤S1中的粗同步点对系统进行频偏估计，得到频率偏差ε，并按照r′(n)＝r(n)·e^-j2πε对基带等效接收信号进行频偏补偿；

步骤S3：按照计算频偏补偿后的第d个基带等效接收信号处的定时度量函数值；