[发明专利]联合使用同步序列和OFDM循环前缀的下行时频同步方法

权利要求书

1.联合使用同步序列和OFDM循环前缀的下行时频同步方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在接收端使用滑动窗从接收信号中截取一段时域数据，经滤波和降采样处理后得到序列r_q，序号q表示所取数据为第q个同步周期的数据，序列r_q包含同步序列以及多个OFDM符号的循环前缀；

(2)将r_q中同步序列及多段循环前缀部分数据的时偏似然函数进行加权融合得到联合时偏似然函数Λ_q(θ_q)，其中θ_q为第q个同步周期接收信号的时偏，它使用OFDM系统的采样间隔进行归一化；在接收序列中根据Λ_q(θ_q)进行一维时偏搜索，得到一组连续时偏对应的时偏似然函数值；

(3)对步骤(2)所得的时偏似然函数值进行峰值搜索，可得时偏似然函数最大值及其对应的时偏或者，在第q个同步周期之后的连续多个周期的接收序列中使用相同长度的滑动窗，重复执行步骤(1)-(2)，并将所得的多组时偏似然函数值进行非相干合并；合并结果记为Λ(θ_q,τ)，其中τ为相邻同步周期的定时偏移量；对Λ(θ_q,τ)进行峰值搜索，得到合并结果的最大值及相应的时偏

(4)若步骤(3)中所得的时偏似然函数的最大值或者多周期时偏似然函数合并结果的最大值大于相应的阈值，则认为实现定时同步，步骤(3)中获得的即为第q个同步周期的时偏估计值；否则将接收端所用滑动窗口向前滑动并返回步骤(1)，重复执行步骤(1)-(4)；

(5)将第q个同步周期接收序列中同步序列及循环前缀部分数据的频偏似然函数进行加权融合得到联合频偏似然函数其中ε_q为第q个同步周期的频偏，它使用OFDM系统的子载波间隔进行归一化；在第q个同步周期的接收序列上根据进行一维频偏搜索，频偏似然函数的最大值对应的频偏值即为第q个同步周期的频偏估计值

2.根据权利要求1所述的联合使用同步序列和OFDM循环前缀的下行时频同步方法，其特征在于：所述步骤(2)中，r_q中同步序列(r_q)_ss对应的时偏似然函数Λ_ss(θ_q)为：

其中(·)^H表示共轭转置操作，⊙表示向量点乘，s_l表示对本地时域同步序列进行l点循环移位，v_i和λ_i分别是以为参数生成的调制DPSS向量及对应的特征值，K＝2Nw，ε_max和ε_min分别为同步场景中归一化的频偏搜索范围的最大值和最小值，N为降采样后的OFDM符号长度，L为信道的多径数。

3.根据权利要求1所述的联合使用同步序列和OFDM循环前缀的下行时频同步方法，其特征在于：所述步骤(2)中，r_q中多段循环前缀对应的时偏似然函数Λ_cp(θ_q)为：

其中snr为接收端的信噪比，1≤m≤M，M为截取的OFDM符号个数，ξ_m(θ_q)表示接收信号中第m个OFDM符号中索引集合I＝{θ_q+L-1,...,θ_q+N_g-1}与集合I′＝{θ_q+L+N-1,…,θ_q+N_g+N-1}对应的接收序列信号之间的相关性，Φ_m(θ_q)表示集合I与集合I′对应的接收序列能量和，N为降采样后的OFDM符号长度，N_g为降采样后的OFDM符号循环前缀的长度，L为信道的多径数。

4.根据权利要求2所述的联合使用同步序列和OFDM循环前缀的下行时频同步方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将特征值λ_i置为1，r_q中同步序列(r_q)_ss的时偏似然函数Λ_ss(θ_q)为：