[发明专利]一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法

说明书

本发明属于信号处理技术领域，涉及一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法。在本发明中，首先利用ML算法对符号定时位置进行了粗估计，但其估计不够准确，然后根据符号定时偏差会造成相位旋转的特性，对少数符号进行FFT，统计其星座图分布范围，定义特征参数，达到正确符号定时位置时特征参数最小，由此得到OFDM符号定时位置的精确估计。本发明可以在非合作情况下进行工作，对于OFDM的接收同步有很好的参考和实际应用。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法。

背景技术

OFDM是一种多载波传输技术，将高速的数据流通过串并变换转换为较低速的并行数据流，再分配到多个子信道中进行传输，从而使每个子载波上的数据符号长度相对增加，有效减小了由多径引起的符号间干扰。并且，OFDM系统由于各载波间的离散正交性，从而允许子信道之间相互重叠，因此OFDM信号可以最大限度地利用频谱资源。由于OFDM所具有的抗频率选择性、频谱利用率高等优点，其已经较广泛地应用于数字视频广播、无线局域网等领域，且是下一代无线通信系统的关键技术之一。

为了抵抗多径的干扰，会在OFDM符号前加入一段循环前缀，OFDM符号同步用于确认OFDM符号的开始时刻，以去除每个符号前的循环前缀，得到进行傅里叶变换所需要的正确数据。当符号同步不够准确时，会产生OFDM信号符号间干扰，从而降低OFDM系统的误码率性能，因此，为了在接收端解调出正确的数据必须进行符号同步。在非合作背景下，不能利用训练符号得到OFDM符号定时的准确位置，需要利用OFDM特有的结构进行符号同步。常见的方法有ML方法，由于ML方法通过峰值估计定时位置，存在噪声的情况下估计结果不够准确，因此需进行更为精确地估计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在非合作情况下对OFDM信号进行符号定时位置估计。符号定时不准确会导致解调时相位旋转，本发明利用这个特性进行精确同步，统计OFDM符号FFT后的星座图在正确相位点的集中程度来判断是否为符号起始点。该方法能够更为精确地对符号定时位置进行估计，且选择少量符号进行FFT，运算较为简单。

为了便于理解，对本发明采用的技术做如下说明：

OFDM信号表示为r(n)，其中符号有效长度为N，循环前缀长度为N_g。ML算法估计得到的定时位置为：

其中ρ为信噪比。

本发明的技术方案为：

一种基于星座图的OFDM信号符号同步的方法，该方法能够对接收到的OFDM信号在非合作情况下实现信号的符号同步，如图2所示，包括以下步骤：

S1、计算接收信号的r(m):r(m+N_g-1)和r(m+N):r(m+N_g+N-1)两段信号之间的相关程度其中m为定时同步位置；

S2、分别计算两段信号的能量得到平均值得到似然函数曲线|γ(m)|-ρΦ(m)，ρ为信噪比；

S3、搜索似然函数最靠近0的极大值，得到极大值位置的索引为

S4、选择起始点

S5、从起始点开始提取2个OFDM符号并进行FFT变换，得到待统计信号s(n)；

S6、对s(n)进行相位统计，计算特征参数其中统计范围S为以(0,±1)和(±1,0)四点为圆心，半径为r的圆；

S7、更新起始点d＝d+1，重复执行步骤S5，直到

S8、得到特征函数T(d)＝T_d，即不同的d值对应的特征参数；

S9、搜索特征函数T(d)的最小值，其中最小值对应的位置索引即为估计得到的符号定时位置