[发明专利]一种新型二维扩频系统同步方法

摘要

本发明提出了一种适用于新型二维扩频系统TF/MC DS-CDMA(Time-Frequency-Domain Spread Multicarrier DS-CDMA)的时域和频域同步方法，属于无线通信领域。所述发明大体分为两个步骤：首先采用一种基于循环前缀的简化同步算法完成整个系统的粗同步和频偏纠正。然后将经过频偏补偿后的接收信号和本地已知的频域扩频码进行相关运算，通过判断相关峰值的位置来实现精确定时同步。本发明算法提出在粗同步中利用Schmidl&Cox判决变量取代最大似然判决变量，在性能相差不大的前提下，大大减少了计算量并且去掉了最大似然判决变量中的求模运算，便于硬件实现。

主权项

一种基于新型二维扩频系统(TF/MC DS‑CDMA)的时频同步方法，其特征在于具体步骤如下：1)设通过AWGN信道后TF/MC DS‑CDMA的接收信号为： r ( n ) = s ( n - d ) e j 2 πnϵ N + w ( n ) - - - ( 1 ) 其中，s(n)为发送端的信号，ε为系统频偏，d为定时误差，w(n)为噪声项。2)根据上述接收信号r(n)，采用一种基于循环前缀的简化同步方法完成整个系统的定时粗同步和频偏纠正。定时同步和频偏估计的计算公式为： d max = arg max ( | γ ( m ) | 2 | Φ ( m ) | 2 ) - - - ( 2 ) ϵ = - 1 2 π ∠ r ( d max ) - - - ( 3 ) γ ( m ) = Σ n = m m + L - 1 r ( n ) r * ( n + N ) - - - ( 4 ) Φ ( m ) = 1 2 Σ n = m m + L - 1 | r ( n ) | 2 + | r ( n + N ) | 2 - - - ( 5 ) 其中dmax为定时同步点，ε为定时同步点对应的估计频偏。3)根据步骤2)计算出的频偏ε对接收到的信号r(n)进行频偏补偿。频偏补偿公式如下： r 1 ( n ) = r ( n ) e j - 2 πnϵ N - - - ( 6 ) 其中r1(n)为经过频偏补偿过的接收信号。4)将本地频域扩频序列做IFFT变换后和接收信号r1(n)做相关运算，假设接收对应的码流A[k]，相应用户的扩频码为C[k]，假设c[n]为扩频码序列C[k]作IFFT变换对应的时域序列，依据CDMA系统中同步原理，可以知道A[k]与C[k]具有良好的自相关特性： R AC [ m ] = Σ k = 0 N - 1 A [ k ] C [ k - m ] - - - ( 7 ) r ac [ n ] = IDFT { R AC [ m ] } = 1 N Σ m = 0 N - 1 R AC [ m ] e j 2 πnm / n = 1 N Σ m = 0 N - 1 { Σ k = 0 N - 1 ( Σ n = 0 N - 1 a[n] e - j 2 πkn / N ) C [ k - m ] } e j 2 πnm / n = Σ n = 0 N - 1 a [ n ] { Σ m = 0 N - 1 ( 1 N Σ k = 0 N - 1 C [ k - m ] e - j 2 πkn / N ) } (8) = Σ n = 0 N - 1 a [ n ] { Σ m = 0 N - 1 ( Σ m = 0 N - 1 ( c * [ n ] e - j 2 πnm / N ) e j 2 πmn / N ) } = N Σ n = 0 N - 1 a [ n ] c * [ n ] 求上式(8)的峰值，即可取得精确同步点，完成整个系统时域和频域的联合估计与补偿。5)输出精确的同步信号。