一种用于OFDM通道的时频同步方法技术

本发明专利技术提供一种用于OFDM通道的时频同步方法，根据发射端的同步信号Zadoff‑Chu序列完成符号和频率同步，包括：符号粗同步，分数倍频偏粗同步，整数倍频偏同步和符号细同步，及分数倍频偏细同步。本发明专利技术的时频同步方法能够快速准确的实现OFDM通道的符号同步和频率同步，具有较高的同步精度，适于VDES系统下的应用。

A time frequency synchronization method for OFDM channel

【技术实现步骤摘要】
一种用于OFDM通道的时频同步方法
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于VDES系统的OFDM时频同步算法。
技术介绍
VDES系统是VHF频段数据交换系统，是海上通信产业领域在AIS基础上发展起来的新一代数据通信系统，通过引入ASM和VDE全面强化了船舶通信的数据传输能力。与AIS和ASM相比，VDE通道具有更加强大的功能，具备更快速的数据交换能力，能够传输多种结构的信息，VDE数据交换支持“实时”通讯和信息确认回传，信息接收具有高可靠性。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径衰落和频谱资源利用率高的优点，在当前的宽带无线通信系统中得到广泛的应用，例如WLAN、LTE等。VDES系统的VDE通道也采用这一技术，OFDM技术对接收机的同步要求特别高，需要精确完成时频同步，否则将引起系统性能的大幅度下降。传统的时频同步算法是T.M.Schmidl的所设计的算法以及各种变型，该类算法存在时间同步测度平台，定时方差较大，而且频偏估计范围较小。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于OFDM通道的时频同步方法，根据发射端的同步信号Zadoff-Chu序列完成符号和频率同步，包括：符号粗同步，分数倍频偏粗同步，整数倍频偏同步和符号细同步，及分数倍频偏细同步。可选的，所述符号粗同步包括：在频域上，从接收信号中滑动提取接收信号，将其与本地同步序列做互相关，以获得粗符号同步点。可选的，所述符号粗同步包括：在时间和频域两个维度进行搜索，纠正整数频偏对符号同步的影响；将求得的最大互相关值与门限值进行比较，当最大值超过门限值时，向前继续滑动FreqTimeThr个的点，如若滑动区间内仍为最大值，则得到所述粗符号同步点。可选的，所述符号粗同步包括：采用Zadoff-Chu序列作为同步信号，从接收信号中依次滑动提取与采样点FFT-num(FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度)等长的数据r(n)，其中FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度；信号r(n)经FFT变换到频域信号Rk；频域内的本地同步序列为Zk，将Zk与Rk作互相关运算，选取绝对值的最大项ν(m)；当ν(m)大于门限值时，且保证向前继续滑动FreqTimeThr个粒度的过程中此ν(m)仍为最大值，循环结束，并记录当前最大值所处的位置，得到符号粗同步点。可选的，所述分数倍频偏粗同步包括：完成符号粗同步后，根据接收的同步信号和本地同步序列的强相关性，在时域内逐点作相关，以求得分数倍频偏粗估计值。可选的，所述在时域内逐点作相关，还包括得到一个新的序列Xk，将Xk分成两部分分别作相关得到P(Tfind)，其中：则可计算得到分数倍频偏估计值：可选的，所述整数倍频偏同步和符号细同步包括:在符号粗同步点对接收信号序列进行分数倍频偏估计补偿，得到新序列，以得到整数倍频偏估计和符号细同步位置。可选的，在符号粗同步点对接收信号序列进行分数倍频偏估计补偿，得到新序列；在粗符号同步点前后各一个循环前缀区间内，将新序列在频域上与本地同步序列按一个粒度作滑动互相关取最大值，获得整数倍频偏估计和符号细同步位置。可选的，所述分数倍频偏细同步包括：在所述在符号细同步点完成整数倍频偏补偿后，接收信号与本地同步序列的强相关性，在时域内逐点作相关，得到新序列，以求得分数倍频偏精估计。可选的，在完成符号精同步和整数倍频偏补偿后，从接收数据中提取出接收的同步信号，根据其与本地同步信号的强相关性，在时域内逐点作相关，得到一个新的序列Xk，将Xk分成等长的两部分作相关得到P(Tfind)，其中：最终求得分数倍频偏精估计：本专利技术的时频同步方法能够快速准确的实现OFDM通道的符号同步和频率同步，具有较高的同步精度，适于VDES系统下的应用。附图说明以下将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术一个实施例的OFDM系统的帧结构；图2是符号粗同步搜索和判决流程图；图3分数倍频偏估计时域结构示意图。具体实施方式在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此，本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于OFDM通道的时频同步方法，根据发射端的同步信号Zadoff-Chu序列完成符号和频率同步，其特征在于，包括：符号粗同步，分数倍频偏粗同步，整数倍频偏同步和符号细同步，及分数倍频偏细同步。可选的，所述符号粗同步包括：在频域上，从接收信号中滑动提取接收信号，将其与本地同步序列做互相关，以获得粗符号同步点。可选的，所述符号粗同步包括：在时间和频域两个维度进行搜索，纠正整数频偏对符号同步的影响；将求得的最大互相关值与门限值进行比较，当最大值超过门限值时，向前继续滑动FreqTimeThr个的点，如若滑动区间内仍为最大值，则得到所述粗符号同步点。可选的，所述符号粗同步包括：采用Zadoff-Chu序列作为同步信号，从接收信号中依次滑动提取与采样点FFT-num(FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度)等长的数据r(n)，其中FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度；信号r(n)经FFT变换到频域信号Rk；频域内的本地同步序列为Zk，将Zk与Rk作互相关运算，选取绝对值的最大项ν(m)；当ν(m)大于门限值时，且保证向前继续滑动FreqTimeThr个粒度的过程中此ν(m)仍为最大值，循环结束，并记录当前最大值所处的位置，得到符号粗同步点。可选的，所述分数倍频偏粗同步包括：完成符号粗同步后，根据接收的同步信号和本地同步序列的强相关性，在时域内逐点作相关，以求得分数倍频偏粗估计值。可选的，所述在时域内逐点作相关，还包括得到一个新的序列Xk，将Xk分成两部分分别作相关得到P(Tfind)，其中：则可计算得到分数倍频偏估计值：可选的，所述整数倍频偏同步和符号细同步包括:在符号粗同步点对接收信号序列进行分数倍频偏估计补偿，得到新序列，以得到整数倍频偏估计和符号细同步位置。可选的，在符号粗同步点对接收信号序列进行分数倍频偏估计补偿，得到新序列；在粗符号同步点前后各一个循环前缀区间内，将新序列在频域上与本地同步序列按一个粒度作滑动互相关取最大值，获得整数倍频偏估计和符号细同步位置。可选的，所述分数倍频偏细同步包括：在所述在符号细同步点完成整数倍频偏补偿后，接收信号与本地同步序列的强相关性，在时域内逐点作相关，得到新序列，以求得分数倍频偏精估计。可选的，在完成符号精同步和整数倍频偏补偿后，从接收数据中提取出接收的同步信号，根据其与本地同步信号的强相关性，在时域内逐点作相关，得到一个新的序列Xk，将Xk分成等长的两部分作相关得到P(Tfind)，其中：最终求得分数倍频偏精估计：本专利技术的时频同步方法能够快速准确的实现OFDM通道的符号同步和频率同步，具有较高的同步精度，适于VDES系统下的应用。参考ITU-RM.1371-5、ITU-RM.2092-0建议书的技术特性，设计基于OFDM技术的VDES系统下的VDE通道，本专利技术旨在提供一种用于OFDM通道的时频同步方法，算法复杂度低且可以快速精确地完成符号同步和频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于OFDM通道的时频同步方法，根据发射端的同步信号Zadoff‑Chu序列完成符号和频率同步，其特征在于，包括：符号粗同步，分数倍频偏粗同步，整数倍频偏同步和符号细同步，及分数倍频偏细同步。

【技术特征摘要】
1.一种用于OFDM通道的时频同步方法，根据发射端的同步信号Zadoff-Chu序列完成符号和频率同步，其特征在于，包括：符号粗同步，分数倍频偏粗同步，整数倍频偏同步和符号细同步，及分数倍频偏细同步。2.如权利要求1所述的一种用于OFDM通道的时频同步方法，其特征在于，所述符号粗同步包括：在频域上，从接收信号中滑动提取接收信号，将其与本地同步序列做互相关，以获得粗符号同步点。3.如权利要求2所述的一种用于OFDM通道的时频同步方法，其特征在于，所述符号粗同步包括：在时间和频域两个维度进行搜索，纠正整数频偏对符号同步的影响；将求得的最大互相关值与门限值进行比较，当最大值超过门限值时，向前继续滑动FreqTimeThr个的点，如若滑动区间内仍为最大值，则得到所述粗符号同步点。4.如权利要求2所述的一种用于OFDM通道的时频同步方法，其特征在于，所述符号粗同步包括：采用Zadoff-Chu序列作为同步信号，从接收信号中依次滑动提取与采样点FFT-num(FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度)等长的数据r(n)，其中FFT-num为OFDM符号内不包括循环前缀的采样长度；信号r(n)经FFT变换到频域信号Rk；频域内的本地同步序列为Zk，将Zk与Rk作互相关运算，选取绝对值的最大项ν(m)；当ν(m)大于门限值时，且保证向前继续滑动FreqTimeThr个粒度的过程中此ν(m)仍为最大值，循环结束，并记录当前最大值所处的位置，得到符号粗同步点。5.如权利要求1所述的一种用于OFDM通道的时频同步方法，其特征在于，所述分数倍频偏粗同步包括：完成符号粗同步后，根据接收的同步信号和本地同步序列的强相关性，在时域内逐点作相关，以求得分数倍频偏粗估计值。6.如权利要求5所述的一种用于OFDM通道的时频同步方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡伟，陈瑾平，胡鹏程，孙运涛，曹建文，夏耘，张尧，唐塞丽，
申请(专利权)人：上海航天电子有限公司，上海科学仪器厂，
类型：发明
国别省市：上海,31