基于导频辅助OFDM系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于导频辅助OFDM系统，包括：粗符号同步模块，用于对接收数据进行粗始同步；去除保护间隔模块，用于根据符号同步位置去除保护间隔；FFT模块，用于在粗符号同步之后进行FFT运算得到频域数据；信道估计模块，用于利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应；以及精符号同步模块，其中，精符号同步模块包括：IFFT模块，前后径检测模块，以及确定开窗位置模块。本发明专利技术将信道估计与符号同步相结合，大大提高了符号同步精度，且信道估计部分可与系统其它模块共用，硬件开销少。

【技术实现步骤摘要】
基于导频辅助OFDM系统本申请是原案的分案申请，原案的申请号201611011234.1，申请日2016年11月17日，专利技术创造名称“适用于导频辅助OFDM符号同步方法和系统”。
本专利技术涉及无线通信数据处理领域，主要涉及一种基于导频辅助OFDM系统。
技术介绍
OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)称为正交频分复用，是一种高效的传输技术。1961年，由Franco和Lachs提出了基本原理，随着数字信号处理技术的和大规模集成电路的飞速发展和应用，OFDM技术被广泛应用于各种数字通信系统中，如数字音频广播(DAB)系统、数字视频广播(DVB)系统、无线局域网(WLAN)、第四代移动通信(4G)等。OFDM也因此成为研究热点之一。对于OFDM接收机而言，一个关键问题是对同步误差的敏感性。其中，符号同步将会导致码间干扰(ISI)，载波同步会导致载波间干扰(ICI)，两者均会导致系统性能的恶化。特别是对于基于导频的OFDM系统，由于导频的等间隔插入，将会带来频域上的周期性，若系统无法精确符号同步，将会使信道估计出现周期性错误，所带来的性能恶化将比ISI更为严重。符号同步也因此成为基于导频OFDM系统的难点之一。上述的基于导频的OFDM系统，典型应用如DVB-T\DVB-T2,下面将以DVB-T为例(不限于此)。图1为DVB-T的OFDM帧结构图，其中导频间隔横向DX＝3，纵向DY＝4。利用导频进行信道估计时，在时域将会出现周期性。当符号同步出现偏差时，会出现两个现象：1、引入码间干扰ISI；2、出现前后径混淆。为解决该问题，目前常用的算法主要有几种：1、利用循环前缀：检测精度较低；2、基于相位信息：当有较远强径时失效，且精度不高。3、最小均方差(MMSE)：实现较为复杂，且精度不高。以上几种均精度不高，当在高码率时，性能难以满足系统需求。鉴于以上方法的缺陷，提出一种精度较高，实现较为简单的适用于导频辅助OFDM符号同步方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是：本专利技术通过提供一种适用于导频辅助OFDM符号同步方法和系统，实现精度较高且实现简单的符号同步。本专利技术提供了一种适用于导频辅助OFDM符号同步方法，其特征在于，包括以下步骤：在粗符号同步之后，根据符号同步位置去除保护间隔，进行FFT运算得到频域数据；利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应；对频域信道响应进行IFFT运算，得到时域信道响应；基于导频的插入方式确定时域信道相应的周期性，对第一个周期出现多径进行时域相关识别，根据每一根多径相对于初开窗位置区分为前径或后径；对前径和后径可能的位置进行相关运算，相关值较大者得到正确时域多径的位置，并以此重新获取开窗位置，完成精符号同步。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，在上述区分前径或后径的检测步骤中，包括以下方法中任意一种：利用导频的时域序列作为本地序列进行相关运算；或者利用接收到的时域数据作为本地序列进行相关运算。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，利用导频的时域序列作为本地序列进行相关运算步骤，包括：将接收数据和以导频的时域序列作为的本地序列进行共轭相乘累加得到幅度值计算公式；分别将预判为前径时的采样延时数和预判为后径时的采样延时数代入该幅度值计算公式，将其中较为多径的一个对应判断为前径。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，利用接收到的时域数据作为本地序列进行相关运算步骤，包括：将接收数据和以最大径对应的时延作为的本地序列进行共轭相乘累加得到幅度值计算公式；分别将预判为前径时的采样延时数和预判为后径时的采样延时数代入该幅度值计算公式，将其中较为多径的一个对应判断为前径。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，所述粗同步的步骤，包括：从保护间隔的前后相关得到检测曲线，以预定门限对第一个大于该预定门限对应的位置确定为粗符号同步位置。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，利用离散导频进行频域信道估计，得到频域信道响应，其中，仅在离散导频对应处有值，其余位置为零。进一步地，在本专利技术所提的适用于导频辅助OFDM符号同步方法中，还具有这样的特征：其中，精符号同步步骤包括：根据前后径检测结果，重新对多径排序，根据码间干扰最小准则进行符号同步位置确定，重新开窗后得到正确的时域信道响应。另外，本专利技术还提供了一种基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，包括：粗符号同步模块，用于对接收数据进行粗始同步；去除保护间隔模块，用于根据符号同步位置去除保护间隔；FFT模块，用于在粗符号同步之后进行FFT运算得到频域数据；信道估计模块，用于利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应；以及精符号同步模块，其中，该精符号同步模块包括：IFFT模块，前后径检测模块，以及确定开窗位置模块。进一步地，在本专利技术所提的基于导频辅助OFDM系统中，还具有这样的特征：其中，IFFT模块，用于对频域信道响应进行IFFT运算，得到时域信道响应；前后径检测模块，用于基于导频的插入方式确定时域信道相应的周期性，对第一个周期出现多径进行时域相关识别，根据每一根多径相对于初开窗位置区分为前径或后径；以及确定开窗位置模块，用于对前径和后径可能的位置进行相关运算，相关值较大者得到正确时域多径的位置，并以此重新获取开窗位置，完成精符号同步。进一步地，在本专利技术所提的基于导频辅助OFDM系统中，还具有这样的特征：其中，前后径检测模块中，用于在上述区分前径或后径的检测通过以下任意一种实现：利用导频的时域序列作为本地序列进行相关运算；或者利用接收到的时域数据作为本地序列进行相关运算。本专利技术的技术效果和作用：根据本专利技术所提供的导频辅助OFDM符号同步方法和系统，仅利用时域相关运算，进行比较即可，实现起来较简单，另外，基于时域信道响应基础之上，充分利用导频信息，同步精度提高。附图说明图1是本专利技术的基于导频辅助OFDM系统的符号同步示意框图；图2是本专利技术方法中的DVB-T的帧结构示意图；图3是本专利技术方法中理论信道及粗符号同步位置示意图；图4是本专利技术方法中时域信道响应h示意图；以及图5是本专利技术方法中重新排序后的时域信道响应示意图。具体实施方式通过以下对本专利技术的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其专利技术的目的、具体结构特征和优点。本专利技术给出的适用于导频辅助OFDM符号同步方法，其步骤包括如下:1)首先进行粗符号同步，根据符号同步位置去除保护间隔(GI)，进行FFT运算得到频域数据，其中粗符号同步可采取已有的任意粗始符号同步方法，在此不做限制；2)利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应H；3)对频域信道响应H进行IFFT运算，得到时域信道响应h；4)由于导频的插入方式决定了时域信道相应的周期性，对第一个周期出现多径进行时域相关识别，区分每一根多径相对于初开窗位置为前径或后径。5)根据以上步骤，得到正确时域多径的位置，并以此重新获取开窗位置，完成精符号同步。本专利技术设计无线通信数据处理领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，包括：粗符号同步模块，用于对接收数据进行粗始同步；去除保护间隔模块，用于根据符号同步位置去除保护间隔；FFT模块，用于在粗符号同步之后进行FFT运算得到频域数据；信道估计模块，用于利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应；以及精符号同步模块，其中，上述精符号同步模块包括：IFFT模块，前后径检测模块，以及确定开窗位置模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，包括：粗符号同步模块，用于对接收数据进行粗始同步；去除保护间隔模块，用于根据符号同步位置去除保护间隔；FFT模块，用于在粗符号同步之后进行FFT运算得到频域数据；信道估计模块，用于利用导频进行频域信道估计，得到频域信道响应；以及精符号同步模块，其中，上述精符号同步模块包括：IFFT模块，前后径检测模块，以及确定开窗位置模块。2.如权利要求1所述的基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，其中，上述IFFT模块对上述频域信道响应进行IFFT运算，得到时域信道响应；上述前后径检测模块基于导频的插入方式确定时域信道相应的周期性，对第一个周期出现多径进行时域相关识别，根据每一根多径相对于初开窗位置区分为前径或后径；以及上述确定开窗位置模块对前径和后径可能的位置进行相关运算，相关值较大者得到正确时域多径的位置，并以此重新获取开窗位置，完成精符号同步。3.如权利要求2所述的基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，其中，上述前后径检测模块区分前径或后径的检测通过以下任意一种实现：利用导频的时域序列作为本地序列进行相关运算；或者利用接收到的时域数据作为本地序列进行相关运算。4.如权利要求3所述的基于导频辅助OFDM系统，其特征在于，其中，还包括：上述前后径检测模块将接收数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟强，马宏伟，俞丽娜，
申请(专利权)人：上海高清数字科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31