一种OFDM系统中的同步检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种OFDM系统中的同步检测方法及装置，属于OFDM通信技术领域。本发明专利技术将同步检测分成粗同步和精同步两个过程，首先利用接收到的基带数据信号与本地导频序列的分段相关值和接收信号的功率值进行粗同步，以得到粗同步位置；然后从粗同步位置开始，对接收到的信号进行频域变换和共轭相关处理，根据频域共轭相关结果计算精同步判决值，并基于精同步判决值进行精同步判决，满足精同步判决的位置即为待检测的同步位。本发明专利技术通过上述两个过程，能够在信道条件恶劣，频偏很大、噪声干扰很强及深度衰落的情况下实现准确的帧同步，具有同步精确度高、同步时延较小、实现复杂度低和硬件资源开销小的特点，在OFDM系统中具有很高的应用价值。的应用价值。的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种OFDM系统中的同步检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种OFDM系统中的同步检测方法及装置，属于OFDM通信


技术介绍

[0002]同步是正交频分复用(OFDM)系统接收机的关键技术之一，同步精度直接影响接收机的性能。没有精确的同步就没有信号的准确接收。在电力线载波通信系统中，数据信息以突发帧形式进行传输，通信节点主要处在接收状态下。同步需要能够及时检测数据帧到来，并能准确指示帧边界位置，后续的数据信号才能正确接收与解码，得到最终的接收数据。
[0003]现有技术中，对特定序列进行相关的同步方法主要有两种：一种是接收机根据接收信号中的同步信号的时域序列做时域延时自相关处理，根据相关结果超过预设阈值的时刻来确定数据帧的起始位置，若没有检测到超过预设阈值的信号，则判定无数据帧到来。这种方法对频偏干扰具有较强的抵抗能力，但采用传统时域自相关方法获得的接收信号自相关曲线往往在峰值附近变化平缓，在高斯噪声较大的情况下难以准确检测出帧起始位置。为克服这一缺点，需要设计复杂的同步序列或对自相关结果进行二次相关处理。另一种是将接收信号与接收端本地序列做互相关计算，根据互相关峰值来进行同步判决。这种方法具有相关曲线峰值突出的优点，能够较好的抵抗高斯噪声的干扰。但互相关方法得到的相关峰值极易受频偏的影响。此外，在接收信号功率浮动较大且AGC尚未调整至最佳状态时，相关峰值幅度变化较大，无法找到较为合适的普适性阈值，容易发生漏检、误检的情况，从而降低系统的同步性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种OFDM系统中的同步检测方法及装置，以解决目前同步过程中存在的计算复杂度高、同步精度低的问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题而提供一种OFDM系统中的同步检测方法，该检测方法包括以下步骤：
[0006]1)接收基带采样时域信号，得到接收序列，计算接收序列与本地前导OFDM符号序列的分段相关值和接收序列的功率值；
[0007]2)根据得到相关值和功率值计算粗同步判断值，将粗同步判断值与预设的峰值门限T比较，并在预设的搜索窗中进行峰值旁瓣搜索；
[0008]3)根据峰值旁瓣搜索结果进行粗同步判决，确定粗同步位置；
[0009]4)从粗同步位置开始，对接收到的相邻两个前导OFDM符号时域数据进行时频变换，获得相应的频域数据；
[0010]5)根据频域变换结果计算相邻两个前导符号频域数据的共轭相关累加值及其相位；
[0011]6)根据获得的共轭相关累加值及相位计算精同步判决值，并将精同步判决值与预设的精同步判决条件进行比较，根据比较结果进行精同步判决。
[0012]本专利技术还提供了一种OFDM系统中的同步检测装置，该检测装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现本专利技术OFDM系统中的同步检测方法。
[0013]本专利技术将同步检测分成粗同步和精同步两个过程，首先利用接收到的基带数据信号与本地导频序列的分段相关值和接收信号的功率值进行粗同步，以得到粗同步位置；然后从粗同步位置开始，对接收到的信号进行频域变换和共轭相关处理，根据频域共轭相关结果计算精同步判决值，并基于精同步判决值进行精同步判决，满足精同步判决的位置即为待检测的同步位置。本专利技术通过上述两个过程，能够在信道条件恶劣，频偏很大、噪声干扰很强及深度衰落的情况下实现准确的帧同步，具有同步精确度高、同步时延较小、实现复杂度低和硬件资源开销小的特点，在OFDM系统中具有很高的应用价值。
[0014]进一步地，所述步骤1)中分段相关值采用的计算公式为：
[0015][0016]L取值为一个前导符号的采样点数；n为接收采样点的序号，n＝0,1,2,...；P为滑窗内分段的段数；N
p
为每个分段的长度，sync(i)为本地前导序列，i为第p个分段中的数据索引，i＝0,1,2,
…
,N
p
‑
1，sync
*
(i)为sync(i)的共轭，r(i)为接收到的基带采样信号。
[0017]进一步地，所述步骤2)中粗同步判断值采用的计算公式为：
[0018][0019]Q(n)为粗同步判断值，C1(n)为分段互相关值，E1(n)为接收序列r(n)的功率值。
[0020]进一步地，为了准确进行粗同步判断，所述步骤2)中峰值旁瓣的搜索过程如下：
[0021]A.将粗同步判断值与预设的峰值门限进行比较，当粗同步判断值大于预设的峰值门限时，记录当前点的位置tempPos以及相应的检测值tempPeak；
[0022]B.若当前点检测到的是第一个峰值，则记录峰值位置peakPos[0]＝tempPos，峰值peakValue[0]＝tempPeak，峰值计数peakNum＝1；若已经存在有效峰值，则将当前点的tempPos与所存储的前一个峰值点的位置peakPos[peakNum
‑
1]相比较；
[0023]C.当tempPos
‑
peakPos[peakNum
‑
1]＜L
s
时，如果tempPeak＞peakValue[peakNum
‑
1]，那么将tempPos和tempPeak分别替换peakPos[peakNum
‑
1]和peakValue[peakNum
‑
1]，否则，当tempPos
‑
peakPos[peakNum
‑
1]＝L时，则记录峰值位置peakPos[peakNum]＝tempPos，峰值peakValue[peakNum]＝tempPeak，峰值计数peakNum值累加1；其中，L
s
为峰值旁瓣搜索窗大小，取值为L
s
＝L/2+1；L为一个前导OFDM符号的采样点数。
[0024]进一步地，所述步骤3)中的粗同步判决过程为：当前峰值计数peakNum达到预期值且所存储的相邻两个峰值位置间隔为L，则粗同步成功。
[0025]进一步地，所述步骤5)中相邻两个前导符号频域数据的共轭相关累加值的计算公式为：
[0026][0027]其中，N
set
为每个前导OFDM符号上有效子载波的集合个数，为每个集合中包含的子载波数，R(l
‑
1,k)和R(l,k)为相邻两个前导OFDM符号频域数据，l为前导OFDM符号索引，k为每个前导OFDM符号上的子载波索引，(
·
)
*
表示对括号中的计算得到的值取共轭。
[0028]进一步地，所述步骤6)中精同步判决过程如下：
[0029]a.计算相邻两个前导符号频域数据的共轭相关累加值的差值的绝对值，记为deltaPhi1[i]；
[0030]b.计算每两个共轭相关累加值之和的差值的绝对值，记为del本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：1)接收基带采样时域信号，得到接收序列，计算接收序列与本地前导OFDM符号序列的分段相关值和接收序列的功率值；2)根据得到相关值和功率值计算粗同步判断值，将粗同步判断值与预设的峰值门限T比较，并在预设的搜索窗中进行峰值旁瓣搜索；3)根据峰值旁瓣搜索结果进行粗同步判决，确定粗同步位置；4)从粗同步位置开始，对接收到的相邻两个前导OFDM符号时域数据进行时频变换，获得相应的频域数据；5)根据频域变换结果计算相邻两个前导符号频域数据的共轭相关累加值及其相位；6)根据获得的共轭相关累加值及相位计算精同步判决值，并将精同步判决值与预设的精同步判决条件进行比较，根据比较结果进行精同步判决。2.根据权利要求1所述的OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，所述步骤1)中分段相关值采用的计算公式为：L取值为一个前导符号的采样点数；n为接收采样点的序号，n＝0,1,2,...；P为滑窗内分段的段数；N
p
为每个分段的长度，sync(i)为本地前导序列，i为第p个分段中的数据索引，i＝0,1,2,
…
,N
p
‑
1，sync
*
(i)为sync(i)的共轭，r(i)为接收到的基带采样信号。3.根据权利要求1所述的OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，所述步骤2)中粗同步判断值采用的计算公式为：Q(n)为粗同步判断值，C1(n)为分段互相关值，E1(n)为接收序列r(n)的功率值。4.根据权利要求3所述的OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，所述步骤2)中峰值旁瓣的搜索过程如下：A.将粗同步判断值与预设的峰值门限进行比较，当粗同步判断值大于预设的峰值门限时，记录当前点的位置tempPos以及相应的检测值tempPeak；B.若当前点检测到的是第一个峰值，则记录峰值位置peakPos[0]＝tempPos，峰值peakValue[0]＝tempPeak，峰值计数peakNum＝1；若已经存在有效峰值，则将当前点的tempPos与所存储的前一个峰值点的位置peakPos[peakNum
‑
1]相比较；C.当tempPos
‑
peakPos[peakNum
‑
1]＜L
s
时，如果tempPeak＞peakValue[peakNum
‑
1]，那么将tempPos和tempPeak分别替换peakPos[peakNum
‑
1]和peakValue[peakNum
‑
1]，否则，当tempPos
‑
peakPos[peakNum
‑
1]＝L时，则记录峰值位置peakPos[peakNum]＝tempPos，峰值peakValue[peakNum]＝tempPeak，峰值计数peakNum值累加1；其中，L
s
为峰值旁瓣搜索窗大小，取值为L
s
＝L/2+1；L为一个前导OFDM符号的采样点数。
5.根据权利要求4所述的OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，所述步骤3)中的粗同步判决过程为：当前峰值计数peakNum达到预期值且所存储的相邻两个峰值位置间隔为L，则粗同步成功。6.根据权利要求1所述的OFDM系统中的同步检测方法，其特征在于，所述步骤5)中相邻两个前导符号频域数据的共轭相关累加值的计算公式为：其中，N
set
为每个前导OFDM符号上有效子载波的集合个数，为每个集合中包含的子载波数，R(l
‑
1,k)和R(l,k)为相邻两个前导OFDM符号频域数据，l为前导OFDM符号索引，k为每个前导OFDM符号上的子载波索引，(
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄梅莹，庞浩，郭昌松，楼红伟，吴义文，孙胤杰，
申请(专利权)人：深圳智微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：