用于多载波系统的同步方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于多载波系统的同步方法及系统。该方法包括以下步骤：Ｓ１，对每根接收天线上接收到的信号帧进行处理，得到接收信号最强径上的ｎ段相同的训练序列的连接点位置或者在每根接收天线上找到训练序列的连接点位置；Ｓ２，利用所述接收信号最强径上的ｎ段相同的训练序列的连接点位置或在每根接收天线上找到的训练序列的连接点位置，基于自适应门限估计得到定时同步的起始位置。本发明专利技术的多载波系统的同步技术方案在不影响同步性能的前提下，大大降低了定时同步的运算量和运算复杂度；并通过利用信道的噪声信号比，计算多载波系统的多径判别系数，从而很好地解决了同步中的多径判别问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种用于多载波系统的同步方法及系统。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，多载波技术，尤其是正交频分复用技术，以其高频谱 利用率、有效对抗多径等的特点不但在广播式数字音频和视频领域得到了广泛的应用， 并且已经被引入到无线局域网和无线城域网的标准中。在第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，简称3GPP)启动的长其月演进(Long Term Evolution, 简称LTE)研究中，正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称 OFDM)技术已经被采纳为下行的多址方式。 多载波系统的同步过程包括帧同步，载波同步和符号同步。帧同步是系统接收端 的第一步操作，即通过帧同步找到接收信号的大概起始位置，并利用该位置进行载波同步； 载波同步保证接收端的振荡频率与发送载波同频同相，由于多载波系统本身对频偏极为敏 感，这就要求系统能够对频偏做出准确的估计和补偿；而符号同步是为了保证快速傅立叶 变换(Fast Fourier Transformation,简称FFT)和快速傅立叶逆变换(Inverse FFT，简称 IFFT)的起始时间一致，其定时估计的精度对多载波系统的性能有着很大的影响。 多载波系统的同步技术一般首先采用逐点相关的方法找到每一根接收天线上的 接收信号同发送导频信号的相关最大值点，并将其作为定时同步的起始位置。但以上方法 由于需要逐点求相关运输，因此其运算复杂度较高，不利于硬件实现。此外，由于定时同步 会受到多径信道的影响，进而造成定时的不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术的不足，提供一种能够在不影响同步性能的前提下，大大降低多载波系统定时同步的运算量和运算复杂度的同步方法及系统。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供一种用于多载波系统的同步方法，其包括以下步骤 Sl，对每根接收天线上接收到的信号帧进行处理，得到接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或者在每根接收天线上找到训练序列的连接点位置； S2，利用所述接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或在每根接收天线上找到的训练序列的连接点位置，估计得到定时同步的起始位置。 其中，在所述步骤SI之前还可以包括步骤在每根发射天线上发送信号帧，所述信号帧包括数据帧和n段长度均为L的训练序列。 其中，所述步骤SI具体为 Sll，将每根接收天线上收到的信号帧从一个位置开始，先按照L的长度分段，将 每段信号帧进行L点的FFT变换；将FFT变换后的结果分别与本地训练序列进行点乘；将点 乘后的数据乘以训练序列长度L，再进行L点IFFT ;对IFFT输出结果取模值；其中，所述本地训练序列以这样的方式得到将从每根接收天线接收到的信号帧反折后取共轭，再进行L点的FFT变换； S12，将各模值合并，查找以上合并结果的最大峰值位置，所得即为接收信号最强 径上的两段相同的训练序列的连接点位置；或者不执行各模值合并的步骤，直接得到每根 接收天线上的训练序列的连接点位置。 其中，所述步骤S2具体为 S21，从所述接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或在每根接 收天线上找到的训练序列的连接点位置前后分别截取一块长度为L的数据块，将这两个数 据块进行点乘累加得到两个数据块的相关能量，对所截取的两个数据块之一中的数据点求 平方和，得到该数据块的信号能量； S22，利用该数据块的相关能量和信号能量计算得到接收信号的噪声信号比； S23，根据该噪声信号比以及去掉虚载波后训练序列自相关结果的幅度主旁瓣之 比，设置一个自适应判别门限，在未出现帧头的位置由较高的噪声信号比计算得到较高的 判别门限以防止假同步，在出现帧头的位置由较低的噪声信号比计算得到较低的判别门限 以防止漏同步； S24，利用上述自适应判别门限，从最强径上的连接点位置起，取一个大小为循环 扩展点数一半的搜索窗，在该窗内从后向前搜索超过所述门限的数值位置，直到搜索完整 个窗，窗内最靠前的大于门限的数值位置即为第一径的定时位置，即定时同步的起始位置。 其中，在所述步骤S2之后还包括步骤根据所述定时同步的起始位置对接收信号 进行补偿，完成同步过程。本专利技术还提供了一种用于多载波系统的同步系统，包括 连接点位置获取模块，用于对每根接收天线上接收到的信号帧进行处理，得到接 收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或者在每根接收天线上找到训练序 列的连接点位置； 定时同步的起始位置估计模块，用于利用所述接收信号最强径上的n段相同的训 练序列的连接点位置或在每根接收天线上找到的训练序列的连接点位置，估计得到定时同 步的起始位置，利用所述起始位置对接收信号进行定时同步。 上述技术方案具有如下优点通过以FFT及IFFT运算取代逐点相关运算实现了多 载波系统的同步捕获，在不影响同步性能的前提下，大大降低了定时同步的运算量和运算 复杂度。并通过利用信道的噪声信号比，计算多载波系统的自适应多径判别系数，从而很好 地解决了同步中的多径判别问题。附图说明 图1是本专利技术实施例的方法流程图； 图2是本专利技术实施例的方法中接收端的算法流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 图1为依据本专利技术的用于多载波系统的同步方法的实施例的方法流程图，同步过 程主要在接收端完成，但在发送端需要将多项式序列(作为训练序列，为2段，长度均为L) 与已调制的数据序列进行复用，最终得到以多项序列为同步符号的信号帧，然后发送该信 号帧。如图1所示，接收端的同步流程具体包括 A1，将每根接收天线上收到的数据从一个随机位置开始，先按照L的长度分段(与 发送端的训练序列长度相同)，将每段串行数据进行L点的FFT变换；再分别与本地训练序 列符号进行点乘；然后将点乘后的数据乘以训练序列长度L，再进行L点IFFT ;对以上IFFT 输出结果取模值；之后将各接收天线得到的模值进行合并；查找以上合并结果的最大峰值 位置，所得即为接收信号最强径上的两段相同的训练序列的连接点位置。上述将模值进行 合并的步骤可以取消，从而得到每根天线上的训练序列的连接点位置。 A2，从该连接点位置前后分别截取一块长度为L的数据块，将这两块数据进行点 乘累加得到两块数据的相关能量，对截取下来的任意一块长度为L的数据中的数据点求平 方和，得到该数据块的信号能量； A3，用数据块的信号能量减去数据块的相关能量所得的差值再除以数据块的相关 能量，得到接收信号的噪声信号比； A4，根据此噪声信号比以及去掉虚载波后训练序列自相关结果的幅度主旁瓣之 比，设置一个自适应判别门限，在未出现帧头的位置由较高的噪声信号比计算得到较高的 判别门限以防止假同步，在出现帧头的位置由较低的噪声信号比计算得到较低的判别门限 以防止漏同步； A5，利用以上自适应判别门限，从最强径定时位置起，取一个大小为循环扩展点数 一半的搜索窗，在窗内从后向前搜索超过门限的数值位置，直到全窗搜索完成，窗内最靠前 的那个大于门限的数值位置即为第一径的定时位置(多径信道首径到达位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多载波系统的同步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：Ｓ１，对每根接收天线上接收到的信号帧进行处理，得到接收信号最强径上的ｎ段相同的训练序列的连接点位置或者在每根接收天线上找到训练序列的连接点位置；Ｓ２，利用所述接收信号最强径上的ｎ段相同的训练序列的连接点位置或在每根接收天线上找到的训练序列的连接点位置，估计得到定时同步的起始位置；其中ｎ为正整数。

【技术特征摘要】
一种用于多载波系统的同步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤S1，对每根接收天线上接收到的信号帧进行处理，得到接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或者在每根接收天线上找到训练序列的连接点位置；S2，利用所述接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或在每根接收天线上找到的训练序列的连接点位置，估计得到定时同步的起始位置；其中n为正整数。2. 如权利要求1所述的用于多载波系统的同步方法，其特征在于，在所述步骤SI之前 还包括步骤在每根发射天线上发送信号帧，所述信号帧包括数据帧和n段长度均为L的、 作为同步符号的训练序列；其中L为正数。3. 如权利要求2所述的用于多载波系统的同步方法，其特征在于，所述步骤SI具体为Sll，将每根接收天线上收到的信号帧从一个位置开始，先按照L的长度分段，将每段 信号帧进行L点的快速傅立叶变换；将快速傅立叶变换后的结果分别与本地训练序列进行 点乘；将点乘后的数据乘以训练序列长度L，再进行L点快速傅立叶逆变换；对快速傅立叶 逆变换输出结果取模值；其中，所述本地训练序列以这样的方式得到将从每根接收天线 接收到的信号帧反折后取共轭，再进行L点的快速傅立叶变换；S12，将各模值合并，查找以上合并结果的最大峰值位置，所得即为接收信号最强径上 的两段相同的训练序列的连接点位置；或者不执行各模值合并的步骤，直接得到每根接收天线上的训练序列的连接点位置。4. 如权利要求1所述的用于多载波系统的同步方法，其特征在于，所述步骤S2具体为S21，从所述接收信号最强径上的n段相同的训练序列的连接点位置或在每...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，张平，张志燕，刘毅，张炎炎，刘宝玲，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]