一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于数字无线通信传输技术领域，特别设及一种基于共辆结构前导的联合 定时与频率同步方法。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用（Orthogonal Rrequen巧Division Multiplexing, 0抑M)能够有效 对抗信道的多径效应，具有较高的频谱利用率，可W提供无线衰落信道下的高速数据传输。 OFDM体制在数字视频广播值VB)W及新一代地面移动通信等领域得到应用并成为国际和 行业标准。在卫星通信领域，（FDM适用于宽带卫星通信信道下的高速数据传输，例如欧洲 卫星标准DVB-甜设计了采用(FDM或TDM技术的混合地面与卫星的通信系统。
[0003] 假设高速串行数据流信息速率是Rb，符号间隔是Tb= 1/Rb。OFDM发送端首先将高 速的串行数据流经过串并变换得到相对低速并行的子数据流。经过串并变换（S/巧得到的 并行子数据流的信息速率降低为输入串行数据流信息速率的1/N(即Rb/N)，符号间隔扩展 为原来的N倍（即NTb)。然后，通过逆傅里叶变换（IFFT)将并行数据流调制到N个相互正 交的子载波上。最后，在IFFT变换后的频域插入长度大于信道的最大多径时延的循环前缀 (CP)，并进行并串变换（P/S)，得到发送端基带OFDM符号，表示为
[0004]
【主权项】
1. 一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 、在长度为N的滑动窗内，对OFDM接收机的接收信号r (η)和前导符号C (η)进行共 轭相乘，得到相关信号Akd): r〇 (n, d) = r (n+d) c* (η)； 其中，η = 0、1、= "'MsXNsiNs=WNyN 为设定的一个 OFDM 符号的 样值数，MS为设定的每帧数据中OFDM符号个数，NgS OFDM符号的循环前缀个数；并且在所 述前导符号c (η)具有共轭结构，即： [C(0) C(I)…c (Ν/2-1)] = [c*(N/2) c*(N/2+l)…c* (N-I)]; (2) 、根据步骤（1)得到的滑动相关信号r(l(n，d)计算得到差分相关信号p(m，d):
其中，m=l、2、"·、Μ。，Mtl为正整数且 MtlSN-I; (3) 、对步骤（2)计算得到的差分相关信号ρ (m，d)进行加权累加，得到加权相关函数 P(d)； (4) 、利用滑动窗内接收信号的能量对步骤（3)计算得到的加权相关函数P(d)进行归 一化，得到归一化定时度量值M(d); (5) 、对归一化定时度量M(d)求取最大值；差分相关定时偏移估计量i等于所述最大 值对应的d的取值，即S = ; (6) 、计算小数部分载波频偏估计量# :
其中，angle ()代表取相位运算； (7) 、利用步骤（6)计算得到的小数部分的载波频偏估计量I对接收信号进行补偿运 算，得到小数频偏补偿后的接收信号 (/7, ε) = /:,(/?, ?) ο\ρ(-/2ππ ?/Ν)； (8) 、利用小数频偏补偿后的接收信号求取目标函数Γ (q)，然后对所述目标函 数Γ (q)求取最大值，并将所述最大值对应的参数q作为整数部分的频偏估计量彡，具体实 现过程如下： (8a)、计算目标函数Γ (q):
(8b)、然后对所述目标函数Γ (q)求取最大值，并将所述最大值对应的参数q作为整数 部分的频偏4 ,即4 = arg mf (「⑷）； (9)、将小数部分的载波频偏估计量f和整数部分的频偏估计量纟求和，得到载波频偏 估计量即9 = ^ + 。
2. 根据权利要求1所述的一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法，其特征 在于：在步骤（3)中，加权相关函数P (d)的计算公式如下：
3. 根据权利要求1所述的一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法，其特征 在于：在步骤（3)中，加权相关函数P (d)的计算公式如下：
4. 根据权利要求1所述的一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法，其特征 在于：在步骤（4)中，归一化定时度量值M(d)的计算公式为：
【专利摘要】本发明提供了一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法，该方法的步骤如下：1、计算接收信号r(n)和前导符号c(n)的相关信号r0(n,d)；2、计算得到差分相关信号p(m,d)；3、对差分相关信号p(m,d)进行加权累加得到加权相关函数P(d)；4、利用滑动窗内接收信号的能量对加权相关函数P(d)进行归一化，得到归一化定时度量值M(d)；5、对归一化定时度量M(d)求取最大值，得到定时偏移估计量6、计算小数部分载波频偏估计量7、利用小数部分的载波频偏估计量对接收信号进行补偿得到补偿后的接收信号 8、利用小数频偏补偿后的接收信号计算整数部分的频偏估计量9、载波频偏估计量该方法只采用一个具有共轭结构的前导符号进行联合符号定时与载波频率同步，符号定时同步不受频率偏差的影响。
【IPC分类】H04L27-26, H04L25-02
【公开号】CN104836769
【申请号】CN201510217786
【发明人】马云思, 周三文, 闫朝星
【申请人】北京遥测技术研究所, 航天长征火箭技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日