应急通信ofdm系统中一种简化粗同步方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及宽带无线通信系统和移动通信系统的核心技术正交频分复用 (OFDM:Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)物理层的实现，特别涉及到应急 通信OFDM系统中一种简化粗同步方法及系统。
【背景技术】
[0002] IEEE802. Ila协议中的粗同步算法中用到了除法、滑动相关、归一化等运算，因此 建模时需要消耗较多乘法器等模块。由于目前可编程逻辑器件中乘法器模块资源有限，需 要采用大规模可编程逻辑器件才能实现较复杂的算法，从而会增大硬件开发的成本。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供应急通信OFDM系统中一种简化粗同 步方法，该方法在IEEE802. Ila协议的基础上给出了一种简易的粗同步算法，该算法相对 于原来的算法更加简单，减少了硬件资源的消耗，同时满足同步要求，从而减少开发成本。
[0004] 为实现上述目的，本发明应急通信OFDM系统中一种简化粗同步方法具体步骤如 下：
[0005] 1)在OFDM系统的接收端，利用前导中的短序列符号的周期性，设接受到的信号为 Rn，从而得出接收到信号的能量：
[0007] 其中表示的Rn共轭。
[0008] 2)对接收到的信号的能量以长度L进行递归累加求和得出。
[0009] 求和后的值为Mn可以表为：
[0011] 3)对得到的1以长度K进行滑动，求在长度K范围内的最大值得到最大值獻1序 列，表达式如下：
[0012] MAXn = max (Mn ~Mn+K) (3)
[0013] 4)对得到的最大值序列MXn进行处理，让前一个减去后第L个左移S位后的序列 得DMX n，表达式如下：
[0014] DMAXn = MAXn-MAXn Jt (4)
[0015] 5)设置门限λ当检测到DMXnM时即认为检测到信号。
[0016] -种用于实现所述同步方法的系统，该系统包括：自相关单元、移位求和单元、最 大值运算单元以及相邻位求差运算单元；自相关单元包括两个用于实现信号复数相关的复 数乘法器模块；所述移位求和单元包括复数乘法器模块complex MultlD3与三个求和模块 和延时模块；所述最大值运算单元包括比较模块，选择模块和延时模块；所述相邻位求差 运算单元包括延时模块和求差模块。
[0017] 本发明针对OFDM系统的粗同步问题，通过滑动求和取最大值以及间隔做差分来 发现OFDM数据帧的头部。用简单方法实现了曲线斜率的计算，避免了现有技术中用乘除算 法求斜率的计算方法，降低了算法难度，进而降低了在系统实现过程中对FPGA资源的占用 量。
[0018] 本发明为开拓性发明，经过系统测试，可以准确检测出数据包头的位置，简单有 效。
【附图说明】
[0019] 图1为实施例中移位求和及相临位求差模块；
[0020] 图2为实施例中最大值运算及相邻位求差模块。
【具体实施方式】
[0021] 本实施例属于该系统中接收机粗同步模块，如附图1所示。具体实施过程如下：
[0022] 1)实现自相关，如附图1第一部分所示自相关单元，采用两个复数乘法器模块，实 现两路接收信号的复数自相关，即实现公式（1)的运算。
[0023] 2)实现累加求和，即完成公式（2)的运算，如图1第二部分所示移位求和单元。因 为自相关得到的是复信号，需要进行求模计算，即实部平方与虚部平方和，由复数乘法器模 块complexMultlD3与两个求和模块实现对两路信号的求模运算。之后使用两个移位求和 模块ShiftAddlD与ShiftAddlDl实现累加求和。因为两路信号发送的是相同的信号，因此 可以直接将两路累加和信号直接求和，再进行下一步运算。求和后可以增强接收信号强度， 提高检测成功率。
[0024] 3)以长度K求最大值运算，即完成公式（3)的运算，如附图2第三部分所示最大值 运算单元，这里K等于20,其中求最大值运算模块Maxl保证未找到最大值之前输入数为0。
[0025] 4)如附图2第四部分所示相邻位求差单元，间隔L位求差运算，即完成公式⑷的 运算，这里L等于20, S等于3。
[0026] 5)设置门限λ当检测到DMAXnM时即认为检测到数据包头信号。
[0027] 该同步方法大大简化了现有技术中同步方法，大大降低了系统实现的复杂度，减 少了乘法器等模块的消耗，节省了硬件资源，降低成本。
[0028] 显然，本领域的技术人员应当明白，上述的本发明的各种模块或单元可用通用的 计算装置实现，他们可以集中到单个的计算装置上，或分布在多个计算装饰所组成的网络 上，可选地，他们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而将他们存储在存储装置中 由计算装置来执行，或将他们分别支撑单个集成电路模块，或将他们中的多个模块或单元 制成单个集成电路模块来实现，这样，本发明不限于任何特定的硬件或软件。
[0029] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种改进或变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替代、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 应急通信OFDM系统中一种简化粗同步方法，其特征在于，其具体步骤如下： 1) 在OFDM系统的接收端，利用前导中的短序列符号的周期性，设接受到的信号为Rn， 从而得出接收到信号的能量：⑴ 其中R&表示的Rn共轭。 2) 对接收到的信号的能量以长度L进行递归累加求和得出。 求和后的值为1可以表为：<2) 3) 对得到的Mn以长度K进行滑动，求在长度K范围内的最大值得到最大值MAXn序列， 表达式如下： MAXn =max(Mn ~Mn+K) (3) 4) 对得到的最大值序列MAXn进行处理，让前一个减去后第L个左移S位后的序列得 DMAXn，表达式如下： DMAXn =MAXn-MAXnJt(4) 5) 设置门限A当检测到DMAXn>A时即认为检测到信号。2. -种用于实现权利要求1所述同步方法的系统，其特征在于，该系统包括：自相关单 元、移位求和单元、最大值运算单元以及相邻位求差运算单元；自相关单元包括两个用于实 现信号复数相关的复数乘法器模块；所述移位求和单元包括复数乘法器模块与三个求和模 块和延时模块；所述最大值运算单元包括比较模块，选择模块和延时模块；所述相邻位求 差运算单元包括延时模块和求差模块。 本发明公开了一种应急通信OFDM系统中一种简化粗同步方法，针对OFDM系统的粗同 步问题，通过滑动求和取最大值以及间隔做差分来发现OFDM数据帧的头部。用简单方法实 现了曲线斜率的计算，避免了现有技术中用乘除算法求斜率的计算方法，降低了算法难度， 进而降低了在系统实现过程中对FPGA资源的占用量。
【专利摘要】本发明公开了一种应急通信OFDM系统中一种简化粗同步方法，针对OFDM系统的粗同步问题，通过滑动求和取最大值以及间隔做差分来发现OFDM数据帧的头部。用简单方法实现了曲线斜率的计算，避免了现有技术中用乘除算法求斜率的计算方法，降低了算法难度，进而降低了在系统实现过程中对FPGA资源的占用量。
【IPC分类】H04L27/26
【公开号】CN105099980
【申请号】CN201410211314
【发明人】郑静晨, 李明, 李晓雪, 郝昱文, 李争平, 张笛笛
【申请人】郑静晨, 李明, 李晓雪, 郝昱文
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月19日