本发明序列的元素模值 相同，只有两种相位，序列元素仅由1+i，-(1+i)以及O构成，在发送端和接收端都易于实 施。第二，本发明序列的长度可以通过参数N设置，序列长度可控，克服了格雷序列对序列 长度的限制，应用上非常灵活。本发明还可设计有限制条件的序列，固定序列某一些位置上 元素的值；在有一些诸如直流载波，预留子载波等诸多限制，以及在为满足序列时域波形周 期性的情况下强制置零子载波，仍然能进行全局优化，设计出良好自相关特性的序列。第 三，所设计的序列经过实测，均具有较低PAPR，这在OFDM通信系统的相关应用中是一个十 分重要的优点。
【附图说明】
[0053] 图1为本发明方法的总体流程图；
[0054] 图2为应用本发明算法设计256位序列，训练70次，每一次产生的序列的最高 SELF值的曲线图；
[0055] 图3为本发明的生成序列在一个DFT周期内的时域波形；
[0056] 图4为本发明的生成序列的时域自相关图。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0058] 下面在毫米波无线局域网通信场景下，以IEEE802.Ilaj协议架构为基准确定设 计参数。考虑到本场景，本次实施直接设定训练迭代次数T= 70,不逐次进行收敛判断，通 过绘制曲线图直观展示收敛过程。序列长度N= 256,每次迭代生成序列数为J= 200,按 IEEE802.Ilaj直流子载波、虚拟子载波的限制条件，并要求STF时域波形满足M= 4次波 形重复，在此结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0059] 如图1所示，本发明提供了一种用于无线局域网通信系统的STF序列设计方法，具 体步骤如下：
[0060] (1)设定所设计序列的参数：所设计序列长度为N= 256,训练次 数T= 70,每次生成序列数J= 200,取样系数S= 0. 2,初始化伯努利参数为： ? =klZm=和.5}二28，初始SELF值^^ = 〇，应用于此场景时限制位置域可表示为：C =(-128,-90)U(-1，+1)U(+90,+127)，其中（-128,-90)U(+90,+127)为预留子载波的 位置，其值设为〇,（-1，1)为三个直流子载波的位置，其值设为0。与此同时，为满足STF时 域波形M= 4次波形重复，序列还应满足以下条件：
[0062] 在满足上述限制的条件下，生成J个服从参数的随机序列。
[0063] (2)按参数生成序列：运用蒙特卡洛方法生成200个服从参数为= 伯努 利分布的随机序列，生成的200个序列可表示如下：
[0065] (3)对生成序列计算SELF值：对所产生的每一个随机序列Pj映射成Q。= (HPj) ? (1+i)后做IFFT变换为时域信号，计算此时域信号的SELF。按公式7计算200 个生成序列的SELF，得到：f 。并对这组序列的SELF值进行降序排列，设置取样系数为 S= 0. 2,降序序排列之后，第1个SELF值为最高SELF值，设定第「J.q=「200x0.21 = 40 个SELF值为此次生成序列SELF的阈值y，「1为向上取整函数。
[0066] (4)判断是否达到迭代次数70,若是则至步骤（6)，否则至步骤（5)。此处为了得 到与传统算法对比结果，使用的是迭代次数作为判断迭代终止的条件，也可以通过判断前 后两次迭代生成序列的最高SELF值之差的绝对值小于某一阈值的收敛条件作为迭代终 止的条件。
[0067] (5)由生成序列按如下准则更新迭代参数un:
[0069]其中，a()是指示函数：当且仅当，(>;>7, 时等于1，否则为〇; PjS每次产生的第j个序列，Pjin为产生的第j个序列的第n个元素的值，设置下一次迭代 的参数i^ = f?H28 = ?j二28，进入步骤⑵进行下一次迭代。
[0070](6)将步骤⑶中SELF的最小值对应的序列#映射为Qj= (1-2P」）?（1+i)，产生 较好相关特性的序列。
[0071] 经过每次迭代，概率分布函数有更大的概率较好自相关特性的序列，多次迭代，达 到了设计STF序列的技术目的。迭代终止后，选取最高SELF的序列。图2表示应用本发明 算法，训练70次，每一次产生的序列的最高SELF值的曲线图，可以看到收敛十分快速，在40 此左右即告收敛，同时经计算，此序列的PAPR值仅为2. 7dB，亦具有良好的低峰均比特性。 图3为本发明的最终生成的设计序列在一个DFT周期内的时域波形。图4为本发明的最终 生成的设计序列时域自相关图。
[0072] 表-1 256位序列部分位置前30次训练概率参数变化
[0073]
【主权项】
1. 一种用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在于，包括如下步 骤： 1) 设定所设计序列的参数，包括：序列长度N，序列时域波形在一个DFT周期内的重 复次数M，每次生成随机序列的个数J，取样系数S，0 < S < 1，初始概率密度函数参数 ? = ，迭代终止条件，以及初始SELF值; 2) 运用蒙特卡洛方法生成J个服从参数为u的伯努利分布的随机序列P]; 3) 计算生成的随机序列PjE {〇, 1} N的映射序列Q {-(1+i)，1+i} N的SELF ; 4) 从J个SELF中选出最高SELF值，记为，并设定SELF的阈值γ ; 5) 判断是否满足迭代终止条件，若是则至步骤7,否则至步骤6 ; 6) 根据步骤4中得到的校备和γ更新迭代参数6^和11，转至步骤2进入下一次迭 代； 7) 步骤4中得到的最高SELF值对应的映射序列即为所设计的序列。2. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，当对所设计的序列有条件限制时，所述步骤1还需设定限制条件参数，包括限制位置域 C和限制位置值W。3. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，当没有条件限制时，所述步骤2生成的随机序列P,表示为：其中，Pjin为随机序列P i的元素值，u n为伯努利分布参数u的元素值，N为序列长度，J 为随机序列的个数； 当有条件限制时，所述步骤2生成的随机序列Pj表示为：其中，Pjin为随机序列P i的元素值，u n为伯努利分布参数u的元素值，C为限制位置域， wne W为限制位置元素的值，N为序列长度，J为随机序列的个数。4. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，所述步骤3计算映射序列的SELF的具体步骤为： 3.1)将所产生的每一个随机序列Pj映射成Q j，映射函数为Qj= (HP j) · (1+i); 3. 2)对映射序列％做IFFT变换为时域信号； 3. 3)计算时域信号的SELF，具体计算公式为：其中，xGUP,) · (1+i))表示映射后序列的时域信号，^丨(ι+?))?〇表示该时域信号 的自相关函数，E{ }为统计平均算子，max{ }表示取最大值。5. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，所述步骤4选择最高SELF值和SELF阈值的具体步骤为： 4. 1)对生成的J个SELF进行降序排序处理，即：其中，down()为对序列进行降序排列的函数，f 为随机序列Pj的映射序列的SELF 值，f(/)为降序排列的第j个SELF值，J为随机序列的个数； 4. 2)选取本次得到的最高SELF值为; 4. 3)设定SELF的阈值为：其中，厂（Y为降序排列的SELF值，J为随机序列的个数，S为取样系数，「1为向上取 整函数。6. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，所述步骤1中设定的迭代终止条件为迭代次数或收敛条件阈值。7. 如权利要求6所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，设定迭代次数情况下，终止条件为达到迭代次数；设定收敛条件阈值情况下，终止条件 为S，其中G=J7为上次迭代的最高SELF值，丨为本次迭代的最高SELF值， ε为收敛条件阈值。8. 如权利要求1所述的用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，其特征在 于，所述步骤6将^的值传递给更新，即= ，并根据所有符合SELF的 阈值条件γ的序列的第η位的数值分布情况更新u，具体计算公式为：其中，C为更新后的伯努利分布参数u的元素值，α()是指示函数：当且仅当 ，α(7(Ρ,) 2;/)时等于1，否则为〇巧为每次产生的第j个随机序列，P j n为产生 的第j个随机序列的第η个元素的值，j为随机序列Pj的映射序列的SELF值。
【专利摘要】本发明公开了一种用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法，首先设定所设计序列的相关参数，然后进行多次迭代，一次迭代中按照参数生成服从指定概率密度参数的伯努利分布的多个元素为和的指定长度与配置的序列，并根据序列的<i>SELF</i>对生成序列进行筛选，更新下一次迭代的参数，最后迭代终止后将具有良好自相关性且时域周期重复的序列设为所设计的短训练序列。本发明可以设计任意长度的短训练序列，序列仅包含为、以及0元素，且具有良好的自相关性能，时域波形周期性重复。本发明在序列特定位置取特定值的条件下，仍然能够获得良好波形的序列，进一步扩大了本发明的应用场景和应用范围。本发明可以应用于但不局限于OFDM系统短训练序列的设计。
【IPC分类】H04L27/26
【公开号】CN105162745
【申请号】CN201510471001
【发明人】何世文, 余光识, 王海明, 杨绿溪, 黄永明, 洪伟, 张军, 江华
【申请人】江苏中兴微通信息科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月4日