专利名称：正交频分复用通信系统中新的接入前导产生方法
技术领域：
本发明涉及正交频分复用通信(OFDM)技术领域，具体地说，本发明主要涉及OFDM通信系统物理层中一种新的OFDM的接入前导(以下称preamble)。
背景技术：
正交频分复用(OFDM)技术作为一种无线通信系统的高速传输技术早在60年代就提出来了。近些年来，由于数字信号处理技术和ASIC技术的飞速发展，OFDM系统的实现已经成为现实，OFDM技术再度受到关注和研究。OFDM作为下一代移动无线通信系统技术已经得到国内外公认。
OFDM技术将整个可用的频率带宽划分为很多相互正交重叠的子载波，这些子载波可以并行传输不同的数据，这样更有效利用频带，提高系统传输能力。
在很多OFDM系统中，为了同步和信道估计的目的，用户在传输数据之前或在传输过程中传输一些训练符号，我们称为接入前导(Preamble)实际OFDM系统中的Preamble都是在频域上对已知的序列在特定的子信道上做快速反付里叶变换(IFFT)得到，我们称该种序列为频域训练序列。
在高性能城域网规范Hiperman和IEEE802.16e的256FFT OFDM物理层中，共有256个子载波，标号为-128到127，但实际只用了标号为-100到100的200个子载波，其中零子载波不用。
根据OFDM系统的Preamble设计原则，同时结合该Preamble实际使用环境。我们分析得出目前的Preamble还需要优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种正交频分复用接入通信系统中新的接入前导产生方法。
为实现上述目的，一种用于正交频分复用通信系统接入前导的产生方法，包括步骤使用有用子载波传输信号，其他子载波不使用，即放置零；在有用子载波中放置频域训练序列，并对其进行反傅立叶变换形成正交频分复用子信道接入前导。
该频域训练序列的特征是只在特定的有用子载波上放置信号。
本发明的新的序列的PAPR值较低，由于较低的PAPR，减少对非线性功率要求，降低成本，同时减少非线性失真，提高估计性能。另一方面，低的PAPR时，能以更高的平均功率来调制序列，这样也可以提高估计性能；具有良好的相关性能，有利于同步。采用新的序列不需要任何多余的控制信号，也就是说，不会给系统的MAC层带来任何冗余。
图1是OFDM发射机的系统图；图2是循环前缀操作后的时域信号，其中，CP表示循环前缀；图3是接入前导结构，其中Tg表示循环前缀的长度，Tb表示一个OFDM数据符号的长度。
具体实施例方式
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定频带分成许多正交子载波，在每个子载波上进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的无线信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子载波是相对平坦的，在每个子载波上进行的是窄带传输，信号带宽小于无线信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。
OFDM系统将整个频带从低到高划分为N个子载波，标号为[-N/2:N/2-1]，一般情况下，为了防止邻道干扰，位于频带边沿的子载波不被使用。同时为了实现上的方便，标号为零的子载波也不被使用。不使用的子载波置零，即不放置任何信号。
实际OFDM系统中的Preamble都是在频域上对已知的序列在特定的子信道上做IFFT得到，我们称该种序列为频域训练序列。
本发明针对的OFDMA系统基本参数为1)总的子载波数目为256，标号为[-128:127]；2)使用的子载波数目为200，标号[-100:-1，1:100]；3)用于传输导频的子载波数目为8，标号为[-88，-63，-38，-13，13，38，63，88]；4)位于保护带的子载波为55，标号为[-128:-101，101:127]。
OFDM系统中，如图1所示，串行数据符号被分成块{pj|j＝-N/2，...，N/2-1}(其中N为IFFT长度，j对应OFDM调制子载波(subcarrier)标号)，并行放置在相应的子载波上进行快速反傅立叶变换(IFFT)得到OFDM符号{sk=1NΣjpj*ej2jk/N|j=-N/2,...,N/2-1,k=0,1,...,N-1}]]>IFFT后，对该OFDM数据信号进行循环前缀操作之后，经过数模变换和上变频通过天线发射出去。
pj可以含有导频信号，另外，如果pj是为频域训练序列的话，那么得到的OFDM符号为接入前导。
循环前缀操作之后的时域信号如图2所示。
对应于本发明的系统参数，pj只在使用的子载波即标号为[-100:1，1:100]上放置有用符号(数据符号，导频或频域训练序列)，在其他的子载波上为零。
当要生成接入前导时，通过频域序列生成器生成相对应的频域序列pj后，通过选择器把该频域序列放置在子载波上。然后对pj进行IFFT操作。
当生成以上的接入前导时，对应的频域训练序列可以是下面的序列中任何一条Seq1(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1]*WSeq2(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*W
Seq3(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*WSeq4(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*WSeq5(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，
0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1]*WSeq6(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1]*W这里只给出标号为从-100到100子载波上训练符号的值，其他位置为零，即标号为-128到-101和101到127的子载波上为零，其中W为一确定的系数，可以是任意实数或复数。该序列的元素为-1和+1时，代表BPSK调制，当元素为零时，代表没有任何信号，即使用该序列表明在传输接入前导时，只在特定的有用子载波传输已知的信号。
根据上述的频域训练序列，当要生成接入前导时，将该序列放置在对应子载波标号的子载波上。然后进行IFFT操作。生成的接入前导如图3所示。
权利要求
1.一种用于正交频分复用通信系统子信道接入前导的产生方法，包括步骤使用有用子载波传输信号，其他子载波不使用，即放置零；在使用的子信道中的子载波中放置频域训练序列，并对其进行反傅立叶变换形成正交频分复用子信道接入前导。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述有用子载波为200个，标号为[-100:-1，1:100]。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于频域训练序列只在特定的有用子载波放置信号，该特定的子载波标号为[-100:4:-4，4:4:100]，其中-100:4:-4表示从100开始，按4为步长递增一直到-4。
4.按权利要求1所述的方法，频域训练序列可以使以下的任一序列，该任一序列对应于子载波标号[-100:100]放置在子载波上，然后进行IFFT操作Seq1(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1]*W，Seq2(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*W，Seq3(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*W，Seq4(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1]*W，Seq5(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1]*W，Seq6(-100:100)＝[-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，0，-1]*W。
全文摘要
一种用于正交频分复用通信系统接入前导的产生方法，包括步骤使用有用子载波传输信号，其他子载波不使用，即放置零；在使用的子载波中放置频域训练序列，并对其进行反傅立叶变换形成正交频分复用子信道接入前导。本发明的新的序列的PAPR值较低，可以减少对非线性功率要求，降低成本，同时减少非线性失真，提高估计性能。另一方面，能以更高的平均功率来调制序列，这样也可以提高估计性能。具有良好的相关性能，有利于同步。采用新的序列不需要任何多余的控制信号，也就是说，不会给系统的MAC层带来任何冗余。
文档编号H04J1/00GK1604510SQ0313597
公开日2005年4月6日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者曹锋铭, 王海, 周潘渝 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社