专利名称：一种ofdm系统精定时同步估计的实现方法
技术领域：
本发明涉及通信领域的OFDM时间同步估计实现方法，尤其涉及一种OFDM系统中 精定时同步估计的实现方法。
背景技术：
正交频分复用(简称“OFDM”)系统的时间同步用来为快速傅里叶变换(简称 “FFT”)解调提供准确的开窗位置。由于在OFDM符号之间插入了循环前缀保护间隔，因此 OFDM符号定时同步的起始时刻可以在保护间隔内变化，而不会造成码间干扰(简称“ISI”) 和信道间干扰(简称“ICI”)。只有当FFT运算窗口超出了符号边界，或者落入符号的幅度 滚降区间，才会造成ISI和ICI。因此OFDM系统对符号定时同步的要求相对宽松。在多应用环境中，为了获得最佳的系统性能，需要确定最佳的符号定时。尽管符号 定时的起点可以在保护间隔内任意选择，但任何符号定时的变化，都会增加OFDM系统对时 延扩展的敏感程度，因此系统所能容忍的时延扩展就会低于其设计值，为了尽量减小这种 负面的影响，需要尽量减小符号定时同步的误差。OFDM定时同步易受频率偏差的影响，OFDM技术使用了频率的正交特性，一旦 其正交性遭破坏，系统的误码率急剧增加，这是OFDM技术的一个主要问题。产生频偏的 主要原因是射频电路接收和发送段中心频率不匹配。如果发送端载波中心频率为ft， 接收端载波中心频率为f；，则源数据x(n)在发送端为r(n)==x(^e〃20，在接收端为 y(n) = T(n)eJ2^' 二戏—你請，可以看出接收端的数据经下变频后存在频偏f>ft。从上 式可以看到，在时域，载波频偏所造成的相位偏移随着采样点的增加逐渐累计增加，等效为 线性相位偏移。在频域，载波频偏造成的平均相位旋转和子载波间干扰，当频偏为Af时，频域信 号可表示为Yik) 二 XkHk{ HW·
N sin(^A/ / N)
Γ π J.V F N f_sin^A/_λj^f(N~\)/Nν
_7]{Nsin(^l-k + Af)/N)}e'其中，Y(k)为频域接收到的信号，)(k为发送的原始信号，Hk为信道第k个位置的频 域响应，N是FFT长度，Y' (k)与&成线性关系，Yici (k)为子载波间干扰。随着载波频偏
sin πΑ
Δ f的增加，函数…树冲—“随着增大，子载波间干扰也随着增大。在OFDM系统中，当发生载波频率偏差的时候，大于子载波间隔的频偏部分称为整 数频偏Af1，小于子载波间隔的频偏部分称为小数频偏Aff。其中小数频偏Aff会严重破 坏各子载波之间的正交性。按照定时同步的精度分类，定时同步算法可以分为粗定时同步算法和精定时同步 算法。通常粗定时同步算法受频偏影响相对较小，但同步精度较低。精定时同步算法可以达到很高的同步精度高，但是随着频偏的增大，同步精度急剧降低。
发明内容
本发明目的提供一种OFDM系统精定时同步估计的实现方法，可以对抗较大的频 率偏差，实现快速、准确的精定时同步估计，同时能够降低精同步估计算法中的运算量和硬 件实现复杂度。一种OFDM系统精定时同步估计的实现方法，包含以下内容(1)采用最大相关算法寻找接收信号中时域训练序列的粗略位置，并取出时域训 练序列；(2)设定一个抽取间隔，按此间隔对接收信号的时域训练序列进行抽取；(3)按照设定的间隔，对本地训练序列进行抽取；(4)根据时间抽取后的数据长度，经FFT变换将时间抽取后的时域训练序列变换 为频域训练序列；(5)将频域训练序列与抽取后的移位本地训练序列相乘，通过IFFT运算变换回时 域；(6)对于不同移位值寻找各自峰值，最大峰值对应的时间位置即为所估计的精同
步数值。本发明所提供的一种OFDM系统精定时同步估计实现方法，对接收序列和本地序 列均进行了抽取，缩短了 FFT (快速傅里叶变换)和IFFT (快速傅里叶逆变换)的变换的数 据长度。既减小了二者实现的复杂度，又降低了变换运算量。本发明所提供的技术解决方 案可以对抗较大的频率偏差，实现快速、准确的精定时同步估计，同时有效降低了精同步估 计算法中的运算量和硬件实现复杂度。
图1 一种OFDM系统精定时同步估计的实现方法基本流程图 具体实施方案以下结合附图，对本发明所提供的发明内容进行详细的说明(1)时域接收表示为r(k)，采用最大相关(MC)算法寻找接收信号中时域训练序列 的粗略位置
im+N-\)
Σ r{k) · r (Jc + N)\
奴二m)其中，N为时域训练序列的长度。按照计算出的cW位置，取出时域训练序列rc(k)。(2)按照一个设定的间隔S，对时域训练序列r。(k)进行抽取。抽取后的时域训练 序列为rs (η) = rc(S*n)，η = 0，1，2···，N/S(3)按照设定间隔S，对本地训练序列进行抽取。若本地训练序列表示为sync (k)， k = 0，1，. . .，N，则抽取后的本地训练序列为
syncs (n) = sync (S*n)，η = 0，1，2. . .，N/S(4)按照时间抽取后的数据长度，经FFT变换，将时间抽取后的时域训练序列变换 为频域训练序列。Rs(n) = FFT(rs(n))n = 0，1，2· · ·，N/S(5)将频域训练序列与抽取后的移位本地训练序列相乘，得到频域相乘结果，并通 过IFFT运算变换回时域prod = IFFT (Rs (η) *syncs (n-shift))η = 0,1,2. . . , N / S(6)对于不同移位值，寻找各自峰值。最大峰值对应的时间位置即为所估计的精同
步结果。
权利要求
1. 一种OFDM系统精定时同步估计的实现方法，其特征在于包含以下内容(1)采用最大相关算法寻找接收信号中时域训练序列的粗略位置，并取出时域训练序列；(2)设定一个抽取间隔，按此间隔对接收信号的时域训练序列进行抽取；(3)按照设定的间隔，对本地训练序列进行抽取；(4)根据时间抽取后的数据长度，经FFT变换将时间抽取后的时域训练序列变换为频 域训练序列；(5)将频域训练序列与抽取后的移位本地训练序列相乘，通过IFFT运算变换回时域；(6)对于不同移位值寻找各自峰值，最大峰值对应的时间位置即为所估计的精同步数
全文摘要
本发明提供一种OFDM系统精定时同步估计实现方法，包含采用最大相关算法寻找接收信号中时域训练序列的粗略位置，并取出时域训练序列；设定一个抽取间隔，按此间隔对接收信号的时域训练序列进行抽取；按照设定的间隔，对本地训练序列进行抽取；根据时间抽取后的数据长度，经FFT变换将时间抽取后的时域训练序列变换为频域训练序列；将频域训练序列与抽取后的移位本地训练序列相乘，并通过IFFT运算变换回时域；对于不同移位值寻找各自峰值，最大峰值对应的时间位置即为所估计的精同步数值。本发明所提供的技术解决方案可以对抗较大的频率偏差，实现快速、准确的精定时同步估计，同时有效降低了精同步估计算法中的运算量和硬件实现复杂度。
文档编号H04L27/26GK102123125SQ20101002248
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者李刚 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司