一种基于共轭结构前导的联合定时与频率同步方法

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。

主权项

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(n)和前导符号c(n)进行共轭相乘，得到相关信号r₀(n,d)：r₀(n,d)＝r(n+d)c^*(n)；其中，n＝0、1、…、N‑1；d＝0、1、…、M_s×N_s；N_s＝N+N_g，N为设定的一个OFDM符号的样值数，M_s为设定的每帧数据中OFDM符号个数，N_g为OFDM符号的循环前缀个数；并且在所述前导符号c(n)具有共轭结构，即：[c(0) c(1) … c(N/2‑1)]＝[c^*(N/2) c^*(N/2+1) … c^*(N‑1)]；(2)、根据步骤(1)得到的滑动相关信号r₀(n,d)计算得到差分相关信号p(m,d)：$p(m,d)=\underset{k=m}{\overset{N-1}{\Sigma }}{r}_0(k,d)·{r_0}^{*}(k-m,d);$其中，m＝1、2、…、M₀，M₀为正整数且M₀≤N‑1；(3)、对步骤(2)计算得到的差分相关信号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等于所述最大值对应的d的取值，即(6)、计算小数部分载波频偏估计量$\hat{\xi }=\frac{1}{\pi }\mathrm{angle}(\underset{n=0}{\overset{N/2-1}{\Sigma }}{r}_0(n,\widehat{ϵ})·r_0^{*}(n+\frac{N}{2},\widehat{ϵ}));$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$r_1(n,\widehat{ϵ})=r_0(n,\widehat{ϵ})·\exp (-j2\mathrm{\pi n}\hat{\xi }/N);$(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具体实现过程如下：(8a)、计算目标函数Γ(q)：$\Gamma \left(q\right)={|\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{r}_1(n,\widehat{ϵ})·e^{-j2\mathrm{\pi qn}/N}|}^2,q=-\frac{N}{2},-\frac{N}{2}+1,...,\frac{N}{2};$(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即(9)、将小数部分的载波频偏估计量和整数部分的频偏估计量求和，得到载波频偏估计量即