一种正交频分复用超宽带系统接收机时域联合同步方法

摘要

本发明公开了一种正交频分复用超宽带系统接收机时域联合同步方法，根据各类同步方法的需求确定新的信息帧格式；对接收信号依次进行帧定时联合同步运算与符号定时联合同步后，根据窗口间隔判定下一步执行载波小数频偏同步或载波整数频偏同步，然后采用双滑动窗口中的数据进行载波小数频率偏移联合同步；或者，根据符号定时联合同步运算结果进行载波整数频率偏移的联合同步运算，得到载波整数频率偏移量，完成一个联合同步方法的运算周期。本发明具有较高的同步精度与抗干扰性，实现了各种同步方法的高度集成化、相关参数与运算结果的共享性。

主权项

1.一种正交频分复用超宽带系统接收机时域联合同步方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：信息帧格式的确定一个信息帧包括前导符与有效载荷，前导符又包括帧同步序列与信道估计序列，帧同步序列包括N_F个符号，每个符号由N_FFT个帧同步序列数据与N_G个保护间隔数据组成，保护间隔数据包括N_C个循环前缀与N_C个循环后缀组成；所述的帧同步序列数据由N_FFT个具备自相关特性的伪随机数据经相应的IFFT变换后得到；同一信息帧中前导符的信道估计序列以及有效载荷的每一个符号的结构及生成方式与帧同步序列的符号完全相同；步骤2：帧定时联合同步帧定时联合同步采用双滑动窗口中的数据进行相关运算与相关峰值判决的方式，在接收数据流中设置两个同向滑动窗口：窗口1和窗口2，窗口长度为L，窗口间隔为N_d，两窗口在接收数据中每次滑动的步进量为一个采样数据，采样间隔为T_S；令窗口1中第1个数据为R(n)(n＝0，1，2，......)，与其对应的发射数据为S(n)，当存在载波频率偏移Δf、相位偏移以及噪声干扰η时，则互相关变量令窗口间隔N_d＝(N_F-1)*N_S，令窗口长度L＝N_S，则当C(n)取最大值C_MAX(n)时即为帧定时的起始时刻；步骤3：符号定时联合同步符号定时同步方法采用单滑动窗口中数据与接收机本地存储数据进行相关判决的方式，在接收数据流中只设置一个单向滑动窗口，即窗口1，窗口长度L＝N_S，窗口1在帧定时同步得到的定时范围内滑动，每次滑动的步进量为一个采样数据，在本地接收机中存储已知的发射端帧同步序列中一个符号长度L＝N_S的数据，则当窗口1内采样数据与本地存储数据的相关峰值最大时，即为符号定时的初步估计；令窗口1的起始数据为R(n)(n＝0，1，2，......)，本地存储数据为T_lcl(n)，则定义符号定时初步估计方法中的相关变量将帧定时同步结果与符号定时初步估计相加得到符号定时联合同步估计，定义采样数据与本地存储数据的相关变量C_S(n)＝C_S′(n)+C_MAX(n)+η(n*T_S)；步骤4：载波小数频偏同步与载波整数频偏同步的执行判定定义归一化变量子载波频率间隔ΔF＝1/(N_FFT*T_S)，则可估计的频率偏移范围为当N_d＞(N_FFT/2)时，估计范围小于子载波间隔，此时执行步骤5中的载波小数频率偏移联合同步；当N_d＜(N_FFT/2)时，估计范围大于子载波间隔，此时执行步骤6中的载波整数频率偏移联合同步；步骤5：载波小数频率偏移联合同步载波小数频率偏移联合同步采用双滑动窗口中的数据进行相关运算与相关峰值判决，令窗口间隔N_d＝m*N_S(m＝1，2，......，N_F-1)，窗口长度L＝N_S，则根据以及m的不同取值可分别对这N_F-1个不同范围内的载波小数频率偏移量进行检测；步骤6：载波整数频率偏移联合同步载波整数频率偏移联合同步采用双滑动窗口中的数据进行相关运算与相关峰值判决，令窗口间隔N_d＝2*N_C，窗口长度L＝N_C，根据步骤3中符号定时联合同步方法确定的某一符号的起始时刻可反推得到前一个符号的循环后缀中第一个数据的起始时刻，则两个滑动窗口的窗口间隔N_d＝2*N_C、窗口长度L＝N_C，由可进行载波整数倍频率偏移量的估计，且估计范围为$\pm (\frac{N_{\mathrm{FFT}}}{N_C}*\frac{\mathrm{\Delta F}}{2}).$