專利名稱：：用于mimo非實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步序列的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及M頂0(多輸入多輸出)非實(shí)時(shí)平臺(tái)中基于前導(dǎo)序列的同步算法，屬于多輸入多輸出系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：同步技術(shù)是任何一個(gè)通信系統(tǒng)都需要解決的實(shí)際問(wèn)題，直接關(guān)系到通信系統(tǒng)的整體性能。沒(méi)有準(zhǔn)確的同步算法，就不可能進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同步技術(shù)是信息可靠傳輸?shù)那疤帷頂0非實(shí)時(shí)平臺(tái)為研究在真實(shí)無(wú)線信道環(huán)境下MIM0通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，搭建一套開(kāi)放式、階段性、系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)平臺(tái)。CN101170333公開(kāi)了一種《分布式多輸入多輸出無(wú)線通信系統(tǒng)真實(shí)環(huán)境測(cè)試平臺(tái)》，是一種MIMO非實(shí)時(shí)平臺(tái)，針對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線通信算法驗(yàn)證僅使用簡(jiǎn)化的無(wú)線信道仿真所帶來(lái)的問(wèn)題，該平臺(tái)的發(fā)送接收經(jīng)歷一個(gè)完整的從星座映射、脈沖成型、調(diào)制，到同步、解調(diào)、判決的傳輸過(guò)程，并通過(guò)真實(shí)的無(wú)線信道傳輸，受到整個(gè)系統(tǒng)所帶來(lái)的影響，恢復(fù)的信號(hào)能夠更加準(zhǔn)確的檢驗(yàn)MIMO系統(tǒng)算法的性能。對(duì)于MIMO非實(shí)時(shí)平臺(tái)來(lái)講，系統(tǒng)同步主要使用幀同步來(lái)實(shí)現(xiàn)，而幀同步需要確定兩個(gè)參數(shù)幀的起始位置和載波頻偏。幀起始位置的確定是基于前導(dǎo)序列的算法在估計(jì)同步參數(shù)吋基本上都是依靠時(shí)域上重復(fù)序列的相關(guān)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常構(gòu)建前導(dǎo)序列有時(shí)域構(gòu)建和頻域構(gòu)建兩種方式，在SIS0(單輸入單輸出)系統(tǒng)中，重復(fù)序列只要滿足一定的結(jié)構(gòu)就可以，但在MIMO系統(tǒng)中，由于接收信號(hào)是多個(gè)發(fā)送端發(fā)送信號(hào)的疊加，為了區(qū)分各發(fā)送天線信號(hào)經(jīng)歷不同信道到達(dá)某一接收天線的時(shí)刻，往往要求各發(fā)送端發(fā)出的前導(dǎo)序列之間能夠相互正交。在這種情況下，采用頻域構(gòu)建這種方式就很難使得到的序列滿足條件，因此大都采用時(shí)域構(gòu)建。MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)所使用的Gold序列完全在時(shí)域進(jìn)行構(gòu)建，并且具有良好的互相關(guān)特性，是作為非實(shí)時(shí)平臺(tái)前導(dǎo)序列較為理想的一種選擇。但時(shí)域構(gòu)建存在一個(gè)問(wèn)題，由于升余弦滾降濾波器的通帶特性不可能做到完全理想，從而造成對(duì)同步捕獲參數(shù)的估計(jì)誤差增大，降低系統(tǒng)性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)中由于升余弦滾降濾波器的通帶特性對(duì)前導(dǎo)序列正交性的影響，使得同歩捕獲誤差增大的問(wèn)題，提供一種相關(guān)性惡化程度小于原Gold序列的惡化程度、能夠提高系統(tǒng)性能的用于MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步序列的構(gòu)建方法。本發(fā)明的用于MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步序列的構(gòu)建方法是將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時(shí)域構(gòu)建兩個(gè)階段，頻域構(gòu)建用來(lái)消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時(shí)域構(gòu)建保持序列之間良好的互相關(guān)特性，具體步驟如下-(1)對(duì)于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長(zhǎng)度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對(duì)插O后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時(shí)域，得到需要的時(shí)域序列。上述方法結(jié)合時(shí)域和頻域兩種構(gòu)建方式改進(jìn)了Gold序列，可以通過(guò)調(diào)節(jié)插入零點(diǎn)的數(shù)目M得到不同長(zhǎng)度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)的要求。該構(gòu)建方法在用于非實(shí)時(shí)平臺(tái)上表現(xiàn)了很好的系統(tǒng)性能，將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時(shí)域構(gòu)建兩個(gè)階段，頻域構(gòu)建用來(lái)消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時(shí)域構(gòu)建為了保持序列之間良好的互相關(guān)特性，在保持各天線發(fā)送序列之間正交性的同時(shí)又避免了由數(shù)字系統(tǒng)中各濾波器特性非理想而引起的性能下降，提高了系統(tǒng)的同步性能。本發(fā)明改進(jìn)了Gold序列的設(shè)計(jì)，主要特點(diǎn)表現(xiàn)為(l)受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導(dǎo)序列之間仍具有良好的互相關(guān)特性；(2)調(diào)節(jié)插入零點(diǎn)的的數(shù)目就可以得到不同長(zhǎng)度的前導(dǎo)序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變,可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)要求；(3)減少同步定位錯(cuò)誤的概率，從而提高了通信系統(tǒng)的性能。圖1是MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)的幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是原Gold序列在MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)中同步定位錯(cuò)誤的概率曲線圖。圖3是改進(jìn)的Gold序列在MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)中同步定位錯(cuò)誤的概率曲線圖。圖4是高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率示意圖。具體實(shí)施例方式MIMO非實(shí)時(shí)平臺(tái)的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，本發(fā)明是在Gold序列的基礎(chǔ)上結(jié)合時(shí)域和頻域兩種構(gòu)建方式，生成了一種新的前導(dǎo)序列。該序列在頻域上的高頻部分不包含有效信息。具體步驟是1.對(duì)于m位的Gold序列做FFT，得到頻域序列；2.在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長(zhǎng)度為M的0，M為偶數(shù)，從而保證高頻部分不含有效信息；3.對(duì)插0后的頻域序列做IFFT，變回到時(shí)域，得到需要的時(shí)域序列?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)插入零點(diǎn)的數(shù)目M得到不同長(zhǎng)度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)的要求?？紤]一個(gè)2根發(fā)送天線1根接收天線的序列設(shè)計(jì)，比較原Gold序列和改進(jìn)Gold序列的互相關(guān)性，定義互相關(guān)表達(dá)式分別為2m《',=2m+W《為原Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個(gè)符號(hào)，n=l，2…，2m.,6,為改進(jìn)Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個(gè)符號(hào)，n=l,2"'，2m+M.通過(guò)仿真計(jì)算得到，在理想的情況下改進(jìn)序列的互相關(guān)性跟原序列的互相關(guān)性相同，其中的結(jié)果分別相對(duì)i^和i^'做了歸一化，原Gold序列和改進(jìn)Gold序列的歸一化相關(guān)性如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>但是在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字序列在收發(fā)兩端需要經(jīng)過(guò)升余弦滾降濾波器的濾波處理，真正同步處理的序列都包含了這些處理帶來(lái)的影響。因此序列是否能夠具有良好的相關(guān)特性需要在接收端進(jìn)行考察。為了檢驗(yàn)實(shí)際應(yīng)用中原Gold序列與改進(jìn)Gold序列的互相關(guān)特性，將兩種序列經(jīng)過(guò)相同的升余弦滾降濾波器升采樣后再降采樣回到基帶，采樣率為8倍的符號(hào)速率。受濾波器影響后的原Gold序列和改進(jìn)Gold序列的相關(guān)特性比較如下表所示，其中原Gold中m二128，改進(jìn)Gold序列中M=256。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(b)受濾波器影響后改進(jìn)Gold序列的歸一化相關(guān)性由上表可以看出，在受到濾波器影響后，原Gold序列的相關(guān)性惡化程度遠(yuǎn)大于改進(jìn)序列的惡化程度。圖2和圖3給出了兩種序列在MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)中同步定位錯(cuò)誤的概率曲線，由此可見(jiàn)在實(shí)際無(wú)線傳輸信道中，改進(jìn)的Gold序列的同歩性能要比原Gold序列的性能有所提升，在不同M值的改進(jìn)序列中，由于隨M值的增大序列互相關(guān)性能也有所改善，因此同步定位性能也隨之提升。隨M值的增大序列長(zhǎng)度增大，這也會(huì)曾強(qiáng)對(duì)噪聲的抵抗能力。圖4給出了高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率。設(shè)FAP為同步定位出錯(cuò)的概率。通過(guò)比較可以看出在MIM0非實(shí)時(shí)平臺(tái)中，采用本發(fā)明的方法同步定位的準(zhǔn)確率得到大幅度提升。權(quán)利要求1.一種用于MIMO非實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步序列的構(gòu)建方法，其特征是，將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時(shí)域構(gòu)建兩個(gè)階段，頻域構(gòu)建用來(lái)消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時(shí)域構(gòu)建保持序列之間的互相關(guān)特性，具體步驟如下(1)對(duì)于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長(zhǎng)度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對(duì)插0后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時(shí)域，得到需要的時(shí)域序列。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于MIMO非實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步序列的構(gòu)建方法，該構(gòu)建方法是將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時(shí)域構(gòu)建兩個(gè)階段，具體步驟如下(1)對(duì)于m位的Gold序列做FFT變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長(zhǎng)度為M的0，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對(duì)插0后的頻域序列做IFFT變換，變回到時(shí)域，得到需要的時(shí)域序列。本發(fā)明改進(jìn)了Gold序列的設(shè)計(jì)，受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導(dǎo)序列之間仍具有良好的互相關(guān)特性；調(diào)節(jié)插入零點(diǎn)的的數(shù)目就可以得到不同長(zhǎng)度的前導(dǎo)序列，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)要求；減少同步定位錯(cuò)誤的概率，提高了通信系統(tǒng)的性能。文檔編號(hào)H04L27/26GK101414991SQ20081015928公開(kāi)日2009年4月22日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者健孫,袁東風(fēng),娜辛申請(qǐng)人:山東大學(xué)