專利名稱：一種ofdm系統(tǒng)的幀同步方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種0FDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)的幀同步方法與裝置。
背景技術(shù)：
幀同步是使通信系統(tǒng)中收、發(fā)兩端的各路時(shí)隙脈沖相對(duì)應(yīng)并保持一致，從而保證 各話路正確地進(jìn)行傳輸和接收，不致發(fā)生收發(fā)各路間的混亂。CMMB(China Mobile Media Broadcasting，中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播)系統(tǒng)中采用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)技術(shù)，是一種 OFDM 系統(tǒng)，OFDM系統(tǒng)具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但OFDM系統(tǒng)對(duì)幀同步的要 求很高。CMMB系統(tǒng)的信道環(huán)境惡劣，且支持高速移動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)幀同步提出了更高的要求?，F(xiàn)有幀同步方法通常采用相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)，包括自相關(guān)算法和互相關(guān)算法兩類。傳 統(tǒng)的互相關(guān)算法將接收信號(hào)序列與本地信號(hào)序列相關(guān)，具有相關(guān)曲線峰值突出的優(yōu)點(diǎn)，能 夠較好的抵抗高斯噪聲的干擾，但是基于傳統(tǒng)互相關(guān)的幀同步方法不能有效的對(duì)抗載波頻 偏。在CMMB系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)在存在較大的載波頻偏時(shí)仍能正常工作，所以無(wú)法直接利用 互相關(guān)算法?；谧韵嚓P(guān)的幀同步方法通常利用信息序列中相同的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)，如循環(huán) 前綴、導(dǎo)頻信號(hào)等，將接收信號(hào)序列延遲一定的時(shí)間間隔后與自己相關(guān)。這種自相關(guān)算法對(duì) 載波頻偏等干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力，但采用這種方法獲得的接收信號(hào)自相關(guān)曲線在峰值 附近變化平緩，即所謂的平頂效應(yīng)，使其難以在高斯噪聲較大的情況下準(zhǔn)確檢測(cè)幀的起始 位置?？梢?jiàn)，現(xiàn)有的采用相關(guān)算法的0FDM系統(tǒng)中的幀同步方法不能同時(shí)有效對(duì)抗載波 頻偏和多徑信道的影響，因此無(wú)法滿足比如CMMB系統(tǒng)等采用0FDM技術(shù)的系統(tǒng)對(duì)于幀同步 的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種0FDM系統(tǒng)的幀同步方法，能夠同時(shí)有效 對(duì)抗載波頻偏和多徑信道的影響，滿足諸如CMMB系統(tǒng)等采用0FDM技術(shù)的系統(tǒng)對(duì)于幀同步 的要求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種0FDM系統(tǒng)的幀同步方法，包括如下步 驟(a)對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)；(b)在自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限 threshold_auto的點(diǎn)，分別記為、、k2，找到k” k2的中點(diǎn)k3 ；(c)對(duì)處于k3-kfi!^Pk3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān) 運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_cr0ss (k)，其中kfix略大 于最大多徑時(shí)延的一半；
(d)取分段互相關(guān)結(jié)果COrr_CrOSS(k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限threShold_ cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置，根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同 步后的接收信號(hào)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，步驟(a)中，所述自相關(guān)運(yùn)算為將接收信 號(hào)序列延遲一個(gè)同步信號(hào)的長(zhǎng)度N后與接收信號(hào)序列本身相關(guān)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟(b)中，所述 預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限threshold_auto在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz取0. 25。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟(b)中，所述 預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限threshold_auto在CMMB系統(tǒng)的帶寬為6M/7M/8M Hz時(shí)取0. 2。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，步驟(c)中，所述分段的段數(shù)為M，M為自 然數(shù)，在OFDM系統(tǒng)存在的相對(duì)頻偏為￡時(shí)，M由下式確定corr_cros s (k) ^ 6 ,其中5為預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，5的值在0到1之間。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，步驟(c)中，kfix為最大多徑時(shí)延的0.6倍。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟(d)中，所述 分段互相關(guān)判決門限threshold_cross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz取0. 32。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟(d)中，所述 分段互相關(guān)判決門限threshold_cross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為6M/7M/8M Hz時(shí)取0. 08。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提出了一種OFDM系統(tǒng)的幀同步裝置，包括依次相 連的自相關(guān)模塊、峰值平臺(tái)選取模塊、分段互相關(guān)模塊、選擇模塊和調(diào)整模塊，其中所述自相關(guān)模塊，用于對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果corr_ auto(k)；所述峰值平臺(tái)選取模塊，用于在自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)中選取峰值兩側(cè)等于 預(yù)設(shè)自相關(guān)判決門限threshold_aut o的點(diǎn)，分別記為k:、k2，找到k”k2的中點(diǎn)k3，選取處 于k3_kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列，其中kfix略大于最大多徑時(shí)延的一半；所述分段互相關(guān)模塊，用于對(duì)處于k3_kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步 信號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_ cross(k)；所述選擇模塊，用于取分段互相關(guān)結(jié)果COrr_CrOSS(k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限 threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置；所述調(diào)整模塊，用于根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接 收信號(hào)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，kfix為最大多徑時(shí)延的0. 6倍。本發(fā)明的幀同步方法不僅可以工作在多徑信道，而且可以對(duì)抗較大的載波頻偏， 提高了幀同步的精確度，適應(yīng)CMMB系統(tǒng)存在高速移動(dòng)、多徑信道的惡劣的工作環(huán)境。同時(shí)， 本發(fā)明的幀同步方法也可以推廣到CMMB系統(tǒng)外的其他的0FDM系統(tǒng)。


圖1是CMMB系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)5
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中OFDM系統(tǒng)的幀同步流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中尋找自相關(guān)峰值平臺(tái)的原理圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中分段互相關(guān)運(yùn)算的一種具體流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中OFDM系統(tǒng)的幀同步裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要構(gòu)思是，采用二次相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中的幀同步，即首先對(duì)接 收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，在自相關(guān)結(jié)果中找到峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè)自相關(guān)判決門限的兩 點(diǎn)，取該兩點(diǎn)的中點(diǎn)，再對(duì)所述中點(diǎn)兩側(cè)一定范圍內(nèi)的信號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)，取分段互 相關(guān)結(jié)果中過(guò)分段互相關(guān)門限的以一個(gè)峰值作為幀起始位置。本發(fā)明首先利用自相關(guān)算法 得到幀起始位置的范圍，然后再利用分段互相關(guān)算法獲得精確的幀起始位置。下面以CMMB系統(tǒng)為例，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只 用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明同樣適用于其他OFDM系統(tǒng)。CMMB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在廣播業(yè)務(wù)頻率范圍內(nèi)，移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)傳輸信號(hào)的幀結(jié) 構(gòu)、信道編碼和調(diào)制方式。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，CMMB系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1中可以看到， CMMB系統(tǒng)的一個(gè)幀由40個(gè)時(shí)隙組成，總持續(xù)時(shí)間為ls(l秒)。每個(gè)時(shí)隙由一個(gè)信標(biāo)和53 個(gè)OFDM符號(hào)組成。每一個(gè)信標(biāo)包括一個(gè)發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)TxID和兩個(gè)相同的同步信號(hào)序列，該 同步信號(hào)序列由PN序列(Pseudo-noise Sequence，偽噪聲序列)變化得到，在2MHz模式下 每個(gè)同步信號(hào)序列的子載波數(shù)為512，在8M模式下每個(gè)同步信號(hào)序列的子載波數(shù)為2048。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中CMMB系統(tǒng)的幀同步流程圖，如圖2所示，包括如下步驟步驟210，對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)；由于每個(gè)時(shí)隙都有兩個(gè)相同的同步信號(hào)序列，可以將接收信號(hào)序列延遲一個(gè)同步 信號(hào)的長(zhǎng)度N后與自己相關(guān)。假設(shè)接收到的信號(hào)序列記為R= {rk, k G
當(dāng)相關(guān)窗起始點(diǎn)位于多徑位置時(shí)，可以得到同式(2)的自相關(guān)的結(jié)果，步驟220，在自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè)自相關(guān)判決門限 threshold_auto的點(diǎn)，分別記為、、k2，找到k” k2的中點(diǎn)k3 ；自相關(guān)結(jié)果在幀起始位置附近出現(xiàn)平臺(tái)，無(wú)法獲得精確的幀起始位置。如果預(yù)先 設(shè)定自相關(guān)判決門限thresholcLauto，峰值兩側(cè)通過(guò)自相關(guān)判決門限的點(diǎn)&、k2關(guān)于峰值 平臺(tái)對(duì)稱，取k”k2的中點(diǎn)k3，前后平移kfix個(gè)點(diǎn)，就可以獲得自相關(guān)峰值平臺(tái)。自相關(guān)峰值 平頂?shù)膶挾扔啥鄰綍r(shí)延決定，kfix可以設(shè)定為略大于最大多徑時(shí)延的一半，優(yōu)選地，kfix可以 為最大多徑時(shí)延的0. 6倍。尋找自相關(guān)峰值平臺(tái)的原理如圖3所示。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟220中，預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限threShold_ auto在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz可以取0. 25，在CMMB系統(tǒng)的帶寬為6M/7M/8M Hz時(shí)可以 取 0. 2。這種自相關(guān)算法可以獲得幀起始位置附近的信號(hào)，而排除非幀起始位置的信號(hào)。 它的缺點(diǎn)是幀起始位置不夠精確，而互相關(guān)算法具有峰值尖銳的特性，兩種算法可以互補(bǔ)。 但現(xiàn)有的互相關(guān)算法不能對(duì)抗較大的載波頻偏，為此，本發(fā)明下面的步驟中采用了分段互 相關(guān)算法，這種新的算法不僅能夠?qū)馆^大的載波頻偏，同時(shí)有互相關(guān)算法峰值尖銳的優(yōu)
點(diǎn)o步驟230，對(duì)處于k3_kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信號(hào)序列進(jìn)行分段 互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_Cr0SS (k)，其中kfix 略大于最大多徑時(shí)延的一半，優(yōu)選地，kfix可以為最大多徑時(shí)延的0. 6倍；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中分段互相關(guān)運(yùn)算的一種具體流程圖，如圖4所示，步驟230 具體可以包括(231)，設(shè)發(fā)送端信標(biāo)的每一個(gè)同步信號(hào)序列為S = {Sl，s2， ，sN}，其中，N為自 然數(shù)，代表序列長(zhǎng)度，該序列同時(shí)也作為接收端幀同步的本地同步信號(hào)序列，接收端得到的 接收信號(hào)為R= {rk, k g+-)}, k為整數(shù)，將相關(guān)窗內(nèi)的序列分為M等分，相關(guān) 窗的寬度為N，M、N為自然數(shù)，則每個(gè)分段的長(zhǎng)度為Nm = N/M ；這里說(shuō)明一下，相關(guān)窗就是進(jìn)行分段互相關(guān)的信號(hào)序列，相關(guān)窗的長(zhǎng)度是固定的， 為一個(gè)同步信號(hào)的長(zhǎng)度N。為增大互相關(guān)值，可以采用互相關(guān)的模值平方值表示。(232)分別對(duì)各分段內(nèi)的接收信號(hào)子序列與本地同步信號(hào)子序列進(jìn)行互相關(guān)，則 第m個(gè)分段的互相關(guān)值的模值平方為 (233)將各分段的互相關(guān)結(jié)果相加，得到用于檢測(cè)幀同步的互相關(guān)結(jié)果 (234)為了使互相關(guān)結(jié)果不受接收信號(hào)功率的影響，對(duì)互相關(guān)結(jié)果進(jìn)行能量歸一 化，即用相關(guān)結(jié)果除以相關(guān)窗內(nèi)接收信號(hào)的能量總和。能量歸一化的相關(guān)結(jié)果表示為
式(4)中， w ,表示相關(guān)窗內(nèi)接收信號(hào)的能量總和。根
據(jù)式(4)計(jì)算出的歸一化互相關(guān)結(jié)果的數(shù)值與同步序列長(zhǎng)度以及接收信號(hào)功率均無(wú)直接 聯(lián)系，其大小在W，l]范圍內(nèi)，因而便于設(shè)定統(tǒng)一的幀同步門限值。從而進(jìn)行峰值檢測(cè)。
歸一化后，不存在頻偏的理想狀態(tài)下的分段互相關(guān)結(jié)果為1 ；存在相對(duì)頻偏為￡ 時(shí)，分段互相關(guān)的結(jié)果為
\\-ejU￡\2
如果令
就可以得到使得分段互相關(guān)的結(jié)果保持在無(wú)載波頻偏的S以上的合適的分段數(shù)
M的值。分段互相關(guān)的方法使得每個(gè)子相關(guān)窗的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于原相關(guān)窗長(zhǎng)度，破壞了原有序 列的正交性，且使得各子相關(guān)窗內(nèi)噪聲信號(hào)與本地信號(hào)子序列相似的可能性增加。隨著分 段數(shù)的增加，幀起始位置之外的其他位置的相關(guān)結(jié)果逐漸增大，非幀起始位置的相關(guān)結(jié)果 超過(guò)門限值的可能性也逐漸增大，因此要合理選擇分段數(shù)M的值，使得非幀起始位置處相 關(guān)結(jié)果數(shù)值不會(huì)過(guò)大而引起誤判。步驟240，取分段互相關(guān)結(jié)果COrr_CrOSS (k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限 threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置；其中，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，步驟240中，分段互相關(guān)判決門限threShold_ cross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz可以取0. 32，在CMMB系統(tǒng)的帶寬為6M/7M/8M Hz時(shí)可 以取0. 08。由于CMMB系統(tǒng)中多徑信道的存在，本發(fā)明中的分段互相關(guān)算法在進(jìn)行峰值判斷 的時(shí)候，選取最早徑而非最大徑作為幀起始位置。步驟250，根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接收信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用分段互相關(guān)算法可以對(duì)抗較大的載波偏移，下面對(duì) 本發(fā)明如何實(shí)現(xiàn)上述效果進(jìn)行分析?，F(xiàn)有的互相關(guān)算法的模值平方表示如式(5)
corr_ cross{k)=
n=l
⑶ 當(dāng)相關(guān)窗起點(diǎn)恰好對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)起始位置時(shí)(設(shè)此時(shí)k = kj，此時(shí)得到的互相 關(guān)結(jié)果的模值平方值即為滑動(dòng)相關(guān)結(jié)果模值平方的峰值。若載波頻偏為0，則rn+k s；= 1，由式(5)求出的互相關(guān)結(jié)果的模值平方的峰值為N2 ；當(dāng)系統(tǒng)中存在的相對(duì)載波頻偏為￡ 時(shí)，rn+k s； = eJ2" E (n+k)，互相關(guān)結(jié)果的模值平方的峰值為
8 式(6)中，e = Af/fband，A f為載波頻偏，fband為信號(hào)帶寬。CMMB系統(tǒng)中同步序 列的長(zhǎng)度是固定的，即相關(guān)窗長(zhǎng)度N保持不變，互相關(guān)的模的平方的峰值會(huì)隨著相對(duì)載波 頻偏￡的增大而減小。當(dāng)￡N=1時(shí)，corr(k0) = 0，采用傳統(tǒng)的互相關(guān)算法無(wú)法找到幀 頭。在這種相對(duì)頻偏￡的影響使得互相關(guān)峰值點(diǎn)不能辨認(rèn)的情況下，根據(jù)式(6)，如果能合 理改變相關(guān)窗N的大小，可以減小頻偏對(duì)互相關(guān)結(jié)果的影響，提高式(6)的取值，從而達(dá)到 幀同步的目的?；谶@個(gè)思想，本發(fā)明提出了分段互相關(guān)算法用來(lái)對(duì)抗載波頻偏。采用分 段互相關(guān)算法后，在存在頻偏時(shí)，分段互相關(guān)結(jié)果的模值平方的峰值為
比較式(6)與式(7)可得，在具有相同的相對(duì)載波頻偏￡時(shí)，分段相關(guān)窗為N/M 的分段互相關(guān)的模的平方是傳統(tǒng)的互相關(guān)算法得到的模的平方的 似丨1-嚴(yán)廢丨2
丨1-嚴(yán)丨2 ，
在存在較大載波頻偏的時(shí)候，分段互相關(guān)算法更易于峰值的檢出。當(dāng)￡N=1時(shí)， 分段互相關(guān)的結(jié)果為
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m=\解決了傳統(tǒng)的互相關(guān)算法因?yàn)檩d波頻偏過(guò)大而無(wú)法檢出幀頭的問(wèn)題。改進(jìn)后的分段互相關(guān)算法可以對(duì)抗較大的載波頻偏，但是分段互相關(guān)算法仍然受 多徑信道的影響。多徑信道的存在造成分段互相關(guān)算法在幀頭附近會(huì)出現(xiàn)多個(gè)峰值，這給 幀頭的辨識(shí)帶來(lái)了一定的困難。雖然OFDM系統(tǒng)能夠有效的對(duì)抗多徑信道，但是這需要在找 到幀頭前將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)到頻域信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)，運(yùn)算量過(guò)大，難以硬件實(shí)現(xiàn)，因此需要尋 找新的算法。本文采用的算法將自相關(guān)和分段互相關(guān)算法結(jié)合解決了這個(gè)問(wèn)題。由上可見(jiàn)，本發(fā)明的幀同步方法不僅可以工作在多徑信道，而且可以對(duì)抗較大的 載波頻偏，提高了幀同步的精確度，適應(yīng)CMMB系統(tǒng)存在高速移動(dòng)、多徑信道的惡劣的工作 環(huán)境。同時(shí)，本發(fā)明的幀同步方法也可以推廣到CMMB系統(tǒng)外的其他的OFDM系統(tǒng)。本發(fā)明還提出了一種OFDM系統(tǒng)的幀同步裝置。圖5是本發(fā)明實(shí)施例中OFDM系統(tǒng) 的幀同步裝置結(jié)構(gòu)圖，如圖5所示，本實(shí)施例中，OFDM系統(tǒng)的幀同步裝置包括依次相連的自 相關(guān)模塊、峰值平臺(tái)選取模塊、分段互相關(guān)模塊、選擇模塊和調(diào)整模塊，其中自相關(guān)模塊，用于對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果corr_ auto(k)；
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峰值平臺(tái)選取模塊，用于在自相關(guān)結(jié)果C0rr_aUt0(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè) 自相關(guān)判決門限thresholcLauto的點(diǎn)，分別記為k:、k2，找到k:、k2的中點(diǎn)k3，選取處于 k3-kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列，其中kfix略大于最大多徑時(shí)延的一半，優(yōu)選地，kfix可以為 最大多徑時(shí)延的0. 6倍；當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限thresholcLauto在 CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz可以取0. 25，在CMMB系統(tǒng)的帶寬為6M/7M/8M Hz時(shí)可以取0. 2。分段互相關(guān)模塊，用于對(duì)處于k3_kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信 號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_ cross(k)；選擇模塊，用于取分段互相關(guān)結(jié)果COrr_Cross (k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限 threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置；當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)時(shí)，分段互相關(guān)判 決門限threshold_cross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz可以取0. 32，在CMMB系統(tǒng)的帶寬為 6M/7M/8M Hz 時(shí)可以取 0. 08。調(diào)整模塊，用于根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接收信號(hào)。其中，自相關(guān)模塊、峰值平臺(tái)選取模塊、分段互相關(guān)模塊、選擇模塊和調(diào)整模塊各 個(gè)部分的工作過(guò)程和原理與前述0FDM系統(tǒng)的幀同步方法中相應(yīng)部分的內(nèi)容相同，此處不 再贅述。本發(fā)明的幀同步裝置不僅可以工作在多徑信道，而且可以對(duì)抗較大的載波頻偏， 提高了幀同步的精確度，適應(yīng)CMMB系統(tǒng)存在高速移動(dòng)、多徑信道的惡劣的工作環(huán)境。同時(shí)， 本發(fā)明的幀同步方法也可以推廣到CMMB系統(tǒng)外的其他的0FDM系統(tǒng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種OFDM系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，包括如下步驟(a)對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果corr_auto(k)；(b)在自相關(guān)結(jié)果corr_auto(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限threshold_auto的點(diǎn)，分別記為k1、k2，找到k1、k2的中點(diǎn)k3；(c)對(duì)處于k3 kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果corr_cross(k)，其中kfix略大于最大多徑時(shí)延的一半；(d)取分段互相關(guān)結(jié)果corr_cross(k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置，根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接收信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，步驟(a)中，所述自相 關(guān)運(yùn)算為將接收信號(hào)序列延遲一個(gè)同步信號(hào)的長(zhǎng)度N后與接收信號(hào)序列本身相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng) 時(shí)，步驟(b)中，所述預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限thresholcLauto在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz 取 0. 25。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系 統(tǒng)時(shí)，步驟(b)中，所述預(yù)設(shè)的自相關(guān)判決門限thresholcLauto在CMMB系統(tǒng)的帶寬為 6M/7M/8M Hz 時(shí)取 0. 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，步驟(c)中，所述分段 的段數(shù)為M，M為自然數(shù)，在OFDM系統(tǒng)存在的相對(duì)頻偏為￡時(shí)，M由下式確定corr_cross (k) ^ 5，其中S為預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，5的值在0到1之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，步驟(c)中，kfix為最 大多徑時(shí)延的0. 6倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系統(tǒng) 時(shí)，步驟(d)中，所述分段互相關(guān)判決門限thresholcLcross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為2M Hz 取 0. 32。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMMB系統(tǒng)的幀同步方法，其特征在于，當(dāng)應(yīng)用于CMMB系 統(tǒng)時(shí)，步驟(d)中，所述分段互相關(guān)判決門限thresholcLcross在CMMB系統(tǒng)的帶寬為 6M/7M/8M Hz 時(shí)取 0. 08。
9.一種0FDM系統(tǒng)的幀同步裝置，其特征在于，包括依次相連的自相關(guān)模塊、峰值平臺(tái) 選取模塊、分段互相關(guān)模塊、選擇模塊和調(diào)整模塊，其中所述自相關(guān)模塊，用于對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果corr_ auto(k)；所述峰值平臺(tái)選取模塊，用于在自相關(guān)結(jié)果COrr_aUt0(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè) 自相關(guān)判決門限thresholcLauto的點(diǎn)，分別記為k:、k2，找到k:、k2的中點(diǎn)k3，選取處于 k3-kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列，其中kfix略大于最大多徑時(shí)延的一半；所述分段互相關(guān)模塊，用于對(duì)處于k3-kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信 號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_cross (k)；所述選擇模塊，用于取分段互相關(guān)結(jié)果c0rr_Cr0SS(k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限 threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置；所述調(diào)整模塊，用于根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接收信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的OFDM系統(tǒng)的幀同步裝置，其特征在于，kfix為最大多徑時(shí)延 的0. 6倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種OFDM系統(tǒng)的幀同步方法，包括(a)對(duì)接收信號(hào)序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)結(jié)果corr_auto(k)；(b)在自相關(guān)結(jié)果corr_auto(k)中選取峰值兩側(cè)等于預(yù)設(shè)自相關(guān)判決門限threshold_auto的點(diǎn)，分別記為k1、k2，找到k1、k2的中點(diǎn)k3；(c)對(duì)處于k3-kfix和k3+kfix之間的信號(hào)序列與本地同步信號(hào)序列進(jìn)行分段互相關(guān)運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到歸一化的分段互相關(guān)結(jié)果corr_cross(k)，其中kfix略大于最大多徑時(shí)延的一半；(d)取分段互相關(guān)結(jié)果corr_cross(k)中過(guò)分段互相關(guān)判決門限threshold_cross的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為幀起始位置，根據(jù)該幀起始位置調(diào)整接收信號(hào)序列位置，輸出同步后的接收信號(hào)。本發(fā)明的幀同步方法不僅可以工作在多徑信道，而且可以對(duì)抗較大的載波頻偏。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101924725SQ20091014839
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者吳毅凌, 孫迎彤, 李斗, 王婧婧, 皇甫紅軍, 趙玉萍, 鄭濤 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司