專利名稱：協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法
協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種可應(yīng)用于協(xié)同中繼通信系統(tǒng)中的同步序列構(gòu)造方法，屬于移動通信 中的同步技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)所面臨的基本問題是由有限帶寬而導(dǎo)致的容量受限以及時(shí) 變多徑衰落導(dǎo)致的通信可靠性下降。如果繼續(xù)采取這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將無法適應(yīng)未來無線應(yīng) 用的要求。中繼技術(shù)通過在蜂窩小區(qū)中放置一些功能相對簡單的固定或移動中繼站來放大 或譯碼轉(zhuǎn)發(fā)基站與移動用戶之間的信號，可以降低信號的發(fā)射功率，延伸基站的覆蓋范圍， 消除覆蓋盲區(qū)，從而能夠有效地降低成本。進(jìn)一步，協(xié)同中繼技術(shù)通過中繼之間的協(xié)作，可 以利用空間分集進(jìn)一步抵抗無線信道的多徑衰落、克服陰影效應(yīng)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)通信質(zhì) 量，提高頻譜效率。
然而，在協(xié)作中繼系統(tǒng)中，由于中繼地理位置分布的不同以及多個(gè)晶振之間的互 相不匹配，在多個(gè)中繼鏈路之間存在多個(gè)不同的定時(shí)偏移與多個(gè)不同的載波頻率偏移，這 是協(xié)作中繼系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)的最顯著之處。因此，需要研究針對協(xié)作中繼 系統(tǒng)的有效的同步序列構(gòu)造方法。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是在協(xié)同中繼系統(tǒng)中，提供一種可以有效估計(jì)多個(gè)定時(shí) 偏移與多個(gè)頻率偏移的同步序列構(gòu)造方法。所構(gòu)造出的同步序列具有生成簡單、系統(tǒng)負(fù)載 低的優(yōu)點(diǎn)，且基于所構(gòu)造序列的定時(shí)估計(jì)與頻偏估計(jì)方法具有較低的計(jì)算復(fù)雜度，但同時(shí) 能夠達(dá)到令人滿意的系統(tǒng)性能要求。
技術(shù)方案本發(fā)明是基于協(xié)同通信中繼系統(tǒng)針對該系統(tǒng)所存在的多個(gè)定時(shí)偏移與 多個(gè)頻率偏移這一問題所提出來的。利用恒幅零自相關(guān)序列所構(gòu)造的適于協(xié)同中繼系統(tǒng)的 同步序列，整個(gè)序列由兩部分構(gòu)成，分別完成粗定時(shí)估計(jì)、
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細(xì)定時(shí)估計(jì)和小數(shù)頻偏估計(jì)、整數(shù)頻偏估計(jì)；序列的第一部分由不等周期短基礎(chǔ) 序列構(gòu)成，其中，不等周期主要指的是對應(yīng)每一協(xié)同中繼的短基礎(chǔ)序列其周期各不相同，序 列的第二部分由兩個(gè)等周期長基礎(chǔ)序列構(gòu)成；短基礎(chǔ)序列采用恒幅零自相關(guān)序列并充分利 用其良好的自相關(guān)與互相關(guān)屬性以克服由于多時(shí)偏與多頻偏影響所帶來的中繼間干擾；與 長基礎(chǔ)序列相對應(yīng)的頻域序列也采用恒幅零自相關(guān)序列并充分利用其良好的自相關(guān)與互 相關(guān)屬性以同時(shí)優(yōu)化小數(shù)頻偏估計(jì)和整數(shù)頻偏估計(jì)的性能。
其序列構(gòu)造具體方法如下
1.)構(gòu)造K個(gè)周期分別為L1, L2, L Lk的不等周期短基礎(chǔ)序列，并使其滿足恒幅零 自相關(guān)性質(zhì)，其中，K為協(xié)同中繼系統(tǒng)內(nèi)中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；
2.)分別周期重復(fù)上述短基礎(chǔ)序列，形成K個(gè)長度為N的對應(yīng)于各個(gè)中繼同步序列的第一部分，其中，N為中繼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)幀長，其數(shù)據(jù)取為2的冪次，且可分解為N = PQ并 有P、Q都為整數(shù)；
3.)構(gòu)造長度為P的恒幅零自相關(guān)序列，其中，P < N且有P = N/Q ；
4.)對步驟3所構(gòu)造出的序列做均勻插零操作，擴(kuò)展成長度為N = PQ的序列；
5.)對步驟4所構(gòu)造出的序列分別做K次循環(huán)右移位操作，移位偏移量分別為0， m，2m, L，(K-I)m，其中，m =⑷/足」為基本移位長度，舊為取整算子；
6.)對步驟5所構(gòu)造出的K個(gè)序列分別做反離散傅立葉變換運(yùn)算，并周期重復(fù)一 次，得到K個(gè)長度為2N的對應(yīng)于各個(gè)中繼的同步序列的第二部分；
7.)在所構(gòu)造的同步序列的第一部分的前面插入零前綴，在所構(gòu)造的同步序列的 第一部分與第二部分之間插入循環(huán)前綴，則得到最終的對應(yīng)于K個(gè)中繼的同步序列。
有益效果
1、在協(xié)作中繼通信系統(tǒng)中，本發(fā)明所提出的序列構(gòu)造方法簡單，利于發(fā)射機(jī)的低 復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)；
2、基于本發(fā)明所提出的序列構(gòu)造方法，接收機(jī)中的定時(shí)估計(jì)和頻偏估計(jì)算法只需 要做簡單的自相關(guān)和互相關(guān)運(yùn)算就可以獲得良好的估計(jì)性能，利于接收機(jī)的低復(fù)雜度實(shí) 現(xiàn)；
3、本發(fā)明所提出的序列構(gòu)造方法可以推廣至分布式天線系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)、自 組織網(wǎng)等其他通信系統(tǒng)中。
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圖1是協(xié)作中繼系統(tǒng)模型框圖。
圖2是同步序列整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是同步序列中短基礎(chǔ)序列(SBS)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是對應(yīng)于同步序列中長基礎(chǔ)序列(LBS)部分的頻域序列結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是所提出的協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖2所示的同步序列整體結(jié)構(gòu)示意圖和圖5所示的協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu) 造方法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖，給出所提出同步序列的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下
a)構(gòu)造K個(gè)不等周期(周期分別為L1, L2, L Lk)的短基礎(chǔ)序列，并使其滿足恒幅 零自相關(guān)性質(zhì)；
b)分別周期重復(fù)上述短基礎(chǔ)序列，形成K個(gè)長度為N的對應(yīng)于各個(gè)中繼同步序列 的第一部分；
c)構(gòu)造長度為P的恒幅零自相關(guān)序列；
d)對步驟3所構(gòu)造出的序列做均勻插零操作，擴(kuò)展成長度為N = PQ的序列；
e)對步驟4所構(gòu)造出的序列分別做K次循環(huán)右移位操作(移位偏移量分別為0， m,2m,L, (K_l)m，其中，m 40/足」，舊為取整算子)；
f)對步驟5所構(gòu)造出的K個(gè)序列分別做反離散傅立葉變換運(yùn)算，并周期重復(fù)一次，得到K個(gè)長度為2N的對應(yīng)于各個(gè)中繼的同步序列的第二部分；
g)在所構(gòu)造的同步序列的第一部分的前面插入零前綴，在所構(gòu)造的同步序列的第 一部分與第二部分之間插入循環(huán)前綴，則得到最終的對應(yīng)于K個(gè)中繼的同步序列。
權(quán)利要求
1.一種協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法，其特征在于利用恒幅零自相關(guān)序列所構(gòu)造的 適于協(xié)同中繼系統(tǒng)的同步序列，整個(gè)序列由兩部分構(gòu)成，分別完成粗定時(shí)估計(jì)、細(xì)定時(shí)估計(jì) 和小數(shù)頻偏估計(jì)、整數(shù)頻偏估計(jì)；序列的第一部分由不等周期短基礎(chǔ)序列構(gòu)成，其中，不等 周期主要指的是對應(yīng)每一協(xié)同中繼的短基礎(chǔ)序列其周期各不相同，序列的第二部分由兩個(gè) 等周期長基礎(chǔ)序列構(gòu)成；短基礎(chǔ)序列采用恒幅零自相關(guān)序列并充分利用其良好的自相關(guān)與 互相關(guān)屬性以克服由于多時(shí)偏與多頻偏影響所帶來的中繼間干擾；與長基礎(chǔ)序列相對應(yīng)的 頻域序列也采用恒幅零自相關(guān)序列并充分利用其良好的自相關(guān)與互相關(guān)屬性以同時(shí)優(yōu)化 小數(shù)頻偏估計(jì)和整數(shù)頻偏估計(jì)的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法，其特征在于該構(gòu)造的方法 具體為.1.)構(gòu)造K個(gè)周期分別為L1,L2, L Lk的不等周期短基礎(chǔ)序列，并使其滿足恒幅零自相 關(guān)性質(zhì)，其中，K為協(xié)同中繼系統(tǒng)內(nèi)中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；.2.)分別周期重復(fù)上述短基礎(chǔ)序列，形成K個(gè)長度為N的對應(yīng)于各個(gè)中繼同步序列的第 一部分，其中，N為中繼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)幀長，其數(shù)據(jù)取為2的冪次，且可分解為N = PQ并有P、 Q都為整數(shù)；.3.)構(gòu)造長度為P的恒幅零自相關(guān)序列，其中，P< N且有P = N/Q ；.4.)對步驟3所構(gòu)造出的序列做均勻插零操作，擴(kuò)展成長度為N= PQ的序列；.5.)對步驟4所構(gòu)造出的序列分別做K次循環(huán)右移位操作，移位偏移量分別為0，m，2m, L，(K-l)m，其中，《 = [0/足」為基本移位長度，Lg」為取整算子；.6.)對步驟5所構(gòu)造出的K個(gè)序列分別做反離散傅立葉變換運(yùn)算，并周期重復(fù)一次，得 到K個(gè)長度為2N的對應(yīng)于各個(gè)中繼的同步序列的第二部分；.7.)在所構(gòu)造的同步序列的第一部分的前面插入零前綴，在所構(gòu)造的同步序列的第一 部分與第二部分之間插入循環(huán)前綴，則得到最終的對應(yīng)于K個(gè)中繼的同步序列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種協(xié)同中繼系統(tǒng)同步序列構(gòu)造方法，是適于協(xié)同中繼系統(tǒng)利用恒幅零自相關(guān)基礎(chǔ)序列構(gòu)造同步訓(xùn)練序列的設(shè)計(jì)方法，所構(gòu)造的同步序列由兩部分組成，第一部分由不等周期短基礎(chǔ)序列構(gòu)成，第二部分由長基礎(chǔ)序列構(gòu)成。根據(jù)所構(gòu)造同步序列中的不等周期短基礎(chǔ)序列可完成定時(shí)偏移估計(jì)，根據(jù)所構(gòu)造同步序列中的長基礎(chǔ)序列可完成頻率偏移估計(jì)，相關(guān)的定時(shí)頻偏估計(jì)算法只需要簡單的自相關(guān)與互相關(guān)運(yùn)算即可。本發(fā)明提供的序列構(gòu)造方法有效的解決了協(xié)同中繼系統(tǒng)中所特有的多時(shí)偏與多頻偏問題，基于該序列的同步算法計(jì)算復(fù)雜度低、估計(jì)性能好。
文檔編號H04L25/02GK102045292SQ20101058916
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者尤肖虎, 蔣雁翔, 高西奇 申請人:東南大學(xué)