一种多门限判决的ofdm同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明属移动通信领域，尤其涉及一种多门限判决0FDM同步方法。
【背景技术】
[0002] 0FDM技术具有频谱效率利用率高、抗衰落能力强等优点，目前已成为新一代移动 通信的技术核心。而在0FDM系统中，同步误差是影响系统性能的一个主要因素。按照同步 的功能，可将同步分为定时同步、载波频率同步和采样时钟同步；按照是否借助辅助数据来 分，分为数据辅助同步方法和盲同步方法。其中，数据辅助同步方法同步精度较高且计算复 杂度较低，但是，需要加入训练序列，降低了数据传输效率。
[0003] 在数据辅助的同步方法中，文献1"Robustfrequencyandtiming synchronizationforOFDM(bySchmidlTM,CoxDC.IEEETrans. Commun，1997, 45 (12) : 1613-1621.)"首先提出了利用两个OFDM符号作为训练序列进 行时间和频率同步，第一个符号的前一半和后一半相同，可用于时间同步和频率精同 步，利用前后两个符号间关系进行频率粗同步。文献2"Pilotassistedchannel estimationforOFDMinmobilecellularsystems(byFTufvesson,TMaseng.IEEE VTC，vol.3，pp. 1639-1643，May4-7, 1997.)"提出利用PN序列作为训练序列，将接收信号 和本地序列相关，这种方法的相关器结果有较大的输出峰值，通过最大值搜索找到同步位 置，准确度较高但是计算量较大。
[0004] 然而，在无线通信特别是军用无线通信中，可能存在敌方的大功率干扰，而现有的 同步算法缺少抗干扰措施，在干扰环境中往往无法正常工作。同时，现有的同步算法往往 都是通过固定门限对单个相关峰进行判决，这使得同步系统既无法适应信噪比的大幅度变 化，也缺乏稳定性。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提出一种多门限判决的0FDM同步方法，通过合理设 计同步序列，提高系统的抗干扰能力，通过设置多个相对门限，对两个相关峰进行联合判 决，使得系统能够在较大信噪比范围内准确同步，提高系统的同步稳定性。
[0006] -种多门限判决的0FDM同步方法，包括如下步骤：
[0007]S1、在发射端生成频域序列C(k)，时域序列c(k)和主同步序列[x(k), x(k)];
[0008]S2、根据公式
在接收端计算接收信号和本地序列的滑动 相关值，其中，接收端接收到的信号为r(k)，p(k)表示第k时刻的滑动相关值，f(k)表示 对x(k)取共辄；
[0009]S3、进行定时同步，具体如下：
[0010] S31、设置多个相对门限值a = [a a 2，…，a J，其中a :> a 2>~> a 1;
[0011] S32、计算绝对门限值人；[k] =a;Xpmean [k]k>Nzc, 1彡i彡I，其中p_n [k]为相 关值平均倡
k>Nz。，L为信道的最大多径时延；
[0012] S33、对接收到的Nsklt+Nz。个相关值，将p(k)和p(k-NJ依次与S32所述门限值 入办]进行比较，若|p(k) |彡入Jk]且|p(k-Nj|彡入Jk]，则检测到相关峰，将当前位 置记作％，否则，记％为空，其中Nslc]t表示每个帧周期里的数据个数；
[0013]S34、依次比较％為，…，M:，将第一个非空的值作为同步位置；若％為，…，M:均为 空，则返回S32,接收下Nslc]t+Nz。个相关值继续进行同步搜索；
[0014]S4、建立同步捕获与跟踪，具体如下：
[0015]S41、完成S3所述的定时同步，记为同步成功1次，若连续3次同步成功，且每前后 两次同步的时间间隔在范围[Nslcit-AN，Nsklt+AN]内，则认为完成了同步捕获，其中AN为 定时漂移容忍范围，将最后一次同步位置记为M;
[0016]S42、如S41所述，完成同步捕获后，在所捕获到的同步位置M的Nslc]t个数据之后 进行下一次同步搜索，搜索范围为_队 1。1-凡1^+队1。1+凡 15]，1表示循环前缀长度。若在该 搜索范围内同步成功，则将同步位置M更新为当前同步位置，并继续执行S42,否则，设M= M+Nslcit，并执行S43;
[0017]S43、如S42所述，在同步跟踪阶段出现第一次未完成同步的情况，进行同步保持， 沿用上次同步位置，并继续在[M+Nsk]t-N#M+Nslc]t+Nj进行同步搜索，若本次同步成功，则 执行S42继续同步跟踪；否则即出现两次同步失败，记为失步，执行S31重新进行同步捕获。
[0018] 进一步地，S1所述在发射端生成频域序列C(k)，时域序列c(k)和主同步序列 [x(k)，x(k)]具体如下：
[0019]S11、在发射端生成频域序列C(k) =Cf(k)J(k)，其中，Cf(k)为恒包络零自相关 (CAZAC)序列中的Zadoff-Chu(ZC)序列，
，A为为信号幅度，r为根 指数，r=Hk表示序列的第k个样点，k的范围是[0，队。-1]，队。为2(：序列长度，了〇〇 为频谱感知向量，
[0020] S12、利用S11所述的频域序列C(k)生成时域序列c(k) =IFFT(C(k));
[0021] S13、对S12所述时域序列c(k)进行加窗处理，得到发射端发射的 时域序列x(k) =c(k)w(k)，其中，w(k)为时域加窗处理中使用的窗函数，
，a〇= 0. 3635819,a0. 4891775， a2= 0. 1365995,a3= 0. 0106411 ;
[0022] S14、在发射端发射两个S13所述x(k)序列[x(k)，x(k)]作为主同步序列。
[0023] 本发明的有益效果是：
[0024] 通过合理设计同步序列，在频域避开了干扰所在频段，且通过在时域进行加窗抑 制了干扰对可用频段的影响，提高了系统的抗干扰能力。
[0025] 相对于申请号为201510138262. 9这个专利，本发明增加了设置多个相对门限对 两个相关峰进行联合判决，在不同的信噪比下自适应的选择不同的门限，在提高同步捕获 概率的同时降低了误同步概率，提高了同步性能稳定性。
【附图说明】
[0026] 图1同步序列生成不意图。
[0027] 图2多门限判决的定时同步示意图。
[0028] 图3同步捕获与跟踪流程图。
[0029] 图4同步捕获概率和误捕获概率。
[0030] 图5失步概率。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例和附图，详细说明本发明的技术方案。
[0032] 本实施例采用Matlab仿真平台进行运行实验。
[0033] 实施例中同步参数如下：ZC序列长度为Nze= 512,0FDM循环前缀长度为Nep= 70， 定时漂移容忍范围AN= 8,帧周期内数据个数Nslc]t= 28730,信道采样频率为10MHz，信道 模型为航空信道中对应的高速巡航场景，空地无线信道为单径模型，巡航状态下飞机飞行 速度为2马赫，信道中所加噪声为加性高斯白噪声，所加干扰为20%频段的部分频带干扰。
[0034]S1、在接收端频域产生ZC序列，为了避开干扰信号，将干扰信号所在频段对应点 置零，对频域序列做IFFT转换为时域序列，对时域序列加窗，抑制干扰对有用频段的影响， 所加窗为