[发明专利]一种面向毫米波通信的采样频偏优化方法及相应的发射机

说明书

本发明公开了一种采样频偏优化方法及相应的发射机。该方法包括如下步骤：在不同的导频子载波上分配不同的发射功率，然后生成一个随机序列并按照分配的功率设定序列中各个元素的幅度，以此作为采样频偏的同步信号。本发明在保持导频开销不变的前提下，通过最优同步信号设计来提高接收端对采样频偏的估计精度。仿真实验表明，在毫米波通信系统所有可能遇到的采样频偏范围内，本发明所提供的同步信号的性能均优于传统同步信号。

技术领域

本发明涉及一种采样频偏优化方法，尤其涉及一种毫米波通信中通过最优同步信号设计提高采样频偏估计精度的方法，同时还涉及一种采用该采样频偏优化方法的毫米波通信系统发射机，属于无线通信技术领域。

背景技术

毫米波通信主要利用波长为毫米级别的频段通信，即30-300GHz频段。相关研究得出结论，毫米波通信系统可以达到现有LTE系统通信容量的25倍。这是现有其它技术难以达到的。因此，毫米波通信技术引起了越来越多厂商的注意，现在已经成为5G通信系统中的一个热门研究方向。

与传统通信系统相比，毫米波通信系统的工作频段较高，信道特性与3GHz以下的传统频段完全不同，例如具有路径损耗较大，对遮挡效应敏感，信道具有较强的稀疏性，不同环境下信道衰落特性变化较大等特性。此外，毫米波通信系统的系统带宽大大增加。例如传统通信系统如LTE系统的基本带宽仅为20MHz，而毫米波通信系统的系统带宽在有关技术文献中可达1GHz，甚至有人考虑为5GHz。为了有效解决这些新特性所造成的问题，需要重新设计一套专门针对毫米波通信系统的物理层信号处理机制，以实现诸如同步、信道估计、均衡等功能。

在毫米波通信系统中，接收信号的强度要远远低于3GHz以下的传统频段。这使得现有的采样频偏估计算法在毫米波系统中无法直接使用。另一方面，采样频偏对通信系统的影响随着系统带宽的增加而变大，所以对毫米波通信系统的影响大于对传统通信系统的影响。因此，有必要专门针对毫米波通信系统设计新的采样频偏估计算法，以降低采样频偏对系统性能的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面向毫米波通信的采样频偏优化方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种采用该采样频偏优化方法的毫米波通信系统发射机。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种采样频偏优化方法，包括如下步骤：

在不同的导频子载波上分配不同的发射功率；其中，

令P(i_k)表示导频子载波i_k上的发射功率，生成一个长度为K的随机序列s(1),s(2),...,s(K)；其中每个元素s(k)的幅度均为1，相位是一个在[0,2π]之间均匀分布的随机数，K为正整数；

基于所述随机序列生成的同步信号为：

其中较优地，当子载波索引为1,2,…N时,导频子载波i_k上的功率比例系数为：

其中较优地，当子载波索引为0,1,…N-1时,导频子载波i_k上的功率比例系数为：

其中较优地，当子载波索引为-N/2,…,0,…N/2-1时,导频子载波i_k上的功率比例系数为：

其中，N为总的子载波数量，I＝{i₁,i₂,…,i_K}表示所有的导频子载波的索引，K表示导频子载波的数量。