[发明专利]一种基于CAZAC序列的改进M-part定时同步与频偏方法

说明书

本发明公开了一种基于CAZAC序列的M‑part定时同步与频偏方法，通过划分CAZAC序列得到满足共轭反对称的CAZAC前导序列，得到CAZAC训练序列，并根据CAZAC训练序列得到接收信号；再利用接收信号及CAZAC训练序列构建各定时度量矩阵，并筛选符号定时估计值；对符号定时估计值进行加权求和，得到定时偏差估计值；同时根据相邻符号间的符号定时估计值及共轭反对称性，得到整数倍频偏估计值与小数倍频偏估计值最，最后利用小数倍频偏估计值、整数倍频偏估计值及符号定时估计值进行定时同步与频偏估计；本发明通过构建前导序列，结合该序列的组合特性可实现精确稳定的定时同步，解决了星地大动态环境下定时与频偏联合同步问题，提高符号定估和频偏计性能，提高抗噪声干扰能力。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种基于CAZAC序列的改进M-part定时同步与频偏方法。

背景技术

CAZAC序列是恒包络零自相关序列的简称，被广泛应用于OFDM系统的同步算法中，例如在地面蜂窝移动通信系统中，LTE采用CAZAC序列中的ZC序列作为主同步序列。CAZAC具有恒包络、理想的周期自相关、良好的互相关等特性。常见的CAZAC序列包括ZC序列、Chirp-Like序列、Colomb序列和Frank序列等；

第四代通信系统主要采用ZC序列作为主同步序列，该序列在低信噪比条件下拥有很好的自相关峰值，然而ZC序列受频偏影响严重，不仅峰值有明显降低，而且还会有副峰出现，这将对频偏估计产生很大的影响。为了能够抵抗更大的频偏影响，地面蜂窝系统采用了分段相关的方法获得定时与频偏估计，分段相关法即M-Part同步方法，全称为分段相关模方累加算法；而现有的M-part算法是以牺牲抗噪声干扰性能作为代价来提高抗频偏性能，并不能够解决星地大动态环境下行定时与频偏同步问题，并提高抗噪声干扰能力。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于CAZAC序列的改进M-part定时同步与频偏方法，采用特定的训练符号时域结构，结合改进型CAZAC序列，解决了星地大动态环境下行定时与频偏同步问题，提高抗噪声干扰能力。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，一种基于CAZAC序列的改进M-part定时同步与频偏方法，包括以下步骤：

1.一种基于CAZAC序列的改进M-part定时同步与频偏方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对CAZAC序列进行分组，并根据分组后的CAZAC前导序列构建满足共轭反对称的CAZAC前导序列，作为CAZAC训练序列；

S2、根据CAZAC训练序列构建调制信号，并根据调制信号得到接收信号；

S3、根据接收信号及CAZAC训练序列构建各定时度量矩阵；

S4、利用最值函数确定各定时度量矩阵中相关峰的位置，并以最大峰值作为符号定时估计值，并利用符号定时估计值进行定时同步估计；

S5、对符号定时估计值进行加权求和，得到定时偏差估计值；

S6、根据接收信号的相邻符号间的符号定时估计值，得到整数倍频偏估计值；

S7、利用定时偏差估计值及接收信号中CAZAC训练序列间相邻符号间的共轭反对称性，得到小数倍频偏估计值；

S8、通过联合加权求和法对小数倍频偏估计值进行优化，得到优化后的小数倍频偏估计值；

S9、利用整数倍频偏估计值与优化后的小数倍频偏估计值进行频偏估计。

优选地，步骤S1具体包括以下分步骤：

S11、将CAZAC序列均匀划分，得到不少于一段的划分后的CAZAC前导序列；