[发明专利]一种OTFS信号的同步方法及系统

说明书

本发明公开了一种OTFS信号的同步方法及系统，同步方法包括：S1根据OTFS波形的帧结构获得同步序列，并将长度为L的同步序列作为发射端同步信号和接收端匹配信号；S2将接收信号与所述同步序列进行相关处理后获得相关序列，并通过所述相关序列获得同步点；S3根据所述同步点获得接收信号的起始点，实现接收端的定时同步；S4根据定时同步结果获得频率偏差，并根据所述频率偏差实现载波同步。本发明缩短了本地同步序列长度，从而降低相关计算的运算量；对相关后的结果进行延时相乘，数据存储量低且乘法器消耗少；采用多组相邻同步序列计算频率偏差，提升了频率偏差估计性能。

技术领域

本发明属于电通信技术领域，更具体地，涉及一种OTFS(Orthogonal TimeFrequency Space，正交时频空调制)信号的同步方法及系统。

背景技术

在通信系统中，接收端通常需要获取到信号准确的同步信息，具体分为定时同步信息和载波同步信息。其中，定时同步信息即接收信号准确的起始时刻，载波同步信息即接收信号与发射信号的频率偏差。通过长的已知同步序列，在接收端与已知匹配波形进行相关运算，可以在低信噪比情况下得到较好的同步结果。但同步序列越长，计算复杂度越高，优良的同步效果，通常需要更多的计算资源为代价。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种OTFS信号的同步方法，旨在解决现有同步运算较为复杂，计算资源较多的问题。

本发明提供了一种OTFS信号的同步方法，包括下述步骤：

S1根据OTFS波形的帧结构获得同步序列，并将长度为L的同步序列作为发射端同步信号和接收端匹配信号；

S2将接收信号与所述同步序列进行相关处理后获得相关序列，并通过所述相关序列获得同步点；

S3根据所述同步点获得接收信号的起始点，实现接收端的定时同步；

S4根据定时同步结果获得频率偏差，并根据所述频率偏差实现载波同步。

其中，同步序列的采样率和FFT点数均与OTFS波形一致。

更进一步地，步骤S2具体为：

将接收信号与所述同步序列进行相关运算，并通过将相关值除以接收信号的能量值获得第一相关序列C；

将所述第一相关序列C移位4L后与自身相乘，获得第二相关序列C1；

将所述第二相关序列C1移位2L后与自身相乘，获得第三相关序列C2；

将第三相关序列C2移位4L后与自身相乘，获得第四相关序列C3；

所述第四相关序列C3中存在一个最大的峰值，该峰值对应的位置就是所述同步点。

进一步优选地，可以根据如下公式对接收信号以L为步长做自相关运算：

其中，k表示采样点序号，L表示同步序列长度，j表示虚部，T为发射数据周期，Δf为频率偏差，θ为相偏，n_k是均值为零，方差为σ²的高斯白噪声，x(k)为发送数据，y(k)＝x(k)e^{j(2πΔfkT+θ)}+n_k为接收信号；当训练序列结构为x(k)＝x(k+L)时，则：

进一步优选地，任意选取相邻两组同步序列共轭相乘获得七组共轭相乘值，并分别计算相位后取均值获得所述频率偏差。

其中，根据如下公式获得频率偏差的估计值