[发明专利]一种弱能量并行巴克码帧同步方法

摘要

本发明提供了一种利用弱能量并行巴克码进行帧同步的方法，该方法通过在OFDM调制的基带时域信号上叠加弱能量的复巴克码，而在接收端对收到信号采用复巴克码进行解调，并融合保护间隔的相关信息产生同步信号，获得帧同步。本发明中复巴克码所分配的能量极弱，从而对信号和系统性能的影响可以忽略。本发明实现容易，能用于各类采用OFDM进行调制的通信系统，尤其是对于改善高速移动环境的DVB－T 2K系统的同步性能有效。

主权项

1、本发明涉及一种利用弱能量的并行巴克码进行帧同步的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1PN序列在时域叠加在OFDM信号上，在这个过程中被分配极弱的能量Pc，对于子载波数为Nc的OFDM系统，符号长度为Ts。在AWGN信道中，基带接收信号可以表示为：$r[k-\tau ]=s[k-\tau ]+n[k-\tau ]$ $=\left(\sqrt{P_c}{\sigma }_{s}c\right[k-\tau ]+{\sigma }_{s}d[k-\tau \left]\right)e^{j(\frac{2\mathrm{\pi ϵk}}{N_c}+\theta )}+n[k-\tau ]---\left(1\right)$ 其中，c[k]为传输的复巴克码，d[k]为OFDM数据序列，n′[k]为复高斯白噪声，θ为载波相位，ε为待估计的归一化频偏，τ为待估计的定时位置。复巴克码c[k]所分配的能量Pc非常弱。发射信号和噪声的功率分别为σs2和σn2。步骤2接收信号通过本地复巴克码组解扩，有：$c^{*}\left[k\right]r[k-\tau ]=\sqrt{P_c}{\sigma }_s{c}^{*}\left[k\right]c[k-\tau ]e^{j(\frac{2\mathrm{\pi ϵk}}{N_c}+\theta )}+{\sigma }_s{c}^{*}\left[k\right]d[k-\tau ]e^{j(\frac{2\mathrm{\pi ϵk}}{N_c}+\theta )}+n^{\prime }[k-\tau ]---\left(2\right)$ 对于帧同步，假设两个序列之间的相对滑动位置τ为整数。为了进行同步，在式(2)中最后两项可以看作噪声干扰。步骤3假设解扩信号有K个子相关信号，于是复巴克码产生的相关信号则通过L个子间隔为KP个采样点求和获得，其中P为相关器长度的延时。有：${\mathrm{Cor}}_1[k,\theta ]=\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}\left[\begin{array}{c}\left(\underset{n=0}{\overset{K-1}{\Sigma }}{c}^{*}\right[k-n-\mathrm{lK}-\theta \left]r\right[k-n-\mathrm{lK}\left]\right)\\ ·{\left(\underset{n=0}{\overset{K-1}{\Sigma }}c\right[k-n-(l+P)K-\theta \left]r\right[k-n-(l+P)K\left]\right)}^{*}\end{array}\right]---\left(3\right)$ 其中，c*[.]表示对c[.]取共轭。步骤4为了改善帧同步的性能，保护间隔的相关性被与复巴克码的相关性融合在一起，共同产生同步信号。于是，帧同步由下式确定：$\hat{\theta }=\arg \{\underset{\theta }{\max \left[{\mathrm{Cor}}_1\right[k,\theta ]}+\underset{m=\theta }{\overset{\theta +N_g-1}{\Sigma }}{r}^{*}[m-\theta \left]r\right[m-\theta -N_c\left]\right]\}---\left(4\right)$