[发明专利]一种有效的MIMO-OFDM系统的时间与频率同步新方法

摘要

本发明是一种有效的MIMO-OFDM系统的时间与频率同步新方法，其特征在于：在无线通信信道下MIMO-OFDM系统的同步技术领域有很多时频同步方法，但是在MIMO-OFDM系统中同步性能都不是很好。因此，本发明提出了一种有效的MIMO-OFDM系统的时间与频率同步新方法。该同步方法在发送端，采用时间正交训练序列插入到各发送天线的OFDM数据符号之间，设计的训练序列β因子值影响序列的自相关性，从而影响系统的定时同步性能；在接收端，时域进行时间同步和小数频偏估计，同时整数频偏估计也是在时域完成，因此，减少了系统的计算复杂度。因此，与传统的同步算法相比，本发明提出的算法在MIMO-OFDM系统中具有定时准确检测概率高和频偏估计准确的优点。

主权项

1.一种有效的MIMO-OFDM系统的时间与频率同步新方法，其特征值在于：步骤1：构造一个新的训练序列T(n)，在训练序列中随着β值的增加，其序列自相关性增强，其序列T(n)，有：T(n)=exp(2jπrn2βN),n=0,1,...,N/2-1---(1)]]>其中，取r=N/2-1，gcd(r,N/2)=1，β∈(1,25)；步骤2：取T(n)序列重复一次构造长度为N的训练序列C₁(n)，有：C1(n)=T(n)n∈[0,N/2-1]T(n-N/2)n∈[N/2,N-1]---(2)]]>步骤3：取T(n)序列进行反对称，生成一个新的序列T′(n)，有：T′(n)=-T(N/2-n)n∈[0,N/2-1] (3)步骤4：将序列T(n)和T′(n)构成长度为N的序列C₂(n)，有：C2(n)=T(n)n∈[0,N/2-1]T′(n-N/2)n∈[N/2,N-1]---(4)]]>步骤5：在接收端，用本地训练序列C₁(n)与接收信号进行互相关，来获取定时同步，同步的定时量度函数可以表示为：P(d)=Σi=1NtΣj=1Nr[Σn=0N/2-1rj*(d+n)C1,i(n)]·[Σn=0N/2-1rj*(d+n+N/2)C1,i(n)]*---(5)]]>R(d)=Σi=1NtΣj=1NrΣn=1N/2-1|-C1,i*(n+d)·C1,i(n+d)|---(6)]]>M(d)=|P2(d)|R2(d)---(7)]]>其中，Nt为发送端天线条数，Nr为接收端天线条数，N为一个不包含循环前缀OFDM符号的长度，d为整数值，d表示接收的序列相对于本地序列的相对滑动位置，n为接收信号的采样点数，()*表示括号内的数据取共轭运算，C_1,i(·)表示各发送天线上插入的第一个训练序列，表示各接收天线上传输的数据信号取共轭运算；步骤6：通过设定简单的门限值，使目标函数M(d)超过门限值d值判为定时同步的位置，即同步时刻：τest1=argmaxd(M(d))---(8)]]>步骤7：进行小数频偏估计值：ϵf=1πangle(R(τest1))---(9)]]>式中R(τestl)=Σj=0NrΣn=0N/2-1rj*(τestl+n)rj(τestl+n+N/2)---(10)]]>其中，小数频偏估计范围ε_f∈(0,1)；步骤8：将估计出的小数频率偏移补偿后进行整数频偏估计，整数频偏估计是在时域的条件下直接估计ε_i，省去了FFT运算，整数频偏估计值：ϵi=τest2-τest1-N-Ng+1---(11)]]>Q(d′)=Σi=1NtΣj=1Nr[Σn=0N/2-1rj*(d′+n)C2,i(n)]·[Σn=0N/2-1rj*(d′+N/2-n)C2,i(n)]*---(12)]]>τest2=argmaxd′(Q(d′))---(13)]]>其中，Ng表示循环前缀的长度，C_2,i(·)表示各发送天线上插入的第二个训练序列，表示各接收天线上传输的数据信号取共轭运算，式(12)和(13)中的搜索是以为中心，整数频偏估计范围ε_i∈(-N/4,N/4)。