[发明专利]一种基于ZCZ序列的MIMO前导序列生成方法及接收装置

摘要

本发明公开了一种基于ZCZ序列的MIMO前导序列生成方法及接收装置，用零相关区(Zero Correlation Zone,ZCZ)序列集合中的不同ZCZ序列重复次构成不同的前导序列集合个ZCZ序列重复用作帧检测和自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)功能；个ZCZ序列重复用作频率粗同步功能；个ZCZ序列重复用作包括频率精同步、时间同步、信道估计以及前导序列结束标识等功能。

主权项

一种基于ZCZ序列的MIMO前导序列生成方法，其特征在于：序列集合中的ZCZ序列重复次构成第q根发射天线的前导序列；其中，q＝1,…,NTx，Nz表示一条ZCZ序列的长度，Q表示ZCZ序列条数，Z为零相关区的长度，NTx为发射天线数；选取具有如下性质的(1)序列长度Nz的大小满足频率同步的要求，Ts表示时间抽样间隔，接收端做频率同步时归一化载波频偏没有整数频偏，只需要估计归一化载波小数频偏，复杂度较低，其中归一化载波频偏指实际频偏与NzTs之积；(2)序列条数Q必须满足Q≥NTx；(3)零相关区长度Z必须满足ZTs≥τmax，τmax为最大多径时延；(4)序列集合的归一化周期自相关最大旁瓣低于给定阈值Ta，归一化周期互相关最大峰值低于给定阈值Tc，0＜Ta＜1,0＜Tc＜1，为满足时间同步的鲁棒性能所选取的值；(5)序列元素属于有限符号集合{+1,‑1}或者{+1,‑1,+j,‑j}；确定每根天线的前导序列重复ZCZ序列的重复个数的方法的如下：(1)利用延迟相关帧检测算法得到在不同的信噪比、不同的阈值下的漏检率和误检率，在满足帧检测性能的低漏检率和低误检率条件下，确定延迟相关帧检测算法中延迟相关值大于给定阈值的接收序列持续时间T，则用作帧检测功能所需重复ZCZ序列的个数为表示x向上取整函数；(2)利用频率同步算法，由不同ZCZ序列的重复个数得到不同估计频偏的RMSE性能曲线，F为仿真帧数，为第nF帧的真实频偏，为第nF帧的估计频偏，找到RMSE性能曲线低于阈值TRMSE对应的ZCZ序列重复个数TRMSE为满足频偏估计性能条件下的阈值；(3)利用快速相关器进行时间同步和信道估计，用不同的ZCZ序列重复次数得到不同估计信道的NMSE性能曲线，找到NMSE性能曲线低于阈值TNMSE对应的ZCZ序列重复个数TNMSE为满足信道估计性能条件下的阈值；最后确定前导码中ZCZ序列的总重复个数为延迟相关帧检测算法的实现过程如下：采用延迟相关帧检测算法，接收端时域序列做延时相关，进行帧检测，并进行粗定时同步，表示如下：其中，r表示接收序列，n表示离散时间抽样点，c(n)表示延迟相关值，P(n)表示接收帧一个符号的能量，m(n)表示归一化判决变量，(·)*表示共轭操作；当m(n)大于某个阈值Th，0＜Th＜1，并持续一段时间T，0＜T≤2NzTs，就可以判断检测到帧了。