[发明专利]利用分析音的用于OFDM系统的定时和频率偏移系统和方法

说明书

发明领域

本发明涉及在正交频分复用(OFDM)系统中使用分析音来计算定时和频率偏移的系统和方法。

背景技术

公知的OFDM(正交频分复用)的现有技术复用方法已经被广泛地应用在高速率数字传输中，诸如数字音频/TV广播和无线LAN。现有技术的OFDM接收机必须在合理的成本下在诸如速度、温度和湿度之类变化的条件下正确地工作。因为解调对频偏是敏感的，并且由于相对于受抑制的载波频偏将导致接收频谱的移动，因此存在控制频偏的需要。在现有技术的OFDM系统中，快速富利叶变换(FFT)技术已经被用于确定频偏。

由于上述现有技术的OFDM技术对改变着的条件和同步误差是非常敏感的，所以已经提出用于OFDM系统的频率同步的现有技术方法，该方法包括由粗同步和细同步组成的两步处理。粗同步补偿副载波间距的一整数的频率偏移，而细同步校正小于副载波间距的1/2的频率偏移。对于现有技术的频率同步而言，粗同步和细同步必须分别地进行，因为细同步的最大估算范围是副载波间距的1/2。粗同步的现有技术算法的例子包括GIB(以保护间隔为基础的)和PB(以导频为基础的)。

粗同步可以利用比较接收的谱线位置与原始参考峰值位置(即，所期望的位置)来实现。粗同步提供数据载波的0.5频率间距的精度。但是，当FFT窗口未填充接收信号的整数周期时，产生各种漏泄分量(例如，不希望的谐波)。因此，要求细同步补偿这个问题，从而要求粗同步和细同步两者解决上述的问题。

将Timothy M.Schmidl和Donald C.Cox的文章“Robust Frequncy andTiming Synchronization for OFDM”(IEEE Trans.on Communication，Vol.45，No.12，pp.161 3-1621，December 1997，)援引在这里，以供参考，Schmidl和Cox提出一种现有技术的用于同步的码元，在单一的OFDM码元中，该用于同步的码元重复相同的模式两次，以通过一个副载波间距增加估算范围。另外，将文献IEEE，Supplement to Standard for Telecommunicationand Information Exchange Between Systems-LAN/MAN SpecificRequirements-Part 11：Wireless MAC and PHY Specification：High SpeedPhysical Layer in the 5-Ghz Band，P802.11a/D7.0，July 1999也援引在这里，以供参考，该文献定义进行训练的OFDM码元，使得重复周期为有用数据间隔的1/4，这以两倍的系数增加了副载波间距。但是，仍然要求两步同步处理(即，粗同步和细同步)。

上述两步同步序列要求通常在一帧的开始的两个码元训练序列。每个码元有一个在先的涉及多径效应的保护间隔，和每个帧由数个系统码元开始，包括一个用于帧同步和确定信道特性的零码元，和一个用于初始相位参考的训练码元。

通过搜索在时域前一半与后一半相同的一个码元找到码元/帧定时。然后，根据现有技术的粗同步和细同步，校正载波频率偏移。如上所述，在现有技术的系统中要求两个码元，以估算频率偏移，并且每个码元具有两个等分部分，含有从前半部分到后半部分复制的每个训练码元的部分，如图8所示。

图8表示根据IEEE补充建议，按照现有技术OFDM系统的一种用于无线局域网(WLAN)的信号结构。在每个训练码元R1、R2、R3、R4和数据码元D1的开始设置保护间隔G1、G2、G3、G4、G5。第一训练码元R1用于信号检测和增益控制，第二训练码元R2用于细和粗频率同步，第三训练码元R3用于定时同步和第四训练码元R4用于信道估算。然后，接着数据码元D1。例如，在每个码元中，保护间隔是N/4，其中N＝64，使得保护码元的长度是16，对于第一和第二训练码元，该模式将按如上所述的和在Schmidl和Cox的文章中的方式重复10次。