[发明专利]同步信息的发送与接收方法及装置、同步系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其是一种同步信息的发送与接收方法及装置、同步系统。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称：OFDM)技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道，从而减少多径衰落的影响。而多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Out-put，以下简称：MIMO)技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，这样就有效地增加了系统的传输速率。因此，在由OFDM与MIMO两种技术的结合而成的MIMO-OFDM系统，也即：OFDM分布式多天线系统中，通过空间复用技术可以提供更高的数据传输速率，又可以通过空时分集和正交频分复用达到很强的可靠性和频谱利用率，在新一代移动无线通信的发展规划中占有非常重要的地位。

但是，MIMO-OFDM系统对同步误差很敏感。在多径环境下，MIMO-OFDM系统对时间同步的要求很高；频率同步方面，  由于MIMO-OFDM系统可以视为N个并行的MIMO子系统，因此频偏所引入的载波间干扰(Intercarrier Interference，以下简称：ICI)会恶化每个子载波的信噪比，从而恶化整个MIMO-OFDM通信系统的传输性能。因此，同步是任何数字通信系统都必须解决的问题。OFDM技术本身对时间偏差与频率偏移十分敏感，而MIMO技术则在很大程度上增加了同步的困难性。

对MIMO-OFDM系统来说，时间同步方面，接收端需要对各个天线上的信号分别进行延时估计和调整。频率同步方面，接收端需要对各个天线上的 信号分别进行估计和补偿。现有的OFDM同步技术可以分为三大类：基于循环前缀(Cyclic Prefix，以下简称：CP)、基于同步训练序列与基于盲估计的同步。由于基于同步训练序列的同步方法具有捕获速度快、效率高，并且对资源要求较低等优点，基于同步训练序列的同步成为现有的OFDM技术中的主流同步方案。

现有的一种最基本的基于同步序列进行OFDM同步方法的本质思想是：利用发送端发送的同步序列自身良好的自相关特性与互相关特性，在接收端对数据进行滑动相关处理，寻找相关峰值点，进而通过相关峰值点的位置判断符号/帧的起始位置；利用同步序列的某种时域周期重复性，对前后两个期望值一致的数据段共轭相乘、求和、取相位角，进而估计出频率偏移值。在基于同步训练序列的同步方法中，各种具体的同步方案在接收端的实现方法非常类似，它们之间的不同之处主要在于所发送的同步训练序列各不相同。在相同的信道条件下，不同的同步训练序列各自所具有的性质决定了它们各自的具体处理细节与最终的同步性能。常见的用于构造同步序列的码字有：伪随机序列(PseudoNoise Sequence，以下简称：PS)、恒模零自相关序列(Constant-Amplitude-Zero-AutoCorrelation Sequence，以下简称：CAZAC)、上行线参考信号(Zadoff-Chu)序列、广义线性调频序列(Generalized Chip-likePolyphase Sequence，以下简称：GCL序列)和互补格雷序列对(Golaycomplementary sequences，以下简称：GCS)。

OFDM调制技术作为一种多载波技术，对同步的要求比单载波技术要严格得多，尤其对频率偏移非常敏感。OFDM技术由于码元符号的持续时间变长，加之具有CP保护，可以较好的对抗码间干扰(Inter Symbol Interference，以下简称：ISI)和多径效应的影响。在最大多径间隔时间长度小于CP保护时间长度的前提下，通常认为OFDM技术对于时间定时的要求并不严格，只要定时落在CP的长度范围内即可，残留的小偏差所带来的不利影响可以通过后继的信道估计给予消除。在实际系统内，要求CP的长度可以根据需要 动态选择、调整。对于MIMO-OFDM技术，即便是多根发射天线彼此间物理距离相距不远，也至少在半个波长以上，由于它们之间的信道近似彼此无关，不能保证通过不同的发射天线发射的信号到达同一根接收天线的时间之差小于CP的保护长度。并且，对于分布式多天线系统，不同的发射天线彼此物理距离很大，它们到达同一根接收天线的物理传播距离差别可能非常大，所以更加难以保证通过不同发射天线发射的信号到达同一根接收天线的时间之差小于CP的保护长度。