[发明专利]用于分组化系统的高速通信的节省成本的前导结构

说明书

技术领域

本发明的系统、装置和方法涉及节省成本又减少峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)的前导结构。 

背景技术

典型地，在基于分组的OFDM和其他块传输系统(例如具有保护间隔的单载波)中，在每一分组时域和频域的开始传输训练序列。这些训练序列被接收器用于时间同步(SYNC)、频率偏移估计(FOE)、AGC增益设置、定时差错估计和信道估计(CE)。 

例如，在MB-OFDM UWB系统操作的常规模式中，传输时域序列(长度等于24个OFDM符号)。该时域序列被用于SYNC和FOE。跟随该时域序列的是频域序列(长度等于6个OFDM符号)，它被用于CE。 

典型地，使用循环前缀(Cyclic Prefix，CP)或零填充(Zero Padding，ZP)分离所有这些OFDM符号。它们的峰值平均功率比(PAPR)还是高。 

峰值平均功率比(PAPR)是通信信号性能的重要度量之一。PAPR是峰值瞬时信号功率P_peak与平均信号功率P_ave的比值。由于实际的发射器(特别是功率放大器)具有有限的线性动态范围，即如果信号值超过特定限制将引起非线性失真的事实，PAPR的重要性显现。除了向所需信号添加了噪声(失真)之外，非线性失真将造成信号谐波；因此它增加了发射器的带外发射。 

为了避免这个，信号必须保持在发射器的线性范围之内。给定PAPR的特定值，信号峰值上的该限制暗示了平均传输功率上的限制。因此设计具有小PAPR值的信号是有益的。 

PAPR取决于调制信号载波、信号载波块传输(Single Carrier BlockTransmission，SCBT)或OFDM、星座图(PSK，QAM)和脉冲形状。 

在诸如OFDM和SCBT这样的传统块传输方法中，发射器传输时域(或者有时是频域)前导，它是用CP或ZP分开的自正交(auto-orthogonal)序列的重复。然后传输频域序列(典型地被设计为在频域中具有平坦响应)。接收器顺序执行同步、AGC增益设置、频率偏移估计、定时偏移估 计和校正以及信道估计。 

尽管该方法遵循简单的示例，但是它需要很长的前导，这反过来减小了系统的带宽效率。在高速率通信系统中为了提高系统的带宽效率减小前导开销是重要的。 

另外，传统的前导通常具有高峰值平均功率比(PAPR)。虽然对于低功率发射器来说这可能不是重要的考虑因素，但是因为平均传输功率必须小于由电路致使可获得的，所以对于相对较高功率发射器来说，高的PAPR是一个问题。 

因此，需要一种方式来获得较短的前导和较小的PAPR值。 

发明内容

本发明提供一种通过传输包括循环正交序列的K个重复的前导来减小前导开销的装置、方法和系统。 

现在参考图1，在本发明中为高速块通信系统提供了分级伪循环对称(hierarchical pseudo-circularly symmetric)101和全循环对称(fullcircularly symmetric)102训练序列结构100。 

该训练序列被定义为一序列恒定幅度零自相关(Constant AmplitudeZero Auto Correlation)序列。 

该训练序列的分级伪循环对称部分101被用于突发检测、粗频(coarse-frequency)和定时差错估计以及AGC增益设置。 

该训练序列的全循环对称部分102被用于信道估计和精频(finefrequency)差错估计。 

所得到的序列100具有非常好的峰值平均功率比(PAPR)，使得它适合于多种应用。由于使用了对称序列带宽效率也得以提高。 

由于它的循环正交属性，前导100不需要循环前缀或者零前缀(后缀)。这提高了效率。 

另外，与某些传统系统(例如使用PN序列的那些传统系统)相比前导100的PAPR典型地低了大概3dB，或者与那些使用频域序列的系统相比低了大概5-9dB。这产生了更好的发射器效率。 

附图说明

图1图解了根据本发明使用分级CAZAC序列的前导结构； 

图2图解了(16×4)分级序列的相关输出； 

图3图解了各种前导序列配置和检测阈值(t)的同步检测器的性能； 

图4图解了帧同步(帧分隔符)检测器的性能；