[发明专利]通信系统定时同步的方法、装置及接收机

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及移动通信技术领域中的通信系统定时同步的方法、装置及接收机。

背景技术

目前，移动通信技术在全球范围内都得到了广泛的应用，例如GSM(Global System forMobile Communication，全球数字移动通信系统)、CDMA(Code-Division Multiple Access，码分多址移动通信系统)、WCDMA(Wideband Code-Division Multiple Access，宽带码分多址移动通信系统)等等，随着移动通信技术的发展，已经能够为较多的移动通信终端提供业务支持服务，然而，针对各终端处理的相同或者不同的业务，需要传输大量的数据，从而需要较高的传输速率，在常规的单载波系统中，如果使用较高的传输速率，会因为码间干扰(ISI，Inter-Symbol Interference)和频率衰落而给信号接收带来一定的困难。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术由于通过将串行的数据并行地调制在多个正交的子载波上，使得每个子载波的码元速率大大降低，从而提高了系统的抗衰落和抗干扰能力，此外，由于每个子载波的两两正交，在接收端可以完全将他们区分开来，因此OFDM技术在诸多领域中得到了广泛应用，例如，被WMAN(WirelessMetropolitan Area Network，无线城域网)采用，像IEEE组织(Institute of Electrical andElectronics Engineers，美国电气及电子工程师学会)制定的无线城域网标准，包括IEEE802.16-2004和IEEE802.16-2005等标准。

定时同步技术是通信技术中一个重要技术之一，以OFDM系统为例，OFDM系统的定时同步方法一般分为两类，基于前导字(Preamble)的同步和基于循环前缀(CP)的同步。由于基于循环前缀(CP，Cyclic Prefix)的同步算法一般需要较长的收敛时间，在实际的工程运用中无法容忍，故基于前导字(Preamble)的定时同步算法更适用于实际的OFDM传输系统。

如图1所示，是现有技术中IEEE802.16-2004OFDM系统的前导字结构示意图，第一个OFDM符号有4个64点的重复块，称之为短前导；之后的一个OFDM符号有2个128点的重复块，称之为长前导。CP表示循环前缀，是从当前的OFDM符号的尾部复制而来，用于消除ISI(码间串扰)和ICI(载波间干扰)。

如图2所示，是现有技术中时域同步流程示意图，由于接收的数据叠加了各种噪声以及多径的影响，因此，在接收到接收数据之后，首先需要通过帧检测处理过程来确定数据到来的大概范围；在确定了大概范围之后，通过细符号定时同步处理过程，获得前导字精确的起始样点；再对细符号定时同步之后的序列进行时域的频偏估计与校正，消除小数倍频偏的影响，至此，整个时域同步过程结束。

在图2所示的时域同步流程中，在进行细符号定时同步处理过程时，传统的处理过程是采用预先储存的短前导的一个重复块与接收序列做滑动互相关操作，如图3所示，是该传统的细符号定时处理方式的仿真示意图，然而，这种细符号定时处理方式，对频偏很敏感，图4是该传统的细符号定时处理方式在频偏为75khz时的短前导互相关峰值图，如图所示，频偏使得短前导的互相关峰值受到严重干扰而无法辨认。

为了克服频偏的影响，现有技术中对该细符号定时同步处理方式进行了改进，其在进行处理时，先对接收数据进行差分，再对本地预先存储的短前导的一个重复块做差分，然后将差分结果与接收数据的差分结果做滑动互相关，其中，差分的过程是将前一位数据与紧接着的数据共轭相乘，以消除反映在虚部上的频偏。如图5所示，是改进的细符号定时算法在不同频偏时的短前导互相关峰值示意图，根据该改进的细符号定时同步处理方式，信噪比为20dB时，在不同的频偏状态下，短前导的互相关峰值不受频偏的影响。

然而，这种改进的方式中，由于是只采用短前导的一个重复块的差分序列与接收数据的差分序列做滑动互相关操作，得到的相关峰值幅度有限，在信噪比较低时，峰值很容易被相关操作后的噪声所淹没，如图6所示，是该改进的细符号定时同步处理方式在信噪比为5dB时的互相关峰值示意图，此时，短前导的互相关峰值被淹没在了相关操作后的噪声之中，在信噪比更低的情况下，这种情况将会更加严重。

发明内容