[发明专利]一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM频率同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及到OFDM系统频率同步技术，特别是涉及一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM频率同步方法，属于通信技术领域。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统可提供更高的数据传输速率和频谱利用率，抗多径衰落能力强，是新一代宽带移动通信系统的核心技术。载波同步是OFDM的关键技术，一般情况下，高斯信道下频率偏移误差要小于子载波间隔的4％，多径信道环境下频率偏移误差要小于子载波间隔的2％。因此，频偏估计算法的研究具有重要的现实意义。

现有的OFDM频率同步方法有：文献[1]提出了一种S&C算法，可以估计出整数和小数倍频偏，但当子载波数小于系统IFFT点数时，载波同步性能会迅速下降；文献[2]提出的利用L个重复序列的最佳线性无偏估计(Best Linear Unbiased Estimation,BLUE)算法，估计范围可达L/2个子载波间隔，但为保证算法性能，每段重复序列的长度必须大于信道最大时延扩展，降低了传输效率，相同条件下其估计比S&C算法精确，但复杂度大大提高；文献[3]虽然得到了载波频率偏移的闭合表达式，但算法中指数因子p的设置受限于估计精度、整数倍频偏估计范围和系统可容忍的峰均比(Peak-Average Power Ratio,PAPR)，需要通过仿真反复验证，不具有通用性；文献[4]使用恒包络零自相关(Constant EnvelopeZero Auto-Correlation,CAZAC)序列进行频率同步，算法估计精度高，但其从频偏估计到频偏补偿的反馈时间较长，不适用于突发通信；文献[5]提出了一种Ren算法，通过对CAZAC序列加权进行频率同步，具有较大的频偏估计范围，但该算法在独立瑞利衰落信道下性能较差。

上述参考文献分别为：

[1]Schmidl T M,Cox D C.Robust frequency and timing synchronization for OFDM[J].IEEE Transactions on Communications,1997,45(12):1613-1621.

[2]Morelli M,Mengali U.An improved frequency offset estimator for OFDM applications[J].IEEE Communications Letters,1999,3(3):75-77.

[3]Laourine A,Stephenne A,Affes S.A new OFDM synchronization symbol for carrier frequency offset estimation[J].IEEE Signal Processing Letters,2007,14(5):321-324.

[4]严春林,李少谦,唐友喜,等.利用CAZAC序列的OFDM频率同步方法[J].电子与信息学报,2006,28(1),139-142.

[5]Ren G,Chang Y,Zhang H,et al.Synchronization method based on a new constant envelop preamble for OFDM systems[J].IEEE Transactions on Broadcasting,2005,51(1):139-143.

发明内容

针对上述缺陷，本发明提出了一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM频率同步方法，该方法充分利用Zadoff-Chu序列良好的自相关特性，无需进行时频变换，在保证算法估计精度的同时，其频偏估计范围可达N个子载波间隔，可实现OFDM系统精确频率同步。

为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于Zadoff-Chu序列的OFDM频率同步方法，其关键在于按照以下步骤进行：