[发明专利]一种连续子载波OFDMA系统的上行帧同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体来讲是一种连续子载波OFDMA系统的上行帧同步方法。

背景技术

对于OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)系统，其下行链路类似于传统的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)广播方式，可以采用传统的OFDM同步技术，技术相对成熟。而对于上行OFDMA链路，由于每个接收OFDM符号承载了多个用户的信息，而且每个用户的定时和频率偏差都不一样，因此在局端准确地找到某个用户在一帧数据中的起始位置，就比较困难。

目前已有的方案大都采用交织子载波分配的方式，即把具有相等间隔的一组子载波分配各一个用户，利用频率分集来克服不同用户时间、频率不同造成的影响。但该方法由于子载波分配相对复杂，实现复杂度相对于连续子载波分配方式较高。而针对连续子载波分配的OFDMA上行帧同步方式目前还较少有文献涉及，且已有方案受不同用户的频偏影响较大，当频偏较大时，准确性大大降低。

如图1所示，为M个用户对应1个局端的上行传输系统框图。上行M个用户分别调制自己的数据，经过OFDM调制到对应子载波上，添加同步头信号，在发送帧产生器中组成发送帧信号，发送帧信号经过数模转换器(DAC)转为模拟信号，然后由射频发射器经过信道发送给局端射频接收器，射频接收器将接收到的M个用户数据经过模数转换器(ADC)转为数字信号，并经由数字信号处理器进行OFDM解调。由于每个用户经过的传输路径不同，因此到达局端的时间是不同步的，这样会影响OFDM信号的正交性，从而导致性能恶化。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续子载波OFDMA系统的上行帧同步方法，保证上行帧时间同步，实现复杂度较低，受频偏影响很小，准确性高。

为达到以上目的，本发明采取一种连续子载波OFDMA系统的上行帧同步方法，包括步骤：S1.分别对各个用户形成对应的同步头信号，在时域上，同步头信号位于数据信号前面，二者共同组成发送帧信号；S2.接收端从接收到的信号中提取到不同用户的同步头信号，通过互相关运算和本地自相关运算，计算出各个用户上行帧起始位置；S3.通过各个用户上行帧起始位置，给对应各个用户发送时间调整量信息，使各个用户上行帧起始位置达到一致。

在上述技术方案的基础上，所述同步头信号在频域上，同步头信号所占带宽为数据信号所占带宽的一半。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中同步头信号产生方式为：产生三组长度为N_K/2的伪随机序列其中N为整个频带子载波个数，且N≥1，N_K为第k个用户子载波个数，且k≥1；将三组伪随机序列分别经过BPSK调制，得到取值为±1的信号通过得到信号a_k和b_k；再对信号a_k和b_k分别做N_K/2点的快速傅里叶变换后，分别经过填零得到长度为N_K的信号C_k和D_k，将信号C_k和D_k放置在第k个用户分配的N_K个子载波上，其它子载波位置填0后，分别做点数为N的快速傅里叶逆变换，得到信号e_k和f_k；第k个用户的同步头信号S_k＝[e_kf_k]，局端接收机需要存在本地的信号

在上述技术方案的基础上，所述长度为N_K的信号C_k和D_k符合

在上述技术方案的基础上，步骤S2中，设接收端收到的信号为r(n)，n＝1,2,…，对于第k个用户，下采样变量值N_down，k＝2N/N_K，其中N为整个频带子载波个数，帧同步算法如下：

S201.将接收到的信号移频到基带，再经过通带带宽为N_K/N的低通滤波器后，得到输出信号n＝1,2,…；

S202.取的向后的2N点，分别作为信号和其中N为整个频带子载波个数，且N≥1；

S203.将和经过N_down，k倍的下采样，得到点数为N_K/2的信号和