[发明专利]一种前导信号的发送系统及方法

说明书

本发明提供一种前导信号的发送接收系统及方法，包括第一时域基符号生成模块、第二时域基符号生成模块、级联扩展模块、信令帧/数据帧级联模块和RF发射模块；第一时域基符号生成模块用于生成一段长度为N的第一时域基符号A；第二时域基符号生成模块用于生成一段长度为M的第二时域基符号B；级联扩展模块用于将A和B以[A B B A]为最小单元，级联扩展任意长度，构成前导符号；信令帧/数据帧级联模块用于在前导符号之后级联信令帧或数据帧，形成前导基带帧；RF发射模块用于将前导基带帧调制为射频信号发射出去。本发明的前导信号的发送接收系统及方法极大提高了定时估计的性能。

技术领域

本发明涉及移动通信的技术领域，特别是涉及一种前导信号的发送接收系统及方法。

背景技术

在自组织网络(Ad Hoc Network)等无线网络中，在初始链路建立前，通信双方未知发送信号的频点。此时，发送端一般先在其工作频点发送一段寻呼前导信号，以便接收端在一定的捕获时间窗内完成对寻呼前导信号的捕获。捕获时间窗一般远小于寻呼前导信号长度，以保证接收端在遍历搜索多个不同的频点时，可使其捕获时间窗处于寻呼前导信号持续时间内。由于要捕获的寻呼前导信号采用的频点只是接收端搜索的频点之一，因此在给定寻呼前导信号长度的条件下，捕获时间窗越短，接收端可搜索遍历的频点数就越多，搜索的频带越宽，在给定工作频宽的条件下初始链路建立的时间也就越短。

链路的正常建立依赖于接收端对发送端发出的寻呼前导信号的有效捕获和寻呼信息解调。而如何保障接收端在给定的扫描频点和捕获时间窗内快速准确地捕获到寻呼前导信号主要取决于寻呼前导信号的优化设计和接收算法。另外，检测到寻呼前导信号后，接收端还需完成寻呼帧的时频同步，以便完成后续的寻呼信息解调。寻呼帧的时频同步主要作用是利用前导进行定时同步、小数倍和整数倍载波频偏估计。完成时频同步工作后，接收端通信才能进入正常的信息解调过程。

寻呼前导信号主要用于通信链路的建立阶段，因此优化设计的寻呼前导信号有利于接收端尽快发现和检测信号是否存在。同时，寻呼前导信号也使得初始同步过程尽量简单可靠。

Moose,Paul H.在文章《A technique for orthogonal frequency divisionmultiplexing frequency offset correction》中提出利用频域两个重复的OFDM符号计算载波频偏的算法。该研究为前导结构的设计奠定了基础。此后该循环重复的前导结构在OFDM系统中的取得了广泛研究。

Chunrong Kan和Tingchang Wang在文章《Asynchronization acquisitionalgorithm using pilot symbols for OFDM in HF communications》中公开了在短波通信系统中采用了上述前导结构，提出了采用重复的m序列作为前导符号以克服短波信道的衰落特性造成的同步误差的方案。仿真表明该算法在低信噪比下，检测率及同步性能具有明显优势。

对于上述循环重复的方案，为了保证出现峰值以判断检测信号是否存在，所需的最小相关周期(即滑动窗的最小开窗长度)为2N，最小相关长度为N，即成功检测到信号最少需要三个符号长度。其中，N为一个OFDM符号或一个前导符号的长度。

然而，上述方案在利用前导序列的自相关运算进行同步的过程中，则会出现连续的峰值。该峰值一直持续到前导符号的数据段起始位置之前一个符号长度处。因此，该方案中的定时位置即可根据峰值平台的下降沿确定。然而由于信道的多径特性以及噪声的影响，检测平台的下降沿的误差将会较大；且采用定时位置的相位信息进行频偏估计时，由于只有一个位置的相位信息可用，因此也会对频偏估计的性能造成影响。

因此，上述方案具有以下两个缺陷：

(1)所产生的峰值平台将会导致定时估计模糊；

(2)由于只有一个定时位置信息，频偏估计的参考信息也将变少。