[发明专利]一种基于FIR滤波器的OFDM定时度量估计方法

说明书

本发明提供了一种基于FIR滤波器的OFDM定时度量估计方法，该方法的步骤如下：首先，将接收信号与其自身延时信号，共轭相乘，得到M₀个接收差分序列；将M₀个接收差分序列进行FIR滤波，得到M₀路滤波输出p(m,d)；将M₀路滤波输出p(m,d)进行平均，得到平均值P(d)，并采用OFDM接收信号能量R(d)对平均值P(d)进行归一化，得到基于FIR结构的符号定时同步方法的归一化定时度量M(d)；最后，求取归一化定时度量M(d)的最大值所对应的d即可得到即可得到OFDM符号定时估计量该方法基于FIR滤波器，在工程实现中可以通过不同系数的FIR滤波器的模块化处理计算定时度量，实现OFDM解调器中接收信号流的实时高速处理，有效降低实现复杂度，减少硬件资源，节约成本。

技术领域

本发明属于数字无线通信传输技术领域，涉及一种测控通信系统中基于FIR滤波器的OFDM解调器的符号定时度量估计结构。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)能够提供大容量的信息传输，并解决测控终端传输高速数据时无线信道性能变差的问题，具有频谱利用率高，抗频率选择性衰落等优点，已经被国际遥测协会列为下一代集成增加遥测网络计划的技术方案之一。在测控通信的复杂多径信道下，OFDM可以提供一种高速、高效且安全的数据传输方案，有效缓解日趋紧张的频谱资源，改善单载波测控系统的抗干扰能力。

在OFDM接收解调过程中，首先需要通过符号定时同步确定FFT变换的窗口位置，保证子载波之间的正交性。常用的符号定时同步算法如文献“Schmidl T,Cox D C.RobustFrequency and Timing Synchronization for OFDM[J].IEEE Transactions onCommunications,1997,45(12):1613～1621.”中S&C算法采用时域前后两段相同的前导符号共轭相关进行符号定时同步，但OFDM符号的循环前缀导致定时同步位置存在模糊。为了改善S&C算法的定时同步性能，Ren在文献“Ren G L,Chang Y,Zhang H,etal.Synchronization Methods Based on a New Constant Envelope Preamble for OFDMSystems[J].IEEE Transactions on Broadcasting,2005,51(1):139～143.”中采用伪随机序列对前后两段相同的前导符号进行加权，解调器中对加权后的前导符号前后两段共轭相关进行符号定时同步，但伪随机序列对OFDM前导符号加权会增加OFDM信号功率谱的带外泄漏。

针对上述常用符号定时同步算法存在的问题，文献“Awoseyila A B,etal.Robust Time-domain Timing and Frequency Synchronization for OFDM Systems[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics,2009,55(2):391～399.”和文献“MaY S,Zhou S W,Yan C X,et al.Design of OFDM Timing Synchronization Based onCorrelations of Preamble Symbol[C]//2016 IEEE 83rd Vehicular TechnologyConference:VTC 2016-Spring,Nanjing.”中分别提出了两种符号定时同步方法，可以在不影响OFDM信号功率谱性能的情况下获得具有脉冲特性的定时度量，有效提高多径衰落信道下OFDM符号定时同步性能，适用于复杂多径信道特性下的测控通信系统，但二者的定时度量计算量大、工程实现结构复杂、硬件资源占用率高。以后者为例，在计算定时度量过程中需要计算多个差分相关函数显然，仅该步骤中每个差分相关函数的计算就分别需要N-m次复乘和求和运算，导致算法的计算量大，实现结构复杂。

发明内容