[发明专利]基于OFDM的航空宽带通信系统的时频同步方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于OFDM的航空宽带通信系统技术领域，特别是涉及基于OFDM的航空宽带通信系统的时频同步方法及装置。

背景技术

在航空信道下，飞机飞行速度最高达到1000km/h。对于航空宽带系统来说，会产生很大的多普勒频移，而正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制的性能恰恰对多普勒频偏很敏感。同时，OFDM系统具有宽带特性，而宽带系统更易引入窄带干扰。

高速运动环境下，准确的时间同步和频偏估计即时频同步是基于OFDM的航空宽带系统克服多普勒频移并进行正常通信的前提。

因此，在高速运动状态下，抗干扰的时频同步方案是基于OFDM的航空宽带通信系统亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于OFDM的航空宽带通信系统的时频同步方法及装置，以在高速运动状态下，进行抗干扰的时频同步。具体技术方案如下：

一种基于OFDM的航空宽带通信系统的时频同步方法，包括：

获得输入的长度为2个同步符号的接收数据y，其中，每个同步符号的长度为N点；

对所述y前的第N点符号和所述y后的第N点符号分别做快速傅里叶变换FFT，得到两个符号的频域符号Y(n)以及Y(n+1)；

通过基于门限的干扰识别法识别窄带干扰，并将被干扰子载波置0，得到消除窄带干扰后的Y(n)以及Y(n+1)；

使用SAC时间同步法确定消除窄带干扰后的Y(n)以及Y(n+1)的粗同步位置pos1；

根据初始同步位置pos1，使用经典的Moose频偏估计法估计得到小数倍频偏使用所述进行频偏补偿；

确定整数倍频偏倍数值根据所述和所述确定最终频偏值

从所述pos1左右位置各截取足够长L点接收数据序列q，对所述q进行频偏补偿得到序列q′；

对所述序列q′进行快速傅里叶变换以转换到频域，通过基于门限的干扰识别法识别窄带干扰，并将被干扰频点处幅值置0；

通过滑动相关法得到最大峰位置，根据所述最大峰位置确定精确同步位置pos2；

使用所述pos1和所述pos2进行时频同步处理。

可选的，所述使用SAC时间同步法确定消除窄带干扰后的Y(n)以及Y(n+1)的粗同步位置pos1，包括：

通过公式

使用SAC时间同步法确定消除窄带干扰后的Y(n)以及Y(n+1)的粗同步位置pos1，其中，Y_k(n)表示接收同步符号n频域上的第k个子载波信号，P_t1代表t1时刻的差分相关值功率，R代表接收同步符号n频域上所有子载波符号功率加和，M_t1代表t1时刻相关值与接收信号功率的比值。

可选的，所述使用经典的Moose频偏估计法估计得到小数倍频偏包括：

通过公式

ε＝Δf₀T_sN

使用经典的Moose频偏估计法估计得到小数倍频偏其中，Im表示取虚部操作，Re表示取实部操作。

可选的，所述使用所述进行频偏补偿，包括：

通过公式

分别对两个同步符号进行小数倍频偏估计值补偿，其中，T_s为采样间隔，y_i(n)代表同步符号n时域上第i个样点，y_i'(n)代表对y_i(n)进行频偏补偿后的值。

可选的，所述确定整数倍频偏倍数值k，包括：

根据公式

确定整数倍频偏倍数值其中，表示对本地预存序列Z^*进行以N为周期的向右循环移位s位，P_s(n)表示相关功率值。

可选的，所述对所述q进行频偏补偿得到序列q′，包括：

通过公式

对所述q进行频偏补偿得到序列q′。

可选的，所述通过基于门限的干扰识别法识别窄带干扰，包括：

通过公式

识别窄带干扰，其中，Th为干扰判决门限，为频域接收信号Y(n)的平均功率。

可选的，所述通过滑动相关法得到最大峰位置，包括：

通过公式