[发明专利]一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法

说明书

本发明公开了一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法，主要解决现有方法，受大频偏影响导致同步性能急剧下降的问题。具体步骤包括：(1)接收电信号；(2)对采样序列进行粗符号定时同步；(3)纠正采样序列的小数倍频偏；(4)选择路径候选定时时刻；(5)绘制二维时频度量曲面；(6)估计路径定时时刻(7)纠正采样序列的整数倍频偏；(8)估计第一径到达时刻。本发明存在大频偏时，载波频率同步和符号定时同步性能远远优于现有方法；本发明的频偏估计范围远大于现有广义频分复用GFDM系统同步方法。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种用于纠正大频偏的广义频分复用GFDM(generalized frequency division multiplexing)时频同步方法。本发明可用于在广义频分复用GFDM系统中的载波频率同步和符号定时同步，提升系统在衰落信道下的同步性能。

背景技术

同步是信号均衡和解调的前提。同步误差对广义频分复用GFDM系统的误码率的影响远大于对正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统的误码率的影响。

Vodafone GmbH提出的专利申请文献“GFDM radio transmission using apseudo circular preamble”(申请日：2014年12月12日，申请号：14/568570,公开号：US9236981B2)中公开了一种广义频分复用GFDM同步方法。该方法具体步骤为：第一步，在采用循环前缀和循环后缀的互相关得到尖锐的狄利克雷脉冲，狄利克雷脉冲对应的位置为符号定时同步点；第二步，获得定时同步点后，采用循环前缀和循环后缀的自相关获得小数倍频偏；第三步，去除循环前缀和循环后缀，利用解调的频域伪随机序列获得整数倍频偏。该方法存在的不足之处是，由于无线通信中信号传输受到信道衰落影响，接收端在计算循环前缀和循环后缀的互相关后，观察不到尖锐的狄利克雷脉冲，找不到正确的符号定时同步点。

Ivan S Gaspar等人在其发表的论文“A synchronization technique forgeneralized frequency division multiplexing”(Eurasip Journal on Advances inSignal Processing,2014,2014(1):67)中提出了一种适用于衰落信道的基于独立前导码的广义频分复用GFDM时频同步方法。该方法具体步骤为：第一步，发送端生成前后重复的前导码；第二步，接收端利用接收序列的自相关获得粗符号定时点和小数倍频偏，并纠正接收序列的小数倍频偏；第三步，计算纠正小数倍频偏后的接收序列和本地前导码的互相关；第四步，将未纠正小数倍频偏的接收序列的自相关与纠正小数倍频偏的接收序列和本地前导码的互相关相乘，获得最强路径定时点度量；第五步，找到最强路径定时点的位置，利用阈值准则搜索第一径定时点。该方法存在的不足之处是，第一，当采样序列中存在大频偏时，纠正小数倍频偏后的采样序列和本地前导码的互相关将会受到整数倍频偏的影响，导致第一径定时时刻不准确，符号定时同步性能急剧下降的；第二，Ivan S Gaspar的方法采用一个前导码序列仅能估计一个子载波带宽以内的频偏，导致频谱资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种用于纠正大频偏的广义频分复用时频同步方法。

实现本发明的思路是，将接收的广义频分复用GFDM模拟电信号处理后的采样序列，依次经粗符号定时同步、小数倍频偏纠正、整数倍频偏纠正，得到纠正大频偏后的无频偏采样序列，实现载波频率同步，从路径到达时刻向前搜索第一径到达时刻，实现符号定时同步。

本发明的具体步骤包括如下：

(1)接收电信号：

(1a)广义频分复用GFDM的接收机检测广义频分复用GFDM的发送机发送的模拟电信号；