[发明专利]一种低开销高性能的突发OFDM同步方法及系统

说明书

本发明公开了一种低开销高性能的突发OFDM同步方法及系统，涉及无线通信技术领域。包括：信号发送模块获取待发送的突发信号，并将突发信号通过低开销突发正交频分复用OFDM帧模块发送至信号接收模块；信号接收模块接收突发信号，并通过自动增益控制AGC和同步联合控制电路模块对突发信号进行突发OFDM同步。本发明在突发OFDM系统同步中采用低开销的帧结构，并通过AGC控制和符号同步进行联合控制；同时，通过AGC返回的增益值对训练序列进行幅度补偿，降低训练序列的失真。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种低开销高性能的突发OFDM同步方法及系统。

背景技术

突发通信系统由于其具有通信时间短，且通信接收时间具有随机性等特点，能够满足安全、隐蔽和可靠性的要求，因此被广泛的应用于军事通信、卫星通信及深空通信等领域。正交频分复用技术将高速传输的数据流进行串并转换，增加符号持续时间，可以有效的抵抗频率选择性衰落。传统的时分OFDM帧格式结构的保护时隙用于收发状态切换、AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)等开销，接收机在收发状态切换完成且AGC增益稳定后，再利用前导序列进行符号和频率同步。由于OFDM（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用）本身具有较高的峰均比，信号功率波动导致AGC的稳定往往需要较长时间。在突发OFDM通信体制中，这种开销会导致传输效率的大幅降低。同时，由于OFDM对频率偏差较为敏感，载波频率偏差会造成子载波干扰，严重影响系统性能。因此在短时间内进行精确同步，是突发OFDM系统实现可靠解调的前提条件。

OFDM的同步主要包括符号定时同步和频率同步两个步骤，符号同步通常基于前导训练序列和本地训练序列的互相关，通过峰值检测得到序列的正确起始位置。频率同步则采用两个相同的训练序列，在接收端利用前后两个序列之间的相位差进行载波频偏估计，最后利用频偏估计值对接收信号进行补偿。接收信号在同步前首先要经过AGC模块对信号功率进行自适应调整，AGC的作用是通过调整增益来控制信号功率，使接收信号功率稳定在一个特定的范围内。当输入信号功率较大时，降低增益，而输入信号功率较小时，则提高增益，防止接收机因为输入信号太小无法正常工作或因为输入信号太大而饱和或过载。由于AGC是通过统计一定数目采样点的平均功率来调整增益值的，所以需要较大的时间开销才能使信号功率达到稳定，否则AGC调整过程中增益的频繁变化会造成训练序列的失真，从而影响同步性能。对于突发OFDM系统，为了保证数据传输速率，用于前导的开销应该尽可能的短。综上所述，设计一种低开销高同步性能的突发OFDM同步方法具有重要的应用价值。

现有技术一，利用突发OFDM帧的周期性，通过利用上一时隙的AGC增益作为初始值，降低当前时隙中AGC的动态范围，以便在较短的保护时实现AGC的快速收敛。这种方法在相邻时隙间隔较大或信道条件变化剧烈的情况下存在失效风险。

现有技术二，将同步模块与AGC的控制联合考虑，通过大、小增益环路分开调整的方法，在未实现符号同步时采用大增益模式，符号同步完成后AGC进入小增益调制环路。

以上同步方案，采用了不同的策略去降低信号初始同步过程中AGC对同步性能的影响，但在帧格式设计上仍需加入保护时隙，且未考虑符号同步完成后AGC调整对频率同步造成的影响。对突发OFDM的同步设计具有一定的指导意义，但也具有一定的局限性。

发明内容

本发明针对现有突发OFDM系统中AGC稳定时间较长且对频偏敏感的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种低开销高性能的突发OFDM同步方法，该方法由低开销高性能的突发OFDM同步系统实现，该系统包括信号发送模块、低开销突发正交频分复用OFDM帧模块、自动增益控制AGC和同步联合控制电路模块以及信号接收模块；

该方法包括：