CN101047684B - 正交频分复用系统的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种正交频分复用系统的检测方法，包括：步骤1、对无线信号进行FFT采样，生成采样序列；步骤2、在所述采样序列中，通过检测帧前导码的训练序列来检测帧前导码，如果检测到所述帧前导码，则执行步骤3，否则，执行步骤4；步骤3、输出检测到正交频分复用系统的检测结果；步骤4、输出没有检测到正交频分复用系统的检测结果。通过本发明提供的正交频分复用系统的检测方法，实现了在低信纳比的条件下快速检测正交频分复用系统，并且可以结合使用帧的前导码和超帧的前导码进行联合检测，加快了检测的速度，并且降低了误检率。

Description

正交频分复用系统的检测方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统的检测方法，尤其是一种正交频分复用系统的检测方法。

背景技术

在无线通信领域中，对无线通信系统的检测是进行无线通信的第一步。正交频分复用(OFDM)技术是一种广泛应用的无线通信技术，很多无线通信系统都是基于OFDM技术进行无线通信，例如，当前出现了一些免许可系统，以无线区域网络系统(WRAN)为例，这种系统的特征是其工作频段是不需要授权的。在工作频段内，这些免许可系统需要和授权系统进行共存，比如WRAN系统需要和授权系统无线数字电视(DTV)进行共存。免许可系统首先不能对许可系统进行干扰，当一旦发现许可、授权系统适用某个频段时，免许可系统必须无条件的退出该频段，并跳转到其他的频段上继续工作。这种工作模式，也就是通常说的频谱池(SP)系统，许可用户(LU)具有使用频谱的优先权利，免许可用户(也叫租借用户(RU)或第二用户(SU))在不影响LU的前提下可以使用这些频段。

另外，在实现上述功能时，对于LU用户来说，没有检测RU用户信号的业务，也就是当RU用户不存在。而RU用户也承担了不对LU用户造成干扰的所有义务。

下面简要介绍一下WRAN系统，WRAN网络是一种新兴的网络技术，为偏远地区、较低密度人口地区提供高带宽大范围的覆盖。WRAN系统是一种免许可运营(license-exempt operation)的系统，WRAN网络使用认知无线电技术，寻找LU的空闲频带进行通信。比如：在DTV的VHF/UHF等许可频带中，寻找没有被占用的频段来作为WRAN网络的承载频段。

在这个例子中，WRAN是SP系统的RU系统或者SU系统。而DTV或者74设备(美国的无线麦克风设备)是LU用户。

如图1所示，为WRAN系统的超帧(Superframe)结构示意图，首先是BS(基站)发送一个前导码(Preamble)，客户端设备(CPE)可以用来进行同步和信道估计；然后跟着一个超帧控制头(SCH)，用来给CPE提供当前小区的信号。后面就是若干帧。

当前的WRAN系统是基于时分双工(TDD)的正交频分复用(OFDM)技术进行通信。如图2所示，其为WRAN系统的帧(frame)结构示意图，每个帧结构分为两个子帧，一个是下行子帧(DS subframe)，另一个是上行子帧(USsubframe)，下行子帧和下行子帧之间要经过一个保护时间(可以插入TRG(从发送到接收的保护时隙)或者SSS(滑动自共存时隙))，其中下行子帧包含一个Preamble，CPE可以用来进行同步和信号估计；然后是帧控制头(FCH)，用来承载当前帧的信息，比如：当前帧中是否包含US-MAP消息，DS-MAP消息、UCD消息，DCD消息；其中US-MAP和DS-MAP分别用来给各CPE分配下行和上行信道分配。

在每帧里面，从下行子帧到上行子帧之间插入一个TTG(从发送到接收的保护时隙)，该时隙的主要作用是为了基站(BS)的射频(RF)可以有充足的时间由发送转变为接收。同样，对于当前帧的上行子帧和下一帧的下行子帧之间也有一个RTG(从接收到发送的保护时隙)，该保护时隙主要是为了确保BS能够接收所有CPE的信号。

在SP系统中存在一种所谓的已有业务用户被屏蔽(Incumbent userhidden)的场景，当CPE处于RU系统和LU系统的重叠区域的时候，由于LU系统的干扰，CPE无法检测到WRAN系统的信号，也无法获得WRAN系统的信息，如图3所示。

但是，WRAN系统需要确知它已经对LU的覆盖区域造成干扰。所以，需要用户在低信纳比(SINR，信号与噪声干扰比，即信纳比)的情形下，能够检测出来WRAN系统的存在性，并确认该WRAN系统已经对LU用户造成了干扰。

现有技术对WRAN系统的检测采用如下方法。首先，WRAN是一个OFDM系统，为了进行同步，preamble采用在频域上调制的PN序列，所以，WRAN系统的正常捕获采用的是OFDM的捕获技术。具体如下：

(1)利用循环前缀(CP)和傅立叶变换(FFT)块进行滑动相关，取得一个最大的峰值，完成OFDM符号的同步；该方法的不足之处在于：由于CP数据一般不具备类似m序列那样，在某个相关位置具有尖锐的相关峰。所以，当在低SINR条件下，容易被湮没。不能检测到OFDM符号的同步。

(2)以OFDM符号为单位进行FFT变换，使用WRAN系统的超帧preamble的频域符号进行相关计算，搜索出一个大于某个门限的峰值，完成超帧的同步，进而完成WRAN系统的时间同步，也完成了WRAN系统的捕获。该方法的不足之处在于：由于超帧preamble的重复周期较长，并且，该方法采用的滑动检测是以采样点为粒度进行的，因此搜索速度较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正交频分复用系统的检测方法，通过检测帧前导码中的训练序列来检测帧前倒码，以实现在低SINR的条件下快速检测出正交频分复用系统。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种正交频分复用系统的检测方法，包括如下步骤：

步骤1、对无线信号进行FFT采样，生成采样序列；

步骤2、在所述采样序列中，以半个OFDM符号的采样长度为单位，通过步骤11～步骤13来检测帧前导码，如果检测到所述帧前导码，则执行步骤3，否则，执行步骤4；

步骤3、输出检测到正交频分复用系统的检测结果；

步骤4、输出没有检测到正交频分复用系统的检测结果；

上述的正交频分复用系统可以具体为WRAN系统。

其中，步骤11～步骤13为：

步骤11、对所述采样序列按时序进行分组，每组包含的采样点的个数为帧前导码的FFT采样点数的一半；

步骤12、对各组采样数据进行FFT变换，生成频域数据，分别计算各组的频域数据与帧前导码的长训练序列的第一相关系数；

步骤13、判断是否存在大于预先设定门限的第一相关系数，如果存在所述第一相关系数则表示检测到所述帧前导码，否则，表示没有检到所述帧前导码。

在所述步骤13中，如果存在大于预先设定门限的第一相关系数，则执行检测帧前导码的短训练序列的操作，如果检测到帧前导码的短训练序列，则执行步骤3，否则，执行步骤4。

所述检测帧前导码的短训练序列的操作可以具体为：

步骤21、在所述采样序列中，搜索在峰值组的起始采样点之前，从距所述峰值组的起始采样点前向滑动四分之一帧前导码的FFT采样点数，将前向滑动四分之一帧前导码的FFT样点数之后的采样点作为帧前导码的短训练序列检测的起始点；所述峰值组为所述第一相关系数的峰值所对应的组；

步骤22、从所述帧前导码的短训练序列检测的起始点向前滑动分组，每次滑动一个采样点，每组包含四分之一帧前导码的FFT采样点数的采样点，所生成组的个数至多为四分之一帧前导码的FFT采样点数；

步骤23、对各组采样数据进行FFT变换，生成频域数据，分别计算各组的频域数据与所述帧前导码的短训练序列的第二相关系数；

步骤24、判断是否存在大于预先设定门限的第二相关系数，如果存在，则执行步骤3，否则，执行步骤4。

所述步骤2和步骤3之间还可以包括：

步骤a、以检测到的帧前导码为基准，检测超帧前导码，如果检测到超帧前导码，则执行步骤3，否则执行步骤4；

在所述步骤a中，通过检测超帧前导码的长训练序列来检测超帧前导码。

所述检测超帧前导码的长训练序列的操作可以具体为：

步骤a1、在所述采样序列中，搜索从峰值组的起始采样点向前偏移超帧控制头对应的FFT采样点数的采样点，将向前偏移超帧控制头对应的FFT采样点数的该采样点作为超帧前导码的长训练序列的当前检测起始点；所述峰值组为所述第一相关系数的峰值所对应的组；

步骤a2、从所述当前检测起始点开始，沿所述采样序列，向后取超帧前导码的FFT采样点数的一半的采样点作为当前检测组；

步骤a3、对当前检测组的采样数据进行FFT变换，生成频域数据，计算该频域数据与所述超帧前导码的长训练序列的第三相关系数；

步骤a4、判断该第三相关系数是否大于预先设定的门限，如果是，则输出检测到无线区域网络系统的检测结果，否则，将当前检测起始点向后滑动一个帧包含的采样点数，从该当前检测起始点向前取超帧前导码的FFT采样点数的一半的采样点作为当前检测组，然后执行步骤a3；当检测过的所述当前检测组的个数超过每个超帧所包含的帧的数量时，结束检测，执行步骤4。

本发明的正交频分复用系统的检测方法具有如下有益效果：

1、由于帧的preamble和超帧的preamlbe的滑动相关峰值非常尖锐，所以可以在低SINR的条件下检测正交频分复用系统；

2、结合使用帧的preamble和超帧的preamlbe进行联合检测，加快了检测的速度。

3、由于在检测方法中，在假定WRAN系统已经存在的条件下，进行正交频分复用系统的帧preamble和超帧的preamlbe的相关检测，所以误检率很低。

4、另外，结合长LT，短ST序列是否被同时检测到来进一步降低误检的概率。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为WRAN系统的超帧结构示意图；

图2为WRAN系统的帧结构示意图

图3为已有业务用户被屏蔽场景示意图；

图4为多项式生成的原理示意图；

图5为超帧preamble的结构示意图；

图6为帧preamble的结构示意图；

图7为本发明的正交频分复用系统的检测方法具体实施例的流程图；

图8为本发明的实验仿真数据图1；

图9为本发明的实验仿真数据图2。

具体实施方式

WRAN系统是一个采用OFDM技术的系统，下面以WRAN系统为例来详细说明本发明正交频分复用系统的检测方法。首先简要描述一下WRAN系统的OFDM参数。WRAN的系统一个信道基本带宽一共有三种模式：6MHz，7MHz，8MHz。无论那种模式，所使用的FFT块都是一样的。不过WRAN系统允许信道绑定，可以两个信道绑定，三个信道绑定。当多个信道绑定的时候，那么绑定信道数越多，FFT块大小就越大，具体讲，FFT块大小和绑定的信道数成正比。另外，WRAN系统支持三种基本的FFT模式(也就是单个信道所支持的FFT块大小)：1K，2K，4K模式。当多个信道绑定的时候，比如2个信道绑定的时候，那么各基本FFT模式对应的FFT块大小为：2K，4K，6K。WRAN的FFT参数参见表一。

表一：

WRAN系统的FFT参数表

WRAN系统为了进行同步和信道估计，对于下行通信，在超帧、帧的前面，在频域插入了Preamble，也就是PN随机序列；对于上行通信，在US Burst(上行突发)前也插入了Preamble。Preamble是在频域中构造的PN序列，是使用线性移位寄存器产生的，其产生多项式是本原多项式，因此产生序列具有m序列的特点。

下面把WRAN的超帧，帧，上行突发块(Burst)在频域上的Preamble介绍一下。

无论是超帧，帧，还是上行Burst，其Preamble都为若干个OFDM符号长度，并在频域使用一个已知的PN进行调制。该PN序列是一个长5184的序列，PN序列的产生方法如下：P_REF(1:2592)＝{...}，P_REF可以使用一个长8192伪随机序列产生器产生，并使用其中前面5184比特进行QPSK调制，每两个比特生成一个星座点，这样得到一个长为2592个复的PN序列。生成多项式为X¹³+X¹¹+X¹⁰+X⁹+X⁵+X³+1。如图4所示，其为多项式生成的原理示意图。

比如，该多项式的前32输出比特如下：0000 0000 0001 0110 0011 10011101 0100。其相应的Preamble符号可以表示为P_REF(1:2592)＝{-1-j，-1-j，-1-j，-1-j，-1-j，-1+j，-1-j，-1-j，-1+j，-1-j，-1-j，+1+j，-1-j，+1+j，+1-j，-1-j，......}。

超帧preamble的结构如图5所示。超帧preamble为2个OFDM时间长，并又5次重复的短训练序列ST(占用一个OFDM符号)和2次重复的长训练序列LT组成，其中在LT之前插入一个GI，其时间长为 $T_{\mathrm{GI}}=\frac{1}{4}{T}_{\mathrm{FFT}},$ 防止ST对LT的串扰。5个ST中，实际使用4个ST，第一个ST是相当于OFDM的循环前缀的作用，为了防止多径对子载波正交性的影响。

其中，短训练序列是在频域上调制PREF生成的。具体的公式如下：

$P_{\mathrm{ST}}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{4}{5}\×\frac{1728}{378}}\×P_{\mathrm{REF}}\left(k\right),& \left|k\right|\≤756,\mathrm{and}\left|k\right|\mathrm{mod}4=0\\ 0,& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

其中P_ST(k)为短训练序列的第k个子载波调制符号。这样的效果相当于在时域上产生4次重复序列。

同理，长训练序列是在频域上进行如下调制：

$P_{\mathrm{LT}}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{1728}{756}}\×P_{\mathrm{REF}}\left(k\right),& \left|k\right|\≤756,\mathrm{and}\left|k\right|\mathrm{mod}2=0\\ 0,& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

P_LT(k)为长训练序列的第k个子载波调制符号。

帧preamble的结构如图6所示，帧preamble格式(FST-帧短训练序列，FLT-帧长训练序列)和超帧的Preamble类似，帧的Preamble也是两个OFDM符号长。第一个OFDM符号为4次短训练序列ST，另外，加上一个CP的重复训练序列，共5次ST。第二个OFDM符号为两个长训练序列LT。具体说，两个OFDM的频域调制公式分别如下：

$P_{\mathrm{Frame},\mathrm{ST}}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}2\×\sqrt{\frac{4}{5}}\×P_{\mathrm{REF}}\left(k\right),& \left|k\right|\≤864\×N_{\mathrm{bands}},\mathrm{and}\left|k\right|\mathrm{mod}4=0\\ 0,& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

$P_{\mathrm{Frame},\mathrm{LT}}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{2}\×P_{\mathrm{REF}}\left(k\right),& \left|k\right|\≤864\×N_{\mathrm{bands}},\mathrm{and}\left|k\right|\mathrm{mod}2=0\\ 0,& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

本发明通过检测帧的preamble来确定WRAN系统的存在，其主要原因是超帧的preamble重复周期较长，而帧的preamble的重复周期要短的多。所以对帧的preamble的检测速度将快于超帧的preamble的速度。另外，为了降低误检率，当检测到帧的preamble后，便可以基本可以进行帧对齐，以帧为单位滑动检测，快速检测出超帧的preamble，从而确定无线区域网络系统的存在。

在本发明中，检测帧的preamble可以通过检测preamble中的训练序列(包括长训练序列(LT)和短训练序列(ST))来完成，但为了提高检测速度，对于帧的preamble的检测主要是检测帧preamble中的LT(长训练序列)。帧preamble的第二个OFDM符号的LT占用时间为1/2FFT块大小，所以在滑动检测过程中，可以以1/2FFT块为单位进行滑动，比检测ST要快一倍(ST的滑动检测以1/4FFT块进行滑动)。另外，采用1/2FFT块为单位滑动是可行的，因为preamble的第二个OFDM符号的LT被重复了两次，占用1个FFT块的时间大小。所以无论滑动的初始的位置如何选择，所选择的1/2FFT滑动块总会落在帧的preamble的LT占用的那1个FFT的时间内。另外，为了降低误检率，在检测到帧preamble中的LT后，进一步检测帧中的ST，从而确定无线区域网络系统的存在。

下面通过具体实施例来进一步说明本发明：

以字符串Msubcarrier表示preamble的FFT的样点数。并假定每帧内包含Mslot个时隙(OFDM符号数)，这里包括帧前面的preamble以及FCH等。假定每个超帧包括Mframe个帧。

WRAN系统的一个用户，在使用正常的WRAN系统捕获方法不能获得WRAN系统信号时，同时当前的频段的信号功率比较大的时候，超过了一定的门限，则可以进一步利用本发明的方案进行低SINR条件下搜索WRAN系统。

具体实施例1

如图7所示，包括如下步骤：

步骤101、接收机对无线信号，进行FFT采样，生成采样序列为x[n]，n＝0，1，2，.......；

步骤102、接收机以Msubcarrier/2个样点数为单位进行分组，得到组序列：

第一组：x[0]，x[1]，......，x[Msubcarrier/2-1]；

第二组：x[Msubcarrier/2]，x[Msubcarrier/2+1]，......，x[Msubcarrier-1]；

第三组：x[Msubcarrier]，x[Msubcarrier+1]，......，x[Msubcarrier*3/2-1]；

第SlotNumPerFrame组：x[Msubcarrier/2*(SlotNumPerFrame-1)]，x[Msubcarrier/2*(SlotNumPerFrame-1)+1]，......，x[Msubcarrier/2*(SlotNumPerFrame)-1]。

这里，SlotNumPerFrame表示每帧中包含的OFDM符号的个数。

步骤103、对各组进行FFT变换，生成频域数据，并计算各组的频域数据与P_Frame，LT(k)的相关系数，判断是否存在大于预先设定门限的相关系数，如果存在大于预先设定门限的相关系数，则执行步骤104，否则执行步骤105，其具体计算过程如下：

步骤1031、将上述任意一组数据用y1[0]，y1[1]，......，y1[Msubcarrier/2-1]表示，对各组数据进行FFT变换，得到如下频域的数据：Y1[0]，Y1[1]，......，Y1[Msubcarrier/2-1]；

步骤1032、计算各组的频域数据Y1[0]，Y1[1]，......，Y1[Msubcarrier/2-1]和P_Frame，LT(k)序列的相关系数Ts1。计算公式如下：

$\mathrm{Ts}1=|\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Frame},\mathrm{LT}}\left(2k\right)\×Y1[k]/\sqrt{\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|Y1\right[k\left]\right|}^2\×\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|P_{\mathrm{Frame},\mathrm{LT}}\left(2k\right)\right|}^2}|$

注意，由于P_Frame，LT(k)序列奇数位置的数据为0，所以在计算相关值的时候，需要去掉P_Frame，LT(k)序列奇数位置的那些数据。

步骤1033、把各组的Ts1和预先设定的门限值T1进行比较，如果存在超过一个门限T1的相关系数，则说明存在帧preamble，同时也说明存在无线区域网络系统，执行步骤104，如果没有超过门限T1的相关系数，说明附近没有WRAN系统存在，执行步骤105。

步骤104、输出检测到无线区域网络系统的检测结果；

步骤105、输出没有检测到无线区域网络系统的检测结果。

具体实施例2

通过上述实施例的流程可以检验出WRAN系统是否存在，为了进一步降低误检率，在检测到了帧preamble后，还可以以检测到的帧preamble为基准进一步检测WRAN系统的超帧preamble。因此，本实施例与实施例1不同之处在于，在步骤103与104之间还包括：检测WRAN系统的超帧preamble的步骤，具体可以通过检测超帧前导码的长训练序列来检测超帧前导码。

检测超帧前导码的长训练序列的具体过程如下：

在实施例1的步骤1033中，计算所有的组的数据与P_Frame，LT(k)的相关系数的系数后，进一步的找出相关系数的峰值，与该峰值对应的组即为峰值组，该峰值组即为帧preamble中的LT对应的位置，并确定超帧前导码的长训练序列的当前检测起始点。

假定步骤1033中在信号x[n]中，检出峰值的对应的位置(即峰值组)如下：x[Msubcarrier/2*K]....x[Msubcarrier/2*(K+1)-1]；

将x[Msubcarrier/2*K]所在的位置向前偏移SCH长度(以样点数为单位，标记为SCHLength)，得到位置L＝Msubcarrier/2*K-SCHLength，该位置即为超帧前导码的长训练序列的当前检测起始点。假定一帧包含信号样点数为FrameLength个，从L-FrameLength×N(N为整数)开始的Msubcarrier/2信号样点落在超帧的preamble的第二个OFDM符号的两个LT的位置上，本实施例就是依据这个位置关系来检测超帧的preamble。

在确定了L后，具体计算过程如下：

步骤a1、将N的初始化为0。

步骤a2、考察序列X[L+FrameLength×N].....X[L+FrameLength×N+Msubcarrier/2-1]，进行FFT变换，假定将变换后的序列用Y2[k]表示。

步骤a3、计算相关系数Ts2，计算公式如下：

$\mathrm{Ts}2=|\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{LT}}\left(2k\right)\×Y2[k]/\sqrt{\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|Y2\right[k\left]\right|}^2\×\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|P_{\mathrm{LT}}\left(2k\right)\right|}^2}|$

步骤a4、把Ts2和门限值T2进行比较：如果存在超过门限T2的Ts2，则可以确认当前的环境中包含一个WRAN系统的信号，执行步骤104；否则，将N加1，重新进行步骤a2-步骤a4的计算过程。

在上述计算过程中，如果N超出FrameNumPerSF(每个超帧包含的帧的数量)，并且还不存在超过门限T2的Ts2，并确定没有WRAN系统存在，执行步骤105。

具体实施例3

降低误检率的另一种方法，是在检测到了帧长训练序列后，进一步检测帧短训练序列，从而对帧长训练序列的检测结果进行确认，使用帧的第一个OFDM符号的短训练序列ST进一步验证步骤步骤1033的检测，以免产生数据统计错误(由于刚好一组信号的频谱和preamble的LT相似引起的误判)，并且可以使用短训练序列ST进一步进行OFDM符号的同步。因此，本实施例与具体实施例1不同之处在于，在步骤103中，如果存在大于预先设定门限的第一相关系数，则执行检测帧前导码的短训练序列的操作，如果检测到帧前导码的短训练序列，则执行步骤104，否则，执行步骤105。

检测帧前导码的短训练序列的操作具体为：

在实施例1的步骤1033中，计算所有的组的数据与P_Frame，LT(k)的相关系数的系数后，进一步的找出相关系数的峰值，与该峰值对应的组即为峰值组，该峰值组即为帧preamble中的LT对应的位置。

步骤b1、假定步骤1033中在信号x[n]中，检出峰值的位置(即峰值组)如下：x[Msubcarrier/2*K]....x[Msubcarrier/2*(K+1)-1]，这里已经可以确定x[Msubcarrier/2*K]....x[Msubcarrier/2*(K+1)-1]位于第二OFDM符号的FFT块上，所以x[Msubcarrier/2*K]之前至少还有第二个OFDM符号的GI，所以去掉x[Msubcarrier/2*K]前的Msubcarrier/4个点。从x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/4]开始向前回溯。

步骤b2、为了进行短训练序列ST相关，我们此时使用1/4FFT块大小滑动向前检测。

考察如下Msubcarrier/4个序列组：

第一组：x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/2]......x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/4-1]；

第二组：x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/2-1]......x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/4-2]；

第三组：x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/2-2]......x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/4-3]；

第Msubcarrier/4组：x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/4]......x[Msubcarrier/2*K-Msubcarrier/2-1]；

步骤b3、对各组进行FFT变换，假定每次FFT变换后的序列用Y3[k]表示，并分别对产生后的序列进行与短训练序列的相关系数Ts3的计算，公式如下：

$\mathrm{Ts}3=|\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/4}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Frame},\mathrm{ST}}\left(4k\right)\×Y3[k]/\sqrt{\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/4}{\mathrm{\Σ}}}{\left|Y3\right[k\left]\right|}^2\×\underset{k=0}{\overset{\mathrm{Msubcarrier}/4}{\mathrm{\Σ}}}{\left|P_{\mathrm{Frame},\mathrm{ST}}\left(2k\right)\right|}^2}|$

步骤b4、将各组对应的Ts3和门限值T3进行比较；如果存在超过一个门限T的相关系数，则说明存在短训练序列ST，从而验证了步骤1033中的检测结果，执行步骤104，否则，认为步骤1033中的检测结果是误检，执行步骤105。

由此可见，通过的检测来进一步确保了通过LT捕获的WRAN信号的正确性。

另外，需要说明的是，实施例2和实施例3中采用的降低误检率的操作，可以联合使用，即在检测到帧preamble的LT后，进一步检测帧preamble的ST，如果检测到帧preamble的ST，再进一步检测超帧preamble，这样可以进一步降低误检率。但在实际的应用中，考虑到检测速度，一般采用具体实施例2的方案为最佳。

以下，将通过两个仿真实验来验证检测过程的可行性。

第一是确定检测门限。参见图8，左图为检测门限与检测概率关系图，右图为检测门限的虚警概率关系图；图中数据是在SINR大约为-12dB的情况下进行检测获得的，这里S指WRAN系统的信号强度，I表示已有业务系统的信号强度。要求检测概率为90％以上，并确定各个检测门限的虚警概率，也就是没有WRAN系统信号出现的条件下，各检测门限对一个随机信号误判为WRAN系统出现的概率。从图8中，可以看出检测门限为0.85以上时，其虚警概率是低于10％，并且检测门限为0.85-0.9时，检测概率大于90％。

第二个仿真，在第一个仿真的基础上，设定的检测门限为0.9，把各个SINR(粒度为1dB)与检测概率的变化关系仿真出来，如图9所示。

上述的实施例仅以WRAN系统为例来说明本发明，但本领域技术人员应当理解，本发明的检测方法同样适用于其他OFDM系统的检测。

本发明的正交频分复用系统的检测方法具有如下有益效果：

1、由于帧的preamble和超帧的preamlbe的滑动相关峰值非常尖锐，所以可以在低SINR的条件下检测正交频分复用系统；

2、结合使用帧的preamble和超帧的preamlbe进行联合检测，加快了检测的速度。

3、由于在检测方法中，在假定WRAN系统已经存在的条件下，进行正交频分复用系统的帧preamble和超帧的preamlbe的相关检测，所以误检率很低。

4、另外，结合长LT，短ST序列是否被同时检测到来进一步降低误检的概率。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种正交频分复用系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对无线信号进行FFT采样，生成采样序列；

步骤2、在所述采样序列中，以半个OFDM符号的采样长度为单位，通过步骤11～步骤13来检测帧前导码，如果检测到所述帧前导码，则执行步骤3，否则，执行步骤4；

步骤3、输出检测到正交频分复用系统的检测结果；

步骤4、输出没有检测到正交频分复用系统的检测结果；

其中，步骤11～步骤13为：

步骤11、对所述采样序列按时序进行分组，每组包含的采样点的个数为帧前导码的FFT采样点数的一半；

步骤12、对各组采样数据进行FFT变换，生成频域数据，分别计算各组的频域数据与帧前导码的长训练序列的第一相关系数；

步骤13、判断是否存在大于预先设定门限的第一相关系数，如果存在所述第一相关系数则表示检测到所述帧前导码，否则，表示没有检测到所述帧前导码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤13中，如果存在大于预先设定门限的第一相关系数，则执行检测帧前导码的短训练序列的操作，如果检测到帧前导码的短训练序列，则执行步骤3，否则，执行步骤4。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测帧前导码的短训练序列的操作具体为：

步骤21、在所述采样序列中，搜索在峰值组的起始采样点之前，从距所述峰值组的起始采样点前向滑动四分之一帧前导码的FFT采样点数，将前向滑动四分之一帧前导码的FFT样点数之后的采样点作为帧前导码的短训练序列检测的起始点；所述峰值组为所述第一相关系数的峰值所对应的组；

步骤22、从所述帧前导码的短训练序列检测的起始点向前滑动分组，每次滑动一个采样点，每组包含四分之一帧前导码的FFT采样点数的采样点，所生成组的个数至多为四分之一帧前导码的FFT采样点数；

步骤23、对各组采样数据进行FFT变换，生成频域数据，分别计算各组的频域数据与所述帧前导码的短训练序列的第二相关系数；

步骤24、判断是否存在大于预先设定门限的第二相关系数，如果存在，则执行步骤3，否则，执行步骤4。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3之间还包括：

步骤a、以检测到的帧前导码为基准，检测超帧前导码，如果检测到超帧前导码，则执行步骤3，否则执行步骤4。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，通过检测超帧前导码的长训练序列来检测超帧前导码。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测超帧前导码的长训练序列的操作具体为：

步骤a1、在所述采样序列中，搜索从峰值组的起始采样点向前偏移超帧控制头对应的FFT采样点数的采样点，将向前偏移超帧控制头对应的FFT采样点数的该采样点作为超帧前导码的长训练序列的当前检测起始点；所述峰值组为所述第一相关系数的峰值所对应的组；

步骤a2、从所述当前检测起始点开始，沿所述采样序列，向后取超帧前导码的FFT采样点数的一半的采样点作为当前检测组；

步骤a3、对当前检测组的采样数据进行FFT变换，生成频域数据，计算该频域数据与所述超帧前导码的长训练序列的第三相关系数；

步骤a4、判断该第三相关系数是否大于预先设定的门限，如果是，则输出检测到无线区域网络系统的检测结果，否则，将当前检测起始点向后滑动一个帧包含的采样点数，从该当前检测起始点向前取超帧前导码的FFT采样点数的一半的采样点作为当前检测组，然后执行步骤a3；当检测过的所述当前检测组的个数超过每个超帧所包含的帧的数量时，结束检测，执行步骤4。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交频分复用系统为无线区域网络系统。

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