CN101119350B - 正交频分复用系统、快速同步的方法和发送端设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种正交频分复用系统、快速同步的方法和发送端设备，其核心是：生成导频序列，发送端在待发送的每个数据符号中叠加导频序列；接收端利用所述导频序列进行同步处理，并消除同步处理后通过信道均衡处理后得到的频域数据中的相应导频序列，然后通过子载波反映射处理，得到发送端发送的有用数据。通过本发明，能够使接收端利用导频序列进行快速同步；而且在接收端容易消除导频序列对有用传输数据的影响。另外，通过调整导频序列的功率系数，使所述导频序列占用了一部分功率，因此传输效率比传统的频分或者时分导频高，而且，叠加的导频序列不影响符号中的频域导频，在利用频域导频进行信道估计时，信道估计性能不受影响。

Description

正交频分复用系统、快速同步的方法和发送端设备 

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及正交频分复用系统、正交频分复用系统中快速同步的方法和发送端设备。 

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术适用于多径无线信道环境下高速率数据的传输。OFDM系统较一般的单载波通信系统能更充分利用频带，得到更高的数据传输速率，这在许多通信领域已经得到应用。例如，欧洲数字音频广播(Digital audio broadcast，简写为DAB)标准采用了带差分相位调制的OFDM技术，数字视频广播(Digital video broadcast，简写为DVB)标准包含了多幅度调制的OFDM技术，有线电话网上基于现有铜双绞线的非对称数字用户环路(Asymmetrical digital subscriber loop，简写为ADSL)、基于5G频段的高速无线接入局域网的标准802.11a和HIPERLANII也采用了QAM的OFDM技术等等。而且，ETSI、BRAN以及MMAC也采用OFDM技术做为其物理层的标准。 

OFDM技术能够适用于多径无线信道环境下高速率数据的传输，是因为正交频分复用(OFDM)技术能够将数据符号并行调制在相互重叠正交的多个子载波上来传输。在数据符号串并变换过程中，会使每个子载波上的符号周期相对地增长，从而可以最大限度地减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对OFDM系统造成的影响，避免频率选择性衰落；另外，由于承载数据符号的多个子载波之间的正交，可以有效利用带宽，提高OFDM系统容量。同时，为了避免符号之间的相互干扰，在符号之间插入循环前缀 或者保护间隔，消除由于多径效应而引起的符号间干扰。 

同步技术是任何一个通信系统都应解决的实际问题，其性能优劣直接影响到整个通信系统的性能。可以说，没有准确的同步算法，就不可能实现可靠的数据传输，它是信息可靠传输的前提。同样，同步技术是实现OFDM系统的关键技术之一，OFDM系统的同步包括了载波同步、符号同步和抽样时钟同步等。为了准确快速地实现系统同步，在传统的OFDM系统中，通常的做法是在某些特定的子载波上插上已知导频数据，接收端利用这些导频数据进行同步。 

与本发明相关的现有技术一提供一种通过时分导频(前导序列)实现系统同步的方法，这种方法已经应用在很多已有的系统中，包括无线局域网标准802.11a和HI PERLAN II、802.16d等，其核心是：发送端采用如图1所示的在传输的数据帧前加上帧头的结构，通过所述帧头传输已知导频数据给接收端；接收端检测到帧头的到来，利用所述帧头中的已知导频信号进行同步。 

由现有技术一的技术方案可以看出，其存在如下的缺点： 

由于一个数据帧中只有一个帧头，在数据帧传输中间很难进行同步跟踪和快速同步，另外，帧头需要占用一定传输资源，降低了传输效率，不适合需要频繁同步的系统中，例如跳频系统。 

与本发明有关的现有技术二提供另一种通过频分导频实现系统同步的方法，这种方法在欧洲的数字视频广播标准(DVB)，包括DVB-T和DVB-H等标准中已经提出，其核心是：在发送端采用编码正交频分复用(COFDM)，按照如图2所示的结构传输已知导频数据，即在每个符号的特定子载波中传输已知导频数据；在接收端采用每个符号中的循环前缀或者频域导频进行数据同步。 

由现有技术二的技术方案可以看出，其存在如下的缺点： 

采用循环前缀和频分导频进行同步，会使同步时间长，不能实现快速同步。另外，需要接收端对接收数据进行处理时才能获取到导频数据，处理起来比较复杂，而且频域导频需要占用一部分子载波资源，从而导致传输效率降低。 

由上述两个现有技术可以看出，无论系统利用时分导频(前导序列)还是利用频分导频进行同步，导频均需要占用一部分资源，从而导致传输效率低，同步时间长，所以这种技术不适合需要频繁同步的系统中，例如跳频系统。 

与本发明相关的现有技术三提出采用时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术进行同步的方法，其较前两个现有技术提高了传输效率，其核心是： 

发送端在保护间隔插入具有良好自相关性的PN序列，并将频域子载波全部用于传输数据，形成如图3所示的TDS-OFDM符号结构，然后发送给接收端；接收端利用保护间隔中的PN序列进行同步和信道估计，然后消除PN序列对有用数据的影响，接着进行信道均衡后，再转换到频域。 

现有技术三存在如下的缺点： 

时域同步OFDM系统(TDS-OFDM)接收端利用每个符号的PN序列进行同步和信道估计，传输效率高，但是接收处理中消除PN序列对有用数据的影响时，需要进行卷积运算等复杂的操作，处理过程比较复杂。另外，利用PN序列进行信道估计时，容易受到信道环境的影响。 

发明内容

本发明的目的是提供一种正交频分复用系统、正交频分复用系统中的快速同步的方法和发送端设备，通过本发明，解决了现有技术一和二中无论利用时分导频(前导序列)还是利用频分导频进行同步时，导频均需要占用一部分资源，从而导致传输效率低，同步时间长的弊端；而且，解决了现有技术三中由于在接收处理过程中消除PN序列对有用数据的影响时，需要进行卷积运算等复杂的操作，处理过程比较复杂的弊端。 

本发明提供一种正交频分复用系统，包括发送端和接收端，所述发送端中设置有导频生成模块、叠加模块和保护间隔模块，所述接收端设置有导频生成模块、同步处理模块、导频序列处理模块、移除保护间隔模块、第二傅立叶变换模块和信道均衡模块； 

导频生成模块：用于产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列，并输出； 

叠加模块：用于在接收到的经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加导频生成模块输出的导频序列，并输出； 

保护间隔模块：用于对所述叠加模块输出的叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理； 

同步处理模块，用于利用导频生成模块输出的导频序列对接收到的时域符号数据进行同步处理； 

移除保护间隔模块，用于根据保护间隔数据形式的不同，对接收端进行A/D转换、同步处理和S/P处理后得到的时域符号数据中的保护间隔进行对应的移除处理，并将移除处理后的时域符号数据传送给第二傅立叶变换模块； 

第二傅立叶变换模块，用于对接收到的时域符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域符号数据，并传送给信道均衡模块； 

信道均衡模块，用于对接收到的频域符号数据进行信道均衡处理，并将处理后的频域符号数据传送至导频序列处理模块； 

导频序列处理模块，用于消除接收到的经过同步处理、及信道均衡处理后得到的均衡频域数据中的相应导频序列，并输出。 

发送端还设置有第一导频序列调整模块和/或时域符号数据调整模块； 

第一导频序列调整模块，用于将导频生成模块生成的导频序列乘上相应的功率系数，并传送给叠加模块； 

时域符号数据调整模块，用于将经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数，然后，传送给叠加模块。 

所述接收端还设置有第一傅立叶变换模块和第二导频序列调整模块； 

第一傅立叶变换模块，用于将导频生成模块生成的导频序列经过傅立叶变换处理得到相应的频域导频数据，并传送给第二导频序列调整模块； 

第二导频序列调整模块，用于将接收的频域导频序列乘上相应的功率系数，并传送给导频序列处理模块。 

所述接收端还设置有第一信道估计模块或第二信道估计模块； 

第一信道估计模块，用于根据经过第二傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道估计，并将得到的信道估计响应传送给信道均衡模块，作为对经过所述傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理的依据；或， 

第二信道估计模块，用于根据经过导频生成模块处理后得到的导频序列进行信道估计，并将得到的信道估计响应传送给所述信道均衡模块作为对经过所述傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理的依据。 

本发明还提供一种发送端设备，其特征在于：所述发送端中设置有导频生成模块、叠加模块和保护间隔模块； 

导频生成模块：用于产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列，并传输至叠加模块； 

叠加模块：用于在接收到的经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加导频序列，并输出； 

保护间隔模块：用于对所述叠加模块输出的叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理。 

发送端还设置有第一导频序列调整模块和/或时域符号数据调整模块； 

第一导频序列调整模块，用于将导频生成模块生成的导频序列乘上相应的功率系数，并传送给叠加模块； 

时域符号数据调整模块，用于将经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数，然后，传送给叠加模块。 

本发明提供的正交频分复用系统中快速同步的方法，包括： 

A、发送端产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列； 

B、发送端在经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加所述导频序列，叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理； 

C、接收端产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列； 

D、接收端利用所述导频序列进行同步处理，接收端根据保护间隔数据形式的不同，对进行A/D转换、同步处理和S/P处理后得到的时域符号数据中的保护间隔进行对应的移除处理，然后将得到的时域符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域符号数据，对所得到的频域符号数据进行信道均衡处理，并消除同步处理、以及信道均衡处理后得到的频域数据中的相应导频序列。 

步骤A还包括： 

发送端将所述导频序列和/或经过傅立叶反变换模块处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数。 

所述保护间隔包括：零数据或循环前缀。 

步骤C还包括： 

接收端将所述导频序列乘上相应的功率系数。 

所述功率系数根据不同的传输环境进行调整。 

步骤C还包括： 

接收端根据经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据中的频域导频数据进行信道估计，并根据得到的信道估计响应对经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理；或， 

接收端根据叠加的导频序列进行信道估计，并根据得到的信道估计响应对经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理。 

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过发送端在待发送的符号数据中叠加一个具有良好相关性的导频序列，从而能够使接收端利用所述导频序列进行快速同步和同步跟踪；而且在接收端容易消除导频序列对有用传输数据的影响。 

另外，通过功率系数对导频序列进行调整，使所述导频序列占用了一部分功率，因此传输效率比传统的频分或者时分导频高。 

另外，叠加的导频序列不影响符号的频域导频数据，当利用频域导频数据进行信道估计，避免了利用PN序列进行信道估计时容易受到信道环境的影响的弊端。 

附图说明

图1为现有技术中采用帧头进行同步时的帧结构； 

图2为现有技术中采用DVB-T进行同步时的帧结构； 

图3为现有技术中TDS-OFDM符号结构； 

图4(a)为本发明实施例的发送端设备结构图； 

图4(b)为本发明实施例的接收端设备结构图一； 

图5为本发明实施例的按照循环前缀方式加上保护间隔的符号数据； 

图6为本发明实施例的按照零数据的方式加上保护间隔的符号数据； 

图7为本发明实施例的接收端设备结构图二。 

具体实施方式

本发明提供一种正交频分复用系统、正交频分复用系统中的快速同步的方法和发送端设备，在本发明中，系统发送端在待发送的每个OFDM符号数据中叠加一个导频序列，所述导频序列具有良好的自相关性，其与符号的有用数据块(IDFT)一样存在保护间隔中，保护间隔可以按照零数据或者循环前缀的形式进行填充。接收端利用已知序列的相关性进行同步，完成同步后移除保护间隔，并将接收到的OFDM数据通过傅立叶变换(DFT)转换为频域数据，然后将所述频域数据进行信道均衡后，消除导频序列的影响，最后进行其它接收处理过程，例如星座解映射等。 

本发明提供的第一实施例是一种正交频分复用系统，其结构如图4所示，包括发送端300和接收端400。其中所述发送端300包括S/P变换模块311、子载波映射模块312、IDFT(傅立叶反变换)模块313、时域符号数据调整模块314、导频生成模块315、第一导频序列调整模块316、叠加模块317、保护间隔模块318、S/P变换模块319、D/A(数模)转换模块320和RF(射频)模块321。 

其中所述接收端400包括RF模块411、A/D(模数)转换模块412、同步处理模块413、S/P变换模块414、移除保护间隔模块415、DFT(傅立叶变 换)模块416、信道频域均衡模块417、导频生成模块418、DFT(傅立叶变换)模块419、第二导频序列调整模块420、导频序列处理模块421、子载波反映射模块422和P/S变换模块423，以及第一信道估计模块424。 

假定子载波数和保护间隔长度分别为N和M，下面以一个符号的处理流程为例分别说明发送端和接收端的处理过程。 

发送端的各个模块间的信号传递关系如下： 

首先，将有用数据(指经过星座映射，信道编码和交织等处理的数据)a(i)，i＝0，1，…，K-1(K＜N)，经过S/P变换模块311处理后，通过子载波映射模块312映射到对应的子载波上，称之为有用子载波空间U，个数为K， 

接着，子载波映射模块312在对应的子载波中的保护子载波上插入零数据，在导频子载波上插入频域导频数据，这两者的子载波空间为V，个数为N-K，并且将得到的频域序列S(k)，k＝0，1，…，N-1送入IDFT模块313。 

所述IDFT模块313将所述频域序列转换到时域得到传输数据时域序列s(n)，n＝0，1，…，N-1，然后送入时域符号数据调整模块314乘上相应的功率系数(所述功率系数可以根据不同传输方式发生变化)，然后送给叠加模块317。 

所述导频生成模块315按照以下处理过程，产生导频序列p(n)，n＝0，1，…，N-1： 

所述导频生成模块315首先产生具有良好自相关性的序列m(i)，i＝0，1，…，N-1，所述m(i)可以是但不限于延长或者截断的PN序列。接着将所述序列m通过傅立叶变换转化到频域，得到频域数据： 

M＝DFT(m) 

然后，将频域序列M在保护子载波和导频子载波的位置上的数据置零，得到长度依然是N的序列P： 

$P\left(j\right)=\left\{\begin{array}{cc}M\left(j\right)& j\∉V\\ 0& j\∈V\end{array}\right.$

接着，将频域序列P通过傅立叶反变换转换到时域得到导频序列p(n)： 

p＝IDFT(P) 

所述导频生成模块315产生导频序列p(n)后，将其送给第一导频序列调整模块316乘上相应的功率系数(所述功率系数可以根据不同传输方式发生变化)，然后送给叠加模块317。 

本发明中的导频生成模块315可以不对每个OFDM符号都进行上述处理，如可以对第一个OFDM符号进行上述处理，然后，将处理得到的导频序列p(n)保存起来，这样，在对以后的OFDM符号进行处理时，可以直接使用保存的导频序列数据p(n)。 

所述叠加模块317将接收到的传输数据时域序列s(n)，以及所述导频序列p(n)后，按照如下公式进行叠加，生成叠加数据 

并将所述叠加数据传送给保护间隔模块318： 

$\hat{s}\left(n\right)=Q_s\·s\left(n\right)+Q_p\·p\left(n\right)$

保护间隔模块318可以按照如图5所示的零数据形式将所述叠加数据 

加上长度为M的保护间隔，也可以按照如图6所示的循环前缀形式将所述叠加数据 

加上长度为M的保护间隔。 

加上保护间隔的叠加数据通过P/S变换模块319、D/A转换模块320，射频模块321处理后，从天线发送出去。 

接收端中的各个处理模块间的信号传递关系如下： 

当接收端接收到发送端发送的信号后，通过RF模块411，A/D转换模块412进行处理后，得到时域序列的基带信号，然后将所述时域序列的基带信号传送给同步处理模块413； 

所述同步处理模块413根据接收到中的时域序列基带信号中的导频序列 进行同步处理，并确定出所述时域序列的基带信号起始位置。完成同步处理后，将所述时域序列基带信号传送给所述S/P变换模块414。 

所述S/P变换模块414对所述时域序列的基带信号进行处理后，得到并行数据，然后将所述并行数据送入移除保护间隔模块415。 

所述移除保护间隔模块415根据发送端保护间隔数据形式的不同对所述并行数据进行相应的移除保护间隔处理，得到接收的符号数据 

n＝0，1，…，N-1。 

DFT模块416将所述符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域信号 

$\hat{R}=\mathrm{DFT}\left(\hat{r}\left(n\right)\right)$

所述第一信道估计模块424利用所述频域信号 

的频域导频数据进行信道估计，并将信道估计响应 

传送给信道均衡模块417。 

信道均衡模块417根据所述信道估计响应 

对所述频域信号 

进行信道频域均衡，消除多径信道的影响后，得到均衡频域数据R(k)，然后送入导频序列处理模块421。 

$R\left(k\right)=\frac{\hat{R}\left(k\right){\hat{H}}^{*}\left(k\right)}{{\left|\hat{H}\left(k\right)\right|}^2}$

在接收端进行上述处理过程的同时，导频生成模块418产生和发送端相同的导频数据p(n)，n＝0，1，…，N-1，然后传送给DFT变换模块419；经过DFT变换模块419进行DFT变换后，得到导频序列频域数据P(产生导频序列P的过程雷同于发送端中导频生成模块的处理过程)。最后将所产生的导频序列频域数据传送给第二导频序列调整模块420乘上相应的功率系数(所述功率系数可以根据不同传输方式发生变化，对应着发送端的导频序列功率系数)，然后送给导频序列处理模块421。 

本发明中的导频生成模块418和DFT变换模块419可以不对每个OFDM符号都进行上述处理，如可以对第一个OFDM符号进行上述处理，然后，将处理得到的频域序列数据P保存起来，这样，在对以后的OFDM符号进行处理时，可以直接使用保存的频域序列数据P。 

所述导频序列处理模块421利用如下公式所示进行运算： 

$\tilde{R}=R\left(k\right)-P$

其中，所述R(k)为所述信道频域均衡模块417传送的均衡频域数据，所述P为去除相应功率系数后的导频序列的频域数据。 

经过上述运算后，消除了导频序列对有用数据的影响。然后所述导频序列处理模块421将得到的频域数据 

送入子载波反映射模块422。 

所述子载波映射模块422对所述频域数据 

进行反映射处理后，得到对应子载波上的有用数据b(i)i＝0，1，…，K-1。 

最后，P/S变换模块423对所述有用数据b(i)进行P/S变换处理，并进行星座解调等等。 

本发明的第二实施例是另一种正交频分复用系统，其结构如图7所示，其与第一实施例的区别在于：第二实施例中不再包括第一实施例中的第一信道估计模块424，而是通过如图7所示包括的第二信道估计模块425根据所述导频生成模块418生成的导频信号进行信道估计，并将信道估计响应 

传送给信道均衡模块417。其它情况与本发明提供的第一实施例基本类似，此处不再详细描述。 

上述实施例中，由于接收端进行同步处理时利用了导频序列，并且所述导频序列叠加在每个待发送的数据符号中，所以使接收端能够进行快速同步和同步跟踪；而且在接收端消除导频序列对有用传输数据的影响，操作比较容易。 

另外，通过功率系数对导频序列进行调整，使所述导频序列占用了一部 分功率，因此传输效率比传统的频分或者时分导频高。 

另外，频域导频数据不受叠加的导频数据影响，当第一实施例中采用频域导频数据进行信道估计时，可以避免了利用PN序列进行信道估计时容易受到信道环境的影响的弊端。 

本发明提供的第三实施例是一种正交频分复用系统中进行快速同步的方法。假定子载波数和保护间隔长度分别为N和M，以一个符号的处理流程为例说明第三实施例的处理过程。实施过程包括如下步骤： 

步骤1，发送端产生具有良好自相关性的序列m(i)，i＝0，1，…，N-1(其中，m(i)可以是但不限于延长或者截断的PN序列)，然后通过傅立叶变换转化到频域，得到频域数据M＝DFT(m)；然后将频域序列M在保护子载波和导频子载波位置数据置零，得到长度依然是N的序列P： 

$P\left(j\right)=\left\{\begin{array}{cc}M\left(j\right)& j\∉V\\ 0& j\∈V\end{array}\right.$

最后将频域序列P通过傅立叶反变换转换到时域得到导频序列p(n)：p＝IDFT(P)。 

步骤2，利用功率系数对得到的导频序列p(n)进行调整，即将所述时域序列乘上相应的功率系数Q_p。同样，所述功率系数可以根据不同的传输环境进行调整。 

步骤3，发送端将有用数据a(i)，i＝0，1，…，K-1(K＜N)经过S/P处理后，映射到对应的子载波上，称之为有用子载波空间U，个数为K。 

其中所述有用数据指经过星座映射，信道编码和交织等处理的数据。 

步骤4，在对应的子载波中的保护子载波上插入零数据，在导频子载波上插入频域导频数据，这两者的子载波空间为V，个数为N-K，得到的频域序列S(k)，k＝0，1，…，N-1。 

步骤5，对所述得到传输数据频域序列S(k)进行IDFT变换处理，得到对应的时域序列s(n)，n＝0，1，…，N-1，然后利用功率系数Q_s对所述传输数据时域序列进行调整，即将所述时域序列乘上相应的功率系数Q_s。 

所述功率系数可以根据不同的传输环境进行调整。 

经过上述过程后，发送端获得调整后的传输数据时域序列Q_s·s(n)和导频序列Q_p·p(n)，之后，发送端执行步骤6，即将获得的调整后的传输数据时域序列Q_s·s(n)和导频序列Q_p·p(n)进行叠加处理，即按照公式： 

$\hat{s}\left(n\right)=Q_s\·s\left(n\right)+Q_p\·p\left(n\right)$

进行叠加，生成叠加数据 

步骤7，按照如图5所示的零数据形式或如图6所述的循环前缀形式将所述叠加数据 

加上长度为M的保护间隔。 

步骤8，加上保护间隔的叠加数据经过P/S变换、D/A转换以及射频处理后，从天线发送出去。 

当接收端接收到发送端发送给的基带信号后，进行如下的处理过程： 

步骤1，对接收到的基带数据依次进行RF处理和A/D转换处理，得到时域序列的基带信号； 

步骤2、接收端采用上述发送端步骤1类似处理，生成导频序列p(n)，导频序列p(n)经过傅立叶变换后得到导频序列频域数据P。 

步骤3，根据接收到中的时域序列基带信号中的导频序列进行同步处理，并确定出所述时域序列的基带信号起始位置。 

步骤4，对所述时域序列的基带信号进行S/P变换处理后，得到并行数据。 

步骤5，根据发送端保护间隔数据形式的不同对所述并行数据进行相应的移除保护间隔处理，得到接收的符号数据 

n＝0，1，…，N-1。 

步骤6，将所述符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域信号 

$\hat{R}=\mathrm{DFT}\left(\hat{r}\left(n\right)\right)$

步骤7，利用所述频域信号 

中的频域导频数据进行信道估计，得到信道估计响应 

步骤8，根据所述信道估计响应 

对所述频域信号 

进行信道频域均衡，消除多径信道的影响后，得到均衡频域数据R(k)： 

$R\left(k\right)=\frac{\hat{R}\left(k\right){\hat{H}}^{*}\left(k\right)}{{\left|\hat{H}\left(k\right)\right|}^2}$

步骤9，利用如下公式进行运算： 

$\tilde{R}=R\left(k\right)-P$

其中，所述R(k)为所述均衡频域数据，所述Q_p·p为乘上相应功率系数后的导频序列的频域数据。 

经过上述运算后，消除了导频序列对有用数据的影响。 

步骤10，对所述频域数据 

进行反映射处理后，得到对应子载波上的有用数据b(i)，i＝0，1 ，…，K-1。 

步骤11，对所述有用数据b(i)进行P/S变换处理，并进行星座解调等处理。 

本发明的接送端可以不对每个OFDM符号都进行上述步骤2的处理，如可以对第一个OFDM符号进行上述步骤2的处理，然后，将处理得到的频域序列数据P保存起来，这样，接收端在对以后的OFDM符号进行处理时，可以直接使用保存的频域序列数据P。 

本发明提供的第三实施例中是根据接收端接收到的基带信号进行处理后得到的频域信号 

中的频域导频数据进行信道估计，得到信道估计响应 

当然也可以根据生成的导频序列进行信道估计得到信道估计响应 

然后根据其在进行信道均衡处理。由上述本发明的具体实施方式可以看出，本发明通过发送端在待发送的符号数据中叠加一个具有良好相关性的导频序列，从而能够使接收端利用所述导频序列进行快速同步和同步跟踪；而且在接收端容易消除导频序列对有用传输数据的影响。 

另外，通过功率系数对导频序列进行调整，使所述导频序列占用了一部分功率，因此传输效率比传统的频分或者时分导频高。 

另外，频域导频数据不受叠加的导频数据影响，当采用频域导频数据进行信道估计时，可以避免利用PN序列进行信道估计时容易受到信道环境的影响的弊端。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (12)

1.一种正交频分复用系统，包括发送端和接收端，其特征在于：所述发送端中设置有导频生成模块、叠加模块和保护间隔模块，所述接收端设置有导频生成模块、同步处理模块、导频序列处理模块、移除保护间隔模块、第二傅立叶变换模块和信道均衡模块；

导频生成模块：用于产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列，并输出；所述接收端导频生成模块产生的导频序列与所述发送端导频生成模块产生的导频序列相同；

叠加模块：用于在接收到的经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加导频生成模块输出的导频序列，并输出；

保护间隔模块：用于对所述叠加模块输出的叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理；

同步处理模块，用于利用导频生成模块输出的导频序列对接收到的时域符号数据进行同步处理；

移除保护间隔模块，用于根据保护间隔数据形式的不同，对接收端进行A/D转换、同步处理和S/P处理后得到的时域符号数据中的保护间隔进行对应的移除处理，并将移除处理后的时域符号数据传送给第二傅立叶变换模块；

第二傅立叶变换模块，用于对接收到的时域符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域符号数据，并传送给信道均衡模块；

信道均衡模块，用于对接收到的频域符号数据进行信道均衡处理，并将处理后的频域符号数据传送至导频序列处理模块；

导频序列处理模块，用于消除接收到的经过同步处理、及信道均衡处理后得到的均衡频域符号数据中的相应导频序列，并输出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送端还设置有第一导频序列调整模块和/或时域符号数据调整模块；

第一导频序列调整模块，用于将导频生成模块生成的导频序列乘上相应的功率系数，并传送给叠加模块；

时域符号数据调整模块，用于将经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数，然后，传送给叠加模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收端还设置有第一傅立叶变换模块和第二导频序列调整模块；

第一傅立叶变换模块，用于将导频生成模块生成的导频序列经过傅立叶变换处理得到相应的频域导频数据，并传送给第二导频序列调整模块；

第二导频序列调整模块，用于将接收的频域导频序列乘上相应的功率系数，并传送给导频序列处理模块。

4.根据权利要求1所述的正交频分复用系统，其特征在于，所述接收端还设置有第一信道估计模块或第二信道估计模块；

第一信道估计模块，用于根据经过第二傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道估计，并将得到的信道估计响应传送给信道均衡模块，作为对经过所述傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理的依据；或，

第二信道估计模块，用于根据经过导频生成模块处理后得到的导频序列进行信道估计，并将得到的信道估计响应传送给所述信道均衡模块作为对经过所述傅立叶变换模块处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理的依据。

5.一种发送端设备，其特征在于：所述发送端中设置有导频生成模块、叠加模块和保护间隔模块；

导频生成模块：用于产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列，并传输至叠加模块；

叠加模块：用于在接收到的经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加导频序列，并输出；

保护间隔模块：用于对所述叠加模块输出的叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述发送端还设置有第一导频序列调整模块和/或时域符号数据调整模块；

第一导频序列调整模块，用于将导频生成模块生成的导频序列乘上相应的功率系数，并传送给叠加模块；

时域符号数据调整模块，用于将经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数，然后，传送给叠加模块。

7.一种正交频分复用系统中快速同步的方法，其特征在于，包括：

A、发送端产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列；

B、发送端在经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据上叠加所述导频序列，叠加后的时域符号数据进行后续的加入保护间隔处理；

C、接收端产生具有自相关性的时域序列，将所述时域序列转换为频域序列，然后将保护子载波和频域导频子载波位置上的数据置零，并将处理后的频域序列转换回时域，得到导频序列，所述导频序列与所述发送端生成的导频序列相同；

D、接收端利用所述导频序列对接收到的时域符号数据进行同步处理，接收端根据保护间隔数据形式的不同，对进行A/D转换、同步处理和S/P处理后得到的时域符号数据中的保护间隔进行对应的移除处理，然后将得到的时域符号数据进行傅立叶变换，得到对应的频域符号数据，对所得到的频域符号数据进行信道均衡处理，并消除同步处理、以及信道均衡处理后得到的频域符号数据中的相应导频序列。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤A还包括：

发送端将所述导频序列和/或经过傅立叶反变换处理后的待发送的每个时域符号数据乘上相应的功率系数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述保护间隔包括：零数据或循环前缀。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤C还包括：

接收端将所述导频序列乘上相应的功率系数。

11.根据权利要求8或10所述的方法，其特征在于，所述功率系数根据不同的传输环境进行调整。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤C还包括：

接收端根据经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据中的频域导频数据进行信道估计，并根据得到的信道估计响应对经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理；或，

接收端根据叠加的导频序列进行信道估计，并根据得到的信道估计响应对经过傅立叶变换处理后得到的频域符号数据进行信道均衡处理。

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