CN101692663A

CN101692663A - 无线通信系统的符号同步方法

Info

Publication number: CN101692663A
Application number: CN200910091726A
Authority: CN
Inventors: 李旭; 吕文祥; 石靖
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: CN101692663B

Abstract

一种无线通信系统的符号同步方法，其特征在于，该符号同步方法包括下列步骤：以LS码的C码序列和S码序列组成一个复数序列；将这个复数序列作为训练序列，并传输到接收端；接收端从接收到的复数序列中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回LS码；对该LS码进行自相关运算；以及寻找自相关值的峰值点。本发明用于无线通信系统领域，具有极其准确的符号同步能力和极强的抗干扰能力，从而增强了OFDM系统的可靠性和可用性。

Description

无线通信系统的符号同步方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统，尤其涉及一种无线通信系统的符号同步方法。

背景技术

在现有技术中，根据802.16-2004协议中所提供的码字进行符号同步，即利用本地序列和接收序列做相关运算时，所得到的结果的准确度不够高，从而影响了通信的可靠性。

近年来，LS码在OFDM-CDMA技术领域进行了有益的尝试，但一直没有被用于802.16-2004协议。

如果应用LS码改进802.16-2004协议的符号同步，以改进符号同步的功能，首先要克服三个技术问题：第一，以何种形式传输C码和S码；第二，采用何种C码和S码的组合方式；第三，如何利用C码和S码进行自相关运算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线通信系统的符号同步方法，其在OFDM系统模型中，完成精确的符号同步功能，从而提高系统可靠性和可用性。

利用LS码的“生成树”构造方法，该方法仅通过矩阵间的简单递推就可以构造完全互补序列，简单、易行，是构造完全互补序列的好方法。

关于传输形式，C码和S码最好以复数形式传输，这是为了保持传输形式上的统一。因为C码和S码要放到OFDM符号内，与其他信息一起传，而其他信息是以复数形式传输的。

关于组合方式，可用采用实数LS码同步技术，生成一个码长为64的LS码序列，可以组成一个长为64的复数序列，C码与S码均采用实数，但两者组成一个复数，即由一个C码与一个S码组成一个复数，然后再以复数的形式将C码与S码一起传输；或者也可以采用复数LS码同步技术，生成一个码长为32的LS码序列，可以组成一个长为64的复数序列，C码与S码均采用复数形式，将C码与S码前后排列，按顺序传输。

本发明属于基于训练序列的符号同步方法，在信噪比为-5～30db情况下，性能都很稳定，可以精确地达到符号同步的作用，因此，提高了系统可靠性和可用性。

附图说明

图1是基于实数LS码的符号同步方法，在AWGN信道下，信噪比为0时，符号时间同步示意图。

图2是基于复数LS码的符号同步方法，在AWGN信道下，信噪比为0时，符号时间同步示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的具体实施实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1：基于实数LS码的符号同步方法

下面，以一组长度为16的实数LS码为例，该LS码如下：

C码＝(1，1，-1，1，1，1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，-1，1)

S码＝(1，-1，-1，-1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1)

以C码为实部，以S码为虚部，组成一个复数序列，如下：

复数序列＝(1+i，1-i，-1-i，1-i，1+i，1-i，1+i，-1+i，1+i，1-i，-1-i，1-i，-1-i，-1+i，-1-i，1-i)

将此复数序列作为训练续列发送到接收端，接收端对收到的序列进行拆分，拆分出来的实部作为C码，虚部作为S码，从而恢复出LS码。然后，将接收到的LS码与接收端本地的LS码进行互相关运算，计算公式如下：

θ (u, v) (τ) =

Σ_{i = 0}^{L - 1 - τ} u_{c} (i) {v_{c}}^{*} (i + τ) + Σ_{i = 0}^{L - 1 - τ} u_{s} (i) {v_{s}}^{*} (i + τ)

0≤τ≤L-1

Σ_{i = 0}^{L - 1 - τ} u_{c} (i - τ) {v_{c}}^{*} (i) + Σ_{i = 0}^{L - 1 - τ} u_{s} (i - τ) {v_{s}}^{*} (i)

1-L≤τ≤0

其中，u、v属于基本LS码字集合，u为接收码字，v为本地码字，(.)_c表示C码，(.)_s表示S码。θ是最终互相关结果值，θ(u，v)(τ)是每一点的相关结果值，τ是序列点，范围在0到L-1之间，针对接收序列顺序接收，计算互相关时顺序向后计算，i是序列点，确定接收序列和本地序列之间进行互相关的范围，对于第τ点，进行互相关运算的i值范围是0到L-1-τ，进行互相关运算的原理就是接收序列和本地序列共轭相乘再求和，即

；只是将前一部分C码互相关结果和后一部分S码互相关结果相加即可得到最终所需符号同步的互相关结果；当接收序列向前计算互相关时，针对超前接收，则τ是序列点，范围在1-L到0之间，此时i的意义不变，范围变为0到L-1+τ，计算互相关的原理、步骤、意义与之前相同。

设置本地LS码与发送端的LS码为一样的码字，因此，接收到的LS码与本地LS码之间的互相关运算就是LS码的自相关运算。LS码的自相关特性很理想，且具有极强的抗干扰能力，所以，当接收到的LS码与本地LS码完全重合时，其自相关值达到峰值点，该峰值点很明显。图1是在信噪比为0db情况下的自相关结果。

利用该峰点，可以判断符号同步的同步位置，完成符号同步功能。

实施例2：基于复数LS码的符号同步方法

以一组长度为16的复数LS码为例，LS码如下：

C码＝(1+i，1+i，-1-i，1+i，1+i，1+i，1+i，-1-i，1+i，1+i，-1-i，1+i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i)

S码＝(1+i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i，-1-i，1+i，1+i，1+i，-1-i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i，-1-i，-1-i)

按照先后顺序，C码在前，S码在后，组成一个新的复数序列：

新复数序列＝(1+i，1+i，-1-i，1+i，1+i，1+i，1+i，-1-i，1+i，1+i，-1-i，1+i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i，1+i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i，-1-i，1+i，1+i，1+i，-1-i，-1-i，-1-i，-1-i，1+i，-1-i，-1-i)

将此新复数序列作为训练续列发送到接收端，接收端对收到的序列进行划分，截取序列的前半部分作为C码，后半部分作为S码，从而恢复出LS码。然后，将接收到的LS码与接收端本地的LS码进行互相关运算，计算公式同第一实施例。

与基于实数LS码的符号同步方法一样，基于复数LS码的符号同步方法也设置本地LS码与发送端的LS码为一样的码字，因此，接收到的LS码与本地LS码之间的互相关运算就是LS码的自相关运算。当接收到的LS码与本地LS码完全重合时，其自相关值达到峰值点，该峰值点也很明显。图2是在信噪比为0db情况下的自相关结果。

总之，本发明提供了一种无线通信系统的符号同步方法，该LS码包括C码和S码，其特征在于，该符号同步方法包括下列步骤：以LS码的C码序列和S码序列组成一个复数序列；将这个复数序列作为训练序列，并传输到接收端；接收端从接收到的复数序列中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回LS码；对该LS码进行自相关运算；以及寻找自相关值的峰值点。

优选地，LS码的C码和S码均为一组实数序列，以C码序列为实部，以S码序列为虚部，组成所述复数序列，接收端从接收到的所述复数序列的实部和虚部中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回实数LS码，然后，对该LS码进行实数域的自相关运算。

优选地，LS码的C码和S码均为一组复数序列，将这两个复数序列按照先后顺序排列，组成所述复数序列，以C码为所述复数序列的前半部分，以S码为所述复数序列的后半部分，接收端从时间先后顺序上拆分出C码序列和S码序列，将其还原回复数LS码，然后，对该LS码进行复数域的自相关运算。

Claims

1.两种无线通信系统的符号同步方法，一种是基于实数LS码的符号同步方法，一种是基于复数LS码的符号同步方法，其共同特征是：以LS码为训练续列，对LS码做自相关运算，寻找自相关值的峰值点，从而达到符号同步的目的。其中：

基于实数LS码的符号同步方法，其LS码的C码和S码均为一组实数序列，然后，以C码序列为实部，以S码序列为虚部，组成一个复数序列。将这个复数序列作为训练序列，并传输到接收端。接收端从接收到的复数序列的实部和虚部中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回实数LS码。然后，对该LS码进行实数域的自相关运算。

基于复数LS码的符号同步方法，其LS码的C码和S码均为一组复数序列，然后，将这两个复数序列按照先后顺序排列，组成一个新的复数序列。将这个新复数序列作为训练序列，并传输到接收端。接收端从时间先后顺序上拆分出C码序列和S码序列，将其还原回复数LS码。然后，对该LS码进行复数域的自相关运算。

2.一种无线通信系统的符号同步方法，其特征在于，该符号同步方法包括下列步骤：

以LS码的C码序列和S码序列组成一个复数序列；

将这个复数序列作为训练序列，并传输到接收端；

接收端从接收到的复数序列中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回LS码；

对该LS码进行自相关运算；以及

寻找自相关值的峰值点。

3.如权利要求2所述的符号同步方法，其特征在于，LS码的C码和S码均为一组实数序列，以C码序列为实部，以S码序列为虚部，组成所述复数序列，接收端从接收到的所述复数序列的实部和虚部中分别拆分出C码序列和S码序列，将其还原回实数LS码，然后，对该LS码进行实数域的自相关运算。

4.如权利要求2所述的符号同步方法，其特征在于，LS码的C码和S码均为一组复数序列，将这两个复数序列按照先后顺序排列，组成所述复数序列，以C码为所述复数序列的前半部分，以S码为所述复数序列的后半部分，接收端从时间先后顺序上拆分出C码序列和S码序列，将其还原回复数LS码，然后，对该LS码进行复数域的自相关运算。