CN103581089A - 一种帧同步方法、系统及发射端 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种帧同步方法、系统及发射端，在发射端和接收端分别构建一个相同的频域CAZAC序列，在所述接收端对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，所述发射端还包括：将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发射到所述接收端。本发明在时域CAZAC序列前插入循环前缀后，置于数据帧中一同发送出去，使该帧同步方法时间资源占用较少，且能够与现有基于OFDM技术的标准良好兼容。

Description

一种帧同步方法、系统及发射端

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种帧同步方法、系统及发射端。

背景技术

在数字通信系统中，接收机获取发射机发射的高频信号后，需要进行下变频，以及模数变换等操作，形成基带数字信号进行处理。在接收机上，基带数字信号由一连串信号样点构成，每一个样点对于接收机是等同的，接收机并不会从这些样点中获知数据帧、数据时隙、数据块的起始位置。因此，必须要先进行时间同步操作，获取帧、时隙、数据块的起始位置或称帧同步序列的起始位置。传统的时间同步方法可以在时间域进行、也可以在频率域进行，但在近年出现的感知无线电和动态频谱共享场景中，该方法中往往存在窄带干扰，例如，在电视白频谱中会存在无线麦克风等干扰，这些窄带干扰会造成现有时间域同步算法无法正常工作，而精确的获取该帧同步序列的起始位置能够使得载波间干扰和符号间干扰影响最小。

现有技术中提出一种抗窄带干扰同步方法，在发射端和接收端分别产生相同的训练序列，在接收端消除干扰后通过相关处理提出训练序列获取同步信息，产生训练序列的方法和消除干扰以及相关处理提取同步序列起始位置的过程都是在频域进行。而在发射端的训练序列的产生过程包含下述步骤：

步骤1：按照下式构建一个长度为N的CAZAC（Constant Amplitude ZeroAutocorrelation，恒模零自相关）序列，其中N为2的整数次幂：

$\stackrel{\‾}{C}=\left\{C\right[k\left]\right|C\left[k\right]=\exp \left(\frac{\mathrm{j\π}(N-1)k^2}{N}\right),k\∈[0,N-1]\},---\left(1\right)$

步骤2：将序列C经过N次IFFT变换后得到长度为N的时域CAZAC序列c；

步骤3：重复步骤1、步骤2所构建的时域CAZAC序列L次（L取从2开始的整数值），通过本步骤重复后的序列就是在时域中的训练序列；

步骤4：将步骤3所取得训练序列放在数据帧之前，然后一同发送出去。

然而，该抗窄带干扰同步方法需要对CAZAC序列进行重复操作，浪费时间，且只能在时间域进行训练序列插入操作，无法与现有基于OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术的标准兼容，比如长期演进、全球微波互联接入标准等。

发明内容

本发明实施例提供一种帧同步方法、系统及发射端，旨在解决现有帧同步方法存在时间资源浪费较多，且不能与现有基于OFDM的标准良好兼容的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种帧同步方法，在发射端和接收端分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，在所述接收端对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，其特征在于，所述发射端还包括：

将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；

将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到所述接收端。

本发明实施例的另一目的在于提供一种帧同步系统，所述系统包括发射端和接收端，在所述发射端和所述接收端中分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，所述接收端用于对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，其特征在于，所述发射端还包括：

时域序列第一获取单元，用于将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

时域序列第二获取单元，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；以及

发射信号生成单元，用于将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到所述接收端。

本发明实施例的另一目的在于提供一种发射端，在所述发射端中构建一个频域恒模零自相关CAZAC序列，所述发射端包括：

时域序列第一获取单元，用于将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

时域序列第二获取单元，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；以及

发射信号生成单元，用于将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到与所述发射端通信的接收端。

本发明实施例通过发射端和接收端分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，该发射端将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换IDFT，获取时域CAZAC序列，获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前，将包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，最终将该发射信号发送到接收端，使接收端对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，解决了现有帧同步方法存在时间资源浪费较多，且不能与现有基于OFDM的标准良好兼容的问题，避免了过多的时间资源被浪费，也能够与现有基于OFDM的标准良好兼容。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的帧同步方法的实现流程图；

图2（a）、2（b）是本发明实施例提供的分别按照两种不同方示将CHU序列插入到数据帧后的示意图；

图3是本发明第二实施例提供的帧同步方法中帧同步序列的起始位置获取方法的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的以为前后获取的N个数字信号的位置示意图；

图5是本发明第三实施例提供的帧同步系统的结构图；

图6是本发明第四实施例提供的发射端的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过将循环前缀插入到时域CAZAC序列之前，将包括该循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号发送出去，使得该帧同步方法在避免过多的时间资源被浪费，与现有基于OFDM技术的标准相兼容的基础上，接收端能够更有效地获取帧同步序列的起始位置，进而有效地对抗窄带干扰。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的帧同步方法的实现流程，详述如下：

本发明实施例提供的帧同步方法具体包括在通信系统的发射端和接收端两部分处理过程，则首先在该发射端和该接收端分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，在该接收端处，对基带接收信号进行相关处理以获取帧同步序列的起始位置。其中，该频域CAZAC序列长度为N，N为2的整数次幂，该频域CAZAC序列的具体由本发明背景技术部分公式（1）进行构建，也即频域CAZAC序列C_F为：

$C_F=\left\{C\right[k\left]\right|C\left[k\right]=\exp \left(\frac{\mathrm{j\π}(N-1)k^2}{N}\right),k\∈[0,N-1]\},---\left(2\right).$

在本发明实施例中，该频域CAZAC序列具有良好自相关性，该特性使得它适于作为帧同步的训练训练，且周期长度为N的频域CAZAC序列在做N阶IFFT变换后仍为一个周期长度为N的时域CAZAC序列，或者从时域经FFT变换到频域所形成的序列仍旧为周期长度为N的CAZAC序列。若CAZAC序列在时间域上移位M个样点，则对应在频域上的CAZAC序列也循环移位M个样点。而且，利用该频域CAZAC序列能够方便滤除系统中存在的带内干扰。满足该特点的CAZAC序列可以称为Zadoff-Chu序列，在本发明实施例中提到的频域CAZAC序列必须满足上述特性。

具体地，该发射端包括以下步骤：

在步骤S101中，将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列。

其中，该频域CAZAC序列可以由一个OFDM符号的全部子载波进行传输，也可以由一个OFDM符号的部分子载波进行传输，例如，图2（a）、图2（b）分别表示按照该两种情况进行传输时所获取的每一数据帧中的部分数据示意图，但不限于该示意图，其中，CHU（Zadoff-Chu序列）表示为本发明实施例提供的频域CAZAC序列类中的一种序列。在图2（a）中，一个竖方块表示一个OFDM符号的时间频率资源。在实际的通信系统中，以20M带宽的LTE（Long-Term Evolution，长期演进）系统，每个OFDM符号有1200个子载波为例，则训练序列或称同步序列CHU可能无需占用这么多子载波，则可以采用如图2（b）所示DATA和CHU序列混合发射的方式，CHU序列只占一个OFDM符号的部分子载波，该混合方式能够进一步提高资源利用率。

在步骤S102中，获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前。

具体地，需要将频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换IDFT操作，转换成时域CAZAC序列，进一步获取与该时域CAZAC序列对应的CP（CyclicPrefix，循环前缀），该循环前缀CP为该时域CAZAC序列尾部宽度为M的数据信号，M可根据实际情况设置，则将该获取的长度为M的循环前缀插入到该时域CAZAC序列的前部，从而形成了包括该循环前缀的时域CAZAC序列。

在步骤S103中，将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将该发射信号发送到该接收端。

在本发明实施例中，将该包括循环前缀的时域CAZAC序列插入到或者称置于数据帧的某一位置处，或者置于每一个数据帧中的某一位置等。发射端通过将循环前缀插入到时域CAZAC序列之前，获取该包括循环前缀的时域CAZAC序列，将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，以生成发射信号发送到接收端，而不同于现有技术中重复获取时域CAZAC序列，直接将重复获取的多个时域CAZAC序列插入到数据帧中，从而能够避免重复性操作所带来的时间资源的浪费问题，且本发明实施例所获取的包括该循环前缀的时域CAZAC序列能够与基于OFDM基于的标准相兼容。

另外，在发射端发送发射信号至通信系统的接收端后，该接收端能够对基带接收信号进行相关处理以获取帧同步序列的起始位置，具体获取过程如下述实施例二所示，在此不再赘述。

实施例二：

图3示出了本发明第二实施例提供的帧同步序列的起始位置获取方法的实现流程，具体为基于上述实施例一，与该实施例一中的发射端进行的通信接收端对基带接收信号进行相关处理以获取帧同步序列的起始位置的方法，且在该接收端会预先构建并存储与发射端相同的频域CAZAC序列C_F，详述如下：

在步骤S301中，从基带接收信号的任意起始位置处开始截取包含N个采样点的信号序列，并将该信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列，其中，N为该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换的长度。

具体地，发射端检测到该发射信号到达时，获取基带接收信号，对该基带接收信号进行采样，且其采样时间与发射端的发射信号的采样时间相同，假设本发明实施例中获取采样后的接收信号以r来表示。该N与预先构建的频域CAZAC序列长度N相同，假设从采样的接收信号的任意起始位置n处开始，获取N个数字信号为（r(n)~r(n+N-1)），将该N个数字信号进行DFT变换为频域信号R(k)，k取0,1,…,N-1。

在本发明实施例中，当该频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，在该步骤S302中，截取长度为N的信号序列之后，在将该信号序列进行离散傅里叶变换DFT为频域信号序列之前，该帧同步序列的起始位置获取方法还包括：

利用预设的数字滤波器，滤除该信号序列中该OFDM符号上除用于传输该频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号。

具体地，若频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，则需要将OFDM符号上除用于传输该频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号进行滤波，该数字滤波器的带宽等于频域CAZAC序列所占用的带宽，例如，对于20MHZ的LTE，有1200个有效子载波，每个子载波为15KHZ，假设CAZAC序列占有100个子载波的1.5MHZ的带宽，则滤波器的带宽也为1.5MHZ，以便能够更有效地获取该帧同步序列的起始位置，具体地滤波操作可以与现有技术中的滤波方法相同，在此不再赘述。过滤后的数字信号进行离散傅里叶变换DFT后为频域信号为R’(k)，则可以更新该R(k)为R’(k)，继续进行后续的操作。若频域CAZAC序列独由用一个OFDM符号的全部子载波进行携带传输，则可以跳过该滤波步骤，继续执行步骤S302。

在步骤S302中，依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该频域信号与该预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限。或者，在步骤S302中，还可以依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该预设的频域CAZAC序列与该频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限。

在步骤S303中，当判断该所获取的相关值均不高于预设门限时，将该任意起始位置往后移动与该循环前缀包含的样点数量相等的数量个信号样点，返回执行该步骤S301。

作为本发明一实例，该步骤S302中，依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该频域信号与该预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限具体包括以下步骤：

步骤A：设置循环移位次数L，初始次数L值为0；

步骤B：将该频域信号序列循环移位L次，获取移位后的频域信号序列；

步骤C：将该移位后的频域信号序列与该预设的频域CAZAC序列C_F进行相关取模处理后所获取的相关值；

步骤D：当判断该相关值高于预设门限时，执行步骤S304，并退出；

步骤E：当判断该相关值不高于预设门限时，设置L’=L+1，更新L为L’，返回步骤B，直至L等于N时，执行步骤S303。

其中，该步骤C具体为将该移位后的频域信号序列R(mod(k+L,N))与该预设的频域CAZAC序列C_F按照下述关系式进行相关取模处理，则获取的相关值λ(L)：

$\mathrm{\λ}\left(L\right)=\frac{\underset{L=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|R\left(\mathrm{mod}(k+L,N)\right)\·C_F\left(k\right)|}^2}{\underset{L=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|R\left(k\right)\right|}^2},---\left(3\right).$

另外，也可以将该预设的频域CAZAC序列C_F，循环移位L次，获取C_F(mod(k+L,N))，此时获取的相关值λ(L)也可以表示为：

$\mathrm{\λ}\left(L\right)=\frac{\underset{L=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|C_F\left(\mathrm{mod}(k+L,N)\right)\·R\left(k\right)|}^2}{\underset{L=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|C_F\left(k\right)\right|}^1},---\left(4\right).$

在步骤S304中，判断该所获取的相关值高于预设门限时，将本次截取包含N个采样点的信号序列的起始位置往后移动与该相关值对应的循环移位次数相等的数量个信号样点，设置移动后的起始位置为帧同步序列的起始位置。

在具体实施过程中，当根据该步骤S303获取的N个相关值λ(L)均不高于预设门限时，该预设门限值可以根据经验值选取，比如20等，此时，将任意起始位置n往后移动该循环前缀长度M个样点，也即此时截取N个数字信号的起始位置为（n+M），重复上述步骤，此时，获取N个数字信号为（r(n+M)~r(n+M+N-1)），如图4所示为按照间隔CP长度M个样点，第二次获取的N个数字信号（r(n+M)~r(n+M+N-1)），进而将该N个数字信号进行DFT变换为频域信号，继续下述步骤，直至根据步骤S303所获取的相关值高于预设门限，则此时，步骤S305将该相关值对应的循环移位次数与本次截取N个数字信号的起始位置之和设置为帧同步序列的起始位置，或者说将本次截取包含N个采样点的信号序列的起始位置往后移动与该相关值对应的循环移位次数相等个信号样点，移位后的起始位置为帧同步序列的起始位置。

另外，在该步骤S301中将该信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列之后，在该步骤S302中，依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该频域信号序列与该预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限，或者在依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该预设的频域CAZAC序列与该频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限之前，该帧同步序列的起始位置获取方法还包括：

获取该频域信号序列中的窄带干扰信号；

更新该频域信号序列为消除该窄带干扰信号后的频域信号序列。

具体地，通过该窄带干扰信号消除步骤能够在准确地获取帧同步序列的起始位置后，进一步降低该通信系统中的载波间干扰和符号间干扰的影响。

在本发明实施例中，该帧同步序列的起始位置获取方法在获取包含带有循环前缀的时域CAZAC序列的信号之后，能够实现所获取的本次N个数字信号的第一个数字信号与上一次获取的N个数字信号的第一个数字信号间隔CP长度，以更快、更准确地获取帧同步序列的起始位置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

实施例三：

图5示出了本发明第三实施例提供的帧同步系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该帧同步系统包括发射端51和接收端52，在该发射端51和该接收端52中分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，该接收端52用于对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，该发射端51还包括时域序列第一获取单元511、时域序列第二获取单元512以及发射信号生成单元513，其中：

时域序列第一获取单元511，用于将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列。

时域序列第二获取单元512，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前。

其中，该循环前缀CP为该时域CAZAC序列尾部宽度为M的数据信号，M可根据实际情况设置，则将该获取的长度为M的循环前缀插入到该时域CAZAC序列的前部，从而形成包括该循环前缀的时域CAZAC序列。

发射信号生成单元513，用于将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将该发射信号发送到该接收端。

其中，将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧的某一位置处，或者置于每一个数据帧中的某一位置等。而该频域CAZAC序列可以由一个OFDM符号的全部子载波进行传输，也可以由一个OFDM符号的部分子载波进行传输。

在本发明实施例中，发射端51通过时域序列第二获取单元512获取包括该循环前缀的时域CAZAC序列，而该循环前缀被置于该时域CAZAC序列之前，发射信号生成单元513将包括该循环前缀的时域CAZAC序列插入到数据帧中，以生成发射信号发送到接收端，能够避免重复性操作所带来的时间资源的浪费问题，且本发明实施例所获取的包括该循环前缀的时域CAZAC序列能够与基于OFDM基于的标准相兼容。

在与该发射端51通信的接收端52包括：

频域信号序列获取单元521，用于从基带接收信号的任意起始位置处开始截取包含N个采样点的信号序列，并将所述信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列，其中，N为所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换的长度；

相关值获取单元522，用于依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该频域信号与该预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限，或者依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的该预设的频域CAZAC序列与该频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限；

起始位置更新单元523，用于当判断该所获取的相关值均不高于预设门限时，将该任意起始位置往后移动与该循环前缀包含的样点数量相等的数量个信号样点，触发该频域信号序列获取单元；以及

起始位置获取单元524，用于当判断该所获取的相关值高于预设门限时，将本次截取包含N个采样点的信号序列的起始位置往后移动与该相关值对应的循环移位次数相等的数量个信号样点，设置移动后的起始位置为帧同步序列的起始位置。

在本发明实施例中，当该频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，该接收端52还包括：

数字滤波单元，用于利用预设的数字滤波器，滤除该信号序列中该OFDM符号上除用于传输该频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号。

在本发明实施例中，若该频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，则需要该数字滤波单元将该OFDM符号上除用于传输该频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号进行滤除，该滤波器的带宽等于频域CAZAC序列所占用的带宽，例如，对于20MHZ的LTE，有1200个有效子载波，每个子载波为15KHZ，假设CAZAC序列占有100个子载波的1.5MHZ的带宽，则滤波器的带宽也为1.5MHZ，以便能够更有效地获取该帧同步序列的起始位置。将过滤后的信号序列进行离散傅里叶变换后为频域信号序列，继续进行后续的操作。若该频域CAZAC序列由一个OFDM符号的全部子载波进行携带传输时，则可以不触发该滤波单元。

另外，该接收端52中，在频域信号序列获取单元521之后，相关值获取单元522之前，该接收端52还可以包括：干扰获取单元，用于获取该频域信号序列中的窄带干扰信号；信号更新单元，用于更新该频域信号序列为消除该窄带干扰信号后的频域信号序列。通过该干扰获取单元以及信号更新单元进一步降低该通信系统中的载波间干扰和符号间干扰的影响。

本发明实施例提供了一种帧同步装置，其中，该帧同步装置中的发射端包括时域序列第一获取单元511、时域序列第二获取单元512以及发射信号生成单元513，该时域序列第一获取单元511将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列，该时域序列第二获取单元512获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前，发射信号生成单元513将该包括该循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将该发射信号发送到该接收端，相对于现有技术，能够实现节省宝贵的时间资源，且能够与LTE、WiMax等基于OFDM技术的标准相兼容。

实施例四：

图6示出了本发明第四实施例提供的发射端的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本发明实施例中，在该发射端中构建一个频域恒模零自相关CAZAC序列，该频域恒模零自相关CAZAC序列与在接收端中构建的频域恒模零自相关CAZAC序列相同。该发射端6包括时域序列第一获取单元61、时域序列第二获取单元62及发射信号生成单元63，其中：

时域序列第一获取单元61，用于将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

时域序列第二获取单元62，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前；以及

发射信号生成单元63，用于将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将该发射信号发送到与该发射端通信的接收端。

在本发明实施例中，该发射端所包括的时域序列第一获取单元61、时域序列第二获取单元62及发射信号生成单元63分别与上述实施例三中所述发射端51所包括的时域序列第一获取单元511、时域序列第二获取单元512以及发射信号生成单元513的具体功能等一一对应，在此不再赘述。

在本发明实施例中，通过该时域序列第一获取单元61将该频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列，该时域序列第二获取单元62获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，该循环前缀位于该时域CAZAC序列之前，并由发射信号生成单元63将该包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将该发射信号发送到与该发射端通信的接收端，从而在发射端发送发射信号至通信系统的接收端后，该接收端能够有效地对基带接收信号进行相关处理以获取帧同步序列的起始位置，减少了被浪费的时间资源，也能够与现有基于OFDM的标准良好兼容，进而有效地对抗窄带干扰。

本发明实施例通过发射端和接收端分别构建一个相同的频域CAZAC序列，该发射端通过将循环前缀置于获取到的时域CAZAC序列之前，进一步将包括该循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，最终将该发射信号发送到接收端，解决了现有帧同步方法存在时间资源浪费较多，且不能与现有基于OFDM的标准良好兼容的问题，避免了过多的时间资源被浪费，也能够与现有基于OFDM的标准良好兼容，也达到在接收端更有效地获取帧同步序列的起始位置的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种帧同步方法，在发射端和接收端分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，在所述接收端对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，其特征在于，所述发射端还包括：

将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；

将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到所述接收端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置包括：

从基带接收信号的任意起始位置处开始截取包含N个采样点的信号序列，并将所述信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列，其中，N为所述频域恒模零自相关CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换的长度；

依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述频域信号序列与所述预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限，或者依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述预设的频域CAZAC序列与所述频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限；

当判断所述所获取的相关值均不高于预设门限时，将所述任意起始位置往后移动与所述循环前缀包含的样点数量相等的数量个信号样点，重复上述步骤；

当判断所述所获取的相关值高于预设门限时，将本次截取包含N个采样点的信号序列的起始位置往后移动与所述相关值对应的循环移位次数相等的数量个信号样点，设置移动后的起始位置为帧同步序列的起始位置。

3.如权利要求2所述的方法，当所述频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，在所述从基带接收信号的任意起始位置处开始截取包含N个采样点的信号序列后，将所述信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列之前，所述方法还包括：

利用预设的数字滤波器，滤除所述信号序列中所述OFDM符号上除用于传输所述频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号之后，在所述依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述频域信号与所述预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限，或者在所述依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述预设的频域CAZAC序列与所述频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限之前，所述方法还包括：

获取所述频域信号序列中的窄带干扰信号；

更新所述频域信号序列为消除所述窄带干扰信号后的频域信号序列。

5.一种帧同步系统，所述系统包括发射端和接收端，在所述发射端和所述接收端中分别构建一个相同的频域恒模零自相关CAZAC序列，所述接收端用于对基带接收信号进行处理以获取帧同步序列的起始位置，其特征在于，所述发射端还包括：

时域序列第一获取单元，用于将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

时域序列第二获取单元，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；以及

发射信号生成单元，用于将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到所述接收端。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接收端具体包括：

频域信号序列获取单元，用于从基带接收信号的任意起始位置处开始截取包含N个采样点的信号序列，并将所述信号序列进行离散傅里叶变换为频域信号序列，其中，N为所述频域恒模零自相关CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换的长度；

相关值获取单元，用于依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述频域信号与所述预设的频域CAZAC序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限，或者依次判断循环移位0,1,…,N-1次后的所述预设的频域CAZAC序列与所述频域信号序列进行相关取模处理后所获取的相关值是否高于预设门限；

起始位置更新单元，用于当判断所述所获取的相关值均不高于预设门限时，将所述任意起始位置往后移动与所述循环前缀包含的样点数量相等的数量个信号样点，触发所述频域信号序列获取单元；以及

起始位置获取单元，用于当判断所述所获取的相关值高于预设门限时，将本次截取包含N个采样点的信号序列的起始位置往后移动与所述相关值对应的循环移位次数相等的数量个信号样点，设置移动后的起始位置为帧同步序列的起始位置。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述频域CAZAC序列不是由一个OFDM符号的全部子载波进行传输时，所述接收端还包括：

数字滤波单元，用于利用预设的数字滤波器，滤除所述信号序列中所述OFDM符号上除用于传输所述频域CAZAC序列的子载波之外的子载波上的信号。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

干扰获取单元，用于获取所述频域信号序列中的窄带干扰信号；以及

信号更新单元，用于更新所述频域信号序列为消除所述窄带干扰信号后的频域信号序列。

9.一种发射端，在所述发射端中构建一个频域恒模零自相关CAZAC序列，其特征在于，所述发射端包括：

时域序列第一获取单元，用于将所述频域CAZAC序列进行离散傅里叶逆变换，获取时域CAZAC序列；

时域序列第二获取单元，用于获取包括循环前缀的时域CAZAC序列，其中，所述循环前缀位于所述时域CAZAC序列之前；以及

发射信号生成单元，用于将所述包括循环前缀的时域CAZAC序列置于数据帧中，生成发射信号，并将所述发射信号发送到与所述发射端通信的接收端。

10.如权利要求9所述的发射端，其特征在于，所述频域恒模零自相关CAZAC序列与在所述接收端中构建的频域恒模零自相关CAZAC序列相同。

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