專利名稱：多徑信道環(huán)境下無線通信系統(tǒng)的幀同步方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)中的幀同步方法，更具體地，涉及一種多徑信道環(huán)境下無線通信系統(tǒng)的幀同步方法，特別適用于針對單/多天線正交頻分復用無線通信系統(tǒng)。
背景技術：
隨著無線網絡和因特網的逐漸融合，人們對無線通信業(yè)務的類型和質量的要求越來越高。為滿足無線多媒體和高速率數據傳輸的要求，需要開發(fā)新一代無線通信系統(tǒng)。近來，多天線輸入和輸出(MIMO)和正交頻分復用(OFDM)相結合的MIMO OFDM技術受到廣泛關注。
MIMO和OFDM相結合的MIMO OFDM系統(tǒng)具有二者的優(yōu)點，它通過OFDM調制，將頻率選擇性MIMO衰落信道分解成一組并行平坦衰落信道，又利用MIMO，提高了系統(tǒng)容量。
眾所周知，未來無線通信的發(fā)展方向是全因特網協議(All IP)網絡，MIMO OFDM傳輸系統(tǒng)將承載高速率的分組(Packet)業(yè)務。分組到達時間的隨機性和高速率的特點要求在接收到一個分組后能快速實現幀同步。
目前雖然有大量文獻研究了平坦衰落信道環(huán)境下的單天線OFDM的同步問題，但對MIMO OFDM幀同步的研究報道較少。近來，N Chen等人的《多徑信道環(huán)境下的OFDM定時同步》(N Chen etal.，OFDM Timing Synchronization Under Multi-path Channel，IEEEVTC 2003)研究了多徑信道環(huán)境下OFDM的定時問題，所提出的算法的原理是通過搜索信道響應第一徑的位置來確定幀同步，這需先進行信道估計，而在信道估計之前，需進行幀粗定時。若粗定時不準確，將導致信道估計誤差，使幀同步不正確。故該方法可能導致循環(huán)誤差傳播，也沒有利用多徑信息。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在單/多天線OFDM無線通信系統(tǒng)中幀同步的方法，使用該方法能在多徑信道和低信噪比環(huán)境下實現符號定時恢復。
為達到上述目的，根據本發(fā)明的一個方案，提出了一種單天線無線通信系統(tǒng)的幀同步方法，包括以下步驟將第一數據幀發(fā)送到信道；在接收端，利用多徑時延估計器估計多徑時延，并對接收到的每徑信號進行合并；將合并后的接收信號與本地參考序列進行相關運算，搜索第一相關峰位置，將其作為第一數據幀的幀同步位置；將第二數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第二數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第二相關峰位置，將其作為第二數據幀的幀同步位置；利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置之后一個幀周期的時間位置，檢測到第二數據幀的幀同步位置，即，第二數據幀的幀同步位置等于第一數據幀的幀同步位置與一個幀周期的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，并繼續(xù)以下處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理；將第三數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第三數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第三相關峰位置，將其作為第三數據幀的幀同步位置；以及利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置之后兩個幀周期的時間位置，檢測到第三數據幀的幀同步位置，即，第三數據幀的幀同步位置等于第一數據幀的幀同步位置與兩個幀周期的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，確定系統(tǒng)進入幀同步跟蹤態(tài)，并結束處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理。
優(yōu)選地，所述第一數據幀包括訓練序列，且所述訓練序列為偽隨機碼序列。
優(yōu)選地，在第一徑到達時刻，合并每徑信號。
優(yōu)選地，同時針對第一、第二和第三數據幀，執(zhí)行所述發(fā)送步驟、估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，之后執(zhí)行狀態(tài)機同步跟蹤狀態(tài)判斷步驟。
根據本發(fā)明的另一方案，提出了一種多天線無線通信系統(tǒng)的幀同步方法，所述多天線無線通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端均安裝有多根天線，所述幀同步方法包括以下步驟將第一數據幀發(fā)送到信道，其中僅由第一根天線發(fā)射用于幀同步的訓練序列，從每根天線均發(fā)射用于信道估計、精頻率同步的訓練序列；在接收端的每根天線處，利用多徑時延估計器估計多徑時延，并對接收到的每徑信號進行合并；將合并后的接收信號與本地參考序列進行相關運算，并對每根天線的相關輸出進行合并，搜索第一相關峰位置，將其作為第一數據幀的初定幀同步位置；將第二數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第二數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第二相關峰位置，將其作為第二數據幀的初定幀同步位置；利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置之后一個幀周期的時間位置，檢測到第二數據幀的幀同步位置，即，第二數據幀的幀同步位置等于第一數據幀的幀同步位置與一個幀周期的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，并繼續(xù)以下處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理；將第三數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第三數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第三相關峰位置，將其作為第三數據幀的幀同步位置；以及利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置之后兩個幀周期的時間位置，檢測到第三數據幀的幀同步位置，即，第三數據幀的幀同步位置等于第一數據幀的幀同步位置與兩個幀周期的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，確定系統(tǒng)進入幀同步跟蹤態(tài)，并結束處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理。
優(yōu)選地，所述用于幀同步的訓練序列為偽隨機碼序列，所述用于信道估計、精頻率同步的訓練序列由兩段相同的偽隨機碼序列構成，偽隨機碼序列為M序列、Gold序列、Kasami和Ternary序列中的任何一個。
優(yōu)選地，在第一徑到達時刻，合并每徑信號。
優(yōu)選地，同時針對第一、第二和第三數據幀，執(zhí)行所述發(fā)送步驟、估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，之后執(zhí)行狀態(tài)機同步跟蹤狀態(tài)判斷步驟。


通過閱讀和理解下面參考附圖所做的詳細描述，將使本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點對本領域技術人員變得顯而易見。其中圖1是應用根據本發(fā)明第一實施例的幀同步方法的單天線OFDM系統(tǒng)結構圖；圖2是應用根據本發(fā)明第二實施例的幀同步方法的多天線OFDM系統(tǒng)結構圖；圖3是根據本發(fā)明第一實施例的幀同步方法中所應用的單天線發(fā)射訓練序列格式；圖4是根據本發(fā)明第二實施例的幀同步方法中所應用的多天線發(fā)射訓練序列格式；圖5(a)和5(b)是本發(fā)明的幀同步方法中所應用的幀結構；圖6(a)和6(b)是用于說明本發(fā)明中所應用的狀態(tài)機方法的說明圖；圖7是用于說明本發(fā)明中所應用的狀態(tài)機方法的說明圖；圖8是根據本發(fā)明第一實施例的單天線OFDM系統(tǒng)幀同步算法流程圖；圖9是根據本發(fā)明第二實施例的多天線OFDM系統(tǒng)幀同步算法流程圖；以及圖10(a)和10(b)是示出了本發(fā)明的幀同步方法與現有技術的對比模擬結果的曲線圖。
具體實施例方式
下面結合附圖具體討論本發(fā)明實施例。應該指出，所描述的實施例僅是為了說明的目的，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
本發(fā)明的思想是在接收端利用多徑分集增益和多天線系統(tǒng)的空間分集增益，并采用狀態(tài)機方法確定幀同步。下面結合

本發(fā)明在單/多天線OFDM系統(tǒng)中的實施例。
實施例1單天線OFDM系統(tǒng)圖1為單發(fā)射、接收天線的OFDM系統(tǒng)，系統(tǒng)各個模塊功能為編碼器101對輸入比特流進行信道編碼，以抵抗噪聲；交織器102對編碼器101的輸出進行交織處理，以降低比特流相關性；調制器103將交織器102輸出的比特流調制為符號流；插入導頻模塊104完成在發(fā)送符號流中插入用于定時、信道估計的導頻序列；IDFT處理器105對調制符號流作Nc點逆離散傅氏變換(IDFT)；CP模塊106將循環(huán)前綴(CP)加入IDFT處理后的符號流；以及TX模塊107把得到的OFDM基帶符號經載波調制后發(fā)射。在接收端，系統(tǒng)各個模塊功能為RX模塊121把接收到的OFDM載波信號下變頻為基帶符號；多徑信道時延估計器130估計出每條多徑的時延；合并器131根據獲得的時延值把每徑接收信號合并；定時同步模塊123完成符號定時；移除CP模塊124把OFDM符號的循環(huán)前綴刪除；DFT模塊125進行Nc點離散傅氏變換(DFT)；以及信道估計、解調、解交織、譯碼模塊126對DFT輸出進行信道估計、解調、解交織、譯碼后恢復信息比特流。
單天線OFDM系統(tǒng)發(fā)射的訓練序列如圖3所示，圖中PN部分為用于定時的偽隨機序列，G12為保護間隔，P1、P2為用于信道估計等的PN序列。幀結構如圖5(a)，它由OFDM數據符號和訓練序列組成，其大小隨具體業(yè)務而定。采用一段PN序列作為定時訓練序列，用于頻率同步、信道估計等的訓練序列由兩段相同的PN序列構成。PN序列可采用M序列、Gold序列、Kasami和Ternary序列等。為提高在時變信道中的魯棒性，采用較短的序列長度。由于在數據幀的前端插入PN序列，會使信號帶寬較大，所以在頻域插入訓練序列，即在進行IDFT前，插入訓練序列。
在多徑傳播環(huán)境下，有時最強徑的反射信號并不是第一徑的傳播信號，特別是室內環(huán)境下，存在豐富的傳播路徑，這可能造成定時模糊。因此，本發(fā)明中，以第一徑到達時刻為起始時刻，估計出其它多徑信號相對該時刻的時延，然后在第一徑到達時刻，對每徑信號進行合并，可獲得多徑分集增益，以克服頻率選擇性衰落的影響。
因采用了具有良好自相關特性的PN序列，根據它與接收信號的相關運算的輸出峰值來判定幀同步位置。設r(n)為天線端合并L徑后的接收信號，把它與本地參考序列s(k)經IDFT變換后的序列進行相關運算得到下面的表達式(1)C(n)=Σk=0Nr(k+n)[IDFT(s(k))]----(1)]]>搜索其輸出峰值找到幀同步點。
為避免虛假峰值帶來的幀同步誤差，分別發(fā)送連續(xù)三個數據幀到信道，由上述方法可得到幀同步位置1、2、3，然后采用下述狀態(tài)機方法判定是否進入跟蹤態(tài)。
下面將參照圖6和圖7對所采用的狀態(tài)機方法進行描述。圖6和圖7是用于說明本發(fā)明中所應用的狀態(tài)機方法的說明圖。
設連續(xù)發(fā)送三幀到信道，每幀持續(xù)時間為T，且由長L的序列組成。在t1時刻對第一幀序列采樣獲得第一幀的同步位置，經歷一個幀長時間T后的時刻為t2＝t1+T，再經歷一個幀長時間T的時刻為t3＝t2+T＝t1+2T。定義t1時刻的第一幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s1，t2時刻的第二幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s2，t3時刻的第三幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s3。(S702)以t1時刻為起始時刻，在t2時刻對第二幀序列采樣，并利用上述同步算法處理。(S703)若能獲得第二幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，狀態(tài)機輸出為0；若不能獲得第二幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s2回到狀態(tài)s1，狀態(tài)機輸出為1(S704)，如圖6。
若系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，在t3時刻對第三幀序列采樣，并利用上述同步算法處理。(S705)若能獲得第三幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s2轉移到狀態(tài)s3，狀態(tài)機輸出為0；若不能獲得第三幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s3回到狀態(tài)s2，狀態(tài)機輸出為1。(S706)最后，比較第一幀同步狀態(tài)s1和第三幀同步狀態(tài)s3。當t1時刻對第一幀采樣能獲得該幀同步狀態(tài)s1時，t3時刻對第三幀采樣能獲得第三幀同步狀態(tài)，則狀態(tài)機輸出0，系統(tǒng)進入同步跟蹤狀態(tài)(S707)；否則，狀態(tài)機輸出為1，并返回到狀態(tài)s1(S708)。
概括地說，系統(tǒng)狀態(tài)機工作原理是若系統(tǒng)幀同步狀態(tài)能狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，再能從狀態(tài)s2轉移到狀態(tài)s3，則系統(tǒng)進入跟蹤狀態(tài)。對系統(tǒng)狀態(tài)機工作流程如圖7所示。
以上的具體描述并不傾向于對本發(fā)明的狀態(tài)機方法進行特別的限定，只要其能夠判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，可以采用其他的狀態(tài)機方法。這些對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。
概括起來，幀同步流程為發(fā)送第一數據幀到信道(S802)；接收端利用多徑時延估計器估計出多徑時延，并把每徑信號合并(S803)；用本地參考序列與合并后的接收信號進行相關運算(S804)，搜索相關峰對應位置為幀同步位置1(S805)；分別發(fā)送第二、三數據幀到信道，同上步驟得到幀同步位置2、3(S806)；采用狀態(tài)機方法判定是否進入幀同步跟蹤態(tài)(S807)，如圖8所示。
實施例2多天線OFDM系統(tǒng)圖2為一個有Nt根發(fā)射天線和Nr根接收天線的MIMO OFDM系統(tǒng)，系統(tǒng)各個模塊功能為串/并變換器200把輸入比特流復用為Nt個符號子流；在每個天線支路端，編碼器201對輸入比特流進行信道編碼，以抵抗噪聲；交織器202對編碼器201的輸出進行交織處理，以降低比特流相關性，調制器203將交織器202的輸出比特流調制為符號流；插入導頻模塊204完成在發(fā)送符號流中插入用于定時、信道估計的導頻序列；IDFT處理器205對調制符號流作Nc點逆離散傅氏變換(IDFT)；CP模塊206將循環(huán)前綴(CP)對加入IDFT處理后的符號流；以及TX模塊207把得到的OFDM基帶符號經載波調制后發(fā)射。在接收端，系統(tǒng)各個模塊功能為RX模塊221把接收到的OFDM載波信號下變頻為基帶符號；多徑信道時延估計器230估計信道多徑時延；合并器231根據獲得的時延值把每徑接收信號合并；同步模塊223完成符號定時、頻率同步；移除CP模塊224把OFDM符號的循環(huán)前綴刪除；DFT模塊225進行Nc點離散傅氏變換(DFT)；以及MIMO檢測、信道估計、解調、解交織、譯碼模塊226對DFT輸出進行接收信號處理、信道估計、解調、解交織、譯碼后恢復信息比特流。
為能夠正確進行分組檢測、符號定時、頻偏估計、信道估計等，需仔細設計訓練序列。且為分辨出從每根發(fā)射天線到接收天線的子信道，不同天線間的訓練序列應設計為正交或時移正交，本發(fā)明采用時移正交方式。且因為系統(tǒng)前導的總長隨Nt線性增長，為降低復雜度，僅從第一根天線發(fā)射定時訓練序列，如圖4。
設計的幀結構如圖5(b)，它由OFDM數據符號和訓練序列組成。定時PN序列僅從第一根天線發(fā)射，用于頻率同步、信道估計等訓練序列由兩段相同PN序列構成。同樣，PN序列可采用M序列、Gold序列、Kasami和Ternary序列等。
設在接收端采用公共的定時同步裝置，因采用了有良好自相關特性的PN序列，根據它與接收信號相關運算的輸出峰值來判定幀同步位置。設rq(n)=Σl=1Lrl(n)]]>為第q根天線端合并L徑后的接收信號，把它與本地參考序列s(k)經IDFT變換后的序列進行相關運算，并利用多接收天線系統(tǒng)具有空間分集增益的特點對每根天線端的接收信號樣本合并得到下面的表達式(2)C(n)=Σk=0NΣq=1Nrrq(k+n)[IDFT(s(k))]----(2)]]>搜索其輸出峰值找到幀同步點。
為避免虛假峰值帶來的幀同步誤差，分別發(fā)送連續(xù)三個數據幀到信道，由上述方法可得到幀同步位置1、2、3，然后采用下述狀態(tài)機方法判定是否進入跟蹤態(tài)。
下面將參照圖6和圖7對所采用的狀態(tài)機方法進行描述。圖6和圖7是用于說明本發(fā)明中所應用的狀態(tài)機方法的說明圖。
設連續(xù)發(fā)送三幀到信道，每幀持續(xù)時間為T，且由長L的序列組成。在t1時刻對第一幀序列采樣獲得第一幀的同步位置，經歷一個幀長時間T后的時刻為t2＝t1+T，再經歷一個幀長時間T的時刻為t3＝t2+T＝t1+2T。定義t1時刻的第一幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s1，t2時刻的第二幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s2，t3時刻的第三幀同步狀態(tài)為狀態(tài)s3。(S702)以t1時刻為起始時刻，在t2時刻對第二幀序列采樣，并利用上述同步算法處理。(S703)若能獲得第二幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，狀態(tài)機輸出為0；若不能獲得第二幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s2回到狀態(tài)s1，狀態(tài)機輸出為1(S704)，如圖6。
若系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，在t3時刻對第三幀序列采樣，并利用上述同步算法處理。(S705)若能獲得第三幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s2轉移到狀態(tài)s3，狀態(tài)機輸出為0；若不能獲得第三幀的同步位置，則系統(tǒng)幀同步狀態(tài)從狀態(tài)s3回到狀態(tài)s2，狀態(tài)機輸出為1。(S706)最后，比較第一幀同步狀態(tài)s1和第三幀同步狀態(tài)s3。當t1時刻對第一幀采樣能獲得該幀同步狀態(tài)s1時，t3時刻對第三幀采樣能獲得第三幀同步狀態(tài)，則狀態(tài)機輸出0，系統(tǒng)進入同步跟蹤狀態(tài)(S707)；否則，狀態(tài)機輸出為1，并返回到狀態(tài)s1(S708)。
概括地說，系統(tǒng)狀態(tài)機工作原理是若系統(tǒng)幀的同步狀態(tài)能從狀態(tài)s1轉移到狀態(tài)s2，并能從狀態(tài)s2轉移到狀態(tài)s3，則系統(tǒng)進入跟蹤狀態(tài)。對系統(tǒng)狀態(tài)機工作流程如圖7所示。
以上的具體描述并不傾向于對本發(fā)明的狀態(tài)機方法進行特別的限定，只要其能夠判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，可以采用其他的狀態(tài)機方法。這些對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。
概括起來，幀同步流程圖為在OFDM通信系統(tǒng)的發(fā)射、接收端分別安裝多根天線；發(fā)送第一數據幀(S902)；在每根接收天線端，利用多徑時延估計器估計出多徑時延，并把每徑信號合并(S903)；用本地參考序列與合并后的接收信號進行相關運算(S904)，并把每根天線相關輸出合并(S905)，搜索相關峰對應位置為幀同步位置1(S906)；分別發(fā)送第二、三數據幀到信道，同上步驟得到幀同步位置2、3(S907)；采用狀態(tài)機方法判定是否進入幀同步跟蹤態(tài)(S908)，如圖9所示。
圖10給出了模擬結果，仿真參數為發(fā)射、接收端均采用2根天線；每個收、發(fā)天線對間多徑信道數為3，且功率時延分布呈指數衰減；OFDM載波數為64個，CP為16位；采用M序列；SNR＝0dB。圖10(a)為采用本發(fā)明的方法得到的模擬結果。在傳統(tǒng)方法中，如N Chen等人所提出的方法，未利用多徑信息進行幀同步。為了進行比較，圖10(b)給出利用傳統(tǒng)方法得到的模擬結果。對比發(fā)現，本發(fā)明的方法在多徑、低SNR環(huán)境下仍能捕獲到相關輸出峰值，實現系統(tǒng)的幀同步；而傳統(tǒng)方法則不能。
盡管已經針對典型實施例示出和描述了本發(fā)明，本領域的技術人員應該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種其他的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明不應該被理解為被局限于上述特定實例，而應當由所附權利要求所限定。
權利要求
1.一種單天線無線通信系統(tǒng)的幀同步方法，包括以下步驟將第一數據幀發(fā)送到信道；在接收端，利用多徑時延估計器估計多徑時延，并對接收到的每徑信號進行合并；將合并后的接收信號與本地參考序列進行相關運算，搜索第一相關峰位置，將其作為第一數據幀的幀同步位置(t1)；將第二數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第二數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第二相關峰位置，將其作為第二數據幀的幀同步位置(t2)；利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置(t1)之后一個幀周期(T)的時間位置，檢測到第二數據幀的幀同步位置(t2)，即，第二數據幀的幀同步位置(t2)等于第一數據幀的幀同步位置(t1)與一個幀周期(T)的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，并繼續(xù)以下處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理；將第三數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第三數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第三相關峰位置，將其作為第三數據幀的幀同步位置(t3)；以及利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置(t1)之后兩個幀周期(2T)的時間位置，檢測到第三數據幀的幀同步位置(t3)，即，第三數據幀的幀同步位置(t3)等于第一數據幀的幀同步位置(t1)與兩個幀周期(2T)的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，確定系統(tǒng)進入幀同步跟蹤態(tài)，并結束處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一數據幀包括訓練序列，且所述訓練序列為偽隨機碼序列。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一徑到達時刻，合并每徑信號。
4.根據權利要求1到3中任一個所述的方法，其特征在于同時針對第一、第二和第三數據幀，執(zhí)行所述發(fā)送步驟、估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，之后執(zhí)行狀態(tài)機同步跟蹤狀態(tài)判斷步驟。
5.一種多天線無線通信系統(tǒng)的幀同步方法，所述多天線無線通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端均安裝有多根天線，所述幀同步方法包括以下步驟將第一數據幀發(fā)送到信道，其中僅由第一根天線發(fā)射用于幀同步的訓練序列，從每根天線均發(fā)射用于信道估計、精頻率同步的訓練序列；在接收端的每根天線處，利用多徑時延估計器估計多徑時延，并對接收到的每徑信號進行合并；將合并后的接收信號與本地參考序列進行相關運算，并對每根天線的相關輸出進行合并，搜索第一相關峰位置，將其作為第一數據幀的初定幀同步位置(t1)；將第二數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第二數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第二相關峰位置，將其作為第二數據幀的初定幀同步位置(t2)；利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置(t1)之后一個幀周期(T)的時間位置，檢測到第二數據幀的幀同步位置(t2)，即，第二數據幀的幀同步位置(t2)等于第一數據幀的幀同步位置(t1)與一個幀周期(T)的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，并繼續(xù)以下處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理；將第三數據幀發(fā)送到信道，并在接收端，針對接收到的第三數據幀，重復所述估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，搜索第三相關峰位置，將其作為第三數據幀的幀同步位置(t3)；以及利用狀態(tài)機的方法判斷是否進入幀同步跟蹤態(tài)，如果在第一數據幀的幀同步位置(t1)之后兩個幀周期(2T)的時間位置，檢測到第三數據幀的幀同步位置(t3)，即，第三數據幀的幀同步位置(t3)等于第一數據幀的幀同步位置(t1)與兩個幀周期(2T)的和，則檢測到幀同步狀態(tài)，確定系統(tǒng)進入幀同步跟蹤態(tài)，并結束處理，否則系統(tǒng)未進入幀同步跟蹤態(tài)，結束處理。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述用于幀同步的訓練序列為偽隨機碼序列，所述用于信道估計、精頻率同步的訓練序列由兩段相同的偽隨機碼序列構成，偽隨機碼序列為M序列、Gold序列、Kasami和Ternary序列中的任何一個。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于，在第一徑到達時刻，合并每徑信號。
8.根據權利要求5到7中任一個所述的方法，其特征在于同時針對第一、第二和第三數據幀，執(zhí)行所述發(fā)送步驟、估計多徑時延和合并每徑信號步驟以及相關運算步驟，之后執(zhí)行狀態(tài)機同步跟蹤狀態(tài)判斷步驟。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在單/多天線OFDM無線通信系統(tǒng)中進行幀同步的方法。通過發(fā)射連續(xù)數據幀到信道；在接收端，利用多徑時延估計器估計出多徑時延并把每徑信號合并；然后用本地參考序列與合并后的接收信號相關運算，并在多天線系統(tǒng)中把每根天線相關輸出合并，搜索相關峰值得到幀同步位置；最后采用狀態(tài)機方法判定系統(tǒng)是否進入幀同步跟蹤態(tài)。所述方法能夠在多徑信道和低信噪比環(huán)境下有效實現幀同步。
文檔編號H04B7/26GK1780177SQ20041009496
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權日2004年11月19日
發(fā)明者李繼峰, 黎海濤 申請人:松下電器產業(yè)株式會社