專利名稱：實現(xiàn)下行幀同步的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)，特別涉及一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法和裝置。
背景技術(shù)：
以正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)為代表的多載波傳輸技術(shù)由于具有良好的抗頻率選擇性衰落性能和較高的頻帶利用率等優(yōu)點，近幾年來受到越來越廣泛的應(yīng)用。不但應(yīng)用于視頻廣播系統(tǒng)(Digital Audio Broadcasting，DAB)、陸地數(shù)字視頻廣播(Terrain Digital VideoBroadcasting，DVB-T)和無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)中，更成為后三代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。正交頻分多址(OrthogonalFrequency Division Multiple Access，OFDMA)是以O(shè)FDM調(diào)制為基礎(chǔ)的一種新的多址接入方式，是通過為每個用戶提供部分可用子載波的方法來實現(xiàn)多用戶接入。
OFDM系統(tǒng)通過把輸入的數(shù)據(jù)流串并轉(zhuǎn)換到若干個并行的子信道中，這樣數(shù)據(jù)OFDM符號周期擴(kuò)大為原始數(shù)據(jù)OFDM符號周期的若干倍，從而可以有效的對抗多徑時延擴(kuò)展。通過在每個OFDM符號的起始位置增加保護(hù)間隔可以進(jìn)一步抵制ISI(Inter-Symbol Interference，碼間串?dāng)_)，這種保護(hù)間隔是一種循環(huán)復(fù)制，即將每個OFDM符號的最后的若干樣點復(fù)制到OFDM符號前，形成CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)。如圖1所示，圖1為一個OFDM符號結(jié)構(gòu)示意圖，其中，有效數(shù)據(jù)在頻域和相應(yīng)的子載波集合進(jìn)行調(diào)制后經(jīng)IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation，反快速傅立葉變換)的點數(shù)。例如1024點，Nfft表示有效數(shù)據(jù)長度，Nfft和CP一起構(gòu)成一個完整的OFDM符號。
在無線通信中，可以使用3種不同的雙工傳送方式FDD(FrequencyDivision Duplex，頻分雙工)，TDD(Time Division Duplex，時分雙工)和(SDD(Space Division Duplex，空分雙工)。其中TDD方式的上、下行鏈路占用同一頻帶，但在時間上交替轉(zhuǎn)換傳輸方向。對于采用了TDD的系統(tǒng)，上下行鏈路發(fā)射間需要一段轉(zhuǎn)換時間間隔，如圖2所示，下行幀轉(zhuǎn)換到上行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔稱為發(fā)送/接收傳輸間隔(Transmit/Receive Transition Gap，TTG)，上行幀轉(zhuǎn)換到下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔稱為接收/發(fā)送傳輸間隔(Receive/TransmitTransition Gap，RTG)。
采用小區(qū)(Cell)制的無線接入系統(tǒng)通常將服務(wù)區(qū)域分成數(shù)個相鄰的小區(qū)，每個小區(qū)用一個基站(Base Station，BS)完成其信號覆蓋。網(wǎng)絡(luò)中的移動終端(Mobile Station，MS)在開機之后，首先通過一個特定的搜索過程來尋找一個合適的基站來實現(xiàn)自己的接入服務(wù)，這一過程稱為小區(qū)搜索。MS進(jìn)行小區(qū)搜索之后，將獲得該小區(qū)基站的下行同步信息及其特定的標(biāo)識號，以作為實現(xiàn)后續(xù)接入過程的重要參數(shù)。
OFDMA系統(tǒng)(本發(fā)明后繼的說明以IEEE802.16e這一OFDMA無線接入系統(tǒng)為例進(jìn)行分析)在應(yīng)用時，一般每個小區(qū)劃分為若干個扇區(qū)(通常為3個)，采用若干個(例如32)不同的標(biāo)識號，即前導(dǎo)碼來標(biāo)記若干個(對應(yīng)地，32個)相鄰的小區(qū)，該前導(dǎo)碼通常為PN序列。當(dāng)采用OFDMA傳輸方式時，下行OFDMA傳輸OFDM符號的子載波被分成若干個(通常3個，與扇區(qū)數(shù)對應(yīng))不同的集合，不同的子載波集合對應(yīng)于不同的扇區(qū)。上述前導(dǎo)碼在每一個下行幀的前導(dǎo)符號(即每一個下行幀的首個符號)中用以調(diào)制對應(yīng)的OFDMA子載波集合，從而由不同的前導(dǎo)碼及其不同的子載波位置來確定不同的小區(qū)及扇區(qū)。在IEEE802.16e協(xié)議中已經(jīng)規(guī)定了構(gòu)成前導(dǎo)碼的一組偽隨機(PN)序列，該PN序列之間具有很好的自相關(guān)特性和較好的互相關(guān)特性。
在802.16e協(xié)議規(guī)定的系統(tǒng)中，前導(dǎo)碼的頻域結(jié)構(gòu)是相鄰兩個調(diào)制了前導(dǎo)碼(已知PN序列)的子載波之間存在兩個為0的子載波。每一個扇區(qū)(Segment)下的前導(dǎo)碼對應(yīng)一個前導(dǎo)載波集(Preamble Carrier Set)，不同前導(dǎo)載波集的區(qū)別在于調(diào)制前導(dǎo)碼的子載波的起點不同。前導(dǎo)載波集的構(gòu)成方法如公式(1)所示n＝Guard_left+segment_offset+3k(1)其中n為前導(dǎo)載波集中各個子載波的位置，Guard_left為左保護(hù)子載波數(shù)目；segment_offset＝1，2，3，代表片偏置，其三種取值分別對應(yīng)segment0、segment1和segment2；k＝0，1，2…283，分別對應(yīng)87點到1024點快速傅氏變換(FFT)的OFDM符號。在OFDM系統(tǒng)中，整個頻帶被劃分為多個子載波，每一子載波對應(yīng)一個頻帶中的一個頻點，所謂子載波的位置就是指子載波對應(yīng)的頻點的位置，不同頻點位置對應(yīng)不同的頻率，不同子載波位置之間的間隔大小可用不同子載波對應(yīng)的不同頻點間的頻率差來量化。
圖3為802.16e協(xié)議中三個不同Segment下的前導(dǎo)碼頻域結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中三個不同的Segment分別為Segment0、Segment1和Segment2。這三個不同的Segment對應(yīng)的前導(dǎo)載波集均按公式(1)描述的方法來構(gòu)成，在1024點FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅立葉變換)的OFDM符號位置中，左保護(hù)子載波數(shù)目為86，右保護(hù)子載波數(shù)目也為86。
其中，Segment0對應(yīng)的前導(dǎo)載波集中，子載波的起點位置從87點開始，并在936點的位置結(jié)束，其中非零的子載波用向上實心箭頭表示，為零的子載波用圓點表示；Segment1對應(yīng)的前導(dǎo)載波集中，子載波的起點位置從88點開始，并在937點的位置結(jié)束，其中非零的子載波用上端帶實心方塊的豎線表示，為零的子載波用圓點表示；Segment2對應(yīng)的前導(dǎo)載波集中，子載波的起點位置從89點開始，并在938點的位置結(jié)束，其中非零的子載波用上端帶空心圓圈的豎線表示，為零的子載波用圓點表示；在這三個Segment的前導(dǎo)載波集中，每兩個調(diào)制了已知PN序列的子載波間均存在兩個為零的子載波。
圖3所示可見不同Segment下的前導(dǎo)碼對應(yīng)不同的前導(dǎo)載波集，不同前導(dǎo)載波集的區(qū)別在于調(diào)制前導(dǎo)碼的子載波的起點不同，如圖3中，Segment0和Segment1對應(yīng)的前導(dǎo)載波集調(diào)制PN序列的子載波起點位置相差1個點，Segment1和Segment2對應(yīng)的前導(dǎo)載波集調(diào)制PN序列的子載波起點位置相差1個點；并且，在同一前導(dǎo)載波集中，每兩個調(diào)制了已知PN序列的子載波間均存在兩個為0的子載波。
OFDMA系統(tǒng)MS在初始開機和發(fā)生切換時，必須進(jìn)行小區(qū)搜索過程，實現(xiàn)小區(qū)標(biāo)識獲取和下行幀定時信息獲取，即獲取下行幀起始位置信息后，才能完成后續(xù)的接入過程。這一過程的主要難點在于MS剛開機啟動時尚未知下行幀的起始位置(即攜有小區(qū)標(biāo)識信息的下行幀前導(dǎo)符號的起始位置)，而由于下行幀前導(dǎo)符號的調(diào)制數(shù)據(jù)是不確定的，并且受載波頻偏、信道畸變和衰落以及其它鄰近小區(qū)信號的影響，因此難以用普通的方法對其位置進(jìn)行檢測。
現(xiàn)有技術(shù)一在采用前導(dǎo)碼的OFDM系統(tǒng)中，為了引入更多的冗余信息，通常采用時域上具有重復(fù)特性的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)。由于重復(fù)結(jié)構(gòu)引入的相關(guān)性，所以可以利用這種相關(guān)性來完成時頻同步等功能。
利用IEEE802.16e中每幀幀頭的前導(dǎo)碼的近似重復(fù)特性進(jìn)行幀定時同步和分?jǐn)?shù)頻偏糾正。在進(jìn)行獲得定時同步位置并進(jìn)行了頻偏糾正后，在頻域上利用前導(dǎo)碼的互相關(guān)性，在所有的前導(dǎo)碼集合中進(jìn)行相關(guān)運算，相關(guān)峰值最大的那個為搜索到的前導(dǎo)碼。相關(guān)函數(shù)例如公式(2)Corr(i)=ΣK=0M-1R(k)·Pi*(k)Σk=0M-1|R(k)|2·Σk=0M-1|Pi(k)|2---(2)]]>其中|Corr(i)|為相關(guān)值，Pi代表已知前導(dǎo)碼集合中的第i個碼字，M代表前導(dǎo)碼長度，R代表接收到的前導(dǎo)碼。當(dāng)|Corr(i)|取得最大值時對應(yīng)的第i個前導(dǎo)碼為搜索到的前導(dǎo)碼，同樣在實際應(yīng)用中，需要設(shè)定一定的門限，當(dāng)|Corr(i)|的最大值大于門限時，才認(rèn)為搜索到前導(dǎo)碼。
但是如果移動用戶處于小區(qū)邊緣，其接入時會收到來自多個小區(qū)的屬于不同Segment的前導(dǎo)碼的疊加信號。例如分別屬于Segment0、Segment1、Segment2的三個前導(dǎo)碼疊加信號，疊加信號的頻域結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中，該疊加信號對應(yīng)的前導(dǎo)載波集中，子載波的起點位置從87點開始，并在938點的位置結(jié)束，且各個子載波間不存在插零的特性。這樣，時域上的近似重復(fù)特性不再保持，導(dǎo)致利用重復(fù)特性相關(guān)性進(jìn)行幀定時同步的方法失效，從而無法形成明顯的相關(guān)峰值，出現(xiàn)漏檢。在這種不能獲得比較準(zhǔn)確的幀定時的情況下，后繼的基于頻域上進(jìn)行小區(qū)搜索的方法也無法搜索到相應(yīng)的前導(dǎo)碼。這樣，處于三小區(qū)交界處的移動用戶無法搜索到相應(yīng)的Segment和ID_Cell信息，用戶就無法進(jìn)行接入。
現(xiàn)有技術(shù)二由于OFDM系統(tǒng)中的循環(huán)前綴是每個OFDM符號最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)的拷貝，所以在每個OFDM符號中，都存在由于循環(huán)前綴的重復(fù)特性引入的自相關(guān)性。參閱圖1所示，設(shè)定一個滑動的采樣窗口對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，該滑動窗口的寬度等于CP的寬度，每相隔一個采樣點，對距離一個Nfft長度的兩個窗口內(nèi)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自相關(guān)運算，如果找到大于設(shè)定第一門限值值的相關(guān)峰值，則認(rèn)為該相關(guān)峰值對應(yīng)的兩個采樣窗口中的數(shù)據(jù)分別位于一個OFDM符號的循環(huán)前綴部分和末尾重復(fù)部分，以此來實現(xiàn)OFDM符號起始位置的定位。
同步的，在定位出的每個OFDM符號的起始位置處，進(jìn)行FFT運算轉(zhuǎn)換至頻域上，在頻域上利用前導(dǎo)碼的互相關(guān)性，對該OFDM符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)和前導(dǎo)碼集合中的每一個前導(dǎo)碼進(jìn)行相關(guān)值運算，當(dāng)存在大于第二門限值的相關(guān)峰值時，認(rèn)為定位出的該OFDM符號的起始位置即為下行幀起始位置，對應(yīng)調(diào)制在該OFDM符號中的數(shù)據(jù)為搜索到的前導(dǎo)碼，則小區(qū)搜索成功；當(dāng)遍歷了集合中所有前導(dǎo)碼后，都不存在大于第二門限的相關(guān)峰值時，認(rèn)為當(dāng)前的OFDM符號不是下行幀的首個符號，而是普通的數(shù)據(jù)OFDM符號，此時繼續(xù)利用循環(huán)前綴的重復(fù)特性，搜索下一個OFDM符號的起始位置，如此繼續(xù)，直到搜索到正確的下行幀起始位置和前導(dǎo)碼。如果連續(xù)采樣了設(shè)定的最大幀數(shù)長度后仍沒有找到正確的下行幀起始位置和前導(dǎo)碼，則同步過程失敗。
由于通過循環(huán)前綴的重復(fù)特性獲得的是OFDM符號定時，在每個OFDM符號起始位置處都要在轉(zhuǎn)換到頻域上，并且每個OFDM符號起始位置處都要在所有前導(dǎo)碼集合中進(jìn)行相關(guān)運算來搜索前導(dǎo)碼，計算復(fù)雜度很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中下行幀同步運算復(fù)雜的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案第一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法，包括如下步驟根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號；根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
其中，所述根據(jù)OFDM符號循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位每一個OFDM符號起始位置的方法具體包括如下步驟設(shè)定滑動采樣窗口采樣幀數(shù)據(jù)，該采樣窗口的長度和循環(huán)前綴的長度相等；分別計算兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的自相關(guān)值，該相關(guān)采樣數(shù)據(jù)為分別在間距為一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴長度的兩個采樣窗口中采樣得到的兩段數(shù)據(jù)；當(dāng)計算的自相關(guān)值大于設(shè)定第一門限值時，在之后計算的一組相關(guān)值中，搜索其中最大的相關(guān)峰值，根據(jù)該相關(guān)峰值對應(yīng)的兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)中前一段數(shù)據(jù)的采樣窗口定位當(dāng)前OFDM符號的起始位置。
所述的根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號的方法為同步監(jiān)測每一個當(dāng)前OFDM符號與相鄰上一個OFDM符號起始位置之間的間距，其中當(dāng)前OFDM符號與相鄰上一個OFDM符號起始位置之間的間距近似等于一個OFDM符號長度時，該當(dāng)前OFDM符號為一個上行幀或下行幀的非首個符號；反之，該當(dāng)前OFDM符號即為一個上行幀或下行幀的首個符號。
其中，所述近似等于是指所述間距與一個OFDM符號長度之間的差值的絕對值小于設(shè)定閾值。
所述方法中，先根據(jù)所述間距的同步監(jiān)測結(jié)果，丟棄其中與相鄰上一個OFDM符號起始位置的間距小于設(shè)定第一間距的所有OFDM符號后，再進(jìn)行首個符號的定位，該第一間距小于一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴的長度。
其中，所述根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀前導(dǎo)碼的方法具體包括分別在頻域計算首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼集合中每一個前導(dǎo)碼之間的相關(guān)值，并判斷是否出現(xiàn)大于第二門限值的相關(guān)峰值，如果是，則該首個符號為下行幀的前導(dǎo)符號，該相關(guān)峰值對應(yīng)的前導(dǎo)碼為下行幀的前導(dǎo)碼；反之，該首個符號為上行幀的第一個OFDM符號。
所述方法還包括如果對連續(xù)確定出的設(shè)定個數(shù)首個符號與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)運算中，都沒有出現(xiàn)所述相關(guān)峰值，則結(jié)束本次下行幀同步過程。
實現(xiàn)上述第一種在OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的裝置，包括采樣單元，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；
第一定位單元，連接所述采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；第二定位單元，連接所述第一定位單元，根據(jù)第一定位單元定位出每一個OFDM符號的起始位置，再根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號；確認(rèn)單元，分別連接所述存儲單元和第二定位單元，根據(jù)第二定位單元定位出每一幀的首個符號，再根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
本發(fā)明提供的第二種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法，所述下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)為固定值，并且上行幀中包含的OFDM符號個數(shù)不等于該固定值，所述方法包括如下步驟根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；并同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部近似為一個OFDM符號長度的連續(xù)出現(xiàn)的OFDM符號個數(shù)，當(dāng)所述個數(shù)等于所述固定值時，該連續(xù)個OFDM符號的第一個OFDM符號為下行幀的前導(dǎo)符號；根據(jù)下行幀前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
實現(xiàn)上述第二種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的裝置，包括采樣單元，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；定位單元，連接采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；監(jiān)測單元，連接定位單元，根據(jù)定位單元定位出每一個OFDM符號的起始位置，再同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部近似為一個OFDM符號長度的連續(xù)出現(xiàn)的OFDM符號個數(shù)，當(dāng)所述個數(shù)等于所述固定值時，該連續(xù)個OFDM符號的第一個OFDM符號為下行幀的前導(dǎo)符號；確認(rèn)單元，分別連接存儲單元和監(jiān)測單元，根據(jù)監(jiān)測單元定位出的下行幀的前導(dǎo)符號，再根據(jù)該前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明第一種基于時域周期性的幀同步方法，根據(jù)每一個OFDM符號的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位每一個OFDM符號的起始位置，然后利用上/下行幀之間的轉(zhuǎn)換時間間隔在時域上對OFDM符號起始位置出現(xiàn)周期的破壞性定位出每一個幀的首個符號，最后再根據(jù)首個符號中的調(diào)制數(shù)據(jù)與前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定與小區(qū)或扇區(qū)有關(guān)的前導(dǎo)碼，從而完成小區(qū)搜索和下行幀同步過程。本發(fā)明技術(shù)方案有選擇性的在某些OFDM符號起始位置處，進(jìn)行頻域上的小區(qū)搜索，而非在每個OFDM符號起始位置處都進(jìn)行頻域上的小區(qū)搜索，從而降低初始同步過程中的計算復(fù)雜度；本發(fā)明第二種基于時域周期性的幀同步方法，仍然利用了上/下行幀之間的轉(zhuǎn)換時間間隔在時域上對OFDM符號起始位置出現(xiàn)周期的破壞性定位出每一個幀的首個符號，并根據(jù)已知下行幀的OFDM符號個數(shù)同步定位出下行幀的前導(dǎo)符號，更加簡化了小區(qū)搜索和下行幀同步過程。


圖1為OFDM符號結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為TDD系統(tǒng)中上/下行幀傳輸時間轉(zhuǎn)換時的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換時間間隔示意圖；圖3為802.16e協(xié)議中三個不同Segment下的前導(dǎo)碼頻域結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示三個不同Segment下的前導(dǎo)碼疊加信號的頻域結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明所述第一種方法的主要流程示意圖；圖6為通過設(shè)定一個寬度等于CP的滑動采樣窗口對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣來逐步計算自相關(guān)性來確定OFDM符號的起始位置的主要流程示意圖；圖7為本發(fā)明所述方法確定下行幀起始位置的主要流程示意圖；圖8為通過前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與前導(dǎo)碼的相關(guān)性判斷首個符號是否為下行幀的前導(dǎo)符號的主要流程示意圖；圖9為實現(xiàn)圖5所示方法的一種裝置的主要結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明所述第二種方法的主要流程示意圖；圖11為實現(xiàn)圖10所示方法的一種裝置的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖5所示，本發(fā)明提供的第一種在采用TDD方式的OFDMA系統(tǒng)中實現(xiàn)幀同步的方法，主要技術(shù)構(gòu)思包括如下三個步驟S100、根據(jù)每一個OFDM符號在時域上的循環(huán)前綴特性引入的自相關(guān)性，定位出OFDM符號的起始位置；由于OFDM符號的循環(huán)前綴具有首尾重復(fù)特性，這樣可以利用這種重復(fù)特性，采樣接收信號并進(jìn)行相關(guān)運算，由于CP部分和OFDM符號末尾重復(fù)的部分之間進(jìn)行的自相關(guān)運算值最大，因此提供通過尋找相關(guān)峰值來實現(xiàn)OFDM符號起始位置的定位。在通常的OFDM系統(tǒng)中，每幀(包括上行幀和下行幀)都是由若干連續(xù)的OFDM符號組成，這樣凡是在每個OFDM符號的起點處，利用上述的自相關(guān)運算都能夠獲得相應(yīng)的峰值，即通過利用CP的自相關(guān)性獲得每個OFDM符號起始位置。
S200、根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上/下行幀(上行幀或下行幀)之間的轉(zhuǎn)換時間間隔TTG/RTG(RTG或TTG)定位出每一幀的首個符號；由于在每個上/下行幀中，OFDM符號是連續(xù)出現(xiàn)的，所以相鄰兩個OFDM符號的起始位置之間應(yīng)該相隔一個OFDM符號的長度，也就是在一個上/下行幀中，定位出的OFDM符號起始位置具有周期出現(xiàn)的特性。
在TDD系統(tǒng)中，由于上、下行幀間存在RTG/TTG，當(dāng)遇到RTG/TTG時，出現(xiàn)在RTG/TTG前后兩個OFDM符號起始位置之間的差距為一個OFDM符號長度加上一個RTG/TTG大小。所以RTG和TTG會破壞上面所描述的OFDM符號起始位置呈現(xiàn)的間距為一個OFDM符號長度的周期特性，即當(dāng)前OFDM符號起始位置與前一OFDM符號起始位置之間的差距大于一個OFDM符號長度，可以稱RTG/TTG之后的OFDM符號起始位置為一個破壞點。每一個破壞點之后出現(xiàn)的首個符號即為一個上/下行幀的首個符號。
S300、根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)和前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的首個符號，即前導(dǎo)符號，并同步完成小區(qū)搜索和下行幀同步。
在IEEE802.16e OFDMA系統(tǒng)中，由于只有下行幀的開始具有前導(dǎo)碼，所以需要通過頻域上的小區(qū)搜索進(jìn)一步區(qū)分上/下行幀的起始位置。在破壞點的OFDM符號起始位置處，進(jìn)行FFT運算轉(zhuǎn)換至頻域上，在頻域上利用前導(dǎo)碼的互相關(guān)性，與前導(dǎo)碼集合中的每一個前導(dǎo)碼進(jìn)行互相關(guān)運算，將相關(guān)結(jié)果與設(shè)定的合理門限進(jìn)行比較，當(dāng)存在大于門限的相關(guān)峰值的情況下，就認(rèn)為該OFDM符號起始位置即為下行幀起始位置，對應(yīng)調(diào)制在該OFDM符號中的前導(dǎo)碼為搜索到的前導(dǎo)碼，小區(qū)搜索成功；當(dāng)遍歷了集合中所有前導(dǎo)碼，都不存在大于門限的相關(guān)峰值時，則認(rèn)為當(dāng)前的OFDM符號起始位置不是下行幀起始位置，而是上行幀的起始位置，此時繼續(xù)對搜索到的下一個破壞點的OFDM符號起始位置進(jìn)行上述互相關(guān)運算，直到搜索到正確的下行幀起始位置和前導(dǎo)碼。
如果連續(xù)搜索了若干幀長度后仍沒有找到正確的下行幀起始位置和前導(dǎo)碼，則同步失敗。
步驟S100中，通過設(shè)定一個寬度與CP寬度相等的滑動采樣窗口對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣來逐步計算自相關(guān)性以確定OFDM符號的起始位置，其中，采樣步長為OFDM符號中相鄰兩個點數(shù)之間的距離，一個OFDM符號長度中相應(yīng)包含的采樣點總數(shù)和包含的點數(shù)總數(shù)相等，例如1024個采樣點，采樣窗口每次滑動一個采樣點進(jìn)行連續(xù)采樣，分別在相距一個Nfft長度(參閱圖1所示)的兩個采樣窗口中采到的兩段數(shù)據(jù)構(gòu)成一組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)，每段采樣數(shù)據(jù)長度為CP，分別對每一組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運算確定當(dāng)前OFDM符號的起始位置。
如圖6所示，當(dāng)前OFDM符號起始位置的確定包括如下步驟S101、獲取一組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)；S102、計算該組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的相關(guān)值；相關(guān)函數(shù)如公式(3)M(d)=|Σn=1CPr(n+d)r*(n+d+Nfft)0.5*(Σn=1CP|r(n=d)|2+Σn=1CP|r(n+d+Nfft)|2)|---(3)]]>其中r為接收信號；n為采樣窗口中采樣點的序號，其取值范圍為1～CP的整數(shù)；d為第一個采樣窗口不斷滑動時對應(yīng)的起始位置，r*表示接收信號的共軛信號。
S103、判斷相關(guān)值是否大于設(shè)定的第一門限值，如果是則繼續(xù)S104；否則執(zhí)行步驟105獲取相鄰下一組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)后返回步驟S102；S104、在后續(xù)計算的一組相關(guān)值中搜索最大的相關(guān)峰值，該相關(guān)峰值對應(yīng)的一組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的兩個采樣窗口中，前一個采樣窗口相應(yīng)為當(dāng)前OFDM符號的起始位置，后一個采樣窗口相應(yīng)為當(dāng)前OFDM符號的結(jié)束位置。
相關(guān)峰值的搜索過程為繼續(xù)計算后續(xù)幾組相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的相關(guān)值，直至出現(xiàn)相關(guān)峰值，該相關(guān)峰值對應(yīng)的一組采樣數(shù)據(jù)的兩個采樣窗口分別為當(dāng)前OFDM符號的CP和尾部數(shù)據(jù)，因此利用該組采樣數(shù)據(jù)的采樣窗口可以定位出該OFDM符號的起始位置。
步驟S101-S104是循環(huán)進(jìn)行的，這樣可以確定出每一個OFDM符號的起始位置，由于一個完整上行/下行幀中包含的所有OFDM符號的起始位置應(yīng)該是周期性間距出現(xiàn)的，相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的理想間距為一個OFDM符號長度，在TDD方式中，當(dāng)上行/下行幀轉(zhuǎn)換時，出現(xiàn)的RTG/TTG破壞了該周期(參閱圖1所示)，每一個周期被破壞后出現(xiàn)的首個符號，都相應(yīng)為一個上行/下行幀的首個符號。
考慮到移動用戶處于小區(qū)邊緣時，其接入時會收到如圖4所示的來自多個小區(qū)的屬于不同Segment的前導(dǎo)碼的疊加信號。雖然TDD系統(tǒng)中，要求BS間是時頻同步的，但由于傳輸時延等因素會使得各個小區(qū)的信號到達(dá)移動用戶的時間先后有差異。在這種情況下，利用CP的循環(huán)前綴結(jié)構(gòu)進(jìn)行OFDM符號定位時，一個OFDM符號長度內(nèi)可能會出現(xiàn)不止一個大于第一門限值的相關(guān)峰值，相應(yīng)定位出不止一個首個符號，這樣，根據(jù)步驟S200無法確定哪一個是破壞點，即上/下行幀的首個符號，則造成小區(qū)搜索失敗。
為了避免上述情況的出現(xiàn)，同步監(jiān)測兩個OFDM符號起始位置之間的間距，對于當(dāng)前OFDM符號起始位置，首先判斷與相鄰上一個OFDM符號起始位置之間的間距是否小于設(shè)定的第一間距，該第一間距應(yīng)該略小于Nfft長度(參閱圖1所示)，即略小于一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴的長度，如果是則說明當(dāng)前OFDM符號與相鄰上一個OFDM符號是不同基站信號的上/下行幀OFDM符號，拋棄當(dāng)前OFDM符號。
實際中，由于受到噪聲和信道的影響，通過利用CP的重復(fù)循環(huán)前綴獲得的OFDM符號起始位置有一定的模糊性，獲取的OFDM符號起始位置和真實的起始位置會有一定的偏差，所以在進(jìn)行破壞點的尋找時，判斷OFDM符號起始位置滿足周期性的條件需要適度放寬，只要前后兩次獲得的OFDM符號的起始位置之間的間距與一個OFDM符號長度之間的差值的絕對值在一定閾值內(nèi)，就認(rèn)為滿足周期性特性，該閾值大小取決于RTG/TTG中最小的那個值。否則就無法區(qū)分出破壞點了，通?？梢钥紤]小于1/2個CP長度，例如1/4個CP長度。反之，當(dāng)前OFDM符號起始位置與相鄰上一個OFDM符號的起始位置之間的間距減去一個OFDM長度的差值大于該設(shè)定閾值時，則認(rèn)為當(dāng)前OFDM符號破壞了周期性特性，為一個上/下行幀的首個符號。相應(yīng)的，考慮到噪聲和信號的影響，前述的第一間距也應(yīng)該在一個OFDM符號長度減去一個CP長度的基礎(chǔ)上，再減去一個閾值，例如1/4個CP長度，即相當(dāng)于減去5/4個CP長度。
通過同步記錄每一個OFDM符號起始位置(可以只記錄相鄰上一個OFDM符號起始位置)查詢破壞點的具體步驟如圖7所示，包括S201、確定當(dāng)前OFDM符號的起始位置；S202、判斷當(dāng)前OFDM符號起始位置與相鄰上一個OFDM符號的起始位置之間間距是否大于第一間距，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟S206丟棄當(dāng)前OFDM符號；S203、判斷當(dāng)前OFDM符號起始位置與相鄰上一個OFDM符號的起始位置之間的間距減去一個OFDM長度的差值是否大于設(shè)定的閾值，如果是則步驟S204，該OFDM符號為上/下行幀的首個符號；否則步驟S205，該OFDM符號不是上/下行幀的首個符號；對于查找出的首個符號，判斷該首個符號是否為下行幀的首個符號的具體方法如圖8所示，包括如下步驟S301、對該首個符號做FFT運算至頻域；在頻域上進(jìn)行小區(qū)搜索，具體搜索過程為S302、從前導(dǎo)碼集合中獲取一個待測前導(dǎo)碼；S303、計算當(dāng)前OFDM符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)和該前導(dǎo)碼的相關(guān)值；S304、判斷相關(guān)值是否大于設(shè)定的第二門限值，如果是則繼續(xù)S305；否則執(zhí)行步驟S311，從剩余前導(dǎo)碼中再獲取一個待測前導(dǎo)碼后返回步驟S303；S305、判斷是否存在相關(guān)峰值，如果是則步驟S306，本次搜索成功，該OFDM符號為一個下行幀的前導(dǎo)符號，相關(guān)峰值對應(yīng)的待測前導(dǎo)碼為搜索到的小區(qū)(或扇區(qū))的前導(dǎo)碼；否則步驟S307，本次搜索失敗，該OFDM符號為一個上行幀的首個符號。
S308、步驟S307中，每一次搜索失敗后，執(zhí)行S308步驟判斷連續(xù)搜索的首個符號總數(shù)，即幀總數(shù)是否達(dá)到設(shè)定個數(shù)，如果是則執(zhí)行步驟S309結(jié)束同步過程，否則執(zhí)行步驟S310獲取下一個首個符號，并返回步驟S302繼續(xù)利用進(jìn)行小區(qū)搜索。
相關(guān)峰值的判斷方法為繼續(xù)計算前導(dǎo)碼集合中的剩余前導(dǎo)碼對應(yīng)的相關(guān)值，如果出現(xiàn)相關(guān)峰值，則本次搜索成功，根據(jù)搜索出的前導(dǎo)碼執(zhí)行小區(qū)接入，并根據(jù)調(diào)制該前導(dǎo)碼的首個符號實現(xiàn)下行幀同步，本次同步過程結(jié)束；如果計算完所有前導(dǎo)碼對應(yīng)的相關(guān)值后，沒有出現(xiàn)相關(guān)峰值，則本次搜索失敗，再根據(jù)下一個首個符號進(jìn)行搜索。
如果連續(xù)搜索范圍超過了設(shè)定的若干首個符號，即若干幀，仍沒有出現(xiàn)相關(guān)峰值，則小區(qū)搜索失敗，結(jié)束本次同步過程。
上述方法基于時域周期性的幀定時同步的方法，根據(jù)每一個OFDM符號的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位每一個OFDM符號的起始位置，然后利用上/下行幀之間的轉(zhuǎn)換時間間隔在時域上對OFDM符號起始位置出現(xiàn)周期的破壞性定位出每一個幀的首個符號，最后再根據(jù)首個符號中的調(diào)制數(shù)據(jù)與前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定與小區(qū)或扇區(qū)有關(guān)的前導(dǎo)碼，從而完成小區(qū)搜索和下行幀同步過程。本發(fā)明技術(shù)方案有選擇性的在某些OFDM符號起始位置處，進(jìn)行頻域上的小區(qū)搜索，而非在每個OFDM符號起始位置處都進(jìn)行頻域上的小區(qū)搜索，從而降低初始同步過程中的計算復(fù)雜度。
如圖9所示，實現(xiàn)上述OFDM系統(tǒng)中TDD方式下下行幀同步方法的裝置100包括采樣單元101，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元102，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；第一定位單元103，連接采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；第二定位單元104，連接第一定位單元103，根據(jù)第一定位單元103定位出每一個OFDM符號的起始位置，再根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號；確認(rèn)單元105，分別連接存儲單元102和第二定位單元104，根據(jù)第二定位單元104定位出每一幀的首個符號，再根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
具體的計算方法如前所述，這里不再重復(fù)。
基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種根據(jù)下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)確定前導(dǎo)符號的方法，如果上、下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)不同，并且已知下行幀所含的OFDM符號數(shù)目時，判斷連續(xù)滿足周期性間距的OFDM符號起始位置出現(xiàn)的個數(shù)來確定下行幀的起始位置。假設(shè)，下行幀包含N個OFDM符號，則連續(xù)出現(xiàn)N個相鄰OFDM符號起始位置間距為一個OFDM符號長度的OFDM符號時，該N個OFDM符號的首個符號即為一個下行幀的前導(dǎo)符號。
本方法和前述方法實質(zhì)上都是通過查找破壞點來確定下行幀的前導(dǎo)符號，即兩個破壞點之間如果包含N個OFDM符號，則該N個OFDM符號全部為一個下行幀的OFDM符號。
如圖10所示，該方法包括如下步驟S100′、根據(jù)每一個OFDM符號在時域上的循環(huán)前綴特性引入的自相關(guān)性，定位出OFDM符號的起始位置；具體方法同步驟S100。
S200′、同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部為一個OFDM符號長度的連續(xù)N個OFDM符號，該連續(xù)N個OFDM符號的首個符號即為下行幀的前導(dǎo)符號，其中N為下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)；S300′、根據(jù)前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)和前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確認(rèn)下行幀前導(dǎo)符號中調(diào)整的前導(dǎo)碼，完成小區(qū)搜索和下行幀同步。
具體過程和步驟S300相同。
如圖11所示，實現(xiàn)上述OFDM系統(tǒng)中TDD方式下下行幀同步方法的裝置200包括采樣單元201，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元202，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；定位單元203，連接采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；監(jiān)測單元204，連接定位單元203，根據(jù)定位單元203定位出每一個OFDM符號的起始位置，再同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部為一個OFDM符號長度的連續(xù)N個OFDM符號，該連續(xù)N個OFDM符號的首個符號即為下行幀的前導(dǎo)符號，其中N為下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)；確認(rèn)單元205，分別連接存儲單元202和監(jiān)測單元204，根據(jù)監(jiān)測單元204定位出的下行幀的前導(dǎo)符號，再根據(jù)該前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
具體的計算方法如前所述，這里不再重復(fù)。
本發(fā)明上述方法可以廣泛應(yīng)用于OFDMA系統(tǒng)或者其它采用類似體制的通信系統(tǒng)中，并不局限于現(xiàn)有的802.16e的系統(tǒng)中。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法，其特征在于，包括如下步驟根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號；根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)OFDM符號循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位每一個OFDM符號起始位置的方法具體包括如下步驟設(shè)定滑動采樣窗口采樣幀數(shù)據(jù)，該采樣窗口的長度和循環(huán)前綴的長度相等；分別計算兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的自相關(guān)值，該相關(guān)采樣數(shù)據(jù)為分別在間距為一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴長度的兩個采樣窗口中采樣得到的兩段數(shù)據(jù)；當(dāng)計算的自相關(guān)值大于設(shè)定第一門限值時，在之后計算的一組相關(guān)值中，搜索其中最大的相關(guān)峰值，根據(jù)該相關(guān)峰值對應(yīng)的兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)中前一段數(shù)據(jù)的采樣窗口定位當(dāng)前OFDM符號的起始位置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀首個符號的方法為同步監(jiān)測每一個當(dāng)前OFDM符號與相鄰上一個OFDM符號起始位置之間的間距，其中當(dāng)前OFDM符號與相鄰上一個OFDM符號起始位置之間的間距近似等于一個OFDM符號長度時，該當(dāng)前OFDM符號為一個上行幀或下行幀的非首個符號；反之，該當(dāng)前OFDM符號即為一個上行幀或下行幀的首個符號。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述近似等于是指所述間距與一個OFDM符號長度之間的差值的絕對值小于設(shè)定閾值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，先根據(jù)所述間距的同步監(jiān)測結(jié)果，丟棄其中與相鄰上一個OFDM符號起始位置的間距小于設(shè)定第一間距的所有OFDM符號后，再進(jìn)行首個符號的定位，該第一間距小于一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴的長度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀前導(dǎo)碼的方法具體包括分別在頻域計算首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼集合中每一個前導(dǎo)碼之間的相關(guān)值，并判斷是否出現(xiàn)大于第二門限值的相關(guān)峰值，如果是，則該首個符號為下行幀的前導(dǎo)符號，該相關(guān)峰值對應(yīng)的前導(dǎo)碼為下行幀的前導(dǎo)碼；反之，該首個符號為上行幀的第一個OFDM符號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如果對連續(xù)確定出的設(shè)定個數(shù)首個符號與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)運算中，都沒有出現(xiàn)所述相關(guān)峰值，則結(jié)束本次下行幀同步過程。
8.一種在OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的裝置，包括采樣單元，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；其特征在于，所述裝置還包括第一定位單元，連接所述采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；第二定位單元，連接所述第一定位單元，根據(jù)第一定位單元定位出每一個OFDM符號的起始位置，再根據(jù)相鄰OFDM符號起始位置之間是否包含上行幀和下行幀的轉(zhuǎn)換時間間隔定位出每一幀的首個符號；確認(rèn)單元，分別連接所述存儲單元和第二定位單元，根據(jù)第二定位單元定位出每一幀的首個符號，再根據(jù)首個符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
9.一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法，所述下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)為固定值，并且上行幀中包含的OFDM符號個數(shù)不等于該固定值，所述方法包括如下步驟根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；并同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部近似為一個OFDM符號長度的連續(xù)出現(xiàn)的OFDM符號個數(shù)，當(dāng)所述個數(shù)等于所述固定值時，該連續(xù)個OFDM符號的第一個OFDM符號為下行幀的前導(dǎo)符號；根據(jù)下行幀前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)每一個OFDM符號的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位OFDM符號起始位置的方法具體包括如下步驟設(shè)定滑動采樣窗口采樣幀數(shù)據(jù)，該采樣窗口的長度和循環(huán)前綴的長度相等；分別計算兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)的自相關(guān)值，該相關(guān)采樣數(shù)據(jù)為分別在兩個間距為一個OFDM符號長度減去一個循環(huán)前綴的長度的采樣窗口中得到的采樣數(shù)據(jù)；當(dāng)計算的自相關(guān)值大于設(shè)定第一門限值時，在之后計算的一組相關(guān)值中，搜索其中最大的相關(guān)峰值，根據(jù)該相關(guān)峰值對應(yīng)的兩段相關(guān)采樣數(shù)據(jù)中前一段數(shù)據(jù)的采樣窗口定位當(dāng)前OFDM符號的起始位置。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)碼的方法具體包括分別在頻域計算前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼集合中每一個前導(dǎo)碼之間的相關(guān)值，并搜索大于第二門限值的相關(guān)峰值對應(yīng)的前導(dǎo)碼，該前導(dǎo)碼為下行幀的前導(dǎo)碼。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如果對連續(xù)確定出的設(shè)定個數(shù)前導(dǎo)符號與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)運算中，都沒有出現(xiàn)所述相關(guān)峰值，則結(jié)束本次下行幀同步過程。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述近似等于是指所述間距與一個OFDM符號長度之間的差值的絕對值小于設(shè)定閾值。
14.一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的裝置，所述下行幀中包含的OFDM符號個數(shù)為固定值，并且上行幀中包含的OFDM符號個數(shù)不等于該固定值，所述裝置包括采樣單元，采樣OFDM符號中的數(shù)據(jù)；存儲單元，存儲包含所有已知前導(dǎo)碼的前導(dǎo)碼集合；其特征在于，所述裝置還包括定位單元，連接采樣單元，根據(jù)每一個OFDM符號中的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性，定位出每一個OFDM符號的起始位置；監(jiān)測單元，連接定位單元，根據(jù)定位單元定位出每一個OFDM符號的起始位置，再同步監(jiān)測相鄰兩個OFDM符號起始位置之間的間距，查找相鄰OFDM符號起始位置間距全部近似為一個OFDM符號長度的連續(xù)出現(xiàn)的OFDM符號個數(shù)，當(dāng)所述個數(shù)等于所述固定值時，該連續(xù)個OFDM符號的第一個OFDM符號為下行幀的前導(dǎo)符號；確認(rèn)單元，分別連接存儲單元和監(jiān)測單元，根據(jù)監(jiān)測單元定位出的下行幀的前導(dǎo)符號，再根據(jù)該前導(dǎo)符號中調(diào)制的數(shù)據(jù)與已知前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定下行幀的前導(dǎo)符號和前導(dǎo)碼并實現(xiàn)下行幀同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)，特別提供一種OFDM系統(tǒng)中TDD方式下實現(xiàn)下行幀同步的方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中下行幀同步運算復(fù)雜的問題。本發(fā)明第一種方案根據(jù)每一個OFDM符號的循環(huán)前綴引入的自相關(guān)性定位每一個OFDM符號的起始位置，然后利用上/下行幀之間的轉(zhuǎn)換時間間隔在時域上對OFDM符號起始位置出現(xiàn)周期的破壞性定位出每一個幀的首個符號，最后再根據(jù)首個符號中的調(diào)制數(shù)據(jù)與前導(dǎo)碼的互相關(guān)性確定與小區(qū)或扇區(qū)有關(guān)的前導(dǎo)碼，從而完成小區(qū)搜索和下行幀同步過程，減少了運算復(fù)雜度。本發(fā)明第二種方案根據(jù)已知下行幀的OFDM符號個數(shù)直接定位出下行幀的前導(dǎo)符號，更加簡化了小區(qū)搜索和下行幀同步過程。
文檔編號H04B7/26GK1996985SQ20061008677
公開日2007年7月11日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者張朝陽, 程鵬, 周玥, 羅海燕, 王吉濱, 魏波 申請人:浙江大學(xué), 華為技術(shù)有限公司