專利名稱：：用于mimo非實時平臺的同步序列的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及M頂0(多輸入多輸出)非實時平臺中基于前導(dǎo)序列的同步算法，屬于多輸入多輸出系統(tǒng)平臺實現(xiàn)
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：同步技術(shù)是任何一個通信系統(tǒng)都需要解決的實際問題，直接關(guān)系到通信系統(tǒng)的整體性能。沒有準確的同步算法，就不可能進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同步技術(shù)是信息可靠傳輸?shù)那疤帷頂0非實時平臺為研究在真實無線信道環(huán)境下MIM0通信系統(tǒng)的實現(xiàn)問題，搭建一套開放式、階段性、系統(tǒng)級試驗平臺。CN101170333公開了一種《分布式多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)真實環(huán)境測試平臺》，是一種MIMO非實時平臺，針對現(xiàn)有的無線通信算法驗證僅使用簡化的無線信道仿真所帶來的問題，該平臺的發(fā)送接收經(jīng)歷一個完整的從星座映射、脈沖成型、調(diào)制，到同步、解調(diào)、判決的傳輸過程，并通過真實的無線信道傳輸，受到整個系統(tǒng)所帶來的影響，恢復(fù)的信號能夠更加準確的檢驗MIMO系統(tǒng)算法的性能。對于MIMO非實時平臺來講，系統(tǒng)同步主要使用幀同步來實現(xiàn)，而幀同步需要確定兩個參數(shù)幀的起始位置和載波頻偏。幀起始位置的確定是基于前導(dǎo)序列的算法在估計同步參數(shù)吋基本上都是依靠時域上重復(fù)序列的相關(guān)操作來實現(xiàn)的。通常構(gòu)建前導(dǎo)序列有時域構(gòu)建和頻域構(gòu)建兩種方式，在SIS0(單輸入單輸出)系統(tǒng)中，重復(fù)序列只要滿足一定的結(jié)構(gòu)就可以，但在MIMO系統(tǒng)中，由于接收信號是多個發(fā)送端發(fā)送信號的疊加，為了區(qū)分各發(fā)送天線信號經(jīng)歷不同信道到達某一接收天線的時刻，往往要求各發(fā)送端發(fā)出的前導(dǎo)序列之間能夠相互正交。在這種情況下，采用頻域構(gòu)建這種方式就很難使得到的序列滿足條件，因此大都采用時域構(gòu)建。MIM0非實時平臺所使用的Gold序列完全在時域進行構(gòu)建，并且具有良好的互相關(guān)特性，是作為非實時平臺前導(dǎo)序列較為理想的一種選擇。但時域構(gòu)建存在一個問題，由于升余弦滾降濾波器的通帶特性不可能做到完全理想，從而造成對同步捕獲參數(shù)的估計誤差增大，降低系統(tǒng)性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對MIM0非實時平臺中由于升余弦滾降濾波器的通帶特性對前導(dǎo)序列正交性的影響，使得同歩捕獲誤差增大的問題，提供一種相關(guān)性惡化程度小于原Gold序列的惡化程度、能夠提高系統(tǒng)性能的用于MIM0非實時平臺的同步序列的構(gòu)建方法。本發(fā)明的用于MIM0非實時平臺的同步序列的構(gòu)建方法是將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時域構(gòu)建兩個階段，頻域構(gòu)建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構(gòu)建保持序列之間良好的互相關(guān)特性，具體步驟如下-(1)對于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插O后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時域，得到需要的時域序列。上述方法結(jié)合時域和頻域兩種構(gòu)建方式改進了Gold序列，可以通過調(diào)節(jié)插入零點的數(shù)目M得到不同長度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)的要求。該構(gòu)建方法在用于非實時平臺上表現(xiàn)了很好的系統(tǒng)性能，將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時域構(gòu)建兩個階段，頻域構(gòu)建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構(gòu)建為了保持序列之間良好的互相關(guān)特性，在保持各天線發(fā)送序列之間正交性的同時又避免了由數(shù)字系統(tǒng)中各濾波器特性非理想而引起的性能下降，提高了系統(tǒng)的同步性能。本發(fā)明改進了Gold序列的設(shè)計，主要特點表現(xiàn)為(l)受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導(dǎo)序列之間仍具有良好的互相關(guān)特性；(2)調(diào)節(jié)插入零點的的數(shù)目就可以得到不同長度的前導(dǎo)序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變,可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)要求；(3)減少同步定位錯誤的概率，從而提高了通信系統(tǒng)的性能。圖1是MIM0非實時平臺的幀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是原Gold序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線圖。圖3是改進的Gold序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線圖。圖4是高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率示意圖。具體實施例方式MIMO非實時平臺的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，本發(fā)明是在Gold序列的基礎(chǔ)上結(jié)合時域和頻域兩種構(gòu)建方式，生成了一種新的前導(dǎo)序列。該序列在頻域上的高頻部分不包含有效信息。具體步驟是1.對于m位的Gold序列做FFT，得到頻域序列；2.在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的0，M為偶數(shù)，從而保證高頻部分不含有效信息；3.對插0后的頻域序列做IFFT，變回到時域，得到需要的時域序列?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)插入零點的數(shù)目M得到不同長度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)的要求?？紤]一個2根發(fā)送天線1根接收天線的序列設(shè)計，比較原Gold序列和改進Gold序列的互相關(guān)性，定義互相關(guān)表達式分別為2m《',=2m+W《為原Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個符號，n=l，2…，2m.,6,為改進Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個符號，n=l,2"'，2m+M.通過仿真計算得到，在理想的情況下改進序列的互相關(guān)性跟原序列的互相關(guān)性相同，其中的結(jié)果分別相對i^和i^'做了歸一化，原Gold序列和改進Gold序列的歸一化相關(guān)性如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>但是在實際應(yīng)用中，數(shù)字序列在收發(fā)兩端需要經(jīng)過升余弦滾降濾波器的濾波處理，真正同步處理的序列都包含了這些處理帶來的影響。因此序列是否能夠具有良好的相關(guān)特性需要在接收端進行考察。為了檢驗實際應(yīng)用中原Gold序列與改進Gold序列的互相關(guān)特性，將兩種序列經(jīng)過相同的升余弦滾降濾波器升采樣后再降采樣回到基帶，采樣率為8倍的符號速率。受濾波器影響后的原Gold序列和改進Gold序列的相關(guān)特性比較如下表所示，其中原Gold中m二128，改進Gold序列中M=256。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(b)受濾波器影響后改進Gold序列的歸一化相關(guān)性由上表可以看出，在受到濾波器影響后，原Gold序列的相關(guān)性惡化程度遠大于改進序列的惡化程度。圖2和圖3給出了兩種序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線，由此可見在實際無線傳輸信道中，改進的Gold序列的同歩性能要比原Gold序列的性能有所提升，在不同M值的改進序列中，由于隨M值的增大序列互相關(guān)性能也有所改善，因此同步定位性能也隨之提升。隨M值的增大序列長度增大，這也會曾強對噪聲的抵抗能力。圖4給出了高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率。設(shè)FAP為同步定位出錯的概率。通過比較可以看出在MIM0非實時平臺中，采用本發(fā)明的方法同步定位的準確率得到大幅度提升。權(quán)利要求1.一種用于MIMO非實時平臺的同步序列的構(gòu)建方法，其特征是，將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時域構(gòu)建兩個階段，頻域構(gòu)建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構(gòu)建保持序列之間的互相關(guān)特性，具體步驟如下(1)對于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插0后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時域，得到需要的時域序列。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于MIMO非實時平臺的同步序列的構(gòu)建方法，該構(gòu)建方法是將Gold序列分為頻域構(gòu)建和時域構(gòu)建兩個階段，具體步驟如下(1)對于m位的Gold序列做FFT變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的0，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插0后的頻域序列做IFFT變換，變回到時域，得到需要的時域序列。本發(fā)明改進了Gold序列的設(shè)計，受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導(dǎo)序列之間仍具有良好的互相關(guān)特性；調(diào)節(jié)插入零點的的數(shù)目就可以得到不同長度的前導(dǎo)序列，可以適應(yīng)不同的系統(tǒng)要求；減少同步定位錯誤的概率，提高了通信系統(tǒng)的性能。文檔編號H04L27/26GK101414991SQ20081015928公開日2009年4月22日申請日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者健孫,袁東風(fēng),娜辛申請人:山東大學(xué)