本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的定時同步方法研究。
背景技術(shù)：
：由于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)對信號傳輸率以及傳輸質(zhì)量的需求日益增長。聯(lián)合MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)已經(jīng)成為未來無線系統(tǒng)理想的解決方案。MIMO技術(shù)通過傳輸分集、波束賦形以及空間復(fù)用的方式，可以在不增加帶寬的情況下提高系統(tǒng)容量和信號傳輸性能。OFDM通過多路子載波的并行調(diào)制，從而采用不同的調(diào)制方式以適應(yīng)無線信道環(huán)境，此外OFDM符號由于其自身結(jié)構(gòu)的特點還具有良好的抗多徑干擾性能。在分布式天線系統(tǒng)中，基站天線放置于小區(qū)各處，基站中央處理單元通過光纖或無線方式與這些天線進(jìn)行物理連接。因此，分布式天線系統(tǒng)大大縮短了用戶的平均接入距離，從而能夠降低發(fā)射功率，擴(kuò)大覆蓋范圍，提高小區(qū)邊緣用戶性能，并且能夠根據(jù)場景需求而靈活的調(diào)整基站發(fā)射天線數(shù)。然而由于基站的各個發(fā)射天線分布于小區(qū)的各個位置，由于不同的發(fā)射天線與接收天線之間的傳輸信道不同，導(dǎo)致分布式天線系統(tǒng)存在互時延，使得分布式天線系統(tǒng)下的定時同步算法更加復(fù)雜。為了有效地獲取各個天線的時延信息，在現(xiàn)有的常用定時同步算法有加權(quán)循環(huán)移位(weightedphase-shift,WPS)算法。它利用了恒包絡(luò)零自相關(guān)(ConstantAmplitudeZeroAutoCorrelation,CAZAC)序列的良好的自相關(guān)性，采用3組不同根值的CAZAC序列來區(qū)分不同的小區(qū)，用以攜帶小區(qū)物理組內(nèi)ID信息，利用CAZAC序列的加權(quán)循環(huán)移位序列作為本地訓(xùn)練序列，而在接收端進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，通過不同的循環(huán)位移權(quán)值，來區(qū)分不同天線對之間的時延，從而實現(xiàn)MIMO-OFDM系統(tǒng)的定時同步。但是該算法無法區(qū)分每個相關(guān)峰值對應(yīng)的發(fā)射天線，即無法確定每根發(fā)射天線的定時位置。并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)端最大發(fā)射天線數(shù)為4根時，攜帶小區(qū)物理組內(nèi)ID的本地同步序列則有12組，顯然此時計算復(fù)雜度過大，不利于實現(xiàn)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。提出了一種克服了WPS算法無法區(qū)分每個相關(guān)峰值對應(yīng)的發(fā)射天線的問題、計算復(fù)雜度得以大大降低的基于CAZAC序列的定時同步方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)下基于CAZAC序列的定時同步方法，其包括以下步驟：101、在分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射端，將小區(qū)物理組內(nèi)ID信息通過3組不同根值的恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列承載在發(fā)射主天線上，而接收端通過檢測收到的CAZAC序列根值，來獲取小區(qū)物理組內(nèi)ID；在其余副天線上承載固定的不同于主天線的CAZAC序列，用以區(qū)分不同發(fā)射天線之間的時延，發(fā)送給接收端；這里各個天線端口與CAZAC根值的對應(yīng)關(guān)系唯一，即接收端知道檢測到的CAZAC序列所對應(yīng)的發(fā)射天線端口；102、在接收端，接收發(fā)射端天線發(fā)送來的序列，將接收序列與接收端的本地序列進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算，通過檢測相關(guān)峰值，從而獲取天線的時延信息以及小區(qū)組內(nèi)ID信息，求出各個天線的定時同步點。進(jìn)一步的，分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射端有四根天線時，接收端進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算的本地序列總共有6種。進(jìn)一步的，所述滑動相關(guān)運(yùn)算的算法包括以下步驟：步驟一：將接收序列與所有6組本地同步序列分別根據(jù)公式：分別進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算，其中，sn為本地同步序列，rn為接收序列，C是接收序列和本地同步序列的滑動相關(guān)值。分別記下各接收序列數(shù)據(jù)與6組本地同步序列滑動相關(guān)運(yùn)算后的相關(guān)值，將得到的相關(guān)值進(jìn)行能量歸一化處理得到判決值；步驟二：將處理得到的判決值與既定門限系數(shù)比較，從而判斷OFDM符號的大致起始位置，即粗同步點，每完成預(yù)先設(shè)定的N次相關(guān)運(yùn)算，再進(jìn)行一次能量歸一化處理并與既定門限系數(shù)比較，尋找OFDM符號的大致起始位置，得到相應(yīng)同步序列的粗同步點；步驟三：根據(jù)前三組數(shù)據(jù)中的最大峰值所對應(yīng)的CAZAC根值，進(jìn)行精同步計算，結(jié)合小區(qū)組內(nèi)ID信息與CAZAC序列根值信息對應(yīng)關(guān)系表求出小區(qū)組內(nèi)ID信息。進(jìn)一步的，步驟101所述承載在發(fā)射主天線的恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列的3組不同根值根值為11，19，31，所對應(yīng)的小區(qū)組內(nèi)ID分別為0，1，2。進(jìn)一步的，步驟一進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算前還包括先對本地同步序列和接收序列均進(jìn)行16倍降采樣處理的步驟。進(jìn)一步的，步驟二的N取128時，從3組發(fā)射主天線同步序列計算的128*3個相關(guān)值中找到最大值，并進(jìn)行能量歸一化處理，將得到的判決值和既定門限系數(shù)比較，若判決門限小于判決值，則記下發(fā)射主天線的粗同步點，否則繼續(xù)尋找發(fā)射主天線的相關(guān)峰值，對其余副天線同步序列中進(jìn)行同樣操作，從而得到4組相應(yīng)同步序列的粗同步點。進(jìn)一步的，步驟三進(jìn)行精同步計算包括：非降采樣情況下，將接收序列與本地同步序列進(jìn)行2048點的滑動相關(guān)運(yùn)算。將滑動窗定為各粗同步點前后64點，分別將發(fā)送數(shù)據(jù)與粗同步過程中求出的4組同步序列數(shù)據(jù)進(jìn)行128次本地互相關(guān)計算，將峰值的位置結(jié)合粗同步點就得到各個發(fā)射天線的定時同步點；最后根據(jù)小區(qū)組內(nèi)ID號與CAZAC序列根值對應(yīng)關(guān)系求出小區(qū)組內(nèi)ID號。本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下：本發(fā)明克服了WPS算法無法區(qū)分每個相關(guān)峰值對應(yīng)的發(fā)射天線的問題。并且對于4天線的小區(qū)蜂窩系統(tǒng)來說，改進(jìn)算法所使用的本地同步序列總共有6種，相較于WPS算法的12種，本地互相關(guān)計算的復(fù)雜度得以大大降低。解決了分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)下WPS算法本地同步序列過多，計算復(fù)雜度大的問題。在高斯信道和EPA信道下，算法性能較好，而在在算法耗時方面，利用FPGA的并行處理的優(yōu)點，同時進(jìn)行幾組本地序列和接收序列的相關(guān)計算，耗時大大較少，能夠滿足需求；附圖說明圖1是本發(fā)明提供優(yōu)選實施例的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)下基于CAZAC序列的定時同步方法實現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明的算法與WPS算法的算法性能仿真對比圖；圖3是根序列相關(guān)性圖；圖4是同步序列天線映射圖表1是小區(qū)組內(nèi)ID信息與CAZAC序列根值信息對應(yīng)關(guān)系表；具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、詳細(xì)地描述。所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實施方式步驟如下：步驟一：如圖3所示，在發(fā)送端各個發(fā)射天線端口插入CAZAC序列，生成公式如下。各組CAZAC序列通過根指示序列u進(jìn)行區(qū)分。du(n)=e-jπun(n+1)63n=0,1,...,30e-jπu(n+1)(n+2)63n=31,32,...,61]]>由LTE物理層協(xié)議可知，對于不同的小區(qū)組內(nèi)ID，P0所用的根序列對應(yīng)的u值如表1。由圖4可知，根值為11，19，31的CAZAC序列，具有良好的相關(guān)性，由此可設(shè)計同步序列。步驟二：為了降低計算量，前先對本地同步序列和接收序列均進(jìn)行16倍降采樣處理。步驟三：將降采樣后的接受序列與本地同步序列進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算，記下每組相關(guān)數(shù)據(jù)，將得到的相關(guān)值進(jìn)行能量歸一化處理。步驟四：將處理得到的判決值與既定門限系數(shù)比較，從而判斷同步序列的大致位置。信號能量的計算是對輸入數(shù)據(jù)幅值的疊加，這里為了減少門限判決次數(shù)，避免判決失誤，每完成128次相關(guān)運(yùn)算，再進(jìn)行一次能量計算并進(jìn)行門限判決，尋找同步序列的大致位置。從3組P0計算的128*3個相關(guān)值中找到最大值，并進(jìn)行能量歸一化處理，將得到的判決值和既定門限系數(shù)比較，若判決門限小于判決值，則記下P0的粗同步點，否則繼續(xù)尋找P0的相關(guān)峰值。對P1，P2，P3中進(jìn)行同樣操作，從而得到相應(yīng)同步序列的粗同步點。步驟五：根據(jù)P0數(shù)據(jù)中的最大峰值所對應(yīng)的CAZAC根值，結(jié)合表1，求出小區(qū)組內(nèi)ID信息。表1步驟六：在非降采樣情況下，將接收序列與本地同步序列進(jìn)行2048點的滑動相關(guān)運(yùn)算。將滑動窗定為各粗同步點前后64點，分別將發(fā)送數(shù)據(jù)與粗同步過程中求出的4組同步序列數(shù)據(jù)進(jìn)行128次本地互相關(guān)計算，將峰值的位置結(jié)合粗同步點就得到各個發(fā)射天線的定時同步點。以上這些實施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3