CN102045292B - 协同中继***同步序列构造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种协同中继***同步序列构造方法，是适于协同中继***利用恒幅零自相关基础序列构造同步训练序列的设计方法，所构造的同步序列由两部分组成，第一部分由不等周期短基础序列构成，第二部分由长基础序列构成。根据所构造同步序列中的不等周期短基础序列可完成定时偏移估计，根据所构造同步序列中的长基础序列可完成频率偏移估计，相关的定时频偏估计算法只需要简单的自相关与互相关运算即可。本发明提供的序列构造方法有效的解决了协同中继***中所特有的多时偏与多频偏问题，基于该序列的同步算法计算复杂度低、估计性能好。
Description
技术领域
本发明是一种可应用于协同中继通信***中的同步序列构造方法，属于移动通信中的同步技术领域。
背景技术
传统的蜂窝通信***所面临的基本问题是由有限带宽而导致的容量受限以及时变多径衰落导致的通信可靠性下降。如果继续采取这种网络结构，将无法适应未来无线应用的要求。中继技术通过在蜂窝小区中放置一些功能相对简单的固定或移动中继站来放大或译码转发基站与移动用户之间的信号，可以降低信号的发射功率，延伸基站的覆盖范围，消除覆盖盲区，从而能够有效地降低成本。进一步，协同中继技术通过中继之间的协作，可以利用空间分集进一步抵抗无线信道的多径衰落、克服阴影效应，从而进一步增强通信质量，提高频谱效率。
然而，在协作中继***中，由于中继地理位置分布的不同以及多个晶振之间的互相不匹配，在多个中继链路之间存在多个不同的定时偏移与多个不同的载波频率偏移，这是协作中继***有别于传统点对点通信***的最显著之处。因此，需要研究针对协作中继***的有效的同步序列构造方法。
发明内容
技术问题：本发明的目的是在协同中继***中，提供一种可以有效估计多个定时偏移与多个频率偏移的同步序列构造方法。所构造出的同步序列具有生成简单、***负载低的优点，且基于所构造序列的定时估计与频偏估计方法具有较低的计算复杂度，但同时能够达到令人满意的***性能要求。
技术方案：本发明是基于协同通信中继***针对该***所存在的多个定时偏移与多个频率偏移这一问题所提出来的。利用恒幅零自相关序列所构造的适于协同中继***的同步序列，整个序列由两部分构成，分别完成粗定时估计、
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细定时估计和小数频偏估计、整数频偏估计；序列的第一部分由不等周期短基础序列构成，其中，不等周期主要指的是对应每一协同中继的短基础序列其周期各不相同，序列的第二部分由两个等周期长基础序列构成；短基础序列采用恒幅零自相关序列并充分利用其良好的自相关与互相关属性以克服由于多时偏与多频偏影响所带来的中继间干扰；与长基础序列相对应的频域序列也采用恒幅零自相关序列并充分利用其良好的自相关与互相关属性以同时优化小数频偏估计和整数频偏估计的性能。
其序列构造具体方法如下：
1.)构造K个周期分别为L1，L2，L LK的不等周期短基础序列，并使其满足恒幅零自相关性质，其中，K为协同中继***内中继节点的个数；
2.)分别周期重复上述短基础序列，形成K个长度为N的对应于各个中继同步序列的第一部分，其中，N为中继***的数据帧长，其数据取为2的幂次，且可分解为N＝PQ并有P、Q都为整数；
3.)构造长度为P的恒幅零自相关序列，其中，P＜N且有P＝N/Q；
4.)对步骤3所构造出的序列做均匀插零操作，扩展成长度为N＝PQ的序列；
5.)对步骤4所构造出的序列分别做K次循环右移位操作，移位偏移量分别为0，m，2m，L，(K-1)m，其中，
为基本移位长度，
为取整算子；
6.)对步骤5所构造出的K个序列分别做反离散傅立叶变换运算，并周期重复一次，得到K个长度为2N的对应于各个中继的同步序列的第二部分；
7.)在所构造的同步序列的第一部分的前面***零前缀，在所构造的同步序列的第一部分与第二部分之间***循环前缀，则得到最终的对应于K个中继的同步序列。
有益效果：
1、在协作中继通信***中，本发明所提出的序列构造方法简单，利于发射机的低复杂度实现；
2、基于本发明所提出的序列构造方法，接收机中的定时估计和频偏估计算法只需要做简单的自相关和互相关运算就可以获得良好的估计性能，利于接收机的低复杂度实现；
3、本发明所提出的序列构造方法可以推广至分布式天线***、无线传感器网、自组织网等其他通信***中。
-2-
附图说明
图1是协作中继***模型框图。
图2是同步序列整体结构示意图。
图3是同步序列中短基础序列(SBS)部分的结构示意图。
图4是对应于同步序列中长基础序列(LBS)部分的频域序列结构示意图。
图5是所提出的协同中继***同步序列构造方法的实现结构示意图。
具体实施方式
根据图2所示的同步序列整体结构示意图和图5所示的协同中继***同步序列构造方法的实现结构示意图，给出所提出同步序列的具体实现步骤如下：
a)构造K个不等周期(周期分别为L1，L2，L LK)的短基础序列，并使其满足恒幅零自相关性质；
b)分别周期重复上述短基础序列，形成K个长度为N的对应于各个中继同步序列的第一部分；
c)构造长度为P的恒幅零自相关序列；
d)对步骤3所构造出的序列做均匀插零操作，扩展成长度为N＝PQ的序列；
e)对步骤4所构造出的序列分别做K次循环右移位操作(移位偏移量分别为0，m，2m，L，(K-1)m，其中，
为取整算子)；
f)对步骤5所构造出的K个序列分别做反离散傅立叶变换运算，并周期重复一次，得到K个长度为2N的对应于各个中继的同步序列的第二部分；
g)在所构造的同步序列的第一部分的前面***零前缀，在所构造的同步序列的第一部分与第二部分之间***循环前缀，则得到最终的对应于K个中继的同步序列。
Claims (1)
1.一种协同中继***同步序列构造方法，其特征在于利用恒幅零自相关序列所构造的适于协同中继***的同步序列，整个序列由两部分构成，分别完成粗定时估计、细定时估计和小数频偏估计、整数频偏估计；序列的第一部分由不等周期短基础序列构成，其中，不等周期主要指的是对应每一协同中继的短基础序列其周期各不相同，序列的第二部分由两个等周期长基础序列构成；短基础序列采用恒幅零自相关序列并充分利用其良好的自相关与互相关属性以克服由于多时偏与多频偏影响所带来的中继间干扰；与长基础序列相对应的频域序列也采用恒幅零自相关序列并充分利用其良好的自相关与互相关属性以同时优化小数频偏估计和整数频偏估计的性能；
该构造的方法具体为：
1.）构造K个周期分别为L1,L2,…LK的不等周期短基础序列，并使其满足恒幅零自相关性质，其中，K为协同中继***内中继节点的个数；
2.）分别周期重复上述短基础序列，形成K个长度为N的对应于各个中继同步序列的第一部分，其中，N为中继***的数据帧长，其数据取为2的幂次，且可分解为N=PQ并有P、Q都为整数；
3.）构造长度为P的恒幅零自相关序列，其中，P<N且有P=N/Q；
4.）对步骤3所构造出的序列做均匀插零操作，扩展成长度为N=PQ的序列；
5.）对步骤4所构造出的序列分别做K次循环右移位操作，移位偏移量分别为0,m，2m，…,(K-1)m，其中，为基本移位长度，
为取整算子；
6.）对步骤5所构造出的K个序列分别做反离散傅立叶变换运算，并周期重复一次，得到K个长度为2N的对应于各个中继的同步序列的第二部分；
7.）在所构造的同步序列的第一部分的前面***零前缀，在所构造的同步序列的第一部分与第二部分之间***循环前缀，则得到最终的对应于K个中继的同步序列。
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