CN106953824A - 一种基于时域和频域协同的ofdm符号同步调制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法，首先，存储前导符号到频域星座表中，利用时域相关模块对符号进行粗同步估算，并进行粗同步调制；接着，在频域星座表的配合下，利用频域相关模块对频域信号进行符号精同步调整计算，并进行精同步调制；最后，经时频转换和频域信号解调后，完成OFDM符号同步调制过程。其符号同步调制精度高，过程简单，运算复杂度明显降低，同步可靠性高，性能稳定，适合各种通讯协议及各种前导类型符号的使用。

Description

一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法
技术领域
本发明涉及一种OFDM调制方法，特别涉及一种针对符号同步的、基于时域和频域协同的OFDM调制方法，属于通讯技术领域。
背景技术
现有宽带通信主要采用OFDM调制方式，其具有频谱利用率高，抗多径衰弱能力强等优点。在无线和有线宽带通信领域，如：DVB-T、WiFi、ITU-T G.hn、HomePlug AV以及国家电网宽带PLC协议等有广泛应用。其中，符号同步作为OFDM接收解调的核心算法之一，直接影响解调性能和解调质量。为避免符号间干扰，接收机需精确同步OFDM符号，称为符号定时，以达到良好的接收性能。
传统的OFDM符号同步都采用时域相关算法完成，其主要分为两类：
1、滑动自相关符号同步（Sliding Auto-Correlation）
其中：N为符号采样周期，x为时域采样值，y为滑动相关值。
在符号周期内找到一个y峰值，即为符号同步边界。
该算法运算量小，每个采样点相关值y(n+1)只需要基于前一个采样点相关值y(n)做两次乘法，需要的资源较少。但得到的相关峰不是一个陡峭的脉冲，而是一个三角峰值，受噪声等干扰影响较大，不能得到准确的定时位置。
2、基于前导符号的滑动互相关符号同步（Sliding Cross Correlation）
其中：L为相关窗长度，x为时域采样值，r为前导符号参考采样值序列，y为滑动相关值。
在符号周期内找到一个y峰值，即为符号同步边界。
该算法相关峰值为尖锐的脉冲，比较有利于精确的符号粗同步。但在多径信道情况下会出现多个相关峰值，且受频偏影响较大，另外，由于每个采样点需要完成全部相关窗长L内的相关计算，运算量大，需要消耗较多的芯片逻辑资源，造成功耗和成本的上升。
如何改善这一情况，提高符号同步过程的可靠性，降低运营成本，就成为本发明想要解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种在时域相关算法的基础上引入频域运算，形成一种基于时域和频域相结合的OFDM符号同步调制方法，以创新性思维解决同步精度和运算复杂度之间的矛盾，实现符号准确同步的目的。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法，具体步骤包括：
步骤1、根据待调制通讯协议配置频域星座表内容，存储前导符号到频域星座表中。
步骤2、当时域信号作为输入信号进入接收通道时，在时域相关模块中使用滑动自相关符号同步算法进行OFDM符号粗同步估算，得到粗同步调整量。
步骤3、根据粗同步调整量在同步粗调中对时域信号进行粗同步调制。
步骤4、快速傅里叶变换模块对粗同步调制后的时域信号进行时频转换，频域相关模块根据接收到的频域信号和前期存储的频域星座表进行频域相关符号精同步调整计算，得到精同步调整量。
步骤5、根据精同步调整量在同步精调中对粗调后的时域信号进行反馈后的精同步调制。
步骤6、快速傅里叶变换模块对精同步调制后的时域信号进行时域到频域的转换。
步骤7、经频域解调模块进行频域信号解调后，完成OFDM符号同步调制过程。
所述步骤4中，频域相关模块根据下列公式完成精同步调整量计算：
其中，为经过快速傅里叶变换模块转换后的接收数据频域信号；为前导符号参考的频域星座表信号，k为频域子载波序号，计算得出的值，即为采用点的精同步调整量。
本发明所述的一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法的有益效果包括：
1、采用时域和和频域协同的相关算法对OFDM符号进行同步调制，同步可靠性高，性能稳定；
2、预先在频域星座表中存储了前导符号作为频域相关模块的参考值，并通过灵活配置的方式以适应各种协议及各种前导类型的使用，方便了频域相关计算过程；
3、由于频域相关算法每个符号计算一次，降低了计算量，利于集成电路的资源优化；
4、符号同步调制精度高，过程简单，运算复杂度明显降低。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步的描述，图中粗线条为信号流，细线条为控制流。
本发明所述的一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法，具体步骤包括：
步骤1、根据待调制通讯协议配置频域星座表内容，存储前导符号到频域星座表中。
在频域星座表中预先存储前导符号，作为同步参考提供给频域相关算法，以确保前导符号的准确性和使用灵活性，并根据协议灵活配置前导符号，以达到对不同协议适配的目的。
步骤2、当时域信号作为输入信号进入接收通道时，在时域相关模块中使用滑动自相关符号同步算法进行OFDM符号粗同步估算，得到粗同步调整量。
步骤3、根据粗同步调整量在同步粗调中对时域信号进行粗同步调制。
步骤4、快速傅里叶变换模块对粗同步调制后的时域信号进行时频转换，频域相关模块根据接收到的频域信号和前期存储的频域星座表进行频域相关符号精同步调整计算，得到精同步调整量。
其中，频域相关模块根据下列公式完成精同步调整量计算：
为经过快速傅里叶变换模块转换后的接收数据频域信号；为前导符号参考的频域星座表信号；k为频域子载波序号。计算得出的值，即为采用点的精同步调整量。
步骤5、根据精同步调整量在同步精调中对粗调后的时域信号进行精同步调制。
步骤6、利用快速傅里叶变换模块对精调后的时域信号进行时域到频域的转换。
步骤7、经频域解调模块进行频域信号解调后，完成OFDM符号同步调制，整个基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制过程完成。

Claims (2)

1.一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1、根据待调制通讯协议配置频域星座表内容，存储前导符号到频域星座表中；
步骤2、当时域信号作为输入信号进入接收通道时，在时域相关模块中使用滑动自相关符号同步算法进行OFDM符号粗同步估算，得到粗同步调整量；
步骤3、根据粗同步调整量在同步粗调中对时域信号进行粗同步调制；
步骤4、快速傅里叶变换模块对粗同步调制后的时域信号进行时频转换，频域相关模块根据接收到的频域信号和前期存储的频域星座表进行频域相关符号精同步调整计算，得到精同步调整量；
步骤5、根据精同步调整量在同步精调中对粗调后的时域信号进行反馈后的精同步调制；
步骤6、快速傅里叶变换模块对精同步调制后的时域信号进行时域到频域的转换；
步骤7、经频域解调模块进行频域信号解调后，完成OFDM符号同步调制过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于时域和频域协同的OFDM符号同步调制方法，其特征在于，所述步骤4中，频域相关模块根据下列公式完成精同步调整量计算：
其中，为经过快速傅里叶变换模块转换后的接收数据频域信号；为前导符号参考的频域星座表信号，k为频域子载波序号；
计算得出的值，即为采用点的精同步调整量。
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