CN107959649A - Ofdm***接收机中的符号定时同步简化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法，该简化方法是一种基于特殊训练序列的符号定时同步方法，包括以下步骤：接收信号的每位信号值Rn+k取绝对值后进行累加运算，得到第一运算结果；长度为l的本地特殊序列每个符号位的值Tk做sign优化运算，所述接收信号的每位信号值Rn+k与sign(Tk)值做相乘运算，进而做累加运算并取绝对值，得到第二运算结果；将所述第二运算结果与所述第一运算结果相除，对相除结果Q′n进行峰值检测后得到符号定时信号。OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法简化了基于训练序列的符号定时同步算法及其硬件实现结构。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法。
背景技术
正交频分复用(OFDM)是一种无线环境下的高速传输技术。技术核心是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于这些特点，该技术特别适合于存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道通信，是目前***移动通信技术的核心技术。
在OFDM***中，由于要保持各子信道信号之间的正交性，接收端在信号解调时需要很高的同步性。符号定时同步的偏差会导致符号间干扰，严重的情况下会导致子载波间干扰，从而导致***性能的下降。
现有OFDM***符号定时同步方法都是基于训练序列的符号定时同步算法，是在发送端发送数据已知的特殊训练序列，接收到完整的训练符号来进行符号定时同步的算法。现有的基于特殊训练序列的符号定时同步算法精确度比较高，但硬件实现时计算复杂度太大。
接收信号的每位信号取绝对值后进行累加运算，得到一个运算结果，接收信号的每个信号与本地特殊训练序列每位信号作相乘运算后累加并取绝对值，得到一个运算结果，将两个运算结果相除，峰值检测后得到符号定时信号。
该符号定时信号算法如下：
其中，Qn是符号定时信号，R(n+k)是接收信号，Tk是本地特殊训练序列，l是本地特殊训练序列长度，接收信号R(n+k)与本地训练序列Tk都是实数信号。
以一个子载波个数为1024的OFDM***举例，采取标准的符号定时同步时，每做出一次成功的符号定时检测，需要做出1024次乘法，如果是复数相乘，乘法器个数要翻4倍，以及后端的1024次累加和取绝对值运算。一般数字实现乘法器时，乘数和被乘数都被量化成n位位宽的有符号数或无符号数，这样一来，量化位宽越宽，相乘运算的复杂度越高。
尽管目前有各种有简化算法出现，但基本上都是针对后端峰值检测以及检测方法上的简化，前端相乘累加的实运算都是很难绕开的。这种符号定时同步算法的硬件实现是非常复杂的。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法，简化了基于训练序列的符号定时同步算法及其硬件实现结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种符号定时同步简化方法，该简化方法是一种基于特殊训练序列的符号定时同步方法，包括以下步骤：
接收信号的每位信号值Rn+k取绝对值后进行累加运算，得到第一运算结果；
长度为l的本地特殊序列每个符号位的值Tk做sign优化运算，算法如下；
所述接收信号的每位信号值Rn+k与sign(Tk)值做相乘运算，进而做累加运算并取绝对值，得到第二运算结果；以及
将所述第二运算结果与所述第一运算结果相除，对相除结果Q′n进行峰值检测后得到符号定时信号，Q′n公式如下：
优选地，上述技术方案中，所述接收信号的每位信号与sign(Tk)做相乘运算时，不需要乘法器，只需要if语句即可实现：当sign(Tk)为1时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k取原值就得到所述相乘运算的结果；当sign(Tk)为-1时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k取反就得到所述相乘运算的结果；当sign(Tk)为2时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k进行移位就得到所述相乘运算的结果；当sign(Tk)为-2时，对对所述接收信号的该位信号值Rn+k进行移位并取反就得到所述相乘运算的结果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
不需要乘法器，大大简化了基于训练序列的符号定时同步的算法及其硬件实现结构。
附图说明
图1是根据本发明的一实施方式的基于训练序列的符号定时同步方法的硬件原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明提出了一种计算符号定时方法，对运算做出简化，从原理上抛开乘法器不用，可以大大简化硬件实现复杂度。
图1是根据本发明的一实施方式的基于训练序列的符号定时同步简化算法的硬件原理图。
该算法巧妙之处在于：本地特殊训练序列Tk是经过了精心设计过的特殊符号序列，一般是自相关性能非常好，互相关性能不好的序列组成。接收信号Rn是经过采样后的值，这个信号是不能简化的。但本地训练序列Tk则可以事先做优化，使之与Rn相乘后，符号定时信号结果不受影响，从而可以简化掉乘法器。
基于特殊训练序列的符号定时同步算法如下：
1，接收信号的每位信号值Rn+k取绝对值后进行累加运算，得到第一运算结果；
2，长度为l的本地特殊序列每个符号位的值Tk做sign优化运算，算法如下；
如果本地特殊序列Tk每个符号位的值大于等于0小于1，直接量化成1。如果Tk每个符号位的值大于1，直接量化成2。如果本地特殊序列Tk每个符号位的值大于等于-1小于0，直接量化成-1。如果Tk每个符号位的值小于-1，直接量化成-2。这样处理后既保留了符号位属性，同时也保留了幅度属性。
3，接收信号的每位信号值Rn+k与sign(Tk)值做相乘运算，进而做累加运算并取绝对值，得到第二运算结果；以及
4，将第二运算结果与第一运算结果相除，对相除结果Q′n进行峰值检测后得到符号定时信号，Q′n公式如下。
根据公式分析，算法不需要乘法器。用一个if语句取原值或取反或移位处理，即可代替原来的n位的乘法器了，使运算量得到了根本性的简化。
经过上面简化后峰值检测得到了极大简化，判决时以两个峰值间隔是一个FFT/IFFT来作为判决条件。
所述OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法不需要乘法器，大大简化了基于训练序列的符号定时同步的算法及其硬件结构。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (2)
1.一种OFDM***接收机中的符号定时同步简化方法，是一种基于特殊训练序列的符号定时同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收信号的每位信号值Rn+k取绝对值后进行累加运算，得到第一运算结果；
长度为l的本地特殊序列每个符号位的值Tk做sign优化运算，算法如下；
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所述接收信号的每位信号值Rn+k与sign(Tk)值做相乘运算，进而做累加运算并取绝对值，得到第二运算结果；以及
将所述第二运算结果与所述第一运算结果相除，对相除结果Q′n进行峰值检测后得到符号定时信号，Q′n公式如下：
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2.根据权利要求1所述的基于特殊训练序列的符号定时同步方法，其特征在于，所述接收信号的每位信号与sign(Tk)做相乘运算时，不需要乘法器，只需要if语句即可实现：
当sign(Tk)为1时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k取原值就得到所述相乘运算的结果；
当sign(Tk)为-1时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k取反就得到所述相乘运算的结果；
当sign(Tk)为2时，对所述接收信号的该位信号值Rn+k进行移位就得到所述相乘运算的结果；
当sign(Tk)为-2时，对对所述接收信号的该位信号值Rn+k进行移位并取反就得到所述相乘运算的结果。
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