基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法及同步方法
基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法及同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及0抑M技术领域，尤其设及基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法 及OFDM同步方法。
【背景技术】
[000引 正交频分复用（OrthogonalRrequen巧DivisionMultiplexing,(FDM)是一种特 殊的多载波传输技术，其被广泛运用到数字音频广播、无线局域网等无线通信系统中。
[0003] OFDM通信技术对同步误差十分敏感，当出现载波频偏和定时误差时，会造成载波 间干扰（Inter-Carrier-Interference，ICI)和码间干扰（Inter-Symbol-Interference， ISI)，严重影响整体性能。
[0004] 为了消除载波频偏和定时误差，现有技术通常在每一帖OFDM发射数据的前面添 加训练序列。由于训练序列在结构和内容上进行了特殊的设计，就有利于OFDM接收机通过 接收并检测该同步训练序列的方法来消除载波频偏和定时误差。
[0005] 化irp信号也叫做线性调频信号，在一个周期内，其载频呈线性变化。化irp信号 具有良好的脉冲压缩特性。
[0006] 因此，现有的一种产生OFDM数据序列的方法是直接将化irp信号添加在每一帖 OFDM发射数据的前面W产生OFDM数据序列。相应地，当接收端对该样的OFDM信号进行同 步时，则利用该化i巧信号的匹配滤波器来检测其相关峰W完成(FDM同步。
[0007] 但是，上述的产生0抑M数据序列的方法W及与之相对应的0抑M同步方法，存在如 下技术问题：
[000引 1)匹配滤波器的一些参数可能存在偏差，从而导致同步效果不佳；
[0009] 2)在有频偏影响的情况下，定时同步位置的估计值的均方误差值会变差；
[0010] 3)在多径信道环境下，定时同步位置的估计值的均方误差值较大。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法及相应的(FDM 同步方法。
[0012] 本发明的一个实施例提供了一种基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法，包 括：化i巧信号产生步骤；根据第一调频率产生第一化i巧信号并根据第二调频率产生第二 化irp信号；训练序列产生步骤；将第一化irp信号与第二化irp信号相叠加得到训练序 列；W及数据序列产生步骤：基于训练序列得到OFDM数据序列；其中，第一调频率与第二调 频率不相等。
[0013] 本发明的另一个实施例提供了一种OFDM同步方法，包括：序列选取步骤；根据预 先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序列；第一阶数的分数阶傅里叶变 换步骤：对接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换得到第一变换序列；第二阶数的分数 阶傅里叶变换步骤；当第一变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，对接收序列做 第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列；w及时频同步步骤；当第二变换序列中 的最大值大于预先设定的口限值时，根据第一变换序列中的最大值和第二变换序列中的最 大值计算时频同步值W完成OFDM时频同步。
【附图说明】
[0014] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字 之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指该些部件时，将省略其最后的字母标记。在附 图中：
[0015] 图1所示为本发明的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法的一个实施例的 流程图；
[0016] 图2所示为图1所示方法中的步骤103的一个实施例的示意图；
[0017] 图3所示为本发明的OFDM同步方法的一个实施例的流程图；
[0018] 图4为图3所示方法中的步骤304的一个实施例的流程图。
[0019] 在附图中，使用相同或类似的标号来指代相同或类似的元素。
【具体实施方式】
[0020] 现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和 描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范 围。
[0021] 参考图1，图1所示为本发明的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法的一个 实施例100的流程图。图1所示的实施例100可W包含如下步骤101至103。
[0022] 在步骤101中，根据第一调频率产生第一化i巧信号并根据第二调频率产生第二 化i巧信号。
[0023] 在本发明的一个实施例中，可W通过如下公式（1)得到第一化i巧信号Cl(n)。
[0024]
[00巧]其中，aiU)是第一Chi巧信号的幅度，是第一Chi巧信号的中屯、频率，y1是 第一调频率，T是第一化i巧信号的持续时间即时宽，L是对连续的第一化i巧信号C1(t) 进行采样得到离散的第一化irp信号Cl(n)时的采样频率。N是离散的第一化irp信号的 长度，其可W等于OFDM子载波数。
[0026] 类似地，在本发明的一个实施例中，可W通过如下公式（2)得到第二化irp信号 。2(n)。
[0027]
[00測其中，32 (t)是第二Chi巧信号的幅度，是第二化i巧信号的中屯、频率，y2是 第二调频率，T是第二化i巧信号的持续时间即时宽，L是对连续的第二化i巧信号C2(t) 进行采样得到离散的第二化irp信号C2(n)时的采样频率。N是离散的第二化irp信号的 长度，其可W等于OFDM子载波数。
[0029] 需要说明的是，第一调频率与第二调频率是不相等的，比如，第一调频率与第二调 频率之间的关系可W是2。至于第一化i巧信号和第二化i巧信号其他的参数， 如；信号的幅度、中屯、频率等，既可W相等，也可W不相等。
[0030] 在步骤102中，将第一化i巧信号与第二化i巧信号相叠加得到训练序列。
[0031] 在本发明的一个实施例中，可W直接将第一化irp信号和第二化irp信号相加得 到训练序列C(n) =Cl(n) +C2(n)。
[003引在步骤103中，基于训练序列得到OFDM数据序列。
[0033] 在本发明的一个实施例中，可W将训练序列c(n)叠加到(FDM符号序列上，得到 OFDM数据序列。具体来说，参考图2,可W将训练序列c(n)叠加到OFDM符号序列中与训练 序列的长度相等的一段子序列（OFDM)i上，得到(FDM数据序列，即；将c(n)与（(FDM)1的值 对应相加。
[0034] 在本发明的另一个实施例中，也可W将训练序列c(n)置于OFDM符号序列之前，得 到(FDM数据序列。比如：将c(n)置于图2中的符号序列（(FDM)义前。
[0035] 至此描述了根据本发明实施例的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法。
[0036] 针对上述的基于化i巧信号产生(FDM数据序列，本发明还提供了(FDM同步方法。
[0037] 参考图3,图3所示为本发明的OFDM同步方法的一个实施例300的流程图。实施 例300可W包含如下步骤301至304。
[003引在步骤301中，根据预先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序 列。
[0039] 在本发明的一个实施例中，预先设定的序列长度可W等于OFDM子载波数，初始的 起点可W从接收到的第一个数据点开始，起点的位置还可W在下面描述的步骤中被调整。 良P;可W从起点开始，选取长度等于(FDM子载波数的数据作为接收序列。
[0040] 在步骤302中，对接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换得到第一变换序列。
[0041] 在本发明的一个实施例中，第一阶数可W等于上述的第一化irp信号的最优分数 阶。具体来说，第一阶数巧=|atan(-l./的），其中，atan(-l/y1)表示-1/y1的反正切值。
[0042] 接收序列经过第一阶数的分数阶傅里叶变换后得到的序列被称作第一变换序列。
[0043] 在步骤303中，当第一变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，对接收序 列做第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列。
[0044] 在本发明的一个实施例中，第二阶数可 W等于上述的第二化irp信号的最优分数 阶。具体来说，第二阶数a= -atan(-1 / //:)，其中，atan(-1/y2)表示-1/y2的反正切值。 巧
[0045] 接收序列经过第二阶数的分数阶傅里叶变换后得到的序列被称作第二变换序列。
[0046] 在本发明的一个实施例中，若第一变换序列中的最大值未超过预先设定的口限 值，则可W调整起点位置，比如；将起点的位置向后挪动一化然后返回步骤301，根据调整 后的起点位置重新选取接收序列，直至新选取的接收序列的第一变换序列中的最大值超过 预先设定的口限值。
[0047] 在步骤304中，当第二变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，根据第一 变换序列中的最大值和第二变换序列中的最大值计算时频同步值W完成OFDM时频同步。
[0048] 参考图4,图4为步骤304的一个实施例的流程图。在本发明的一个实施例中，步 骤304可W包含如下子步骤401至405。
[0049] 在子步骤401中，根据第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置计算第 一差值。
[0化0] 在本发明的一个实施例中，可W采用如下公式（3)计算第一差值。
[0051]di= 1 1-N/2 (3)
[0化2] 其中，di为第一差值，1 1为第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置，N为预先设定的序列长度。
[0053] 第一差值可W用于表示第一阶数的分数阶傅里叶变换的峰值位置与接收序列长 度的一半的差。
[0054] 在子步骤402中，根据第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置计算第 二差值。
[0化5] 在本发明的一个实施例中，可W采用如下公式（4)计算第二差值。
[0056] d2= 1 2-N/2 (4)
[0化7]其中，d,为第二差值，1 2为第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置，N为预先设定的序列长度。
[005引第二差值可W用于表示第二阶数的分数阶傅里叶变换的峰值位置与接收序列长 度的一半的差。
[0化9] 在子步骤403中，根据第一化irp信号的第一调频率计算时频轴的第一旋转角度。
[0060] 在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式（5)计算时频轴的第一旋转角度。
[006U曰=Pi.ji/2 妨
[00创其中，a为时频轴的第一旋转角度，Pi为第一阶数，31为圆周率。
[0063] 在子步骤404中，根据第二化irp信号的第二调频率计算时频轴的第二旋转角度。
[0064] 在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式（5)计算时频轴的第二旋转角度。
[00化]P = P2 ? JT /2 (6)
[0066] 其中，0为时频轴的第二旋转角度，P2为第二阶数。
[0067] 在子步骤405中，根据第一旋转角度、第二旋转角度、第一差值和第二差值计算时 频同步值。
[0068] 在本发明的一个实施例中，可W先根据如下公式（7)计算时延，然后对时延取整 数得到时频同步值中的定时同步值。
[0069]
[0070]在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式做计算时频同步值中的频移。
[0071]
[0072]其中，而'为时延，di为第一差值，d,为第二差值，a为第一旋转角度，P为第二旋 转角度，為'为频移。
[0073]在本发明的一个实施例中，当第二变换序列中的最大值未超过预先设定的口限值 时，则可W调整起点位置，比如；将起点的位置向后挪动一化然后返回步骤301，根据调整 后的起点位置重新选取接收序列，直至新选取的接收序列的第一变换序列中的最大值超过 预先设定的口限值且第二变换序列中的最大值超过预先设定的口限值，即；循环反复执行 步骤301至304,直至第一变换序列中的最大值超过预先设定的口限值且第二变换序列中 的最大值超过预先设定的口限值。
[0074]此外，需要说明的是，步骤303和步骤304中提及的预先设定的口限值，可W预先 设定成相同的值，也可W预先设定成两个不同的值。
[0075]至此描述了根据本发明实施例的OFDM同步方法。
[0076]本发明提出的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法，由于将同步训练序列直 接叠加于OFDM符号序列上，具有较高的传输效率。相应的OFDM同步方法，抗多径干扰能力 较强，在有频偏影响的情况下，定时估计的均方误差值波动范围较小，并且，由于不使用匹 配滤波器，因此可W解决由于匹配滤波器的参数偏差引起的定时同步精度不高的问题。
【主权项】
1. 基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法，其特征是，包括： Chirp信号产生步骤：根据第一调频率产生第一 Chirp信号并根据第二调频率产生第 二 Chirp 信号； 训练序列产生步骤：将第一 Chirp信号与第二Chirp信号相叠加得到训练序列；以及 数据序列产生步骤：基于所述训练序列产生所述OFDM数据序列； 其中，所述第一调频率与所述第二调频率不相等。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述数据序列产生步骤进一步包括： 将所述训练序列叠加到OFDM符号序列上以产生所述OFDM数据序列。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述将所述训练序列叠加到OFDM符号序列 上以产生所述OFDM数据序列的步骤进一步包括： 将所述训练序列叠加到所述OFDM符号序列中与所述训练序列的长度相等的一段子序 列上，产生所述OFDM数据序列。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述数据序列产生步骤进一步包括： 将所述训练序列置于OFDM符号序列之前，得到所述OFDM数据序列。5. -种OFDM同步方法，其特征是，包括： 序列选取步骤：根据预先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序列； 第一阶数的分数阶傅里叶变换步骤：对所述接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换 得到第一变换序列； 第二阶数的分数阶傅里叶变换步骤：当第一变换序列中的最大值大于预先设定的门限 值时，对所述接收序列做第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列；以及 时频同步步骤：当第二变换序列中的最大值大于预先设定的门限值时，根据第一变换 序列中的最大值和第二变换序列中的最大值计算时频同步值以完成OFDM时频同步。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述时频同步步骤进一步包括： 第一差值计算步骤：根据第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置计算第一 差值； 第二差值计算步骤：根据第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置计算第二 差值； 第一旋转角度计算步骤：根据第一 Chirp信号的第一调频率计算时频轴的第一旋转角 度； 第二旋转角度计算步骤：根据第二Chirp信号的第二调频率计算时频轴的第二旋转角 度；以及 时频同步值计算步骤：根据所述第一旋转角度、所述第二旋转角度、所述第一差值和所 述第二差值计算时频同步值。7. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述时频同步值计算步骤进一步包括：根据公式 计算时延； 根据公式 十算所述时频同步值中的频移；以及 对所述时延取整得到所述时频同步值中的定时同步值； 其中，< 为所述时延，Cl1为所述第一差值，d2为所述第二差值，α为所述第一旋转角 度，β为所述第二旋转角度，为所述频移。8. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述第一阶数等于第一 Chirp信号的最优分 数阶，所述第二阶数等于第二Chirp信号的最优分数阶。9. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，还包括： 当第一变换序列中的最大值小于预先设定的门限值或第二变换序列中的最大值小于 预先设定的门限值时，调整所述起点并返回所述序列选取步骤。
【专利摘要】本发明公开了基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法及同步方法，该基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法包括：Chirp信号产生步骤、训练序列产生步骤以及数据序列产生步骤。该同步方法包括：序列选取步骤、第一阶数的分数阶傅里叶变换步骤、第二阶数的分数阶傅里叶变换步骤以及时频同步步骤。
【IPC分类】H04L27/26
【公开号】CN104901918
【申请号】CN201510326143
【发明人】邵怀宗, 章文珠, 王文钦, 陈慧, 潘晔, 胡全
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
【技术领域】
[0001] 本发明设及0抑M技术领域，尤其设及基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法 及OFDM同步方法。
【背景技术】
[000引 正交频分复用（OrthogonalRrequen巧DivisionMultiplexing,(FDM)是一种特 殊的多载波传输技术，其被广泛运用到数字音频广播、无线局域网等无线通信系统中。
[0003] OFDM通信技术对同步误差十分敏感，当出现载波频偏和定时误差时，会造成载波 间干扰（Inter-Carrier-Interference，ICI)和码间干扰（Inter-Symbol-Interference， ISI)，严重影响整体性能。
[0004] 为了消除载波频偏和定时误差，现有技术通常在每一帖OFDM发射数据的前面添 加训练序列。由于训练序列在结构和内容上进行了特殊的设计，就有利于OFDM接收机通过 接收并检测该同步训练序列的方法来消除载波频偏和定时误差。
[0005] 化irp信号也叫做线性调频信号，在一个周期内，其载频呈线性变化。化irp信号 具有良好的脉冲压缩特性。
[0006] 因此，现有的一种产生OFDM数据序列的方法是直接将化irp信号添加在每一帖 OFDM发射数据的前面W产生OFDM数据序列。相应地，当接收端对该样的OFDM信号进行同 步时，则利用该化i巧信号的匹配滤波器来检测其相关峰W完成(FDM同步。
[0007] 但是，上述的产生0抑M数据序列的方法W及与之相对应的0抑M同步方法，存在如 下技术问题：
[000引 1)匹配滤波器的一些参数可能存在偏差，从而导致同步效果不佳；
[0009] 2)在有频偏影响的情况下，定时同步位置的估计值的均方误差值会变差；
[0010] 3)在多径信道环境下，定时同步位置的估计值的均方误差值较大。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法及相应的(FDM 同步方法。
[0012] 本发明的一个实施例提供了一种基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法，包 括：化i巧信号产生步骤；根据第一调频率产生第一化i巧信号并根据第二调频率产生第二 化irp信号；训练序列产生步骤；将第一化irp信号与第二化irp信号相叠加得到训练序 列；W及数据序列产生步骤：基于训练序列得到OFDM数据序列；其中，第一调频率与第二调 频率不相等。
[0013] 本发明的另一个实施例提供了一种OFDM同步方法，包括：序列选取步骤；根据预 先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序列；第一阶数的分数阶傅里叶变 换步骤：对接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换得到第一变换序列；第二阶数的分数 阶傅里叶变换步骤；当第一变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，对接收序列做 第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列；w及时频同步步骤；当第二变换序列中 的最大值大于预先设定的口限值时，根据第一变换序列中的最大值和第二变换序列中的最 大值计算时频同步值W完成OFDM时频同步。
【附图说明】
[0014] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字 之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指该些部件时，将省略其最后的字母标记。在附 图中：
[0015] 图1所示为本发明的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法的一个实施例的 流程图；
[0016] 图2所示为图1所示方法中的步骤103的一个实施例的示意图；
[0017] 图3所示为本发明的OFDM同步方法的一个实施例的流程图；
[0018] 图4为图3所示方法中的步骤304的一个实施例的流程图。
[0019] 在附图中，使用相同或类似的标号来指代相同或类似的元素。
【具体实施方式】
[0020] 现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和 描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范 围。
[0021] 参考图1，图1所示为本发明的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法的一个 实施例100的流程图。图1所示的实施例100可W包含如下步骤101至103。
[0022] 在步骤101中，根据第一调频率产生第一化i巧信号并根据第二调频率产生第二 化i巧信号。
[0023] 在本发明的一个实施例中，可W通过如下公式（1)得到第一化i巧信号Cl(n)。
[0024]
[00巧]其中，aiU)是第一Chi巧信号的幅度，是第一Chi巧信号的中屯、频率，y1是 第一调频率，T是第一化i巧信号的持续时间即时宽，L是对连续的第一化i巧信号C1(t) 进行采样得到离散的第一化irp信号Cl(n)时的采样频率。N是离散的第一化irp信号的 长度，其可W等于OFDM子载波数。
[0026] 类似地，在本发明的一个实施例中，可W通过如下公式（2)得到第二化irp信号 。2(n)。
[0027]
[00測其中，32 (t)是第二Chi巧信号的幅度，是第二化i巧信号的中屯、频率，y2是 第二调频率，T是第二化i巧信号的持续时间即时宽，L是对连续的第二化i巧信号C2(t) 进行采样得到离散的第二化irp信号C2(n)时的采样频率。N是离散的第二化irp信号的 长度，其可W等于OFDM子载波数。
[0029] 需要说明的是，第一调频率与第二调频率是不相等的，比如，第一调频率与第二调 频率之间的关系可W是2。至于第一化i巧信号和第二化i巧信号其他的参数， 如；信号的幅度、中屯、频率等，既可W相等，也可W不相等。
[0030] 在步骤102中，将第一化i巧信号与第二化i巧信号相叠加得到训练序列。
[0031] 在本发明的一个实施例中，可W直接将第一化irp信号和第二化irp信号相加得 到训练序列C(n) =Cl(n) +C2(n)。
[003引在步骤103中，基于训练序列得到OFDM数据序列。
[0033] 在本发明的一个实施例中，可W将训练序列c(n)叠加到(FDM符号序列上，得到 OFDM数据序列。具体来说，参考图2,可W将训练序列c(n)叠加到OFDM符号序列中与训练 序列的长度相等的一段子序列（OFDM)i上，得到(FDM数据序列，即；将c(n)与（(FDM)1的值 对应相加。
[0034] 在本发明的另一个实施例中，也可W将训练序列c(n)置于OFDM符号序列之前，得 到(FDM数据序列。比如：将c(n)置于图2中的符号序列（(FDM)义前。
[0035] 至此描述了根据本发明实施例的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法。
[0036] 针对上述的基于化i巧信号产生(FDM数据序列，本发明还提供了(FDM同步方法。
[0037] 参考图3,图3所示为本发明的OFDM同步方法的一个实施例300的流程图。实施 例300可W包含如下步骤301至304。
[003引在步骤301中，根据预先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序 列。
[0039] 在本发明的一个实施例中，预先设定的序列长度可W等于OFDM子载波数，初始的 起点可W从接收到的第一个数据点开始，起点的位置还可W在下面描述的步骤中被调整。 良P;可W从起点开始，选取长度等于(FDM子载波数的数据作为接收序列。
[0040] 在步骤302中，对接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换得到第一变换序列。
[0041] 在本发明的一个实施例中，第一阶数可W等于上述的第一化irp信号的最优分数 阶。具体来说，第一阶数巧=|atan(-l./的），其中，atan(-l/y1)表示-1/y1的反正切值。
[0042] 接收序列经过第一阶数的分数阶傅里叶变换后得到的序列被称作第一变换序列。
[0043] 在步骤303中，当第一变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，对接收序 列做第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列。
[0044] 在本发明的一个实施例中，第二阶数可 W等于上述的第二化irp信号的最优分数 阶。具体来说，第二阶数a= -atan(-1 / //:)，其中，atan(-1/y2)表示-1/y2的反正切值。 巧
[0045] 接收序列经过第二阶数的分数阶傅里叶变换后得到的序列被称作第二变换序列。
[0046] 在本发明的一个实施例中，若第一变换序列中的最大值未超过预先设定的口限 值，则可W调整起点位置，比如；将起点的位置向后挪动一化然后返回步骤301，根据调整 后的起点位置重新选取接收序列，直至新选取的接收序列的第一变换序列中的最大值超过 预先设定的口限值。
[0047] 在步骤304中，当第二变换序列中的最大值大于预先设定的口限值时，根据第一 变换序列中的最大值和第二变换序列中的最大值计算时频同步值W完成OFDM时频同步。
[0048] 参考图4,图4为步骤304的一个实施例的流程图。在本发明的一个实施例中，步 骤304可W包含如下子步骤401至405。
[0049] 在子步骤401中，根据第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置计算第 一差值。
[0化0] 在本发明的一个实施例中，可W采用如下公式（3)计算第一差值。
[0051]di= 1 1-N/2 (3)
[0化2] 其中，di为第一差值，1 1为第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置，N为预先设定的序列长度。
[0053] 第一差值可W用于表示第一阶数的分数阶傅里叶变换的峰值位置与接收序列长 度的一半的差。
[0054] 在子步骤402中，根据第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置计算第 二差值。
[0化5] 在本发明的一个实施例中，可W采用如下公式（4)计算第二差值。
[0056] d2= 1 2-N/2 (4)
[0化7]其中，d,为第二差值，1 2为第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置，N为预先设定的序列长度。
[005引第二差值可W用于表示第二阶数的分数阶傅里叶变换的峰值位置与接收序列长 度的一半的差。
[0化9] 在子步骤403中，根据第一化irp信号的第一调频率计算时频轴的第一旋转角度。
[0060] 在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式（5)计算时频轴的第一旋转角度。
[006U曰=Pi.ji/2 妨
[00创其中，a为时频轴的第一旋转角度，Pi为第一阶数，31为圆周率。
[0063] 在子步骤404中，根据第二化irp信号的第二调频率计算时频轴的第二旋转角度。
[0064] 在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式（5)计算时频轴的第二旋转角度。
[00化]P = P2 ? JT /2 (6)
[0066] 其中，0为时频轴的第二旋转角度，P2为第二阶数。
[0067] 在子步骤405中，根据第一旋转角度、第二旋转角度、第一差值和第二差值计算时 频同步值。
[0068] 在本发明的一个实施例中，可W先根据如下公式（7)计算时延，然后对时延取整 数得到时频同步值中的定时同步值。
[0069]
[0070]在本发明的一个实施例中，可W根据如下公式做计算时频同步值中的频移。
[0071]
[0072]其中，而'为时延，di为第一差值，d,为第二差值，a为第一旋转角度，P为第二旋 转角度，為'为频移。
[0073]在本发明的一个实施例中，当第二变换序列中的最大值未超过预先设定的口限值 时，则可W调整起点位置，比如；将起点的位置向后挪动一化然后返回步骤301，根据调整 后的起点位置重新选取接收序列，直至新选取的接收序列的第一变换序列中的最大值超过 预先设定的口限值且第二变换序列中的最大值超过预先设定的口限值，即；循环反复执行 步骤301至304,直至第一变换序列中的最大值超过预先设定的口限值且第二变换序列中 的最大值超过预先设定的口限值。
[0074]此外，需要说明的是，步骤303和步骤304中提及的预先设定的口限值，可W预先 设定成相同的值，也可W预先设定成两个不同的值。
[0075]至此描述了根据本发明实施例的OFDM同步方法。
[0076]本发明提出的基于化irp信号产生(FDM数据序列的方法，由于将同步训练序列直 接叠加于OFDM符号序列上，具有较高的传输效率。相应的OFDM同步方法，抗多径干扰能力 较强，在有频偏影响的情况下，定时估计的均方误差值波动范围较小，并且，由于不使用匹 配滤波器，因此可W解决由于匹配滤波器的参数偏差引起的定时同步精度不高的问题。
【主权项】
1. 基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法，其特征是，包括： Chirp信号产生步骤：根据第一调频率产生第一 Chirp信号并根据第二调频率产生第 二 Chirp 信号； 训练序列产生步骤：将第一 Chirp信号与第二Chirp信号相叠加得到训练序列；以及 数据序列产生步骤：基于所述训练序列产生所述OFDM数据序列； 其中，所述第一调频率与所述第二调频率不相等。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述数据序列产生步骤进一步包括： 将所述训练序列叠加到OFDM符号序列上以产生所述OFDM数据序列。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述将所述训练序列叠加到OFDM符号序列 上以产生所述OFDM数据序列的步骤进一步包括： 将所述训练序列叠加到所述OFDM符号序列中与所述训练序列的长度相等的一段子序 列上，产生所述OFDM数据序列。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述数据序列产生步骤进一步包括： 将所述训练序列置于OFDM符号序列之前，得到所述OFDM数据序列。5. -种OFDM同步方法，其特征是，包括： 序列选取步骤：根据预先设定的序列长度和起点，从接收到的数据中选取接收序列； 第一阶数的分数阶傅里叶变换步骤：对所述接收序列做第一阶数的分数阶傅里叶变换 得到第一变换序列； 第二阶数的分数阶傅里叶变换步骤：当第一变换序列中的最大值大于预先设定的门限 值时，对所述接收序列做第二阶数的分数阶傅里叶变换得到第二变换序列；以及 时频同步步骤：当第二变换序列中的最大值大于预先设定的门限值时，根据第一变换 序列中的最大值和第二变换序列中的最大值计算时频同步值以完成OFDM时频同步。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述时频同步步骤进一步包括： 第一差值计算步骤：根据第一变换序列中的最大值在第一变换序列中的位置计算第一 差值； 第二差值计算步骤：根据第二变换序列中的最大值在第二变换序列中的位置计算第二 差值； 第一旋转角度计算步骤：根据第一 Chirp信号的第一调频率计算时频轴的第一旋转角 度； 第二旋转角度计算步骤：根据第二Chirp信号的第二调频率计算时频轴的第二旋转角 度；以及 时频同步值计算步骤：根据所述第一旋转角度、所述第二旋转角度、所述第一差值和所 述第二差值计算时频同步值。7. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述时频同步值计算步骤进一步包括：根据公式 计算时延； 根据公式 十算所述时频同步值中的频移；以及 对所述时延取整得到所述时频同步值中的定时同步值； 其中，< 为所述时延，Cl1为所述第一差值，d2为所述第二差值，α为所述第一旋转角 度，β为所述第二旋转角度，为所述频移。8. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述第一阶数等于第一 Chirp信号的最优分 数阶，所述第二阶数等于第二Chirp信号的最优分数阶。9. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，还包括： 当第一变换序列中的最大值小于预先设定的门限值或第二变换序列中的最大值小于 预先设定的门限值时，调整所述起点并返回所述序列选取步骤。
【专利摘要】本发明公开了基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法及同步方法，该基于Chirp信号产生OFDM数据序列的方法包括：Chirp信号产生步骤、训练序列产生步骤以及数据序列产生步骤。该同步方法包括：序列选取步骤、第一阶数的分数阶傅里叶变换步骤、第二阶数的分数阶傅里叶变换步骤以及时频同步步骤。
【IPC分类】H04L27/26
【公开号】CN104901918
【申请号】CN201510326143
【发明人】邵怀宗, 章文珠, 王文钦, 陈慧, 潘晔, 胡全
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
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