CN101001236A - 并行训练序列设计新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了两种并行训练序列设计新方法，该方法通过对优选的PN序列和导频序列进行组合，叠加在一个或者两个信息符号上，并适当分配相应能量，以改善系统中同步、信道估计性能。
Description
技术领域：
本发明涉及两种并行训练序列设计新方法，属于数字信息传输技术领域，特别涉及数字电视广播系统、单载波OFDM通信系统、多载波OFDM通信系统等采用OFDM调制的数字通信系统中的同步、信道估计技术中。尤其是在数字地面电视(DVB-T)系统中用于改善系统的移动性能，在第四代移动通信系统用于提高数据传输速率和移动台运动速度。
背景技术：
OFDM由于具有数据传输速率高，抗多径干扰能力强，频谱效率高等优点，越来越受到重视。它已成功用于有线、无线通信。如：DAB(Digital Audio Broadcasting)、DVB、IEEE802.11a及HyperLAN/2中，在目前正在制定的IEEE802.16中，也大量涉及了OFDM技术。OFDM这种新的调制技术也可用于新一代的移动通信系统中。使用OFDM技术将大大提高新一代移动通信系统的传输数据率和频谱效率，且具有很好的抗多径能力。
OFDM技术的弱点之一是对时间和频率同步的要求特别是频率同步要求比单载波系统要高得多。一般要求采用OFDM技术的系统在接收端频率偏移不超过其子载波间隔的4％。同时，OFDM系统另一个关键技术就是必须进行信道估计以了解信道状态信息，从而才能正确地解调出有用信息。OFDM的同步技术之一是利用循环前缀的冗余性进行时间和频率同步。正交频分复用调制(OFDM)因其信道利用率很高、有很好的抗衰落能力而被广泛利用。然而，OFDM系统对同步错误十分敏感，因此，同步技术是该系统的关键技术之一。
针对OFDM系统中的同步和信道估计技术，一般可分为：保护间隔方法、训练序列(含导频)方法和盲同步方法三类。相对而言，采用训练序列进行同步和信道估计的方法性能较好。然而，串行训练序列插入时，需要占用宝贵的系统带宽资源，影响数据传输速率。所以，研究并行训练序列方法是目前的一个热点。
实质上，对于同步和信道估计技术而言，并行训练序列的设计对于改善同步和信道估计的性能有很关键的作用。
发明内容：
本发明的目的是：针对现有技术的不足，提出两种设计并行训练序列的方法。该方法不但能满足所有的正交频分复用通信系统在高速移动环境同步、信道估计要求，而且所利用的序列不占用宝贵的系统带宽资源。尤其是不仅可以用于欧洲DVB-T系统改善系统的移动性能，而且可以在第四代移动通信系统中用于提高数据传输速率和提高移动台运动速度。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：在发送端，对于OFDM调制后的子载波基带频域或时域信号，在其中一个信息符号上叠加弱能量的经过设计的训练序列，该训练序列包含具有优良自相关性的PN序列与导频的合理组合。经处理形成发射信号；在接收端通过对接收信号采用相应的训练序列进行解扩产生所须信号，获得同步和信道状态信息。
按照本发明的用于同步和信道估计的并行训练序列设计新方法，其特征在于包括以下具体操作步骤：
步骤1 根据PN序列的长度、相关性、系统的子载波数目，选择一个具有优良相关性的、长度合理的PN序列；
步骤2 根据导频的长度、相关性、系统的子载波数、PN序列的长度等情况，确定导频序列的长度、导频序列；
步骤3 将确定的PN序列和导频序列按顺序依次重复形成新的并行训练序列，用于叠加在一个OFDM信息符号上，这是一种并行训练序列构造方法。
步骤4将确定的PN序列叠加在一个OFDM信息符号上，而将导频按照相同间距叠加在相邻的OFDM信息符号上，这是另一种并行训练序列构造方法。
这两种训练序列设计新方法的依据是：
1)由于PN序列和导频序列都有良好的相关特性，易于实现OFDM的时间、频率同步和信道估计；
2)由于PN序列和导频序列是不同序列，叠加在OFDM信息符号上时，可以根据需要分别合理调整PN序列和导频序列的功率分配，以确保在不同情况下同步和信道估计很好的实现，且不会对系统性能产生任何影响。
与现有技术最大的区别在于：第一、训练序列与信号并行，即：PN序列和导频是叠加在信号上的；第二、叠加的训练序列仅分配总能量的一部分的能量(所分配能量可以是非常弱的能量，也可以是比较强的能量)，从而与常规方法不一样。如果是分配极弱的能量，那么该专利技术不需要在接收端消除叠加序列对信息和系统的干扰。第三、该专利技术中的PN序列和导频可以从复巴克码、m序列、Frank序列、Zadoff-Chu序列、Milewsk序列、互补码等中选择，也可以自行设计满足性能要求的序列；第四、该训练序列可以同时实现系统同步和信道估计。
本发明适用于所有采用OFDM进行调制的通信系统中进行同步和信道估计，尤其是适用于欧洲数字地面电视(DVB-T)系统中。虽然本发明的技术主要针对频分多址的系统，但任何具有信号处理、通信等知识背景的工程师，都可以根据本发明思想设计出相应的针对码分多址和时分多址的帧同步或时间同步装置等，其均应包含在本发明的思想和范围中。
附图说明：
图1是并行训练序列设计方法一示意图。
图2是并行训练序列设计方法二示意图。
Claims (4)
1、本发明涉及两种并行训练序列设计新方法，其特征在于第一种方法包括如下步骤：
步骤1根据PN序列的长度、相关性、系统的子载波数目，选择一个具有优良相关性的、长度合理的PN序列；
步骤2根据导频的长度、相关性、系统的子载波数、PN序列的长度等情况，确定导频序列的长度、导频序列；
步骤3将确定的PN序列和导频序列按顺序依次重复形成新的并行训练序列，用于叠加在一个OFDM信息符号上，这是一种并行训练序列构造方法。
2、本发明涉及两种并行训练序列设计新方法，其特征在于第二种方法包括如下步骤：
步骤1根据PN序列的长度、相关性、系统的子载波数目，选择一个具有优良相关性的、长度合理的PN序列；
步骤2根据导频的长度、相关性、系统的子载波数、PN序列的长度等情况，确定导频序列的长度、导频序列；
步骤3将确定的PN序列叠加在一个OFDM信息符号上，而将导频按照相同间距叠加在相邻的OFDM信息符号上，这是另一种并行训练序列构造方法。
3、根据权利要求1所述的两种并行训练序列设计新方法，其特征是所述的PN序列、导频序列可以从复巴克码、m序列、Frank序列、Zadoff-Chu序列、Milewsk序列、互补码等中选择，也可以自行设计满足性能要求的序列。
4、根据权利要求1所述的两种并行训练序列设计新方法，其特征是所述的PN序列、导频序列可以分配相同的能量，也可以根据实际需要分配不同的能量。
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