摘  要： 提出了基于特殊導(dǎo)頻碼的OFDM系統(tǒng)的盲幀同步算法,。該算法不需要數(shù)據(jù)輔助，首先利用FFT窗跨界時產(chǎn)生的能量泄露實現(xiàn)了對符號定時參數(shù)的估計,，然后對同步后的OFDM信號進(jìn)行解調(diào)得到信息序列,，最后利用3階相關(guān)函數(shù)（TCF）對序列進(jìn)行處理從而提取出同步碼以實現(xiàn)幀同步。仿真結(jié)果表明,，該算法在低信噪比下具有較好的同步能力和較高的同步精度,。
關(guān)鍵詞： 正交頻分復(fù)用；前導(dǎo)碼,；盲幀同步,；3階相關(guān)函數(shù)

　正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種使用相互正交的子載波進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制技術(shù)，由于它具有良好的對抗多徑能力,、頻帶利用率高以及實現(xiàn)簡單等優(yōu)點,，成為未來第四代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]。
　與單載波系統(tǒng)相比,，OFDM系統(tǒng)的主要缺陷是對符號定時誤差以及載波頻偏更加敏感,。錯誤的符號定時將造成符號間干擾（ISI），載波頻偏使得各個子載波之間不再保持正交,，因而造成載波間干擾（ICI）?，F(xiàn)在已經(jīng)有較多同步參數(shù)估計方法方面的參考文獻(xiàn)[2-6]，主要可以分為數(shù)據(jù)輔助法和非數(shù)據(jù)輔助法兩類,。數(shù)據(jù)輔助法通過發(fā)送已知的符號或是導(dǎo)頻信號來估計定時以及頻偏,，使得帶寬利用率下降；非數(shù)據(jù)輔助法只是利用了接收到OFDM信號的自身統(tǒng)計特性,，節(jié)省了帶寬資源,，因而成為現(xiàn)階段研究的熱點,。參考文獻(xiàn)[7]設(shè)計了一類適用于OFDM系統(tǒng)的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)，該前導(dǎo)碼應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)的幀同步中具有較好同步性能,。
本文通過利用FFT窗跨界時產(chǎn)生的能量泄露實現(xiàn)了對符號定時參數(shù)的估計,。利用3階相關(guān)函數(shù)（TCF）對同步后進(jìn)行解調(diào)得到的信息序列進(jìn)行處理，從而提取出同步碼,，首次解決了此類盲幀同步問題,。該算法在低信噪比下具有較好的同步性能且具有一定的工程應(yīng)用價值。
1 OFDM系統(tǒng)模型
　OFDM系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,。在發(fā)射端,，星座映射將二進(jìn)制信息映射為16QAM等系統(tǒng)所需的調(diào)制樣式，然后通過子載波分配將信息數(shù)據(jù)分配到有用的子載波上,，再經(jīng)過逆傅里葉變換（IFFT）和加入CP后,，得到OFDM基帶信號。

　典型的OFDM系統(tǒng)TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)如圖2所示,。10 ms的無線幀包含兩個半幀,，長度為Tf=153 600×Ts=5 ms。每個半幀包含5個子幀,，長度為30 720×Ts=1 ms,。參考文獻(xiàn)[7]將m-序列作為特殊導(dǎo)頻碼置于物理層幀的前部，提出的基于匹配濾波器的捕獲算法充分利用了導(dǎo)頻碼良好的自相關(guān)性,，能夠有效地實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)的幀同步,。本文就是解決如何有效進(jìn)行盲幀同步的問題。

4 仿真實驗
　下面以TD-LTE系統(tǒng)仿真,，其系統(tǒng)帶寬為20 MHz,，子載波間隔為15 kHz，采樣頻率為30.72 MHz（83.84 MHz）,，F(xiàn)FT點數(shù)為2 048個點,，占有子載波數(shù)（不含直流載波）為1 200個，星座映射分別采用BPSK和16QAM,；多徑信道采用TU-6信道模型,，共6個路徑，時延分別為[0.0 0.2 0.5 1.6 2.3 5.0]（單位為?滋s）,，幅度分別為[-3 0 -2 -6 -8  -10]（單位為dB）,，信道噪聲為高斯白噪聲；以n=10,，反饋邏輯為C=[10000001001]線性移位寄存器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的m-序列作為幀同步碼,。仿真結(jié)果如圖6、圖7所示。

　圖6給出了符號定時的平均誤差點數(shù)與信噪比的變化關(guān)系,。結(jié)果表明,，定時估計算法隨信噪比降低誤差逐漸增大，在低信噪比的情況下符號定時的誤差較大,，當(dāng)SNR≥4 dB時,，誤差趨于穩(wěn)定，保持在5個點以內(nèi),。
圖7給出了幀同步平均誤差個數(shù)與信噪比的變化關(guān)系,。結(jié)果顯示，變化以SNR≥4 dB為臨界點,，一旦低于臨界點，幀同步的精度和成功率都將有大幅度的下降,；而高于臨界點時平均誤差個數(shù)為0,。從以上分析可以看出，BPSK和16QAM兩種方式下的性能相當(dāng),，并無明顯差異,。
　同步是OFDM系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的問題，同步性能的優(yōu)劣直接影響到OFDM技術(shù)能否真正被應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域,。本文首先利用FFT窗跨界時產(chǎn)生的能量泄露實現(xiàn)了對符號定時參數(shù)的估計,，再利用3階相關(guān)函數(shù)對信息序列進(jìn)行處理，從而提取出同步碼,，實現(xiàn)了盲幀同步,。仿真實驗表明，該方法在低信噪比情況下具有較好的同步能力和較高的同步精度,。
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