基于CAZAC序列的MIMOOFDM定時(shí)同步算法

郝杰

摘 要：針對(duì)MIMOOFDM系統(tǒng)定時(shí)同步中的精確度問題，提出一種基于CAZAC序列的定時(shí)同步方法。通過CAZAC序列優(yōu)化幀的定時(shí)目標(biāo)、準(zhǔn)確度以及結(jié)構(gòu)，使得幀和符號(hào)同步同時(shí)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化定時(shí)算法。幀同步和符號(hào)同步的聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，降低了定時(shí)算法的計(jì)算量并能夠準(zhǔn)確定義信道的第一徑，能夠在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)整數(shù)頻偏的估計(jì)，在提高同步精度的同時(shí)降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，通過仿真驗(yàn)證了算法在Rayleigh衰落信道中性能的明顯改善。

關(guān)鍵詞：多輸入多輸出；正交頻分復(fù)用；CAZAC序列；同步

中圖分類號(hào)：TN911. 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：A new synchronization method for MIMOOFDM systems with CAZAC sequence was proposed. Frame timing objective functions were sharpen by using CAZAC Sequence， and its accuracy was also improved. Combing frame and symbol synchronization， only one step was needed for timing algorithm.The computation load was reduced and the first channel path was defined accurately.Integral frequency offset correction was achieved in time domain with a lower complexity.The proposed scheme can not only improve the precision of synchronization，but also reduce the complexity greatly.Simulation result shows it has a better performance than the traditional method especially in Rayleigh fading channel.

Key words：multipleinput multipleoutput； orthogonal frequency division multiplexing； CAZAC sequence； synchronization

1 引 言

正交頻分復(fù)用（orthogonal frequency division multiplexing， OFDM）由于高頻譜利用率、抗窄帶干擾等特點(diǎn)，成為下一代無線通信研究的關(guān)鍵技術(shù)，另一方面，多輸出多輸入（MIMO）能夠產(chǎn)生的分集增益和復(fù)用增益，使得系統(tǒng)容量的增加成為可能。MIMO與OFDM技術(shù)結(jié)合成為未來無線通信最具希望的技術(shù)，但是同步技術(shù)是制約這一系統(tǒng)性能的重要因素[1]。

MIMOOFDM系統(tǒng)的同步算法已經(jīng)有比較多的文獻(xiàn)[2-4]進(jìn)行研究，其中Schmidl（SC）算法[5] 是比較典型的一種，SC算法在定時(shí)度量函數(shù)中有一個(gè)峰值平臺(tái)影響了定時(shí)位置，因此一般會(huì)分為幀同步和符號(hào)同步來考慮。文獻(xiàn)[2]研究了在幀同步較為準(zhǔn)確的情況下，通過幀結(jié)構(gòu)可以同時(shí)完成幀與符號(hào)的同步，并進(jìn)一步采用GOLD序列完成了基于MIMOOFDM系統(tǒng)符號(hào)與幀的聯(lián)合同步。但GOLD在進(jìn)行FFT變化之后，會(huì)破壞正交性。另外，采用GOLD序列的定時(shí)算法需要在衰落信道中找到信道中最強(qiáng)子徑。因此MIMOOFDM系統(tǒng)中采用GOLD序列并不是非常合適?；诖?，本文考慮通過CAZAC序列先實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)同步，在進(jìn)一步在傳統(tǒng)同步算法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，找到適于MIMOOFDM系統(tǒng)的同步定時(shí)算法。

2 系統(tǒng)模型

從圖2可以看出，在相同的定時(shí)偏移下，本文方法度量函數(shù)更為尖銳。圖3對(duì)AWGN信道和Rayleigh衰落信道下的本文所提方法和傳統(tǒng)方法的定時(shí)捕獲概率進(jìn)行了對(duì)比，可以看出，與傳統(tǒng)方法相比，本文所采用的同步方法在兩種信道下捕獲概率都有明顯改善，相比來講，Rayleigh衰落信道改善幅度更大一些，這是因?yàn)楸疚姆椒茌^為精確的定出第1徑，而對(duì)Rayleigh衰落信道中最強(qiáng)徑為非第一徑的情況尤為重要。

6 結(jié) 語

本文提出了一種基于CAZAC序列的MIMOOFDM定時(shí)同步方法，通過幀同步和符號(hào)定時(shí)同步的聯(lián)合，減少了定時(shí)算法的復(fù)雜度，使得整數(shù)頻偏可以在時(shí)域進(jìn)行，無需進(jìn)行FFT運(yùn)算。并且定時(shí)位置準(zhǔn)確能夠準(zhǔn)確定義在多徑衰落信道中的第一徑。仿真結(jié)果表明該方法該方法不僅提高了同步的精度，而且也降低了系統(tǒng)的運(yùn)算量，尤其在Rayleigh衰落信道中性能改善更為明顯。

參考文獻(xiàn)

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