專利名稱：：用于mimo非實時平臺的同步序列的構建方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及M頂0(多輸入多輸出)非實時平臺中基于前導序列的同步算法，屬于多輸入多輸出系統(tǒng)平臺實現(xiàn)
技術領域：
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背景技術：
：同步技術是任何一個通信系統(tǒng)都需要解決的實際問題，直接關系到通信系統(tǒng)的整體性能。沒有準確的同步算法，就不可能進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同步技術是信息可靠傳輸?shù)那疤?。M頂0非實時平臺為研究在真實無線信道環(huán)境下MIM0通信系統(tǒng)的實現(xiàn)問題，搭建一套開放式、階段性、系統(tǒng)級試驗平臺。CN101170333公開了一種《分布式多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)真實環(huán)境測試平臺》，是一種MIMO非實時平臺，針對現(xiàn)有的無線通信算法驗證僅使用簡化的無線信道仿真所帶來的問題，該平臺的發(fā)送接收經(jīng)歷一個完整的從星座映射、脈沖成型、調制，到同步、解調、判決的傳輸過程，并通過真實的無線信道傳輸，受到整個系統(tǒng)所帶來的影響，恢復的信號能夠更加準確的檢驗MIMO系統(tǒng)算法的性能。對于MIMO非實時平臺來講，系統(tǒng)同步主要使用幀同步來實現(xiàn)，而幀同步需要確定兩個參數(shù)幀的起始位置和載波頻偏。幀起始位置的確定是基于前導序列的算法在估計同步參數(shù)吋基本上都是依靠時域上重復序列的相關操作來實現(xiàn)的。通常構建前導序列有時域構建和頻域構建兩種方式，在SIS0(單輸入單輸出)系統(tǒng)中，重復序列只要滿足一定的結構就可以，但在MIMO系統(tǒng)中，由于接收信號是多個發(fā)送端發(fā)送信號的疊加，為了區(qū)分各發(fā)送天線信號經(jīng)歷不同信道到達某一接收天線的時刻，往往要求各發(fā)送端發(fā)出的前導序列之間能夠相互正交。在這種情況下，采用頻域構建這種方式就很難使得到的序列滿足條件，因此大都采用時域構建。MIM0非實時平臺所使用的Gold序列完全在時域進行構建，并且具有良好的互相關特性，是作為非實時平臺前導序列較為理想的一種選擇。但時域構建存在一個問題，由于升余弦滾降濾波器的通帶特性不可能做到完全理想，從而造成對同步捕獲參數(shù)的估計誤差增大，降低系統(tǒng)性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對MIM0非實時平臺中由于升余弦滾降濾波器的通帶特性對前導序列正交性的影響，使得同歩捕獲誤差增大的問題，提供一種相關性惡化程度小于原Gold序列的惡化程度、能夠提高系統(tǒng)性能的用于MIM0非實時平臺的同步序列的構建方法。本發(fā)明的用于MIM0非實時平臺的同步序列的構建方法是將Gold序列分為頻域構建和時域構建兩個階段，頻域構建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構建保持序列之間良好的互相關特性，具體步驟如下-(1)對于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插O后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時域，得到需要的時域序列。上述方法結合時域和頻域兩種構建方式改進了Gold序列，可以通過調節(jié)插入零點的數(shù)目M得到不同長度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應不同的系統(tǒng)的要求。該構建方法在用于非實時平臺上表現(xiàn)了很好的系統(tǒng)性能，將Gold序列分為頻域構建和時域構建兩個階段，頻域構建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構建為了保持序列之間良好的互相關特性，在保持各天線發(fā)送序列之間正交性的同時又避免了由數(shù)字系統(tǒng)中各濾波器特性非理想而引起的性能下降，提高了系統(tǒng)的同步性能。本發(fā)明改進了Gold序列的設計，主要特點表現(xiàn)為(l)受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導序列之間仍具有良好的互相關特性；(2)調節(jié)插入零點的的數(shù)目就可以得到不同長度的前導序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變,可以適應不同的系統(tǒng)要求；(3)減少同步定位錯誤的概率，從而提高了通信系統(tǒng)的性能。圖1是MIM0非實時平臺的幀結構示意圖。圖2是原Gold序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線圖。圖3是改進的Gold序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線圖。圖4是高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率示意圖。具體實施例方式MIMO非實時平臺的幀結構如圖1所示，本發(fā)明是在Gold序列的基礎上結合時域和頻域兩種構建方式，生成了一種新的前導序列。該序列在頻域上的高頻部分不包含有效信息。具體步驟是1.對于m位的Gold序列做FFT，得到頻域序列；2.在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的0，M為偶數(shù)，從而保證高頻部分不含有效信息；3.對插0后的頻域序列做IFFT，變回到時域，得到需要的時域序列?？梢酝ㄟ^調節(jié)插入零點的數(shù)目M得到不同長度的Gold序列，序列所占的數(shù)字頻譜范圍也隨之改變，可以適應不同的系統(tǒng)的要求。考慮一個2根發(fā)送天線1根接收天線的序列設計，比較原Gold序列和改進Gold序列的互相關性，定義互相關表達式分別為2m《',=2m+W《為原Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個符號，n=l，2…，2m.,6,為改進Gold序列第i跟發(fā)送天線的第n個符號，n=l,2"'，2m+M.通過仿真計算得到，在理想的情況下改進序列的互相關性跟原序列的互相關性相同，其中的結果分別相對i^和i^'做了歸一化，原Gold序列和改進Gold序列的歸一化相關性如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>但是在實際應用中，數(shù)字序列在收發(fā)兩端需要經(jīng)過升余弦滾降濾波器的濾波處理，真正同步處理的序列都包含了這些處理帶來的影響。因此序列是否能夠具有良好的相關特性需要在接收端進行考察。為了檢驗實際應用中原Gold序列與改進Gold序列的互相關特性，將兩種序列經(jīng)過相同的升余弦滾降濾波器升采樣后再降采樣回到基帶，采樣率為8倍的符號速率。受濾波器影響后的原Gold序列和改進Gold序列的相關特性比較如下表所示，其中原Gold中m二128，改進Gold序列中M=256。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(b)受濾波器影響后改進Gold序列的歸一化相關性由上表可以看出，在受到濾波器影響后，原Gold序列的相關性惡化程度遠大于改進序列的惡化程度。圖2和圖3給出了兩種序列在MIM0非實時平臺中同步定位錯誤的概率曲線，由此可見在實際無線傳輸信道中，改進的Gold序列的同歩性能要比原Gold序列的性能有所提升，在不同M值的改進序列中，由于隨M值的增大序列互相關性能也有所改善，因此同步定位性能也隨之提升。隨M值的增大序列長度增大，這也會曾強對噪聲的抵抗能力。圖4給出了高斯白噪聲信道同步定位的誤檢概率。設FAP為同步定位出錯的概率。通過比較可以看出在MIM0非實時平臺中，采用本發(fā)明的方法同步定位的準確率得到大幅度提升。權利要求1.一種用于MIMO非實時平臺的同步序列的構建方法，其特征是，將Gold序列分為頻域構建和時域構建兩個階段，頻域構建用來消除序列在頻域上的高頻部分的有效信息，時域構建保持序列之間的互相關特性，具體步驟如下(1)對于m位的Gold序列做FFT(快速傅里葉變換)變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的O，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插0后的頻域序列做IFFT(快速傅里葉反變換)變換，變回到時域，得到需要的時域序列。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于MIMO非實時平臺的同步序列的構建方法，該構建方法是將Gold序列分為頻域構建和時域構建兩個階段，具體步驟如下(1)對于m位的Gold序列做FFT變換，得到頻域序列；(2)在序列數(shù)字頻域的高頻部分插入長度為M的0，M為偶數(shù)，保證高頻部分不含有效信息；(3)對插0后的頻域序列做IFFT變換，變回到時域，得到需要的時域序列。本發(fā)明改進了Gold序列的設計，受升余弦滾降濾波器的通帶非理想特性的影響程度非常小，保證了接收到的前導序列之間仍具有良好的互相關特性；調節(jié)插入零點的的數(shù)目就可以得到不同長度的前導序列，可以適應不同的系統(tǒng)要求；減少同步定位錯誤的概率，提高了通信系統(tǒng)的性能。文檔編號H04L27/26GK101414991SQ20081015928公開日2009年4月22日申請日期2008年11月27日優(yōu)先權日2008年11月27日發(fā)明者健孫,袁東風,娜辛申請人:山東大學