本發(fā)明涉及移動通信的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送接收系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在自組織網(wǎng)絡(luò)(adhocnetwork)等無線網(wǎng)絡(luò)中，在初始鏈路建立前，通信雙方未知發(fā)送信號的頻點。此時，發(fā)送端一般先在其工作頻點發(fā)送一段尋呼前導信號，以便接收端在一定的捕獲時間窗內(nèi)完成對尋呼前導信號的捕獲。捕獲時間窗一般遠小于尋呼前導信號長度，以保證接收端在遍歷搜索多個不同的頻點時，可使其捕獲時間窗處于尋呼前導信號持續(xù)時間內(nèi)。由于要捕獲的尋呼前導信號采用的頻點只是接收端搜索的頻點之一，因此在給定尋呼前導信號長度的條件下，捕獲時間窗越短，接收端可搜索遍歷的頻點數(shù)就越多，搜索的頻帶越寬，在給定工作頻寬的條件下初始鏈路建立的時間也就越短。

鏈路的正常建立依賴于接收端對發(fā)送端發(fā)出的尋呼前導信號的有效捕獲和尋呼信息解調(diào)。而如何保障接收端在給定的掃描頻點和捕獲時間窗內(nèi)快速準確地捕獲到尋呼前導信號主要取決于尋呼前導信號的優(yōu)化設(shè)計和接收算法。另外，檢測到尋呼前導信號后，接收端還需完成尋呼幀的時頻同步，以便完成后續(xù)的尋呼信息解調(diào)。尋呼幀的時頻同步主要作用是利用前導進行定時同步、小數(shù)倍和整數(shù)倍載波頻偏估計。完成時頻同步工作后，接收端通信才能進入正常的信息解調(diào)過程。

尋呼前導信號主要用于通信鏈路的建立階段，因此優(yōu)化設(shè)計的尋呼前導信號有利于接收端盡快發(fā)現(xiàn)和檢測信號是否存在。同時，尋呼前導信號也使得初始同步過程盡量簡單可靠。

moose,paulh.在文章《atechniquefororthogonalfrequencydivisionmultiplexingfrequencyoffsetcorrection》中提出利用頻域兩個重復的ofdm符號計算載波頻偏的算法。該研究為前導結(jié)構(gòu)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。此后該循環(huán)重復的前導結(jié)構(gòu)在ofdm系統(tǒng)中的取得了廣泛研究。

chunrongkan和tingchangwang在文章《asynchronizationacquisitionalgorithmusingpilotsymbolsforofdminhfcommunications》中公開了在短波通信系統(tǒng)中采用了上述前導結(jié)構(gòu)，提出了采用重復的m序列作為前導符號以克服短波信道的衰落特性造成的同步誤差的方案。仿真表明該算法在低信噪比下，檢測率及同步性能具有明顯優(yōu)勢。

對于上述循環(huán)重復的方案，為了保證出現(xiàn)峰值以判斷檢測信號是否存在，所需的最小相關(guān)周期(即滑動窗的最小開窗長度)為2n，最小相關(guān)長度為n，即成功檢測到信號最少需要 三個符號長度。其中，n為一個ofdm符號或一個前導符號的長度。

然而，上述方案在利用前導序列的自相關(guān)運算進行同步的過程中，則會出現(xiàn)連續(xù)的峰值。該峰值一直持續(xù)到前導符號的數(shù)據(jù)段起始位置之前一個符號長度處。因此，該方案中的定時位置即可根據(jù)峰值平臺的下降沿確定。然而由于信道的多徑特性以及噪聲的影響，檢測平臺的下降沿的誤差將會較大；且采用定時位置的相位信息進行頻偏估計時，由于只有一個位置的相位信息可用，因此也會對頻偏估計的性能造成影響。

因此，上述方案具有以下兩個缺陷：

(1)所產(chǎn)生的峰值平臺將會導致定時估計模糊；

(2)由于只有一個定時位置信息，頻偏估計的參考信息也將變少。

為了克服直接重復級聯(lián)的結(jié)構(gòu)在自相關(guān)運算時帶來的峰值平臺問題，trungthanhnguyen；hanwencao；guven,a.b.等人在文章《robustspectrumsensingofdvb-t2signalusingthefirstpreamblesymbol》中對dvb-t2中采用的前導結(jié)構(gòu)進行了分析。dvb-t2中采用的前導符號為[cab]的結(jié)構(gòu)。其中，“a”為ofdm符號，采用1024個子載波，“c”和“b”長度分別為542和482，是“a”的時域數(shù)據(jù)經(jīng)頻移后生成的。該結(jié)構(gòu)克服了峰值平臺造成的定時誤差，提高了前導符號檢測的準確率。但是，該方案主要用于載波頻率已知或?qū)z測時間不敏感的應(yīng)用場景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送接收系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)通信鏈路的正常、快速地建立，并進行更準確地定時同步和頻偏估計。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送系統(tǒng)，包括時域基符號生成模塊、基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊、級聯(lián)擴展模塊、信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊和rf發(fā)射模塊；所述時域基符號生成模塊用于生成一段長度為n的第一時域基符號；所述基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊用于將所述第一時域基符號循環(huán)左或右移位m個采樣點，得到長度為n的第二時域基符號，其中，1≤m≤n-1；所述級聯(lián)擴展模塊用于將所述第一時域基符號和所述第二時域基符號重復交替級聯(lián)擴展至任意長度，構(gòu)成前導符號；所述信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊用于在所述前導符號之后級聯(lián)信令幀或數(shù)據(jù)幀，形成前導基帶幀；所述rf發(fā)射模塊用于將所述前導基帶幀調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送系統(tǒng)，其中：所述第一時域基符號由常模零自相關(guān)序列經(jīng)過ofdm調(diào)制獲得。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)，包括rf接收模塊、滑動對偶自相關(guān)模塊和峰值檢測模塊；

所述rf接收模塊用于將接收到的射頻信號調(diào)制為離散基帶信號；

所述滑動對偶自相關(guān)模塊用于從所述離散基帶信號中滑動截取長度為2n的序列，并根據(jù)發(fā)送端的第一時域基符號的循環(huán)移位個數(shù)m對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作以生成滑動對偶自相關(guān)輸出序列；其中，n為發(fā)送端的第一時域基符號的長度；

所述峰值檢測模塊用于對所述滑動對偶自相關(guān)輸出序列進行能量峰值檢測，以獲得在采樣值范圍內(nèi)的能量最大的相關(guān)值。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)，其中：所述滑動對偶自相關(guān)模塊中，截取的序列表示為2段長度為n的序列的級聯(lián)；

對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端的第一時域基符號循環(huán)左移m個采樣值，則滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)表示為：

對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端的第一時域基符號循環(huán)右移m個采樣值，則滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)表示為：

其中，y(n)表示離散基帶信號，和表示相位調(diào)整因子。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)，其中：還包括定時估計模塊，所述定時估計模塊用于根據(jù)能量最大的相關(guān)值的采樣值序號，確定發(fā)射的第一時域基符號在離散基帶信號中的對應(yīng)時間位置。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)，其中：還包括頻偏估計模塊，所述頻偏估計模塊用于根據(jù)能量最大的相關(guān)值的相位，確定離散基帶信號與發(fā)射的前導基帶幀信號之間的頻率偏差。

另外，本發(fā)明還提供一種循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送方法包括以下步驟：

生成一段長度為n的第一時域基符號；

將第一時域基符號循環(huán)左或右移位m個采樣點，得到長度為n的第二時域基符號，其中，1≤m≤n-1；

將第一時域基符號和第二時域基符號重復交替級聯(lián)擴展至任意長度，構(gòu)成前導符號；

在前導符號之后級聯(lián)信令幀或數(shù)據(jù)幀，形成前導基帶幀；

將前導基帶幀調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送方法，其中：所述第一時域基符號由常模零自相關(guān)序列經(jīng)過ofdm調(diào)制獲得。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種循環(huán)對稱前導信號的接收方法，包括以下步驟：

將接收到的射頻信號調(diào)制為離散基帶信號；

從離散基帶信號中滑動截取長度為2n的序列，并根據(jù)發(fā)送端的第一時域基符號的循環(huán)移位個數(shù)m對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作以生成滑動對偶自相關(guān)輸出序列；其中，n為發(fā)送端的第一時域基符號的長度；

對滑動對偶自相關(guān)輸出序列進行能量峰值檢測，以獲得在采樣值范圍內(nèi)的能量最大的相關(guān)值。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收方法，其中：截取的序列表示為2段長度為n的序列的級聯(lián)；

對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端的第一時域基符號循環(huán)左移m個采樣值，則滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)表示為：

對截取的序列進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端的第一時域基符號循環(huán)右移m個采樣值，則滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)表示為：

其中，y(n)表示離散基帶信號，和表示相位調(diào)整因子。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收方法，其中：還包括根據(jù)能量最大的相關(guān)值的采樣值序號，確定發(fā)射的第一時域基符號在離散基帶信號中的對應(yīng)時間位置。

根據(jù)上述的循環(huán)對稱前導信號的接收方法，其中：還包括根據(jù)能量最大的相關(guān)值的相位，確定離散基帶信號與發(fā)射的前導基帶幀信號之間的頻率偏差。

如上所述，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送接收系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果：

(1)在接收系統(tǒng)中進行自相關(guān)運算時，會有明確的峰值，避免了由峰值平臺帶來的定時模糊，故定時估計更加準確，定時估計性能有較大提升；

(2)在小數(shù)倍載波頻偏估計方面，提高了頻偏估計的準確性；

(3)一個符號周期內(nèi)即有一個峰值，僅需三個符號長度的接收信號即可確保檢測到一個峰值；故檢測到峰值需要滑動的采樣點較少，偵測時間較短。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示為本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3顯示為本發(fā)明中發(fā)送端循環(huán)左移m個采樣值時滑動對偶自相關(guān)取值的一個實施例的示意圖；

圖4顯示為參考方案中前導基帶幀的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5顯示為本發(fā)明中前導基帶幀的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6顯示為參考方案與本發(fā)明所采用方案的檢測特性比較示意圖；

圖7顯示為本發(fā)明中參考方案中前導基帶幀的一個仿真幀的結(jié)構(gòu)示意圖

圖8顯示為本發(fā)明中前導基帶幀的一個仿真幀的結(jié)構(gòu)示意圖

圖9顯示為參考方案與本發(fā)明的優(yōu)選方案的自相關(guān)能量仿真對比示意圖；

圖10顯示為參考方案與本發(fā)明的優(yōu)選方案的定時誤差累積分布函數(shù)對比示意圖；

圖11顯示為參考方案與本發(fā)明的優(yōu)選方案的頻偏估計誤差累積分布函數(shù)對比示意圖；

圖12顯示為本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送方法的流程圖；

圖13顯示為本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的接收方法的流程圖。

元件標號說明

11時域基符號生成模塊

12基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊

13級聯(lián)擴展模塊

14信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊

15rf發(fā)射模塊

21rf接收模塊

22滑動對偶自相關(guān)模塊

23峰值檢測模塊

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。

參照圖1，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送系統(tǒng)包括時域基符號生成模塊11、基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊12、級聯(lián)擴展模塊13、信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊14和rf發(fā)射模塊15。

時域基符號生成模塊11用于生成一段長度為n的時域基符號a。

其中，時域基符號a由特定符號序列經(jīng)過ofdm調(diào)制獲得。優(yōu)選地，特定符號序列采用常模零自相關(guān)序列。

基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊12用于將時域基符號a循環(huán)左或右移位m個采樣點，得到長度為n的時域基符號a’，其中，1≤m≤n-1。

級聯(lián)擴展模塊13與時域基符號生成模塊11和基符號循環(huán)移位復制符號生成模塊12相連， 用于將時域基符號a和時域基符號a’重復交替級聯(lián)擴展至任意長度，構(gòu)成前導符號p。

具體地，所獲得的前導符號p的結(jié)構(gòu)為aa’aa’aa’.......。

信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊14與級聯(lián)擴展模塊13相連，用于在前導符號p之后級聯(lián)信令幀或數(shù)據(jù)幀，形成前導基帶幀s。

rf發(fā)射模塊15與信令幀/數(shù)據(jù)幀級聯(lián)模塊14相連，用于將前導基帶幀s調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

具體地，將前導基帶幀s通過上變頻調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

參照圖2，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的接收系統(tǒng)包括依次相連的rf接收模塊21、滑動對偶自相關(guān)模塊22和峰值檢測模塊23。

rf接收模塊21用于將接收到的射頻信號調(diào)制為離散基帶信號y(n)。

具體地，rf接收模塊將接收到的射頻信號下變頻為基帶信號，再經(jīng)過a/d采樣后，形成離散基帶信號y(n)。

滑動對偶自相關(guān)模塊22用于從離散基帶信號y(n)中滑動截取長度為2n的序列y，并根據(jù)發(fā)送端時域基符號a的循環(huán)移位個數(shù)m對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作以生成滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)。

具體地，序列y可以表示為2段長度為n的序列y1和y2級聯(lián)。圖3所示即為發(fā)送端循環(huán)左移m個采樣值時滑動對偶自相關(guān)取值的一個示意圖。

對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端時域基符號a循環(huán)左移m個采樣值，則將y1前m點采樣值與y2后m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將y1后n-m點采樣值與y2前n-m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，最后將兩個乘積進行相位補償后合并。故滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)可用等式表示為：

其中和為相位調(diào)整因子，是為了調(diào)整相位間隔引入的。傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過信道，會受頻偏影響，將歸一化頻偏由ε表示，則接收數(shù)據(jù)y(n)與發(fā)送數(shù)據(jù)x(n)的關(guān)系為：

y(n)＝x(n)*e^j2πεn/n

本發(fā)明中采取了滑動對偶自相關(guān)，會導致前后兩部分的相位差不同，和即是為了保證此處的滑動對偶自相關(guān)運算具有恒定的相位差而引入的，可由共軛相乘的兩部分采樣點的 位置差的大小得到具體值。為了調(diào)整相位差的不同，可取為y1前m點采樣值與y2后m點采樣值間的相位差的倒數(shù)；為y1后n-m點采樣值與y2前n-m點采樣值間的相位差的倒數(shù)。

對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端時域基符號a循環(huán)右移m個采樣值，則將y1前n-m點采樣值與y2后n-m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將y1后m點采樣值與y2前m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將兩個乘積進行相位補償后合并。故滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)可用等式表示為：

其中，可取為y1前n-m點采樣值與y2后n-m點采樣值間的相位差的倒數(shù)；為y1后m點采樣值與y2前m點采樣值間的相位差的倒數(shù)。

峰值檢測模塊23用于對滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)進行能量峰值檢測，以獲得在采樣值范圍內(nèi)的能量最大的相關(guān)值c’(n)。

優(yōu)選地，還包括定時估計模塊。

定時估計模塊與峰值檢測模塊相連，用于根據(jù)能量最大的相關(guān)值c’(n)的采樣值序號n，確定發(fā)射的時域基符號a在離散基帶信號y(n)中的對應(yīng)時間位置。

優(yōu)選地，還包括頻偏估計模塊。

頻偏估計模塊與峰值檢測模塊相連，用于根據(jù)能量最大的相關(guān)值c’(n)的相位，確定離散基帶信號y(n)與發(fā)射的前導基帶幀信號之間的頻率偏差。

由于發(fā)送信號經(jīng)過了信道傳輸，故此處所指頻率偏差即發(fā)送端信號與接收端信號之間由于信道特性的影響而存在的頻率偏差。

如圖4所示，定義參考方案中，前導基帶幀由若干時域基符號a重復級聯(lián)后，再級聯(lián)信令幀構(gòu)成。

如圖5所示，在本發(fā)明所采用方案中，前導基帶幀s包括一個前導符號p及信令幀。其中，前導符號p由若干時域基符號a與其循環(huán)左移位a1或循環(huán)右移位a2的復制時域基符號a’交替級聯(lián)擴展構(gòu)成。

參考方案與本發(fā)明所采用方案的檢測特性比較如圖6所示。由圖可知，本發(fā)明所采用方 案具有以下優(yōu)勢：

1)在快速檢測到信號方面

本發(fā)明所采用方案中一個符號周期內(nèi)即有一個峰值，故僅需三個符號長度的接收信號即可確保檢測到一個峰值。因此，檢測到峰值需要滑動的采樣點較少，偵測時間較短。

2)在符號的定時估計方面

本發(fā)明所采用方案在接收系統(tǒng)中進行自相關(guān)運算時，會有明確的峰值，避免了參考方案中所產(chǎn)生的峰值平臺帶來的定時模糊。因此，本發(fā)明所采用方案定時估計更加準確，定時估計性能相對于參考方案會有較大提升。

3)在小數(shù)倍載波頻偏估計方面

定時準確性的提升有利于提高頻偏估計的準確性，因此在小數(shù)倍載波頻偏估計方面，本發(fā)明所采用方案相對于參考方案也具有一定的性能優(yōu)勢。

下面通過特定的具體實施例來說明本發(fā)明的前導信號的發(fā)送接收系統(tǒng)的實施方式。

如圖7所示，定義參考方案中，前導基帶幀由若干時域基符號a重復級聯(lián)后，再級聯(lián)數(shù)據(jù)幀構(gòu)成。

由于恒包絡(luò)零自相關(guān)序列(constamplitudezeroauto-corelation，cazac)序列具有理想的周期自相關(guān)特性、良好的互相關(guān)特性等性能，在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，采用cazac序列生成前導符號，且為了更方便地進行說明，取循環(huán)移位個數(shù)為時域基符號a長度的1/2，即m＝1/2n。故如圖8所示，前導基帶幀s包括一個前導符號p及數(shù)據(jù)幀。其中前導符號p在此具體實施例子中由時域基符號a和時域基符號a’重復交替級聯(lián)擴展構(gòu)成。

具體地，本發(fā)明的優(yōu)選方案中，通過以下步驟獲取前導符號：

1)采用cazac序列生成72點的頻域符號；

2)對所得序列補零，得到128點序列；

3)對128點序列進行傅里葉反變換(ifft)將上述頻域符號轉(zhuǎn)換至時域，得到時域基符號a；

4)將時域基符號a循環(huán)移位1/2符號長度，得到時域基符號a’；

5)將時域基符號a和時域基符號a’交替重復級聯(lián)。

其中，上述兩種方案的幀結(jié)構(gòu)中均將前導符號設(shè)置為四個符號長度。同時，為了與實際應(yīng)用場景相近，在其后接入數(shù)據(jù)幀。

在實際仿真中，發(fā)送信號過加性高斯白噪聲(additivewhitegaussiannoise，awgn)信道，信噪比采用5db并加入歸一化頻偏，此處歸一化頻偏設(shè)置為0.01。為了得到統(tǒng)計結(jié)果， 仿真對參考方案和本發(fā)明的優(yōu)選方案均循環(huán)1000次，并統(tǒng)計每次的定時和頻偏誤差。

圖9所示為兩種方案的歸一化自相關(guān)能量曲線仿真對比圖。由圖可知，參考方案(定義為方案一)的自相關(guān)曲線具有峰值平臺，根據(jù)平臺的下降沿位置進行定時估計。但由于在噪聲環(huán)境下，下降沿位置容易出現(xiàn)較大的模糊。因此參考方案的定時性能相對較差。本發(fā)明的優(yōu)選方案(定義為方案二)進行自相關(guān)運算后會出現(xiàn)明顯的峰值，且一個符號長度即為一個峰值周期。根據(jù)峰值位置進行定時估計，克服了參考方案的定時模糊問題，峰值更明顯，從而提高了定時估計性能。

圖10所示為兩種方案的定時誤差累積分布函數(shù)對比圖。由圖可知，本發(fā)明的優(yōu)選方案的定時性能明顯優(yōu)于參考方案。這是因為本發(fā)明的優(yōu)選方案進行自相關(guān)運算后會出現(xiàn)明顯峰值，檢測峰值位置的準確性更高，克服了參考方案中峰值平臺帶來的定時模糊問題。

圖11所示為頻偏估計誤差累積分布曲線對比圖。由圖可知：

1)參考方案出現(xiàn)的最大頻偏估計誤差小于本發(fā)明的優(yōu)選方案，這是因為對于由相同符號級聯(lián)構(gòu)成前導符號采用自相關(guān)峰值的相位進行頻偏估計時，自相關(guān)峰值是連續(xù)的，即沒有特定的某個自相關(guān)峰，因此自相關(guān)峰值的相位對定時誤差不敏感，即估計的自相關(guān)峰值與其附近的自相關(guān)值的相位均可用于頻偏估計，而不會導致顯著的估計性能損失。

2)本發(fā)明的優(yōu)選方案克服了參考方案的峰值平臺的問題，取得了較大的定時性能提升；但同時由于對前導符號做自相關(guān)運算時會產(chǎn)生局部唯一的一個最優(yōu)相關(guān)峰值，即自相關(guān)峰值的對定時誤差敏感。當由噪聲等因素導致自相關(guān)定時誤差時，估計的自相關(guān)峰值將包含相鄰符號的自相關(guān)干擾分量，該干擾分量將隨定時誤差的增加而增加，并影響估計的相關(guān)峰值的相位，從而導致其頻偏估計誤差增加。

參照圖12，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送方法包括以下步驟：

步驟s11、生成一段長度為n的時域基符號a。

其中，時域基符號a由特定符號序列經(jīng)過ofdm調(diào)制獲得。優(yōu)選地，特定符號序列采用常模零自相關(guān)序列。

步驟s12、將時域基符號a循環(huán)左或右移位m個采樣點，得到長度為n的時域基符號a’，其中，1≤m≤n-1。

步驟s13、將時域基符號a和時域基符號a’重復交替級聯(lián)擴展至任意長度，構(gòu)成前導符號p。

具體地，所獲得的前導符號p的結(jié)構(gòu)為aa’aa’aa’.......。

步驟s14、在前導符號p之后級聯(lián)信令幀或數(shù)據(jù)幀，形成前導基帶幀s。

步驟s15、將前導基帶幀s調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

具體地，將前導基帶幀s通過上變頻調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去。

參照圖13，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的接收方法包括以下步驟：

步驟s21、將接收到的射頻信號調(diào)制為離散基帶信號y(n)。

具體地，rf接收模塊將接收到的射頻信號下變頻為基帶信號，再經(jīng)過a/d采樣后，形成離散基帶信號y(n)。

步驟s22、從離散基帶信號y(n)中滑動截取長度為2n的序列y，并根據(jù)發(fā)送端時域基符號a的循環(huán)移位個數(shù)m對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作以生成滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)。

具體地，序列y可以表示為2段長度為n的序列y1和y2級聯(lián)。圖3所示即為發(fā)送端循環(huán)左移m個采樣值時滑動對偶自相關(guān)取值的一個示意圖。

對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端時域基符號a循環(huán)左移m個采樣值，則將y1前m點采樣值與y2后m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將y1后n-m點采樣值與y2前n-m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，最后將兩個乘積進行相位補償后合并。故滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)可用等式表示為：

可取為y1前m點采樣值與y2后m點采樣值間的相位差的倒數(shù)；為y1后n-m點采樣值與y2前n-m點采樣值間的相位差的倒數(shù)。

對截取的序列y進行滑動對偶自相關(guān)操作時，若發(fā)送端時域基符號a循環(huán)右移m個采樣值，則將y1前n-m點采樣值與y2后n-m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將y1后m點采樣值與y2前m點采樣值對應(yīng)共軛相乘，將兩個乘積進行相位補償后合并。故滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)可用等式表示為：

其中，可取為y1前n-m點采樣值與y2后n-m點采樣值間的相位差的倒數(shù)；為y1后m點采樣值與y2前m點采樣值間的相位差的倒數(shù)。

步驟s23、對滑動對偶自相關(guān)輸出序列c(n)進行能量峰值檢測，以獲得在采樣值范圍內(nèi)的能量最大的相關(guān)值c’(n)。

優(yōu)選地，還包括根據(jù)能量最大的相關(guān)值c’(n)的采樣值序號n，確定發(fā)射的時域基符號a在離散基帶信號y(n)中的對應(yīng)時間位置。

優(yōu)選地，還包括根據(jù)能量最大的相關(guān)值c’(n)的相位，確定離散基帶信號y(n)與發(fā)射的前導基帶幀信號之間的頻率偏差。

由于發(fā)送信號經(jīng)過了信道傳輸，故此處所指頻率偏差即發(fā)送端信號與接收端信號之間由于信道特性的影響而存在的頻率偏差。

綜上所述，本發(fā)明的循環(huán)對稱前導信號的發(fā)送接收系統(tǒng)及方法在接收系統(tǒng)中進行自相關(guān)運算時，會有明確的峰值，避免了由峰值平臺帶來的定時模糊，故定時估計更加準確，定時估計性能有較大提升；在小數(shù)倍載波頻偏估計方面，提高了頻偏估計的準確性；一個符號周期內(nèi)即有一個峰值，僅需三個符號長度的接收信號即可確保檢測到一個峰值；故檢測到峰值需要滑動的采樣點較少，偵測時間較短。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。