一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法技术

本发明专利技术属于信号处理技术领域，涉及一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法。在本发明专利技术中，首先利用ML算法对符号定时位置进行了粗估计，但其估计不够准确，然后根据符号定时偏差会造成相位旋转的特性，对少数符号进行FFT，统计其星座图分布范围，定义特征参数，达到正确符号定时位置时特征参数最小，由此得到OFDM符号定时位置的精确估计。本发明专利技术可以在非合作情况下进行工作，对于OFDM的接收同步有很好的参考和实际应用。

A symbol timing position estimation method based on Constellation

【技术实现步骤摘要】
一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法
本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法。
技术介绍
OFDM是一种多载波传输技术，将高速的数据流通过串并变换转换为较低速的并行数据流，再分配到多个子信道中进行传输，从而使每个子载波上的数据符号长度相对增加，有效减小了由多径引起的符号间干扰。并且，OFDM系统由于各载波间的离散正交性，从而允许子信道之间相互重叠，因此OFDM信号可以最大限度地利用频谱资源。由于OFDM所具有的抗频率选择性、频谱利用率高等优点，其已经较广泛地应用于数字视频广播、无线局域网等领域，且是下一代无线通信系统的关键技术之一。为了抵抗多径的干扰，会在OFDM符号前加入一段循环前缀，OFDM符号同步用于确认OFDM符号的开始时刻，以去除每个符号前的循环前缀，得到进行傅里叶变换所需要的正确数据。当符号同步不够准确时，会产生OFDM信号符号间干扰，从而降低OFDM系统的误码率性能，因此，为了在接收端解调出正确的数据必须进行符号同步。在非合作背景下，不能利用训练符号得到OFDM符号定时的准确位置，需要利用OFDM特有的结构进行符号同步。常见的方法有ML方法，由于ML方法通过峰值估计定时位置，存在噪声的情况下估计结果不够准确，因此需进行更为精确地估计。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在非合作情况下对OFDM信号进行符号定时位置估计。符号定时不准确会导致解调时相位旋转，本专利技术利用这个特性进行精确同步，统计OFDM符号FFT后的星座图在正确相位点的集中程度来判断是否为符号起始点。该方法能够更为精确地对符号定时位置进行估计，且选择少量符号进行FFT，运算较为简单。为了便于理解，对本专利技术采用的技术做如下说明：OFDM信号表示为r(n)，其中符号有效长度为N，循环前缀长度为Ng。ML算法估计得到的定时位置为：其中ρ为信噪比。本专利技术的技术方案为：一种基于星座图的OFDM信号符号同步的方法，该方法能够对接收到的OFDM信号在非合作情况下实现信号的符号同步，如图2所示，包括以下步骤：S1、计算接收信号的r(m):r(m+Ng-1)和r(m+N):r(m+Ng+N-1)两段信号之间的相关程度其中m为定时同步位置；S2、分别计算两段信号的能量得到平均值得到似然函数曲线|γ(m)|-ρΦ(m)，ρ为信噪比；S3、搜索似然函数最靠近0的极大值，得到极大值位置的索引为S4、选择起始点S5、从起始点开始提取2个OFDM符号并进行FFT变换，得到待统计信号s(n)；S6、对s(n)进行相位统计，计算特征参数其中统计范围S为以(0,±1)和(±1,0)四点为圆心，半径为r的圆；S7、更新起始点d＝d+1，重复执行步骤S5，直到S8、得到特征函数T(d)＝Td，即不同的d值对应的特征参数；S9、搜索特征函数T(d)的最小值，其中最小值对应的位置索引即为估计得到的符号定时位置在本专利技术中，首先利用ML估计算法对符号定时位置进行了粗估计，但其估计不够准确，正确位置通常分布在其左右，然后根据符号定时偏差会造成相位旋转的特性，对少数符号进行FFT，得到特征函数，达到正确符号定时位置时特征参数最小，由此得到OFDM符号定时位置的精确估计本专利技术的有益效果为，可以在非合作情况下进行工作，对于OFDM的接收同步有很好的参考和实际应用。附图说明图1为本专利技术中特征参数统计范围图；图2为本专利技术流程图；图3为特征参数曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的说明。实施例本例在接收待处理OFDM信号中假设符号个数为200个，基带调制样式为QPSK，有效符号长度为480，循环前缀长度为120，符号定时位置为16，信噪比为15dB，对信号进行符号定时位置估计，具体步骤如下：步骤一：首先，计算接收信号的相关程度，得到步骤二：计算能量平均值得到似然函数曲线|γ(m)|-ρΦ(m)；步骤三：搜索似然函数的极大值，得到符号定时位置粗估计选择起始点步骤四：从起始点开始提取2个OFDM符号进行FFT变换，得到待统计信号s(n)；步骤五：对s(n)进行相位统计，计算特征参数Td；步骤六：起始点d＝d+1，重复执行步骤四，直到得到特征函数T(d)＝Td，其中步骤五：搜索特征函数T(d)的最小值，得到符号定时位置估计结果估计正确。图3是15dB情况下的特征函数曲线。从图3可以看出提出的该算法能够在非合作情况下对OFDM符号定时位置进行估计，并且得到了好的估计结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法，设OFDM信号表示为r(n)，其中符号有效长度为N，循环前缀长度为N

【技术特征摘要】
1.一种基于星座图的OFDM信号符号定时位置估计方法，设OFDM信号表示为r(n)，其中符号有效长度为N，循环前缀长度为Ng；其特征在于，所述定时位置估计方法包括以下步骤：
S1、计算接收信号的r(m):r(m+Ng-1)和r(m+N):r(m+Ng+N-1)两段信号之间的相关程度其中m为定时同步位置；
S2、分别计算两段信号的能量得到平均值得到似然函数曲线|γ(m)|-ρΦ(m)，ρ为信噪比；
S3、搜索似然函数最靠近0的极大值，得到极大值...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄苗苗，廖红舒，甘露，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51