CN105187351B

CN105187351B - 一种多径信道下的ofdm定时同步检测方法

Info

Publication number: CN105187351B
Application number: CN201510484529.XA
Authority: CN
Inventors: 马云思; 周三文; 闫朝星
Original assignee: Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd; Beijing Institute of Telemetry Technology
Current assignee: Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd; Beijing Institute of Telemetry Technology
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2018-05-01
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: CN105187351A

Abstract

一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，首先完成定时同步检测系统初始化，包括采样位置计数器和先进先出存储器的初始化；然后将基于加权差分相关的定时估计方法计算得到的定时度量与设置的检测门限进行比较；最后确定OFDM定时偏移估计量，本发明中的方法只需要一个简单的具有两段重复结构的前导符号，避免了加扰等处理恶化OFDM信号的功率谱特性；采用两种基于极坐标的简化方法实现，具有较低的实现复杂度；采用一种基于加权差分相关的定时估计方法，定时估计过程不受载波频偏的影响；提供了一种联合分析与仿真的性能评估方法，可以在多径衰落信道下设置满足系统检测概率与虚警概率要求的检测门限。

Description

一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法

技术领域

本发明涉及一种OFDM定时同步检测方法，特别是一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，属于数字无线通信传输技术领域。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术具有抗多径能力强、频谱利用率高、支持大容量信息传输等优点。在移动通信领域，OFDM是第四代地面移动通信的核心技术。在卫星通信领域，OFDM适用于宽带卫星通信信道下的高速数据传输，例如欧洲卫星标准DVB-SH设计了采用OFDM或TDM技术的混合地面与卫星的通信系统。

在OFDM通信系统中，将高速串行输入的数据流经过串并变换得到低速并行的子数据流，并通过子载波映射得到N_s路并行子数据流{X_k}。其中，每路子数据流的信息速率降低为输入数据流的1/N_s，符号周期扩展为输入数据流的N_s倍。然后，通过逆傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)将N_s路子数据流{X_k}调制到N_s个并行且相互正交的子载波上，其结果经过并串变换后得到OFDM符号。为了减小多径信道引入的符号间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI)，在每个OFDM符号前添加其末尾N_g个采样作为循环前缀。因此，OFDM基带传输信号x_n表示为

其中，N_s为IFFT/FFT的大小(一般取2的整数次幂)，X_k(0≤k≤N_s-1)为第k个子载波上调制的数据信息，N_g为OFDM符号的循环前缀个数。

OFDM传输信号经历多径衰落信道后，通常存在由信道引入的符号定时偏差与载波频率偏差，故OFDM基带接收信号r(n)可表示为

其中，ε为未知的符号定时偏差，v为以子载波间隔归一化的载波频率偏差，w(n)为独立同分布的复高斯过程，h(m)为信道脉冲响应，L为信道的多径数。

在接收解调之前，需要通过符号定时同步确定接收信号的起始位置。常用的符号定时同步方法通常采用具有重复结构的前导符号进行定时估计，如S&C方法、Minn方法等。S&C方法采用时域具有两段重复结构的前导符号，通过对接收信号的前后两段进行共轭相关计算定时度量，表示为：

其中，d为长度为N_s的数据段中第1个采样数据的位置。由于循环前缀中包含前导符号的重复结构，该方法的定时度量存在平台，且定时估计性能较差。为了改善S&C方法的定时度量并提高定时估计准确性，Minn提出采用具有四段重复结构的前导符号C，满足C＝[B B -B -B]形式，其中B表示长度L_m＝N_s/4的前导数据段。Minn方法的定时度量表示为

Minn方法提高了S&C方法的定时估计准确性，但其定时度量仍存在多个峰值，在多径衰落信道下正确检测概率较低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对多径衰落信道下OFDM接收机中传统符号定时同步算法的检测性能较差的问题，本发明提供了一种OFDM定时同步检测及其检测性能评估方法。首先通过基于加权差分相关的定时估计方法计算定时度量，然后根据满足系统要求的检测门限对该定时度量的两个峰值进行定时同步检测，其中，检测门限依据提供的定时同步检测性能评估方法进行设置。该方法只需要采用一个通用的具有重复结构的前导符号，在多径衰落信道下具有较好的检测性能，定时估计过程不受载波频偏的影响，且具有较低的实现复杂度，在多径衰落信道下，可以通过该方法评估OFDM定时同步检测方法的检测性能并设置满足系统检测概率与虚警概率要求的检测门限λ。

本发明的技术解决方案是：一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，步骤如下：

(1)设采样位置计数器d＝0；初始化长度为N_s/2的先进先出存储器，即FIFO，用于存储格式为R_fifo(d)＝{b_syn,d}的数据，其中b_syn为判断位置d的定时度量M(d)是否超过设定检测门限λ的标志位；

(2)令d＝d+1，根据定时估计算法计算定时度量M(d)，并比较M(d)与检测门限λ，若M(d)≥λ，则b_syn＝1，否则b_syn＝0；

(3)将数据R_fifo＝{b_syn,d}存入FIFO中，若FIFO中的R_fifo(d)信息总数N_M满足N_M＝N_s/2，则从FIFO读出数据R_fifo(d-N_s/2)，进入步骤(4)；否则返回步骤(2)；

(4)若R_fifo(d-N_s/2)和R_fifo(d)满足：b_syn(d-N_s/2)＝b_syn(d)＝1，则OFDM定时同步检测成功，定时偏移估计量否则返回步骤(2)。

所述步骤(2)中采用基于加权差分相关的定时估计算法计算定时度量M(d)，具体步骤为：

(2-1)在极坐标下，令已知具有两段重复结构的前导信号为c(n)＝A_c(n)·exp{jθ_c(n)}，接收信号为r(n+d)＝A_r(n+d)·exp{jθ_r(n+d)}，其中，A_c(n)为c(n)的幅值，θ_c(n)为c(n)的相位，A_r(n+d)为r(n+d)的幅值，θ_r(n+d)为r(n+d)的相位；

(2-2)将接收信号中长度为N_s/2的数据段与已知前导信号c(n)共轭相乘得到r₀(n,d)，具体由公式：

给出，其中M_s为1帧包含的OFDM符号数，N＝N_s+N_g为1个OFDM符号中数据与循环前缀的总个数，N_s为IFFT/FFT大小，N_g为OFDM符号的循环前缀数；

(2-3)将序列r₀(n,d)以间隔m，m＝1,…,M₀计算差分相关p(m,d)，得到M₀个差分相关值，具体由公式：

给出，其中，N_s/2-m为求和项的数目，M₀为可调参数，且为正整数，当M₀＝1时，差分相关结果p(1,d)直接用于计算定时度量，即M(d)＝p(1,d)；当M₀>1时，对p(m,d)进行加权求和后用于计算定时度量。

(2-4)采用系数为1/M₀的平均加权，得到相关函数P(d)，具体由公式：

给出；

(2-5)用数据段的能量对P(d)归一化，得到基于加权差分相关的归一化定时度量M(d)，具体由公式：

给出。

所述步骤(2-4)中M₀的取值为：若N_s＝64，则M₀≤2；若N_s＝128，则M₀≤3；若N_s＝256，则M₀≤4；若N_s＝512，则M₀≤6；若N_s＝1024，则M₀≤8。

所述步骤(2-2)中将接收信号中长度为N_s/2的数据段与已知前导信号c(n)共轭相乘得到r₀(n,d)，具体方法为：令已知前导信号c(n)的幅值为A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为共轭相乘在FPGA中仅通过加法器实现。

所述步骤(2-2)中将接收信号中长度为N_s/2的数据段与已知前导信号c(n)共轭相乘得到r₀(n,d)以及步骤(2-3)中将序列r₀(n,d)以间隔m，m＝1,…,M₀计算差分相关p(m,d)，得到M₀个差分相关值，具体方法为：令接收信号r(n)和已知前导信号c(n)的幅值为A_r(n+d)＝A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为p(m,d)的相位为幅值为A_p(m,d)＝1，步骤(2-2)中共轭相乘和步骤(2-3)中差分相关在FPGA中通过加法器和移位寄存器实现。

所述步骤(2-1)中具有两段重复结构的前导信号具体为：c＝[A A]，其中A为长度为N_s/2的复随机序列。在OFDM系统的频域，将长度为N_s/2的MPSK/MQAM调制的复随机序列映射到长度为N_s的OFDM频域序列的奇数子载波上，偶数子载波上均为0，并对映射后的频域序列进行N_s点的IFFT后得到时域具有两段重复结构的前导符号，发送端时域具有两段重复结构的前导符号c(n)，具体由公式：

给出，其中C(k)为频域前导符号第k个子载波上的数据，N_s为IFFT/FFT的大小。

所述步骤(2)中的检测门限λ根据系统要求的检测概率P_D和虚警概率P_F设置。

检测概率P_D表示正确检测情况发生的概率，当采样点ε和ε+N_s/2处定时度量值均超过检测门限时，判断为检测成功，检测概率P_D由公式：

P_D＝P_D1·P_D2＝P{M(d)≥λ|d＝ε}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}

给出，其中P_D1和P_D2分别为定时度量M(d)的两个峰值点的检测概率，且P_D1和P_D2相互独立；检测概率P_D1和P_D2分别表示采样点ε和ε+N_s/2处为定时度量的峰值且超过检测门限的概率。

所述虚警概率P_F由以下四种情况统计获得：

(i)采样点ε与ε-N_s/2处定时度量值均超过检测门限，则虚警概率由公式：

P_F1＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2,d＝ε}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε}

给出；

(ii)采样点ε+N_s/2与ε+N_s处定时度量值均超过检测门限，则虚警概率由公式：

P_F2＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2,d＝ε+N_s}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s}

给出；

(iii)采样点ε+l与ε+l+N_s/2处定时度量值均超过检测门限，l∈[1,L]表示第l条多径信道，则虚警概率由公式：

P_F3(l)＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l,d＝ε+l+N_s/2}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l}·P{M(d)≥λ|d＝ε+l+N_s/2}

给出；

(iv)采样点d与d+N_s/2处的定时度量值均超过检测门限，则虚警概率由公式：

给出，其中，S＝{ε-N_s/2,ε,ε+N_s/2,ε+l}表示情况(i)、情况(ii)、情况(iii)以及正确检测情况下的采样位置，D＝{1,…,M_s×N}表示1帧数据的采样位置，其中，M_s为1帧包含的OFDM符号数，N＝N_s+N_g为1个OFDM符号中数据与循环前缀的总个数，N_s为IFFT/FFT大小，N_g为OFDM符号的循环前缀数；

虚警概率P_F由公式：

给出，其中，N_F＝M_s×N-1为虚警情况发生的总次数。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明提出的OFDM定时同步检测方法采用一种基于加权差分相关的定时估计方法，定时估计不受载波频偏的影响；

附图说明

图1为本发明所提出OFDM定时同步检测方法的双峰值定时检测流程；

图2为本发明所提出OFDM定时同步检测方法的双峰值定时度量；

图3为本发明所提出OFDM定时同步检测方法的接收机工作特性；

图4为本发明所提出OFDM定时同步检测方法的检测概率与虚警概率。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

在多径衰落信道下，为了解决传统定时同步算法的定时度量存在多个峰值、定时检测性能较差的问题，本发明提供一种定时同步检测及其检测性能评估方法，其特征在于对于采用具有两段重复结构前导的OFDM系统，接收机中采用一种基于加权差分相关的定时估计方法得到双峰值的定时度量，且两个峰值之间距离N_s/2个采样，然后根据检测性能评估方法设置满足系统检测概率与虚警概率要求的检测门限，并按照本发明中同步检测方法的检测流程即可得到前导符号在接收数据序列中的位置。

具有两段重复结构的前导符号在OFDM发送端与接收端分别具有以下特征：

1)在OFDM发送端中，时域具有两段重复结构的前导符号表示为c＝[A A]，其中A为长度为N_s/2的复随机序列，在OFDM系统的频域，将长度为N_s/2的MPSK/MQAM调制的复随机序列映射到长度为N_s的OFDM频域序列的奇数子载波上，偶数子载波上均为0，并对映射后的频域序列进行N_s点的IFFT后得到时域具有两段重复结构的前导符号，发送端时域具有两段重复结构的前导符号c(n)，具体由公式：

给出，其中C(k)为频域前导符号第k个子载波上的数据，N_s为IFFT的大小。

2)在OFDM接收端中，经过多径衰落信道的接收信号包含符号定时偏差与载波频率偏差，表示为

其中，ε为未知的符号定时偏差，v为归一化的载波频率偏差，w(n)是方差为的零均值复高斯噪声，h(m)为多径衰落信道的脉冲响应，L为信道记忆长度。

基于上述发送端与接收端的OFDM信号，本发明所提出的OFDM定时同步检测方法的双峰值定时检测流程如图1所示。该方法通过设置满足系统检测概率与虚警概率的检测门限，利用基于加权差分相关定时估计方法得到的双峰值定时度量完成OFDM系统定时同步检测，得到定时估计量从而获得前导符号在接收数据序列中的位置。本发明所提出的OFDM定时同步检测方法的双峰值检测流程具有以下步骤：

所述计算定时度量M(d)，具体步骤为：

(2-1)在极坐标下，令已知具有两段重复结构的前导信号为c(n)＝A_c(n)·exp{jθ_c(n)}，接收信号为r(n+d)＝A_r(n+d)·exp{jθ_r(n+d)}，其中，A_c(n)为c(n)的幅值，θ_c(n)为c(n)的相位，A_r(n+d)为r(n+d)的幅值，θ_r(n+d)为r(n+d)的相位；本方法只需要一个通用的具有两段重复结构的前导符号，避免了加扰等处理恶化OFDM信号的功率谱特性；且本方法采用两种基于极坐标的简化方法实现，在提高OFDM接收机定时同步检测概率的同时具有较低的实现复杂度；

上述计算过程还可以为：令已知前导信号c(n)的幅值为A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为共轭相乘在FPGA中仅通过加法器实现。

给出，其中，N_s/2-m为求和项的数目，M₀为可调参数，且为正整数，当M₀＝1时，差分相关结果p(1,d)直接用于计算定时度量，即M(d)＝p(1,d)；当M₀>1时，对p(m,d)进行加权求和后用于计算定时度量。具体为：

(2-3-1)当M₀较小时，采用系数为1/M₀的平均加权，得到相关函数P(d)，具体由公式：

给出；M₀的取值为：若N_s＝64，则M₀≤2；若N_s＝128，则M₀≤3；若N_s＝256，则M₀≤4；若N_s＝512，则M₀≤6；若N_s＝1024，则M₀≤8；

(2-3-2)用数据段的能量对P(d)归一化，得到基于加权差分相关的归一化定时度量M(d)，具体由公式：

给出。

步骤(2-2)和步骤(2-3)中的计算过程还可以为：令接收信号r(n)和已知前导信号c(n)的幅值为A_r(n+d)＝A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为p(m,d)的相位为幅值为A_p(m,d)＝1，共轭相乘和差分相关在FPGA中分别通过加法器和移位寄存器实现。(共轭相乘在直角坐标下时需要四个乘法器的，极坐标下可以通过幅值相乘，相位加减，即步骤(2-2)(2-3)中表达式，这里通过幅值置1已经省略了幅值相乘，仅剩下相位加减，故只需要通过加法器实现，至于移位寄存，这点针对具体的FPGA实现中，数据采样持续进入的过程，通过移位寄存可以实现数据和本地数据对应操作。)

所述检测门限λ根据预先给定的检测概率P_D和虚警概率P_F设置，可以通过该方法评估OFDM定时同步检测方法的检测性能，并设置满足系统检测概率与虚警概率要求的检测门限λ。具体为：需要首先仿真获得

ε处的检测概率P{M(d)≥λ|d＝ε}、

ε+N_s/2处的检测概率P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}、

ε-N_s/2处的虚警概率P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2}、

ε+N_s处的虚警概率P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s}、

ε+l处的虚警概率P{M(d)≥λ|d＝ε+l}、

ε+l+N_s/2处的虚警概率P{M(d)≥λ|d＝ε+l+N_s/2}、

d处的虚警概率

d+N_s/2处的虚警概率

在得到以上检测概率和虚警概率之后，即可根据检测概率P_D、虚警概率P_F以及P_F1、P_F2、P_F3、P_F4的计算式得到在检测门限λ下的检测概率和虚警概率性能。从而依据系统所要求的检测概率和虚警概率性能设置检测门限λ。

所述检测概率P_D表示正确检测情况发生的概率，当采样点ε和ε+N_s/2处定时度量值均超过检测门限时，判断为检测成果，检测概率P_D由公式：

P_D＝P_D1·P_D2＝P{M(d)≥λ|d＝ε}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}

所述虚警概率P_F由以下四种情况统计获得：

P_F1＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2,d＝ε}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε}

给出；

P_F2＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2,d＝ε+N_s}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s}

给出；

P_F3(l)＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l,d＝ε+l+N_s/2}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l}·P{M(d)≥λ|d＝ε+l+N_s/2}

给出；

虚警概率P_F由公式：

给出，其中，N_F＝M_s×N-1为采样得到的虚警总数。

(4)若R_fifo(d-N_s/2)和R_fifo(d)满足：b_syn(d-N_s/2)＝b_syn(d)＝1，则OFDM定时同步检测成功，定时偏移估计量否则返回步骤(2)。本发明的主要思想是：提供一种适用于OFDM无线通信系统的定时检测方法，并推导该方法的一种联合分析与仿真的性能评估方法。所提出的定时检测方法只需要采用一个具有两段重复结构的前导符号通过基于加权差分相关的定时估计方法得到双峰值定时度量，通过设置满足系统检测概率与虚警概率的检测门限完成定时同步检测，得到定时估计量在多径衰落信道下，通过联合分析与仿真的性能评估方法选择适当的检测门限，所提出的OFDM定时同步检测方法可以获得较好的检测性能。

具体实施例

在OFDM通信系统中，设子载波数N_s＝256，用户有效子载波数N_u＝180，循环前缀个数N_g＝24，信号带宽为B_w＝3MHz，子载波间隔为Δf＝15kHz，载波频偏v＝3.4Δf。系统采用具有两段重复结构的块状前导符号。仿真采用多径数为L＝8的瑞利衰落信道，每径的延时τ_i为0、2、4、…、14个采样，信道具有指数功率延迟特性，即对于路径增益A_i有：其中i表示第i条多径，0≤i≤L-1。

检测门限的选择需要在检测概率与虚警概率之间折衷。图3为不同信噪比下OFDM定时估计方法2在所提供的定时检测方法下的接收机工作特性(Receiver OperatingCharacteristic，ROC)，每个虚警概率P_F对应一个漏警概率P_md＝1-P_D。如图3所示，当信噪比为SNR＝5dB时，采用定时估计方法2的定时检测的虚警概率P_F＝6.2×10^-5所对应的漏警概率P_md＝8.7×10^-4。当信噪比为SNR＝10dB时，采用定时估计方法2的定时检测的虚警概率P_F＝5.3×10^-6，对应的漏警概率P_md＝3.5×10^-4。

图4为不同检测门限下λ下定时检测的检测概率P_D与虚警概率P_F。根据虚警概率P_F与漏警概率P_md，从图4中即可得到满足性能要求的检测门限。SNR＝5dB时的虚警概率P_F＝6.2×10^-5、漏警概率P_md＝8.7×10^-4对应检测门限λ＝0.048，SNR＝10dB时的虚警概率P_F＝5.3×10^-6、漏警概率P_md＝3.5×10^-4对应检测门限λ＝0.081。

从仿真条件中可以暗处存在载波频偏，其定时估计的结果为仿真图2，很明显即使存在较大的载波频偏，定时度量也是比较干净的双峰值，因此本发明中的方法受载波频偏的影响很小；

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims

1.一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用基于加权差分相关的定时估计算法计算定时度量M(d)，具体步骤为：

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给出，其中，N_s/2-m为求和项的数目，M₀为可调参数，且为正整数，当M₀＝1时，差分相关结果p(1,d)直接用于计算定时度量，即M(d)＝p(1,d)；当M₀>1时，对p(m,d)进行加权求和后用于计算定时度量；

<mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>M</mi> <mn>0</mn> </msub> </munderover> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>M</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>,</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow>

给出；

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给出。

3.根据权利要求2所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2-4)中M₀的取值为：若N_s＝64，则M₀≤2；若N_s＝128，则M₀≤3；若N_s＝256，则M₀≤4；若N_s＝512，则M₀≤6；若N_s＝1024，则M₀≤8。

4.根据权利要求2所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2-2)中将接收信号中长度为N_s/2的数据段与已知前导信号c(n)共轭相乘得到r₀(n,d)，具体方法为：令已知前导信号c(n)的幅值为A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为共轭相乘在FPGA中仅通过加法器实现。

5.根据权利要求2所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2-2)中将接收信号中长度为N_s/2的数据段与已知前导信号c(n)共轭相乘得到r₀(n,d)以及步骤(2-3)中将序列r₀(n,d)以间隔m，m＝1,…,M₀计算差分相关p(m,d)，得到M₀个差分相关值，具体方法为：令接收信号r(n)和已知前导信号c(n)的幅值为A_r(n+d)＝A_c(n)＝1，则r₀(n,d)的相位为幅值为p(m,d)的相位为幅值为A_p(m,d)＝1，步骤(2-2)中共轭相乘和步骤(2-3)中差分相关在FPGA中通过加法器和移位寄存器实现。

6.根据权利要求2所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2-1)中具有两段重复结构的前导信号具体为：c＝[A A]，其中A为长度为N_s/2的复随机序列；在OFDM系统的频域，将长度为N_s/2的MPSK/MQAM调制的复随机序列映射到长度为N_s的OFDM频域序列的奇数子载波上，偶数子载波上均为0，并对映射后的频域序列进行N_s点的IFFT后得到时域具有两段重复结构的前导符号，发送端时域具有两段重复结构的前导符号c(n)，具体由公式：

<mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> </msqrt> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <mi>C</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mn>2</mn> <mi>&pi;</mi> <mi>k</mi> <mi>n</mi> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> </mrow> </msup> <mo>,</mo> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mn>...</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow>

7.根据权利要求1所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的检测门限λ根据系统要求的检测概率P_D和虚警概率P_F设置。

8.根据权利要求7所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：检测概率P_D表示正确检测情况发生的概率，当采样点ε和ε+N_s/2处定时度量值均超过检测门限时，判断为检测成功，检测概率P_D由公式：

P_D＝P_D1·P_D2＝P{M(d)≥λ|d＝ε}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}

9.根据权利要求7所述的一种多径信道下的OFDM定时同步检测方法，其特征在于：所述虚警概率P_F由以下四种情况统计获得：

P_F1＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2,d＝ε}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε-N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε}

给出；

P_F2＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2,d＝ε+N_s}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s/2}·P{M(d)≥λ|d＝ε+N_s}

给出；

P_F3(l)＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l,d＝ε+l+N_s/2}

＝P{M(d)≥λ|d＝ε+l}·P{M(d)≥λ|d＝ε+l+N_s/2}

给出；

<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>F</mi> <mn>4</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>P</mi> <mo>{</mo> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>,</mo> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>/</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>|</mo> <mi>d</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>D</mi> <mo>&cap;</mo> <mover> <mi>S</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <mi>P</mi> <mo>{</mo> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>|</mo> <mi>d</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>D</mi> <mo>&cap;</mo> <mover> <mi>S</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>}</mo> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>P</mi> <mo>{</mo> <mi>M</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>d</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>/</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&GreaterEqual;</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>|</mo> <mi>d</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>D</mi> <mo>&cap;</mo> <mover> <mi>S</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>

虚警概率P_F由公式：

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给出，其中，N_F＝M_s×N-1为虚警情况发生的总次数。