專利名稱：Ofdm系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領域，特別是涉及一種OFDM系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估 計方法。
背景技術：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，) i一禾中$ 載波調制方式，具有頻譜效率高、帶寬擴展性強、抗多徑干擾能力強的優(yōu)點。在OFDM系統(tǒng)中，由于發(fā)射機和接收機的本振之間存在一定程度上的失配，同時發(fā) 射機和接收機之間的相對運動和周圍傳播環(huán)境的變化，都會引入一定的多普勒頻移，使得 接收信號在頻域內發(fā)生偏移，這種發(fā)射機和接收機之間的頻率偏差稱為載波頻偏。載波頻 偏可分為整數(shù)倍子載波頻偏和分數(shù)倍子載波頻偏兩部分，根據(jù)OFDM系統(tǒng)子載波帶寬的大 小對載波頻偏進行歸一化處理。OFDM系統(tǒng)對于載波頻偏非常敏感，分數(shù)倍子載波頻偏會在 各子載波之間造成能量泄漏，導致子載波之間的正交性遭到破壞，從而引入子載波間干擾 ICKInter Carrier Interference)，使得系統(tǒng)的誤碼率性能惡化。而整數(shù)倍子載波頻偏雖 然不會破壞子載波之間的正交性，但會造成頻域符號數(shù)據(jù)的循環(huán)移位，從而導致接收數(shù)據(jù) 錯誤。在實際的OFDM系統(tǒng)中，考慮到RF(射頻)部分濾波器的影響，產生的基帶OFDM 信號并不占滿整個信號帶寬，通常在整個頻帶的高頻部分留出一定的子載波，這些子載波 通常位于濾波器的滾降區(qū)域內且不承載任何有效數(shù)據(jù)，以避免濾波器的滾降對有用信號造 成幅度衰減；同時在高頻部分適當填零處理還可以實現(xiàn)對有用信號的過采樣處理，以避免 當接收端以兩倍基帶采樣速率進行采樣時，因為采樣速率不足導致在數(shù)模轉換時產生偽信 號。因此在實現(xiàn)中通常把這些填零處理的子載波稱為虛擬子載波。利用OFDM信號的這種特性，在接收端就可以根據(jù)檢測有效數(shù)據(jù)載波和虛擬子載 波的邊界來估計整數(shù)倍的子載波頻偏。但這種算法的應用范圍存在一定的制約性。在平衰 落信道中，信道的頻率響應在整個OFDM信號帶寬內是平坦的，因此可以通過累積載波能量 的方法準確地找出有效數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波的能量邊界。但在大多數(shù)的寬帶OFDM系統(tǒng) 中，因為多徑的影響，信道的頻域響應在整個OFDM信號帶寬內是頻率選擇性衰落的。在有 些情況下，信道在有效數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波的邊界位置增益很小，采用累積載波能量的 方法并不能確保兩者之間的能量邊界階躍特性體現(xiàn)得很明顯，這種情況下通過檢測能量邊 界來估計載波頻偏的方法就存在誤檢的可能。另外通常接收機前端濾波器在設計時其通帶 大小都是有限的，當存在較大的載波頻偏時，有用信號就有可能落入濾波器的滾降區(qū)間甚 至阻帶區(qū)間，這會對處于邊界附近的有用載波信號帶來極大的幅度衰減，從而模糊了有效 數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波之間的邊界區(qū)分，這樣也會影響上述檢測算法的性能。在有頻域訓練序列的OFDM系統(tǒng)中，還可以利用接收頻域訓練序列和本地已知頻 域訓練序列之間的互相關特性來檢測整數(shù)倍子載波頻偏長。這種方法通常需要對接收頻域 訓練序列進行循環(huán)移位后再進行互相關操作；同時互相關操作之前還需要消除頻域信道帶來的影響，上述操作通常都需要大量的復數(shù)乘法運算，受制于復雜度的制約，通?；谏鲜?算法實現(xiàn)的OFDM系統(tǒng)，其所能檢測的整數(shù)倍載波頻偏范圍都很有限。而且該算法僅適用于 有頻域訓練序列的OFDM系統(tǒng)，對一般的OFDM系統(tǒng)無法實現(xiàn)載波頻偏的盲估計。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種OFDM系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估計方 法，實現(xiàn)整數(shù)載波頻偏的盲估計，而且能夠在有效數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波之間能量邊界階 躍特性較模糊的情況下進行整數(shù)倍子載波頻偏估計。為解決上述技術問題，本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估計方法，包括 如下步驟步驟一，對OFDM頻域信號分別選取載波中心頻點兩側正負半頻頻帶內位于有效 數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波的理想邊界位置kB附近個數(shù)為K的載波信號，分別記作Rp(k，i)和 Rn(k, i),0 ^ k < K ；步驟二，求信號Rp(k，i) *RN(k，i)各兩兩對應的載波信號之間的能量差D(k，i)；步驟三，以OFDM符號時長為周期，逐符號累積能量差D (k，i)，得到累積的能量差
權利要求
1.一種OFDM系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估計方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，對OFDM頻域信號分別選取載波中心頻點兩側正負半頻頻帶內位于有效數(shù)據(jù) 載波和虛擬子載波的理想邊界位置kB附近個數(shù)為K的載波信號，分別記作Rp(k，i)和
2.如權利要求1所述的估計方法，其特征在于選取信號Rn(k，i)和Rp(k，i)時必須將 所述理想邊界位置kB包含在抽取序列中間，兩兩對應的子載波之間的頻率偏差為固定值， 選取的個數(shù)K根據(jù)需要估計的頻偏大小進行配置。
3.如權利要求1所述的估計方法，其特征在于步驟四中所述的平均值E1，按如下方式 進行統(tǒng)計；在理想邊界位置kB兩側對稱選取總計2P個載波信號累積的能量差C(k)進行統(tǒng)計平 均，五
4.如權利要求1所述的估計方法，其特征在于步驟六所述的平均值E2按如下方式進 行統(tǒng)計；在階躍的估計位置h兩側對稱選取總計2Q個載波信號累積的能量差C(k)進行統(tǒng)計 平均，五2 = ^ Σ+ ？)，其中，0 < Q < min (Ii1，F(xiàn)k1)，-Q < q < Q-I。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDM系統(tǒng)中整數(shù)倍子載波頻偏的估計方法，包括如下步驟在頻域信號中選取多個符號，從每個符號正負頻選取相同長度的兩段數(shù)據(jù)；求這兩段信號兩兩點之間的能量差，生成差值序列；將逐個符號的差值序列相加形成信號能量差序列；計算信號能量差的平均值；根據(jù)平均值確定信號能量差序列的階躍位置，用該位置周圍的序列點再計算平均值作為判決閾值；用判決閾值判決信號能量差序列；對判決結果逐點累加，并尋找最小值；根據(jù)最小值估計整數(shù)倍子載波頻偏值。本發(fā)明能實現(xiàn)整數(shù)載波頻偏的盲估計，能在有效數(shù)據(jù)載波和虛擬子載波之間能量邊界階躍特性較模糊的情況下進行整數(shù)倍子載波頻偏估計，并能降低計算的復雜度，可靠性高，消耗時間少。
文檔編號H04L27/26GK102006255SQ20091005787
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權日2009年9月3日
發(fā)明者朱華, 沈潛, 程鑫豪 申請人:卓勝微電子(上海)有限公司