專利名稱：基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屬于移動(dòng)通信同步技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用于正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng) 的頻率同步方法，具體涉及一種快速可靠、負(fù)載比較小、捕獲范圍大、估計(jì)精度高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 度低的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
頻率同步是移動(dòng)通信系統(tǒng)能正常通信的前提。為了能夠支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，未來 移動(dòng)通信系統(tǒng)將是寬帶、多(收、發(fā))天線的系統(tǒng)，而OFDM是未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要候選 方案。對于未來移動(dòng)無線通信來說，收發(fā)兩端晶振的差異對載波頻率產(chǎn)生影響，使其發(fā)生偏 移，從而破壞OFDM系統(tǒng)內(nèi)子載波之間的正交性。與單載波系統(tǒng)相比，OFDM系統(tǒng)對載波頻偏 更為敏感，如何減少子載波間干擾ICI對系統(tǒng)性能的影響，是OFDM系統(tǒng)能得到廣泛應(yīng)用的 前提之一。傳統(tǒng)的頻率同步方法都是或者基于頻域訓(xùn)練序列或者基于時(shí)域訓(xùn)練序列來對載 波頻偏進(jìn)行估計(jì)的，它們都有這樣那樣的缺點(diǎn)不適合分組數(shù)據(jù)傳輸、負(fù)載過高、捕獲范圍 小、估計(jì)性能不理想、計(jì)算復(fù)雜度高。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種快速可靠、負(fù)載比較 小、捕獲范圍大、估計(jì)精度高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法，包括以 下步驟1)、對接收到的時(shí)域信號(hào)，根據(jù)其所包含的P個(gè)相同的子序列，計(jì)算由于頻偏而引 起的相角旋轉(zhuǎn)分量；2)、對上述相角旋轉(zhuǎn)分量作平均并歸一化即可得到相應(yīng)的細(xì)頻偏估計(jì)值；3)、對接收到的時(shí)域信號(hào)序列作細(xì)頻偏校正；4)、對校正后的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位為ε的補(bǔ)償；5)、對補(bǔ)償后的信號(hào)做N點(diǎn)的離散傅立葉變換DFT ；6)、去除子載波上調(diào)制的符號(hào)；7)、做M點(diǎn)的離散傅立葉反變換IDFT，得到長度為M的時(shí)域信號(hào)；8)、對該時(shí)域信號(hào)的首部的G個(gè)值和尾部的M-G個(gè)值的模平方分別求和，并計(jì)算其 比值之；9)、最小的化給出了粗頻偏的估計(jì)值；10)、將估計(jì)出的粗頻偏值和細(xì)頻偏值相加，得到總的頻偏估計(jì)值；其中，ε為預(yù)先選取的粗頻偏值，為-Ν/2到Ν/2之間且不包含-Ν/2的整數(shù)；N為 OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)；P為訓(xùn)練符號(hào)中相同的子序列數(shù)，M為訓(xùn)練序列占用的子載波數(shù)；G 為循環(huán)前綴的長度；通常，G大于無線多徑衰落信道的最大時(shí)延擴(kuò)展，并且P = Ν/Μ。作為優(yōu)選，所述步驟4)中對校正后的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位為ε的補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方法為對時(shí)域信號(hào)的第i個(gè)采樣乘以；·/'2^^1
有益效果本發(fā)明的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法，能用于包括OFDM在內(nèi)的各 種有循環(huán)前綴的分塊傳輸系統(tǒng)，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)通過引入噪聲子空間的概念，可以擴(kuò)大粗頻偏的估計(jì)范圍，提高估計(jì)的精度，并 同時(shí)估計(jì)出信道的沖激響應(yīng)；2)傅立葉正/反變換存在高效的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和快速的算法，本 方法通過采用大量的傅立葉正/反變換，能夠減輕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。


圖1是本發(fā)明的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法的框圖；圖2是本發(fā)明的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。如圖2所示，本發(fā)明的基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)裝置包括乘法累加 裝置、乘法裝置、相角計(jì)算裝置、快速傅立葉變換裝置、相位補(bǔ)償和解調(diào)裝置、快速傅立葉反 變換裝置、平方裝置、室內(nèi)最小值搜索裝置和加法裝置。假設(shè)一個(gè)OFDM系統(tǒng)所包含的子載波數(shù)目為N，循環(huán)前綴的長度為G。訓(xùn)練符號(hào)由 兩段完全相同的子序列組成，在頻域上占用偶數(shù)位子載波。此時(shí)，M = N/2，P = 2。將接收 的訓(xùn)練序列依次送到乘法累加器、乘法模塊、相角計(jì)算模塊，利用子序列的結(jié)構(gòu)，得到相應(yīng) 的細(xì)頻偏(小數(shù)倍頻偏)估計(jì)值，并對訓(xùn)練序列進(jìn)行相位校正。在(_N/2，N/2]范圍內(nèi)依次 選擇整數(shù)ε作為粗頻偏(整數(shù)倍頻偏)的預(yù)設(shè)值，對校正后信號(hào)進(jìn)行再次補(bǔ)償，并估計(jì)信 道的時(shí)域沖激響應(yīng)。計(jì)算噪聲子空間和信號(hào)子空間功率的比值，通過最小的比值確定整數(shù) 倍頻偏的估計(jì)值。最后，將粗、細(xì)頻偏估計(jì)值相加，輸出總的頻偏估計(jì)值。具體算法描述如下首先將接收信號(hào)輸入乘法累加、乘法和相角計(jì)算裝置估計(jì)小數(shù)倍頻偏，即
權(quán)利要求
一種基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)、對接收到的時(shí)域信號(hào)，根據(jù)其所包含的P個(gè)相同的子序列，計(jì)算由于頻偏而引起的相角旋轉(zhuǎn)分量；2)、對上述相角旋轉(zhuǎn)分量作平均并歸一化即可得到相應(yīng)的細(xì)頻偏估計(jì)值；3)、對接收到的時(shí)域信號(hào)序列作細(xì)頻偏校正；4)、對校正后的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位為ε的補(bǔ)償；5)、對補(bǔ)償后的信號(hào)做N點(diǎn)的離散傅立葉變換DFT；6)、去除子載波上調(diào)制的符號(hào)；7)、做M點(diǎn)的離散傅立葉反變換IDFT，得到長度為M的時(shí)域信號(hào)；8)、對該時(shí)域信號(hào)的首部的G個(gè)值和尾部的M G個(gè)值的模平方分別求和，并計(jì)算其比值 9)、最小的 給出了粗頻偏的估計(jì)值；10)、將估計(jì)出的粗頻偏值和細(xì)頻偏值相加，得到總的頻偏估計(jì)值；其中，ε為預(yù)先選取的粗頻偏值，為 N/2到N/2之間且不包含 N/2的整數(shù)；N為OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)；P為訓(xùn)練符號(hào)中相同的子序列數(shù)，M為訓(xùn)練序列占用的子載波數(shù)；G為循環(huán)前綴的長度；通常，G大于無線多徑衰落信道的最大時(shí)延擴(kuò)展，并且P＝N/M。FSA00000292240200011.tif,FSA00000292240200012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲子空間的定時(shí)同步方法，其特征在于所述步驟4) 中對校正后的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位為ε的補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方法為對時(shí)域信號(hào)的第i個(gè)采樣
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于噪聲子空間的頻偏估計(jì)方法，該方法包括根據(jù)接收到的時(shí)域信號(hào)計(jì)算由于頻偏而引起的相角旋轉(zhuǎn)分量；對相角旋轉(zhuǎn)分量作平均并歸一化得到相應(yīng)的細(xì)頻偏估計(jì)值；對接收到的時(shí)域信號(hào)序列作細(xì)頻偏校正；對校正后的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行相位為ε的補(bǔ)償；對補(bǔ)償后的信號(hào)做N點(diǎn)的離散傅立葉變換；去除子載波上調(diào)制的符號(hào)；做M點(diǎn)的離散傅立葉反變換得到長度為M的時(shí)域信號(hào)；對該時(shí)域信號(hào)的首部G個(gè)值和尾部M-G個(gè)值的模平方分別求和并計(jì)算其比值最小的給出粗頻偏的估計(jì)值；將估計(jì)出的粗頻偏值和細(xì)頻偏值相加得到總的頻偏估計(jì)值。本發(fā)明適用于包括OFDM在內(nèi)的各種有循環(huán)前綴的分塊傳輸系統(tǒng)，具有快速可靠、負(fù)載小、捕獲范圍大、估計(jì)精度高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101945078SQ201010298930
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者王新宇, 王來莉, 盛彬 申請人:東南大學(xué)