[发明专利]正交频分复用技术的同步估计方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)技术，特别涉及一种OFDM技术 的同步估计方法和系统。

背景技术

OFDM是一种具有传输高速率数据业务能力的频分复用技术，其频带利 用率高，抗多径干扰能力强，因此，OFDM受到越来越广泛的关注和重视， 并被认为是未来无线多媒体移动通信的首选技术之一，并已在无线局域网的 物理层系列标准、欧洲的数字音频广播标准(DAB)和数字时频标准(DVB) 中应用。

虽然目前对于OFDM传输技术已经制定了多个技术标准，但OFDM技 术中仍存在着许多难题。同步是OFDM传输标准制定中存在的技术难题之 一，OFDM系统对同步误差非常敏感，非常小的同步误差都可能引起系统性 能的严重下降。在OFDM系统中，同步一般包括两个过程：第一步为同步 捕获，即在数据传输开始建立的同步；第二步为剩余同步偏移的估计。

其中，在数据传输过程中，由于多普勒频移的影响，收发双方的载波频率 稳定度受限，以及收发双方采样时钟振荡器的不稳定性，造成了剩余载波频率 偏移和采样时钟偏移的存在，虽然这些同步误差的数值较小，但会导致子信道 上的信号幅度降低，破坏子信道间的正交性，并引入载波间干扰(ICI， Inter-Carrier Interference)，使系统误码率增大。针对数据传输期间的同步问题， 目前已有两种OFDM系统的同步估计方法，第一种是导频辅助(PTA，Pilot  Tone-Aided)的同步估计方法，第二种是非导频辅助的同步估计方法。

在介绍现有技术的两种方法之前，有必要对OFDM符号的结构以及OFDM 系统的同步信号模型进行简要说明。首先对OFDM符号的结构进行说明，OFDM 符号中包括循环前缀部分和数据部分，其中，数据部分包括：导频数据和信号 数据，如图1所示，c_m(k)表示第m个OFDM符号的第k个信号数据，p_m(k)表 示第m个OFDM符号的第k个导频数据。m和m+1表示第m和m+1个OFDM 符号，p_m(k)和p_m+1(k)分别是两个OFDM符号中的导频数据，导频数据一般 用来提取信道信息和进行信道估计。一个OFDM符号中包括N_g个循环前缀， N个子信道分为导频子信道和信号子信道，导频子信道上承载导频数据，信号 子信道上承载信号数据。

下面对OFDM系统的同步信号模型进行说明。在OFDM传输系统中， 若OFDM系统调制采用N点离散傅立叶逆变换(IDFT，Inverse Discrete  Fourier Transform)，即一个OFDM符号中包含N个数据；OFDM系统采用 K+1个子信道传输信息，其中，K＜N；OFDM系统采样时钟周期为T；一 个OFDM符号在时域上包括两个部分：数据部分和循环前缀部分，其中循 环前缀的时间为N_gT，用以克服由多径引起的信号之间的干扰；一个OFDM 符号包含N_s个采样点，N_s＝N+N_g。

此时，发送端发送的第m个OFDM符号的复基带信号x_m(t)可表示为：