[发明专利]基于块传输的单载波系统的载波跟踪方法

说明书

技术领域

本发明设计通讯技术领域，尤其涉及一种基于块传输的单载波系统的载波 跟踪方法。

背景技术

SC-FDE(单载波频域均衡)是宽带无线传输中一种很有前途的抗多径干扰的 方法，和OFDM一样采取分快传输，并且采用循环前缀Cyclic Prefix(CP)方 式，这样就可以把信号于信道脉冲响应的线性卷积转化为循环卷积，并且消除 了多径引起的数据块的干扰。在接收端采用简单的频域均衡技术就可以消除符 号间干扰。

数字通信技术领域中的一个最核心问题就是同步问题，从技术上说分为载 波同步与定时同步。在经过无线移动信道后的接收端获取的基带采样信号中存 在着载波频率偏差，相位偏差，定时偏差，这些偏差一般来源于发射机和接收 机之间晶振的不匹配和无线移动信道中多普勒效应和频率选择性这几个方面， 即便是在信道相对平坦的室内环境，也会存在这些偏差。

使用块传输技术的SC-FDE系统对这些同步的偏差提出了更高的要求。 SC-FDE系统的同步技术分为载波同步和定时同步，其接收端的同步主要有以下 几个任务：

帧到达检测，用于判定是否检测到信号，这是同步的第一步，只有判定接 收到的是有效信号才能进行后面的处理；

载波频偏捕获；

载波频率跟踪；

符号起始位置估计(块同步)，即在均衡之前准确知道起始位置(起始的傅 立叶变换FFT位置)；为获取更精确的位置，需要定时估计。

采样时钟频率的跟踪。

SC-FDE系统的信号沿着时间轴顺序到来的，分块传输的SC-FDE信号每个 数据块由数据段和循环前缀组成。SC-FDE射频信号在解调到基带信号的过程中 由于晶振的不匹配会产生非常大的频率偏差，频偏对纯粹的单载波系统造成的 误差相当于造成了信号旋转和衰减；当这个频偏出现在SC-FDE系统时，还会 造成码间干扰ISI，载波间干扰ICI，影响到SC-FDE系统的频域均衡算法的准 确性，因此在接收端下变频后得到的基带采样信号的频偏必须先进行捕获和补 偿，将本地载波的频偏锁定在一个较小的范围内，使系统能够正常工作。补偿 后剩余的频偏又称之为残留频偏。随着时间的推移，残留频偏造成的相位偏移 差随着时间的积累，会使得接收码元旋转一个角度，导致无法正确的解调出符 号；同时相位的累积偏差也会导致错误的信道估计和频域均衡。为了维持较好 的同步性能，必须进行载波跟踪。载波跟踪即跟踪载波相位偏差的变化，防止 频偏造成的相位累积效应。

一般SC-FDE系统中，数据流被分块传输，每块数据流经过一定编码处理 和星座映射之后形成一个长度为N的时域数据段向量在数据段之后加上长 度为L的循环前缀——UW序列(独特字序列，一般为chu、frank、PN序列)， 得到长度为M＝L+N的向量称其为数据块。数据块通过信道传输之后在接收 端得到与其对应的信号流再经过均衡补偿得到软判决数据最后进行解 码。

目前，一般的载波追踪方法利用SC-FDE中相邻数据块中的循环前缀的信 息得到当前块的频偏，或是利用频域均衡后的软判决信息或是重构恢复后的信 息估计当前块的频偏，以此达到频率追踪的效果，然后再进行相位补偿，实现 载波追踪。这些解决方案大都是从OFDM的相关同步算法中借鉴而来的。

对于直接利用接收端相邻数据块中的UW的相位差进行频偏跟踪的这类算 法，由于此时算法利用的接收数据是经过无线移动信道后没有经过均衡补偿的 信息，因此得到的载波频偏误差较大，精度低，无法达到追踪的目的。而现有 的另一类利用均衡后的软判决数据或是重构恢复后的数据进行频偏追踪的算 法，利用得到的当前块频偏去补偿当前数据块，算法复杂，实现起来延时大。 同时这些算法都是在完成频偏追踪后，再进行相位补偿，进一步加大了实现上 的复杂度。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明目的在于提供一种基于块传输的单载波系统的载 波跟踪方法，用以解决现有技术中的载波追踪方法误差大、精度低或复杂度大 的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于块传输的单载波系统的载波跟踪方法，所述方法包 括：

步骤A：将当前帧中经过相位补偿的数据块进行均衡处理，并从均衡补偿后 得到的软判决码元数据中选取循环前缀对应的软判决数据；