[发明专利]鲁棒的整数倍子载波频率偏差的估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)通信系统中载波频率偏差的估计方法。

背景技术

OFDM系统以其频谱利用率高、抗多径衰落能力强等特点而被广泛应用于宽带通信系统中，尤其适用于传播环境多变的无线宽带通信系统。同时正是由于OFDM本身的技术特点，OFDM调制是通过在有效频带内并行调制多个相互正交的子载波信号来实现对频谱的有效利用，这就造成了OFDM系统对载波频率偏差的影响异常敏感。从归一化的子载波带宽角度来看，一方面分数倍于子载波带宽的载波频率偏差会造成子载波信号泄漏到相邻子载波上，破坏各载波间的正交性，从而产生载波间干扰(ICI)；另一方面整数倍于子载波带宽的载波频率偏差会造成有效载波信号发生偏移，造成接收机无法按照正确的顺序恢复信源信号。因此载波频率同步技术是OFDM系统中的一项关键技术。

对一般的OFDM系统来说，载波频率偏差主要是由发射机和接收机之间本振频率的不一致造成的。但对无线OFDM系统来说，由于接收机和发射机之间的相对运动以及周围传播环境的变换而产生的多普勒频移也会产生一定的载波频率偏差，这种频率偏差相对较小，通常是子载波带宽的分数倍。因此整数倍子载波频率偏差估计技术主要是针对本振频率不一致而产生的初始频偏。

现有的大多数整数倍子载波频率偏差估计技术都利用了接收频域训练信号和理想训练信号之间的互相关特性，通过循环移位产生不同的接收频域训练，通过比较不同互相值之间的大小来判断整数倍载波频偏的偏移量。但考虑到发射信号经过信道传播之后，在幅度和相位上都会遭受信道的失真影响，因此在进行互相关运算之前通常都需要先消除传播信道的不利影响以提高估计的准确度，这就增加了估计方法实现的复杂度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种鲁棒的整数倍子载波频偏的估计方法，可以复用OFDM系统中常用的FFT模块，不需要增加额外的资源开销，同时可以消除传播信道的不利影响。

为解决上述技术问题，本发明鲁棒的整数倍子载波频偏的估计方法，包括如下步骤：

步骤一，进行FFT变换，将时域信号变换到频域，得到频域接收信号；

步骤二，根据已知的频域训练序列的理想载波映射位置，在正负P个载波范围内调整频域训练序列的初始映射位置，并进行解映射，总共得到2P+1个不同的接收训练序列；

步骤三，利用已知的理想训练序列对2P+1个接收训练序列进行Hadamard乘法处理，R′_p(k)＝R_p(k)*S^H(k)，其中，-P≤p≤P，()^H表示求共轭运算；

步骤四，对Hadamard乘法处理后的序列进行IFFT频时域变换，得到2P+1个时域信号序列，r_p(n)＝F^HR′_p(k)，其中，F表示傅立叶变换矩阵；

步骤五，分别求出2P+1个时域信号序列的幅值，并找出这些信号幅值序列各自的最大值，分别记作M_p，M_p＝argmax(|r_p(n)|)，-P≤p≤P；

步骤六，在2P+1个最大值M_p中寻找最大的值M_pmax及其对应的序号p_max，-P≤p_max≤P，p_max即为检测得到的整数倍子载波频偏对应偏移的子载波个数。

采用本发明的方法可以复用OFDM系统的FFT模块，只需要增加少量的资源就能实现整数倍子载波频偏的估计功能。另外，能有效利用信道的时域脉冲响应信息，以及接收训练序列同理想训练序列之间的相关信息，具有实现简单，判决准确性高，估计范围大，抗多径衰落影响能力强等特点；在复杂多变的无线OFDM系统中同样可以很好地得到应用，适用于具有训练序列的任何OFDM通信系统。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图是本发明的方法控制流程图。

具体实施方式