[发明专利]最大多普勒频偏的估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种最大多普勒频偏的估计方法和装置。

背景技术

目前，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM)已经广泛应用到各种无线通信系统中，例如，数字视频广播(Digital Video Broadcasting，简称为DVB)、无线局域网络(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)、中国移动多媒体视频广播(China Mobile Multimedia Broadcasting，简称为CMMB)等。这些系统要求能有效工作在各种信道环境中，例如，适应移动台各种速度范围、各种的载波频率、各种时间迟延、和信噪比(Signal Noise Ratio，简称为SNR)。因此，预先判断信道质量和变化快慢是非常重要的，随着信道环境的连续变化，需要能自适用地选择系统参数。

在无线移动通信中，由于发射机或接收机的高速移动，会引起多普勒频率扩展，这会影响信号的正确接收而且在众多的自适应链路传输系统中，系统也需要获得信道中的参数信息。例如，OFDM系统的二维维纳滤波信道估计方法需要知道信道的多普勒频偏大小。通过一带宽与多普勒最大多普勒频偏相同的低通滤波器对导频滤波，可以改善该估算结果，且所需的发射功率比较低。

在相关技术中，对获取多频偏信息提出了的各种算法包括：自相关法、电平交叉率法、分集交换率法等，其中，自相关法受信道噪声影响，需要预先准确估计出信道的信噪比，而且自相关法低信噪比下性能很差。事实上，噪声的自相关函数是δ函数，而自相关法估计信号能量时，需要知道噪声大小，才能去掉噪声带来的估计偏差，即使在准确知道噪声信噪比的情况下，在低信噪比时，估计值的稳定性差；而电平交叉率法、分集交换率法只能粗略地估计出多普勒频偏值，估计精度低。

针对相关技术中获取多频偏信息的算法估计值的稳定性差或估计精度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中获取多频偏信息的算法估计值的稳定性差或估计精度低的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种改进的最大多普勒频偏的估计方案，以解决上述问题至少之一。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种最大多普勒频偏的估计方法。

根据本发明的最大多普勒频偏的估计方法包括：根据接收信号计算信道估计；计算信道估计的幅度谱，并对幅度谱进行滤波处理；对滤波后的幅度谱进行折叠平均，估计噪声水平，计算检测阈值，计算并输出最大多普勒频偏。

优选地，通过以下公式对幅度谱进行滤波处理：其中，h(k)为滤波器系数，mod(·，M)为对M进行模运算，M为FFT变换的点数，0≤k＜M。

优选地，通过以下公式对滤波后的幅度谱进行折叠平均：其中，为滤波后的幅度谱，mod(·，M)为对M进行模运算，

优选地，估计噪声水平包括：计算折叠平均后的幅度谱的最大值：其中，为折叠平均后的幅度谱；计算折叠平均后的幅度谱的部分频谱的平均值：计算噪声水平为

优选地，计算检测阈值包括：检测阈值thr为其中，α为预设小于1的常数，为幅度谱的最大值，为折叠平均后的幅度谱中部分频谱的平均值。

优选地，计算最大多普勒频偏包括：根据以下公式搜索出谱值大于阈值的最大索引其中，为折叠平均后的幅度谱，thr为检测阈值，M为FFT变换的点数；根据最大索引k_edge计算最大多普勒频偏f_d：其中，T为信道估计的采样时间间隔。

优选地，在根据最大索引k_edge计算最大多普勒频偏f_d之前，上述方法还包括：根据以下公式对最大索引进行线性内插，得到修正后的最大索引k_edge，以便根据修正后的最大索引k_edge计算最大多普勒频偏f_d：

优选地，在根据最大索引k_edge计算最大多普勒频偏f_d之后，上述方法还包括：根据噪声水平和最大多普勒频偏计算并更新滤波器系数。

优选地，根据噪声水平和最大多普勒频偏计算并更新滤波器系数包括：判断噪声水平是否小于预设阈值TH，如果是，则设置滤波器系数为单位冲激函数；否则，设置滤波器系数的sigma值为σ＝β·(f_dMT)的高斯滤波器，并归一化高斯滤波器。