[发明专利]一种OFDM接收机定时采样偏差与残余频偏的估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及OFDM技术领域，尤其涉及一种OFDM接收机定时采样偏差与残余频偏的估计方法。

背景技术

定时采样偏差(Sampling Clock Offset，SCO)和残余频偏(Residual Frequency Offset，RFO)是OFDM系统中两个非常重要的问题。尤其对帧长较长的多载波分组和连续通信系统，更是设计与实现过程中必须考虑的两个关键环节。

在实际的数字通信系统中，发送端数模转换(Digital Analog Converter，DAC)与接收端模数转换(Analog Digital Converter，ADC)的采样时钟频率不可能做到完全匹配，导致采样时钟产生频率偏差。该偏差造成的结果有两个：一是OFDM符号定时点随时钟偏移；二是OFDM符号内的ICI干扰。由于实际系统中，该偏差量级较小，其造成的ICI干扰可粗略的等同于高斯白噪声。定时采样点偏差在频域对信号的影响体现为幅角旋转量与OFDM符号数及符号内子载波序号的乘积成正比。因此，在FFT尺寸较大且信号帧内OFDM符号数较多的情况下，该旋转造成的影响是不可忽略的。

此外，由于系统量化和噪声的影响，接收机完成频偏估计和纠正后总会存在着残余频率偏差。对小尺寸的星座图而言，当残余频偏小于子载波间隔的3％时，其造成的ICI可忽略不计。然而残余频偏本身会造成每个OFDM符号的初始相位旋转，该旋转有累积效应，特别对长帧数据影响较大，即对长帧前几个OFDM符号还能正确解调，对后面的OFDM符号，由于相位旋转的积累使星座图有明显的旋转，从而造成解映射错误，因而必须对这种残余频偏造成的相位旋转校正。因此研究OFDM接收机SCO与RFO的估计方法则成为一件非常有意义的事情。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种OFDM接收机定时采样偏差与残余频偏的估计方法，以有效提升估计结果的准确性及稳定性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种OFDM接收机定时采样偏差与残余频偏的估计方法，该方法包括：

利用快速傅里叶变换将时域OFDM符号信息变换至频域；

将OFDM符号的频域信息与之前对应OFDM符号进行差分运算，得到中间变量Z；

提取除低频区域导频对应位置以外的其他导频对应位置上中间变量Z的幅角信息；

将正负导频区域内幅角信息进行加法与减法运算；

利用信道估计与跟踪结果对加或减得到的幅角信息进行加权处理；

累加并计算当前SCO与RFO的估计值；以及

利用平滑滤波器对估计结果进行平滑处理得到稳定后的SCO与RFO数值。

上述方案中，所述将OFDM符号的频域信息与之前对应OFDM符号进行差分运算得到中间变量Z，是利用无线信道的伪静态特性，将相关时间内前后OFDM符号频域信息作差分相关处理得到中间变量Z。

上述方案中，所述将OFDM符号的频域信息与之前对应OFDM符号进行差分相关运算，得到中间变量Z，采用下列公式：

Zk,l=yk,lyk,l-m*]]>