[发明专利]残余小数倍频偏估计的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及残余小数倍频偏估计的方法及系统，具体的讲是CMMB系统中的残余小数倍频偏估计的方法及系统。

背景技术

CMMB(中国移动多媒体广播)中采用的OFDM(正交频分复用)调制技术，具有抗衰落能力强，实现简单等优点，能很好的抵抗由多径效应所带来的频率选择性衰落。缺点是OFDM对载波频率偏移很敏感。载波频偏包括：整数倍频偏和小数倍频偏(FFO)。整数倍频偏是子载波间隔的整数倍，虽然整数倍频偏不会破坏子载波间的正交性，但会造成接收机数据码元序列的循环移位，导致系统的误比特率(BER)的增加；小数倍频偏即子载波间隔的小数倍，它会影响子载波间的正交性，导致子载波间干扰(ICI)。

CMMB系统中，如图1所示，在OFDM解调前利用时域同步符号完成帧同步，符号定时同步和小数倍频偏粗捕获，利用OFDM解调后的频域同步符号完成整数倍频偏同步，利用OFDM符号插入的离散导频完成残余频偏的跟踪。

由于CMMB系统的终端相对发射机是移动的，使得无线信道表现出时变性，时变性的一种具体表现就是多普勒频移，多普勒频移会使信号发生频率弥散效应。多普勒频移对频域小数倍频偏估计的影响较大，目前还没有技术提出在大多普勒信道环境下频域小数倍频偏估计方法。CMMB系统中，现有技术利用离散导频对残余小数倍频偏的估计不能消除多普勒频移的影响，因此就不能获取正确的小数倍频偏值。以下是现有的频域残余小数倍频偏估计方法和多普勒频移对频偏估计的方法：

一、现有的频域残余小数倍频偏估计的方法

OFDM解调前利用时域同步符号捕获的小数倍频偏和频域捕获的整数倍频偏补偿到系统接收端后，提取前后两个相邻奇数(或偶数)OFDM符号上的离散导频估计残余频偏f_r。设接收到的时域第l个OFDM符号第n个数据r(l，n)为：

其中X(l，k)表示第l个OFDM符号的第k个子载波上的数据；H(k)是信道传输函数；N是OFDM有效子载波个数，也是IFFT/FFT(快速傅里叶变换逆变换/快速傅里叶变换)点数，N_g是保护间隔和循环前缀的个数，N_s＝N+N_g，n_l，n为高斯白噪声。则FFT解调后的离散导频为：

因发送端前后两个相邻奇数(或偶数)OFDM符号在同一导频位置上的数据是相同的，即X(l，m)＝X(l+2，m)；在接收端，不考虑噪声的影响，对相邻奇数(或偶数)OFDM符号上的相同离散导频位置上的数据做共轭相乘后，取相位角得出残余频偏估计值：

Δf^=NΔF4πNsangle(Z(l+2,m)*Z*(l,m)),]]>其中ΔF为子载波间隔。

二、多普勒频移对频偏估计的影响

在动态多径的环境下，设多普勒谱为Jacks谱，最大多普勒偏差为f_d，OFDM符号的每个频点f，经过信道的多普勒频移，接收信号的频率将弥散在范围[f-f_d，f+f_d]。对连续几个符号上的多普勒谱做静态假设，将OFDM符号在[f-f_d，f+f_d]范围内的频率扩展视为有限个频点从不同方向射入接收机信号的叠加，则前后奇数(或偶数)OFDM符号数据为：

其中I为频点个数，在不考虑噪声影响的情况下，α(i)为每个频点相对于接收机的得入射角，z(l，m)与z(l+2，m)共轭相乘：