[发明专利]一种用于OFDM系统的联合同步和频偏估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信中的同步技术领域，尤其涉及一种应用于正交频分复用（OFDM）系统的符号和频率同步方法。

背景技术

在移动通信系统中，符号同步和载波频偏估计是接收数据能够正确解调的前提之一。目前，OFDM已成为第四代（4G）移动通信系统的主流空中接口技术。4G系统在上下行分别采用DFT-s-OFDM和OFDM技术。在OFDM系统中，为了消除符号间的干扰（ISI），每个OFDM符号前面都要插入一个循环前缀。循环前缀是符号尾部的复制，它大于多径衰落信道的最大时延扩展，并同时将发送信号与多径信道的线性卷积变为循环卷积。在OFDM系统中，传统的定时同步方法主要是通过对训练序列进行自相关运算，然后寻找峰值的方法来找到符号的起始点。这种定时同步方法不仅需要发送接收端已知的训练序列，而且由于无法去除多径间的相互干扰，所以得到的同步信息在多径衰落信道中都是有偏的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于OFDM系统的联合同步和频偏估计方法，没有多径间干扰，且计算复杂度低，不需要任何训练序列；本发明快速可靠、估计精度高、实现复杂度低、既适于OFDM系统又适于其它具有循环前缀的移动通信系统的同步估计方法

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于OFDM系统的联合同步和频偏估计方法，包括如下步骤：

（1）以观察窗内接收信号第i＝0个采样点为起点，抽取两个连续的OFDM符号m-1,m的采样点数据，其中i∈Ω，Ω为观察窗内采样点的个数；m＝1,m∈Γ，Γ为接收信号中OFDM符号的个数；假设观察窗为100个采样点，接收的OFDM符号有1，2，3，4，5，6个，每个OFDM符号80个采样点，先假设观察窗里的第1个采样点为OFDM符号开始，先以观察窗里第1个采样点为起点，取出160个采样数据，相当于两个OFDM符号，对应于OFDM符号1和2，进行后面的操作。然后再对接下来的OFDM符号3和4进行操作，最后是OFDM符号5和6。再假设观察窗里的第2个采样点为OFDM符号开始，循环一遍上述操作。

（2）设第m个OFDM符号循环前缀采样点的个数为G，OFDM系统的子载波数为N，依次将第m个OFDM符号循环前缀中的采样点与其相距N个采样点、且位于第m个OFDM符号尾部的采样点进行自相关操作，然后将得到的G个自相关值求平均；

（3）将第m个OFDM符号循环前缀中的采样点与第m-1个OFDM符号中与其相距N个采样点的采样点进行自相关操作，并将得到的G个自相关值求平均；

（4）将步骤（2）和步骤（3）中得到的结果相加；

（5）m＝m+2，重复步骤（1）至步骤（4），并对获取的所有步骤（4）所述相加结果求平均，从而获得对信道自相关函数的无偏估计值φ(i)和载波频偏的无偏估计值

（6）i＝i+1，对观察窗内接收信号每个采样点依次执行步骤（1）至步骤（5），则观察窗口内最大的φ(i)所对应的i为OFDM符号的同步位置，该同步位置对应的的相角为载波频偏的估计值。

有益效果：（1）本发明通过引入连续的两个OFDM符号之间的相关操作，彻底去除掉了信道多径间的相互干扰，得到了无偏的同步信息和频偏估计值；（2）本方法不需要利用任何接收端已知的导频信号或训练序列，不给系统增加任何额外开销；（3）本发明提出的联合同步和频偏估计方法能用于包括OFDM在内的各种具有循环前缀的移动通信系统。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

图2为实现本发明方法的转置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种用于OFDM系统的联合同步和频偏估计方法，包括如下步骤：

（1）以观察窗内接收信号第i＝0个采样点为起点，抽取两个连续的OFDM符号m-1,m的采样点数据；其中i∈Ω，Ω为观察窗内采样点的个数；m＝1,m∈Γ，Γ为接收信号中OFDM符号的个数；

（2）设第m个OFDM符号循环前缀采样点的个数为G，OFDM系统的子载波数为N，依次将第m个OFDM符号循环前缀中的采样点与其相距N个采样点、且位于第m个OFDM符号尾部的采样点进行自相关操作，然后将得到的G个自相关值求平均；

（3）将第m个OFDM符号循环前缀中的采样点与第m-1个OFDM符号中与其相距N个采样点的采样点进行自相关操作，并将得到的G个自相关值求平均；