[发明专利]基于酉矩阵训练序列的CFO估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTE系统技术领域，尤其是涉及一种捕获精度更高，计算复杂度更低且不受制于训练符号，可以有效提升客户感知的基于酉矩阵训练序列的CFO估计方法。

背景技术

LTE是3GPP正在发展的通信系统，通过采取OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)的多信道方式，各子载波相互重叠，大幅提升系统的频谱效率，非常适合高数据速率的无线传输，因此，与2/3G技术相比，LTE能够大幅提高小区吞吐量。问题在于，OFDM需要各子载波保持正交性时才能发挥性能，对同步误差十分敏感，而在实际无线环境的多径衰落信道中存在的ISI(InternSymbolInterference，符号间干扰)会引起载波频率偏差CFO和符号定时偏差STO(SymbolTimingOffset)，导致误码率提高，LTE系统性能下降。另外，发射机载波频率与接收机本地振荡器之间存在的微小频率偏差，以及由于通信的收发双方相对运动产生的多普勒频移也会导致CFO(CarrierFrequencyOffset，载波频率偏差)的产生。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的LTE网络中CFO偏差导致OFDM性能的下降的不足，提供了一种捕获精度更高，计算复杂度更低且不受制于训练符号，可以有效提升客户感知的基于酉矩阵训练序列的CFO估计方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于酉矩阵训练序列的CFO估计方法，包括如下步骤：

(1-1)建立收发模型；

(1-2)产生酉矩阵序列；

(1-3)捕获偏转因子；

(1-4)估算CFO。

本发明从生成酉矩阵序列入手，利用其充当发射信号，借助酉矩阵共轭转置即为其逆阵的性质，可以直接高效地得出发射和接收信号的频率偏转，从而尽可能地简化运算量。

本发明采取训练符号发射，相比盲估计方法，具备更高的精度。同时，由于训练符号具备酉阵的正交特性，也可以完全消除训练符号对频偏估计的影响。

因此，本发明的CFO(CarrierFrequencyOffset，载波频率偏差)捕获精度更高，计算复杂度更低，从而使LTE各子载波保持完全正交，充分发挥OFDM性能，减少系统同步误差及误码率，有效提升客户感知。

作为优选，步骤(1-1)包括如下具体步骤：

设定常数N_g，设定长度为N＝N_g²的发射信号为x(n)(n＝0..N-1)，设定收发模型为y(n)＝x(n)*δ(ε)+w(n)，其中，δ(ε)为由于CFO导致的信号偏转因子，ε为待估算的CFO，w(n)为信道噪声，x(n)为发射信号，y(n)接收信号；

作为优选，步骤(1-2)包括如下具体步骤：

(3-1)生成N_g阶的魔方阵X；

(3-2)利用奇异值分解方法得到N_g阶酉矩阵U，[U，S，V]＝svd(X)，其中S为与X维数相同的正交矩阵，V为生成的另一个酉矩阵。

作为优选，步骤(1-3)包括如下具体步骤：

(4-1)将步骤(3-2)生成的酉矩阵U作为训练序列输入发射信号，通过收发模型得到接收信号Z(n)；

(4-2)计算Z(n)和信道噪声的转置矩阵Z(n)^*和w(n)^*，利用公式Z1(n)＝Z(n)^**U，W1(n)＝w(n)^**U计算中间矩阵z1(n)和W1(n)；

(4-3)利用公式EZ＝Z1-W1计算CFO估算矩阵EZ，利用公式对EZ的元素EZ(n)进行求和，得到偏转因子δ(ε)。

作为优选，步骤(1-4)包括如下具体步骤

(5-1)计算R_ε＝δ(ε)/N；

(5-2)计算其中，Re(·)表示求虚数的实部函数，j表示虚数单位，j²＝-1。

因此，本发明具有如下有益效果：在尽可能简化运算量的同时完全消除训练符号对频偏估计的影响，从而使LTE各子载波保持完全正交，充分发挥OFDM性能，减少系统同步误差及误码率，有效提升客户感知。

附图说明

图1是本发明的实施例的一种流程图；