[发明专利]一种高速场景下的频偏估计方法

说明书

本发明涉及一种高速场景下的频偏估计方法，属于载波频率同步领域。该方法首先利用一个子帧中CRS所在OFDM符号之间的相关性计算频偏；然后利用基于CP的频偏估计算法进行频偏估计；最后利用基于CP的频偏估计算法的估计结果对基于CRS的频偏估计算法的估计结果进行修正得最终频偏。本发明在不额外消耗频带资源、不进行符号判断条件下，把基于参考信号的频偏估计算法的的估计范围从[‑1KHZ,1KHZ]扩大到到[‑7.5KHZ,7.5KHZ]，使其满足高速场景的要求。

技术领域

本发明属于载波频率同步领域，涉及无线通信领域，具体涉及一种高速场景下的频偏估计方法。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为一种多载波调制技术，因有频谱资源利用率高、抗多径衰落能力强等优点而被广泛利用于无线通信技术领域。但是OFDM系统缺点也十分明显，其对子载波间的正交性有严格的要求。载波频偏会破坏子载波间的正交性，影响接收端的正确解调，从而影响通信质量。

现有频偏估计方法主要分为非数据辅助的频偏估计方法和数据辅助的频偏估计方法。非数据辅助的频偏估计方法不需要占用额外的资源，但是估计精度和估计范围有限。数据辅助的频偏估计方法估计精度比较高，占用额外资源，而且算法复杂度高，不易硬件实现。因此，对于精度更高，频偏估计范围更大，复杂度更低的算法探索从未停止过。

基于小区特定参考信号(Cell-special Reference Signal,CRS)的频偏估计算法，利用子帧中相邻两时隙相同CRS参考信号位置的接收信号的相关性计算频偏，频偏估计范围为[-1KHZ,1KHZ]。而高速场景下的多普勒频偏比较大，最大频偏超过了基于参考信号的频偏估计算法的估计范围。基于循环前缀(cyclic prefix,CP)的频偏估计算法频偏估计范围为[-7.5KHZ,7.5KHZ]，满足高速场景对频偏估计范围的要求，但是该算法的频偏估计值容易受噪声、多径的影响，估计精度不高。

传统基于频偏符号判断的频偏估计算法，通过增加了频偏符号的判断，将相位由[-pi，pi]扩大到[-2*pi，2*pi]，从而将频偏估计范围扩大一倍。该算法只是利用CP进行相关计算，计算简单方便，但也存在以下问题：

1)频偏符号判断的准确性至关重要。若判断错误，则结果可能变化2*pi，相差巨大，时偏、噪声、多径等都会在CP引入其他相位，使得利用CP判断的频偏符号不准确；

2)只能将频偏估计范围扩大到原来的两倍。

本发明结合基于CP的频偏估计算法和基于CRS的频偏估计算法，探索一种高精度、高频偏估计范围、无需频偏符号判断、无噪声和多径干扰、满足高速场景要求的频偏估计算法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高速场景下的频偏估计方法，针对基于参考信号的频偏估计算法估计范围小的缺点，结合基于CP的频偏估计算法，在不额外消耗频带资源、不进行符号判断条件下，把基于参考信号的频偏估计算法的估计范围从[-1KHZ,1KHZ]扩大到到[-7.5KHZ,7.5KHZ]，使其满足高速场景的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高速场景下的频偏估计方法，首先利用一个子帧中小区特定参考信号(Cell-special Reference Signal,CRS)所在正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)符号之间的相关性计算频偏，设为offset_rs；然后利用基于循环前缀(cyclic prefix,CP)的频偏估计算法进行频偏估计，设为offset_cp；最后利用基于CP的频偏估计算法的估计结果offset_cp对基于CRS的频偏估计算法的估计结果offset_rs进行修正得最终频偏，设为offset_final。

具体实现步骤为：