[发明专利]一种基于空载波的OFDM系统频偏估计分析方法

权利要求书

1.一种基于空载波的OFDM系统频偏估计分析方法，其特征在于：

频偏估计均方误差的理论值用包括瑞利信道响应系数和信道噪声两个随机变量的统计特性，结合检测出的非激活子载波与加性复高斯白噪声的统计特性直接进行计算；

在计算频偏估计均方误差的理论值时，利用泰勒级数展开，进而得到频偏估计均方误差表达式；

所述方法包括：

发送端发送数据之前，预先在固定的子载波位置设定为空子载波，并在剩余的子载波上携带调制符号；

对携带调制符号的子载波和预先设定的空子载波组成频域发送信号，经过IFFT并添加大于信道时延的循环前缀，得到基带时域发送信号；

在接收端去除循环前缀，并将得到的基带时域接收信号看作随信道变化的随机变量；

利用发送端预先设定的空子载波的位置和数量，计算离散傅里叶逆变换矩阵；

结合瑞利信道的统计特性，将频偏估计的均方误差的理论表达式等效为包括瑞利信道响应系数和信道噪声的随机变量函数的期望；

对频偏估计均方误差的理论表达式进行泰勒级数展开，对期望和方差的表达式进行二阶近似，通过计算得到频偏估计均方误差的高阶近似结果；

频偏估计的均方误差计算方法为：

其中，和分别是目标函数g(ε)在ε＝ε₀处的一阶导数和二阶导数；

g(ε)的计算公式为：

其中，y表示接收的时域信号向量，y^H表示接收的时域信号向量y的转置共轭，D(ε)表示频偏对应的矩阵，D^H(ε)表示D(ε)的转置共轭，表示离散傅里叶逆变换矩阵与其转置共轭的乘积，即

接收的时域信号向量y的计算公式为：

其中：X表示对角矩阵形式的频域发送符号，W表示离散傅里叶变换矩阵，h表示瑞利信道的时域响应，v表示加性复高斯白噪声；

频偏估计均方误差的计算过程包括：

首先将写成的期望和方差的表达式，然后对期望和方差的表达式用泰勒级数近似；

计算公式为：

的计算公式为：

其中，和分别表示和的期望，表示和的协方差，表示的方差；

的计算公式为：

其中，表示的方差。