[发明专利]基于高动态环境下FBMC-OQAM系统的高精度多普勒频偏估计方法

说明书

本发明公开了无线通信领域内的一种基于高动态环境下FBMC‑OQAM系统的高精度多普勒频偏估计方法，包括以下步骤：1）构建前导序列信号：发射端发射信号前，使用四个训练符号的辅助数据添加在正常数据的前端得到前导序列信号；2）对接收端接收到的信号进行处理；3‑1）多普勒频偏变化率估计；3‑2）小数倍多普勒频偏估计；3‑3）整数倍多普勒频偏估计；本发明能够在使用较少频谱资源作为前导序列的情况下，得出更高精度的多普勒频偏变化率、整数倍多普勒频偏与小数倍多普勒频偏估计值。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种高精度多普勒频偏估计方法。

背景技术

欧洲研究计划已开发出用于动态访问和认知无线电的物理层；它基于滤波器组多载波(FBMC)技术，是对传统正交频分复用(OFDM)方案的增强；实际上，这两种多载波技术有很多共同点，因为它们都是基于FFT的；区别在于，在FBMC方法中，FFT被称为多相网络(PPN)的一组数字滤波器所补充，而在OFDM方法中，在FFT之后插入了循环前缀；结果，在数据有效载荷传输期间，两个系统中的信号流会有所不同；但是，在数据包开始处的初始化阶段，由OFDM执行的许多功能可以转移到FBMC，并且可以实现高度的兼容性；FBMC方法的动机来自两个特征；在时域中，避免使用循环前缀，这样可以充分利用辐射功率，并可以显着提高比特率；在频域中，泄漏非常小，用户可以在不同步的情况下利用独立的子信道组；此属性在上行链路传输或机会通信中至关重要；通过更好地利用频率传输掩码，还可以实现比特率的额外增加。

尽管具有FBMC-OQAM的优点，但与所有其他多载波系统一样，FBMC-OQAM 系统对多普勒频偏十分的敏感；在高动态环境下，如高铁动车和低轨卫星通信场景，不仅会产生较大的多普勒频偏，多普勒变化率也会急剧增大，此时多普勒频偏和多普勒变化率会对接收信号产生非常严重的影响；由于FBMC 系统特性会使相邻符号间相互重叠，故基于OFDM系统的估计算法，并不适用于FBMC系统；因此，设计一个用于FBMC-OQAM系统的估计算法尤为重要。

近些年，对于FBMC-OQAM系统的频偏估计的研究有很多，但是实际情况中由于频偏变化率的存在，故无法消除多普勒频偏带来的负面影响；而对于 FBMC-OQAM系统的多普勒频偏估计的研究，还需算法估计值更精确，所用前导序列所占用频谱资源更少。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于高动态环境下 FBMC-OQAM系统的高精度多普勒频偏估计方法，能够在使用较少频谱资源作为前导序列的情况下，得出更高精度的多普勒频偏变化率、整数倍多普勒频偏与小数倍多普勒频偏估计值。

本发明的目的是这样实现的：一种基于高动态环境下FBMC-OQAM系统的高精度多普勒频偏估计方法，包括以下步骤：

步骤1)构建前导序列信号：发射端发射信号前，使用四个训练符号的辅助数据添加在正常数据的前端得到前导序列信号，添加的辅助数据中奇数子载波相同，偶数子载波的第一与第四训练符号为相反数、第二与第三训练符号为相反数；四个符号分别经过FBMC调制，间隔进行叠加后得到时域信号，并对其前端1.5M个采样点进行截断，M为子载波数；

步骤2)对接收端接收到的信号进行处理：接收端接收到信号后，使用预设长度的滑动窗对接收到的信号进行截取，分别命名为r₁与r₂；r₁用来估计多普勒频偏变化率与小数倍多普勒频偏；r₂用来估计整数倍多普勒频偏；

步骤3)多普勒频偏估计：