[发明专利]一种数据辅助载波同步和相位噪声补偿方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种在毫米波无线通信系统中利用格雷序列的互相关性进行载波同步并同时补偿抑制相位噪声的方法。本发明提出一种数据辅助载波同步和相位噪声补偿方法。该方法利用伪随机序列良好的相关性和匹配增益，将载波频偏以及相位噪声对于信号误码率的影响转换成纠正数据相位的偏移问题，从而利用基于数据辅助载波同步和补偿抑制相位噪声的相关理论，通过纠正载波频偏和相位噪声引起的相位偏移，将数据的误码率降低至10‑6至10‑7数量级。

主权项

1.一种数据辅助载波同步和相位噪声补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据标准对帧的数据块进行构造，定义数据块符号序列为x_i＝[u(0),u(1),u(2),...,u(N_cp‑1),s_i(0),s_i(1),....,s_i(N_s‑1)]^T＝[x_i(0),x_i(1),...,x_i(N_b‑1)]^T，定义N_b×N_b信道矩阵定义H₀和H₁的合并矩阵定义时域相位噪声矩阵定义均衡矩阵其中h＝[h(0),h(1),...,h(L‑1)]^T为毫米波无线通信系统的信道冲激响应，为相位噪声的表达式，i的取值范围为[1,1024]，u(·)表示循环前缀序列，N_cp为循环前缀长度，值为64，N_s为发送数据序列的长度，值为448，N_b为第i个数据块的长度，值为512，L≤N_cp；S2、初始化处理，具体如下：S21、发送端调制包含S1所述x_i数据块的帧；S22、定义本地伪随机序列，伪随机序列是由格雷序列组成的Ga₁₂₈序列或Ga₆₄序列，其中，a₁₂₈表示格雷序列G的长度为128，a₆₄表示格雷序列G的长度为64；S3、接收数据帧，具体如下：S31、在发送端发送标准数据帧，其中第i个数据块为x_i；S32、经过信道后，在接收端可以接收到的第i个数据块为r_i＝A_ih_circlex_i+n_i，其中n_i表示第i个发送数据块，经过信道时所受到的加性高斯白噪声向量；S4、处理数据帧，具体如下：S41、将收到的数据块r_i＝A_ih_circlex_i+n_i两边进行FFT变换，可以得到R_i＝Fr_i＝FA_iF^HFh_circleF^HFx_i+Fn_i＝Φ_iHX_i+N_i，其中R_i为接收数据块r_i的N_b点FFT变换，F为N_b×N_b的FFT变换矩阵，Φ_i为N_b×N_b的循环Toeplitz矩阵，H的主对角线元素为信道冲激响应矩阵h的N_b点FFT变换，X_i为发送数据块x_i的N_b点FFT变换；S42、通过数据帧的信道估计序列进行信道估计，然后再利用均衡矩阵C_i对X_i进行频域均衡处理；S43、对于经过均衡处理的数据进行IFFT变换，得到时域信号H_i表示第i个数据通过的信道矩阵H，其中高斯白噪声向量S5、纠正相位偏移，具体如下：S51、经过均衡后的第i个数据块的接收信号的时域表达式为其中θ_i[n]为载波频偏引起的相位偏移，φ_i[n]为60GHz射频产生的相位噪声引起的相位偏移，w[n]为高斯白噪声序列；S52、在用本地的伪随机序列对数据块进行互相关可以得到一系列的相位噪声点，第k个相位噪声点为S53、接收端利用估计的第i个数据块的相位噪声的共轭对其进行相位噪声抑制，可得到抑制后的数据S6、输出S53所述数据。