[發明專利]一種基于子載波交織分配的OFDMA系統頻偏估計方法

無效

• 申請號: 200710017227.7
• 申請日: 2007-01-11
• 公開（公告）號: CN101056295A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 殷勤業;王毅;吉欣;王慧明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B1/707;H04J11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉國智

技術領域

本發明涉及OFDMA無線通信中的載波頻偏估計方法，特別涉及一種基于子載波交織分配的OFDMA的頻偏估計方法。

背景技術

OFDMA(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing?Access，正交頻分多址)是OFDM(正交頻分復用)與FDMA(頻分多址)技術的結合，通過為每個用戶提供部分可用子載波的方法來實現多用戶接入。在OFDMA系統中，用戶占用不同的子載波，因此多個用戶同時進行數據傳輸，實現多址；同時由于各個子載波之間的正交性，不需要為不同用戶間插入保護頻帶，且用戶頻帶互相交疊，從而比FDMA的頻譜利用率有較大的提高；子載波間的正交性還可以減少載波間干擾(inter-carrier?interference，ICI)及用戶間干擾(multiuser?interference，MUI)。因此，OFDMA引起了越來越多的關注，并被選作IEEE802.16a的多址技術之一。

由于OFDMA采用了OFDM技術，其繼承了OFDM的諸多優點，但也同樣易受載波頻率偏移(carrier?frequency?offset，CFO)的影響。在OFDMA系統中，頻率偏移CFO不僅會引起載波間干擾ICI，同樣由于沒有保護頻帶而引起用戶間干擾MUI。因此，性能良好的頻率偏移CFO的估計及校正就顯得尤為重要。

OFDMA上行鏈路的載波頻偏估計方法主要有兩種，一種是采用訓練序列的數據輔助估計方法，一種是盲頻偏估計方法。前者由于采用訓練序列，會使頻譜效率降低。盲估計方法不需要利用已知訓練序列，且大都基于子空間的方法，具有超分辨的估計性能。2003年IEEE國際會議論文集(IEEEInternational?Conference?on?Communications)第5卷中《Efficient?structure-basedcarrier?frequency?offset?estimation?for?interleaved?OFDMA?uplink》提出了一種盲頻偏估計方法，但該方法事先假設定時同步已完成，即已知符號起點，將定時同步與頻偏估計割裂開來，且需要虛擬子信道，用以估計噪聲空間，同樣使得頻譜利用率降低。

發明內容

本發明針對現有OFDMA系統上行鏈路盲頻偏估計方法中的定時同步與頻偏估計割裂、頻譜利用率低的問題，利用子載波交織OFDMA系統上行信號頻譜特點，提出了一種不需要預先定時同步，頻譜利用率高的基于功率譜疊加的子載波頻偏盲估計方法。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種基于子載波交織分配的OFDMA系統頻偏估計方法，包括下述步驟：

步驟1：假定接收數據第n個采樣值為當前OFDM符號CP部分最后一個采樣，從位置n開始，將接收數據分成長度為N+N_cp的數據塊，并取每個數據塊的前N+1個數據，構造矩陣X，即取得假設的干凈數據：

其中N為系統子載波個數，N_cp為一個OFDM符號中CP個數；

步驟2：抽取矩陣X中第iP+1，i＝0，...，Q行，得矩陣Y；

步驟3：求抽取后的自相關矩陣R＝YY^H/N_symbol即完成功率譜疊加，其中N_symbol是一幀內可用符號數或矩陣Y的列數，然后對R進行特征分解，得特征向量{u₁，...，u_Q+1}，取{u₁，...，u_Q}為信號空間特征向量，最小特征值對應特征向量u_Q+1為噪聲空間特征向量；當U＜Q時，取噪聲特征相量{u_U+1，...，u_Q+1})；

步驟4：利用步驟3所得噪聲特征向量或信號特征向量進行疊加后的功率譜估計，記錄下該位置n估計的疊加后功率譜估計結果中尖峰個數；

步驟5：當疊加后的功率譜估計中有U個劇烈的峰值，記錄下各峰值大小和位置，并與位置n的前一個位置疊加后的功率譜估計峰值比較，如果出現了急劇的下降，那么執行步驟6，否則返回步驟1，并更新起始位置為位置n+1；