[發明專利]MIMO－OFDM系統采樣時鐘同步的空頻分集方法

有效

• 申請號: 200810028856.4
• 申請日: 2008-06-17
• 公開（公告）號: CN101296058A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 彭端;劉元;彭珞麗;陳楚
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L27/26;H04B7/06
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種MIMO-OFDM(多輸入多輸出，Multi-Input?Multi-Output；正交頻分復用，Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing)系統采樣時鐘同步的空頻分集方法。

背景技術

OFDM是一種多載波調制技術，它把數據調制到多個互相正交的子載波上同時發送，將寬帶傳輸變成窄帶傳輸，所以OFDM能有效地抗頻率選擇性衰落，同時OFDM在頻率上互相重疊，所以它的頻譜利用率很高，這一特點在頻譜資源十分珍貴的無線環境中尤為重要。MIMO技術能在不增加帶寬的情況下顯著提高系統容量，因此將二者結合形成的MIMO-OFDM是新一代(B3G/4G)移動通信系統中最有前景的技術。

現有的采樣時鐘同步方法大都是針對OFDM系統，典型的方法有兩種：一種是利用同一個子載波位置上相鄰兩個OFDM符號作復共軛乘積，實現采樣偏差的估計；另一種是將導頻子載波分成正負兩個集合，然后對稱地分布在中心子載波的兩側，利用兩個集合的導頻子載波相位累積之差估計采樣偏差。上述兩種方法都沒有充分利用OFDM的多載波優勢即頻率分集，且采樣偏差跟蹤的性能不好，而目前針對MIMO-OFDM系統采樣時鐘同步的方法很少，且大都只是將OFDM系統采樣時鐘同步的方法簡單地復制到MIMO-OFDM系統中去，沒有充分利用MIMO的多天線優勢即空間分集。同時，現有的方法對采樣時鐘的恢復一般采用數字內插的方法，即接收端采用的是固定頻率的晶振，當采樣偏差積累超前一個采樣周期時，就從接收數據序列中“抽去”一個采樣點，當采樣偏差積累落后一個采樣周期時，就在接收數據序列中“填充”一個復制的采樣點，從而防止采樣偏差的積累不會超過一個采樣周期，這種基于內插的采樣時鐘恢復方法復雜度高，難于實現。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種MIMO-OFDM系統采樣時鐘同步的空頻分集方法，以克服現有方法存在的采樣偏差估計精度低、采樣時鐘恢復實現復雜等缺點。

為了實現上述目的，本發明提出了一種MIMO-OFDM系統采樣時鐘同步的空頻分集方法，所述方法應用于具有Q根發送天線、P根接收天線、N個子載波和M個導頻子載波的MIMO-OFDM系統，所述方法包括以下步驟：

(1)在每根發送天線相同的子載波位置上等間隔的插入導頻；

(2)在接收端，對每根接收天線相鄰的兩個導頻符號作復共軛乘積，將所得到的值按頻率最大比或等增益方法分集合并，獲得每根接收天線上的采樣偏差估計；

(3)將P根接收天線的采樣偏差估計按空間最大比或等增益方法分集合并，從而獲得整個MIMO-OFDM系統的采樣偏差估計；

(4)根據估計出的采樣偏差對采樣時鐘進行恢復。

優選地，所述方法插入的導頻是相同的，與數據符號形成發送幀通過發送天線發送出去。

優選地，所述方法插入導頻的個數和導頻之間的距離根據系統的復雜度和同步的精度折中進行選擇。

優選地，所述方法在發送端，所有發送天線使用同一個采樣時鐘而不同的多個D/A轉換器，在接收端，所有接收天線使用同一個采樣時鐘而不同的多個A/D轉換器。

優選地，所述方法步驟(2)中提取的導頻同時用于信道估計，減小多徑衰落信道對采樣偏差估計的影響，充分利用導頻資源。

優選地，所述方法步驟(4)還包括以下步驟：

1)跟蹤采樣偏差的積累，若采樣偏差的積累小于一個采樣周期，則根據上述步驟(3)中的采樣偏差估計對頻域信號進行相位糾正；

2)若采樣偏差的積累大于一個采樣周期，接收端的采樣序列會多一個或少一個采樣點(由采樣偏差估計值的符號決定)，此時不能直接對頻域信號進行相位糾正，反饋至時域調整FFT窗口的位置向后或向前平移一個采樣點，以保證采樣偏差的積累不超過一個采樣周期；

3)經調整FFT窗口位置后的殘余采樣偏差積累遠遠小于半個采樣周期，則根據上述步驟(3)中的采樣偏差估計對頻域信號進行殘余相位的糾正；

4)重復步驟1)。

本發明的有益效果是提出了一種MIMO-OFDM系統采樣時鐘同步的空頻分集方法，該方法將空間分集和頻率分集應用于MIMO-OFDM系統的采樣偏差估計，增加了采樣偏差估計的魯棒性，提高了采樣偏差估計的精度，能充分發揮空間分集和頻率分集在采樣偏差估計中的作用，同時該方法提出了一種復雜度低、易于實現的采樣時鐘恢復方案。本發明具有估計的高精確度和實現的低復雜度，同時具備工程應用的有效性和實用性。

附圖說明