[發(fā)明專利]OFDM頻率偏移聯(lián)合估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910304760.0
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101667990A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳斌;張振東;周玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種適用于寬帶數(shù)據(jù)分組突發(fā) 傳輸正交頻分復(fù)用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，簡稱為OFDM) 系統(tǒng)的頻率同步的小數(shù)頻率偏移與整數(shù)倍頻率偏移的聯(lián)合估計方法。

背景技術(shù)

OFDM技術(shù)因其出色的抗多徑能力和很高的頻譜利用率在當前寬帶無線通 信系統(tǒng)及數(shù)字廣播通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用：例如無線局域網(wǎng)標準WiFi (802.11a/g/n)，WiMax(802.16d/e)、LTE下行鏈路，數(shù)字廣播系統(tǒng)DVB、CMMB 等都采用了OFDM技術(shù)。但是，OFDM技術(shù)的一個主要缺點是對頻率偏移(也 稱為頻偏)比較敏感，頻率偏移會破壞子載波之間的正交性，引起載波間干擾， 使得系統(tǒng)性能急劇下降。

OFDM系統(tǒng)中的頻率偏移可以分為子載波間隔小數(shù)倍的頻率偏移，也就是 小數(shù)倍頻率偏移f_frac，以及子載波間隔整數(shù)倍的頻率偏移，也就是整數(shù)倍頻率 偏移f_int。子載波間隔小數(shù)倍的頻率偏移會破壞子載波間的正交性，引起子載波 間干擾；子載波間隔整數(shù)倍的頻率偏移則導(dǎo)致解調(diào)后的教據(jù)在子載波上的整體 偏移。

為了實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)解調(diào)結(jié)果的低誤碼率性能，需要精確的頻率同步， 不同的頻率同步算法導(dǎo)致頻率同步實現(xiàn)的復(fù)雜度差別巨大，而分組突發(fā)的寬帶 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需要同步借助輔助訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列的作用在很短的時間內(nèi)完成同 步。同時，OFDM的頻率同步需要子載波間隔小數(shù)倍及整數(shù)倍頻率偏移的估計 和補償。目前，OFDM系統(tǒng)的頻率同步方法主要包括盲估計算法以及數(shù)據(jù)輔助 估計算法兩大類：

一、數(shù)據(jù)輔助估計算法

數(shù)據(jù)輔助估計算法因其捕獲速度快，估計精度高等特點更適用于突發(fā)的數(shù) 據(jù)傳輸，相關(guān)技術(shù)中已提出了一種載波頻率偏移的最大似然估計算法，采用兩 個連續(xù)的相同數(shù)據(jù)序列，頻率偏移的估計范圍為±0.5個子載波間隔，通過縮短 數(shù)據(jù)序列可以增加頻率偏移的估計范圍，但同時會帶來估計精度的下降。

二、盲估計算法

相關(guān)技術(shù)中已提出了一種在頻域上估計整數(shù)倍頻率偏移的方法，該方法通過 對接收信號做FFT運算之后在頻域上循環(huán)移位，與本地信號做相關(guān)尋找峰值的 方法來估計整數(shù)倍頻率偏移。也就是分別估計小數(shù)倍頻率偏移和整數(shù)倍頻率偏 移值，首先在時域上估算出小數(shù)倍頻率偏移值，完成小數(shù)倍頻率偏移的補償后， 再進行整數(shù)倍頻率偏移的估計，整數(shù)倍頻率偏移的存在使得接收信號在頻域子 載波上發(fā)生圓周移位。

具體地，將接收的數(shù)據(jù)序列通過FFT運算變換到頻域，在子載波上進行圓 周移位，再與發(fā)送端的已知數(shù)據(jù)序列做相關(guān)，檢測相關(guān)結(jié)果的最大值，從而確 定整數(shù)倍頻率偏移。利用公式(1)計算：

l^=maxd(Σk=0N-1Xn_k*Yn_(k-d)N)---(1)]]>

其中為歸一化整數(shù)倍頻率偏移的估計值，X_n，k為發(fā)送端已知數(shù) 據(jù)序列，Y_n，k為接收到的數(shù)據(jù)序列，(k-d)_N表示(k-d)對N取模的運 算。