[發(fā)明專利]一種OFDM接收機(jī)定時(shí)采樣偏差與殘余頻偏的估計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010251512.7
• 申請(qǐng)日: 2010-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102377710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亓中瑞;陳杰;曲文澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及OFDM技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種OFDM接收機(jī)定時(shí)采樣偏差與殘余頻偏的估計(jì)方法。

背景技術(shù)

定時(shí)采樣偏差(Sampling?Clock?Offset，SCO)和殘余頻偏(Residual?Frequency?Offset，RFO)是OFDM系統(tǒng)中兩個(gè)非常重要的問(wèn)題。尤其對(duì)幀長(zhǎng)較長(zhǎng)的多載波分組和連續(xù)通信系統(tǒng)，更是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中必須考慮的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在實(shí)際的數(shù)字通信系統(tǒng)中，發(fā)送端數(shù)模轉(zhuǎn)換(Digital?Analog?Converter，DAC)與接收端模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog?Digital?Converter，ADC)的采樣時(shí)鐘頻率不可能做到完全匹配，導(dǎo)致采樣時(shí)鐘產(chǎn)生頻率偏差。該偏差造成的結(jié)果有兩個(gè)：一是OFDM符號(hào)定時(shí)點(diǎn)隨時(shí)鐘偏移；二是OFDM符號(hào)內(nèi)的ICI干擾。由于實(shí)際系統(tǒng)中，該偏差量級(jí)較小，其造成的ICI干擾可粗略的等同于高斯白噪聲。定時(shí)采樣點(diǎn)偏差在頻域?qū)π盘?hào)的影響體現(xiàn)為幅角旋轉(zhuǎn)量與OFDM符號(hào)數(shù)及符號(hào)內(nèi)子載波序號(hào)的乘積成正比。因此，在FFT尺寸較大且信號(hào)幀內(nèi)OFDM符號(hào)數(shù)較多的情況下，該旋轉(zhuǎn)造成的影響是不可忽略的。

此外，由于系統(tǒng)量化和噪聲的影響，接收機(jī)完成頻偏估計(jì)和糾正后總會(huì)存在著殘余頻率偏差。對(duì)小尺寸的星座圖而言，當(dāng)殘余頻偏小于子載波間隔的3％時(shí)，其造成的ICI可忽略不計(jì)。然而殘余頻偏本身會(huì)造成每個(gè)OFDM符號(hào)的初始相位旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)有累積效應(yīng)，特別對(duì)長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)影響較大，即對(duì)長(zhǎng)幀前幾個(gè)OFDM符號(hào)還能正確解調(diào)，對(duì)后面的OFDM符號(hào)，由于相位旋轉(zhuǎn)的積累使星座圖有明顯的旋轉(zhuǎn)，從而造成解映射錯(cuò)誤，因而必須對(duì)這種殘余頻偏造成的相位旋轉(zhuǎn)校正。因此研究OFDM接收機(jī)SCO與RFO的估計(jì)方法則成為一件非常有意義的事情。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供了一種OFDM接收機(jī)定時(shí)采樣偏差與殘余頻偏的估計(jì)方法，以有效提升估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種OFDM接收機(jī)定時(shí)采樣偏差與殘余頻偏的估計(jì)方法，該方法包括：

利用快速傅里葉變換將時(shí)域OFDM符號(hào)信息變換至頻域；

將OFDM符號(hào)的頻域信息與之前對(duì)應(yīng)OFDM符號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算，得到中間變量Z；

提取除低頻區(qū)域?qū)ьl對(duì)應(yīng)位置以外的其他導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)位置上中間變量Z的幅角信息；

將正負(fù)導(dǎo)頻區(qū)域內(nèi)幅角信息進(jìn)行加法與減法運(yùn)算；

利用信道估計(jì)與跟蹤結(jié)果對(duì)加或減得到的幅角信息進(jìn)行加權(quán)處理；

累加并計(jì)算當(dāng)前SCO與RFO的估計(jì)值；以及

利用平滑濾波器對(duì)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行平滑處理得到穩(wěn)定后的SCO與RFO數(shù)值。

上述方案中，所述將OFDM符號(hào)的頻域信息與之前對(duì)應(yīng)OFDM符號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算得到中間變量Z，是利用無(wú)線信道的偽靜態(tài)特性，將相關(guān)時(shí)間內(nèi)前后OFDM符號(hào)頻域信息作差分相關(guān)處理得到中間變量Z。

上述方案中，所述將OFDM符號(hào)的頻域信息與之前對(duì)應(yīng)OFDM符號(hào)進(jìn)行差分相關(guān)運(yùn)算，得到中間變量Z，采用下列公式：

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