[發明專利]一種低復雜度載波頻率偏移校正的方法

無效

• 申請號: 201110201644.3
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102255847A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 楊佳;肖悅;武剛;李少謙
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;東南大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，它特別涉及一種在移動通信系統上行鏈路的接收機處對載波頻率偏移(CFO，Carrier?Frequency?Offset)進行校正的方法。

背景技術

在正交頻分復用接入(OFDMA，Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access)系統的上行鏈路中，信號在傳輸時由于多普勒效應等因素會造成載波頻率的偏移，由于接收端處的不同用戶具有不同的載波頻率偏移，多個不同的載波頻率偏移導致的多用戶干擾(MUI，Multi-User?Interference)問題較為嚴重，必須設計出高效的信號處理方法加以抑制。為了抑制多用戶干擾，需要對上行鏈路的載波頻率偏移做出估計，進而在基站端使用某種方式，利用估計出的上行鏈路載波頻率偏移來恢復子載波之間的正交性。由于每一個用戶的發射信號受到不同的載波頻率偏移的影響，而我們又必須通過載波頻率偏移校正來抑制多用戶干擾，所以該載波頻率偏移校正過程是一個重要的，且具有挑戰性的任務。

針對上述問題，已經存在多種在OFDMA系統上行鏈路的接收機處對載波頻率偏移進行校正的方法。其中，單用戶檢測(SUD，Single?User?Detector)方法通過直接方式來進行載波頻率偏移校正，其方法描述可以參考文獻：A.Tonello，S.Pupolin.Performance?of?Single?UserDetectors?in?Multitone?Multiple?Access?Asynchronous?Communications.IEEE?55th?Vehicular?Technology?Conference，Aug.2002，1：199-203。其缺點在于SUD方法僅能夠減輕由單個用戶的載波頻率偏移所引起的自干擾(SI，Self?Interference)，而無法減輕由其他用戶的載波頻率偏移所引用的多用戶干擾。當不同的用戶具有不同的載波頻率偏移時，對一個用戶的載波頻率偏移進行補償無法消除其他用戶的載波頻率偏移。結果，殘余的多用戶干擾仍然存在并且限制了系統性能。為了進一步抑制多用戶干擾，提升系統性能，可以在SUD方法的基礎上，使用并行干擾消除(PIC，Parallel?Interference?Cancellation)方法，其方法描述可以參考文獻：D.Sreedhar，A.Chockalingam.MMSE?Receiver?for?Multiuser?Interference?Cancellation?in?Uplink?OFDMA.IEEE?63rd?Vehicular?Technology?Conference，May.2006，5：2125-2129。在循環次數足夠大的情況下，SUD-PIC方法能大大提升系統性能，但這是以犧牲算法復雜度為前提的。另外，還存在迫零(ZF，Zero?Forcing)檢測的方法，其方法描述可以參考文獻：Z.Cao，U.Tureli，Y.D.Yao，P.Honan.Frequency?Synchronization?for?Generalized?OFDMA?Uplink.IEEE?Global?Telecommunications?Conference，Jan.2004，2：1071-1075。使用這種方法進行載波頻率偏移校正能獲得最好的系統性能，但是由于其中包含對矩陣的求逆運算，會導致非常高的算法復雜度。

發明內容

為了克服現有方法中不能在系統性能和算法復雜度之間獲得較好權衡的缺陷，本發明提出了一種低復雜度載波頻率偏移校正的方法，它是根據每個用戶載波頻率偏移值的大小，將所有用戶分為大頻偏用戶組及小頻偏用戶組，并對兩組用戶進行載波頻率偏移校正。因此，本發明具有系統性能好、算法復雜度低的特點。

為了方便地描述本發明的內容，首先對本發明中所使用的術語進行定義：

定義1載波：在信號傳輸過程中，并不是將信號直接進行傳輸，而是將信號與一個固定頻率的波進行相互作用。這個固定頻率的波稱為載波，固定的頻率稱為載波頻率。

定義2多載波系統：是指采用了多個載波信號的通信系統。多載波系統中的每個載波稱為子載波。相鄰子載波之間的間隔稱為子載波間隔，單位赫茲Hz。

有關定義1及定義2的詳細描述，可以參考文獻：J.G.Proakis.Digital?communications.4th?ed.New?York：McGraw-Hill，2001。