[發明專利]基于迭代算法的高精度頻偏估計方法

有效

• 申請號: 201410145304.7
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103929394B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 王志英;劉水芹
• 申請（專利權）人: 西安易曉通訊科技有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域:

本發明屬于無線通信領域，涉及一種載波頻偏估計方法，特別涉及了一種基于迭代算法的頻偏估計方法。

背景技術:

在無線通信系統中，接收端的本地晶振與載波頻率時鐘存在一定的偏差，在移動通信系統中，多普勒的存在也會對頻率偏移。只有盡量準確的估計出頻率偏移才能對接收信號進行相位補償，準確的對數字信號進行解調。頻偏估計的性能將直接影響數據恢復性能，尤其是在多載波調制系統（如0FDM，MC-CDMA），殘余頻偏過大將使得多路信號失去正交性，多用戶之間相互干擾。因此，能夠準確而簡單的估計出頻率偏差，然后再對接收信號進行補償，是通信領域的一項關鍵技術。

當前，對于頻偏估計主要是基于訓練序列求取相位信息而獲得頻偏估計值，為使得頻偏估計更加準確，可以使用兩塊訓練序列做定長相關運算，這種算法估計精度高，但估計范圍小。經過頻偏估計之后，接收端與發射端載波基本同步。但是，傳統的頻偏估計算法大都有一個信噪比的門限值，實際應用中難以達到比較高的信噪比，使得這些算法的應用受到限制。

經典的頻偏估計算法是利用一個訓練序列塊做相關運算后通過一個窗函數求和，但是利用單個訓練序列塊會由于符號較短以及間隔太小，導致估計精度不高。同時，利用相鄰訓練序列塊前后相關的算法做頻偏細估計，雖然估計精度高，但是估計范圍小，且在低信噪比下估計性能還可以進一步提高。

發明內容:

本發明的目的在于針對已有技術的不足，提出一種估計精度高，信噪比門限低的頻偏估計技術，減小了載波恢復過程中的殘余頻偏。

本發明采用的技術方案為：利用兩個訓練序列塊做固定長度的相關運算，得到一個頻偏估計值，利用該值對接收的信號進行相位補償，再對兩段訓練序列分別分段求和，得到兩個新的序列，并使用新序列再次做相關運算，得到殘余頻偏估計值，以此進行迭代。其具體的實現步驟如下：

1）接收端根據訓練序列的位置，提取出接收信號序列x₀(n)中相鄰兩個訓練序列塊，分別為T₁和T₂，訓練序列塊長度為N，T₁和T₂的間隔為L；

2）利用訓練序列T₁的第n個符號與T₂的第n個符號共軛相乘，所得結果求和相加，對求和結果取相位值，并除以L，得到頻偏初始估計值并設定一個初始的計數值k=1；

3）利用上一步得到的頻偏估計值，對序列x₀(n)進行相位補償，得到新的序列x_k(n)，訓練序列塊T₁和T₂相應的變為訓練序列塊為T₁′和T₂′；

4）將訓練序列塊T₁′的符號分段求和，分段長度M=2^k，得到新序列為v_1M(n)，即T₁′的前M個符號求和，結果為v_1M(0)，第M+1至第2M個符號求和，結果為v_1M(1)，第(N-M+1)至第N個符號求和結果為v_1M(N/2-1)，對訓練序列T₂′做相同的處理，得到序列v_2M(n)；

5）將序列v_1M(n)的第n個符號與序列v_2M(n)的第n個符號共軛相乘，所得結果求和相加，對求和結果取相位信息，并除以L，得到殘余頻偏估計值，則頻偏估計值更新為上一步獲得值與本次估計的殘余頻偏的和值；

6）用T₁的長度N除以2^k，判決結果是否滿足大于4，如果結果大于4，則k加1，并進入步驟3），如果結果小于等于4，則上一步求得的結果即為頻偏的估計值。

進一步的，所述步驟1）中提取訓練序列的方法為：幀定時之后，根據預先設置的訓練序列的位置，將對應位置的接收符號定位訓練序列。

進一步的，所述的步驟1）中訓練長度的選取規則為：兩段訓練序列總長度2N與整個序列長度比值2N/(L+2N)不低于總長度10%，不大于30%，這是由于訓練序列占比小于10%時，訓練序列太短，估計性能不佳，而大于30%時，訓練序列的開銷增加帶來的性能提升很小。

進一步的，所述的步驟1）所述的N的取值按如下方式選取：N為2的整數次冪。