[發明專利]高載波數OFDM采樣頻率快速同步方法

有效

• 申請號: 201410217150.8
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104052707B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 戴憲華;符超
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及通信技術領域，更具體地，涉及一種高載波數OFDM采樣頻率快速同步方法。

背景技術

隨著互聯網技術的迅猛發展，像高清網絡電視、大型網絡游戲和在線視頻會議等應用正在慢慢普及，但是我國現階段的網絡速度還遠遠不夠，我們需要更加高速的接入技術來滿足人們對于未來帶寬的需求。下一代數字用戶線技術(NG-DSL，Next Generation Digital Subscriber Line)技術將是未來最重要的高速有線接入技術，這種接入技術的帶寬將超過100M，傳輸速率將超過1Gbps，能夠很好地和光纖網相結合，大幅度地提升網絡速度。

在物理層上，NG-DSL技術采用的是高水平的正交頻分復用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術。OFDM技術是一種頻帶利用率極高的多載波調制技術，在有線和無線接入網中有著廣泛的應用。不同于傳統的數字用戶線技術(DSL，Digital Subscriber Line)技術，NG-DSL技術使用的OFDM調制方式具有高載波數與高正交振幅調制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)兩大特點，因為這兩大特點使得NG-DSL技術有著很高的帶寬和傳輸速率，但也正是因為這兩大特點使得NG-DSL技術對于信號同步的要求比以往任何一種接入技術都高。因此，同步技術在NG-DSL技術中顯得尤為重要。

在NG-DSL系統中，我們將產生的OFDM基帶信號在發送端利用D/A轉換器將其變成模擬信號，經過信道傳輸在接收端收到的模擬信號通過A/D轉換器將模擬信號采樣成數字信號。最理想的情況是在收發兩端的A/D、D/A設備時鐘頻率完全同步，則在接收端采樣出來的信號就是無偏信號，但兩個設備的時鐘往往不可能做到完全相同，時鐘晶振存在一定的頻率漂移現象，這樣就會造成收發兩端信號不一致，造成載波間干擾，從而降低系統的信噪比。我們就需要最大限度地估計收發兩端晶振頻率的偏差，并且由此來校正接收端的信號，提升系統的輸出信噪比。在有線OFDM信號之中，影響系統的同步性能的主要是采樣頻率 同步(同步還包括符號定時同步，但是這種同步對于系統影響較容易解決)，特別是在像NG-DSL這種高載波、高速率的OFDM系統，采樣頻偏對系統產生的偏差尤為重要，不能很好地估計采樣頻偏系統的高速傳輸將無從談起。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種提高采樣頻偏估計值的精度的高載波數OFDM采樣頻率快速同步方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種高載波數OFDM采樣頻率快速同步方法，包括如下步驟：

S1.在發送端插入多位導頻符號；

S2.利用前一個符號的捕獲估計值對當前符號進行采樣頻偏預校正；

S3.在接收端獲得預校正后對應位導頻的相位信息，與發送端對應位導頻相位信息求差從而獲得對應位導頻相位差；

S4.利用導頻相位差進行當前符號的采樣頻偏估計得到當前符號的捕獲值，將當前符號的捕獲值與前一個符號的捕獲估計值進行累加獲得當前符號的捕獲估計值；

S5.當當前符號的捕獲值大于設定的捕獲閾值時，基于頻域校正方法利用當前符號的捕獲估計值對當前符號進行采樣頻偏校正輸出，且下一個符號更新為當前符號繼續執行S2-S4；當當前符號的捕獲值小于設定的捕獲閾值時輸出步驟S2中的預校正信號，且下一個符號更新為當前符號繼續執行S2-S4。

在一種優選的方案中，步驟S5中，當當前符號的捕獲值小于設定的捕獲閾值時下一個符號不執行S2-S4，而執行采樣頻偏的跟蹤過程，具體如下：

S6.下一個符號更新為當前符號進入跟蹤過程，在跟蹤過程再次執行步驟S1-S3得到導頻相位差；

S7.利用導頻相位差進行當前符號的采樣頻偏跟蹤值估計得到當前符號的跟蹤值并將當前符號的跟蹤值與跟蹤閾值相比較，當當前符號的跟蹤值超過跟蹤閾值時，將當前符號的跟蹤值與前一個符號的跟蹤估計值進行累加作為當前符號的跟蹤估計值，并利用當前符號的跟蹤估計值對當前符號進行頻域校正輸出，當新的跟蹤值低于跟蹤閾值時，前一個符號的跟蹤估計值作為當前符號的跟蹤估計值，輸出步驟S6中執行步驟S2時的預校正信號；

S8.下一個符號執行跟蹤過程。

在一種優選的方案中，所述步驟S4中利用導頻相位差進行新的采樣頻偏估計得到當前符號的捕獲值，具體為：