[發明專利]一種基于OFDM前導的整數頻偏估計方法

有效

• 申請號: 201510484816.0
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN105187352B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 馬云思;周三文;閆朝星
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本發明涉及一種整數頻偏估計方法，特別是一種基于OFDM前導的整數頻偏估計方法，屬于數字無線通信傳輸技術領域。

背景技術

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術具有抗多徑能力強、支持高速信息傳輸等優點，已成熟應用于地面移動通信領域。在無人機測控以及寬帶衛星移動通信領域，OFDM可以提供高速數據傳輸，例如美國全球微波系統(GMS)的高清晰度信使數據鏈(HDML)采用C-OFDM體制，歐洲衛星標準DVB-SH設計了采用OFDM或TDM技術的混合地面與衛星的通信系統。

OFDM信號經過多徑信道衰落后，引入了定時偏差與頻率偏差，在OFDM接收機中需要通過符號定時同步、小數頻偏估計與整數頻偏估計進行糾正和補償。其中，整數頻偏估計方法主要分為時域與頻域兩類：時域估計方法如文獻“Ren G L,Chang Y,Zhang H,et al.Synchronization Methods Based on a New Constant Envelope Preamble for OFDM Systems[J].IEEE Transactions on Broadcasting,2005,51(1):139-143.”中的估計算法需要基于前導符號在OFDM時域完成準確的符號定時同步，其整數頻偏估計受符號定時同步性能影響較大；頻域估計方法如文獻“Morelli M,D’Andrea A N,Mengali U.Frequency ambiguity resolution in OFDM systems.IEEE Communications Letters,2000(4):134-136.”中的估計算法需要在連續兩個OFDM數據符號中插入導頻數據，不能充分利用前導符號。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于OFDM前導的整數頻偏估計方法，該方法只需要采用一個前導符號在OFDM接收機的頻域進行整數頻偏估計，不需要使用兩個前導符號或者在數據符號中插入導頻，估計性能對符號定時殘留偏差不敏感，在多徑衰落信道下可以獲得較好的頻偏估計性能。

本發明的技術解決方案是：一種基于OFDM前導的整數頻偏估計方法，步驟如下：

(1)獲取符號定時同步后的接收前導符號{r_p(n),n＝0,…,N_s-1}，對{r_p(n),n＝0,…,N_s-1}補償小數頻偏后得到OFDM時域前導符號{z(n),n＝0,…,N_s-1}；

(2)將步驟(1)中的OFDM時域前導符號{z(n),n＝0,…,N_s-1}通過FFT變換到OFDM頻域，得到接收前導的OFDM頻域信號{Z(k),k＝0,…,N_s-1}；

(3)將步驟(2)中的接收前導OFDM頻域信號{Z(k),k＝0,…,N_s-1}循環移位d個采樣點后得到循環移位后的接收前導OFDM頻域信號{Z(k),k＝d,…,N_s-1,0,…,d-1}，然后將循環移位后的接收前導OFDM頻域信號與接收端已知前導的頻域信號{C(k),k＝0,…,N_s-1}的共軛相乘，得到R_s(k,d)，

(4)獲取步驟(3)中得到的數據序列{R_s(k,d),k＝0,…,N_s-1}中的有效子載波數據{R_d(l,d)＝R_s(k,d),l＝0,…,N_d-1,k＝(N_s-N_d)/2,…,(N_s+N_d)/2-1}，即有效子載波數據R_d(l,d)通過變量l和k的取值根據數據序列R_s(k,d)得到，然后將有效子載波數據以間隔m，m＝1,…,M₀，M₀≤N_d/2共軛相乘后累加，得到M₀個差分相關數據P(m,d)；

(5)對步驟(4)中M₀個差分相關數據P(m,d)取絕對值后，平均加權求和計算頻偏估計度量M(d)；