[發明專利]一種高速場景下的頻偏估計方法

有效

• 申請號: 201810004252.X
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108234371B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 胡曉玲;張治中;王光亞;李慧敏;李琳瀟;黃漢仲
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種高速場景下的頻偏估計方法，屬于載波頻率同步領域。該方法首先利用一個子幀中CRS所在OFDM符號之間的相關性計算頻偏；然后利用基于CP的頻偏估計算法進行頻偏估計；最后利用基于CP的頻偏估計算法的估計結果對基于CRS的頻偏估計算法的估計結果進行修正得最終頻偏。本發明在不額外消耗頻帶資源、不進行符號判斷條件下，把基于參考信號的頻偏估計算法的的估計范圍從[?1KHZ,1KHZ]擴大到到[?7.5KHZ,7.5KHZ]，使其滿足高速場景的要求。

技術領域

本發明屬于載波頻率同步領域，涉及無線通信領域，具體涉及一種高速場景下的頻偏估計方法。

背景技術

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作為一種多載波調制技術，因有頻譜資源利用率高、抗多徑衰落能力強等優點而被廣泛利用于無線通信技術領域。但是OFDM系統缺點也十分明顯，其對子載波間的正交性有嚴格的要求。載波頻偏會破壞子載波間的正交性，影響接收端的正確解調，從而影響通信質量。

現有頻偏估計方法主要分為非數據輔助的頻偏估計方法和數據輔助的頻偏估計方法。非數據輔助的頻偏估計方法不需要占用額外的資源，但是估計精度和估計范圍有限。數據輔助的頻偏估計方法估計精度比較高，占用額外資源，而且算法復雜度高，不易硬件實現。因此，對于精度更高，頻偏估計范圍更大，復雜度更低的算法探索從未停止過。

基于小區特定參考信號(Cell-special Reference Signal,CRS)的頻偏估計算法，利用子幀中相鄰兩時隙相同CRS參考信號位置的接收信號的相關性計算頻偏，頻偏估計范圍為[-1KHZ,1KHZ]。而高速場景下的多普勒頻偏比較大，最大頻偏超過了基于參考信號的頻偏估計算法的估計范圍。基于循環前綴(cyclic prefix,CP)的頻偏估計算法頻偏估計范圍為[-7.5KHZ,7.5KHZ]，滿足高速場景對頻偏估計范圍的要求，但是該算法的頻偏估計值容易受噪聲、多徑的影響，估計精度不高。

傳統基于頻偏符號判斷的頻偏估計算法，通過增加了頻偏符號的判斷，將相位由[-pi，pi]擴大到[-2*pi，2*pi]，從而將頻偏估計范圍擴大一倍。該算法只是利用CP進行相關計算，計算簡單方便，但也存在以下問題：

1)頻偏符號判斷的準確性至關重要。若判斷錯誤，則結果可能變化2*pi，相差巨大，時偏、噪聲、多徑等都會在CP引入其他相位，使得利用CP判斷的頻偏符號不準確；

2)只能將頻偏估計范圍擴大到原來的兩倍。

本發明結合基于CP的頻偏估計算法和基于CRS的頻偏估計算法，探索一種高精度、高頻偏估計范圍、無需頻偏符號判斷、無噪聲和多徑干擾、滿足高速場景要求的頻偏估計算法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高速場景下的頻偏估計方法，針對基于參考信號的頻偏估計算法估計范圍小的缺點，結合基于CP的頻偏估計算法，在不額外消耗頻帶資源、不進行符號判斷條件下，把基于參考信號的頻偏估計算法的估計范圍從[-1KHZ,1KHZ]擴大到到[-7.5KHZ,7.5KHZ]，使其滿足高速場景的要求。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高速場景下的頻偏估計方法，首先利用一個子幀中小區特定參考信號(Cell-special Reference Signal,CRS)所在正交頻分復用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)符號之間的相關性計算頻偏，設為offset_rs；然后利用基于循環前綴(cyclic prefix,CP)的頻偏估計算法進行頻偏估計，設為offset_cp；最后利用基于CP的頻偏估計算法的估計結果offset_cp對基于CRS的頻偏估計算法的估計結果offset_rs進行修正得最終頻偏，設為offset_final。

具體實現步驟為：