[發明專利]一種基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法

有效

• 申請號: 202210503502.0
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114884781B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 李瑞;蔣志平;段渝;蔣秋林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00
• 代理公司: 西安正華恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 61271
• 代理人: 陳選中

1.一種基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、利用Wifi信號發送端Tx按照預設時間間隔Z(i′)向Wifi信號接收端Rx發送若干Wifi幀，其中i′表示幀序號；

S2、利用Wifi信號接收端Rx接收并測量各Wifi幀，得到對應的若干CSI數據；

S3、利用Wifi信號接收端Rx對各CSI數據的相位數據插值，得到各CSI數據的0號子載波的相位序列Θ；

S4、基于各CSI數據的0號子載波的相位序列Θ，計算得到若干每兩相鄰CSI數據的0號子載波的相位差序列ΔΘ，并解卷繞各相位差序列；

S5、利用Wifi信號接收端Rx通過預設時間間隔Z(i)重構Wifi信號發送端Tx的發送時間序列T_rx；

S6、將發送時間序列T_rx和解卷繞后的相位差序列分別作為自變量和因變量進行線性擬合，得到斜率k、自由度df以及斜率標準差Ω_k；

S7、基于斜率k、自由度df和斜率標準差Ω_k，得到頻譜函數P_MUSIC(f_i)，并將頻譜函數P_MUSIC(f_i)的峰值對應的頻率值作為載波頻率偏移CFO估計值，完成基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計；

所述步驟S7包括如下步驟：

S71、基于斜率k、斜率標準差Ω_k和自由度df構建對應的t分布，并計算t分布對應的臨界值T；

S72、基于斜率k、斜率標準差Ω_k和臨界值T計算得到載波頻率偏移CFO的置信區間；

S73、設頻率分辨率為r，并基于載波頻率偏移CFO的置信區間，計算得到頻率向量序列f_i；

S74、基于臨界值T和頻率向量序列f_i，計算得到導向矢量s_i；

S75、基于0號子載波的相位序列Θ，計算得到協方差矩陣R；

S76、分解協方差矩陣R，得到M個特征值以及各特征值對應的特征向量集合E；

S77、基于特征向量集合E，將各特征向量升序排序，且利用前M-D個特征向量構成噪聲子空間E_N；

S78、基于噪聲子空間E_N和導向矢量s_i計算得到頻譜函數P_MUSIC(f_i)，并將頻譜函數P_MUSIC(f_i)的峰值對應的頻率值作為載波頻率偏移CFO估計值，完成基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計。

2.根據權利要求1所述的基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S72中載波頻率偏移CFO的置信區間的表達式如下：

[f_min,f_max]＝[(k-T×Ω_k)/2π,(k+T×Ω_k)/2π]

其中，f_min和f_max分別表示置信區間的下界和上界。

3.根據權利要求2所述的基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S73中頻率向量序列f_i的表達式如下：

其中，r表示頻率分辨率，其中i＝0,1,2,…,i,…,r，i表示第i個頻率向量。

4.根據權利要求3所述的基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S74中導向矢量s_i的表達式如下：

s_i＝2πT^T′f_i

其中，T′表示轉置。

5.根據權利要求4所述的基于線性規劃和多信號分類算法的載波頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S75中協方差矩陣R的表達式如下：

R＝ΘΘ^T′。