專利名稱：一種接收終端、以及快速頻偏估計(jì)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種接收終端、以及快速頻 偏估計(jì)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Division Multiplex, OFDM)技術(shù)通過(guò)一組
正交子載波并行傳輸數(shù)據(jù)，能夠有效降低無(wú)線多徑傳播環(huán)境的影響，在無(wú)線寬帶通信領(lǐng) 域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。正交頻分復(fù)用技術(shù)利用正交子載波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)決定了其對(duì)頻率同步誤差較敏 感；在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常終端接收機(jī)的本振時(shí)鐘與發(fā)射塔的時(shí)鐘之間會(huì)存在一定的 偏差，該偏差會(huì)對(duì)接收信號(hào)引入一定的固定頻率偏差；同時(shí)，由于接收終端的移動(dòng)會(huì)對(duì) 接收信號(hào)引入多普勒頻偏，上述固定頻率偏差和多普勒頻偏的疊加將會(huì)導(dǎo)致所接收的基 帶信號(hào)存在一個(gè)隨時(shí)間變化的頻偏。該頻偏不但會(huì)破壞子載波間的正交性，引入子載波 間干擾(ICI，Inter-Carrier Interference)，降低頻域接收信號(hào)的質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致頻率各 符號(hào)和子載波間的相位旋轉(zhuǎn)，破壞信號(hào)間的相干性，降低信道估計(jì)的質(zhì)量。上述因素對(duì) 基帶接收性能的影響隨著頻偏的增大而愈發(fā)明顯。中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播CMMB (China Mobile Multimedia Broadcasting)系統(tǒng)是基于 OFDM通信技術(shù)的一套廣播通信系統(tǒng)。目前，在CMMB系統(tǒng)中的常用的頻偏估計(jì)方法， 要么通過(guò)利用中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播CMMB (ChinaMobile Multimedia Broadcasting)系統(tǒng)中
的同步符號(hào)在時(shí)域進(jìn)行延遲差分相關(guān)，要么利用連續(xù)導(dǎo)頻在頻域進(jìn)行OFDM符號(hào)間的延 遲相關(guān)來(lái)估計(jì)。但上述方法均存在一個(gè)不足之處，即單次估計(jì)的性能難以有效保證，往 往需要結(jié)合對(duì)歷史的估計(jì)信息進(jìn)行濾波來(lái)保證當(dāng)前的估計(jì)性能。但由于CMMB終端為了 降低功耗通常需要進(jìn)入節(jié)電模式，這就會(huì)導(dǎo)致前后兩次頻偏估計(jì)之間的時(shí)間間隔可能接 近1秒，在接收機(jī)靜止和低速移動(dòng)下前后兩次的頻偏具有較強(qiáng)的相關(guān)性，可以通過(guò)與歷 史信息濾波結(jié)合來(lái)有效改進(jìn)當(dāng)前的估計(jì)性能；但在高速移動(dòng)狀態(tài)下，由于多普勒頻移可 能變化較快，前后兩次的頻偏可能相關(guān)性較小，此時(shí)則很難通過(guò)與歷史信息濾波結(jié)合來(lái) 改進(jìn)當(dāng)前的估計(jì)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種接收終端、以及快速頻偏估計(jì)的裝 置和方法，用以在OFDM系統(tǒng)中高速移動(dòng)下能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行頻偏估計(jì)。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的頻偏估計(jì)方法， 包括如下步驟Si、對(duì)每個(gè)時(shí)隙輸入的53個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換 FFT運(yùn)算及解擾處理，獲取解擾后數(shù)據(jù)；S2、從解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波，進(jìn)行前后間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算；S3、對(duì)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)結(jié)果進(jìn)行累加處理，獲取累 加結(jié)果；S4、根據(jù)所述累加結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并輸出頻偏估計(jì)結(jié)果。該方法進(jìn)一步還包括S5、對(duì)所述頻偏估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理，輸出濾波后的頻偏估計(jì)值。所述步驟S2中，從解擾后數(shù)據(jù)S1, k中分別提取離散導(dǎo)頻子載波，進(jìn)行如下前后 間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算zl(kl) = (Slki-(S,_2kiY),其中，1是介于3和53之間的索引值；k的取值范圍為-1538《k《1537 ； &為 OFDM符號(hào)1所對(duì)應(yīng)離散導(dǎo)頻子載波索引，-193<i<193，i興0。進(jìn)一步地，所述1 為介于3和53之間的所有索引值，即對(duì)介于3和53之間的所有51個(gè)索引值都進(jìn)行共軛
相關(guān)運(yùn)算。所述步驟S4中，根據(jù)累加結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并輸出頻偏估計(jì)結(jié)果 的具體方式為
權(quán)利要求
1.一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟51、對(duì)每個(gè)時(shí)隙輸入的53個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT 運(yùn)算及解擾處理，獲取解擾后數(shù)據(jù)；52、從解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波，進(jìn)行前后間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相 關(guān)運(yùn)算；53、對(duì)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)結(jié)果進(jìn)行累加處理，獲取累加結(jié)果；54、根據(jù)所述累加結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并輸出頻偏估計(jì)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步還包括55、對(duì)所述頻偏估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理，輸出濾波后的頻偏估計(jì)值。
3.如權(quán)利要求1所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S2中，從解擾后數(shù)據(jù) S1, k中分別提取離散導(dǎo)頻子載波，進(jìn)行如下前后間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算其中，1是介于3和53之間的索引值；k的取值范圍為-1538《k《1537 ； K1為OFDM 符號(hào)1所對(duì)應(yīng)離散導(dǎo)頻子載波索引，_193<i<193，i興O。
4.如權(quán)利要求3所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述1為介于 3和53之間的所有索引值，即對(duì)介于3和53之間的所有51個(gè)索引值都進(jìn)行共軛相關(guān)運(yùn)笪弁。
5.如權(quán)利要求3或4所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S4中，根據(jù)累加 結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并輸出頻偏估計(jì)結(jié)果的具體方式為γ = arg (fT/,)/(4 χ π ^T0)，其中，Wp為累加結(jié)果，Τ。為正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)間的長(zhǎng)度；arg( ·)為求一 個(gè)復(fù)數(shù)的相位角運(yùn)算。
6.如權(quán)利要求2所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S5中，對(duì)所述頻偏估 計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理，輸出濾波后的頻偏估計(jì)值的具體方式為γ =(\-α)* γ + α* γ,其中，α為濾波因子，O^c^l，,為濾波前的頻偏估計(jì)結(jié)果，Y為濾波后的頻偏估 計(jì)值。
7.—種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于，包括FFT/解擾模塊，用于對(duì)每個(gè)時(shí)隙輸入的53個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行快 速傅里葉變換FFT運(yùn)算和解擾處理，并將解擾后數(shù)據(jù)輸出至離散導(dǎo)頻處理模塊；離散導(dǎo)頻處理模塊，用于從解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波和進(jìn)行前后間隔一個(gè) OFDM符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算，并將延遲共軛相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出至累積求和模塊；累積求和模塊，用于對(duì)一個(gè)時(shí)隙離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行累加 處理，將累加結(jié)果輸出至頻偏值計(jì)算模塊；頻偏值計(jì)算模塊，用于利用累積求和模塊的累加結(jié)果完成當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并 輸出頻偏估計(jì)結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于，所述頻偏值計(jì)算模塊，進(jìn)一步還用于對(duì)所述頻偏估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理后，再輸出 濾波后的頻偏估計(jì)值。
9.如權(quán)利要求7所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于，所述離散導(dǎo)頻處理模塊，從解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波和進(jìn)行前后間隔一個(gè) OFDM符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算的具體方式為 zl(k,) = (Sltki-(Sl_2kiY),其中，S1, k是解擾后數(shù)據(jù)，1是介于3和53之間的索引值；k的取值范圍 為-153《k《1537; K1 SOFDM符號(hào)1所對(duì)應(yīng)離散導(dǎo)頻子載波索引，-193 < i < 193， i Φ O。
10.如權(quán)利要求7所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于，所述頻偏值計(jì)算模塊，利用累積求和模塊的累加結(jié)果完成當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并 輸出頻偏估計(jì)結(jié)果的具體方式為γ = arg (fVp)/(4 χ π χ T0),其中，Wp為累加結(jié)果，Τ。為正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)間的長(zhǎng)度；arg( ·)為求一 個(gè)復(fù)數(shù)的相位角運(yùn)算。
11.如權(quán)利要求8所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于，所述頻偏值計(jì)算模塊，進(jìn)一步對(duì)所述頻偏估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理后，再輸出濾波后 的頻偏估計(jì)值的具體方式為γ=γ +α* χ,其中，α為濾波因子，O^c^l，,為濾波前的頻偏估計(jì)結(jié)果，Y'為濾波后的頻偏 估計(jì)值。
12.—種具有頻偏估計(jì)裝置的接收終端，其特征在于，該接收終端包括天線、模擬 前端模塊、頻偏補(bǔ)償模塊、解調(diào)模塊、頻偏估計(jì)裝置、解碼模塊，其中所述天線，用于對(duì)空中射頻信號(hào)進(jìn)行接收，將所接收信號(hào)發(fā)送給模擬前端模塊； 所述模擬前端模塊，用于將天線所接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號(hào)，將數(shù)字基帶信號(hào) 發(fā)送給頻偏補(bǔ)償模塊；所述頻偏補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)從頻偏估計(jì)裝置獲得的當(dāng)前頻偏估計(jì)信息完成對(duì)數(shù)字 基帶信號(hào)的頻偏補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的數(shù)字基帶信號(hào)一方面發(fā)送給解調(diào)模塊用于解調(diào)以及 另一方面反饋至頻偏估計(jì)裝置；所述解調(diào)模塊，用于對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，完成對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)的物理層接 收，并將解調(diào)數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼模塊；所述解碼模塊，用于完成對(duì)解調(diào)之后的接收信息進(jìn)行解復(fù)用、音視頻解碼處理，將 解復(fù)用解碼之后的音視頻流發(fā)送至相應(yīng)的顯示播放模塊進(jìn)行播放；所述頻偏估計(jì)裝置，用于獲取數(shù)字基帶信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻偏估計(jì)，頻偏估計(jì)時(shí)， 對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT運(yùn)算及解擾處理，對(duì)解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo) 頻子載波，進(jìn)行前后間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算，對(duì)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)結(jié)果進(jìn)行累加處理，根據(jù)所述累加結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并 輸出頻偏估計(jì)結(jié)果，將頻偏估計(jì)值發(fā)送至所述頻偏補(bǔ)償模塊，由頻偏補(bǔ)償模塊根據(jù)頻偏 估計(jì)值對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行頻偏補(bǔ)償。
13.如權(quán)利要求12所述的接收終端，其特征在于，所述頻偏估計(jì)裝置包括FFT/解擾模塊，用于對(duì)每個(gè)時(shí)隙輸入的53個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行快 速傅里葉變換FFT運(yùn)算和解擾處理，并將解擾后數(shù)據(jù)輸出至離散導(dǎo)頻處理模塊；離散導(dǎo)頻處理模塊，用于從解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波和進(jìn)行前后間隔一個(gè) OFDM符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算，并將延遲共軛相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出至累積求和模塊；累積求和模塊，用于對(duì)一個(gè)時(shí)隙離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行累加 處理，將累加結(jié)果輸出至頻偏值計(jì)算模塊；頻偏值計(jì)算模塊，用于利用累積求和模塊的累加結(jié)果完成當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并 輸出頻偏估計(jì)結(jié)果。
14.如權(quán)利要求13所述的接收終端，其特征在于，所述頻偏值計(jì)算模塊，進(jìn)一步還用 于對(duì)所述頻偏估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理后，再輸出濾波后的頻偏估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種接收終端、以及頻偏估計(jì)的裝置和方法，所述接收終端帶有頻偏估計(jì)裝置，所述頻偏估計(jì)裝置，用于獲取數(shù)字基帶信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻偏估計(jì)，頻偏估計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT運(yùn)算及解擾處理，對(duì)解擾后數(shù)據(jù)中提取離散導(dǎo)頻子載波，進(jìn)行前后間隔一個(gè)符號(hào)間的延遲共軛相關(guān)運(yùn)算，對(duì)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)離散導(dǎo)頻子載波的延遲共軛相關(guān)結(jié)果進(jìn)行累加處理，根據(jù)所述累加結(jié)果進(jìn)行當(dāng)前頻偏估計(jì)值的計(jì)算并輸出頻偏估計(jì)結(jié)果。本發(fā)明利用了離散導(dǎo)頻子載波數(shù)量多的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)提高單次估計(jì)性能，保證了接收機(jī)在高速移動(dòng)環(huán)境下的性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102014097SQ200910171459
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者陳力 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司