專利名稱：一種頻偏估計方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種頻偏估計方法和裝置。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，頻偏是由發(fā)送端和接收端的載波頻率偏差造成的，也可能是由多普勒效應(yīng)造成的。頻偏可能會導(dǎo)致載波間的干擾，特別是在OFDM(正交頻分復(fù)用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信系統(tǒng)中，頻偏的作用尤其重要。因此，對頻偏的估計以便后續(xù)可以對頻偏進(jìn)行調(diào)整就成為對頻偏的重要處理手段?，F(xiàn)有技術(shù)中，在LTE (Long Term Evolution,長期演進(jìn))系統(tǒng)中，第一種根據(jù)導(dǎo)頻符號來估計頻偏的技術(shù)方案，主要實現(xiàn)為將兩個時隙內(nèi)的導(dǎo)頻(分別對應(yīng)這個幀的第3個和 第10個符號)直接做相關(guān)，就可以根據(jù)這兩個導(dǎo)頻的相關(guān)值的相位算出導(dǎo)頻。其缺點是當(dāng)這兩個時隙的導(dǎo)頻符號不是同一個隨機序列時，此方法估計出的頻偏就不準(zhǔn)確。還有第二種技術(shù)方案，是用最小二乘法(LS)對這兩個導(dǎo)頻對應(yīng)的信道進(jìn)行估計，然后求這兩個信道估計序列的相關(guān)值的相位。由于這里用的是信道的LS估計，已經(jīng)與導(dǎo)頻序列沒有關(guān)系了。這樣就能解決導(dǎo)頻序列不一致的問題。但是第二種用兩個時隙的導(dǎo)頻來估計頻偏時，需要在這兩個時隙間隔內(nèi)信道保持不變，如果在這段時間內(nèi)信道變化很大，估計出的頻偏也會不準(zhǔn)確。在LTE協(xié)議下,一個巾貞的兩個導(dǎo)頻符號間隔時間為0. 5msο在時變信道下，兩個導(dǎo)頻符號所對應(yīng)的信道可能發(fā)生很大的變化，這樣就使得所估計出的頻偏有很大誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種頻偏估計方法，解決在LTE系統(tǒng)中對于頻偏的估計不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題。本發(fā)明還提供了一種頻偏估計裝置，用以保證上述方法在實際中的實現(xiàn)及應(yīng)用。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種頻偏估計方法，包括預(yù)先獲取保存的頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系；接收含頻偏的導(dǎo)頻信號；依據(jù)所述第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。優(yōu)選的，所述預(yù)先獲取頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，包括利用在頻域中引入頻偏相當(dāng)于卷積上一旋轉(zhuǎn)因子的傅里葉變換的特性，計算構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換；其中，所述旋轉(zhuǎn)因子為在時域中頻偏的引入相當(dāng)于乘上一旋轉(zhuǎn)因子；利用所述構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換計算頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系。優(yōu)選的，所述預(yù)先獲取導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系，包括利用含頻偏的導(dǎo)頻信號相當(dāng)于不含頻偏的導(dǎo)頻信號在時域上乘以一個旋轉(zhuǎn)因子的特性，獲取含頻偏的導(dǎo)頻信號與不含頻偏的導(dǎo)頻信號之間的表達(dá)式；利用所述表達(dá)式以及所述第一關(guān)系計算得到導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系。優(yōu)選的，所述依據(jù)所述第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏，包括利用不含頻偏的導(dǎo)頻信號的矩陣特性，獲取變換后的導(dǎo)頻信號的循環(huán)矩陣；利用所述循環(huán)矩陣的特征向量構(gòu)成的酉矩陣，計算得到所述循環(huán)矩陣第一行的離散傅里葉變換入,,,；
獲取/I W傅里葉變換Θ⑴，其中，芩為λ k的倒數(shù)；利用所述Θ⑴計算得到所述滑動濾波器的系數(shù)；利用所述滑動濾波器的系數(shù)得到所述頻偏。優(yōu)選的，所述方法應(yīng)用于LTE系統(tǒng)中。本發(fā)明實施例還公開了一種頻偏估計裝置，該裝置包括存儲器，用于保存頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系；接收模塊，用于接收含頻偏的導(dǎo)頻信號；獲取頻偏模塊，用于依據(jù)所述存儲器存儲的第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。優(yōu)選的，還包括第一計算模塊，用于利用在頻域中引入頻偏相當(dāng)于卷積上一旋轉(zhuǎn)因子的傅里葉變換的特性，計算構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換；其中，所述旋轉(zhuǎn)因子為在時域中頻偏的引入相當(dāng)于乘上一旋轉(zhuǎn)因子；第二計算模塊，用于利用所述構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換計算頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系。優(yōu)選的，還包括獲取表達(dá)式模塊，用于利用含頻偏的導(dǎo)頻信號相當(dāng)于不含頻偏的導(dǎo)頻信號在時域上乘以一個旋轉(zhuǎn)因子的特性，獲取含頻偏的導(dǎo)頻信號與不含頻偏的導(dǎo)頻信號之間的表達(dá)式；第三計算模塊，用于利用所述表達(dá)式以及所述第一關(guān)系計算得到導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系。優(yōu)選的，所述獲取頻偏模塊包括第一獲取子模塊，用于利用不含頻偏的導(dǎo)頻信號的矩陣特性，獲取變換后的導(dǎo)頻信號的循環(huán)矩陣；第一計算子模塊，用于利用所述循環(huán)矩陣的特征向量構(gòu)成的酉矩陣，計算得到所述循環(huán)矩陣第一行的離散傅里葉變換λπ;第二獲取子模塊，用于獲取的傅里葉變換Θ⑴，其中，為入k的倒數(shù)；第二計算子模塊，用于利用所述θ (i)計算得到所述滑動濾波器的系數(shù)；
第三計算子模塊，用于利用所述滑動濾波器的系數(shù)計算得到所述頻偏。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點在本發(fā)明中，預(yù)先獲取保存的頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系；在每次估計頻偏時，接收含頻偏的導(dǎo)頻信號之后，依據(jù)已經(jīng)預(yù)先獲取的第二關(guān)系和第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。由于引入頻偏相當(dāng)于在頻域上經(jīng)過一次滑動濾波，因此，通過預(yù)先獲取的導(dǎo)頻信號與滑動濾波器 系數(shù)之間的第二關(guān)系和滑動濾波器系數(shù)與頻偏之間的第一關(guān)系就可以根據(jù)接收的導(dǎo)頻信號計算出該信號的頻偏，這樣，估計頻偏的時候不再需要利用兩個時隙的信道，可以避免兩個時隙間隔內(nèi)信道發(fā)生改變對頻偏估計造成影響，從而使得估計出的頻偏更加準(zhǔn)確。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明的一種頻偏估計方法實施例I的流程圖；圖2是本發(fā)明方法實施例I中濾波器系數(shù)的函數(shù)與頻偏之間關(guān)系的仿真圖像；圖3是本發(fā)明方法實施例I中步驟103的一實施方式的流程圖；圖4是本發(fā)明方法實施例I中快速計算實施方式所得頻偏估計值與頻偏實際值的仿真圖像；圖5是本發(fā)明方法實施例I中直接計算實施方式所得頻偏估計值與頻偏實際值的仿真圖像；圖6是本發(fā)明的一種頻偏估計裝置實施例I的結(jié)構(gòu)框圖；圖7是本發(fā)明的一種頻偏估計裝置實施例2的結(jié)構(gòu)框圖；圖8是本發(fā)明的一種頻偏估計裝置實施例3的結(jié)構(gòu)框圖；圖9是本發(fā)明的一種頻偏估計裝置實施例4的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎阊b置環(huán)境或配置中。例如個人計算機、裝置計算機、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器裝置、包括以上任何裝置或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。本發(fā)明可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本發(fā)明，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計算機存儲介質(zhì)中。在介紹本發(fā)明實施例之前，為了方便本領(lǐng)域技術(shù)人員對于技術(shù)方案有更為詳細(xì)的了解，首先，將證明本發(fā)明的實現(xiàn)前提，也即，引入頻偏相當(dāng)于在頻域上經(jīng)過一次滑動濾波，而該滑動濾波器的系數(shù)是頻偏的函數(shù)，因此，如果需要進(jìn)行頻偏估計，則可以先根據(jù)接收到的信號估計滑動濾波器的系數(shù)，再根據(jù)頻偏和這個滑動濾波器的系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系求出頻偏。其中，因為時域上加頻偏相當(dāng)于乘上一個旋轉(zhuǎn)引子序列，時域上相乘等價于頻域上做卷積，這個頻域上的卷積運算可近似為通過一個滑動濾波器。首先，構(gòu)造一個頻域滑動濾波器來模擬引入頻偏的過程。因為頻偏估計是在進(jìn)行傅里葉變換(FFT)之后，所以在構(gòu)造頻域滑動濾波器的過程中所采用的都是頻域符號。假設(shè)FFT的點數(shù)為Nfft，一般用小寫字母表示時域符號，用大寫字母表示頻域符號。時域上是離散的，用m，n表示離散時間序列的索引，而頻域序列用k
作為索引。假設(shè)接收到的導(dǎo)頻為ρ#是列向量，
權(quán)利要求
1.一種頻偏估計方法，其特征在于，預(yù)先獲取保存的頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系；該方法包括 接收含頻偏的導(dǎo)頻信號； 依據(jù)所述第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先獲取頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，包括 利用在頻域中引入頻偏相當(dāng)于卷積上一旋轉(zhuǎn)因子的傅里葉變換的特性，計算構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換；其中，所述旋轉(zhuǎn)因子為在時域中頻偏的引入相當(dāng)于乘上一旋轉(zhuǎn)因子； 利用所述構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換計算頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先獲取導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系，包括 利用含頻偏的導(dǎo)頻信號相當(dāng)于不含頻偏的導(dǎo)頻信號在時域上乘以一個旋轉(zhuǎn)因子的特性，獲取含頻偏的導(dǎo)頻信號與不含頻偏的導(dǎo)頻信號之間的表達(dá)式； 利用所述表達(dá)式以及所述第一關(guān)系計算得到導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)所述第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏，包括 利用不含頻偏的導(dǎo)頻信號的矩陣特性，獲取變換后的導(dǎo)頻信號的循環(huán)矩陣； 利用所述循環(huán)矩陣的特征向量構(gòu)成的酉矩陣，計算得到所述循環(huán)矩陣第一行的離散傅里葉變換Am; 獲取4—1的傅里葉變換θ⑴，其中，芩為^的倒數(shù)； 利用所述Θ (i)計算得到所述滑動濾波器的系數(shù)； 利用所述滑動濾波器的系數(shù)得到所述頻偏。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4所述的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于LTE系統(tǒng)中。
6.一種頻偏估計裝置，其特征在于，該裝置包括 存儲器，用于保存頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系； 接收模塊，用于接收含頻偏的導(dǎo)頻信號； 獲取頻偏模塊，用于依據(jù)所述存儲器存儲的第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括 第一計算模塊，用于利用在頻域中引入頻偏相當(dāng)于卷積上一旋轉(zhuǎn)因子的傅里葉變換的特性，計算構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換；其中，所述旋轉(zhuǎn)因子為在時域中頻偏的引入相當(dāng)于乘上一旋轉(zhuǎn)因子； 第二計算模塊，用于利用所述構(gòu)造函數(shù)的離散傅里葉變換計算頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括 獲取表達(dá)式模塊，用于利用含頻偏的導(dǎo)頻信號相當(dāng)于不含頻偏的導(dǎo)頻信號在時域上乘以一個旋轉(zhuǎn)因子的特性，獲取含頻偏的導(dǎo)頻信號與不合頻偏的導(dǎo)頻信號之間的表達(dá)式；第三計算模塊，用于利用所述表達(dá)式以及所述第一關(guān)系計算得到導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述獲取頻偏模塊包括 第一獲取子模塊，用于利用不含頻偏的導(dǎo)頻信號的矩陣特性，獲取變換后的導(dǎo)頻信號的循環(huán)矩陣； 第一計算子模塊，用于利用所述循環(huán)矩陣的特征向量構(gòu)成的酉矩陣，計算得到所述循環(huán)矩陣第一行的離散傅里葉變換λπ; 第二獲取子模塊，用于獲取的傅里葉變換Θ (i)，其中，為入，的倒數(shù)； 第二計算子模塊，用于利用所述Θ (i)計算得到所述滑動濾波器的系數(shù)； 第三計算子模塊，用于利用所述滑動濾波器的系數(shù)計算得到所述頻偏。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頻偏估計方法及裝置，在頻偏估計之前，預(yù)先獲取保存的頻偏與對應(yīng)的滑動濾波器的系數(shù)之間的第一關(guān)系，以及導(dǎo)頻信號與所述滑動濾波器的系數(shù)之間的第二關(guān)系；所述方法包括接收含頻偏的導(dǎo)頻信號；依據(jù)所述第二關(guān)系和所述第一關(guān)系獲取所述含頻偏的導(dǎo)頻信號的頻偏。本發(fā)明實施例提供的方法或裝置實施例，通過預(yù)先獲取的導(dǎo)頻信號與滑動濾波器系數(shù)之間的第二關(guān)系和滑動濾波器系數(shù)與頻偏之間的第一關(guān)系就可以根據(jù)接收的導(dǎo)頻信號計算出該信號的頻偏，這樣可以避免兩個時隙間隔內(nèi)信道發(fā)生改變對頻偏估計造成影響，從而使得估計出的頻偏更加準(zhǔn)確。
文檔編號H04L25/02GK102970258SQ20121053257
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王達(dá)金, 邢永濤, 李萌, 姜韜 申請人:北京北方烽火科技有限公司