專利名稱：一種多徑衰落信道下ofdm系統(tǒng)的采樣頻率偏移盲估算方法
一種多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移盲估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移(SFO)盲估計(jì)方法，可用于非合作通信系統(tǒng)中時頻同步之前的OFDM系統(tǒng)的采樣偏移估計(jì)。
背景技術(shù)：
以正交頻分復(fù)用(OFDM)為代表的多載波技術(shù)已成功應(yīng)用于數(shù)字視頻廣播、數(shù)字音頻廣播、數(shù)字用戶線、無線接入網(wǎng)、電力線通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域，其具備很好的抗多徑、抗窄帶干擾性能和高效的頻譜利用率，是寬帶無線通信研究的熱點(diǎn)。然而，由于收發(fā)兩端的晶振的不完全匹配，及移動通信系統(tǒng)中的多普勒頻移的影響，在通信系統(tǒng)的收發(fā)兩端不可避免地存在采樣頻率偏差。尤其在非合作通信中，作為一種非授權(quán)接入通信模式，采樣頻率對于接收端是未知的，經(jīng)前期的過采樣率估計(jì)之后，必定還存在一定的采樣頻率偏差。在采樣頻率偏差存在的情況下，OFDM信號經(jīng)FFT變換后將產(chǎn)生載波間干擾和時變的相位變化，且現(xiàn)有的時頻同步方法基本上均是在無采樣頻率偏差條件下進(jìn)行的。因此，研究非合作通信中多徑衰落信道下時頻同步之前的OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移估計(jì)方法具有實(shí)際的工程意義。近年來，已有學(xué)者對非合作通信中OFDM系`統(tǒng)的采樣頻率偏移估計(jì)方法進(jìn)行了一定的研究，但這些方法需要發(fā)射端配合或在頻偏估計(jì)之后，且研究集中于利用冗余CP與對應(yīng)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，算法受信道和噪聲影響較大。參見Liu Gang, Li Bingbing, PangHengl1.Blind Sampling Clock Offset Estimation Algorithm for OFDM System[C]//Proc.0f CISP’09, Tianjin, China.1EEE Press, 2009:1-4。Liu Gang通過對各子載波加權(quán),然后對接收信號相關(guān)函數(shù)的虛部進(jìn)行變換，得到了一種非數(shù)據(jù)輔助的采樣頻率同步算法。但該方法需要發(fā)射端配合，且要求信道沖擊響應(yīng)在各子載波位置上能量相等。參見B.Ai，Y.Shen, Z.D.Zhong, B.H.Zhang.Enhanced Sampling Clock Offset Correction Basedon Time Domain Estimation Scheme[J].1EEE Transactions on Consumer Electronics,2011,57(2):696-704。B.Ai提出一種基于保護(hù)間隔的時域SCO估計(jì)方法，并相應(yīng)的加入一自適應(yīng)模塊，提高了系統(tǒng)的實(shí)時性，但此方法用到的CP長度要大于最大多經(jīng)時延，且需要先估計(jì)步頁偏° 參見 Castillo-Sanchez E, Lopez-Martinez F.J,Martos-Naya E, etal.JointTime, Frequency and Sampling Clock Synchronization for OFDM-based systems[C].Wireless Communications and Networking Conference2009:1-6。 Castillo-Sanchez E在采用CP和OFDM符號尾部數(shù)據(jù)的相關(guān)進(jìn)行符號定時及載波頻率聯(lián)合同步方法基礎(chǔ)上，利用定時估計(jì)值的偏移來進(jìn)行采樣頻率偏移估計(jì)，但該算法受信道和噪聲影響較大。參見 Arash Zahed1-Ghasabeh, Alireza Tarighat, and Babak Daneshrad.Spectrum Sensingof OFDM Waveforms Using Embedded Pilots in the Presence of Impairments[J].1EEETransactions onVehicular Technology: 1208-1221。Arash Zahed1-Ghasabeh提出一種基于循環(huán)平穩(wěn)的譜分析方法估計(jì)采樣頻率偏移，但是需要知道發(fā)射端導(dǎo)頻信息，直接提取會受到采樣頻率偏移帶來的衰減和多徑衰落信道影響，且SFO估計(jì)范圍很小，頻偏對其性能也有一定影響。綜上說明，這些研究均存在一定缺陷，不適合于實(shí)際的非合作通信系統(tǒng)中頻率選擇性多徑衰落信道，況且在低信噪比情況下，時頻同步之前估計(jì)性能不理想。因此，以上的方法不適合在實(shí)際的非合作通信系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供了一種多徑衰落信道下時頻同步之前進(jìn)行估計(jì)的新方法，以提高實(shí)際的非合作通信系統(tǒng)中采樣頻率偏移(SFO)估計(jì)的精度。本發(fā)明選取子載波個數(shù)為N=64個，1/4循環(huán)前綴(CP)長度，符號周期Ts=IO μ s,具有一對相關(guān)導(dǎo)頻的OFDM信號作為信號源。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案，包括如下步驟:(I)對接收到的信號y(t)采樣得到y(tǒng)[n]；(2)計(jì)算采樣后信號y[n]的譜函數(shù)幅值
權(quán)利要求
1.一種多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移估算方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)對接收到的信號y(t)采樣得到y(tǒng)[n]； (2)計(jì)算采樣后信號y[n]的譜函數(shù)幅值
2.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)采樣頻率偏移盲估算方法，其特征在于:所述步驟(2)計(jì)算接收信號的譜函數(shù)幅值
3.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移盲估算方法，其中步驟(3)所述的計(jì)算OFDM信號的譜函數(shù)幅值|<S}"2(/1，并求其最大值處位置，估算方法如下:
全文摘要
一種多徑衰落信道下OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移盲估算方法。根據(jù)具有相關(guān)導(dǎo)頻的OFDM信號的循環(huán)平穩(wěn)特性，利用改進(jìn)后的譜函數(shù)克服采樣頻率偏移帶來的衰減和多徑衰落信道影響的數(shù)據(jù)估計(jì)出相關(guān)值點(diǎn)，再根據(jù)其估計(jì)值點(diǎn)處的循環(huán)譜值相位偏移量來估計(jì)采樣頻率偏移，可以克服頻偏、高斯白噪聲和多徑衰落信道的影響，并利用跳變變換，充分利用數(shù)據(jù)，大大提高OFDM系統(tǒng)的采樣頻率偏移的估計(jì)性能。
文檔編號H04L27/26GK103095638SQ201210555448
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者李兵兵, 孫珺, 劉明騫, 曹超鳳 申請人:西安電子科技大學(xué)