一種基于差分相位的頻偏估計(jì)方法及裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種MM0-0FDM通信系統(tǒng)接收同步中基于差分相位的頻偏估計(jì)方法及裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]對(duì)于任何數(shù)字通信系統(tǒng)，同步是數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)那疤岷椭匾ＷC。同步性能的好壞將直接影響整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。但在無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于發(fā)送端設(shè)備和接收端設(shè)備間的頻差，以及用戶端設(shè)備移動(dòng)所帶來(lái)的多譜勒頻移等影響，使得載波頻率與本地晶振的頻率之間存在著頻偏。為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，必須對(duì)信號(hào)的頻偏進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)并加以補(bǔ)償。此外3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計(jì)劃)LTE((LongTermEvolution,長(zhǎng)期演進(jìn))下行采用了頻譜利用率比較高的0FDM(0rthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交頻分復(fù)用技術(shù)）調(diào)制技術(shù)，OFDM符號(hào)是由多個(gè)子載波信號(hào)疊加形成，在接收端利用子載波之間的正交性進(jìn)行解調(diào)，因而0FDM系統(tǒng)對(duì)子載波間的正交性提出了嚴(yán)格的要求。在實(shí)際傳輸中，由于多普勒頻移和收發(fā)機(jī)本地振蕩器之間的不匹配帶來(lái)的頻率偏差，會(huì)破壞0FDM系統(tǒng)子載波間的正交性，造成子載波間干擾（ICI)。定時(shí)偏移則會(huì)造成符號(hào)間干擾（ISI)，降低循環(huán)前綴（CP)的有效性。因此，同步對(duì)于0FDM系統(tǒng)十分重要。圍繞MIM0(多輸入多輸出）-0FDM或0FDM條件下的頻偏估計(jì)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外展開(kāi)了大量研究工作，并已經(jīng)取得了很多研究成果，有大量可以采用的實(shí)用算法，這些研究成果成為了提升和改進(jìn)頻偏估計(jì)性能的重要保障。[0003]0FDM系統(tǒng)中的頻率同步方法大致可以分為盲同步算法和基于訓(xùn)練序列的同步算法兩類(lèi)。盲同步算法主要利用了0FDM系統(tǒng)所特有的循環(huán)前綴性質(zhì)來(lái)完成同步估計(jì)。J.-J.vandeBeek,M.Sandell,M.Isaksson等人在文獻(xiàn)"MLestimationofTimeandFrequencyOffsetinOFDMSystems，，'IEEETrans.Commun.，vol.43,pp.761-766,Augustl997中提出了一種基于循環(huán)前綴的最大似然同步算法，該算法可以聯(lián)合估計(jì)出定時(shí)偏移和載波頻率偏移。RonghongMo和YongHuatChew在文獻(xiàn)"ANewBlindJointTimingandFrequencyOffsetEstimatorforOFDMSystemsOverMultipathFadingChannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.，vol.57,no.5,pp.2947-2957,September2008中提出了一種多徑衰落信道下聯(lián)合估計(jì)定時(shí)偏移和載波頻率偏移的盲同步方法，該算法將接收到的時(shí)域0FDM采樣點(diǎn)分成樣點(diǎn)互不相關(guān)的幾個(gè)子集，該同步器的優(yōu)點(diǎn)是在高SNR(信噪比）情況下有比較好的性能，但其缺點(diǎn)在于其在低SNR情況下性能不佳。WenLongChin和SauGeeChen在文獻(xiàn)"ABlindSynchronizerForOFDMSystemsBasedonSINRMaximizationinMultipathFadingchannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.,vol.58,no.2,pp.625-635,February2009中提出了一種基于信干擾比（SINR)最大化的盲同步算法，同步誤差引入了ISI和ICI造成系統(tǒng)損失的同時(shí)，接收數(shù)據(jù)的SINR也隨之下降，該算法利用這一特性，通過(guò)最大化SINR度量函數(shù)估計(jì)定時(shí)偏差和載波頻率偏差，仿真證明該算法較之傳統(tǒng)的同步算法有著較好的性能，但該算法的缺點(diǎn)是其算法的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。[0004]與盲同步算法不同的是，基于訓(xùn)練序列的同步算法需要利用插入的已知導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。T.M.Schmidl和Donald.C.Cox在文獻(xiàn)"RobustFrequencyandTimingSynchronizationforOFDM,，'IEEETrans.Commun.,vol.45,no.12,pp.1613-1621,Decemberl997中提出了利用第一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步和小數(shù)倍頻率偏移估計(jì)，利用前后兩個(gè)訓(xùn)練序列的差分關(guān)系實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍頻率偏移估計(jì)。但該算法存在定時(shí)平臺(tái)問(wèn)題，影響了同步性能。P.H.Moose在文獻(xiàn)"Atechniquefororthogonalfrequencydivisionmultiplexingfrequencyoffsetcorrection,，'IEEETrans.Commun.,vol.42,pp.2908-2914,0ctoberl994中提出發(fā)送兩個(gè)相同的OFDM符號(hào)來(lái)簡(jiǎn)化頻偏估計(jì)，但其頻偏估計(jì)范圍比較小，此外由于頻偏估計(jì)是在頻域完成，所以需要FFT(FastFourierTransformation,快速傅氏變換）變換實(shí)現(xiàn)在頻域估計(jì)，所以算法的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。[0005]鑒于包括LTE標(biāo)準(zhǔn)等實(shí)際通信系統(tǒng)中廣泛采用了各類(lèi)訓(xùn)練序列，因此圍繞導(dǎo)頻輔助的頻率同步算法在實(shí)際應(yīng)用中往往更有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。在接收端已知訓(xùn)練序列的前提條件下，最大似然的頻偏估計(jì)往往能獲得更好的頻偏估計(jì)性能，并成為了各類(lèi)研究所關(guān)注的重點(diǎn)。WuYan,SamirAttallah和J.W.M.Bergmans在文獻(xiàn)"EfficientTrainingSequenceforJointCarrierFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIM0-0FDMSystems,"ProcofIEEEICC2007中給出了一類(lèi)基于可調(diào)正交訓(xùn)練序列的MIM0-0FDM系統(tǒng)頻偏估計(jì)技術(shù)方案。該頻偏估計(jì)算法的最大優(yōu)點(diǎn)是充分利用NaokiSuhiro和MitsutoshiHatori在文獻(xiàn)"ModulatableOrthogonalSequencesandTheirApplicationtoSSAMSystems,，'IEEETrans.InformationTheory,vol.34,no.1,pp.93-100,January1988中所提出的可調(diào)正交序列的正交特性，通過(guò)在時(shí)域插入兩組相同的訓(xùn)練序列，將最大似然頻偏估計(jì)問(wèn)題簡(jiǎn)化為接收到的相鄰兩組導(dǎo)頻符號(hào)的相關(guān)運(yùn)算問(wèn)題，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、頻偏估計(jì)性能優(yōu)異、時(shí)域訓(xùn)練符號(hào)PAPR(PeaktoAveragePowerRatio,峰值平均功率比）為常數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但該算法的缺點(diǎn)是為了同時(shí)估計(jì)信道，需要增加訓(xùn)練序列長(zhǎng)度。設(shè)發(fā)送天線數(shù)為Nt，信道路徑數(shù)為L(zhǎng)，系統(tǒng)所需要的訓(xùn)練序列長(zhǎng)度為Nt?L，此外，系統(tǒng)假設(shè)在時(shí)域插入導(dǎo)頻，這與LTE標(biāo)準(zhǔn)所假定的頻域插入導(dǎo)頻不一致。[0006]為了有效支持MM0-0FDM或0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏和信道的聯(lián)合估計(jì)，TaoCui和ChinthaTellambura在文獻(xiàn)JointFrequencyOffsetandChannelEstimationforOFDMSystemsUsingPilotSymbolsandVirtualCarriers,IEEETrans.WirelessCommun.，Vol.6,No.4,2007中提出了基于導(dǎo)頻和虛擬子載波的判決輔助(Decision-Directed)頻偏、信道和數(shù)據(jù)符號(hào)的聯(lián)合迭代估計(jì)與檢測(cè)算法。S.Salari，M.Ardebilipour和M.Ahmadian在文獻(xiàn)Jointmaximum-likelihoodfrequencyoffsetandchannelestimationformultiple-inputmultiple-output-orthogonfrequencydivisionmultiplexingsystems，IETCommun.,2008,vol.2,No.8,pp.1069-1076中提出了基于EM(Expectation-maximizationalgorithm,最大期望算法）的頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)方法，在信道和頻偏聯(lián)合似然函數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)E步驟更新信道估計(jì)，通過(guò)M步驟更新頻偏估計(jì)。盡管迭代的頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)算法為MIM0-0FDM系統(tǒng)條件下的聯(lián)合頻偏和信道估計(jì)提供了一種有效的方法，但迭代計(jì)算結(jié)構(gòu)所涉及到的迭代計(jì)算復(fù)雜度還是在相當(dāng)程度上影響到同步算法的計(jì)算效率。為了避免迭代計(jì)算所引入的計(jì)算復(fù)雜度，Yao-JenLiang和Jin-FuChang在文獻(xiàn)Non-iterativeJointFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIMOOFDMSystemsUsingCascadedOrthogonalPilots,IEEETrans.VehTechn.,vol.59,no.8,Oct.2010中給出了一類(lèi)適用于MMO-OFDM系統(tǒng)基于級(jí)聯(lián)正交導(dǎo)頻序列的非迭代頻偏和信道聯(lián)合估計(jì)技術(shù)方案，通過(guò)充分利用訓(xùn)練序列的"級(jí)聯(lián)正交"性質(zhì)，簡(jiǎn)化MIM0-0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏估計(jì)和信道估計(jì)。[0007]圍繞MIM0-0FDM系統(tǒng)或0FDM系統(tǒng)條件下頻偏估計(jì)或頻偏與信道聯(lián)合估計(jì)，國(guó)內(nèi)外也有不少發(fā)明專利成果。綜合分析目前國(guó)內(nèi)外圍繞MM0-0FDM和0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏估計(jì)或頻偏與信道聯(lián)合估計(jì)技術(shù)研究的成果，在給定頻偏和信道聯(lián)合似然函數(shù)的基礎(chǔ)上，目前已有大量實(shí)際可行的頻偏和信道估計(jì)方法可供借鑒，這些頻偏和信道估計(jì)算法已經(jīng)從導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)、0FDM符號(hào)特性分析和利用、導(dǎo)頻0FDM符號(hào)設(shè)計(jì)、具體的頻偏估計(jì)算法等角度提出了大量可行的解決方案。由于頻偏與相鄰導(dǎo)頻符號(hào)相位之間所存在的內(nèi)在關(guān)系，已有不少專利給出了有效的基于差分相位的頻偏估計(jì)技術(shù)和方法。但仔細(xì)分析這些相關(guān)技術(shù)，我們也不難發(fā)現(xiàn)，圍繞MMO-OFDM系統(tǒng)還很少有基于差分相位的最大似然頻偏估計(jì)方法，特別是圍繞類(lèi)似于LTE標(biāo)準(zhǔn)等通信系統(tǒng)特定的導(dǎo)頻格式條件下基于差分相位的最大似然頻偏估計(jì)方法幾乎沒(méi)有。【
發(fā)明內(nèi)容】[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于差分相位的頻偏估計(jì)方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)基于差分相位的最大似然頻偏估計(jì)。[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于差分相位的頻偏估計(jì)方法，包括：[0010]接收到導(dǎo)頻符號(hào)時(shí)，更新接收導(dǎo)頻數(shù)據(jù)緩存；[0011]從所述接收導(dǎo)頻數(shù)據(jù)緩存中提取當(dāng)前接收的導(dǎo)頻符號(hào)，確定初始頻偏估計(jì)，根據(jù)所述初始頻偏估計(jì)確定相位差值；[0012]對(duì)所述接收導(dǎo)頻數(shù)據(jù)緩存中所存儲(chǔ)的相鄰兩個(gè)導(dǎo)頻符當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4 5