一种多径衰落信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103095638A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103095638103095638A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201210555448.0(22)申请日2012.12.19(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号西安电子科技大学(72)发明人李兵兵孙珺刘明骞曹超凤(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.H04L27/26(2006.01)权权利要求书6页利要求书6页说明书11页说明书11页附图2页附图2页(54)发明名称一种多径衰落信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估算方法(57)摘要一种多径衰落信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估算方法。根据具有相关导频的OFDM信号的循环平稳特性，利用改进后的谱函数克服采样频率偏移带来的衰减和多径衰落信道影响的数据估计出相关值点，再根据其估计值点处的循环谱值相位偏移量来估计采样频率偏移，可以克服频偏、高斯白噪声和多径衰落信道的影响，并利用跳变变换，充分利用数据，大大提高OFDM系统的采样频率偏移的估计性能。CN103095638ACN1039568ACN103095638A权利要求书1/6页1.一种多径衰落信道下OFDM系统的采样频率偏移估算方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）对接收到的信号y(t)采样得到y[n]；（2）计算采样后信号y[n]的谱函数幅值并在全局范围内，以大步长搜索最大值位置（3）计算采样后信号y[n]的谱函数幅值并在[α1,f1]邻域范围内，以小步长搜索最大值位置所述最大值位置即的相位稳定变化处，并且，将所述最大值位置作为估算的相关点；（4）计算M个窗口在[α2,f2]点处的循环谱函数值（m＝0,1,2,…M），并提取出其相位值S_n；（5）根据S_n前后差值为正号的个数判断SFO符号为flag（flag值取1或-1），S_n乘以flag；（6）从1到M，将an作为相位值变化因子，设定an初始值为-π，将S_n(m)转化为(an,an+2π]范围内相位S_a(m)，当S_a(m)≥an+π时，an＝an+π/2，计算S_a(m+1)，以此进行类推；（7）对所得S_a进行最小二乘直线拟合，求其斜率为k_a，再根据下式估算采样频率偏移值ε：2.根据权利要求书1中所述的多径衰落信道下OFDM系统采样频率偏移盲估算方法，其特征在于：所述步骤（2）计算接收信号的谱函数幅值并求其最大值处位置包括以下方法，谱函数幅值的计算式如下：其中，为第m+1个长度为L的窗口的循环谱函数值，且取k＝2，搜索最大值位置并取最大值位置[α1,f1]作为所述相关点的初步估算值，设基带接受信号y(t)，存在采样频率偏移ε，频偏fo，加性高斯白噪声n(t)和多径衰落信道（径数为P）影响，表示为：2CN103095638A权利要求书2/6页式中和tl分别是第l径上的信道响应和接收时延，x(t)为OFDM发射源信号，则可得：Y(f)＝X(f-fo)·H(f-fo)+N(f)其中Y(f)、X(f)、H(f)和N(f)，分别为接收信号、发射信号、信道响应和加性高斯白噪声的傅里叶变换，对y(t)以频率fs进行采样，并以L长度窗口作傅里叶变换，可得：其中为采样周期，为相对频率，为相对频偏，当存在采用频率偏差时，则对y(t)以频率进行采样，并以L长度窗口作傅里叶变换，可得：其中，则将其代入循环谱计算式可得：3CN103095638A权利要求书3/6页即：其中，为相位偏移系数；直接将上式代入循环谱计算表达式，可得：令则当取f＝(1+ε)(f0+εf),α＝(1+ε)α0，即f0，α0为相关导频处时：根据中心极限定理，可将近似成均值为0，方差为的高斯白噪声，2*2其中E0＝(|H(f0+α0/2)|+|H(f0-α0/2)|)Ex/2，由于循环谱不能直接提取相关点值，改进谱函数幅值计算式，改进后的谱函数幅值的计算式可表示如下：k为差值，选k＝2，则：4CN103095638A权利要求书4/6页当α＝α0,f＝f0时，其中，根据中心极限定理，可近似认为是均值为0，方差为的高斯白噪声，其中，**EXH0＝H(f0+α0/2)H(f0-α0/2)E[X(f0+α0/2)X(f0-α0/2)]，即可近似认为是均值为0，方差为的高斯白噪声，5CN103095638A权利要求书5/6页可近似认为是均值为方差为的高斯白噪声，其2中E′0+＝|H(f0+α0/2)|Ex，E′0-＝2|H(f0-α0/2)|Ex,当α≠α0或f≠f0时，其中，是由信号本身引起的噪声，其均值为0，方差为可近似认为是均值为0，方差为的高斯白噪声；6CN103095