基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104601518A(43)申请公布日2015.05.06(21)申请号201510096090.3(51)Int.Cl.(2006.01)(22)申请日2015.03.02H04L27/26(71)申请人中国人民解放军国防科学技术大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人邢座程刘苍唐川张洋原略超王锋汤先拓王庆林吕朝危乐董永旺(74)专利代理机构国防科技大学专利服务中心43202代理人郭敏权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法(57)摘要本发明公开了一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，目的是解决现有SFO和CFO联合估计方法中二维全局搜索导致计算复杂度高，在高SNR时存在错误平层估计精度无法继续收敛的问题。技术方案是先确定SFO的取值范围并将SFO的取值范围变换到变量t的取值范围，使用一阶勒让德多项式逼近得到的一阶勒让德多项式逼近并将该逼近式代入式，得到t；由t换算SFO的最终估计值并由得到CFO的估计值本发明不需要进行二维全局搜索，大大降低了计算复杂度，同时消除了现有估计方法在高SNR时存在错误平层的问题，提高了估计精度。CN104601518ACN104601518A权利要求书1/2页1.一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：确定实际系统中SFO的取值范围，方法是：设定SFO的容限为IEEE802.11a协议容限的β倍,β为正整数，即使得SFO的变量η大于协议规定的容限范围,则η∈[-2β×10-5,2β×10-5]；第二步：将SFO的取值范围变换到变量t的取值范围，使得t∈[-1,1]，满足勒让德多项式逼近的条件，方法是：令t＝(105/2β)η，则t∈[-1,1]，其中，N为通信系统中子载波的总数，Nm为通信系统中子载波总数加上循环前缀的长度，p和q是小于N的自然数；第三步：使用一阶勒让德多项式逼近得到的一阶勒让德多项式逼近如(5)式所示：第四步：将(5)式代入(2)式，其中，Im(x)表示复数x的虚部，R(q)*表示复数R(q)的共轭，求解关于t的一次函数，得到t的具体表达式如(6)式所示；第五步：根据第二步中SFO的估计值η与t的关系，可知SFO的最终估计值可由t表示为下式：第六步：将第五步得到的SFO的估计值代入(3)式，得到CFO的估计值其中，即θ为的相位，K表示通信系统中使用的子载波数，k为大于等于-K/2小于K/2-1的正整数。2.如权利要求1所述的一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，2CN104601518A权利要求书2/2页其特征在于通信系统中子载波的总数N为64，通信系统中子载波总数加上循环前缀的长度Nm为80。3.如权利要求1所述的一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，其特征在于使用一阶勒让德多项式逼近的方法是：3.1设p0(t)＝1，p1(t)＝t；其中，p0(t)和p1(t)分别为一阶勒让德多项式逼近的常数项和一次项；3.2计算(p0,p0)、(p1,p1)、(y,p0)、(y,p1)；其中，(x，y)表示x和y的内积；其中3.3获取一阶勒让德多项式系数a0，a1；3.4得到的一阶勒让德多项式逼近如(5)式所示。4.如权利要求1所述的一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，其特征在于中的参数K为52。5.如权利要求1所述的一种基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法，其特征在于β大于3。3CN104601518A说明书1/5页基于最大似然估计的采样频偏和载波频偏联合估计方法技术领域[0001]本发明主要涉及无线通信系统基带信号处理中的同步估计领域，旨在提供一种计算复杂度低、估计精度高的采样频偏(SFO)和载波频偏(CFO)联合估计方法。背景技术[0002]正交频分复用(OFDM)技术因其高频谱利用率被广泛地应用于现代无线通信系统中，已经被IEEE802.11a，IEEE802.16a，DVB-T以及DRM等多个通信协议采用。然而OFDM技术对同步误差相当敏感，导致其接收机的性能显著降低。SFO和CFO均为OFDM系统中最为主要的同步误差。为了提高接收机的性能，需要在接收机中对SFO和CFO的值进行估计，并根据估计值对接收信号进行补偿。[0003]SFO和CFO是由发射机和接收机的采样时钟不匹配和多普勒频移等因素引起的。传统的同步估计方法是将SFO和CFO分别进行估计，然后进行补偿。近年来，SFO和CFO的联合估计方法被相继提出。2004年，M.M.Freda等在“Jointchannelestimationandsyn