专利名称：一种ofdm系统同步误差的补偿方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种OFDM系统同步误差的补偿方法
及装置。
背景技术：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术的基本原理是将高速数据流分解为多路并行的低速数据流，在多个子载波上同时进行传输。将高速数据流分解为多路并行低速数据流，展宽了符号周期，有利于对抗由无线多径信道时延扩展特性导致的码间干扰；采用多个相互正交的子载波，在提高频谱效率的同时增强了对频率选择性信道的鲁棒性。由于OFDM技术支持高速率，宽频带的无线数据业务传输，目前已被广泛应用于许多无线通信系统中，包括4G标准LTE、无线局域网标准802. lla/g等。 然而，OFDM系统对符号定时同步误差与载波频率同步误差十分敏感，符号定时同步误差会引起FFT开窗偏移,带来符号间干扰(ISI, Inter Symbol Interference),载波频率同步误差则会使子载波不完全正交，带来载波间干扰(ICI, Inter Carrier Interference),以上两种干扰均会严重影响系统性能。现有常用的OFDM同步方法主要分为两类插入专门的训练序列进行同步和利用循环前缀进行同步。前一种方法的主要实现形式为在发射信号中插入一段在时域上具有重复特性的训练序列，接收端通过滑动相关寻找峰值来进行符号定时同步，再依据符号定时同步位置利用训练序列前半段与后半段的相位差进行载波频率同步。后一种方法同样利用循环前缀与OFDM符号末端在时域上表现出的重复性，通过相似的滑动相关步骤进行符号定时同步与载波频率同步。对于以上同步方法，由于算法本身的精确度与噪声的影响，会留下残余的同步误差，这些残余同步误差同样会对OFDM系统性能造成影响，特别是对于高阶调制的OFDM系统，影响更为敏感。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种OFDM系统同步误差的补偿方法及装置，解决现有同步误差补偿方法的复杂度高的缺陷。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种OFDM系统同步误差的补偿方法，所述方法包括以下步骤A、从无线巾贞中提取参考信号rk, k表不参考信号rk对应的子载波序号；B、利用所述参考信号rk的相位信息估计出同步误差；C、补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。 优选地，在步骤A中，通过FFT将所述无线帧变换到频域，然后提取所述参考信号
rk°
优选地,步骤B具体包括步骤BI :提取所述参考信号rk的相位信息；步骤B2 :根据所述相位信息得到同步误差造成的参考信号rk的相位误差；步骤B3 :利用同步误差与参考信号rk的相位误差之间的对应关系，估计出同步误差。优选地，在步骤BI中，将步骤A提取的参考信号rk与预先定义的参考信号r’ k相除，并进行归一化，得到参考信号rk的相位信息，所提取的参考信号rk是预先定义的参考信号r’k经过信道以后的值。优选地，在步骤B2中，将归一化后得到的参考信号rk的相位信息作为数列，通过 将所述数列中相邻两项相除的方式，得到参考信号rk的相位误差。优选地，在步骤B3中，对所有所述数列中相邻两项的商求平均值，然后将平均值与预先定义的查找表中的每一项作比较，寻找与平均值最接近的项，将最接近的项的序号作为同步误差的估计值。优选地，在步骤B3中，利用FFT性质计算得到同步误差的估计值。优选地，在步骤B中，求参考信号rk的相位信息组成的向量与查找表向量列的差的范数最小值，得到同步误差的估计值。优选地，所述查找表是根据FFT性质预先定义的数列。优选地，在步骤C中，利用同步误差的估计值对无线帧的数据部分进行相位补偿。本发明还提供了一种OFDM系统同步误差的补偿装置，包括提取单元，估计单元和补偿单元；其中，所述提取单元用于从无线帧中提取参考信号rk，k表示参考信号rk对应的子载波序号；所述估计单元用于利用所述参考信号rk的相位信息估计出同步误差；所述补偿单元用于补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。优选地，所述估计单元包括归一化模块、除法模块和查找模块；其中，所述归一化模块用于提取参考信号rk的相位信息；所述除法模块用于根据所述相位信息得到同步误差造成的参考信号rk的相位误差;所述查找模块用于利用同步误差与参考信号rk的相位误差之间的对应关系，估计出同步误差。(三)有益效果上述技术方案具有如下优点本发明利用同步误差造成的相位误差进行估计，并基于该估计进行补偿，补偿了 OFDM系统中接收信号在经过符号同步以后所存在的同步误差，且复杂度低。
图I是本发明实施例提供的方法流程示意图；图2是本发明实施例提供的装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。对于OFDM系统，接收信号在经过符号同步以后，往往存在一定的同步误差。本发明利用同步误差造成的相位误差进行估计和补偿。实施例一本发明实施例一提供一种实现OFDM系统同步误差补偿的方法，如图I所示，包括以下步骤A、从无线帧中提取参考信号；B、利用所述参考信号的相位信息估计出同步误差；C、补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。在步骤A中，对于FFT长度为N的OFDM系统，接收端通过FFT将无线帧变换到频域，并提取参考信号rk。参考信号是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号，发送端在特定子载波上发送r’ k，接收端相应地接收到rk。在步骤B中，接收端将参考信号rk与预先定义的参考信号r’ k相除，得到Rk=rk/
r’ k，对Rk进行归一化:Rk/\Rk I，作为参考信号的相位信息，从无线帧中提取的参考信号rk是预先定义的参考信号r’k经过信道以后的值。将归一化得到的参考信号的相位信
息7按照顺序，从第2项开始，依次与前一项相除，得到Δ7^ = ^，作为参考信号的相位RkRk
误差(即相位旋转)，k> 1，且为整数，表示参考信号rk对应的子载波序号。求的平均值
_I_
ΔΛ=χΣΔ/^，以减小信道、噪声对参考信号相位误差的影响，其中K是参考信号的总数。k
将平均值&1与预先定义的查找表丨从/=^^^,/ = 0丄2...,0>-1丨中的每一项作比较，寻找与平均值Δ及最接近的项，该项序号即为同步误差的估计值ε ε = arg mi η( /(Δ7^, Μ,))其中，CP是参考信号rk所在的OFDM符号的循环前缀的长度，N表示FFT的长度，d( ·，·)是计算两个复数之间距离的函数，包括但不限于以下形式d (X，y) = | χ-y |在步骤C中，利用估计得到的同步误差对无线帧的数据部分Yk进行相位补偿Y =Y e~Vs
K K&即为经过同步误差补偿后的数据。实施例二实施例二与实施例一的区别在于，在步骤B3中，利用FFT性质计算得到同步误差的估计值，具体来说，计算Δ及的相角，估计出同步误差。￡ = round(、xan^,^^
2π )其中，round ( ·)是计算与某一实数最接近的整数的函数，angle ( ·)是计算复数相角的函数，包括但不限于以下形式
权利要求
1.一种OFDM系统同步误差的补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 A、从无线巾贞中提取参考信号rk,k表不参考信号rk对应的子载波序号； B、利用所述参考信号rk的相位信息估计出同步误差； C、补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤A中，通过FFT将所述无线帧变换到频域，然后提取所述参考信号rk。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤B具体包括 步骤BI :提取所述参考信号rk的相位信息； 步骤B2 :根据所述相位信息得到同步误差造成的参考信号rk的相位误差； 步骤B3 :利用同步误差与参考信号rk的相位误差之间的对应关系，估计出同步误差。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤BI中，将步骤A提取的参考信号rk与预先定义的参考信号r’k相除，并进行归一化，得到参考信号rk的相位信息，所提取的参考信号rk是预先定义的参考信号r’ k经过信道以后的值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤B2中，将归一化后得到的参考信号rk的相位信息作为数列，通过将所述数列中相邻两项相除的方式，得到参考信号rk的相位误差。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤B3中，对所有所述数列中相邻两项的商求平均值，然后将平均值与预先定义的查找表中的每一项作比较，寻找与平均值最接近的项，将最接近的项的序号作为同步误差的估计值。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤B3中，利用FFT性质计算得到同步误差的估计值。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤B中，求参考信号rk的相位信息组成的向量与查找表向量列的差的范数最小值，得到同步误差的估计值。
9.如权利要求6或7或8所述的方法，其特征在于，所述查找表是根据FFT性质预先定义的数列。
10.如权利要求Γ8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤C中，利用同步误差的估计值对无线帧的数据部分进行相位补偿。
11.一种OFDM系统同步误差的补偿装置，其特征在于，包括提取单元，估计单元和补偿单元；其中， 所述提取单元用于从无线帧中提取参考信号rk，k表示参考信号rk对应的子载波序号; 所述估计单元用于利用所述参考信号rk的相位信息估计出同步误差； 所述补偿单元用于补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述估计单元包括归一化模块、除法模块和查找模块；其中， 所述归一化模块用于提取参考信号rk的相位信息； 所述除法模块用于根据所述相位信息得到同步误差造成的参考信号rk的相位误差； 所述查找模块用于利用同步误差与参考信号rk的相位误差之间的对应关系，估计出同步误差。
全文摘要
本发明涉及无线通信技术领域，公开了一种OFDM系统同步误差的补偿方法，所述方法包括以下步骤A、从无线帧中提取参考信号；B、利用所述参考信号的相位信息估计出同步误差；C、补偿同步误差对所述无线帧的数据部分的影响。本发明还提供了一种OFDM系统同步误差的补偿装置。本发明利用同步误差造成的相位误差进行估计，并基于该估计值进行补偿，补偿了OFDM系统中接收信号在经过符号同步以后所存在的同步误差，且复杂度低。
文档编号H04L25/02GK102857465SQ201210260450
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者陶小峰, 崔琪楣, 王凯栋, 侯延昭, 何海洋, 许晓东, 韩江 申请人:北京邮电大学