专利名称：Ofdm系统中存在i/q不平衡时的盲载波频率偏移估计方法
技术领域：
本发明涉及OFDM系统的盲载波频率偏移估计方法，特别是一种I/Q不平衡时OFDM系统的盲载波频率偏移估计方法。
背景技术：
OFDM (正交频分复用)由于频率利用率高，已经成为无线通信中最受欢迎的技术之一。但是在实际通信系统中，OFDM很容易受到一些非理想因素的影响。例如，发射器和接收器之间的载波频率偏移(CFO)和I/Q不平衡等。子载波之间的正交性是OFDM系统高频谱效率的基础，CFO会破坏子载波之间的正交性，因此对CFO的估计是OFDM系统的一项重要任务。目前，OFDM系统中CFO的估计已有一些具有代表性的结果。其中，文献4 [P. H. Moose, A technique for orthogonal frequencydivision multiplexing frequency offset correction,IEEE Trans. Commun. 42(10)(1994)2908 - 2914.]提出了基于两个相同训练符号的CFO估计。在AWGN信道中，该方法是对OFDM系统CFO的最大似然估计，但在多径色散信道中它的性能产生恶化。Schmiddle和Cox文献6 [Τ· M. Schmidle, D. C. Cox, Robust frequency and timing synchronization forOFDM, IEEE T rans. Commun. 45(12) (1997) 1613 - 1621]在研究多径色散信道中基于训练序列的CFO估计时所得的全部结果没有考虑I/Q不平衡的影响。在文献3 [M.1namori, A. M. Bostamam, Y. Sanada, H. Minami, Frequency offsetestimation scheme in the presence of time-varying DC offset and IQ imbalancefor OFDM direct conversion receivers, in:18th International Symposium onPersonal, Indoor and Mobile Radio Commu-nications(PIMRCj 07), Athens, Greece, 3 -7September2007, pp.1 - 5.]中通过标准或特殊设计的训练序列或导频解决I/Q不平衡条件下的CFO估计问题。但是众所周知，训练序列或者导频都会占用载荷带宽。在文献9[F.Horlin, A. Bourdoux, L. Van der Perre, Low-complexity EM based joint acquisition ofthe carrier frequency offset and IQ imbalance, IEEE Trans. Wireless Commun. 7 (6)(2008) 2212 - 2220.]中采用EM算法来对CFO和I/Q不平衡进行联合估计，但EM算法里的迭代可能需要相当大的计算量。有些文章也讨论了 I/Q不平衡的影响，但是它着眼于补偿对解调的影响，而不是CFO的估计。在没有使用训练序列的情况下，文献8[H. Liu, U. Tureli, A high-efficiencycarrier estimator for OFDM communications, IEEE Commun. Lett.2(1998) 104 - 106.]提出了一个盲CFO估计算法。它占用资源小，算法性能好，计算成本低，因此被广泛接受为CFO估计算法的标杆。但是其没有考虑I/Q不平衡的影响。在I/Q不平衡的情况下，估计性能将恶化。
发明内容
本发明为了解决I/Q不平衡和CFO对OFDM系统的影响，实现子载波之间的正交性，提出了一种OFDM系统中的盲CFO估计方法，该方法的核心思想是充分利用I/Q不平衡引起的镜像谱，实现了无训练序列的盲CFO估计。本发明在数学模型的建立中引入了接收矢量样本以及其共轭形式，并在盲估计方法的基础上建立，利用位移频率与CFO相等时两个内积的比值接近一个常数，提出了具体的估计方法。OFDM系统中存在I/Q不平衡时的盲载波频率偏移估计方法，其特征在于，所述方法具体如下1.1建立数学模型OFDM系统具有BHz的带宽，接收器接收到的信号先用频率为N*BHz的采样信号采样#是带宽内的子载波即实子载波和虚子载波的总数量；f。和f。分别表示载波频率和CFO的频率，然后在此所示序列的循环前缀(CP)部分将被删除；当有I/Q不平衡时，接收矢量样本可表示为r=x+w, (I)x=sa +s*^*, (2)其中r=[r0,——,Tn^1Jt, (3)S= [s0, ...,Sn^1It, (4)w= [w0,——,Wn^1Jt, (5)r代表在OFDM符号内的接收样本矢量，rn(n=0，. . .，N_l)表示这个矢量中的第η个采样；类似地s和w分别表示r的无噪声和相应的噪声矢量;s是由发射器和传输信道发送的原始符号确定；如下面方程所示
权利要求
1. OFDM系统中存在I/Q不平衡时的盲载波频率偏移估计方法，其特征在于，所述方法具体如下1.1建立数学模型OFDM系统具有BHz的带宽，接收器接收到的信号先用频率为N*BHz的采样信号采样；N 是带宽内的子载波即实子载波和虚子载波的总数量；f。和f。分别表示载波频率和CFO的频率，然后在此所示序列的循环前缀(CP)部分将被删除；当有I/Q不平衡时，接收矢量样本可表示为 r=x+w, (I)
全文摘要
本发明提出的是I/Q不平衡OFDM系统中的盲载波频率偏移估计方法。充分利用I/Q不平衡引起的镜像谱，提出了一种无训练序列的盲CFO估计方法，此方法对存在I/Q不平衡的OFDM系统不敏感。该方法共包括2个步骤1)建立数学模型；2)提出对CFO的估计方法；其中数学模型的建立中引入了接收矢量样本以及其共轭形式，并在盲估计方法的基础上建立；利用位移频率与CFO相等时两个内积的比值接近一个常数，提出了具体的估计方法。通过仿真发现本发明的方法其性能优于其它的估计方法。
文档编号H04L27/26GK103051584SQ20131001839
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者刘涛, 李晓飞 申请人:北京科技大学