一种基于差分相位的频偏估计方法及装置的制造方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及通信领域，特别是涉及一种MM0-0FDM通信系统接收同步中基于差分相位的频偏估计方法及装置。【
背景技术：
】[0002]对于任何数字通信系统，同步是数据可靠传输的前提和重要保证。同步性能的好坏将直接影响整个通信系统的性能。但在无线通信系统中，由于发送端设备和接收端设备间的频差，以及用户端设备移动所带来的多谱勒频移等影响，使得载波频率与本地晶振的频率之间存在着频偏。为了保证数据的可靠传输，必须对信号的频偏进行准确估计并加以补偿。此外3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)LTE((LongTermEvolution,长期演进)下行采用了频谱利用率比较高的0FDM(0rthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用技术）调制技术，OFDM符号是由多个子载波信号叠加形成，在接收端利用子载波之间的正交性进行解调，因而0FDM系统对子载波间的正交性提出了严格的要求。在实际传输中，由于多普勒频移和收发机本地振荡器之间的不匹配带来的频率偏差，会破坏0FDM系统子载波间的正交性，造成子载波间干扰（ICI)。定时偏移则会造成符号间干扰（ISI)，降低循环前缀（CP)的有效性。因此，同步对于0FDM系统十分重要。围绕MIM0(多输入多输出）-0FDM或0FDM条件下的频偏估计技术，国内外展开了大量研究工作，并已经取得了很多研究成果，有大量可以采用的实用算法，这些研究成果成为了提升和改进频偏估计性能的重要保障。[0003]0FDM系统中的频率同步方法大致可以分为盲同步算法和基于训练序列的同步算法两类。盲同步算法主要利用了0FDM系统所特有的循环前缀性质来完成同步估计。J.-J.vandeBeek,M.Sandell,M.Isaksson等人在文献"MLestimationofTimeandFrequencyOffsetinOFDMSystems，，'IEEETrans.Commun.，vol.43,pp.761-766,Augustl997中提出了一种基于循环前缀的最大似然同步算法，该算法可以联合估计出定时偏移和载波频率偏移。RonghongMo和YongHuatChew在文献"ANewBlindJointTimingandFrequencyOffsetEstimatorforOFDMSystemsOverMultipathFadingChannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.，vol.57,no.5,pp.2947-2957,September2008中提出了一种多径衰落信道下联合估计定时偏移和载波频率偏移的盲同步方法，该算法将接收到的时域0FDM采样点分成样点互不相关的几个子集，该同步器的优点是在高SNR(信噪比）情况下有比较好的性能，但其缺点在于其在低SNR情况下性能不佳。WenLongChin和SauGeeChen在文献"ABlindSynchronizerForOFDMSystemsBasedonSINRMaximizationinMultipathFadingchannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.,vol.58,no.2,pp.625-635,February2009中提出了一种基于信干扰比（SINR)最大化的盲同步算法，同步误差引入了ISI和ICI造成系统损失的同时，接收数据的SINR也随之下降，该算法利用这一特性，通过最大化SINR度量函数估计定时偏差和载波频率偏差，仿真证明该算法较之传统的同步算法有着较好的性能，但该算法的缺点是其算法的实现复杂度较高。[0004]与盲同步算法不同的是，基于训练序列的同步算法需要利用插入的已知导频符号来实现同步。T.M.Schmidl和Donald.C.Cox在文献"RobustFrequencyandTimingSynchronizationforOFDM,，'IEEETrans.Commun.,vol.45,no.12,pp.1613-1621,Decemberl997中提出了利用第一个训练符号实现定时同步和小数倍频率偏移估计，利用前后两个训练序列的差分关系实现整数倍频率偏移估计。但该算法存在定时平台问题，影响了同步性能。P.H.Moose在文献"Atechniquefororthogonalfrequencydivisionmultiplexingfrequencyoffsetcorrection,，'IEEETrans.Commun.,vol.42,pp.2908-2914,0ctoberl994中提出发送两个相同的OFDM符号来简化频偏估计，但其频偏估计范围比较小，此外由于频偏估计是在频域完成，所以需要FFT(FastFourierTransformation,快速傅氏变换）变换实现在频域估计，所以算法的实现复杂度较高。[0005]鉴于包括LTE标准等实际通信系统中广泛采用了各类训练序列，因此围绕导频辅助的频率同步算法在实际应用中往往更有实际的应用价值。在接收端已知训练序列的前提条件下，最大似然的频偏估计往往能获得更好的频偏估计性能，并成为了各类研究所关注的重点。WuYan,SamirAttallah和J.W.M.Bergmans在文献"EfficientTrainingSequenceforJointCarrierFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIM0-0FDMSystems,"ProcofIEEEICC2007中给出了一类基于可调正交训练序列的MIM0-0FDM系统频偏估计技术方案。该频偏估计算法的最大优点是充分利用NaokiSuhiro和MitsutoshiHatori在文献"ModulatableOrthogonalSequencesandTheirApplicationtoSSAMSystems,，'IEEETrans.InformationTheory,vol.34,no.1,pp.93-100,January1988中所提出的可调正交序列的正交特性，通过在时域插入两组相同的训练序列，将最大似然频偏估计问题简化为接收到的相邻两组导频符号的相关运算问题，具有计算简单、频偏估计性能优异、时域训练符号PAPR(PeaktoAveragePowerRatio,峰值平均功率比）为常数等优点。但该算法的缺点是为了同时估计信道，需要增加训练序列长度。设发送天线数为Nt，信道路径数为L，系统所需要的训练序列长度为Nt?L，此外，系统假设在时域插入导频，这与LTE标准所假定的频域插入导频不一致。[0006]为了有效支持MM0-0FDM或0FDM系统条件下的频偏和信道的联合估计，TaoCui和ChinthaTellambura在文献JointFrequencyOffsetandChannelEstimationforOFDMSystemsUsingPilotSymbolsandVirtualCarriers,IEEETrans.WirelessCommun.，Vol.6,No.4,2007中提出了基于导频和虚拟子载波的判决辅助(Decision-Directed)频偏、信道和数据符号的联合迭代估计与检测算法。S.Salari，M.Ardebilipour和M.Ahmadian在文献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）的频偏和信道联合估计方法，在信道和频偏联合似然函数的基础上，通过E步骤更新信道估计，通过M步骤更新频偏估计。尽管迭代的频偏和信道联合估计算法为MIM0-0FDM系统条件下的联合频偏和信道估计提供了一种有效的方法，但迭代计算结构所涉及到的迭代计算复杂度还是在相当程度上影响到同步算法的计算效率。为了避免迭代计算所引入的计算复杂度，Yao-JenLiang和Jin-FuChang在文献Non-iterativeJointFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIMOOFDMSystemsUsingCascadedOrthogonalPilots,IEEETrans.VehTechn.,vol.59,no.8,Oct.2010中给出了一类适用于MMO-OFDM系统基于级联正交导频序列的非迭代频偏和信道联合估计技术方案，通过充分利用训练序列的"级联正交"性质，简化MIM0-0FDM系统条件下的频偏估计和信道估计。[0007]围绕MIM0-0FDM系统或0FDM系统条件下频偏估计或频偏与信道联合估计，国内外也有不少发明专利成果。综合分析目前国内外围绕MM0-0FDM和0FDM系统条件下的频偏估计或频偏与信道联合估计技术研究的成果，在给定频偏和信道联合似然函数的基础上，目前已有大量实际可行的频偏和信道估计方法可供借鉴，这些频偏和信道估计算法已经从导频序列设计、0FDM符号特性分析和利用、导频0FDM符号设计、具体的频偏估计算法等角度提出了大量可行的解决方案。由于频偏与相邻导频符号相位之间所存在的内在关系，已有不少专利给出了有效的基于差分相位的频偏估计技术和方法。但仔细分析这些相关技术，我们也不难发现，围绕MMO-OFDM系统还很少有基于差分相位的最大似然频偏估计方法，特别是围绕类似于LTE标准等通信系统特定的导频格式条件下基于差分相位的最大似然频偏估计方法几乎没有。【
发明内容】[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种基于差分相位的频偏估计方法及装置，以实现基于差分相位的最大似然频偏估计。[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于差分相位的频偏估计方法，包括：[0010]接收到导频符号时，更新接收导频数据缓存；[0011]从所述接收导频数据缓存中提取当前接收的导频符号，确定初始频偏估计，根据所述初始频偏估计确定相位差值；[0012]对所述接收导频数据缓存中所存储的相邻两个导频符当前第1页1 2 3 4 5