针对存在多个频偏的分布式天线ofdm系统的信号检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信领域，特别是设及针对存在多个频偏的分布式天线OFDM系统 的信号检测方法。
【背景技术】
[0002] 未来无线移动通信系统的一个典型特征是广泛采用分布式天线正交频分复用 (OFDM)技术。
[0003] 在无线通信系统中，由于发射机与接收机之间的相对运动W及发射机与接收机本 地振荡器之间的频率误差，不可避免的会产生载波频偏(CFO);与单天线OFDM系统类似，分 布式天线OFDM系统的一个重要缺点是其对载波频偏非常敏感;频偏的存在会破坏子载波间 的正交性，产生载波间干扰(ICI)，从而大大降低系统性能。
[0004] 在分布式天线OFDM系统中，由于各个发射天线或各个接收天线分布在不同的地理 位置，因此可能使用不同的本地振荡器，或者在它们之间传播的多径分量的角度扩展可能 不同导致多普勒频移不同，运两个因素都将使不同收发天线对之间的频偏可能不同；此时， 系统中将存在多个频偏；因此在进行信号检测时必须考虑多个频偏的影响；而现有针对存 在多个频偏的分布式天线OFDM系统的信号检测方法主要都是一些线性频域均衡方法，它们 通常需要设及大矩阵的求逆运算，计算复杂度很高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对存在多个频偏的分布式天 线OFDM系统的信号检测方法，用于对存在多个频偏的分布式天线OFDM系统的接收信号依次 进行初始频偏校正、解调、迫零和频偏补偿，不需要高复杂度的大矩阵求逆运算，计算复杂 度低。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的：针对存在多个频偏的分布式天线 OFDM系统的信号检测方法，包括W下步骤：
[0007] Sl.通过多个频偏的平均值在时域进行初始频偏校正；
[000引S2.通过快速傅里叶变换(FFT)对初始频偏校正后的时域采样信号向量进行解调， 得到频域信号向量；
[0009] S3.对解调后的频域向量进行逐子载波迫零；
[0010] S4.对迫零后的频域信号进行频偏补偿。
[0011] 所述的步骤Sl包括W下子步骤：
[001 ^ Sl 1.求多个频偏的平均值e0:
[0014]式中，Mt是发射天线数，Ei表示第i个发射天线与接收机之间的归一化频偏，即第i 个发射天线的实际频偏与子载波间隔的比值，i = l，2,…，Mt;
[0015] S12.使用多个频偏的平均值在时域进行初始频偏校正
[0016] V'("）= y(")。職h/w，。。〇,：[，,，.，成-1;
[0017] 式中，y'（n)表示初始频偏校正后的时域采样信号向量，y(n)表示接收机接收到的 基带采样信号向量：
[001 引 y (")二[A (")，於(巧)，…，>'加"(")了，" = (U，' ? '，W-1
[0019] yi(n)表示接收机第1个接收天线上的基带采样信号，即本申请所要处理的原始数 据，1 = 1，2,…，Mr;具体地，式中yi(n)表示接收机第1个接收天线上的基带采样信号;y2(n) 表示接收机第2个接收天线上的基带采样信号；乃表示接收机第Mr个接收天线上的基 带采样信号;N为子载波数，Mr为接收天线数。
[0020] 所述的步骤S2包括:使用快速傅里叶变换对初始频偏校正后的时域采样信号向量 进行解调，得到频域信号向量：
[0022] 所述的步骤S3包括W下子步骤：
[0023] S31.求矩阵H化)的伪逆H.;. (Zr);
[0024] 吐脚=(炉H)1h社；
[0025] 式中，H化)表示第k个子载波上的信道矩阵，矩阵H化)的元素化化Mn =出1化），出1 化)表示第i个发射天线与第1个接收天线之间第k个子载波上的信道增益；
[00%] S32.对解调后的向量进行逐子载波迫零
[0027] X(A.) = H;(夫-)Y'(A-)，夫-=化 1，...，游-1;
[00%]迫零后的向量X化)包含的元素个数与发射天线个数相同，X化）中包括化个元素， 每个元素代表一个发射天线的频域数据，设Xi化），i = l，化，表示向量X化）中的第i个 元素，即第i个发射天线的频域数据。
[0029] 所述的步骤S4中依次对迫零后得到的向量X化）中每个发射天线的频域数据进行 频偏补偿，对第i个发射天线的频域数据进行频偏补偿的步骤包括W下子步骤：
[0030] S41.使用快速傅里叶逆变换（IFFT)将迫零检测后得到的第i个发射天线的频域数 据变换到时域：
[0032] 式中，xi(n)表示变换得到的第i个发射天线时域数据；
[0033] S42.将第i个发射天线的时域数据与一个复指数信号相乘来对频偏进行补偿：
[0034] X',. (/!)=死(内)色―'細巧/扣；巧二(U.. .，'V - j ;
[0035] S43.使用快速傅里叶变换(FFT)将频偏补偿后第i个发射天线的时域数据再变换 回频域数据，生成用于恢复原始数据符号的判决变量：
[0037] 式中，X'l化)表示第i个发射天线经过频偏补偿后的频域数据。
[0038] 迫零后得到的每个发射天线的频域数据进行频偏补偿的方式相同，均按照步骤 S41~S43进行，如第1个发射天线可W将步骤S41~S43中的i取1，并将第1个发射天线的频 域数据按照S41~S43进行频偏补偿处理;第2个发射天线可W将步骤S41~S43中的i取2,并 将第2个发射天线的频域数据按照S41~S43进行频偏补偿处理;第化个发射天线可W将步 骤S41~S43中的i取化，并将第化个发射天线的频域数据按照S41~S43进行频偏补偿处理， 其余天线的频偏补偿处理同理，直到将所有天线的频偏补偿处理完成；
[0039] 在对每个发射天线的频域数据进行频偏补偿的过程中，频偏的补偿方式相同，仅 仅指在补偿步骤上都按照步骤S41~S43进行，但由于各个发射天线的频域数据可能不同， 各个发射天线对应的归一化频偏也可能不同，补偿得到的结果也会有相应的不同。
[0040] 本发明的有益效果是：（1)不需要高复杂度的大矩阵求逆运算，迫零算法和FFT算 法运算效率高，计算复杂度低。
[0041] (2)与未考虑多个频偏的传统迫零检测方法相比，检测性能得到显著改善，能有效 消除多个频偏对系统检测性能的影响。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明的方法流程图；
[0043] 图2为实施例一中室内测试环境下的检测性能比较示意图；
[0044] 图3为实施例一中室外到室内步行测试环境下的检测性能比较示意图；
[0045] 图4为实施例一中车载测试环境下的检测性能比较示意图。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于 W下所述。
[0047] 如图1所示，针对存在多个频偏的分布式天线OFDM系统的信号检测方法，包括W下 步骤：
[004引Sl.通过多个频偏的平均值在时域进行初始频偏校正；
[0049] S2.通过快速傅里叶变换(FFT)对初始频偏校正后的时域采样信号向量进行解调， 得到频域信号向量；
[0050] S3.对解调后的频域向量进行逐子载波迫零；
[0051] S4.对迫零后的频域信号进行频偏补偿。
[0052] 所述的步骤Sl包括W下子步骤：
[0化3] Sl 1.求多个频偏的平均值e〇:
[0055]式中，化是发射天线数，Ei表示第i个发射天线与接收机之间的归一化频偏，即第i 个发射天线的实际频偏与子载波间隔的比值，i = l，2,…，Mt;
[0056] S12.使用多个频偏的平均值在时域进行初始频偏校正
[0057] VI (") = y (") e '一"II.''、，"二(U..~;
[0058] 式中，y'（n)表示初始频偏校正后的时域采样信号