专利名称：一种基于导频进行ofdm剩余相位跟踪的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域中OFDM内接收机设计技术领域，尤其涉及一种适用于宽 带数据分组突发传输应用领域正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing, OFDM)系统且基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法。
背景技术：
正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)技术因其出色的抗多径能力和很高的频谱利用率在当前宽带无线通信系统及数字广播通信系统中得 到了广泛的应用。例如，无线局域网标准WiFi(802.1 la/g/n)，WiMax(802.16d/e)、LTE 下行链路，数字广播系统DVB、CMMB等都采用了 OFDM技术。
OFDM技术对相位偏移比较敏感，剩余载波频偏，剩余采样频偏，RF器件的相 位噪声，剩余信道估计值，都会对系统接收机的解调性能产生很大的影响。因此，剩余 相位跟踪的性能高低直接会影响OFDM接收机的数据解调性能高低。
文献[1]利用前后两个相邻OFDM符号估计相位偏差，从而估算出剩余频率偏差 并进行校正。该算法需要使用复数除法，使得系统硬件开销较大。文献[2]的相位跟踪 器仅对相位幅度变化进行考虑，而未考虑到由于剩余频偏对系统算法的影响，在处理长 数据符号的接收时，接收机性能将会大受影响。文献[3]将剩余频偏值计算后由相位转换 到时域的真实频偏值，并根据该频偏值进行频偏跟踪，但该算法的硬件开销和实时性都 较大。文献[4][5][6]采用导频进行剩余频偏估计，未考虑累加相位可能超出反正切函数 范围情况，同时抑制噪声能力弱。
针对现有剩余相位跟踪的上述问题，本发明提出了一种适用于802.11a/g/n内接 收机设计的剩余相位跟踪算法，提出根据是否有较大的相位噪声和是否为快变信道，配 置相位补偿模式为滞后补偿模式或正常补偿模式；将经过均衡后的1个导频与1-1个剩余 相位的复指数相乘，求取与实际预估导频值仅存△ φ相位差的1个导频值；基于数据导 频，求取当前第1个OFDM解调符号的相位增量值，并对当前求取的相位增量值求平均； 对1，1-1，1-2，......1-Ν+1个增量相位值求迭代平均；根据设定的补偿模式，求取相位增量值的复指数，并将复指数与OFDM接收数据相乘，实现对剩余相位的跟踪补偿。
本发明的主要贡献是采用基于OFDM自带导频数据在频域进行剩余频偏跟踪补 偿的总体策略，采用逐次估计增量相位，对逐次估计相位和求平均，对总体相位迭代求 和的方法，降低了噪声对估计精度的影响，解决估计相位超过(-η，^O范围的问题， 降低了运算复杂度。
剩余相偏的OFDM系统算法模型分析
每个OFDM符号都包含若干个被线性调制方式(BPSK/QPSK/16QAM/64QAM) 所调制的子载波，OFDM发射端的基带信号可表示为
权利要求
1.一种基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于，该方法包括 判断是否有较大的相位噪声和是否为快变信道，配置相位补偿模式为滞后补偿模式或正常补偿模式；将经过均衡后的1个导频与1-1个剩余相位的复指数相乘，求取与实际预估导频值仅 存Δ φ相位差的1个导频值；基于数据导频，求取当前第1个OFDM解调符号的相位增量值，并对当前求取的相位 增量值求平均；对1，1-1，1-2，......1-Ν+1个增量相位值求迭代平均；根据设定的补偿模式，求取相位增量值的复指数，并将复指数与OFDM接收数据相 乘，实现对剩余相位的跟踪补偿。
2.根据权利要求1所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述判断是否有较大的相位噪声和是否为快变信道，采用的是对基于滞后补偿模式的剩 余相位跟踪模式与正常相位跟踪模式的全系统功能进行仿真求误码率及误包率，如果两 者都满足设计指标规范要求，则选择滞后补偿模式；如果仅正常补偿模式满足设计指标 规范要求，则选择正常补偿模式。
3.根据权利要求1或2所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于，所述滞后补偿模式是采用第1个OFDM解调数据与第1-1个估计剩余相位补偿量的复 指数相乘实现对剩余相位的跟踪补偿；所述正常补偿模式是采用第1个OFDM解调数据与第1个估计剩余相位补偿量的复指 数相乘实现对剩余相位的跟踪补偿。
4.根据权利要求1所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述将经过均衡后的1个导频与1-1个剩余相位的复指数相乘，求取与实际预估导频值仅 存Δ φ相位差的1个导频值的步骤包括步骤1 通过P1, k' [η] = P1,办]/氏,k[n],获得均衡后的导频数据P1, k' [η]； 步骤2:通过P1, k" [η] = P' ,, k[n] · εχρ(-ΦΜ, k),实现将当前第1个导频值与第 1-1个估计相位值相乘，求取与实际预估导频值仅存△ φ相位差的1个导频值；其中1为 OFDM的符号数，k为OFDM当前OFDM数据的导频序列号，对于802.11a/g，k取值分 别为-21、-7、7或21，对于802.11η的20MHz模式，k取值分别为-21，-7，7，21， 对于 802.11η 的 40MHz 模式，k 取值分别为-53、-25、-11、11、25 或 53。
5.根据权利要求1所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述基于数据导频，求取当前第1个OFDM解调符号的相位增量值，并对当前求取的相位 增量值求平均的步骤包括步骤 1，对于 802.1 la/g，通过
6.根据权利要求5所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述求取当前第1个OFDM解调符号的相位增量值，采用与1-1个OFDM的估计剩余相 位值相加，求取当前第1个OFDM符号的相位增量值，具体包括通过(ζφ + Δφ' k，实现与第1-10FDM估计相位值相加，求取当前第1个 OFDM符号的相位增量值。
7.根据权利要求1所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述对1，1-1，1-2，......1-N+1个增量相位值求迭代平均的步骤包括
8.根据权利要求1所述的基于导频进行OFDM剩余相位跟踪的方法，其特征在于， 所述根据设定的补偿模式，求取相位增量值的复指数，并将复指数与OFDM接收数据相 乘，实现对剩余相位的跟踪补偿的步骤包括步骤1:对滞后补偿模式，通过D1" [n] = D' ,[η] · εχρ(-ΦΜ),获得经过剩余相 位跟踪补偿的接收数据D〃 ,[η],其中D'扭]是经过均衡后的数据，而D"扭]是经过相 位补偿后的数据；步骤2:通过D〃 ,[n] = D' ,[η] · εχρ^Φ,),获得经过剩余相位跟踪补偿的接收数 据D〃 ,[η],其中D'扭]是经过均衡后的数据，而D"乜]是经过相位补偿后的数据。
全文摘要
本发明公开了基于导频进行正交频分复用系统(OFDM)剩余相位跟踪的方法，包括根据是否有较大的相位噪声和是否为快变信道，配置相位补偿模式为滞后补偿模式或正常补偿模式；将经过均衡后的l个导频与l-1个剩余相位的复指数相乘，求取与实际预估导频值仅存Δφ相位差的l个导频值；基于数据导频，求取当前第l个OFDM解调符号的相位增量值，并对当前求取的相位增量值求平均；对l，l-1，l-2，......l-N+1个增量相位值求迭代平均；根据设定的补偿模式，求取相位增量值的复指数，并将复指数与OFDM接收数据相乘，实现对剩余相位的跟踪补偿。利用本发明可以在频域上基于OFDM的导频进行剩余相位跟踪，很好的解决了传统的相位跟踪方法易受噪声影响、以及估计相位超过(-π，π)的问题。
文档编号H04L27/26GK102025672SQ200910092879
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者吴斌, 周玉梅, 朱勇旭 申请人:中国科学院微电子研究所