专利名称：残余小数倍频偏估计的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及残余小数倍频偏估计的方法及系统，具体的讲是CMMB系统中的残余小数倍频偏估计的方法及系统。
背景技术：
CMMB(中国移动多媒体广播)中采用的OFDM(正交频分复用)调制技术，具有抗衰落能力强，实现简单等优点，能很好的抵抗由多径效应所带来的频率选择性衰落。缺点是 OFDM对载波频率偏移很敏感。载波频偏包括整数倍频偏和小数倍频偏(FFO)。整数倍频偏是子载波间隔的整数倍，虽然整数倍频偏不会破坏子载波间的正交性，但会造成接收机数据码元序列的循环移位，导致系统的误比特率(BER)的增加；小数倍频偏即子载波间隔的小数倍，它会影响子载波间的正交性，导致子载波间干扰(ICI)。CMMB系统中，如
图1所示，在OFDM解调前利用时域同步符号完成帧同步，符号定时同步和小数倍频偏粗捕获，利用OFDM解调后的频域同步符号完成整数倍频偏同步，利用 OFDM符号插入的离散导频完成残余频偏的跟踪。由于CMMB系统的终端相对发射机是移动的，使得无线信道表现出时变性，时变性的一种具体表现就是多普勒频移，多普勒频移会使信号发生频率弥散效应。多普勒频移对频域小数倍频偏估计的影响较大，目前还没有技术提出在大多普勒信道环境下频域小数倍频偏估计方法。CMMB系统中，现有技术利用离散导频对残余小数倍频偏的估计不能消除多普勒频移的影响，因此就不能获取正确的小数倍频偏值。以下是现有的频域残余小数倍频偏估计方法和多普勒频移对频偏估计的方法一、现有的频域残余小数倍频偏估计的方法OFDM解调前利用时域同步符号捕获的小数倍频偏和频域捕获的整数倍频偏补偿到系统接收端后，提取前后两个相邻奇数(或偶数)OFDM符号上的离散导频估计残余频偏 f；。设接收到的时域第1个OFDM符号第η个数据r(l，n)为
ι N—\
r(l,n) = 一^；孖⑷ JT(U) W2 尋 +
λ/Ν k=0其中X(l，k)表示第1个OFDM符号的第k个子载波上的数据；H(k)是信道传输函数；N是OFDM有效子载波个数，也是IFFT/FFT (快速傅里叶变换逆变换/快速傅里叶变换) 点数，Ng是保护间隔和循环前缀的个数，Ns = N+Ng, Ii1,n为高斯白噪声。则FFT解调后的离
散导频为
z(l, m) =H(m)X(l, m)e_-N> + ICI (I, q) + Nm因发送端前后两个相邻奇数(或偶数)0FDM符号在同一导频位置上的数据是相同的，即X(l，m) =X(l+2，m)；在接收端，不考虑噪声的影响，对相邻奇数(或偶数)0FDM符号上的相同离散导频位置上的数据做共轭相乘后，取相位角得出残余频偏估计值
权利要求
1.残余小数倍频偏估计的方法，其特征为包括残余频偏计算，多普勒估计和累加步骤， 其中残余频偏计算是在[f;-fd，fr+fd]范围内，滤除掉小于设定的畸变门限的离散导频模值，再通过离散导频相位角之差，获得最大和最小边界的残余频偏估计值，以消除动态多径信道引起的畸变点和相位溢出点，其中f;为残余小数倍频偏，fd为最大多普勒频移；在多普勒估计的捕获态中，通过在每个时隙增加衰减因子来降低边界值；在锁定态不进行衰减，根据频偏边界更新量判断是否破锁，如果破锁则重新进入捕获态；在累加中，将OFDM符号和每次多普勒估计的输出进行累加，并补偿到时域端。
2.如权利要求1所述的残余小数倍频偏估计的方法，其特征为所述的残余频偏计算包括步骤提取频域前后连续奇数或偶数OFDM符号上离散导频ζ (l，m)和ζ (l+2，m)，其中1表示 OFDM符号数，m表示离散导频个数，m取值为1 384 ；设置畸变门限为前次频偏估计边界的1/4，将离散导频的模值z(l,m) I和z(l+2,m) 与所述畸变门限比较，滤除掉小于畸变门限的模值；通过离散导频共轭差获得相位角，设置相位门限为η ；对符合条件的离散导频求有效离散导频点上残余频偏值，并对其有效值求平均值。
3.如权利要求1所述的残余小数倍频偏估计的方法，其特征为所述的多普勒估计包括步骤将频偏计算得到的估计值经过统计获取最大和最小的边界值；对每个时隙的第52个OFDM符号根据衰减因子判断进行捕获态操作或锁定态操作，如果为捕获态操作，在每个时隙增加衰减因子，并降低边界值；如果为锁定态操作，不进行衰减操作，如果频偏边界更新量超越前次估计边界的1/4则进行破锁，破锁后进入捕获态操作；计算边界最大和最小值的平均值为残余频偏估计值。
4.如权利要求1至3之一所述的残余小数倍频偏估计的方法，其特征为在所述的累加中是将每个时隙的第52个OFDM符号和每次多普勒估计的输出累加。
5.残余小数倍频偏估计的系统，其特征为包括频偏计算单元、多普勒估计单元和累加单元，在频偏计算单元中具有接收离散导频模值和离散导频相位输入的门限判决器，通过所述门限判决器将信号输出至多普勒估计单元，多普勒估计单元中输入信号经边界衰减更新模块和均值模块后至累加单元。
6.如权利要求5所述的残余小数倍频偏估计的系统，其特征为在所述频偏计算单元中，相邻OFDM符号的离散导频数据经过Cordic模块计算离散导频模值和离散导频相位角， 所述的离散导频模值和离散导频相位角存入RAM中后，再输入至所述的门限判决器。
7.如权利要求5所述的残余小数倍频偏估计的系统，其特征为在所述边界衰减更新模块之前还包括有存储OFDM符号残余频偏边界值的边界更新存储器。
全文摘要
本发明涉及残余小数倍频偏估计的方法及系统。包括残余频偏计算，多普勒估计和累加步骤，根据离散导频模值和离散导频相位角之差，获得最大和最小边界的残余频偏估计值，以消除动态多径信道引起的畸变点和相位溢出点；在多普勒估计的捕获态中，通过在每个时隙增加衰减因子来降低边界值；在锁定态不进行衰减，根据频偏边界更新量判断是否破锁；在累加中，将OFDM符号和每次多普勒估计的输出进行累加，并补偿到时域端。在本发明的残余小数倍频偏估计的方法中，增加了对多普勒频移的处理，降低了多普勒频移对系统的影响，因此能够在动态多径信道中能正确估计出残余小数倍频偏，提高了对残余频偏估计的正确性和系统稳定性。
文档编号H04L25/03GK102223344SQ201110203959
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者吉磊, 李玉柏, 武畅, 谢翔 申请人:四川虹微技术有限公司, 电子科技大学