基于联合导频的最大似然频偏估计方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于联合导频的最大似然频偏估计方法及装置。用于多输入多输出MIMO-正交频分复用OFDM系统的接收同步，该方法包括：接收端对相应的第n个发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及矩阵F的前L列构成的矩阵进行预处理，获取矩阵P(n)；接收端将接收导频符号矩阵R(n)和矩阵P(n)分别对应存储到长度为M的先入先出的滑窗存储器中；构建M个频偏矩阵，从滑窗存储器中获取接收导频符号矩阵R(n)和矩阵P(n)，根据接收导频符号矩阵R(n)、矩阵P(n)和M个频偏矩阵计算出似然函数，将待选频偏估计值代入似然函数，获取使累加似然函数取值最小的频偏估计值为最终的最大似然频偏估计值。
【专利说明】基于联合导频的最大似然频偏估计方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种基于联合导频的最大似然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。
[0003]此外第三代合作计划(3rdGeneration Partnership Project,简称为 3GPP)的长期演进(Long Term Evolution,简称为LTE)下行采用了频谱利用率比较高的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称为 0FDM)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OFDM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OFDM系统子载波间的正交性，造成子载波间干扰(ICI)0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OFDM系统十分重要。
[0004]在现有技术中，OFDM系统中的频率同步方法大致可以分为两类，即盲同步算法和基于训练序列的同步算法。基于训练序列的同步算法利用插入的已知导频符号来实现同步。盲同步算法主要利用了 OFDM系统所特有的循环前缀性质来完成同步估计。鉴于包括TD-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。围绕MIM0-0FDM条件下的最大似然频偏估计方法很多，这些估计方法选择了基本相同的似然函数，不同频偏估计算法的区别主要体现在如何由给定的似然函数推导获得具体的频偏估计算法。
[0005]综合分析目前国内外围绕MIM0-0FDM和OFDM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、OFDM符号特性分析和利用、导频OFDM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。但与此同时，不难发现，现有技术中的频偏估计方法的性能还比较低，因此，急需一种满足TD-LTE系统要求的高性能频偏估计技术解决方案。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种基于联合导频的最大似然频偏估计方法及装置，以解决现有技术中偏频估计性能低的问题。
[0007]本发明提供一种基于联合导频的最大似然频偏估计方法，用于多输入多输出MMO-正交频分复用OFDM系统的接收同步，包括:接收端对相应的第η个频域发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及矩阵F的前L列构成的矩阵#进行预处理，获取矩阵P(n);接收端将接收导频符号矩阵1^)和矩阵Ρω分别存储到长度为M的先入先出的滑窗存储器中；构建M个频偏矩阵，从滑窗存储器中获取接收导频符号矩阵1^)和矩阵Ρ(η)，根据接收导频符号矩阵R(n)、矩阵Ρω和M个频偏矩阵计算出似然函数，将待选频偏估计值代入似然函数，获取使累加似然函数取值最小的频偏估计值为最终最大似然频偏估计值。
[0008]优选地，接收端对相应的发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及矩阵F的前L列构成的矩阵翁进行预处理，获取矩阵Ρω具体包括:
[0009]接收端根据公式1，对相应的发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及矩阵F的前L列构成的矩阵访进行预处理，获取矩阵P(n)；
[0010]
【权利要求】
1.一种基于联合导频的最大似然频偏估计方法，用于多输入多输出MMO-正交频分复用OFDM系统的接收同步，其特征在于，包括: 接收端对相应的第η个发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及所述矩阵F的前L列构成的矩阵#进行预处理，获取矩阵P(n)； 接收端将接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω分别存储到长度为M的先入先出的滑窗存储器中； 构建M个频偏矩阵，从所述滑窗存储器中获取所述接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵P(n)，根据所述接收导频符号矩阵#)、所述矩阵Ρω和所述M个频偏矩阵计算出似然函数，将待选频偏估计值代入所述似然函数，获取使累加似然函数取值最小的频偏估计值为最终最大似然频偏估计值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收端对相应的发送导频符号矩阵0(11)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及所述矩阵F的前L列构成的矩阵访进行预处理，获取矩阵Ρ(η)具体包括: 所述接收端根据公式1，对相应的发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及所述矩阵F的前L列构成的矩阵访进行预处理，获取矩阵P(n)；
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收端将接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵P(n)分别存储到长度为M的先入先出的滑窗存储器中具体包括: 接收端将接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω分别存储到长度为M的先入先出的滑
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建M个频偏矩阵具体包括: 根据公式2构建M个频偏矩阵；
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述滑窗存储器中获取所述接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω，根据所述接收导频符号矩阵R(n)、所述矩阵Ρω和所述M个频偏矩阵计算出似然函数，将待选频偏估计值代入所述似然函数具体包括: 从所述滑窗存储器中获取所述接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω，根据所述接收导频符号矩阵R(n)、所述矩阵Ρω和所述M个频偏矩阵，并根据公式3计算出似然函数；
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取使累加似然函数取值最小的频偏估计值为最终最大似然频偏估计值具体包括: 采用分步搜索的方法，根据公式4计算使以下累加似然函数取值最小的频偏估值，并将所述最小的频偏估值作为最终最大似然频偏估计值 公
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分步搜索的方法具体包括: 步骤1，假设初始频偏范围为
8.一种基于联合导频的最大似然频偏估计装置，用于多输入多输出MMO-正交频分复用OFDM系统的接收同步，其特征在于，包括: 预处理模块，用于对相应的第η个发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及所述矩阵F的前L列构成的矩阵访进行预处理，获取矩阵P(n)； 存储模块，用于将接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω分别存储到长度为M的先入先出的滑窗存储器中； 频偏估计模块，用于构建M个频偏矩阵，从所述滑窗存储器中获取所述接收导频符号矩阵R(n)和所述矩阵Ρω，根据所述接收导频符号矩阵R(n)、所述矩阵Ρω和所述M个频偏矩阵计算出似然函数，将待选频偏估计值代入所述似然函数，获取使累加似然函数取值最小的频偏估计值为最终最大似然频偏估计值。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于， 所述预处理模块具体用于:根据公式1，对相应的发送导频符号矩阵D(n)、离散傅立叶变换DFT矩阵F、以及所述矩阵F的前L列构成的矩阵#进行预处理，获取矩阵P(n)；
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述频偏估计模块具体包括: 设置子模块，用于假设初始频偏范围为(_ε_，emJ ； 计算子模块，用于在每次搜索时均将频偏搜索范围均分为P个区间，然后依次计算比较似然函数
【文档编号】H04L27/26GK103873411SQ201210538656
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】江海, 李斌, 陈庆春, 乔静, 何志谦, 王宏宇, 丁远晴 申请人:中兴通讯股份有限公司