基于训练序列的ofdm整数倍频偏快速估算方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于训练序列的OFDM整数倍频偏快速估算方法及系统，特别是 涉及一种适用于通信领域正交频分复用技术中，基于训练序列的OFDM整数倍频偏快速估 算方法。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用技术（又叫多载波频分复用技术）〇FDM是多载波频分复用技术的 一种特殊形式。早在上世纪六十年代，国外就有学者提出过正交频分复用的相关概念。最 初，OFDM在军用无线高频通信链路中得到应用。FFT调制正交子载波和循环前缀解决子载 波正交性等关键算法的发明，以及数字信号处理和超大规模集成电路技术的快速发展，使 得OFDM技术迅速成熟并成为4G通讯的核心技术。
[0003] 不同于单载波调制系统，OFDM系统将多个正交子载波信号进行叠加并在时域相互 覆盖，这就对子载波间的正交性提出了严格的要求。因此，载波频偏和多普勒扩展会对系统 性能产生非常严重的地板效应，一旦子载波间的正交性被频偏破坏，无论怎样增加信号发 射功率也不能显著改善系统性能。
[0004] OFDM子载波保持正交性的要求使得系统对相位噪声和频率偏移十分敏感。将频 偏对子载波频率间隔作归一化可以将其分为整数倍频偏和小数倍频偏。小数倍频偏会引入 子载波间干扰（ICI)，破坏子载波间的正交性。整数倍频偏不会引起ICI，但会使FFT解调 信号的OFDM数据发生相移。由信号的时频特性可知，时域信号的相移等价于频域信号的滑 动。
[0005] 传统的整数倍频偏估计算法多采用训练序列的自相关估计，利用相关峰检测得到 的相关峰时刻即为整数倍频偏的估计值。这些相关检测算法虽然精度很高，但计算量很大， 因为它需要搜遍整个频偏估计范围。如果频偏范围很大，子载波数目又很多的话，则需要的 估计时间也就相对较长。且相关运算消耗乘法器资源较多，捕获时间也较长。本发明很好 的解决了上述传统整数倍频偏估计算法捕获时间长、消耗系统资源多的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种捕获时间短，且消耗资源少的基于训练序列 的OFDM整数倍频偏估计算法。
[0007] 子载波整数倍频偏不会引入ICI，它将使接收信号产生频域的滑动。假设定时同步 理想的接收信号为：
[0008]
【主权项】
1. 一种基于训练序列的OFDM整数倍频偏快速估算方法，包括发射端信号处理方法和 接收端信号处理方法，其中，所述发射端信号处理方法为：首先生成频域训练序列，然后对 生成的频域训练序列做IFFT变换得到时序训练序列，对得到的时序训练序列添加循环前 缀，最后将添加了循环前缀的时序训练序列插入OFDM帧结构中；其特征在于，所述接收端 信号处理方法为：对进入信号进行FFT变换，然后进行分组求和运算，再依次进行整数倍频 偏估计和整数倍频偏补偿；其中， 所述频域训练序列的生成方法为：
其中，N为训练序列长度，A N为插入间隔，p为频域训练序列的插入位置，k为OFDM子 载波序号； 所述分组求和运算的具体方法为：
其中，p_rec为接收序列，m为取值在1到N之间且满足m mod AN = n的整数，训练序 列的A N个相位为n (n G 1 : A N)。
2. -种基于训练序列的OFDM整数倍频偏快速估算系统，包括发射端信号处理模 块和接收端信号处理模块，所述发射端信号处理模块包括依次相连的频域训练序列 生成模块、IFFT变换模块、序列循环前缀加入模块和时序训练序列插入模块；其特征 在于，所述接收端信号处理模块包括依次相连的FFT变换模块、分组求和运算模块、 整数倍频偏估计模块和整数倍频偏补偿模块；所述频域训练序列生成模块根据公式 fe成频域训练序列，其中，N为训练序列长度，A N为 I ^ ^ 1 LJ V 9
插入间隔，P为频域训练序列的插入位置，k为OFDM子载波序号；所述分组求和运算模块根 据公￥
往行分组求和 运算，其中，P_rec为接收序列，m为取值在1到N之间且满足m mod AN = n的整数，训练 序列的A N个相位为n (n G 1 : A N)。
【专利摘要】本发明提供了一种基于训练序列的OFDM整数倍频偏快速估算方法及系统。包括发射端信号处理方法和接收端信号处理方法，所述接收端信号处理方法为：对进入信号进行FFT变换，然后进行分组求和运算，再依次进行整数倍频偏估计和整数倍频偏补偿。在综合考虑OFDM系统接收端定时估计和频偏估计算法的基础上，从整个OFDM接收通路解调算法出发，优化了整数倍频偏估计算法，解决了传统串行相关器捕获时间长，并行相关器资源耗费大的缺点。将捕获时间与资源耗费大幅降低，同时满足了快速捕获和资源耗费少的要求；具有线性复杂度O（N），易于FPGA硬件实现。
【IPC分类】H04L27-26
【公开号】CN104618294
【申请号】CN201510053583
【发明人】费炳超, 何奎龙, 杨南
【申请人】四川九洲电器集团有限责任公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月2日