一种基于FFT的多级频偏估计方法技术

本发明专利技术属于通信技术领域，涉及一种基于FFT的多级频偏估计方法。本发明专利技术的主要方法为：将载波频偏估计设置为多个频偏估计级数，特征是频偏估计所对应的下抽倍数随着频偏估计级数的增加而增加；从第1级频偏估计级数开始进行频偏估计，在频偏估计级数达到预设总级数前计算每一级的频偏估计结果；将步骤获得的每一级的频偏估计结果进行累加，获得的累加值作为最终频偏估计结果。本发明专利技术的有益效果为，和基于FFT的传统频偏估计方法相比，本发明专利技术可在保证估计范围的基础上，显著提高频偏估计精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，涉及一种基于FFT的多级频偏估计方法。
技术介绍
在无线通信系统中，载波频率同步是数据正确传输的前提和基础，但通常情况下，接收信号的载波和本地载波并不完全同步，存在频率偏移(简称频偏)，而且即使发射机和接收机采用很精密的振荡器，初始频偏很小，但由于存在多普勒频移等其他因素，频偏依然存在，尤其当接收机处于移动状态时，由于收发相对运动产生的多普勒效应将导致接收到的信号载频与发射信号载频存在较大偏差，这将严重影响了通信质量，因此为了实现正确的通信，载波频偏估计和补偿在无线通信中起到很重要的作用。近年来，针对无线通信系统的载波频率同步问题，国内外很多学者进行了大量的研究工作，提出了一些性能良好的算法。通常频偏估计方法分为盲频偏估计方法和数据辅助型频偏估计方法，盲频偏估计法是从未知的接收符号中估计出频偏，不需要其他开销，但其算法过程复杂，频偏估计精度不高；数据辅助型频偏估计法是根据收发已知的训练序列或前导符号估计频偏，虽然需要占用一定的开销，降低了有用数据的传输速率，但计算复杂度低，而且频偏估计精度高，得到了广泛的应用。常见的数据辅助型频偏估计方法一般分为两类：一类是相位差分法，通过计算接收符号间的相位增量估计频偏；另一类是基于快速傅里叶变换(FastFourierTransform，FFT)算法，它对接收信号功率谱进行分析。一般说来，基于FFT的频偏估计算法性能更佳，但基于FFT的传统频偏估计方法通过将带有频偏的相关值变换到频域，找出绝对值最大的频点所对应的频率作为频偏估计值，由于FFT点数有限，真实频偏可能会落在两个频点中间，具有栅栏效应，导致频偏估计性能受影响，估计误差的标准差具有平层。在基于FFT的传统频偏估计方法中，若接收到的每个训练序列长度(符号数)为L，符号速率为Rs，FFT点数为η，估计范围为[-Rs/(2L),Rs/(2L)]，FFT最小分辨率ξ为Rs/(Lη)。最小分辨率ξ越小，栅栏效应带来的影响越小，频偏估计误差标准差的平层越低，能达到的精度就越高。降低最小分辨率ξ的方法通常有3种：1)提高FFT点数η；2)降低用于做FFT的信号的采样率，其采样率为Rs/L；3)对信号进行高阶谱分析。实际上，FFT点数η不能无限提高，因为计算复杂度随FFT点数η的提高而增大，所以提高FFT点数η不适用。在对信号进行高阶谱分析的过程中，噪声会随谱阶数的增大而不断累积，严重影响频偏估计性能，所以也不适用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对基于FFT的传统频偏估计法的不足，提供一种基于FFT的多级频偏估计方法，该方法中，初级频偏估计保证估计范围，先粗估计频偏并进行补偿，将频偏大大减小，再将残余频偏通过高级频偏估计，使频偏估计误差进一步下降，最终接近克拉美-罗界(Cramer-RaoLowBound，CRLB)。本专利技术的方法和基于FFT的传统频偏估计方法相比，以稍微提高复杂度为代价，在估计范围相同的情况下，极大地提高了频偏估计精度；在频偏估计精度一致的情况下，显著地增加了频偏估计范围。本专利技术的技术方案是：一种基于FFT的多级频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将载波频偏估计设置为多个频偏估计级数，特征是频偏估计所对应的下抽倍数随着频偏估计级数的增加而增加；b.从第1级频偏估计级数开始进行频偏估计，在频偏估计级数达到预设总级数前计算每一级的频偏估计结果；c.将步骤b中获得的每一级的频偏估计结果进行累加，获得的累加值作为最终频偏估计结果。2、根据权利要求1所述的一种基于FFT的多级频偏估计方法，其特征在于，步骤b中所述计算每一级的频偏估计结果的具体方法是：假设用于频偏估计的接收信号为s[n]＝{s1,1,s1,2,...s1,L,s2,1,s2,2,...s2,L,...sN,1,sN,2,...sN,L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FFT的多级频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将载波频偏估计设置为多个频偏估计级数，特征是频偏估计所对应的下抽倍数随着频偏估计级数的增加而增加；b.从第1级频偏估计级数开始进行频偏估计，在频偏估计级数达到预设总级数前计算每一级的频偏估计结果；c.将步骤b中获得的每一级的频偏估计结果进行累加，获得的累加值作为最终频偏估计结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于FFT的多级频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将载波频偏估计设置为多个频偏估计级数，特征是频偏估计所对应的下抽倍数随着频偏估计级数的增加而增加；b.从第1级频偏估计级数开始进行频偏估计，在频偏估计级数达到预设总级数前计算每一级的频偏估计结果；c.将步骤b中获得的每一级的频偏估计结果进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周世阳，程郁凡，王若宇，郭红敬，李曼姝，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51