用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，涉及无线通信中的OFDMA领域。该方法包括以下步骤：S1：计算用户的频偏估计信号，用户将频偏估计信号通过上行通道发送至局端；S2：局端根据频偏估计算法计算局端和用户端的频偏量；S3：局端通过下行通道将频偏量发送至用户端；S4：用户端根据收到的频偏量作预频偏处理。本发明专利技术能够精确计算用户端的频偏估计信号、以及局端和用户端的频偏量，避免多个用户端和同一局端出现射频天线频率不同步的情形。本发明专利技术使用时不易出现符号间串扰和载波间干扰，不仅比较可靠，而且计算复杂度较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信中的OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，正交频分多址接入)领域，具体涉及一种用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法。
技术介绍
多用户和一个局端之间采用高频谱效率的OFDMA技术进行无线传输，采用连续子载波分配的OFDMA技术是进行无线传输时常见的实现方式。参见图1所示，上行多个用户向同一局端发送OFDM信号时，每个用户的数据经过发送帧产生器、DAC(Digitaltoanalogconverter，数字模拟转换器)和射频发生器发送至信道，同1信道将所有用户的OFDM信号发送至局端的射频接收器、并经ADC(Analog-to-DigitalConverter，模数变换器)转换后通过数字信号处理模块处理。但是，由于多个用户的用户端和局端会出现射频天线频率不同步(即存在频偏)的情形，因此会导致符号间串扰和载波间干扰。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术解决的技术问题为：精确计算用户端的频偏估计信号、以及局端和用户端的频偏量，避免多个用户端和同一局端出现射频天线频率不同步的情形。本专利技术使用时不易出现符号间串扰和载波间干扰，不仅比较可靠，而且计算复杂度较低。为达到以上目的，本专利技术提供的用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，包括以下步骤：S1：计算用户的频偏估计信号，用户将频偏估计信号通过上行通道发送至局端，转到S2；S2：局端根据频偏估计算法计算局端和用户端的频偏量，转到S3；S3：局端通过下行通道将频偏量发送至用户端，转到S4；S4：用户端根据收到的频偏量作预频偏处理。在上述技术方案的基础上，S1中所述计算用户的频偏估计信号时，定义当前用户为第k个用户，该用户所分配的子载波频带的中心频点为fk，该用户的子载波个数为Nk，N为局端接收机收到的总子载波个数；在此基础上，用户的频偏估计信号包括粗频偏估计信号和精频偏估计信号，粗频偏估计信号的计算方法为：S101a：产生长度为L0的伪随机PN序列s1，L0为正整数；将s1经过BPSK调制，得到取值为±1的信号s2，转到S101b；S101b：将信号s2经过L1倍频谱压缩，L1为正整数，得到长度为L0L1的信号s3；将信号s3经过移频，得到中心频点为fk的信号转到S101c；S101c：产生长度为M的PN序列l＝[l0l1…lM-1]，M为正整数；将l＝[l0l1…lM-1]经过BPSK调制得到取值为±1的相位符号p＝[p0,p1,p2,…,pM-1]，转到S101d；S101d：将信号分别乘以相位符号p中的各相位因子后，组成长度为L0L1M的信号gk=[s4kp0,s4kp1,s4kp2,...,s4kpM-1],]]>gk即为第k个用户的粗频偏估计信号；所述精频偏估计信号的计算方法为：S102a：产生3组长度为Nk/2的PN序列将经过BPSK调制，得到取值为±1的信号计算本地序列转到S102b；S102b：定义信号和a1k=x2k·y2k,b1k=x2k·z2k;]]>分别对和做Nk/2点的快速傅里叶变换，得到信号Ak和Bk；将信号Ak和Bk经过填零得到长度为Nk的信号Ck和Dk，转到S102c；S102c：将信号Ck和Dk放置在第k个用户分配的Nk个子载波上，其它子载波位置填0，得到长度为N的信号Ek和Fk；分别对信号Ek和Fk做点数为N的快速傅里叶逆变换，得到信号ek和fk；第k个用户的精频偏估计信号为长度为2N点的信号hk＝[ek,fk]；根据S101d中的gk和S102c中的hk，得到所述用户的频偏估计信号sk＝[gk,hk]。在上述技术方案的基础上，S2具体包括以下步骤：S201：将局端接收机的接收信号进行帧同步，取出长度为L0L1M+2N的接收频偏估计信号计算rk的相位其中arg(·)表示计算复数弧度的运算，转到S202；S202：将等分为M段，即θ1k=[θ1,0k,θ1,1k,...,θ1,M-1k],]]>其中θ1,mk(m=0,1,2,...,M-1)]]>的长度为L0L1；将θ1,mk(m=0,1,2,...,M-1)]]>分别乘以S101c所述相位符号p中的各相位因子，得到信号θ2k=[p0θ1,0k,p1θ1,1k,...,pM-1θ1,M-1k],]]>转到S203；S203：粗频偏估计：取信号θ2,1k=[p0θ1,0k,p1θ1,1k,...,pM-2θ1,M-2k],]]>取信号θ2,2k=[p1θ1,1k,p2θ1,2k,...,pM-1θ1,M-1k],]]>计算Δθ2k=Σ(θ2,2k-θ2,1k)L0L1(M-1),]]>转到S204；S204：将信号进行Ndown,k＝2N/Nk的下采样，down代表下采样，即每隔Ndown,k取一个采样点，得到长度为Nk的信号将信号分为将点乘S102a中所述本地序列qk，得到信号r3,downk=[r2,down,ak·qk,r2,down,bk],]]>转到S205；S205：计算信号的相位θ3k=arg(r3,downk)=[θ3k(0),θ3k(1),...,θ3k(Nk-1)];]]>将信号进行粗频偏校准得到信号即θ4k=[θ3k(0),θ3k(1)-1·Δθ2k,...,θ3k(Nk-1)-(Nk-1)·Δθ2k],]]>转到S206；S206：取信号θ4,1k=[θ4k(0),θ4k(1),...,θ4k(Nk/2-1)],]]>取信号θ4,2k=[θ4k(Nk/2),θ4k(1+Nk/2),...,θ4k(Nk-1)],]]>计算Δθ4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算用户的频偏估计信号，用户将频偏估计信号通过上行通道发送至局端，转到S2；S2：局端根据频偏估计算法计算局端和用户端的频偏量，转到S3；S3：局端通过下行通道将频偏量发送至用户端，转到S4；S4：用户端根据收到的频偏量作预频偏处理。

【技术特征摘要】
1.一种用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，其特征在于，包括以下
步骤：
S1：计算用户的频偏估计信号，用户将频偏估计信号通过上行通道发送至局端，转到
S2；
S2：局端根据频偏估计算法计算局端和用户端的频偏量，转到S3；
S3：局端通过下行通道将频偏量发送至用户端，转到S4；
S4：用户端根据收到的频偏量作预频偏处理。
2.如权利要求1所述的用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，其特征
在于：S1中所述计算用户的频偏估计信号时，定义当前用户为第k个用户，该用户所分配的
子载波频带的中心频点为fk，该用户的子载波个数为Nk，N为局端接收机收到的总子载波个
数；
在此基础上，用户的频偏估计信号包括粗频偏估计信号和精频偏估计信号，粗频偏估
计信号的计算方法为：
S101a：产生长度为L0的伪随机PN序列s1，L0为正整数；将s1经过BPSK调制，得到取值为±
1的信号s2，转到S101b；
S101b：将信号s2经过L1倍频谱压缩，L1为正整数，得到长度为L0L1的信号s3；将信号s3经
过移频，得到中心频点为fk的信号转到S101c；
S101c：产生长度为M的PN序列l＝[l0l1…lM-1]，M为正整数；将l＝[l0l1…lM-1]经过BPSK
调制得到取值为±1的相位符号p＝[p0,p1,p2,…,pM-1]，转到S101d；
S101d：将信号分别乘以相位符号p中的各相位因子后，组成长度为L0L1M的信号
gk=[s4kp0,s4kp1,s4kp2,...,s4kpM-1],]]>gk即为第k个用户的粗频偏估计信号；
所述精频偏估计信号的计算方法为：
S102a：产生3组长度为Nk/2的PN序列将经过BPSK调制，
得到取值为±1的信号计算本地序列转到S102b；
S102b：定义信号和a1k=x2k·y2k,b1k=x2k·z2k;]]>分别对和做Nk/2点的
快速傅里叶变换，得到信号Ak和Bk；将信号Ak和Bk经过填零得到长度为Nk的信号Ck和Dk，
转到S102c；
S102c：将信号Ck和Dk放置在第k个用户分配的Nk个子载波上，其它子载波位置填0，得到
长度为N的信号Ek和Fk；分别对信号Ek和Fk做点数为N的快速傅里叶逆变换，得到信号ek和fk；
第k个用户的精频偏估计信号为长度为2N点的信号hk＝[ek,fk]；
根据S101d中的gk和S102c中的hk，得到所述用户的频偏估计信号sk＝[gk,hk]。
3.如权利要求2所述的用于连续子载波分配的OFDMA系统的上行频偏估计方法，其特征
在于，S2具体包括以下步骤：
S201：将局端接收机的接收信号进行帧同步，取出长度为L0L1M+2N的接收频偏估计信号
计算rk的相位其中arg(·)表示计算复数弧度的
运算，转到S202；
S202：将等分为M段，即θ1k=[θ1,0k,θ1,1k,...,θ1,M-1k],]]>其中θ1,mk(m=0,1,2,...,M-1)]]>的长度为L0L1；将θ1,mk(m=0,1,2,...,M-1)]]>分别乘以S101c所述相位符号p中的各相位因子，
得到信号θ2k=[p0θ1,0k,p1θ1,1k,...,pM-1θ1,M-1k],]]>转到S203；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，杨奇，余少华，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42