一种基于数据域的频偏估计校正方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于数据域的频偏估计校正方法及系统，方法包括S1：将IEEE802.11 MIMO-OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；S2：利用高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计，得到相关系数ρ；S3：对高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步和粗频偏估计及校正，将得到的信号再进行去高吞吐率前导码操作，获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列；S4：利用相关系数ρ，对高吞吐率数据域的OFDM信号序列进行符号定时细同步得到频偏估计值，根据频偏估计值对每个OFDM信号序列的符号进行频偏补偿即完成频偏估计校正过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据域的频偏估计校正方法及系统
本专利技术涉及无线通信频率偏移校正
，尤其涉及一种基于数据域的频偏估计校正方法及系统。
技术介绍
正交频分复用(OFDM)作为一种多载波高效调制技术，依靠其较高的频谱利用率、较快的传输速度以及出色的抗多径干扰能力等优良特性，已经成为了第四代（4G）移动通信系统中的核心技术。而多发多收（MIMO）技术成为了提高上下行传输速率的一大利器。在OFDM系统中，为提高系统频谱的利用率，将系统全部带宽划分成相互正交的子载波。只有保证子载波的正交性才能保证OFDM的优良特性，而这种正交性受到频率偏移的较大影响，在载波数较多的情况下即使微小的频偏误差都可能破坏载波的正交性，因此需要一种针对基于MIMO-OFDM技术的频偏校正方法来保证子载波正交性的完整和维持。现有频偏估计算法主要分为数据辅助型算法、非数据辅助型算法和盲估计算法。盲频偏估计算法主要是利用信号的空子载波或前导序列实现信号同步，虽该过程无需其他操作，但算法过程比较复杂，性能相对不高。数据辅助型频偏估计算法的计算复杂度不高，频偏估计精度较高，但需要占用一定的频谱资源，从而降低了系统的有效数据传输效率。非数据辅助型频偏估计算法是利用OFDM信号的符号的冗余部分和循环前缀进行估算，该方法不需要另外插入前导序列，减少了信号功率和频率的浪费，一旦信号不同步，可在短时间里重新同步，但该方法仅限于小数倍载波频偏。目前IEEE802.11n系统频率偏移估计以数据辅助型为主，数据辅助型频偏估计没有考虑系统中数据部分在传输过程中的频偏损耗，不能可靠估计频率误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于数据域的频偏估计校正方法，实现为可靠地估计出频率偏移，减少系统的误码率。本专利技术的又一目的在于提出一种基于数据域的频偏估计校正系统。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于数据域的频偏估计校正方法，包括以下步骤：S1：将IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；S2：利用高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计，得到相关系数ρ；S3：对高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步和粗频偏估计及校正，将得到的信号再进行去高吞吐率前导码操作，获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列；S4：利用相关系数ρ，对高吞吐率数据域的OFDM信号序列进行符号定时细同步得到频偏估计值，根据频偏估计值对每个OFDM信号序列的符号进行频偏补偿即完成频偏估计校正过程。进一步地，所述高吞吐率混合格式前导码短训练序列采用160位传统短训练序列L-STF，是IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线重复10次采样且每次采样16个信号并进行模数转换后的样本。进一步地，所述步骤S4的具体过程如下：将S3中的每一OFDM信号序列的符号的前端循环前缀组合成一个样本，将S3中的每一OFDM信号序列的符号的末端组合成另一个样本，计算该两个样本的相关系数σ，利用相关系数ρ和σ，对S3中的OFDM信号序列进行符号定时细同步的计算，得到每个OFDM信号序列的符号定时细同步点，对该符号定时细同步点进行细频偏估计得到频偏估计值，再根据该频偏估计值对S3中的OFDM信号序列的符号进行相应的频偏补偿。进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：将160位传统短训练序列L-STF看成重复2次采样每次采样80个信号的样本，为接收信号的采样序列，，计算前后两次采样的两端序列的延时相关性：接收信号的能量为：帧同步判决度量为：帧同步位置为：得到帧同步点即符号定时粗同步点位置后，可进行粗频偏估计，将符号定时粗同步点代入符号定时粗同步160位传统短训练序列L-STF前后两此采样的序列的延时相关性计算式中得到相位差估计为：根据得到的估计值，对接收信号进行频偏补偿，再进行去高吞吐率前导码操作就获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列。进一步地，所述步骤S2的具体过程如下：预设IEEE802.11MIMO-OFDM系统存在p个点的延迟，将延迟了p个点的高吞吐率混合格式前导码短训练序列和未延迟的高吞吐率混合格式前导码短训练序列的共轭部分进行相关计算求和计算出功率A，再计算延迟了p个点的高吞吐率混合格式前导码短训练序列的总功率B，B-A得到噪声功率，由噪声功率计算得出相关系数ρ。一种基于数据域的频偏估计校正系统，包括：模数转换模块，用于将IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；信噪比计算模块，利用模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计得到相关系数；符号定时粗同步模块，用于将模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步计算；粗频偏估计及调节模型模块，用于将符号定时粗同步模块传来的信号进行粗频偏估计值计算并对信号根据粗频偏估计值进行初步的频偏补偿；去前导码模块，用于对粗频偏估计及调节模型模块传来的信号进行去除训练序列操作；符号定时细同步模块，用于对去前导码模块传来的信号进行符号定时细同步计算；细频偏估计及调节模型模块，用于将符号定时细同步模块和信噪比计算模块传来的信号进行细频偏估计值计算并对信号根据细频偏估计值进行进一步的频偏补偿。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术对MIMO-OFDM系统中HT数据域每个OFDM符号依次进行频偏校正的方法，保证了MIMO-OFDM系统的多条传输路径频率偏移的一致性，得到更加可靠的频偏估计，提高了估算频率偏移的准确性。附图说明图1为本专利技术方法流程；图2为本专利技术实施例中1中OFDM信号的符号频偏估计及校正原理流程框图；图3为本专利技术系统的结构图；图4为应用本专利技术系统的IEEE802.11MIMO-OFDM系统的结构图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，一种基于数据域的频偏估计校正方法，包括以下步骤：S1：将IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；S2：利用高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计，得到相关系数ρ；S3：对高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步和粗频偏估计及校正，将得到的信号再进行去高吞吐率前导码操作，获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列；S4：利用相关系数ρ，对高吞吐率数据域的OFDM信号序列进行符号定时细同步得到频偏估计值，根据频偏估计值对每个OFDM信号序列的符号进行频偏补偿即完成频偏估计校正过程。本实施例中，高吞吐率混合格式前导码短训练序列采用160位传统短训练序列L-STF，是IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线重复10次采样且每次采样16个信号并进行模数转换后的样本。本实施例中，步骤S2中进行信噪比计算时考虑传统短训练序列L-STF的一个80个采样信号的样本即前5次采样，第一次采样的16个信号的序列作为该样本作为循环前缀，剩下4次采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据域的频偏估计校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将IEEE802.11 MIMO‑OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；S2：利用高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计，得到相关系数ρ；S3：对高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步和粗频偏估计及校正，将得到的信号再进行去高吞吐率前导码操作，获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列；S4：利用相关系数ρ，对高吞吐率数据域的OFDM信号序列进行符号定时细同步得到频偏估计值，根据频偏估计值对每个OFDM信号序列的符号进行频偏补偿即完成频偏估计校正过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于数据域的频偏估计校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线接收的信号进行模数转换得到高吞吐率混合格式前导码短训练序列；S2：利用高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行信噪比估计，得到相关系数ρ；S3：对高吞吐率混合格式前导码短训练序列进行符号定时粗同步和粗频偏估计及校正，将得到的信号再进行去高吞吐率前导码操作，获取高吞吐率数据域的OFDM信号序列；S4：利用相关系数ρ，对高吞吐率数据域的OFDM信号序列进行符号定时细同步得到频偏估计值，根据频偏估计值对每个OFDM信号序列的符号进行频偏补偿即完成频偏估计校正过程。2.根据权利要求1所述的基于数据域的频偏估计校正方法，其特征在于，所述高吞吐率混合格式前导码短训练序列采用160位传统短训练序列L-STF，是IEEE802.11MIMO-OFDM系统天线重复10次采样且每次采样16个信号并进行模数转换后的样本。3.根据权利要求1所述的基于数据域的频偏估计校正方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程如下：将S3中的每一OFDM信号序列的符号的前端循环前缀组合成一个样本，将S3中的每一OFDM信号序列的符号的末端组合成另一个样本，计算该两个样本的相关系数σ，利用相关系数ρ和σ，对S3中的OFDM信号序列进行符号定时细同步的计算，得到每个OFDM信号序列的符号定时细同步点，对该符号定时细同步点进行细频偏估计得到频偏估计值，再根据该频偏估计值对S3中的OFDM信号序列的符号进行相应的频偏补偿。4.根据权利要求2所述的基于数据域的频偏估计校正方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程如下：将160位传统短训练序列L-STF看成重复2次采样每次采样80个信号的样本，c(n)为接收信号的采样序列，D＝80，计算前后两次采样的两端序列的延时相关性：接收信号的能量为：帧同步判决度量为：帧同步位置为：得到帧同步点即符号定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆许明，徐永键，李潋，谭洪舟，
申请(专利权)人：中山大学花都产业科技研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44