基于IEEE802．11的OFDM频偏估计方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法、系统及装置。方法包括以下步骤：对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算，得到第一载波频偏估计值；依据第一载波频偏估计值对Signal进行时域载波频偏补偿；将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号；对频域的Signal进行解析，得到频域参考信号；将频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算，得到第二载波频偏估计值；依据第一载波频偏估计值和第二载波频偏估计值对Payload进行时域载波频偏补偿。结合Preamble的时域载波频偏估计和Signal的频域载波频偏估计，最终在Payload可得到更准确的时域载波频偏估计补偿；具有较高的准确度，低复杂度，以及实时性强的优点。

OFDM Frequency Offset Estimation Method, System and Device Based on IEEE802.11

【技术实现步骤摘要】
基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法、系统及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法、系统及装置。
技术介绍
IEEE802.11是一种基于OFDM(正交频分复用)技术的通信协议。这项技术是通过同时间发送多个子载波来提升吞吐率的。每个子载波都携带着不同信息。由于子载波之间是正交的，所以不存在相互干扰。但是OFDM技术对载波频偏(CFO)十分敏感，因为载波频偏不仅对子载波信息引入相位旋转，而且破坏子载波之间的正交性，让子载波互相干扰(ICI)。所以，OFDM技术接收机都要具备有效的载波频偏估计与补偿。对于IEEE802.11协议，现有的技术基本是通过Preamble的训练序列(STF或LTF)进行载波频偏估计的，或者通过数据接收过程中的一些特性进行迭代跟踪。但是，这些方法都存在准确度不高、复杂度高、实时性差的问题。一种OFDM通信系统频偏估计方法及装置(申请号：201111049869.1)，把在频域解析得到的反馈信息重新调制并且转换到时域，在时域做本地相关运算。在时域做本地相关可以避免ICI干扰引入的噪声，从而有着更高的准确性，但这样引入了较大的复杂度。一种适用于MIMO-OFDM系统的载波频偏估计方法(申请号：201610147118.6)，利用Preamble上的N个STF(短训练序列)的自相关进行粗略频偏估计，然后用两个LTF(长训练序列)的自相关得到精确的载波频偏估计。最后，利用此精确的载波频偏估计值，补偿到后续的Signal和Payload部分，保证这些部分的解调性能。但是两个LTF的自相关所提供的频偏估计的准确度有限，接收性能因此有一定的损失。有些方法是利用后续Payload的一些信息进行迭代估计，迭代的过程中，性能会随时间的推移逐步提升，但是这样不具备实时性，Payload里靠前的部分得不到及时的保障。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法、系统及装置，该方法、系统或装置在频域完成本地相关运算，利用Signal部分的频域本地相关提升频偏估计的准确度，解决了现有载波频偏估计方法准确度不高、复杂度大、实时性差的问题。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，包括以下步骤：对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算，得到第一载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿；将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号；对频域的Signal进行解析，并对解析的信息进行重新调制，得到频域参考信号；将所述频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算，得到第二载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值和所述第二载波频偏估计值对接收信号的Payload进行时域载波频偏补偿。进一步地，所述对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算的公式为：其中，N为长训练序列的长度，yLTF1和yLTF2分别为Preamble内的第一个长训练序列和第二个长训练序列，(·)*表示共轭；所述第一载波频偏估计值为：其中，fs为接收信号的采样率。进一步地，所述依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿的公式为：其中，为补偿后的时域Signal，为补偿后的高斯白噪声，fo为实际的载波频偏值。进一步地，所述将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号的公式为：其中，为转换后的频域Signal，L为OFDM符号之间的距离；fΔ为补偿后的载波频偏差值。进一步地，所述将频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算的公式为：其中，为转换后的频域Signal，为所述频域参考信号；所述第二载波频偏估计值为：一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计系统，包括第一频偏估计单元、Signal频偏补偿单元、傅立叶变换单元、频域参考信号获取单元、第二频偏估计单元、Payload频偏补偿单元。第一频偏估计单元用于对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算，得到第一载波频偏估计值。Signal频偏补偿单元用于依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿。傅立叶变换单元用于将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号。频域参考信号获取单元用于对频域的Signal进行解析，并对解析的信息进行重新调制，得到频域参考信号。第二频偏估计单元用于将所述频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算，得到第二载波频偏估计值。Payload频偏补偿单元用于依据所述第一载波频偏估计值和所述第二载波频偏估计值对接收信号的Payload进行时域载波频偏补偿。进一步地，所述第一频偏估计单元对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算的公式为：其中，N为长训练序列的长度，yLTF1和yLTF2分别为Preamble内的第一个长训练序列和第二个长训练序列，(·)*表示共轭。所述第一载波频偏估计值为：其中，fs为接收信号的采样率。进一步地，所述Signal频偏补偿单元依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿的公式为：其中，为补偿后的时域Signal，为补偿后的高斯白噪声，fo为实际的载波频偏值。进一步地，所述傅立叶变换单元将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号的公式为：其中，为转换后的频域Signal，L为OFDM符号之间的距离；fΔ为补偿后的载波频偏差值。所述频域参考信号获取单元将频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算的公式为：其中，为所述频域参考信号。所述第二载波频偏估计值为：一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。本专利技术的有益效果：本专利技术利用Preamble部分的两个LTF的自相关运算得到一个较为准确的载波频偏估计值，并将其在时域补偿到后续的Signal部分；将时域被补偿的Signal变换到频域进行解调，解析信息；得到的信息可以假设为准确信息并重新调制反馈，在频域进行本地相关估计，得到更加准确的载波频偏值；结合在Preamble的时域载波频偏估计和在Signal的频域载波频偏估计，最终在Payload部分可及时得到更加准确的时域载波频偏估计补偿；具有较高的准确度，低复杂度，以及实时性强的优点。附图说明图1为IEEE802.11a/g协议的物理层Legacy帧格式。图2为IEEE802.11n协议的物理层HT-GF帧格式。图3为IEEE802.11n协议的物理层HT-MM帧格式。图4为本专利技术中基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法的流程示意图。图5为本专利技术的载波频偏估计仿真结果图。具体实施方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本专利技术。IEEE802.11是WLAN的通信协议，发送与接收双方在该协议框架之下进行有效通信。由于本专利技术所涉及的协议内容只是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：包括以下步骤：对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算，得到第一载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿；将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号；对频域的Signal进行解析，并对解析的信息进行重新调制，得到频域参考信号；将所述频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算，得到第二载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值和所述第二载波频偏估计值对接收信号的Payload进行时域载波频偏补偿。

【技术特征摘要】
1.一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：包括以下步骤：对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算，得到第一载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿；将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号；对频域的Signal进行解析，并对解析的信息进行重新调制，得到频域参考信号；将所述频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算，得到第二载波频偏估计值；依据所述第一载波频偏估计值和所述第二载波频偏估计值对接收信号的Payload进行时域载波频偏补偿。2.根据权利要求1所述的基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：所述对接收信号的Preamble内的两个相同的长训练序列在时域上进行前后自相关性运算的公式为：其中，N为长训练序列的长度，yLTF1和yLTF2分别为Preamble内的第一个长训练序列和第二个长训练序列，(·)*表示共轭；所述第一载波频偏估计值为：其中，fs为接收信号的采样率。3.根据权利要求2所述的基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：所述依据所述第一载波频偏估计值对接收信号的Signal进行时域载波频偏补偿的公式为：其中，为补偿后的时域Signal，为补偿后的高斯白噪声，fo为实际的载波频偏值。4.根据权利要求1所述的基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：所述将补偿后的Signal从时域信号转换为频域信号的公式为：其中，为转换后的频域Signal，L为OFDM符号之间的距离；fΔ为补偿后的载波频偏差值。5.根据权利要求1所述的基于IEEE802.11的OFDM频偏估计方法，其特征在于：所述将所述频域参考信号与频域的Signal进行本地相关性运算的公式为：其中，为转换后的频域Signal，为所述频域参考信号；所述第二载波频偏估计值为：6.一种基于IEEE802.11的OFDM频偏估计系统，其特征在于：包括第一频偏估计单元、Signal频偏补偿单元、傅立叶变换单元、频域参考信号获取单元、第二频偏估计单元、Payload频偏补偿单元；第一频偏估计单元用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱嘉俊，
申请(专利权)人：珠海全志科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44