一种OFDM系统中多普勒频偏补偿、信号发送方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种OFDM系统中多普勒频偏补偿、信号发送方法及装置，应用于接收设备，包括：根据OFDM信号中预设序列的实际相位值与预设相位值的差异确定第一多普勒频偏；利用第一多普勒频偏进行频偏补偿得到第一补偿OFDM信号；计算第一多普勒频偏的方差；在方差大于预设方差时对第一补偿OFDM信号的重复序列进行两两自相关，得到自相关函数；根据自相关函数计算概率密度函数，对概率密度函数进行最大似然估计确定第二多普勒频偏；利用第二多普勒频偏进行频偏补偿得到目标信号。应用于发射设备，包括：获取待发送OFDM信号；设置预设OFDM符号；发送设置后的信号。采用本发明专利技术实施例，可以提高多普勒频偏估计的准确度。

A method and device of Doppler frequency offset compensation and signal transmission in OFDM system

【技术实现步骤摘要】
一种OFDM系统中多普勒频偏补偿、信号发送方法及装置
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种OFDM系统中多普勒频偏补偿、信号发送方法及装置。
技术介绍
当无线信号接收端与无线信号发射端之间存在相对运动时，无线信号接收端接收的信号的频率与无线信号发射端发送的源信号的频率会出现差异，这种现象称为多普勒效应。无线信号接收端接收的信号的频率与源信号的频率之差称为多普勒频偏。由于多普勒频偏的存在，无线信号接收端接收的信号通常会出现信号干扰、信号失真或数据丢失等问题，影响无线通信的质量，因此需要对无线信号接收端接收的信号进行多普勒频偏补偿。在OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)系统中，无线信号发射端发送的每个OFDM信号包括多个OFDM帧，每个OFDM帧包括多个彼此正交的OFDM符号。为了防止每个OFDM符号之间出现干扰，可以将每个OFDM符号尾部的信号搬移到头部构成循环前缀。根据OFMD系统中帧结构的以上特点，相关技术中，可以根据每个ODFM符号的循环前缀确定OFDM系统的多普勒频偏。具体来说，在无线信号接收端接收到OFDM信号后，可以对OFDM信号中每个ODFM符号与其循环前缀进行互相关，得到互相关函数，然后对该自相关函数进行最大似然估计，得到多普勒频偏估计值，进而根据多普勒频偏估计值对无线信号接收端接收的OFDM信号进行多普勒频偏补偿。由于通过上述方式确定的多普勒频偏估计值不够准确，所以根据上述多普勒频偏估计值进行多普勒频偏补偿得到的ODFM信号准确率较低，影响无线通信的质量。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种OFDM系统中多普勒频偏补偿方法及装置，以提高多普勒频偏估计的准确度。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种OFDM系统中多普勒频偏补偿方法，应用于接收设备，所述方法包括：接收发射设备发送的OFDM信号，其中，所述OFDM信号中每帧OFDM信号包括预设OFDM符号，所述预设OFDM符号包括预设序列及L1个重复序列；根据所述每帧OFDM信号中的所述预设序列的实际相位值与预先记录的所述预设序列的预设相位值的差异，确定所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏；利用所对应的所述第一多普勒频偏对所述每帧OFDM信号进行频偏补偿，得到所述每帧OFDM信号对应的第一补偿OFDM信号；计算预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差；判断所述方差是否大于预设方差；如果大于，对每帧第一补偿OFDM信号包括的L1个重复序列进行两两自相关，得到所述每帧第一补偿OFDM信号对应的多个自相关函数；根据所述每帧第一补偿OFDM信号对应的所有所述自相关函数计算概率密度函数，并对所述概率密度函数进行最大似然估计，确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏；利用所对应的所述第二多普勒频偏对所述每帧第一补偿OFDM信号进行频偏补偿，得到目标OFDM信号。可选的，在所述方差不大于所述预设方差时，所述方法还包括：将所述第一补偿OFDM信号作为目标OFDM信号。可选的，所述根据所述每帧OFDM信号中的所述预设序列的实际相位值与预先记录的所述预设序列的预设相位值的差异，确定所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏的步骤，包括：根据公式确定所述每帧OFDM接收信号对应的第一多普勒频偏；其中，ε1为所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏值，N为所述预设OFDM符号的长度，N1为所述每个重复序列的长度，N2为所述预设序列的长度，Yk表示上述OFDM信号，为所述预设序列的实际相位值的加和。可选的，所述对每帧第一补偿OFDM信号包括的L1个重复序列进行两两自相关，得到所述每帧第一补偿OFDM信号对应的多个自相关函数的步骤，包括：根据公式确定所述自相关函数；其中，y～(k)表示所述第一补偿OFDM信号，k∈I0，Ii为第i个重复序列，Ii＝{iN1，iN1+1，...，iN1+N1-1}，i＝0，1，...，L1-1，m为采样间隔数，m＝0，1，...，L1-1，N为所述预设OFDM符号的长度，N1为所述每个重复序列的长度，σs2表示所述每帧第一补偿OFDM信号的信号方差，ε2表示所述每帧第一补偿OFDM信号残余的多普勒频偏。可选的，所述根据所述每帧第一补偿OFDM信号对应的所有所述自相关函数计算概率密度函数的步骤，包括：根据公式确定所述概率密度函数；其中，f(y-|ε2)为所述概率密度函数，y～(k)表示所述第一补偿OFDM信号，k∈I0，Ii为第i个重复序列，Ii＝{iN1，iN1+1，...，iN1+N1-1}，i＝0，1，...，L1-1，N1为所述每个重复序列的长度，ε2表示所述每帧第一补偿OFDM信号残余的多普勒频偏，y-(k)＝{y～(k)|k＝0，1，...，N-1}，N为所述预设OFDM符号的长度。所述对所述概率密度函数进行最大似然估计，确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏的步骤，包括：根据公式确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏；其中，ε2^为所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏。可选的，所述计算预设数量帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差的步骤，包括：根据公式确定预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差；其中，σest2为所述预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差，q为所述预设数量，ε1，a为第a帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏，a＝0，1，...，q-1，ε1-为q帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏的平均值。第二方面，本专利技术实施例提供了一种OFDM系统中信号发送方法，应用于发射设备，所述方法包括：获取待发送OFDM信号；在所述待发送OFDM信号中的预设位置设置预设OFDM符号，其中，所述预设OFDM符号包括预设序列及L1个重复序列；发送设置后的OFDM信号至接收设备，以使所述接收设备根据每帧OFDM信号中的所述预设序列的实际相位值与预先记录的所述预设序列的预设相位值的差异，确定所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏；利用所对应的所述第一多普勒频偏对所述每帧OFDM信号进行频偏补偿，得到所述每帧OFDM信号对应的第一补偿OFDM信号；计算预设数量帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差；在所述方差大于预设方差时，对每帧第一补偿OFDM信号包括的L1个重复序列进行两两自相关，得到所述每帧第一补偿OFDM信号对应的多个自相关函数；根据所述每帧第一补偿OFDM信号对应的所有所述自相关函数计算概率密度函数，并对所述概率密度函数进行最大似然估计，确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏；利用所对应的所述第二多普勒频偏对所述每帧第一补偿OFDM信号进行频偏补偿，得到目标OFDM信号。第三方面，本专利技术实施例提供了一种OFDM系统中多普勒频偏补偿装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种OFDM系统中多普勒频偏补偿方法，其特征在于，应用于接收设备，所述方法包括：/n接收发射设备发送的OFDM信号，其中，所述OFDM信号中每帧OFDM信号包括预设OFDM符号，所述预设OFDM符号包括预设序列及L

【技术特征摘要】
1.一种OFDM系统中多普勒频偏补偿方法，其特征在于，应用于接收设备，所述方法包括：
接收发射设备发送的OFDM信号，其中，所述OFDM信号中每帧OFDM信号包括预设OFDM符号，所述预设OFDM符号包括预设序列及L1个重复序列；
根据所述每帧OFDM信号中的所述预设序列的实际相位值与预先记录的所述预设序列的预设相位值的差异，确定所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏；
利用所对应的所述第一多普勒频偏对所述每帧OFDM信号进行频偏补偿，得到所述每帧OFDM信号对应的第一补偿OFDM信号；
计算预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差；
判断所述方差是否大于预设方差；
如果大于，对每帧第一补偿OFDM信号包括的L1个重复序列进行两两自相关，得到所述每帧第一补偿OFDM信号对应的多个自相关函数；
根据所述每帧第一补偿OFDM信号对应的所有所述自相关函数计算概率密度函数，并对所述概率密度函数进行最大似然估计，确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏；
利用所对应的所述第二多普勒频偏对所述每帧第一补偿OFDM信号进行频偏补偿，得到目标OFDM信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方差不大于所述预设方差时，所述方法还包括：
将所述第一补偿OFDM信号作为目标OFDM信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每帧OFDM信号中的所述预设序列的实际相位值与预先记录的所述预设序列的预设相位值的差异，确定所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏的步骤，包括：
根据公式确定所述每帧OFDM接收信号对应的第一多普勒频偏；
其中，ε1为所述每帧OFDM信号的第一多普勒频偏值，N为所述预设OFDM符号的长度，N1为所述每个重复序列的长度，N2为所述预设序列的长度，Yk表示上述OFDM信号，为所述预设序列的实际相位值的加和。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每帧第一补偿OFDM信号包括的L1个重复序列进行两两自相关，得到所述每帧第一补偿OFDM信号对应的多个自相关函数的步骤，包括：
根据公式确定所述自相关函数；
其中，y～(k)表示所述第一补偿OFDM信号，k∈I0，Ii为第i个重复序列，Ii＝{iN1，iN1+1，...，iN1+N1-1}，i＝0，1，...，L1-1，m为采样间隔数，m＝0，1，...，L1-1，N为所述预设OFDM符号的长度，N1为所述每个重复序列的长度，σs2表示所述每帧第一补偿OFDM信号的信号方差，ε2表示所述每帧第一补偿OFDM信号残余的多普勒频偏。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每帧第一补偿OFDM信号对应的所有所述自相关函数计算概率密度函数的步骤，包括：
根据公式确定所述概率密度函数；
其中，f(y-|ε2)为所述概率密度函数，y～(k)表示所述第一补偿OFDM信号，k∈I0，Ii为第i个重复序列，Ii＝{iN1，iN1+1，...，iN1+N1-1}，i＝0，1，...，L1-1，N1为所述每个重复序列的长度，ε2表示所述每帧第一补偿OFDM信号残余的多普勒频偏，y-(k)＝{y～(k)|k＝0，1，...，N-1}，N为所述预设OFDM符号的长度；
所述对所述概率密度函数进行最大似然估计，确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏的步骤，包括：
根据公式确定所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏；
其中，ε2^为所述每帧第一补偿OFDM信号的第二多普勒频偏。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述计算预设数量帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差的步骤，包括：
根据公式确定预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差；
其中，σest2为所述预设数量帧的所述OFDM信号的第一多普勒频偏的方差，q为所述预设数量，ε1，a为第a帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏，a＝0，1，...，q-1，ε1-为q帧所述OFDM信号的第一多普勒频偏的平均值。

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇勋，冯志勇，孙慧晴，张轶凡，尉志青，黄赛，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11