OFDM系统中的频偏估算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种OFDM系统中的频偏估算方法，所述方法包括：发射端于T0时刻发出信号x(n)；使用接收端于T1时刻采集发射的实值信号得到接收信号，通过处理器得到：通过处理器对解析信号做快速傅里叶变换得到：取W(n)为0；通过处理器建立新函数：Y1＝Y(1：(N

【技术实现步骤摘要】
OFDM系统中的频偏估算方法


[0001]本专利技术涉及一种OFDM系统中的频偏估算方法，属于载波


技术介绍

[0002]而在传统的并行传输系统中，整个信号带被分为多个并行的非正交的子载波，每个子载波单独调制，整个系统构成了频分复用，两个相邻的子载波之间频谱没有交叠，这样有利于消除子载波的干扰。然而，这种频分复用方式降低了频谱的利用率，为了提高频谱利用率，在20世纪60年代中期提出了并行传输和带有频谱交朴的FDM思想，即正交频分复用OFDM。
[0003]多载波技术就是把传输的带宽分成许多窄带子载波来并行传输，可以在有限的带宽中获得更高的传输速率，传统的频分复用技术中，各子载波之间互不重叠且还要加入保护间隔，频率利用率低，而OFDM技术中，各子载波间是正交的，从时域的角度指每个子载波在一个OFDM符号周期间内都有整数倍个周期，且每个相邻子载波间相差一个周期，从频域的角度指在每个子载波的中心处，其他各子载波的值为零，从而节省了宝贵的频率资源，提高了频率利用率。
[0004]在OFDM系统中，发送端调制后的数字信号经D/A变换成模拟信号，被RF中心频率调制后送入无线信道中传输，在接收端RF模拟信号首先被调节，从RF搬移到基带，再以采样率F对信号采样并数字化，最后送到OFDM解调器，但是，如果由于收发两端晶振不稳定、移动环境中多普勒效应、非线性信道中引入相位噪声等原因，导致出现载波频率偏差Δf，不仅会导致调节信号时相应信道的信号落在其它信道上，出现误码，甚至还会破坏子载波的正交性，出现子载波间的干扰。
[0005]现有技术中，Schmidl、Cox及Paul H.Moose提出了使用两个OFDM符号进行频率同步，了解两个重复的OFDM符号的起始点，从而进行频偏估算的方法(study and analysis of Carrier frequency offset(CFO)in OFDM——OFDM中载波频偏的研究与分析)，一方面，这种方法至少需要两个重复的OFDM符号，计算量大，测算速度慢，另一方面，其仅能实现
±
0.5db带宽上频偏的估计，误差大，精度低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种OFDM系统中的频偏估算方法，该方法及装置不仅解决了现有技术中OFDM结构信号出现频偏后，导致信道错乱、子载波间相互干扰的问题，还解决了估算差值大，修正偏差大的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种OFDM系统中的频偏估算方法，所述方法包括：
[0008]发射端于T0时刻发出信号x(n)；
[0009]使用接收端于T1时刻采集发射的实值信号得到接收信号，当接收端的接收信号存在频率偏移ε时，通过处理器得到：r＝T1‑
T0，w(n)为高斯噪声
的取样值；
[0010]通过处理器对解析信号做快速傅里叶变换得到：n＝1，2
……
N，取W(n)为0；
[0011]通过处理器建立新函数：Y1＝Y(1：(N
‑
1))、Y2＝Y(2：N)，得到筛除常数项得到Y
New
＝X
*
(n
‑
ε)
·
X(n
‑
ε)；X1＝X(1∶(N
‑
1))、X2＝X((2∶N))，得到
[0012]通过处理器建立新函数得到并输出。
[0013]上述技术方案中进一步改进的方案如下：
[0014]1.上述方案中，所述接收端为麦克风或天线。
[0015]2.上述方案中，所述接收端采集得到的实值信号经由滤波器滤去实值信号外其它频率的信号。
[0016]3.上述方案中，所述实值信号与实值信号变换后的虚值信号分别通过一低通滤波器后，经由采样器下采样输出实部和虚部数据。
[0017]4.上述方案中，使用导频信号替代实值信号。
[0018]5.上述方案中，所述接收信号y(λ)为离散信号。
[0019]6.上述方案中，通过处理器进行过采样，过采样倍数为M，M＝2，4，6，8，16
……
，细分频域采样点至间隔；
[0020]通过处理器得到k＝M*n，取W(k)为0；
[0021]通过处理器得到ε
new
＝[M
·
ε]round
，得到并输出。
[0022]7.上述方案中，同步输出及
[0023]8.上述方案中，当采用过采样后，所述处理器仅输出
[0024]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0025]1、本专利技术OFDM系统中的频偏估算方法，基于时域接收信号，建立新函数，仅需通过观察窗获取一个OFDM符号(一帧)，即可实现频偏的快速测算，可广泛应用于现有无线上、下行通信系统中，解决终端之间通信时的时/频不同步问题，测算速度快，采集修正效率高。
[0026]2、本专利技术OFDM系统中的频偏估算方法，不同于Schmidl、Cox及Paul H.Moose提出的测算方法，能够实现全带宽下的频偏估算，适用性更强、精度更高。
[0027]3、本专利技术OFDM系统中的频偏估算方法，通过优化采样方法，利用过采样提高频偏的估算精度，从而便于提高修正精度，减小误差。
具体实施方式
[0028]本专利技术的方法及装置用于解决信号结构为OFDM，及其相似信号结构的频偏问题。
[0029]实施例1：一种OFDM系统中的频偏估算方法，所述方法包括：
[0030]发射端于T0时刻发出信号x(n)后，使用麦克风作为接收端于T1时刻采集发射的实值信号得到音频信号(接收信号)，并将音频信号输入滤波器中，这里，滤波频率根据音频信
号频率进行设置，滤去杂波，便于后续处理。
[0031]通过处理器将过滤后的实值信号x(n)进行相位变换，再得到复数形式的解析信号：τ＝T1‑
T0，w(n)为高斯噪声的取样值。
[0032]通过处理器进一步对解析信号进行快速傅里叶变换(FFT)，从时域变换至频域，便于解析频偏，得到：n＝1，2
……
N，取W(n)为0；建立新函数式Y1＝Y(1：(N
‑
1))、Y2＝Y(2∶N)，得到筛除常数项得到Y
New
＝X
*
(n
‑
ε)
·
X(n
‑
ε)；X1＝X(1∶(N
‑
1))、X2＝X(2∶N))，得到
[0033]通过处理器建立新函数得到并输出。
[0034]实施例2：一种OFDM系统中的频偏估算方法的方法为：
[0035]发射端于T0时刻发出信号x(n)后，使用麦克风作为接收端于T1时刻采集发射的实值信号得到音频信号(接收信号)，并将音频信号输入滤波器中，这里，滤波频率根据音频信号频率进行设置，滤去杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种OFDM系统中的频偏估算方法，其特征在于，所述方法包括：发射端于T0时刻发出信号x(n)；使用接收端于T1时刻采集发射的实值信号得到接收信号，记为y(n)，x(n)、y(n)均为时域基带信号，当接收端的接收信号存在频率偏移ε时，通过处理器得到：τ＝T1‑
T0，w(n)为高斯噪声的取样值；通过处理器对解析信号做快速傅里叶变换得到：n＝1，2
……
N，取W(n)为0；通过处理器建立新函数：Y1＝Y(1：(N
‑
1))、Y2＝Y(2：N)，得到筛除常数项得到Y
New
＝X*(n
‑
ε)
·
X(n
‑
ε)；X1＝X(1：(N
‑
1))、X2＝X((2：N))，得到通过处理器建立新函数得到并输出。2.根据权利要求1所述的OFDM系统中的频偏估算方法，其特征在于，所述接收端为麦克风或天线。3.根据权利要求1所述的OFDM系统中的频偏估算方法，其特征在于，所述接收端...

【专利技术属性】
技术研发人员：向玮晨，
申请(专利权)人：苏州触达信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：