一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法技术方案

本申请公开一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法。该方法从首先对OFDM符号中的子载波数据取四次方，并设定初始并相位搜索区间和搜索步长，以四次方数据的残留相位方差最小为准则，采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿，直到满足最小残留相位阈值。相较于传统的相位偏差估计算法，本算法在非合作通信场景下，能很好地估计出残留的符号相位偏差，并且在相位偏差较大时，也具有较高的估计精度。计算机仿真证明本算法在子载波采用BPSK、QPSK或者QAM调制时，都可以准确地估计出OFDM符号的残留相偏，具有很好的工程应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法


[0001]本申请涉及信号处理
，尤其涉及一种对于OFDM系统的符号定时同步技术中符号残留相位偏差补偿方法。

技术介绍

[0002]OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing即正交频分复用技术)系统是以OFDM符号作为基本单位来传输信号的，考虑到信道的时延性，所以导致接收的OFDM信号数据起始点的不确定性，从而引入了符号定时同步的问题。定时同步一般包括帧检测(粗同步)和符号同步(细同步)两个部分。由于在非协作通信中，接收端对于发射端的任何信息是未知的，故系统首先需要搜索确认到有效帧数据，之后用符号同步来确定FFT(Fast Fourier Transformation,快速傅里叶变换)解调窗口的起始位置，而循环前缀CP的应用，使得系统对符号定时的要求大大降低了，只要能将起始位置定在循环前缀内，后续操作就能通过补偿来恢复系统的性能，在参数盲估计中，符号定时估计会存在较大偏差，对系统的影响较大，符号定时超前会导致相位的旋转，而符号定时滞后会使得FFT窗口包含了其他符号的信息，造成符号间干扰，使得FFT后星座图产生扩散和旋转。

技术实现思路

[0003]为解决上述存在的问题，针对OFDM系统在非协作通信时会存在符号定时偏差导致相位旋转的问题，本申请提出一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其在非合作通信场景下，能很好地估计出残留的符号相位偏差，并且该方法具有较高的估计精度。
[0004]为实现上述目的本申请采用如下技术方案：
[0005]一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，所述方法包括：
[0006]首先对OFDM符号中的子载波数据进行处理；
[0007]设定初始相位搜索区间和搜索步长；
[0008]以处理的数据的残留相位方差最小为准则，并采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿；
[0009]直至满足最小残留相位阈值。该方法/算法在非合作通信场景下，能很好地估计出残留的符号相位偏差，并且该方法具有较高的估计精度。
[0010]在一实施方式中，该对OFDM符号中的子载波数据进行处理包括：
[0011]获取需监测的OFDM信号，计算其四次方数据，并做归一化处理，对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别，并获取满足判别条件的目标子载波位置的数据。
[0012]在一实施方式中，该对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别包括对于恒包络调制波形无需做幅值大小判断，则取所有子载波位置。
[0013]在一实施方式中，该对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别包括对于非恒包络调制波形做幅值大小判断。
[0014]在一实施方式中，该设定初始相位搜索区间和搜索步长包括
[0015]确定初始盲搜索相位区间搜索步长取预设值。
[0016]在一实施方式中，该以处理的数据的残留相位方差最小为准则，并采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿包括：
[0017]借助区间内每一个搜索相位来估计符号残留相位偏差并进行补偿，
[0018]在搜索相位下，消除了该符号中的相位偏移量影响后，再将该OFDM符号中每个目标子载波数据与该OFDM符号子载波总数据的均值作差，再求得每一个做差结果的功率，最后确定该搜索相位下的所有作差结果功率的和值大小，当计算完该区间所有搜索相位所对应的功率和后，找到和值中最小值所对应的搜索相位为目标相位，记作
[0019]进一步的，该基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，还包括：判断目标相位是否达到期望相位精度，
[0020]若达到，则找到期望相位；
[0021]若未达到，则缩小相位区间至缩小搜索步长为λ
n
＝10
‑2·
λ
n
‑1，重复步骤直至目标相位达到期望精度，
[0022]其中，n为缩小相位区间的次数，为第n次缩小相位区间后的搜索相位，为第n次缩小相位区间后所得到的目标相位，λ
n
为第n次缩小相位区间后的搜索步长。
[0023]有益效果相对于现有技术中的方案，本方案的优点：
[0024]相对于现有技术中的方案，本方案提出的OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，从首先对OFDM符号中的子载波数据取四次方，并设定初始相位搜索区间和搜索步长，以四次方数据的残留相位方差最小为准则，采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿，直到满足最小残留相位阈值。相较于传统的相位偏差估计算法，本算法在非合作通信场景下，能很好地估计出残留的符号相位偏差，并且在相位偏差较大时，也具有较高的估计精度。仿真显示本算法较准确地估计并纠正OFDM信号残留相偏，从而准确还原出星座图。具有很好的工程应用价值。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0026]图1为本申请实施例的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法的流程图。
[0027]图2为本申请实施例的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法的详细流程图。
[0028]图3a
‑
3d为本申请实施例的OFDM系统中四种调制方式下相位纠正前后星座图的对比图(3a为BPSK；3b为QPSK；3c为16QAM；3d为64QAM)。
具体实施方式
[0029]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明
本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。
[0030]本申请公开一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法。该方法从首先对OFDM符号中的子载波数据进行处理(如取四次方)，并设定初始相位搜索区间和搜索步长，并以处理的(四次方)数据的残留相位方差最小为准则，采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿，直到满足最小残留相位阈值。该方法具有较高的估计精度。
[0031]接下来结合附图来描述本申请提出的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法。
[0032]该基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法流程如图1所示，包括算法包括如下步骤：
[0033]首先对OFDM符号中的子载波数据取四次方处理；
[0034]设定初始相位搜索区间和搜索步长；
[0035]以处理的数据的残留相位方差最小为准则并采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其特征在于，所述方法包括：首先对OFDM符号中的子载波数据取四次方处理；设定初始相位搜索区间和搜索步长；以处理的数据的残留相位方差最小为准则并采用盲搜索策略估计符号残留相位偏差并进行补偿；直至满足最小残留相位阈值。2.根据权利要求1所述的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其特征在于，所述对OFDM符号中的子载波数据进行处理包括：获取需监测的OFDM信号，计算其四次方数据，并做归一化处理，对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别，并获取满足判别条件的目标子载波位置的数据。3.根据权利要求2所述的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其特征在于，所述对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别包括对于恒包络调制波形无需做幅值大小判断，则取所有子载波位置。4.根据权利要求2所述的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其特征在于，所述对子载波调制信号是否为恒包络信号做判别包括对于非恒包络调制波形做幅值大小判断。5.根据权利要求1所述的基于OFDM系统的符号残留相位偏差补偿方法，其特征在于，所述设定初始相位搜索区间和搜索步长包括确定初始盲搜索相位区间、搜索步长取...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，董琛，
申请(专利权)人：嘉兴南湖学院，
类型：发明
国别省市：