【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信，具体而言，涉及一种载波频率偏移的追踪方法及装置。
技术介绍
1、wi-fi感知具有室内普适性、隐私保护性、细粒度感知、环境鲁棒等优势，高精度的信道状态信息(channel state information，csi)测量对于wi-fi的感知能力非常关键，但是由于tx和rx本地晶振(local oscillator，lo)频率差异产生的载波频率偏移(carrierfrequency offset,cfo)会累积相位误差，影响csi测量的精度。此外，lo对温度变化也非常敏感，设备长时间运行会导致lo温度升高，从而产生cfo的漂移，进一步增加了csi测量的相位误差。因此，cfo对于基于csi相位的wi-fi感知技术的发展有着严重的影响，阻碍了新一代wi-fi技术，如无线相位同步、wi-fi相控阵、wi-fi成像等技术的发展。
2、在现有技术中虽有一定关于解决cfo估计问题的研究，但是往往会出现多种问题。在高速移动的通信系统中，如果导频的发送周期太长，频偏的累积误差可能会很大；如果导频的发送周期太短，导频序列的长度可能不足以支持准确的频偏估计。这些缺陷使现有技术难以应用于广泛的wi-fi感知实践。更重要的是，wi-fi感知需要长期对cfo进行追踪估计才可以校准误差，短期的cfo估计无法满足wi-fi感知的需求。
3、因此，如何对cfo的长期追踪进行研究成为本领域技术人员所要解决的众多问题之一。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，为了克服现有的技
2、本申请目的通过下述技术方案来实现：
3、第一方面，本申请提出了一种载波频率偏移的追踪方法，所述方法应用于rx接收端中，所述方法包括：
4、接收多个含有自定义标志位的wi-fi帧；
5、根据所述wi-fi帧得到相位序列和接收时间序列；
6、根据所述自定义标志位确定wi-fi帧中的训练段和追踪段；
7、根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列，将相位差序列和差分时间序列进行一阶线性拟合得到训练段的cfo估计值；
8、根据训练段的cfo估计值对无迹卡尔曼滤波器进行初始化，通过初始化的无迹卡尔曼滤波器和训练段的cfo估计值预测修正追踪段的cfo估计值，输出cfo长期测量值序列。
9、在一种可能的实施方式中，通过初始化的无迹卡尔曼滤波器和训练段的cfo估计值预测修正追踪段的cfo估计值，输出cfo长期测量值序列的步骤，包括：
10、根据训练段的cfo估计值、相位差序列以及追踪段的差分时间序列构建状态转移函数；
11、根据协方差矩阵的初始值和状态向量的初始值生成sigma点；
12、利用所述状态转移函数对sigma点进行状态预测得到k+1步先验状态向量；
13、利用k+1步先验状态向量计算后验状态和后验状态的协方差；
14、将后验状态的cfo估计值作为下一循环的cfo估计值，预测修正追踪段的cfo估计值，直至所有追踪段执行结束，输出cfo长期测量值序列。
15、在一种可能的实施方式中，利用k+1步先验状态向量计算后验状态和后验状态的协方差的步骤，包括：
16、利用k+1步先验状态向量和观测函数计算sigma点的预测状态，并计算出预测状态的均值、方差以及互相关方程；
17、根据互相关方程和协方差矩阵计算卡尔曼增益，通过所述卡尔曼增益修正协方差矩阵的初始值和训练段的时间序列得到后验状态和后验状态的协方差；
18、在一种可能的实施方式中，根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列，将相位差序列和差分时间序列进行一阶线性拟合得到训练段的cfo估计值的步骤，包括：
19、根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列；
20、对相位差序列进行解卷绕得到解卷绕后的相位差序列；
21、将训练段的差分时间序列和解卷绕后的相位差序列进行一阶线性拟合得到拟合函数的斜率值；
22、根据所述斜率值计算训练段的cfo估计值。
23、在一种可能的实施方式中，cfo估计值的计算公式为：k为拟合函数的斜率值。
24、在一种可能的实施方式中，所述状态转移函数包括cfo变化率、cfo当前值、未解卷绕的相位积累量以及解卷绕的相位积累量。
25、在一种可能的实施方式中，根据所述wi-fi帧得到相位序列和接收时间序列的步骤，包括：
26、测量所述wi-fi帧的信道状态信息、
27、对信道状态信息进行dc号子载波插值得到相位序列；
28、基于wi-fi帧的接收时间构建接收时间序列。
29、第二方面，本申请提出了一种载波频率偏移的追踪装置，所述装置应用于rx接收端中，包括：
30、接收模块，用于接收多个含有自定义标志位的wi-fi帧；
31、数据处理模块，用于根据所述wi-fi帧得到相位序列和接收时间序列；
32、训练-追踪段确定模块，用于根据所述自定义标志位确定wi-fi帧中的训练段和追踪段；
33、估计值计算模块，用于根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列，将相位差序列和差分时间序列进行一阶线性拟合得到训练段的cfo估计值；
34、输出模块，用于根据训练段的cfo估计值对无迹卡尔曼滤波器进行初始化，通过初始化的无迹卡尔曼滤波器和训练段的cfo估计值预测修正追踪段的cfo估计值，输出cfo长期测量值序列。
35、第三方面，本申请还提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如第一方面任一项所述的载波频率偏移的追踪方法。
36、第四方面，本申请还提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如第一方面任一项所述的载波频率偏移的追踪方法。
37、上述本申请主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本申请可采用并要求保护的方案；且本申请，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本申请方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本申请所要保护的技术方案，在此不做穷举。
38、本申请公开了一种载波频率偏移的追踪方法及装置，先接收多个含有自定义标志位的wi-fi帧，再根据wi-fi帧得到相位序列和接收时间序列，根据自定义标志位确定wi-fi帧中的训练段和追踪段，然后根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，所述方法应用于RX接收端中，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，通过初始化的无迹卡尔曼滤波器和训练段的CFO估计值预测修正追踪段的CFO估计值，输出CFO长期测量值序列的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，利用k+1步先验状态向量计算后验状态和后验状态的协方差的步骤，包括：
4.如权利要求1所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列，将相位差序列和差分时间序列进行一阶线性拟合得到训练段的CFO估计值的步骤，包括：
5.如权利要求4所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，CFO估计值的计算公式为：k为拟合函数的斜率值。
6.如权利要求2所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，所述状态转移函数包括CFO变化率、CFO当前值、未解卷绕的相位积累量以及解卷绕的相位积累量。
7.如权利要求1所述的载波频率偏移的追踪方法
8.一种载波频率偏移的追踪装置，其特征在于，所述装置应用于RX接收端中，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述的载波频率偏移的追踪方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述的载波频率偏移的追踪方法。
...【技术特征摘要】
1.一种载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，所述方法应用于rx接收端中，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，通过初始化的无迹卡尔曼滤波器和训练段的cfo估计值预测修正追踪段的cfo估计值，输出cfo长期测量值序列的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，利用k+1步先验状态向量计算后验状态和后验状态的协方差的步骤，包括：
4.如权利要求1所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，根据相位序列计算出训练段相邻帧的相位差序列，根据时间序列计算出训练段的差分时间序列，将相位差序列和差分时间序列进行一阶线性拟合得到训练段的cfo估计值的步骤，包括：
5.如权利要求4所述的载波频率偏移的追踪方法，其特征在于，cfo估计值的计算公式为：k为拟合函数的斜率值。...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞，蒋志平，张岱阳，孙璟玥，段渝，李星睿，李云东，杨兰琪，段永辉，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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