專利名稱：基于頻譜重心的粗頻偏估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于頻譜重心的粗頻偏估計方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，由于發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備間的頻差，以及客戶端設(shè)備移動所帶來的多譜勒頻移等影響，使得載波頻率與本地的頻率之間存在著頻率偏移。頻率偏移對無線通信系統(tǒng)帶來很大的影響，例如在正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, OFDM)系統(tǒng)中，頻域中把信道分成許多正交子信道，各子信道的載波間保持正交，且頻譜相互重疊，在這種情況下，小數(shù)倍頻偏就有可能破壞子載波間的正交性，產(chǎn)生載波間干擾(ICI)以造成系統(tǒng)性能的嚴(yán)重下降。整數(shù)倍頻偏雖然不會引起子載波間的干擾，但是會導(dǎo)致接收端恢復(fù)的頻域數(shù)據(jù)碼元序列的循環(huán)移位和相位旋轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)的誤比特率大大提高。所以在無線通信中，為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，需要對頻率偏移進行估計和補償，頻偏估計也就是利用接收到的信號作為觀測樣本來確定信號未知的頻偏。頻偏估計的方法有很多，在不同的系統(tǒng)中有著不同的頻偏估計方法。傳統(tǒng)的頻偏估計方法需要在發(fā)送端添加導(dǎo)頻信號，接收端利用已知的導(dǎo)頻信號進行頻偏估計。這種方法由于需要添加導(dǎo)頻信息，因此增加了數(shù)據(jù)的計算量和算法復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計方法。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，包括以下步驟:S1:接收時域信號并將所述時域信號分成η組，并對每個組的時域信號進行N點的快速傅里葉變換以·得到η組頻域數(shù)據(jù)，其中，所述η為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點數(shù)，為2的正整數(shù)次冪；S2:對所述η組頻域數(shù)據(jù)進行處理，以得到含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量；S3:設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)所述噪聲本底的閾值去除所述含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；以及S4:將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進行循環(huán)平移，并計算頻域重心，以得到頻域偏移。本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S2具體包括:根據(jù)所述η組頻域數(shù)據(jù)，以得到每一組中各個元素的對數(shù)功率；以及根據(jù)所述每一組中各個元素的對數(shù)功率，以得到含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量。本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S3進一步包括:當(dāng)所述平均值向量中的值小于所述噪聲本底的閾值時，將所述平均值向量中的值置為O ;以及當(dāng)所述平均值向量中的值不小于所述噪聲本底的閾值時，不改變所述平均值向量中的值。本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S4進一步包括:將所述去除噪聲后的數(shù)據(jù)進行循環(huán)平移，以得到新的向量；對所述新的向量進行處理，以得到所述頻域重心；以及根據(jù)所述頻域重心進行處理，以得到所述頻域偏移。 本發(fā)明的一個實施例中，所述平移量為N/2點，其中，N為快速傅里葉變換點數(shù)，為2的正整數(shù)次冪。本發(fā)明的一個實施例中，所述頻域重心通過如下公式得到，所述公式為，
權(quán)利要求
1.一種基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:接收時域信號并將所述時域信號分成η組，并對每個組的時域信號進行N點的快速傅里葉變換以得到η組頻域數(shù)據(jù)，其中，所述η為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點數(shù)，為2的正整數(shù)次冪； 52:對所述η組頻域數(shù)據(jù)進行處理，以得到含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量； 53:設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)所述噪聲本底的閾值去除所述含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；以及 54:將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進行循環(huán)平移，并計算頻域重心，以得到頻域偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: 根據(jù)所述η組頻域數(shù)據(jù)，以得到每一組中各個元素的對數(shù)功率；以及 根據(jù)所述每一組中各個元素的對數(shù)功率，以得到含有η個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量。
3.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S3進一步包括: 當(dāng)所述平均值向量中的值小于所述噪聲本底的閾值時，將所述平均值向量中的值置為O ;以及 當(dāng)所述平均值向量中的值不小于所述噪聲本底的閾值時，不改變所述平均值向量中的值。
4.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括: 將所述去除噪聲后的數(shù)據(jù)進行循環(huán)平移，以得到新的向量； 對所述新的向量進行處理，以得到所述頻域重心；以及 根據(jù)所述頻域重心進行處理，以得到所述頻域偏移。
5.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述平移量為Ν/2點，其中，N為快速傅里葉變換點數(shù)，為2的正整數(shù)次冪。
6.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述頻域重心通過如下公式得到，所述公式為，
7.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，其特征在于，所述頻域偏移通過如下公式得到，所述公式為，Af= (N+l)/2-f|, 其中，Λ f為頻域偏移，N為快速傅里葉變換點數(shù)，為2的正整數(shù)次冪，f為頻域重心。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計方法，包括以下步驟S1接收時域信號并將時域信號分成n組，并對每個組的時域信號進行N點的快速傅里葉變換以得到n組頻域數(shù)據(jù)，其中，n為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點數(shù)；S2對n組頻域數(shù)據(jù)的每一組頻域數(shù)據(jù)進行處理，以得到含有n個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量；S3設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)噪聲本底的閾值去除含有n個頻域數(shù)據(jù)對數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；S4將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進行循環(huán)平移，并計算頻域重心，以得到頻域偏移。根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，由于不需要添加導(dǎo)頻信號，減少了數(shù)據(jù)處理量和算法復(fù)雜度，并且通過對頻率偏移進行估計，使得在預(yù)定信噪比下，具有很好的估計性能。
文檔編號H04L27/26GK103248591SQ20131020169
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者周春暉, 董元亮, 付延超, 肖立民, 許希斌, 王京 申請人:清華大學(xué)