一種基于差分相位的頻偏估計方法及裝置的制造方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及通信領域，特別是涉及一種MM0-0FDM通信系統(tǒng)接收同步中基于差分相位的頻偏估計方法及裝置。【
背景技術：
】[0002]對于任何數字通信系統(tǒng)，同步是數據可靠傳輸的前提和重要保證。同步性能的好壞將直接影響整個通信系統(tǒng)的性能。但在無線通信系統(tǒng)中，由于發(fā)送端設備和接收端設備間的頻差，以及用戶端設備移動所帶來的多譜勒頻移等影響，使得載波頻率與本地晶振的頻率之間存在著頻偏。為了保證數據的可靠傳輸，必須對信號的頻偏進行準確估計并加以補償。此外3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃)LTE((LongTermEvolution,長期演進)下行采用了頻譜利用率比較高的0FDM(0rthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交頻分復用技術）調制技術，OFDM符號是由多個子載波信號疊加形成，在接收端利用子載波之間的正交性進行解調，因而0FDM系統(tǒng)對子載波間的正交性提出了嚴格的要求。在實際傳輸中，由于多普勒頻移和收發(fā)機本地振蕩器之間的不匹配帶來的頻率偏差，會破壞0FDM系統(tǒng)子載波間的正交性，造成子載波間干擾（ICI)。定時偏移則會造成符號間干擾（ISI)，降低循環(huán)前綴（CP)的有效性。因此，同步對于0FDM系統(tǒng)十分重要。圍繞MIM0(多輸入多輸出）-0FDM或0FDM條件下的頻偏估計技術，國內外展開了大量研究工作，并已經取得了很多研究成果，有大量可以采用的實用算法，這些研究成果成為了提升和改進頻偏估計性能的重要保障。[0003]0FDM系統(tǒng)中的頻率同步方法大致可以分為盲同步算法和基于訓練序列的同步算法兩類。盲同步算法主要利用了0FDM系統(tǒng)所特有的循環(huán)前綴性質來完成同步估計。J.-J.vandeBeek,M.Sandell,M.Isaksson等人在文獻"MLestimationofTimeandFrequencyOffsetinOFDMSystems，，'IEEETrans.Commun.，vol.43,pp.761-766,Augustl997中提出了一種基于循環(huán)前綴的最大似然同步算法，該算法可以聯合估計出定時偏移和載波頻率偏移。RonghongMo和YongHuatChew在文獻"ANewBlindJointTimingandFrequencyOffsetEstimatorforOFDMSystemsOverMultipathFadingChannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.，vol.57,no.5,pp.2947-2957,September2008中提出了一種多徑衰落信道下聯合估計定時偏移和載波頻率偏移的盲同步方法，該算法將接收到的時域0FDM采樣點分成樣點互不相關的幾個子集，該同步器的優(yōu)點是在高SNR(信噪比）情況下有比較好的性能，但其缺點在于其在低SNR情況下性能不佳。WenLongChin和SauGeeChen在文獻"ABlindSynchronizerForOFDMSystemsBasedonSINRMaximizationinMultipathFadingchannels,，'IEEETrans.Veh.Technol.,vol.58,no.2,pp.625-635,February2009中提出了一種基于信干擾比（SINR)最大化的盲同步算法，同步誤差引入了ISI和ICI造成系統(tǒng)損失的同時，接收數據的SINR也隨之下降，該算法利用這一特性，通過最大化SINR度量函數估計定時偏差和載波頻率偏差，仿真證明該算法較之傳統(tǒng)的同步算法有著較好的性能，但該算法的缺點是其算法的實現復雜度較高。[0004]與盲同步算法不同的是，基于訓練序列的同步算法需要利用插入的已知導頻符號來實現同步。T.M.Schmidl和Donald.C.Cox在文獻"RobustFrequencyandTimingSynchronizationforOFDM,，'IEEETrans.Commun.,vol.45,no.12,pp.1613-1621,Decemberl997中提出了利用第一個訓練符號實現定時同步和小數倍頻率偏移估計，利用前后兩個訓練序列的差分關系實現整數倍頻率偏移估計。但該算法存在定時平臺問題，影響了同步性能。P.H.Moose在文獻"Atechniquefororthogonalfrequencydivisionmultiplexingfrequencyoffsetcorrection,，'IEEETrans.Commun.,vol.42,pp.2908-2914,0ctoberl994中提出發(fā)送兩個相同的OFDM符號來簡化頻偏估計，但其頻偏估計范圍比較小，此外由于頻偏估計是在頻域完成，所以需要FFT(FastFourierTransformation,快速傅氏變換）變換實現在頻域估計，所以算法的實現復雜度較高。[0005]鑒于包括LTE標準等實際通信系統(tǒng)中廣泛采用了各類訓練序列，因此圍繞導頻輔助的頻率同步算法在實際應用中往往更有實際的應用價值。在接收端已知訓練序列的前提條件下，最大似然的頻偏估計往往能獲得更好的頻偏估計性能，并成為了各類研究所關注的重點。WuYan,SamirAttallah和J.W.M.Bergmans在文獻"EfficientTrainingSequenceforJointCarrierFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIM0-0FDMSystems,"ProcofIEEEICC2007中給出了一類基于可調正交訓練序列的MIM0-0FDM系統(tǒng)頻偏估計技術方案。該頻偏估計算法的最大優(yōu)點是充分利用NaokiSuhiro和MitsutoshiHatori在文獻"ModulatableOrthogonalSequencesandTheirApplicationtoSSAMSystems,，'IEEETrans.InformationTheory,vol.34,no.1,pp.93-100,January1988中所提出的可調正交序列的正交特性，通過在時域插入兩組相同的訓練序列，將最大似然頻偏估計問題簡化為接收到的相鄰兩組導頻符號的相關運算問題，具有計算簡單、頻偏估計性能優(yōu)異、時域訓練符號PAPR(PeaktoAveragePowerRatio,峰值平均功率比）為常數等優(yōu)點。但該算法的缺點是為了同時估計信道，需要增加訓練序列長度。設發(fā)送天線數為Nt，信道路徑數為L，系統(tǒng)所需要的訓練序列長度為Nt?L，此外，系統(tǒng)假設在時域插入導頻，這與LTE標準所假定的頻域插入導頻不一致。[0006]為了有效支持MM0-0FDM或0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏和信道的聯合估計，TaoCui和ChinthaTellambura在文獻JointFrequencyOffsetandChannelEstimationforOFDMSystemsUsingPilotSymbolsandVirtualCarriers,IEEETrans.WirelessCommun.，Vol.6,No.4,2007中提出了基于導頻和虛擬子載波的判決輔助(Decision-Directed)頻偏、信道和數據符號的聯合迭代估計與檢測算法。S.Salari，M.Ardebilipour和M.Ahmadian在文獻Jointmaximum-likelihoodfrequencyoffsetandchannelestimationformultiple-inputmultiple-output-orthogonfrequencydivisionmultiplexingsystems，IETCommun.,2008,vol.2,No.8,pp.1069-1076中提出了基于EM(Expectation-maximizationalgorithm,最大期望算法）的頻偏和信道聯合估計方法，在信道和頻偏聯合似然函數的基礎上，通過E步驟更新信道估計，通過M步驟更新頻偏估計。盡管迭代的頻偏和信道聯合估計算法為MIM0-0FDM系統(tǒng)條件下的聯合頻偏和信道估計提供了一種有效的方法，但迭代計算結構所涉及到的迭代計算復雜度還是在相當程度上影響到同步算法的計算效率。為了避免迭代計算所引入的計算復雜度，Yao-JenLiang和Jin-FuChang在文獻Non-iterativeJointFrequencyOffsetandChannelEstimationforMIMOOFDMSystemsUsingCascadedOrthogonalPilots,IEEETrans.VehTechn.,vol.59,no.8,Oct.2010中給出了一類適用于MMO-OFDM系統(tǒng)基于級聯正交導頻序列的非迭代頻偏和信道聯合估計技術方案，通過充分利用訓練序列的"級聯正交"性質，簡化MIM0-0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏估計和信道估計。[0007]圍繞MIM0-0FDM系統(tǒng)或0FDM系統(tǒng)條件下頻偏估計或頻偏與信道聯合估計，國內外也有不少發(fā)明專利成果。綜合分析目前國內外圍繞MM0-0FDM和0FDM系統(tǒng)條件下的頻偏估計或頻偏與信道聯合估計技術研究的成果，在給定頻偏和信道聯合似然函數的基礎上，目前已有大量實際可行的頻偏和信道估計方法可供借鑒，這些頻偏和信道估計算法已經從導頻序列設計、0FDM符號特性分析和利用、導頻0FDM符號設計、具體的頻偏估計算法等角度提出了大量可行的解決方案。由于頻偏與相鄰導頻符號相位之間所存在的內在關系，已有不少專利給出了有效的基于差分相位的頻偏估計技術和方法。但仔細分析這些相關技術，我們也不難發(fā)現，圍繞MMO-OFDM系統(tǒng)還很少有基于差分相位的最大似然頻偏估計方法，特別是圍繞類似于LTE標準等通信系統(tǒng)特定的導頻格式條件下基于差分相位的最大似然頻偏估計方法幾乎沒有?！?br/>發(fā)明內容】[0008]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于差分相位的頻偏估計方法及裝置，以實現基于差分相位的最大似然頻偏估計。[0009]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于差分相位的頻偏估計方法，包括：[0010]接收到導頻符號時，更新接收導頻數據緩存；[0011]從所述接收導頻數據緩存中提取當前接收的導頻符號，確定初始頻偏估計，根據所述初始頻偏估計確定相位差值；[0012]對所述接收導頻數據緩存中所存儲的相鄰兩個導頻符當前第1頁1 2 3 4 5