專利名稱：Ofdm系統(tǒng)中存在i/q不平衡時(shí)的盲載波頻率偏移估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及OFDM系統(tǒng)的盲載波頻率偏移估計(jì)方法，特別是一種I/Q不平衡時(shí)OFDM系統(tǒng)的盲載波頻率偏移估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
OFDM (正交頻分復(fù)用)由于頻率利用率高，已經(jīng)成為無(wú)線通信中最受歡迎的技術(shù)之一。但是在實(shí)際通信系統(tǒng)中，OFDM很容易受到一些非理想因素的影響。例如，發(fā)射器和接收器之間的載波頻率偏移(CFO)和I/Q不平衡等。子載波之間的正交性是OFDM系統(tǒng)高頻譜效率的基礎(chǔ)，CFO會(huì)破壞子載波之間的正交性，因此對(duì)CFO的估計(jì)是OFDM系統(tǒng)的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前，OFDM系統(tǒng)中CFO的估計(jì)已有一些具有代表性的結(jié)果。其中，文獻(xiàn)4 [P. H. Moose, A technique for orthogonal frequencydivision multiplexing frequency offset correction,IEEE Trans. Commun. 42(10)(1994)2908 - 2914.]提出了基于兩個(gè)相同訓(xùn)練符號(hào)的CFO估計(jì)。在AWGN信道中，該方法是對(duì)OFDM系統(tǒng)CFO的最大似然估計(jì)，但在多徑色散信道中它的性能產(chǎn)生惡化。Schmiddle和Cox文獻(xiàn)6 [Τ· M. Schmidle, D. C. Cox, Robust frequency and timing synchronization forOFDM, IEEE T rans. Commun. 45(12) (1997) 1613 - 1621]在研究多徑色散信道中基于訓(xùn)練序列的CFO估計(jì)時(shí)所得的全部結(jié)果沒有考慮I/Q不平衡的影響。在文獻(xiàn)3 [M.1namori, A. M. Bostamam, Y. Sanada, H. Minami, Frequency offsetestimation scheme in the presence of time-varying DC offset and IQ imbalancefor OFDM direct conversion receivers, in:18th International Symposium onPersonal, Indoor and Mobile Radio Commu-nications(PIMRCj 07), Athens, Greece, 3 -7September2007, pp.1 - 5.]中通過標(biāo)準(zhǔn)或特殊設(shè)計(jì)的訓(xùn)練序列或?qū)ьl解決I/Q不平衡條件下的CFO估計(jì)問題。但是眾所周知，訓(xùn)練序列或者導(dǎo)頻都會(huì)占用載荷帶寬。在文獻(xiàn)9[F.Horlin, A. Bourdoux, L. Van der Perre, Low-complexity EM based joint acquisition ofthe carrier frequency offset and IQ imbalance, IEEE Trans. Wireless Commun. 7 (6)(2008) 2212 - 2220.]中采用EM算法來對(duì)CFO和I/Q不平衡進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，但EM算法里的迭代可能需要相當(dāng)大的計(jì)算量。有些文章也討論了 I/Q不平衡的影響，但是它著眼于補(bǔ)償對(duì)解調(diào)的影響，而不是CFO的估計(jì)。在沒有使用訓(xùn)練序列的情況下，文獻(xiàn)8[H. Liu, U. Tureli, A high-efficiencycarrier estimator for OFDM communications, IEEE Commun. Lett.2(1998) 104 - 106.]提出了一個(gè)盲CFO估計(jì)算法。它占用資源小，算法性能好，計(jì)算成本低，因此被廣泛接受為CFO估計(jì)算法的標(biāo)桿。但是其沒有考慮I/Q不平衡的影響。在I/Q不平衡的情況下，估計(jì)性能將惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決I/Q不平衡和CFO對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)子載波之間的正交性，提出了一種OFDM系統(tǒng)中的盲CFO估計(jì)方法，該方法的核心思想是充分利用I/Q不平衡引起的鏡像譜，實(shí)現(xiàn)了無(wú)訓(xùn)練序列的盲CFO估計(jì)。本發(fā)明在數(shù)學(xué)模型的建立中引入了接收矢量樣本以及其共軛形式，并在盲估計(jì)方法的基礎(chǔ)上建立，利用位移頻率與CFO相等時(shí)兩個(gè)內(nèi)積的比值接近一個(gè)常數(shù)，提出了具體的估計(jì)方法。OFDM系統(tǒng)中存在I/Q不平衡時(shí)的盲載波頻率偏移估計(jì)方法，其特征在于，所述方法具體如下1.1建立數(shù)學(xué)模型OFDM系統(tǒng)具有BHz的帶寬，接收器接收到的信號(hào)先用頻率為N*BHz的采樣信號(hào)采樣#是帶寬內(nèi)的子載波即實(shí)子載波和虛子載波的總數(shù)量；f。和f。分別表示載波頻率和CFO的頻率，然后在此所示序列的循環(huán)前綴(CP)部分將被刪除；當(dāng)有I/Q不平衡時(shí)，接收矢量樣本可表示為r=x+w, (I)x=sa +s*^*, (2)其中r=[r0,——,Tn^1Jt, (3)S= [s0, ...,Sn^1It, (4)w= [w0,——,Wn^1Jt, (5)r代表在OFDM符號(hào)內(nèi)的接收樣本矢量，rn(n=0，. . .，N_l)表示這個(gè)矢量中的第η個(gè)采樣；類似地s和w分別表示r的無(wú)噪聲和相應(yīng)的噪聲矢量;s是由發(fā)射器和傳輸信道發(fā)送的原始符號(hào)確定；如下面方程所示
權(quán)利要求
1. OFDM系統(tǒng)中存在I/Q不平衡時(shí)的盲載波頻率偏移估計(jì)方法，其特征在于，所述方法具體如下1.1建立數(shù)學(xué)模型OFDM系統(tǒng)具有BHz的帶寬，接收器接收到的信號(hào)先用頻率為N*BHz的采樣信號(hào)采樣；N 是帶寬內(nèi)的子載波即實(shí)子載波和虛子載波的總數(shù)量；f。和f。分別表示載波頻率和CFO的頻率，然后在此所示序列的循環(huán)前綴(CP)部分將被刪除；當(dāng)有I/Q不平衡時(shí)，接收矢量樣本可表示為 r=x+w, (I)
全文摘要
本發(fā)明提出的是I/Q不平衡OFDM系統(tǒng)中的盲載波頻率偏移估計(jì)方法。充分利用I/Q不平衡引起的鏡像譜，提出了一種無(wú)訓(xùn)練序列的盲CFO估計(jì)方法，此方法對(duì)存在I/Q不平衡的OFDM系統(tǒng)不敏感。該方法共包括2個(gè)步驟1)建立數(shù)學(xué)模型；2)提出對(duì)CFO的估計(jì)方法；其中數(shù)學(xué)模型的建立中引入了接收矢量樣本以及其共軛形式，并在盲估計(jì)方法的基礎(chǔ)上建立；利用位移頻率與CFO相等時(shí)兩個(gè)內(nèi)積的比值接近一個(gè)常數(shù)，提出了具體的估計(jì)方法。通過仿真發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法其性能優(yōu)于其它的估計(jì)方法。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103051584SQ20131001839
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者劉濤, 李曉飛 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)