[发明专利]正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分多路信号，尤其涉及数字音频广播信号，特别是对于正交频分多路信号载波频率偏差的估计与纠正，属于电子通讯技术领域。

背景技术

载波方式传输的信号在传输过程中，不可避免地会出现载波频率偏移。载波频率偏移对信号的正确接收有很大影响，特别是对正交频分多路(OFDM)信号，这种影响尤为严重。由于数字音频广播(DAB)信号属于OFDM信号，因此在处理接收到的DAB信号时，需要估算出载波频率的偏差，并对信号的频率进行校正，从而达到正确接受DAB信号的目的。

传统的对OFDM信号的频偏估算法，可以在时域或频域中进行估计。这种算法是利用OFDM信号的构造进行频偏估计，即利用OFDM信号在时域或频域前后两段信号的相似性而估计载波频率偏差(简称“频偏”)。由于有些OFDM信号的符号延续很长时间，所以当频偏相当大时，不能直接估计出角频率大于2π的情况，这是因为三角函数的周期性造成的。此时，利用这种传统方法将无法正确估计OFDM信号的频偏，从而无法正常地进行信号接受。有些频域的频偏估计算法可以估计出一定范围内的2π整数倍的频偏，但仍然无法对大频偏的情况下的信号进行处理。这将大大降低对复杂信号的处理能力，从而降低相关产品在市场上的竞争能力。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种针对正交频分多路信号载波频率偏差进行估计与纠正的方法，该方法支持对大频偏OFDM信号的估计与纠正，具有准确性、易实现性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其特征在于：根据Δ＝(I+D)*2π，将全频偏Δ分成2π的整数倍和不足2π的一倍两个部分，其小数部分的参数D在时域估计，而整数部分的参数I在频域估计，频偏纠正在时域实行。

本发明的目的还可通过以下技术方案来进一步实现：

上述的正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其中，时域估计采用宽带低通滤波的方法进行，以便同时保证时域频偏估计的参数跟踪速度和稳定性。

更进一步地，上述的正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其中，频域估计采用能量法和/或相关法进行；尤其是，当|I|≤64kHz时，采用相关法进行频域估计，当|I|＞64kHz时，采用能量法进行频域估计。

更进一步地，上述的正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其中，频域估计采用多个步骤进行，每个步骤获得的参数I供时域进行频偏纠正时使用，纠正后的信号经过傅立叶变换之后再进行新的频域估计以确定参数I新的值。起始阶段可以设定参数I的值为0，以后步骤当中根据判断接收到的频谱信号的正确性，而对频域估计的参数I的值进行固定。

再进一步地，上述的正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其中，所述的正交频分多路信号尤其是采用DAB、DVB-T或者DVB-H标准的信号。当所述的正交频分多路信号是DAB信号时，时域估计对DAB信号帧的第1到76符号进行，频域估计对于由PRS序列组成的参照符号进行，并且采用多个步骤进行不断调整以保证估计的准确性，提高方法的适应性，实现对频偏大于64KHz的DAB信号进行正确估计。

本发明提供了一种正交频分多路信号载波频率偏差估计与纠正的方法，其技术效果主要体现在以下几方面：

(1)本发明技术方案通用性强，适用于DAB、DVB-T、DVB-H等多种OFDM信号，针对具体类型的信号，在做频域频偏估计时只需对算法稍加改动即可；

(2)本发明提供的载波中心频率偏差估计在频域做频偏估计时，由于采用了能量法和相关法相结合，克服了仅采用相关法时对频偏估计的局限性。如对DAB信号用相关法做频偏估计时，频偏估计的范围是64KHz，而采用能量法则可突破此限制；

(3)本发明提供的载波中心频率偏差估计在时域做频偏估计时，每帧重新估计后采用一阶宽带低通滤波对D进行光滑处理，既能保证信号处理的平稳性，又能快速跟踪由于移动造成的频偏；

(4)本发明提供的载波中心频率偏差估计在频域做频偏估计时，无论采用能量法还是相关法，都可避免乘法运算，因而能很方便地在集成电路设计中实现。

附图说明

图1：DAB信号的OFDM符号图；

图2：OFDM信号频谱图，其中(a)无频偏、(b)向左偏移中心频率、(c)向右偏移中心频率；

图3：OFDM信号按中心频率表示的频谱图，其中(a)无频偏、(b)向左偏移中心频率、(c)向右偏移中心频率；