[发明专利]一种低复杂度载波频率偏移校正的方法

权利要求书

1.一种低复杂度载波频率偏移校正的方法，其特征是它包含以下几个步骤：

步骤1：将所有用户的载波频率偏移值记为ε_m，m＝1，2，…M，M表示系统中的用户数，M为自然数。计算载波频率偏移门限值记为ε_T，其中ε_max为|ε_m|，m＝1，2，…M中的最大值，当m＝1，2，…M时，认为第m个用户为大频偏用户；当m＝1，2，…M时，认为第m个用户为小频偏用户。这样，所有用户被分为两组：大频偏用户组Φ_L及小频偏用户组Φ_S，分别记为Φ_L、Φ_S；

步骤2：令循环次数为i，i为非负整数，初始化i＝0。在接收机接收到的频域信号R中，提取大频偏用户组Φ_L的数据。具体提取方法为：将频域信号R表示为R=Σm=1MEcirc(m)V(m)Y+Z=Σml∈ΦLEcirc(ml)V(ml)Y+Σms∈ΦSEcirc(ms)V(ms)Y+Z,]]>其中称为第m个用户的载波频率偏移循环矩阵，可以表示为：

Ecirc(m)=1NE0(ϵm)EN-1(ϵm)...E1(ϵm)E1(ϵm)E0(ϵm)...E2(ϵm)............EN-1(ϵm)EN-2(ϵm)...E0(ϵm),]]>

其中E_k(ε_m)，k＝0，1，…N-1表示n＝0，1，…N-1的N点离散傅里叶变换，N表示系统的子载波数，N为自然数，j表示虚数单位，V(m)称为第m个用户的选择矩阵，V^(m)是一个大小为N×N的对角阵，表示为

其中，

Vk(m)=1,k∈Γm0,k∉Γm,]]>

Γ_m为分配给第m个用户的子载波的集合。于是，并且对于i≠j，给每个用户分配的子载波数为P＝N/M，针对集中的子载波分配方式，将Γ_m定义为：Γ_m＝{(m-1)P+r|r＝0，…，P-1}，针对交织的子载波分配方式，将Γ_m定义为：Γ_m＝{m-1+rM|r＝0，…，P-1}；Y^(m)表示第m个用户接收到的未受载波频率偏移影响的频域信号；Z表示加性高斯白噪声。定义第m个用户的提取矩阵U^(m)为保留选择矩阵V^(m)的所有非零行所得到的矩阵，通过对频域信号R左乘以提取矩阵可以提取出大频偏用户组Φ_L的数据，记为

Ri(ΦL)=U(ΦL)R=U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml)Y(ΦL)+U(ΦL)Σms∈ΦSE(ms)V(ms)Y(ΦS)+Z.]]>由于表达式第一项U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml)Y(ΦL)]]>的值远远大于表达式第二项U(ΦL)Σms∈ΦSE(ms)V(ms)Y(ΦS)]]>的值，因此Ri(ΦL)≈U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml)Y(ΦL)+Z.]]>对的表达式进行一些技巧变换：

Ri(ΦL)=(U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml))(V(ΦL)Y(ΦL))+Z]]>

=(U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml)S(ΦL))(U(ΦL)Y(ΦL))+Z,]]>

其中，S^(m)＝[U^(m)]^T。为了表达方便，令B=U(ΦL)Σml∈ΦLE(ml)V(ml)S(ΦL),]]>T(ΦL)=U(ΦL)Y(ΦL),]]>则Ri(ΦL)=BT(ΦL)+Z;]]>

步骤3：循环次数i＝i+1。当i＝1时，利用步骤2得到的大频偏用户组Φ_L的数据当i＞1时，利用步骤6中得到的大频偏用户组Φ_L的数据使用迫零检测方法对大频偏用户组Φ_L的载波频率偏移进行校正，得到接收机接收到的大频偏用户组Φ_L频域信号的估计值T^(ΦL)=(BHB)-1BHRi-1(ΦL),]]>记为

步骤4：利用步骤3得到的大频偏用户组Φ_L频域信号的估计值计算大频偏用户组Φ_L对小频偏用户组Φ_S的干扰I(ΦL)=Σml∈ΦLE(ml)V(ml)S(ΦL)T^(ΦL),]]>记为从接收机接收到的频域信号R中减去可以得到已经消除部分干扰的小频偏用户组Φ_S的频域信号记为

步骤5：利用步骤4中得到的已经消除部分干扰的小频偏用户组Φ_S的频域信号使用SUD-PIC方法对小频偏用户组Φ_S的载波频率偏移进行校正，得到接收机接收到的小频偏用户组Φ_S频域信号的估计值，记为

步骤6：利用步骤5得到的小频偏用户组Φ_S频域信号的估计值计算小频偏用户组Φ_S对大频偏用户组Φ_L的干扰I(ΦS)=Σml∈ΦSE(ms)V(ms)S(ΦS)T^(ΦS),]]>记为从接收机接收到的频域信号R中减去得到已经消除部分干扰的大频偏用户组Φ_L的频域信号记为

步骤7：重复步骤3至步骤6，直到循环次数i等于系统预先设定的循环次数N_p为止，所述的循环次数N_p是由系统的精度和成本要求决定的；

经过上述操作，就完成了对所有用户的载波频率偏移进行校正的过程。