[发明专利]一种基于CP与CRS联合的小数倍频偏估计方法

说明书

本发明涉及一种基于CP与CRS联合的小数倍频偏估计方法，属于无线通信领域。该方法首先利用基于CP的频偏估计算法进行频偏估计，得到估计结果；然后得到基于PSS的频偏估计算法的频偏估计结果；再利用基于PSS的频偏估计算法的频偏估计结果对基于CP的频偏估计结果进行极性修正；其次利用一个子帧中CRS所在OFDM符号之间的相关性计算频偏；最后利用修正后的频偏估计结果对基于CRS的频偏估计算法的估计结果进行修正得最终频偏。本发明增加了极性判断，通过增加极性修正模块，消除传统联合频偏估计算法中存在极性翻转对频偏估计结果影响；估计范围大、精度高，受噪声多径干扰影响小和不占用额外的频带资源的优点。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种基于CP与CRS联合的小数倍频偏估计方法。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)OFDM作为无线通信中的一种关键技术，具有频谱资源利用率高、抗衰落能力强等优点，但是其明显的缺点是对子载波间的正交性有严格的要求。而载波频率偏移会破坏子载波间的正交性，导致子信道间干扰(Inter-Channel Interference，ICI)，严重降低接收机性能。因此，必须在接收端对频偏进行估计和补偿。

现有的频偏估计方法分为整数倍频偏估计(Integer Frequency Offset，IFO)方法和小数倍频偏估计(Fractional Frequency Offset,FFO)方法。IFO导致接收数据产生循环移位，使得解调数据完全错误；FFO破坏子载波间的正交性，严重影响接收机性能。现有整数倍频偏估计算法研究已经很成熟，但是小数倍频偏估计算法仍然存在估计精度低、估计范围小、频谱资源利用率高的问题，尤其在高速场景下，频偏估计范围、频偏估计精度和频谱资源利用率之间很难取得平衡。小数倍频偏估计方法主要包括基于循环前缀(CyclicPrefix,CP)的频偏估计方法、基于参考信号(Reference Signal，RS)的频偏估计方法、基于训练序列频偏估计算法，或联合以上算法进行频偏估计。

基于小区特定参考信号(Cell-special Reference Signal,CRS)的频偏估计算法，利用子帧中相邻两时隙相同CRS参考信号位置的接收信号的信道响应值之间的相关性计算频偏，估计精度高，但是该频偏估计范围为[-1KHZ,1KHZ]，频偏估计范围小。基于循环前缀(cyclic prefix,CP)的频偏估计算法频偏估计范围为[-7.5KHZ,7.5KHZ]，但是该算法的频偏估计值容易受噪声、多径的影响，估计精度不高，尤其当频频估计值接近频偏估计范围边缘时，容易导致估计频偏估计结果发生极性翻转，从而使最终估计结果发生错误。

传统联合的基于频偏符号判断的频偏估计算法，通过增加了基于CP的频偏估计算法来进行频偏符号的判断，将相位由[-pi，pi]扩大到[-2*pi，2*pi]，从而将频偏估计范围扩大一倍。算法只是利用基于CP的频偏估计算法估计结果定义极性参数，在理论上将基于CRS的频偏估计算法的频偏估计范围扩大到[-2000HZ,2000HZ]。计算简单方便，但也存在以下问题：

1)频偏符号判断的准确性对最后的估计结果至关重要。若判断错误，则结果可能变化2*pi，相差巨大。基于CP的频偏估计算法容易受噪声，多径衰落等的影响，导致当频偏值接近频偏估计范围边缘时，频偏值的正负号容易翻转，导致极性参数判断错误，最后导致错误的估计结果。

2)只能将频偏估计范围扩大到原来的两倍。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于CP与CRS联合的小数倍频偏估计方法，将频偏估计范围由[-1000HZ,1000HZ]扩大到[-7500HZ,7500HZ]；频偏估计精度与基于CRS的频偏估计算法精度相同；不占用额外的频带资源；受噪声和多径等干扰影响小，且消除了传统联合频偏估计算法中的极性翻转。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：