[发明专利]一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法

权利要求书

1.一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法，其特征在于：脉冲时域导频经过快变信道得到正交频分复用系统的时域信号，对不同子块、同一位置的时域信号做自相关运算，得到自相关运算式；在满足信道为Jake信道，噪声是高斯白噪声的条件下，初步得到一个载波频偏的估计量；不相邻的子块，分开的距离对同一路径信道之间相关性的影响不同，算法只使用导频块前后相邻的自相关量做相关运算；当最大延迟数目是已知时，可得到改进后快变信道下的正交频分复用系统载波频偏的估计量。

2.如权利要求1所述的一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法，其特征在于脉冲时域导频经过快变信道得到正交频分复用系统的时域信号，对不同子块、同一位置的时域信号做自相关运算，得到自相关运算式，得到运算式的过程如下，首先考虑一个带长零脉冲时域导频：

         (1)

其中，M是子导频块长度，N是整个时域导频长度，故有个子导频块，T为矩阵转置符号，在经过快变信道后，接收到的正交频分复用系统时域信号(去除循环前缀CP后)的表达式为：

     (2)

其中： ，，为归一化的载波频偏，为第条路径在时刻的冲激响应，为最大归一化的信道延迟，为加性高斯白噪声，记第个子块中第m个数据接收数据为，那么(2)式可表达为：

          (3)

将信道表述成一个3阶复指数序列的叠加：

                  (4)

其中，。

3.在CFO得到很好补偿的情况下，对于特定位置的接收信号有：

                   (5)

其中是经过预补偿后的接收信号， 为加权因子，那么通过最大似然可以得到CFO的估计量为：

                         (6)

其中：

                                 (7)

                    (8)

其中，M是子导频块长度，表示第m个子块中第i个接受数据，将不同子块中，同一位置的接收信号做自相关运算有：

    (9)

如权利要求1或2所述的一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法，其特征在于在满足信道为Jake信道，噪声是高斯白噪声的条件下，初步得到一个载波频偏的估计量，得到估计量的过程如下，对于Jake信道而言有：

                (10)

其中，为第一类零阶贝瑟尔函数, 是第径信道的功率值，为采样间隔，为最大多普勒频率，为归一化多普勒频率，又假设噪声是高斯白噪声且与快变信道不相关：

                  (11)

                          (12)

其中，为白噪声功率，化简式(9)将 (9)~ (11)带入(8)可得：

(13)

由于(12)式中贝瑟尔函数是个实值可以消掉，那么可得到一个载波频偏的估计量： 

        (14)

其中表示虚部，表示实部，E（）为求期望运算，r(p,m) 第p个子块中第m个数据接收数据，为第q个子块中第m个数据接收数据。

4.如权利要求1或2所述的一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法，其特征在于不同子块上的同一位置的信号之间都会满足式(14)的约束，由于一个正交频分复用系统导频块的长度有限，对于不相邻的子块而言，分开的距离越远，同一路径的信道之间的相关性越低，其中J为第一类贝瑟尔函数，从相关运算中恢复出载波频偏的可能性会降低，所以算法只使用前后相邻的相关量来估计载波频偏，其中E（）为求期望运算，r(p,m) 第p个子块中第m个数据接收数据，为第p+1个子块中第m个数据接收数据的共轭。

5.如权利要求1或2所述的一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法，其特征在于在接收的子导频块中部分只存在着噪声干扰，如果最大延迟数目L是已知的，这一部分就不必进入计算，令q=p-1，得到改进后的快变信道下的正交频分复用系统载波频偏的估计量为：

                          (15)

其中： 

                   (16)

M是子导频块长度，P为导频块总数， 为第p-1个子块中第m个数据接收数据的共轭,为正切函数的倒数，和分别为的虚部和实部。