一種ofdm系統中的頻偏補償方法
2023-05-29 02:32:06 3
專利名稱：一種ofdm系統中的頻偏補償方法
技術領域：
本發明涉及通信系統中的頻偏補償技術，特別涉及一種OFDM系統中的頻偏補償方法。
背景技術：
在OFDM移動通信系統中，終端與本小區基站之間的同步非常重要。由於終端的晶振和基站晶振的差異，終端和基站之間往往存在著頻偏，如果不進行頻偏準確校正，將會極大的影響OFDM系統的解調性能。
目前，OFDM系統終端進行頻偏校正的主要步驟包括
1、根據基站發送的同步信號計算出當前終端的頻偏。
2、根據步驟I的結果，逐點對上行和下行的 時域數據進行補償。
現有技術方案中,在通過步驟I計算出頻偏(記為cfo_est)以後,在步驟2中需要對接收數據進行補償，具體在每個採樣點上乘以相應的頻偏因子從而實現頻偏校正。其中cfo_index為數據的序號，Nsc為FFT的點數。
在上述步驟2進行補償計算頻偏因子時，因為其中含有指數計算，如果每個點都計算指數的話，計算量很大，需要消耗大量的時間和資源。發明內容
本發明提供了一種OFDM系統中的頻偏補償方法，能夠大大降低頻偏補償的計算量。
為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案
一種OFDM系統中的頻偏補償方法，包括
根據基站發送的同步信號計算頻偏cfo_est ；
將接收數據分段，對於每一段內的接收數據，執行如下操作
根據所述頻偏Cfo_eSt計算該段內第一個接收數據的頻偏因子，並對所述第一個接收數據進行頻偏補償；
對於該段內除第一個接收數據之外的其他任一接收數據,將其前一個接收數據的頻偏因子乘以作為所述任一接收數據的頻偏因子，並利用該頻偏因子對所述任一接收數據進行頻偏補償；其中，Nsc為當前系統中FFT的點數。
較佳地，所述將接收數據分段為將每16個接收數據分為一段。
較佳地，所述計算每一段內第一個接收數據的頻偏因子為em—-—x__est/Nsc；， 其中，cfo_index為所述第一個接收數據在所有接收數據的序號。
較佳地，計算e-PM。—inde#。—est/Ns。的方式為計算 Cf0_index*cf0_est/Nsc，取計算結果的小數部分與2 π相乘，並根據四個象限的三角函數關係，將相乘結果映射成區間 [O, π/4]內的角X，利用所述角X的正餘弦值計算e_j2-f°-—t/N'
較佳地，計算@『的方式為計算Cfo_eSt/NSC，取計算結果的小數部分與2π相乘，並根據四個象限的三角函數關係，將相乘結果映射成區間[O，π/4]內的角y， 利用所述角y的正餘弦值計算e-J·2—'
較佳地，在計算所述正餘弦值時，通過級數展開的方式計算。
由上述技術方案可見，本發明中，首先根據同步信號計算頻偏；然後，將接收數據分段，計算每個段內第一個接收數據的頻偏因子，對於每個段內的其他接收數據，將其前一個接收數據的頻偏因子乘以ei_2-f」st/Nsc；作為該接收數據的頻偏因子；利用計算得到的頻偏因子對接收數據進行頻偏補償。通過上述方式，在計算頻偏因子時，僅需要對每段內的第一個接收數據的頻偏因子採用指數計算，後面的頻偏因子採用累乘的方式計算，極大簡化了的頻偏補償的計算，降低了計算量，節省了大量資源。
圖1為內存中接收數據保存的示意圖2為本發明中頻偏補償方法的具體流程圖3為本發明實施例中的方法流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術手段和優點更加清楚明白，以下結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
本發明的基本思想是通過逐個累乘的方式替代頻偏因子計算中的指數計算，從而降低計算量。
頻偏校正之前數據已經接收完畢，其在內存中的位置如圖1所示。根據同步信號， 已經計算出當前的頻偏值。接下來需要對內存中的數據乘以對應的頻偏因子，達到頻偏補償的目的。
考慮到cf0_index為連續的整數，將點數據進行分段，對於每一段，只計算第一個點的頻偏因子e_P_—i——的值，對剩餘的點數據，採用逐個累乘delta = 。-6St/NSC的方式求出相對應的em__ind-C^St/NSC；結果。顯然，累乘的值只需要在頻偏估計更新時，計算一次即可。
具體本發明中的頻偏估計方法如圖2所示，由圖2可見，該方法包括
步驟201,根據基站發送的同步信號計算頻偏cfo_est。
步驟202，將接收數據進行分段。
具體每個段內包括的接收數據量可以根據實際情況確定。
這裡給出一種優選的分段方式為每段內包括16個點的接收數據。採用16點作為分段的每段長度，是因為根據仿真驗證，此時的頻偏補償因子的計算結果的誤差在可以接受範圍內，且計算複雜度的減小明顯，達到系統要求。
對於每個段內接收數據的頻偏補償，操作均相同，下面以其中一段為例進行描述。
步驟203，根據頻偏cfo_eSt計算段內第一個接收數據的頻偏因子，並對第一個接收數據進行頻偏補償。
對於段內第一個接收數據的頻偏因子，可以按照現有的方式計算，即 —-est/N'其中，cfo_index為段內第一個接收數據在所有接收數據的序號。
在計算em%。—時，可以採用
的周期性簡化。具體計算時，可以首先計算(cfo_index*cfo_est/Nsc),然後取其小數部分和2 JI相乘，這樣得到的結果是
區間內的角度。然後可以通過各象限三角函數關係找到一個位於
區間內的角X，使得可以由角X的正餘弦值轉化得到。轉化關係如表I所示。
權利要求
1.一種OFDM系統中的頻偏補償方法，其特徵在於，該方法包括 根據基站發送的同步信號計算頻偏cfo_est ； 將接收數據分段，對於每一段內的接收數據，執行如下操作 根據所述頻偏cf0_est計算該段內第一個接收數據的頻偏因子，並對所述第一個接收數據進行頻偏補償； 對於該段內除第一個接收數據之外的其他任一接收數據，將其前一個接收數據的頻偏因子乘以ei_2wf°，t/Ns%作為所述任一接收數據的頻偏因子，並利用該頻偏因子對所述任一接收數據進行頻偏補償；其中，Nsc為當前系統中FFT的點數。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將接收數據分段為將每16個接收數據分為一段。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述計算每一段內第一個接收數據的頻偏因子為ei_2-f(U—其中，Cfojndex為所述第一個接收數據在所有接收數據的序號。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，計算彳―的方式為計算cfo_index*cfo_est/Nsc,取計算結果的小數部分與2 π相乘，並根據四個象限的三角函數關係，將相乘結果映射成區間
內的角X，利用所述角X的正餘弦值計算index氺cfo_est/Nsc
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，計算的方式為計算cfo_est/Nsc，取計算結果的小數部分與2π相乘，並根據四個象限的三角函數關係，將相乘結果映射成區間
內的角y，利用所述角y的正餘弦值計算。
6.根據權利要求4或5所述的方法，在計算所述正餘弦值時，通過級數展開的方式計算。
全文摘要
本發明提供了一種OFDM系統中的頻偏補償方法，包括根據基站發送的同步信號計算頻偏cfo_est；將接收數據分段，對於每一段內的接收數據，執行如下操作根據所述頻偏cfo_est計算該段內第一個接收數據的頻偏因子，並對所述第一個接收數據進行頻偏補償；對於該段內除第一個接收數據之外的其他任一接收數據，將其前一個接收數據的頻偏因子乘以e-j2π*cfo_est/Nsc，作為所述任一接收數據的頻偏因子，並利用該頻偏因子對所述任一接收數據進行頻偏補償；其中，Nsc為當前系統中FFT的點數。應用本發明，能夠大大降低頻偏補償的計算量。
文檔編號H04L25/02GK103023845SQ20111028364
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者張凱, 張瑞, 杜顯豐, 唐愛華, 陶雄強, 邢益海, 閆淑輝, 劉建明, 李祥珍, 胡煒, 徐宏, 祝鋒, 鄧曉暉 申請人:普天信息技術研究院有限公司