基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法及裝置。用于多輸入多輸出MIMO-正交頻分復用OFDM系統(tǒng)的接收同步，該方法包括：接收端對相應的第n個發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及矩陣F的前L列構成的矩陣進行預處理，獲取矩陣P(n)；接收端將接收導頻符號矩陣R(n)和矩陣P(n)分別對應存儲到長度為M的先入先出的滑窗存儲器中；構建M個頻偏矩陣，從滑窗存儲器中獲取接收導頻符號矩陣R(n)和矩陣P(n)，根據(jù)接收導頻符號矩陣R(n)、矩陣P(n)和M個頻偏矩陣計算出似然函數(shù)，將待選頻偏估計值代入似然函數(shù)，獲取使累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估計值為最終的最大似然頻偏估計值。
【專利說明】基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通訊領域，特別是涉及一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法及裝置。
【背景技術】
[0002]對于任何數(shù)字通信系統(tǒng)，同步是數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)那疤岷椭匾ＷC。同步性能的好壞將直接影響整個通信系統(tǒng)的性能。但在無線通信系統(tǒng)中，由于發(fā)送端設備和接收端設備間的頻差，以及用戶端設備移動所帶來的多譜勒頻移等影響，使得載波頻率與本地晶振的頻率之間存在著頻偏。為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，必須對信號的頻偏進行準確估計并加以補償。
[0003]此外第三代合作計劃(3rdGeneration Partnership Project,簡稱為 3GPP)的長期演進(Long Term Evolution,簡稱為LTE)下行采用了頻譜利用率比較高的正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,簡稱為 0FDM)調(diào)制技術,OFDM 符號是由多個子載波信號疊加形成，在接收端利用子載波之間的正交性進行解調(diào)，因而OFDM系統(tǒng)對子載波間的正交性提出了嚴格的要求。在實際傳輸中，由于多普勒頻移和收發(fā)機本地振蕩器之間的不匹配帶來的頻率偏差，會破壞OFDM系統(tǒng)子載波間的正交性，造成子載波間干擾(ICI)0定時偏移則會造成符號間干擾(ISI)，降低循環(huán)前綴(CP)的有效性。因此，同步對于OFDM系統(tǒng)十分重要。
[0004]在現(xiàn)有技術中，OFDM系統(tǒng)中的頻率同步方法大致可以分為兩類，即盲同步算法和基于訓練序列的同步算法?；谟柧毿蛄械耐剿惴ɡ貌迦氲囊阎獙ьl符號來實現(xiàn)同步。盲同步算法主要利用了 OFDM系統(tǒng)所特有的循環(huán)前綴性質(zhì)來完成同步估計。鑒于包括TD-LTE標準等實際通信系統(tǒng)中廣泛采用了各類訓練序列，因此圍繞導頻輔助的頻率同步算法在實際應用中往往更有實際的應用價值。在接收端已知訓練序列的前提條件下，最大似然的頻偏估計往往能獲得更好的頻偏估計性能，并成為了各類研究所關注的重點。圍繞MIM0-0FDM條件下的最大似然頻偏估計方法很多，這些估計方法選擇了基本相同的似然函數(shù)，不同頻偏估計算法的區(qū)別主要體現(xiàn)在如何由給定的似然函數(shù)推導獲得具體的頻偏估計算法。
[0005]綜合分析目前國內(nèi)外圍繞MIM0-0FDM和OFDM系統(tǒng)條件下的頻偏估計或頻偏與信道聯(lián)合估計技術研究的成果，在給定頻偏和信道聯(lián)合似然函數(shù)的基礎上，目前已有大量實際可行的頻偏和信道估計方法可供借鑒，這些頻偏和信道估計算法已經(jīng)從導頻序列設計、OFDM符號特性分析和利用、導頻OFDM符號設計、具體的頻偏估計算法等角度提出了大量可行的解決方案。但與此同時，不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術中的頻偏估計方法的性能還比較低，因此，急需一種滿足TD-LTE系統(tǒng)要求的高性能頻偏估計技術解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供了一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術中偏頻估計性能低的問題。
[0007]本發(fā)明提供一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法，用于多輸入多輸出MMO-正交頻分復用OFDM系統(tǒng)的接收同步，包括:接收端對相應的第η個頻域發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及矩陣F的前L列構成的矩陣#進行預處理，獲取矩陣P(n);接收端將接收導頻符號矩陣1^)和矩陣Ρω分別存儲到長度為M的先入先出的滑窗存儲器中；構建M個頻偏矩陣，從滑窗存儲器中獲取接收導頻符號矩陣1^)和矩陣Ρ(η)，根據(jù)接收導頻符號矩陣R(n)、矩陣Ρω和M個頻偏矩陣計算出似然函數(shù)，將待選頻偏估計值代入似然函數(shù)，獲取使累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估計值為最終最大似然頻偏估計值。
[0008]優(yōu)選地，接收端對相應的發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及矩陣F的前L列構成的矩陣翁進行預處理，獲取矩陣Ρω具體包括:
[0009]接收端根據(jù)公式1，對相應的發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及矩陣F的前L列構成的矩陣訪進行預處理，獲取矩陣P(n)；
[0010]
【權利要求】
1.一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計方法，用于多輸入多輸出MMO-正交頻分復用OFDM系統(tǒng)的接收同步，其特征在于，包括: 接收端對相應的第η個發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及所述矩陣F的前L列構成的矩陣#進行預處理，獲取矩陣P(n)； 接收端將接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω分別存儲到長度為M的先入先出的滑窗存儲器中； 構建M個頻偏矩陣，從所述滑窗存儲器中獲取所述接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣P(n)，根據(jù)所述接收導頻符號矩陣#)、所述矩陣Ρω和所述M個頻偏矩陣計算出似然函數(shù)，將待選頻偏估計值代入所述似然函數(shù)，獲取使累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估計值為最終最大似然頻偏估計值。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，接收端對相應的發(fā)送導頻符號矩陣0(11)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及所述矩陣F的前L列構成的矩陣訪進行預處理，獲取矩陣Ρ(η)具體包括: 所述接收端根據(jù)公式1，對相應的發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及所述矩陣F的前L列構成的矩陣訪進行預處理，獲取矩陣P(n)；
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，接收端將接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣P(n)分別存儲到長度為M的先入先出的滑窗存儲器中具體包括: 接收端將接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω分別存儲到長度為M的先入先出的滑
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，構建M個頻偏矩陣具體包括: 根據(jù)公式2構建M個頻偏矩陣；
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，從所述滑窗存儲器中獲取所述接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω，根據(jù)所述接收導頻符號矩陣R(n)、所述矩陣Ρω和所述M個頻偏矩陣計算出似然函數(shù)，將待選頻偏估計值代入所述似然函數(shù)具體包括: 從所述滑窗存儲器中獲取所述接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω，根據(jù)所述接收導頻符號矩陣R(n)、所述矩陣Ρω和所述M個頻偏矩陣，并根據(jù)公式3計算出似然函數(shù)；
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取使累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估計值為最終最大似然頻偏估計值具體包括: 采用分步搜索的方法，根據(jù)公式4計算使以下累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估值，并將所述最小的頻偏估值作為最終最大似然頻偏估計值 公
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述分步搜索的方法具體包括: 步驟1，假設初始頻偏范圍為
8.一種基于聯(lián)合導頻的最大似然頻偏估計裝置，用于多輸入多輸出MMO-正交頻分復用OFDM系統(tǒng)的接收同步，其特征在于，包括: 預處理模塊，用于對相應的第η個發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及所述矩陣F的前L列構成的矩陣訪進行預處理，獲取矩陣P(n)； 存儲模塊，用于將接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω分別存儲到長度為M的先入先出的滑窗存儲器中； 頻偏估計模塊，用于構建M個頻偏矩陣，從所述滑窗存儲器中獲取所述接收導頻符號矩陣R(n)和所述矩陣Ρω，根據(jù)所述接收導頻符號矩陣R(n)、所述矩陣Ρω和所述M個頻偏矩陣計算出似然函數(shù)，將待選頻偏估計值代入所述似然函數(shù)，獲取使累加似然函數(shù)取值最小的頻偏估計值為最終最大似然頻偏估計值。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述預處理模塊具體用于:根據(jù)公式1，對相應的發(fā)送導頻符號矩陣D(n)、離散傅立葉變換DFT矩陣F、以及所述矩陣F的前L列構成的矩陣#進行預處理，獲取矩陣P(n)；
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述頻偏估計模塊具體包括: 設置子模塊，用于假設初始頻偏范圍為(_ε_，emJ ； 計算子模塊，用于在每次搜索時均將頻偏搜索范圍均分為P個區(qū)間，然后依次計算比較似然函數(shù)
【文檔編號】H04L27/26GK103873411SQ201210538656
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權日:2012年12月13日
【發(fā)明者】江海, 李斌, 陳慶春, 喬靜, 何志謙, 王宏宇, 丁遠晴 申請人:中興通訊股份有限公司