據（2)式可知，采樣頻偏主要是由I部分的相位偏差和W 2部分ICI抖動引起。補償分三 步進tx :
[0063](1)根據估計出的采樣頻偏A/得到當前符號的樣值定時偏差G'，
[0064] <7 =[(八，+L)(w-1) +L]*A/. (Q)
[0065] 采用傳統的頻域補償方法對接收后的解調信號R = {Xl，x2, . . .，xj進行相位補 償，實際信號的第一項Wi補償結果為：
[0069] 即為圖1中的補償偏差相角。當頻偏A f?估計完全精準時，a = 〇;當Af?和G的 絕對偏差越來越大，a就越大，即代表1估計偏差越大。
[0070] 相位補償后再進行星座判決得到初次補償的接收信號R2 = {xi，X2? ? Xn }〇
[0071] (2)計算各子載波受到的ICI影響Qk，
[0072]
[0073] 再將接收后解調信號R2減去各個子載波的ICI影響Qk，即削弱接收信號中的 ICI干擾。然后得到修正的接收后解調信號再 對R。進行頻域補償，進行相位補償，接著進行星座判決得到校正后的補償信號1? 3 = {xi，X2 j . . . j Xn }〇
[0074] (3)當修正補償起作用時，補償后的信號相對初次補償結果的誤碼率會更低，再將 的結果作為補償結果放入步驟（2)中再計算ICI，然后相位補償可以得到更精確的補償結 果。這樣循環迭代5次（仿真表明5次循環迭代補償后解調趨于穩定），將最后一次校正后 的補償結果作為最終的解調信號艮。
[0075] 圖2是新補償方法有效的情況：當％部分的估計偏差較小，即經過相位補償之后 Wi的初次補償偏差角a較小，星座點也只是在星座點正確判決區域內抖動，此時，通過新補 償方法將ICI引起的抖動通過循環迭代不斷削弱，可使補償后的星座點不誤碼。但若經過 相位補償之后的初次補償偏差角a已經較大，導致星座點是在正確判決區域邊界或者遠離 邊界的位置抖動，則即使削弱ICI的抖動也無法使該星座點得到正確判決。
[0076] 新補償方法只能校正主要是由于ICI抖動引起的補償誤碼，而無法改變主要是由 于的初次補償偏差引起的補償誤碼，這就要求當的估計精度一定的情況下，需要滿足兩個 條件才能使新方法有效：1)G絕對值不能太大，本方法仿真試驗中G < 0. 5(由（12)式知G 越大則補償偏差越大）；2)信道噪聲不能太大（SNR多40dB)，否則星座點的抖動可能主要 是由于信道噪聲引起，而不是ICI引起的。
[0077] 下面仿真不同G和情況下，新補償方法與傳統頻域補償方法的性能情況，用補償 后接收信號的誤碼率SER來衡量方法性能的好壞。
[0078] 仿真條件：采樣頻偏估計精度1%，8卩，1024QAM，2048子載波，NG-DSL取70米線 長，信道信噪比為43dB。
[0079]首先觀察這圖3、圖4、圖5反映的總體情況：新方法由于在補償過程中有削弱ICI 抖動的影響，所以補償效果相較傳統方法要好，特別是當G取較小值時，補償效果甚至要好 幾個數量級。如圖3所示，當G = 0. 2, = lOppm時，傳統方法補償后的誤碼率為8. 36e-2， 而新方法將補償誤碼率降到了 1.4648e-6。
[0080] 再觀察上圖可以看出有三個明顯趨勢：1)當G-定時，Af?越大新方法性能越差； 2)當A f-定時，G越大新方法相對于傳統方法的性能優勢越來越弱，即新方法的改進效果 越來越不明顯；3)G越小的情況，新方法隨著升高補償的性能下降越劇烈。
[0081]仿真結果表明，當G、A f絕對值較小（G彡0? 5，A f彡lOppm)時，新方法能實現較 好性能的補償。為了給實際工程提供指標參考，可以通過仿真得到不同頻偏下，新方法隨樣 值起點偏差G變化的性能情況，如圖6所示，仿真條件為：采樣頻偏估計精度為，1024QAM， 2048子載波，信道信噪比為43dB，NG-DSL取70米線長。
[0082]具體工程實現時，可以參照實際的誤碼率要求，在估計出采樣頻偏的前提下，可以 通過上圖知道最大能容許的樣值起點偏差，當實際估測的靠近時，便需要控制硬件進行時 域采樣頻偏補償。
[0083] 以上所述的本發明的實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發 明的精神原則之內所作出的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護 范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1 :根據估計出的采樣頻偏估計值4/得到當前符號樣值定時偏差估計值G'，采 用頻域補償方法對接收后的解調信號R = Ix1, χ2, ...，xj進行相位補償，再進行星座判決 得到初次補償的接收信號R2=U1'，χ2'，···，χη' }; 步驟2 :用初次補償得到的接收信號R2去近似計算各子載波受到的ICI影響Q k，再將R 減去各個子載波的ICI影響Qk= {Q pQ2，…，QJ，即削弱接收信號中的ICI干擾，然后得到 修正后的接收解調信號： Rc= R-Q k= {x !-Q1, X2-Q2,. . . , xn-Qn} 步驟3 :對R。進行相位補償，接著進行星座判決得到校正后的補償信號： R3= {x /，χ2"，· · ·，xn" }; 步驟4 :當修正補償起作用時，補償后的信號相對初次補償結果的誤碼率更低，將私作 為補償結果放入步驟2和步驟3中再計算ICI，相位補償后能得到更精確的補償結果； 步驟5 :這樣循環迭代A次，即A次循環迭代補償后解調趨于穩定，將最后一次校正后 的補償結果作為最終的解調信號艮。2. 根據權利要求1所述的基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，所述步 驟1中頻域補償方法是對接收端解調后的信號進行相位補償； 分析一個OFDM幀接收的情況，由于每個OFDM幀會包含多個OFDM符號，則需要研究多 符號情況下對系統性能的影響； 設第一個OFDM符號的樣值定時是準確的，并且考慮循環前綴的影響，則對于第m個 OFDM符號的k個采樣點的采樣時間為：ts= [ (N+L) (m-1) +L+k] (T s+ △ Ts)，其中L為循環前 綴的長度，Ts為發送端采樣間隔，N為子載波個數，AT sS收發兩端間隔偏差；則對于第m個 符號而言，第k個采樣點在本符號周期內對應的采樣時刻為 ts，= [ (N+L) (m-1) +L] Δ Ts+k (Ts+ Δ Ts)， 其中[(N+L) (m-1)+L] ATs為前面m-1個符號累計造成的樣值定時起點偏移； 設發送端解調信號Xniik，定義采樣頻偏Af= AlVTs，單位為ppm，則接收端第m個符號 的第k個采樣信號為：其中，表示接收端解調信號，X 表示發送端解調信號，A f表示采樣頻偏，N表示循 環前綴的長度，m表示OFDM符號的個數，k當前子載波序號，N表示子載波個數，τι "表示噪 聲影響，P表示子載波序號計數變量； 根據（2)式可知，解調接收信號由Wp Tl "、W2三部分組成，其中：在NG-DSL高信噪比系統，式（2)中第二項的噪聲影響τι"是可忽略不計的，則采樣頻 偏主要是由W1部分的相位偏差和W 2部分ICI抖動引起，頻偏補償忽略掉W 2部分ICI抖動 影響，直接對W1部分進行相位補償；此時有：其中，表不理論相位偏差，k表不當前子載波的序號，m表不OFDM符號的個數，N表 示子載波個數，L表示循環前綴的長度，Δ/表示采樣頻偏估計值； 對接收信號進行相位旋轉得到校正后的信號：3. 根據權利要求1所述的基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，所述步 驟1中采樣頻偏A f是指歸一化采樣頻偏，定義歸一化采樣頻偏： Af=A Ts/Ts (8) 其中，A Ts為收發兩端采樣間隔偏差，Ts為發送端采樣間隔，Af單位為ppm。4. 根據權利要求1所述的基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，所述步 驟1中符號樣值定時偏差估計值G'計算公式為：其中，m為OFDM符號的個數，L為循環前綴的長度，N為子載波個數，為f為采樣頻偏估 計值。5. 根據權利要求1所述的基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，所述步 驟2中各子載波近似ICI的影響為：其中，P表示子載波序號計數變量，k表示表示當前子載波序號，Xp表示解調后的信號， V表示補償后的解調信號，m為OFDM符號的個數，L為循環前綴的長度，N為子載波個數， Δ#為采樣頻偏估計值，G'為符號樣值定時偏差估計值。6.根據權利要求1所述的基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，其特征在于，所述步 驟4中修正補償起作用需滿足以下條件：當采樣頻偏△ f估計精度一定時，符號定時偏差G 絕對值|G|彡0. 5,同時信道噪聲SNR彡40dB，否則星座點的抖動主要由于信道噪聲引起， 而不是ICI引起的。
【專利摘要】本發明公開一種基于NG-DSL系統的采樣頻偏補償方法，1)根據已知的估計頻偏值對接收到的、解調信號進行相位偏差補償，再進行星座判決得到初次補償后的接收信號R2；2)計算各子載波ICI？Qk；3)計算修正的解調信號Rc＝R2-Qk；4)對Rc進行相位補償，接著進行星座判決得到校正后的補償信號R3；S5.將R3的結果作為補償結果放入步驟2)中再計算ICI，重復步驟3)和4)得到更精確的補償結果。循環迭代5次，將最后一次校正后的補償結果作為最終的解調輸出信號Rr。本發明通過解調補償過程中循環迭代的方式消除解調信號的ICI，彌補傳統頻域補償方法過程中忽略了ICI影響的弊端。仿真分析顯示，該方法在樣值定時同步偏差較小的情況下性能比傳統頻域補償方法提高3到4個數量級。
【IPC分類】H04L27/26
【公開號】CN105072071
【申請號】CN201510350734
【發明人】戴憲華, 李妍, 陳文瓊
【申請人】廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院, 中山大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月23日