[发明专利]一种进行载波频率偏移估计的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是指一种进行载波频率偏移(Carrier Frequency Offset，CFO)估计的方法及装置。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)传输 技术不仅具有较高的频谱效率，而且能够有效对抗频率选择性衰落，适合于宽 带传输，被广泛应用于各种无线宽带通信系统中。OFDM是一种特殊的多载波 调制方式，其主要思想就是在频域内将总的信道划分成多个子信道，不同的子 信道使用不同的子载波进行调制，各子载波之间彼此重叠且保持相互正交，并 行进行传输。这样能够有效对抗由于多径时延造成的频率选择性衰落。

由于OFDM信号的各子载波是相互正交的，因此，OFDM系统能够有效 利用频谱资源，大大提高数据传输的性能和速率。但是，实际应用中，由于载 波频率偏移及多普勒效应，破坏了OFDM信号的正交性，造成子载波之间的 相互干扰，导致整个系统的性能严重下降，因此，对载波频率偏移进行估计、 进而根据载波频率偏移估计值进行补偿是非常必要的。

正交频分复用接入(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access， OFDMA)是以OFDM为基础的一种多址接入技术，OFDMA系统与OFDM系 统具有相同的优势，如高频谱利用率、支持高速传输和良好的抗多径衰落能力。 OFDMA系统与OFDM系统相同，同样对载波频率偏移非常敏感，频率载波频 率偏移及多普勒效应使子载波之间的正交性遭到破坏，导致OFDMA系统的性 能变差，

OFDMA系统中，由于是多用户接入，需要对子载波进行划分，将其划分 成若干个子信道，然后将这些子信道分配给各用户使用。划分子信道的方式主 要有三种。第一种方式是基于子带进行划分，将整个带宽划分成几个连续的子 带，每个子带上的子载波与一个子信道相对应，这种方式实现简单，并且相邻 子信道干扰较少，但是在利用频率分集方面效果较差。第二种方式是交织的子 载波分配，即每个子信道的子载波等间隔分布在频域上，这种方式虽然能够获 得比较好的频率分集增益，但是却会导致子信道之间的干扰较为敏感。第三种 方式是对第二种方式的改进，不同子信道包含的子载波以伪随机的方式交织， 每个子信道的子载波随机地分布在频域上，通过不同的基站使用不同的序列码 来减少基站之间的干扰。

目前，OFDMA系统中，多基于子载波连续分配的情况进行载波频率偏移 估计。将整个子载波划分成若干个子带，并且每个子带的子载波是连续的，不 同用户在接入时占用不同的子带。用户在连续两个OFDMA符号的相同子带位 置上发送相同的训练符号。3个用户的情况下，如图1所示，每个用户的训练 符号都在频域上占用了连续的子载波。用户终端收到时域信号后，通过傅立叶 变换，可恢复出训练符号的频域值。由于受到载波频率偏移的影响，该训练符 号的频域值与实际发送的值产生偏差，且连续两个OFDMA符号中的序列符号 的偏差值是不一样的，这样，可根据序列符号在连续两个OFDMA符号中所占 用的子载波和相位关系来对每个用户的载波频率偏移进行估计。由于该处理方 式必须为每个用户分配连续的子载波，这就使得子载波的分配极不灵活，无法 有效利用频率分集来提高OFDMA系统的性能，并且由于每个用户需要占用连 续两个OFDMA符号发送训练符号，使得系统开销比较大。而对于子载波不连 续分配的情况，目前还没有相应的载波频率偏移估计方案。