[发明专利]一种用于正交频分复用的多接收天线频偏估计方法

说明书

技术领域

本发明属于通信系统物理层技术，尤其涉及一种用于正交频分复用的多接收天线频偏估计方法。

背景技术

频偏估计是数字通信系统中极为重要的环节之一，特别是对于现代通信系统而言，由于广泛采用了正交频分复用(OFDM)技术作为物理层传输技术，所以频偏估计就显得更为重要。这是因为，OFDM对频偏十分敏感，非常小的频偏就可以造成十分大的性能下降。所以，在OFDM系统中，频偏估计的好坏就决定了系统的性能。

鉴于频偏估计在OFDM技术中的重要作用，已经有大量适用于OFDM的频偏估计技术被开发出来。从现有技术来看，已有的这些频偏估计方法主要关注于在单发单收(Single Input Single Output，SISO)系统中如何利用参数估计的方法从接收到的信号中估计出频偏，而没有考虑在接收端使用多天线系统来提高频偏估计器的性能。当在接收端考虑使用多天线时，发射机-信道-接收机就构成了一个单入多出系统(Single Input Multiple Output，SIMO)。

实际上，多天线技术已经在通信接收机的设计中得到了广泛的使用。可以通过在接收端配置多天线的方案来对信号进行分集接收，以提高系统的误码性能。从检测与估计理论角度来看，使用多天线分集来提高系统的误码性能实际上是将多天线分集应用于信号的检测。考虑到检测问题与估计问题的相似性，也可以将多天线分集应用于信号估计问题，这就形成了用多天线分集来提高频偏估计性能的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于将多接收天线技术应用到参数估计问题的研究上，以拓展多接收天线技术的应用空间。另外，从参数估计的性能角度来看，通过在接收端对不同的接收信号进行合并，可以有效地对抗信道衰落带来的影响，提高频偏估计器的性能。

本发明的技术方案为，对每个天线上得到的频偏估计结果通过等增益合并、选择合并或最大比合并的方式进行合并从而得到最终的频偏估计结果。

所述等增益合并方式直接将每个天线上得到的频偏估计结果进行平均从而得到最终的频偏估计值结果。

所述选择合并方式选择信噪比最大的一根天线的频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。

所述最大比合并方式对各路频偏估计结果进行加权输出。

本发明提出的方法非常适合用于实际系统中，等增益合并与最大比合并方式可明显提升频偏估计的性能。当接收天线数目较少时，接收天线数目增加一倍可以有效改善频偏估计性能。

附图说明

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1为多天线频偏估计器的结构；

图2为等增益合并方式获得的性能提升；

图3为选择合并方式获得的性能提升；

图4为最大比合并方式获得的性能提升；

图5为天线数为2时不同合并方法对比；

图6为天线数为4时不同合并方法对比；

图7为天线数为8时不同合并方法对比。

具体实施方式

对于多接收天线扩展的情形，当系统中有M根接收天线时，接收到的信号可以表示为：

R=H~s+N---(7)]]>

其中，

R＝(r₁，r₂，…，r_M)为接收信号矩阵，r_i为第i根天线上接收到的信号序列；

为多天线的单位脉冲矩阵，H_i是第i根天线上的单位脉冲矩阵；

s为经过傅里叶反变换(IFFT)后，得到的时域采样序列。

N＝(n₁，n₂，…，n_M)为噪声矩阵，n_i为第i根天线上接收到的噪声序列；各天线上的噪声功率相同，均为

第i根天线上用于频偏估计的信号序列为

r_ia＝(r_i[0]，…，r_i[N/2-1])^T                            (8.1)