[发明专利]OFDM系统的采样频率偏差估算方法

说明书

本发明公开了一种OFDM系统的采样频率偏差估算方法，包括获取前导符的位置信息；选取连续两段相位相同的前导符号数据作为输入数据；对输入数据进行时频域联合滤波得到信号补偿值；对输入数据进行加权型采样频率偏差估算从而获得采样频率偏差估算值。本发明通过在采样频率偏差估计前加入时频域联合滤波，能够有效的消除信道多径及噪声对估计结果的影响，并采用了加权型采样频率偏差估计方法，进一步提升了估计结果的准确性与稳定性，本发明与传统直接型估计方法相比，能够在低信噪比条件下，输出高精确度及高稳定性的采样频率偏差估计值，从而有效的保障OFDM数据的可靠接收。

技术领域

本发明具体涉及一种OFDM系统的采样频率偏差估算方法。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

电力线载波通信(power line carrier communication)技术以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。

与单载波通信相比，OFDM调制解调技术因频带利用率高、传输速率高和抗干扰能力强等优点而广泛应用于高清晰度数字电视(HDTV)、数字音频广播(DAB)和无线局域网(WLAN)通信、电力线载波通信(PLC)等领域。然而在现实通信系统中，由于估计误差、噪声干扰、收发端晶体振荡器的漂移等情况的存在，接收端采样时钟不可能和发送端的采样时钟保持同步，采样点总会稍慢或稍快于发送端的采样时钟，这样就引起了采样频率偏移(Sampling Frequency Offset，SFO)。

假设第一个采样的采样时刻已对准，当接收端采样周期T_s'小于发送端采样周期T_s时，即ΔT_s0时，每隔一定时间会多出一个样值，如图1(a)所示。反之则每隔一定时间会遗漏一个样值，如图1(b)所示。若f_s为发射端采样率，f_r为接收端采样率，采样频率绝对差值为Δf＝f_s-f_r，则SFO可以定义为ε＝Δf/f_r。

SFO对系统性能的影响表现在三个方面：

1.信号的幅度相位发生变化：SFO会使OFDM符号里各子载波的相位发生旋转，旋转的角度由子载波序号和OFDM符号的序号决定，子载波的序号越大，受到的影响越大，且随着OFDM符号的增加，旋转的角度也会增加，与载波频率偏移对系统造成的影响不同，SFO引起系统的信噪比损失与子载波的位置有关，随着子载波的频率的增加，信号的的衰减增大，信噪比损失也增加。

2.引入载波间干扰ICI，破坏子载波之间的正交性，从而使系统信噪比降低。

3.对符号定时产生影响，带来附加的符号定时偏差：由于累积效应，随着OFDM符号数的增加，会导致符号定时出现偏差，在超长度FFT变换，超长帧和高阶调制中的表现更为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在较低的信噪比条件下输出高精度SFO估计值的OFDM系统采样频率偏差估算方法。

本发明提供的这种OFDM系统的采样频率偏差估算方法，包括如下步骤：

S1.通过帧同步模块获取前导符的位置信息，所述前导符由k段同相位或反相位的OFDM符号数据组成；所述段是指N个采样点数据，N为前导符号FFT运算的点数，k为自然数；

S2.选取连续两段相位相同的前导符号数据，作为输入数据；