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专题技术与工程应用
一种剩余载波频偏估计算法的实现
张航
中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄
摘要分析了正交频分复用系统中剩余载波频偏在’之后对解凋数据的影响,利用符号中
插人的离散导频符号,对剩余频偏进行估计。在对算法进行仿真分析的基础上,提出了算法的现场可编程门阵列
实现方案。整个设计过程在平台下进行, 包括语言编程、逻辑综合和时序仿真, 结果和理
论分析相一致,可以用来对剩余频率偏差进行有效的纠正。
关键词正交频分复用;剩余频偏现场可编程门阵列;坐标旋转数字计算机
中图分类号. 文献标识码文章编号———
,,
丌.
.。.
,.
,,.
.
; ;;
引言系统模型
正交频分复用技术是一种多载波传输系统采用Ⅳ个子载波,在零频左右对称插入
技术,具有抗频率选择性衰落、频谱利用率高等特个绝对值相等的导频。发端数据经过Ⅳ点处
理并加入循环前缀,一个符号共有
点,系统利用快速傅里叶反变换和快
个样值,其中包含个数据样值;
速傅里叶变换来对信息数据进行调制和解
; 为的样值数;为采样时钟周期。本文
调。已被广泛应用于多种无线和有线的通信
要实现的系统,, ,, 。
环境中,例如非对称数字用户环路、数字视
对于第个符号传输的复基带信号可以
频广播、无线局域网标准表示为:
.、第二类高性能无线局域网/ —
∑——一。
以及可能的未来网络等。然而, 系统对频
式中,.为要发送的第∞个符号
率偏移非常敏感,这是因为频偏会破坏子载波间的
中第一/ ≤/—个子载波上的频域数
正交性,引入子信道间干扰,从而导致各子信据,在接收端,,采样频率为,
道不能正确解调。经过整数倍频偏和小数倍频偏的且当时,符号定时和载波相位严格同步,则载
估计与补偿后,仍然存在一定量的剩余频偏。剩余波频率偏移厂和相对采样钟偏移叩可表示为:
,一
频偏会在解调时使星座图发生旋转,带来误码率的
, 、
~
上升。本文的方案通过实验验证可以较好的消除剩
由于载波频率偏移和采样钟偏移
余频偏的影响。收稿日期:.
..
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会互相影响,所以在建模时两者同时予以考虑。第相关,得到个估计值,取它们的平均值作为最终的
个接收符号,在使用采样时钟进行采样和去除估计结果,由此得到最终的频偏估计式为:
。一
保护间隔以后,可以表示为:
∑碍∑:,
上
。
’
。:≤Ⅳ,一, ,
式中,; .· —,根据前面的论述,取相关
在接收端之后,接收的频域信号为.,设
符号间隔,平均符号的个数,所以:
;是衰落信道,的相位,设为第个符
∑∑;
号相对发送数据的旋转量,那么如果信道为慢变衰旦一
。
落信道,;一≯。,相邻个符号的相位
在硬件实现时采用式进行。
旋转可以表示为:
剩余频偏估计算法的性能如图所示。
卿一一
图中,
‘■.
代表了符号的
—
信噪比,纵坐
—。标为均方误
对于相对的采样钟频偏估计,叩通常都较小,一