论文研究-基于E-UTRA TDD系统的频偏估计算法 .pdf

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基于E-UTRA TDD系统的频偏估计算法,王锐,李立华,针对E-UTRA TDD系统的特殊的导频符号结构,提出了一种适合离散导频的频偏估计算法。该算法联合了循环前缀相关算法和时域相关算法,��
佔计 式中 是一个对角阵,其中 时或相关 ri计 第个值为第个发射天线上在第“个导频了载波 上传输的导频符号。 图 算法示意图 是由阶矩 估计 是在时域内把 符号的后面部分插入到该 阵的相应的行和列构成的×矩阵; 符号的开始部分,构成循环前缀。所以,我们可以用 是个列向量,衣示第个发射天线与第个 与其相隔个采样点的信号倣相关,得到频偏估计。 接收天线之问的信道响应。 相关后输出信号的幅角为: 式的矩阵形式为 式中, ]为维列向量 山此估计出频偏值: 为×维矩阵 言道估计可以由下式得到: 将这个频偏补偿到接收信号上,此时接收信号为 式中,·表 变换。 ∑∑ 时域相关频偏估计 由图所示的导频符号结构知,各天线第个导频 令△=△-,则式可写为 符号序列与第二个导频符号序列之间存在一个固定的频 率偏移,其值为个子载波间隔。这样在接收端,我们 ∑∑ 可以将恢复出的第一根接收天线的第一个时域导频序列 增加个子载波间隔的频偏,然后这两个时域序列做相 关,得到幅角φ;对第二根接收天线的导频序列也做 考虑到估计的精度,此时剩余频偏已经变为同样处理,得到幅角φ。注意到,处理后的第个符 小频偏 号序列与第一个符号序列有如下关系 信道估计() 信道估计采用最小方差()的方法进行估计。 式中, 表小第一个导频符号序列, 表 我们仅考虑每个时隙中插入导频的那两个号。示第二个导频符号序列,表示两个导频符号在时 将接收天线上的数据去后,进行 此时得到的导域上的间隔 频信号为: 所以,幅角 为了降低噪声的影响,我们将两根天线的角取的性能由线。可以看出在小时, 算法 平均,所以最终频偏估计值为 性能要比估计提高左石。主要是因为利 ∑∑ 用序列相关的方法进行频偏估计时,估计精度与和关序 列的长度以及相关序列在时间上的间隔相关。每个 符号的长度较短,并且与其对应做相关的 仿真结果与分析 序列间隔仅为一个 符号,从而它的估计精度不高, 估计剩余频偏较大。在较小的情况下,剩余估计频 为了验讦本文算法在 系统下的有效偏对系统性能影响较大。而算法可以利用时域相 性,利用 对算法进行仿真。相关参数均按照 关算法米补偿估计的剩余频偏。因此,在小 中规定的参数进行设置,仿真参数如表所小。 算法优于估计。随着的增大,剩余估计 频偏对系统性能的影响降低,两者性能趋于一致。 表仿真参数列表 参数 值 信道模型 径 中心载频 带宽 抽样率 子载波问隔 收发大线数 循环前缀 车速 频偏 △,其中Δ为子 载波间隔 图不同频偏下,算法性能比较 调制方式 码率 (汴:图中 指时域相关算法,指估计算法, 指本文提出的算法) 图给出了 时不同频偏下,各算法的 性能。从图中可以清楚地看到时域相关算法的估计范围 上限大致为 个子载波间隔(与理论值一致), 旦系统频偏大于这个范围,性能将急剧恶化。因此 吋域相关算法只适合于小频偏情况。 图给出了大频偏情况下,佔计与 算法 的性能比较。可以看出,只利用的频偏佔计算 图大频偏清况下,算法性能曲线 法比 算法的性能要差 左右。此时频偏已 超过了时域相关算法的估计范围, 算法先用 算法来估计大频偏,将估计值补偿到接收信号上,然后 用精度高的时域相关算法来估计剩余小频偏,从而使得 算法的性能要优于估计。 图给岀了大频偏下,估计算法与 算法 参考文献 杜岩 的基本原理山东大学:山东大学信息科学与程 学院, 高扬,杨绿溪基于相关的 系统同步方案扬州 人学学报 郭翘,归琳,张文军 系统屮联合信道估计的载波同步 图大频偏下,算法性能曲线 算法的研究信息技术, 严春林,李少谦等利用 序列的 频率同步方法 结束语 电子与信息学报 李明齐,张文军正交频分复用系统屮采用离散号频的频偏佔 本文提出种适用于 系统的小数倍频计方法十海交通大学学报, 偏估计算法。该算法联合考虑了频偏估计与信道估计, 干文博,郑侃宽带无线通信技术北京:人民邮电出 版社,: 并结合了估计算法,频偏估计精度高,且估计范围 为半个子载波间隔。该算法虽然是针对 系 统进行分析和仿真的,但对于具有类似导频符号结构的 其他系统也同样适用。 作者简介王锐 女,硕士

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