本发明专利技术涉及一种用于微波存取全球互通（ＷｉＭＡＸ）系统的基站接收端整数倍频偏估计和校正的方法，包括步骤：依据在接收到的经过快速傅立叶变换（ＦＦＴ）后的短前导频域序列的２５６个样值中的相同取值确定样值编号，对该样值编号所对应的元素计算中间变量；将接收到的２５６个频域序列样值循环移位两个样值，按照上述样值编号选择对应的元素计算中间变量；重复上面步骤，得到其它中间变量值，比较中间变量的取值，找到最大值所对应的中间变量的下标值ｊ，将接收到的频域序列循环移位（ｊ－１）×２个样值。通过本发明专利技术所述方法，可以在整个带宽范围内来完成整数倍载波频偏估计，节约了存储空间，降低了计算复杂度，提高了实用性和可行性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于WiMAX系统基站接收端的整数倍频偏校正方法
本专利技术涉及通信领域WiMAX(微波存取全球互通)系统基站接收端载波同步优选方法。
技术介绍
最近几年，正当全球的移动运营商、设备制造商、手机制造商、各国政府部门为第3代移动通信网络(3G)的建设和运营投入相当可观的资金和精力的时候，计算机行业推出了一种崭新的宽带无线接入技术，并将其命名为WiMAX。WiMAX是Worldwide Interoperability forMicrowave Access的缩写，一般译成“微波存取全球互通”。WiMAX技术以IEEE的802.16系列标准为基础。在802.16系列标准中，详细规定了基站BS(Base Station)和用户站SS(Subscriber Station)之间的空中接口的技术要求，尤其对物理层的帧结构要求，系统设计参数等等均有详细的规定。本专利技术主要针对基于OFDM物理层的WiMAX系统(IEEE 802.16-2004)基站接收端载波同步进行设计。OFDM即Orthogonal Frequency Division Multiplex的缩写，中文意思为正交频分复用。OFDM技术的基础是正交多载波，是一种多载波扩频技术。OFDM的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰，在单载波系统中，单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰，对这些子信道可以采用纠错码来进行纠错。在OFDM系统中，各个子信道的载波相互正交，频谱相互重叠，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。基于OFDM的WiMAX系统设计中，为了保证子载波之间的正交性，其对同步的要求相当高。一旦失步，子载波之间的正交性将受到影响，从而严重影响系统性能。所以，同步算法的优劣性会导致整个系统性能的好坏。设计一个高性能和实际可行的同步算法，成了整个系统设计的一个关键环节。基于OFDM模式的802.16-2004协议的物理层支持基于帧的传输。一帧包括一个下行子帧和一个上行子帧。下行子帧由一个下行物理层PDU组成，上行子帧由用于初始搜索和带宽请求目的的竞争时隙和一个或者多个由不同的SS发射的上行物理层Burst组成。每个上行SS的Burst包含了一个短前导码。下行物理层PDU由长前导码起始，用于物理层同步。上行物理层PDU(协议数据单元)-->由短前导码起始，用于上行Burst(数据突发)的同步。根据协议的规定，基于OFDM的WiMAX系统其上行短前导码在频域序列的取值由下式确定：Pk=2PALL(k)...........................kmod2=0;0.....................................kmod2≠0;]]>其中因子与3dB增益相关。PALL频域序列由协议进行了同一规定，具有固定的取值。根据以上规定，我们得到短前导的频域序列取值为：基于OFDM的WiMAX系统对于子载波之间的正交性有着非常严格的要求，正交性的严格与否直接影响着系统性能的优劣。正交性的要求是通过同步模块来完成的。同步包括定时同步和频率同步，WiMAX系统对频率同步的要求比较高，其对频偏相当敏感，频偏不但影响到信号相位的偏转，而且破坏子载波之间的正交性，影响到信号的幅度及信噪比发生变化。频率偏移是由收发设备的本地载波之间的偏差、信道的多普勒频移等引起的，一般将频偏分为子载波间隔的整数倍偏移和子载波间隔的小数倍偏移，整数倍频偏和小数倍频偏之和即为总频偏。子载波间隔的整数倍偏移不会引起子载波间干扰(ICI)，但是通过FFT变换以后-->得到的频域序列样值发生了错位；子载波间隔的小数倍偏移破坏了子载波之间的正交性，使得接到的信号发生了幅度和相位偏转。在实际的WiMAX系统中，其同步过程一般如图一所示，基站将接收到的信号通过模数变换后，首先进行帧、符号的粗同步，确定数据的起始点，然后进行小数倍频偏估计和校正，这两个过程在FFT变换之前进行，一般都是基于短前导设计算法，在FFT变化之后，进行整数倍频偏估计和校正，再进行帧、符号的细同步。在已有的各种整数倍频偏估计算法中，大部分算法对频偏估计的范围过于狭小，一般都在子载波间隔的几个整数倍范围之内，查阅到的Yun Hee Kim，Iickho Song，Seokho Yoon，and So Ryoung Park《An Efficient Frequency OffsetEstimator for OFDM Systems and Its Performance Characteristics》著作中，其设计的算法可以在整个带宽中对整数倍频偏进行估计，但是该算法的复杂度太高，对于系统的设计具有一定的难度；同时该算法利用了接收信号与已知的发送信号进行相关，由于接收到的信号经过了各种噪声及偏差的影响，其与发送信号的相关性已经大大降低，对设计的精确度具有一定的影响。本专利技术利用已知的短前导频域序列，分析其规律，提出了一种利用接收到的频域信号进行自相关进行整数倍频偏估计的算法，不但避免了利用发送信号与接收信号进行互相关，其相关性大大降低的影响；而且同样具有可以在整个带宽内对整数倍频偏进行估计和校正的优点，同时其复杂度大大降低，有利于实际系统的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于已知的短前导频域序列取值来完成微波存取全球互通(WiMAX)系统基站接收端整数倍频偏估计和校正的方法。本专利技术提供的一种基于已知的短前导频域序列取值来完成微波存取全球互通(WiMAX)系统基站接收端整数倍频偏估计和校正的方法，包括步骤：依据在接收到的经过快速傅立叶变换(FFT)以及信道估计和校正后的短前导频域序列的256个样值中的相同取值确定样值编号，选择该样值编号所对应的样值以组成一个集合R，对集合R中的元素计算中间变量P1=|Σi=129RiR*i+1|2,]]>Ri(i＝1，2，...29)表示样值编号为i的样值，R*i+1表示对Ri+1取共轭，当i取值为29时，R*i+1取R*1的样值；将接收到的256个频域序列样值循环移位两个样值，得到一个新的256样值序列，按照上述样值编号选择对应的样值组成一个集合R，对集合R-->中的元素计算中间变量P2=|ΣRiR*i+1|2;]]>重复上面一个步骤，将接收到的样值序列依次循环移位4，6，...254，得到中间变量值P3，P4，...P128；比较128个中间变量Pj(j＝1，2，...128)的取值，找到最大值所对应的中间变量Pj的下标值j，得到整数倍频偏为(j-1)×2，将接收到的频域序列循环移位(j-1)×2个样值。通过本专利技术所述方法，可以在整个带宽范围内来完成整数倍载波频偏估计，大大节约了存储空间，降低了计算复杂度，提高了该方法的实用性和可行性。附图说明图1：WiMAX系统的同步流程。具体实施方式假定在基站对接收到信号进行FFT变换之前已经进行了帧、符号的粗同步以及小数倍频偏的估计和校正，在FFT变换之后的短前导频域序列只存在着整数倍子载波频率偏差，也就是说对接收到的短前导频域序列的256个样值发生了循环偏移。整数倍频偏估计算法的目的就是要获本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于已知的短前导频域序列取值来完成微波存取全球互通（ＷｉＭＡＸ）系统基站接收端整数倍频偏估计和校正的方法，其特征在于包括以下步骤：ａ）依据在接收到的经过快速傅立叶变换（ＦＦＴ）的短前导频域序列的２５６个样值中的相同取值确定样值编 号，选择该样值编号所对应的样值以组成一个集合Ｒ，对集合Ｒ中的元素计算中间变量Ｐ↓［１］＝｜＊Ｒ↓［ｉ］Ｒ↑［＊］↓［ｉ＋１］｜↑［２］，Ｒ↓［ｉ］（ｉ＝１，２，…２９）表示样值编号为ｉ的样值，Ｒ↑［＊］↓［ｉ＋１］表示对Ｒ↓［ｉ＋１］取共轭，当ｉ取值为２９时，Ｒ↑［＊］↓［ｉ＋１］取Ｒ↑［＊］↓［１］的样值；ｂ）将接收到的２５６个频域序列样值循环移位两个样值，得到一个新的２５６样值序列，按照上述样值编号选择对应的样值组成一个集合Ｒ，对集合Ｒ中的元素计算中间变量Ｐ↓［２ ］＝｜∑Ｒ↓［ｉ］Ｒ↑［＊］↓［ｉ＋１］｜↑［２］；ｃ）重复步骤ｂ，将接收到的样值序列依次循环移位４，６，…２５４，得到中间变量值Ｐ↓［３］，Ｐ↓［４］，…Ｐ↓［１２８］；ｄ）比较１２８个中间变量Ｐ↓［ｊ］（ｊ＝１，２，…１ ２８）的取值，找到最大值所对应的中间变量Ｐ↓［ｊ］的下标值ｊ，得到整数倍频偏为（ｊ－１）×２，将接收到的频域序列循环移位（ｊ－１）×２个样值。...
【技术特征摘要】
1、一种基于已知的短前导频域序列取值来完成微波存取全球互通(WiMAX)系统基站接收端整数倍频偏估计和校正的方法，其特征在于包括以下步骤：a)依据在接收到的经过快速傅立叶变换(FFT)的短前导频域序列的256个样值中的相同取值确定样值编号，选择该样值编号所对应的样值以组成一个集合R，对集合R中的元素计算中间变量P1=|Σi=129RiR*i+1|2,]]>Ri(i＝1，2，...29)表示样值编号为i的样值，R*i+1表示对Ri+1取共轭，当i取值为29时，R*i+1取R*1的样值；b)将接收到的256个频域序列样值循环移位两个样值，得到一个新的256样值序列，按照上述样值编号选择对应的样值组成一个集合R，对集合R中...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永东，王讴，
申请(专利权)人：北京北方烽火科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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