CN101132385A

CN101132385A - 正交频分复用接收机中消除大采样时钟偏差的方法

Info

Publication number: CN101132385A
Application number: CNA2007100714139A
Authority: CN
Inventors: 邹志永; 陈继晖; 赵小祥
Original assignee: Hangzhou Guoxin Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Guoxin Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2008-02-27

Abstract

本发明涉及一种OFDM接收机中消除大采样时钟偏差的方法。目前对于采样时钟偏差很大的系统，会出现环路无法捕获而导致整个系统同步失败。本发明首先将连续两个OFDM符号的频域信号中的导频提取出，并对对应位置的导频做共轭相关运算得到序列；然后将序列分别进行顺时钟旋转和逆时钟旋转得到左旋序列和右旋序列；取各个序列的求和后的绝对值最大的序列的旋转量作为大采样时钟偏差的估计值。本发明的方法利用OFDM信号中的相临符号的连续导频的共扼相关结果，对采样时钟偏差大范围的扫描，可以准确估计出大采样时钟偏差，并有效地消除掉。

Description

正交频分复用接收机中消除大采样时钟偏差的方法

技术领域

本发明属于数字信号传输领域，特别涉及一种正交频分复用(OFDM)接收机的采样时钟同步技术，具体只在正交频分复用接收机中消除大采样时钟偏差的方法。

背景技术

数字传输系统发送端和接收端的时钟存在频率偏差，对于OFDM接收机来说采样时钟偏差会引入子载波间干扰，降低接收机的性能。现有技术是利用调制在OFDM符号频域上的训练序列(也称为导频)进行时钟偏差的估计并通过环路控制捕获并跟踪接收机的时钟误差，达到补偿采样钟偏差的目的。但对于采样时钟偏差很大的系统，可能会出现环路无法捕获的情况，导致整个系统同步失败。

发明内容

本发明提供一种采样时钟频偏估计方法，该方法能够利用OFDM频域信号中的训练序列(导频)提取较大的采样钟偏差，进而消除大采样时钟偏差。

本发明的方法包括两个步骤：首先将连续两个OFDM符号的频域信号中的导频提取出，对两个OFDM符号对应位置的导频做共轭相关运算得到序列C，

c_{i} = x_{n, i} \times x_{n + 1, i}^{*},

其中c_i为序列C中第i点的结果值，x_n，i为第n符号训练序列的第i点数据；然后将序列C分别进行顺时钟旋转得到左旋序列C_L1、C_L2、C_L3，…，逆时钟旋转得到右旋序列C_R1、C_R2、C_R3…；对各个序列分别求和并取绝对值，取绝对值最大的序列的旋转量作为大采样时钟偏差的估计值ε。将估计值ε作为定时环路的误差，利用该误差消除采样时钟偏差。

所述的顺、逆时钟旋转方法是：根据不同的OFDM符号的长度L和设定的一个OFDM符号偏差值Δ确定一个检测采样时钟偏差的分辨率θ，θ＝Δ/L，将检测采样时钟偏差的分辨率θ作为基础相位旋转量；根据导频在OFDM符号频域信号中的位置序号m确定每个导频需要乘上的旋转量，左旋为exp(-jkmθ)，右旋为exp(jkmθ)，式中k为旋转序列索引。左旋和右旋呈现共轭关系，实际可以共用复数乘法器。各个旋转序列的乘法可以在子载波方向复用，实际只需要一个复数乘法器。

频域信号中导频的提取方法可以采用现有技术中的任何提取方法，例如滑动匹配相关方法等。利用定时环路的误差消除采样时钟偏差的方法采用现有的成熟技术。

本发明的方法利用OFDM信号中的相临符号的连续导频的共扼相关结果，对采样时钟偏差大范围的扫描，可以准确估计出大采样时钟偏差，并有效地消除掉。

附图说明

图1为OFDM传输系统符号结构示意图；

图2为本发明方法的实现框图；

图3为本发明方法中采样时钟偏差提取框图。

具体实施方式

图1给出一个OFDM符号频域信号的分布方式，图中黑色圆圈表示该位置为训练序列(导频)，白色圆圈表示该位置为调制数据。

该方法的实现框图如图2所示，将接收到的OFDM信号经过快速付里叶变换获得频域信号，然后从中提取出导频位置处的数据，图中的缓存单元是用来存储上一个OFDM频域信号导频位置处的数据，最后根据相邻的两个OFDM符号的导频信息提取出大采样时钟偏差ε。

图3给出提取大采样时钟偏差ε的实现示意图，图中p＝[p_-N/2，p_-N/2+1，…，p_N/2-1]、q＝[q_-N/2，q_-N/2+1，...，q_N/2-1]表示提取出的相邻两个符号的导频序列，相关运算模块对这两个导频在对应位置共轭相乘得到C＝p·×conj(q)，存在采样时钟偏差时有C∝exp(j2πnε)，

n = [- \frac{N}{2}, - \frac{N}{2} + 1, . . ., \frac{N}{2} - 1],

顺时钟旋转后C_R＝C·×exp(j2πw_Rn)∝exp(j2πn(ε+w_R))，逆时钟旋转后C_L＝C·×exp(j2πw_Ln)∝exp(j2πn(ε+w_L))。其中

{}^{w_{L} = {- w}_{R}}{w_{L} = - w_{R} = kθ .}

求和模块求出各旋转序列的和并取绝对值，比较单元是比较求和模块输出值的大小并取得最大值、索引k’及旋转方向，从而给出大采样时钟偏差的估计ε＝k′θ(右旋)或ε＝-k′θ(左旋)。

Claims

1.正交频分复用接收机中消除大采样时钟偏差的方法，其特征在于该方法具体是：

首先将连续两个正交频分复用符号的频域信号中的导频提取出，对两个正交频分复用符号对应位置的导频做共轭相关运算得到序列C，

c_{i} = x_{n, i} \times x_{n + 1, i}^{*},

其中c_i为序列C中第i点的结果值，x_n，i为第n符号导频的第i点数据；然后将序列C分别进行顺时钟旋转得到左旋序列C_L1、C_L2、C_L3，…，逆时钟旋转得到右旋序列C_R1、C_R2、C_R3，…；对各个序列分别求和并取绝对值，取绝对值最大的序列的旋转量作为大采样时钟偏差的估计值ε；将估计值ε作为定时环路的误差，利用该误差消除采样时钟偏差；

所述的顺、逆时钟旋转方法是：根据不同的正交频分复用符号的长度L和设定的一个正交频分复用符号偏差值Δ确定一个检测采样时钟偏差的分辨率θ，θ＝Δ/L，将检测采样时钟偏差的分辨率θ作为基础相位旋转量；根据导频在正交频分复用符号频域信号中的位置序号m确定每个导频需要乘上的旋转量，左旋为exp(-jkmθ)，右旋为exp(jkmθ)，式中k为旋转序列索引。