CN102263719B - 正交频分复用系统频偏补偿和均衡的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的方法，包括：获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；对信道估计值h进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′；根据所述M(f)和h′获取发射信号x的估计值。本发明还提供一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的装置。

Description

正交频分复用系统频偏补偿和均衡的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信系统，具体涉及一种正交频分复用通讯系统的频偏补偿和均衡的方法和装置。

背景技术

通讯系统的发射机和接收机的晶振没有对准时，接收信号会受到频偏的影响。在无线通讯系统中的移动终端快速移动，多普勒效应也会造成频偏影响。这种频偏较大时，会降低接收机性能。因此在接收机需要进行频偏补偿。

目前正交频分复用通讯系统频偏补偿的一种典型的方法是在信道估计完成后，补偿各个不同单载波数据符号上的对应的信道估计的相位差，然后再做均衡和多天线合并处理。这种方法在频偏较大时，例如高速列车场景下，不能抑制因为频偏导致的较大子载波间干扰，导致接收性能不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种频偏补偿和均衡方法和装置，抑制频偏较大时子载波间干扰，提高接收性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的方法，包括：

获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；

根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；对信道估计值h进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′；

根据所述M(f)和h′获取发射信号x的估计值。

其中，所述M(f)=(a_k,l)，其中：

或者，

|k-l|>C时，a_k,l=0，C为预先给定的常数，其他情况下：

k，l为子载波标识，其取值范围为0至m－1，m为频偏估计使用的子载波个数，F为子载波间隔，N为一个正交频分复用（OFDM）符号的快速傅立叶变换（FFT）点数。

其中，所述h′=h·exp(j2πf△t)，△t为所述数据符号和所述参考符号之间的有向时间差。

其中，单天线下，所述根据M(f)和h′获取发射信号x的估计值的步骤包括：

根据M(f)diag(h′)x+n=y，获取发射信号x的估计值：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y$ 或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$ 或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$

其中，所述diag(h′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h′，所述y为接收到的数据符号，n为噪声，所述A=M(f)diag(h′)，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵；B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置。

其中，多天线下，所述根据M(f)和h′获取发射信号x的估计值的步骤包括：

根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，A^H表示矩阵A的共轭转置，B^H表示矩阵B的共轭转置。

本发明还提供一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的装置，包括：

信道估计单元，用于获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；

频偏获取单元，用于根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；

信道补偿单元，用于对信道估计值h进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′；

估计单元，用于根据所述M(f)和所述h′获取发射信号x的估计值。

其中，所述M(f)=(a_k,l)

或者，

|k-l|>C时，a_k,l=0，C为预先给定的常数，其他情况下：

k，l为子载波标识，其取值范围为0至m－1，m为频偏估计使用的子载波个数，F为子载波间隔，N为一个OFDM符号的FFT点数。

其中，所述h′=h·exp(j2πf△t)，所述△t为所述数据符号和所述参考符号之间的有向时间差。

其中，所述估计单元，是用于单天线下，根据M(f)diag(h′)x+n=y，获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y$ 或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$ 或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$

其中，所述diag(h′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h′，所述y为接收到的数据符号，n为噪声，所述A=M(f)diag(h′)，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵；B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置。

其中，所述估计单元，是用于多天线下，

根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，A^H表示矩阵A的共轭转置，B^H表示矩阵B的共轭转置。

本发明可以使通讯系统接收机在信号频偏较大时较为准确地补偿频偏,抑制子载波间干扰，提高接收机在频偏较大时的性能。

附图说明

图1是本发明频偏补偿和均衡方法流程图；

图2是本发明频偏补偿和均衡装置框图。

具体实施方式

本发明是一种适用于正交频分复用通讯系统的数据符号的频偏补偿和均衡的方法，本发明将频偏补偿，均衡和多天线合并联合起来完成。

以3GPP LTE上行接收机为例对本发明作详细叙述如下。

3GPP LTE上行空口信号经过OFDM解调之后可以如下表示：

$Y\left(k\right)=\left(X\left(k\right)H\left(k\right)\right)\left\{\frac{\sin \left(\mathrm{\π\γ}\right)}{N\sin \left(\frac{\mathrm{\π\γ}}{N}\right)}\right\}\exp \left(\mathrm{j\π\γ}\frac{N-1}{N}\right)+I\left(k\right)+W\left(k\right)---\left(1\right)$

k为分配给某个移动终端的子载波的标识，X(k)为第k个子载波上的发射信号，Y(k)为第k个子载波上的接收信号，H(k)为第k个子载波上信道估计值。γ为归一化的频偏值，在子载波间隔为F时，

f是频偏值，比如，F=15000赫兹时，

N为一个正交频分复用（OFDM）符号的快速傅立叶变换（FFT）点数，在LTE系统中，即一个符号的采样点数，系统带宽为20M时，N为2048。

I(k)为其它子载波对第k个子载波间的干扰，W(k)为噪声项，其中：

$I\left(k\right)=\underset{l=0,l\≠k}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\left(X\left(l\right)H\left(l\right)\right)\left\{\frac{\sin \left(\mathrm{\π\γ}\right)}{N\sin \left(\frac{\mathrm{\π}(l-k+\mathrm{\γ})}{N}\right)}\right\}\exp \left(\mathrm{j\π\γ}\frac{N-1}{N}\right)\exp (-\mathrm{j\π}\frac{l-k}{N})---\left(2\right)$

其中，m为频偏估计使用的子载波个数。

式（1）可以用矩阵形式表示为

y=M(f)diag(X)h+n      （3）

在参考信号所在符号，则y=M(f)diag(P)h+n，P为移动终端发射的参考信号，矩阵diag(P)为对角矩阵，其对角元素为参考信号。M(f)为Toeplitz矩阵，M(f)=(a_k,l)的各个元素定义如下：

为简化计算，考虑到子载波间干扰主要来自邻近的子载波，可以按如下方式取值：如果|k-l|>C，则a_k,l=0，其中常数C的三种典型取值分别为1，2，3，其他情况下取值同式（4）。

本发明提供的频偏补偿和均衡方法包括：

步骤110，获取参考符号处的信道估计值h和频偏值f；

步骤120，根据频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；M(f)的定义参见式（4）及其简化取值方式；

步骤130，对信道估计值h进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′；

即根据公式h′=h·exp(j2πf△t)得到各个数据符号上对应的信道估计值h′，△t为数据符号和参考符号之间的有向时间差，数据符号在参考符号之前时△t小于0，数据符号在参考符号之后时△t大于0。

步骤140，根据M(f)和h′获取发射信号x的估计值；

获取x的估计值的方法包括：

1）单天线情况下，

对应数据符号，有：

M(f)diag(h′)x+n=y    （5）

其中，y为接收到的数据符号，n为噪声。

令A=M(f)diag(h′)，得到x的估计值：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y---\left(6\right)$

或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y---\left(7\right)$

其中，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数。I为恒等矩阵。在QPSK调制时，β=1。

进一步的，可以基于M(f)^-1≈M(-f)进行简化，得到x的估计值：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y---\left(8\right)$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y---\left(9\right)$

其中，B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵。M(f)^-1是M(f)的逆矩阵。

2）多天线情况下

对应数据符号，有：

$\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]---\left(10\right)$

其中，y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计，W为噪声。

以下记 $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],$ 令 $A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],$ 则x的最小均方误差估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y---\left(11\right)$

或者，也可以使用迫零估计： $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y---\left(12\right)$

其中，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数。I为恒等矩阵。在QPSK调制时，β=1。

进一步的，可以基于M(f)^-1≈M(-f)进行简化，由此得到

$\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W^{\′}=M(-f)\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]---\left(13\right)$

令 $B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right]$

由此得到x的最小均方误差估计值：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y---\left(14\right)$

或者x的迫零估计值： $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y---\left(15\right)$

本发明还提供一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的装置，包括：

信道估计单元，用于获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；

频偏获取单元，用于根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；

信道补偿单元，用于对信道估计值h进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′；

估计单元，用于根据所述M(f)和所述h′获取发射信号x的估计值；

其中，所述M(f)=(a_k,l)

或者，

|k-l|>C时，a_k,l=0，C为预先给定的常数，其他情况下：

k，l为子载波标识，其取值范围为0至m－1，m为频偏估计使用的子载波个数，

F为子载波间隔，N为一个OFDM符号的FFT点数。

其中，所述h′=h·exp(j2πf△t)，所述△t为所述数据符号和所述参考符号之间的有向时间差。

其中，所述估计单元，是用于单天线下，根据M(f)diag(h′)x+n=y，获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y$ 或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$ 或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$

其中，所述diag(h′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h′，所述y为接收到的数据符号，n为噪声，所述A=M(f)diag(h′)，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵；B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置。

其中，所述估计单元，是用于多天线下，

根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

或者

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，A^H表示矩阵A的共轭转置。

其中，所述估计单元，是用于多天线下，根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，B^H表示矩阵B的共轭转置。

本发明所述频偏补偿和均衡方法，在进行估计时，引入了矩阵M(f)，抑制了因为频偏导致的较大子载波间干扰，提高了接收性能。

Claims (4)

1.一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的方法，其特征在于，包括：

获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；

根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)；对信道估计值h，根据公式h′=h·exp(j2πf△t)进行相位补偿得到各数据符号上对应的信道估计值h′，其中：所述M(f)=(a_k,l)，

或者，

|k-l|>C时，a_k,l=0，C为预先给定的常数，其他情况下：

k，l为子载波标识，其取值范围为0至m－1，m为频偏估计使用的子载波个数，F为子载波间隔，N为一个正交频分复用（OFDM）符号的快速傅立叶变换（FFT）点数；

根据所述M(f)和h′获取发射信号x的估计值，其中在单天线下，根据所述M(f)和h′获取发射信号x的估计值的步骤包括：

根据M(f)diag(h′)x+n=y，获取发射信号x的估计值：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y$ 或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$ 或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$

其中，所述diag(h′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h′，所述y为接收到的数据符号，n为噪声，所述A=M(f)diag(h′)，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵；B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置，其中在多天线下，根据所述M(f)和h′获取发射信号x的估计值的步骤包括：

根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，A^H表示矩阵A的共轭转置，B^H表示矩阵B的共轭转置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述h′=h·exp(j2πf△t)，△t为所述数据符号和所述参考符号之间的有向时间差。

3.一种正交频分复用系统频偏补偿和均衡的装置，其特征在于，包括：

信道估计单元，用于获取参考符号处信道估计值h和频偏值f；

频偏获取单元，用于根据所述频偏值f获取Toeplitz矩阵M(f)，其中

或者，

|k-l|>C时，a_k,l=0，C为预先给定的常数，其他情况下：

k，l为子载波标识，其取值范围为0至m－1，m为频偏估计使用的子载波个数，

F为子载波间隔，N为一个OFDM符号的FFT点数；

信道补偿单元，用于对信道估计值h，根据公式h′=h·exp(j2πf△t)进行相位补偿，得到各数据符号上对应的信道估计值h′；

估计单元，用于根据所述M(f)和所述h′获取发射信号x的估计值，当所述估计单元用于单天线时，根据M(f)diag(h′)x+n=y，获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y$ 或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$ 或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y$

其中，所述diag(h′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h′，所述y为接收到的数据符号，n为噪声，所述A=M(f)diag(h′)，A^H表示矩阵A的共轭转置，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵；B=diag(h′)，B^H表示矩阵B的共轭转置，当所述估计单元用于多天线时，

根据 $\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right]x+W=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right]$

获取发射信号x的估计值为：

$\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+A^{H}A)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={\left(A^{H}A\right)}^{-1}*A^{H}y;$

或者 $\hat{x}={({\mathrm{\σ}}^2\mathrm{\βI}+B^{H}B)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

或者 $\hat{x}={\left(B^{H}B\right)}^{-1}*B^H*M(-f)*y;$

其中， $y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ y_o\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{c}M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ M\left(f\right)\mathrm{diag}\left(h_p^{\′}\right)\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{c}\mathrm{diag}\left(h_1^{\′}\right)\\ \mathrm{diag}\left(h_2^{\′}\right)\\ .\\ \mathrm{diag}\left(h_q^{\′}\right)\end{array}\right],$ y_i为第i根天线上的接收到的数据符号，h_i′是第i根天线上的接收到的数据符号对应的信道估计值，diag(h_i′)为对角矩阵，其对角元素为信道估计值h_i′，W为噪声，σ²为噪声功率谱密度，β为和数字调制相关的一个常数，I为恒等矩阵，A^H表示矩阵A的共轭转置，B^H表示矩阵B的共轭转置。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述h′=h·exp(j2πf△t)，所述△t为所述数据符号和所述参考符号之间的有向时间差。

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