CN102971968A - 频率偏移估计方法以及频率偏移估计装置 - Google Patents

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Abstract

本发明缩小在将利用频谱的形状计算频率偏移的电路进行硬件化的情况下的电路规模。在估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差的频率偏移估计方法中，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱，计算频谱的平均功率，对平均功率或平均功率的常数倍的功率加上规定的值来计算阈值，基于阈值，对频谱的各频率分量的功率进行1比特量化，将各频率分量的频率与进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以进行1比特量化后的频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。

Description

频率偏移估计方法以及频率偏移估计装置
技术领域
本发明涉及数字相干（coherent）光接收机以及无线通信接收机，特别涉及频率偏移估计方法以及频率偏移估计装置。
本申请对2010年4月16日向日本申请的日本特愿2010–094968号要求优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在光通信领域中，组合了飞跃性地提高频率利用效率的同步检波方式和数字信号处理的数字相干通信系统受到关注。当与由直接检波构建的系统进行比较时，可知：数字相干通信系统不仅能够提高接收灵敏度，还通过接收机接收来自发送机的信号作为数字信号，从而能够补偿由于光纤传输而受到的波长色散或极化模式色散所造成的发送信号的波形变形。因此，正在讨论引进数字相干通信系统作为下一代的光通信技术。
将在相干接收机中接收到的信号光与本地振荡光相乘，变换成基带（baseband）信号。在生成信号光的载波或本地振荡光的激光振荡器中，难以实现利用在无线通信用的振荡器中通常使用的锁相环得到的频率稳定化，并且在发送机的激光振荡器的输出频率与接收机的激光振荡器的输出频率之间产生大的频率偏移。在实际的光通信系统中，频率偏移达到±5GHz。在相干通信系统中，由于在载波的相位中承载信息，所以，需要在接收机中估计并补偿频率偏移。
此外，在无线通信中，由于在发送机和接收机中使用的基准振荡器的振荡频率的误差、伴随着发送机和接收机的移动的多普勒频移导致产生频率偏移。在该情况下，也需要在接收机中估计并补偿频率偏移。
为了估计频率偏移，已知有非专利文献1中所记载的那样的使用对1个符号周期（symbol period）的期间内的符号的相位变化信息进行利用的相位增加算法的方法。可是，该方法限定能够估计的频率偏移的范围。
另一方面，在专利文献1中记载了以下方法：针对OFDM（正交频分复用）信号，利用频谱的形状，估计频率偏移。在该情况下，与相位增加算法相比能使能够估计的频率偏移的范围变宽。
图10是表示现有的频率偏移估计装置的结构例的框图。在图10中，频率偏移估计装置104由串并联变换电路5、离散傅立叶变换电路（DFT）6、质心（centroid）计算电路7构成。此外，作为频率偏移估计装置104的周围电路，第一A/D变换器1、第二A/D变换器2、合成电路3连接于频率偏移估计装置104。
接收信号的同相分量（I信号）由第一A/D变换器1进行模拟–数字变换，接收信号的正交分量（Q信号）由第二A/D变换器2进行模拟–数字变换，之后，用合成电路3将模拟–数字变换后的信号变换成I+jQ的复数信号。将合成电路3的输出信号输入至频率偏移估计装置104。
图11、图12分别是表示现有的频率偏移估计装置104的工作的概念图。图11、图12示出了离散傅立叶变换电路6的输出信号、即接收信号的频谱。图11示出在没有频率偏移时的频谱，图12示出在有频率偏移时的频谱。将离散傅立叶变换的频率编号设为（1、2、…、NS），将频率编号i的频率分量的信号功率设为Pi，将相当于基准频率的频率编号设为C，C例如选择为NS/2。此时，用下式（1）得到与频率偏移成比例的信号δW/Wt。
[数式1]
Figure 238506DEST_PATH_IMAGE001
。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3649560号公报；
非专利文献
非专利文献1：Andreas Leven et al., “Frequency estimation in intradyne reception,” IEEE Photonics Technology Letters, volume 19, pp. 366–368, March 2007。
发明内容
发明要解决的课题
然而，在硬件的数字信号处理器（DSP）中实现利用数式（1）计算频率偏移的现有的频率偏移估计方法的情况下，存在除法运算的电路规模变大的问题。
通常，在DSP中实现频率偏移估计方法时，在除法器中使用了浮点运算的情况下，与定点运算相比较，电路规模显著增大，计算速度也变得缓慢，因此需要进行定点运算。在定点运算中，如果除数是2的幂，则仅以比特移位（bit shift）的简单运算就能够进行处理，但是在除数是2的幂以外的情况下，变为复杂的运算。
特别是，在除数的动态范围（dynamic range）大的情况下，难以决定将不产生上溢（overflow）或下溢（underflow）和取得高的运算精度兼顾的那样的小数点的位置，当进行具有余裕的取位时，电路规模变大。
数式（1）的分母是输入信号的频率分量的功率之和，与由通信系统确定的输入信号功率的动态范围对应地取得各种各样的实数的值，因此存在电路规模变大的问题。
本发明是考虑到这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种如下的频率偏移估计方法以及频率偏移估计装置：由于在利用频谱的形状计算频率偏移时，能够将除法运算的除数设为2的幂、或限定的范围内的整数值，所以能够缩小在进行了硬件化的情况下的电路规模。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明提供一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；计算所述频谱的平均功率的步骤；对所述平均功率、或所述平均功率的常数倍的功率加上规定的值来计算阈值的步骤；基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
本发明提供一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；对所述频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排的步骤；对所述进行重排后的频率分量中的特定位次的功率值或特定位次的功率值的常数倍的功率加上预先确定的值来计算阈值的步骤；基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
本发明提供一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；对所述频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排的步骤；利用所述进行重排后的多个频率分量的功率的算术平均计算阈值的步骤；基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
在本发明中，在计算所述阈值的步骤中，在NS=2m，此外，k=0、1、2、…、m–1时，将对NS个频率分量以功率的大小呈降序进行重排时的从排头起第2k个功率值和第（2k+1）个功率值的平均值作为所述阈值也可。
本发明提供一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；基于预先设定的阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
此外，为了解决上述的课题，本发明提供一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；平均功率计算部，计算由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的平均功率；阈值功率计算部，对由所述平均功率计算部计算出的所述平均功率、或所述平均功率的常数倍的功率加上规定的值来计算阈值；1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
本发明提供一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；功率值排列部，对由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排；阈值功率计算部，对由所述功率值排列部进行重排后的所述频率分量中的特定位次的功率值或特定位次的功率值的常数倍的功率加上预先确定的值来计算阈值；1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
本发明提供一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；功率值排列部，对由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排；阈值功率计算部，利用由所述功率值排列部进行重排后的多个频率分量的功率的算术平均计算阈值；1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
在本发明中，所述阈值功率计算部在NS=2m，此外，k=0、1、2、…、m–1时，将对NS个频率分量以功率的大小呈降序进行重排时的从排头起第2k个功率值和第（2k+1）个功率值的平均值作为所述阈值也可。
本发明提供一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；1比特量化部，基于预先设定的阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
发明效果
根据本发明，能够缩小在将利用频谱的形状计算频率偏移的电路进行硬件化的情况下的电路规模。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的频率偏移估计装置的结构例的框图。
图2是示出本第一实施方式的工作，并示出在没有频率偏移时的频谱的概念图。
图3是示出本第一实施方式的工作，并示出在有频率偏移时的频谱的概念图。
图4是表示对本第一实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。
图5是表示对本第一实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。
图6是表示对本第一实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。
图7是表示本发明第二实施方式的频率偏移估计装置的结构例的框图。
图8是表示对本第二实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。
图9是表示对本第二实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。
图10是表示现有的频率偏移估计装置的结构例的框图。
图11是表示现有的频率偏移估计装置的工作的概念图。
图12是表示现有的频率偏移估计装置的工作的概念图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。再有，在以下的各图中，对相同的（或对应的）结构使用相同的附图标记。
在本发明的各实施方式中，特征在于，在利用频谱的形状计算频谱偏移时，预先决定阈值功率，比较阈值功率和各频率分量的信号功率，由此对各频率分量的信号功率进行1比特量化，根据量化后的信号功率求取质心频率。由此，质心频率等于频率偏移，因此起到能够估计频率偏移的效果。此外，由于在运算（除法）质心时的分母为从1到NS的整数值，所以起到能够缩小电路规模的效果。此外，在求取阈值功率时，通过使用中间值（median），从而能够将除法的分母设为2的幂，因此能够大幅度地削减电路规模。以下，针对这些特征更加详细地进行说明。
A. 第一实施方式
图1是表示本发明第一实施方式的频率偏移估计装置的结构例的框图。在图1中，频率偏移估计装置4由串并联变换电路5、离散傅立叶变换电路（DFT）6、平均功率计算电路9、阈值功率计算电路10、1比特量化器11、质心计算电路7构成。此外，作为频率偏移估计装置4的周围电路，第一A/D变换器1、第二A/D变换器2、合成电路3连接于频率偏移估计装置4。
在由具有1个输入端口和NS个输出端口的串并联变换电路5对输入至频率偏移估计装置4的信号进行串并联变换后，由离散傅立叶变换电路6对以规定的采样频率预先进行采样后的接收信号进行离散傅立叶变换，并输出具有NS个频率分量的频谱。离散傅立叶变换的尺寸NS通常是2的幂的整数。作为用于执行离散傅立叶变换（DFT）的算法，能够使用快速傅立叶变换（FFT）等。
离散傅立叶变换电路6的输出信号被分成两路，一路输入至1比特量化器11，另一路输入至平均功率计算电路9。在该平均功率计算电路9中，计算由离散傅立叶变换电路6输出的频谱的平均功率。在阈值功率计算电路10中，基于该平均功率，计算阈值功率。1比特量化器11使用该阈值功率，对离散傅立叶变换电路6的输出信号进行1比特量化。1比特量化器11作为比较器（comparator）进行工作。质心计算电路7基于各频率分量的频率和进行1比特量化后的各频率分量的功率计算质心频率（在本第一实施方式中等于频率偏移）。
图2是示出第一实施方式的工作，并示出在没有频率偏移时的频谱的概念图。图3是示出本第一实施方式的工作，并示出在有频率偏移时的频谱的概念图。图2、图3均示出了离散傅立叶变换电路6的输出信号和1比特量化器11的输出信号、即接收信号的频谱和进行1比特量化后的频谱。
当将作为离散傅立叶变换电路6的输出信号的频谱中的频率f（i）的频率分量的信号功率设为P（i）、将用平均功率计算电路9计算出的平均功率设为PAVE、将用阈值功率计算电路10计算出的阈值功率设为PTH、将1比特量化器11的输出信号中的频率f（i）的频率分量的信号功率设为PQ（i）时，PAVE、PTH以及PQ（i）为下式（2）、（3）、（4）。
[数式2]
Figure 93330DEST_PATH_IMAGE002
。
[数式3]
Figure 873067DEST_PATH_IMAGE003
。
[数式4]
Figure 143643DEST_PATH_IMAGE004
。
在该情况下的质心频率fCG用下式（5）给出。
[数式5]
Figure 958015DEST_PATH_IMAGE005
。
其中，
[数式6]
Figure 718161DEST_PATH_IMAGE006
。
FS是采样频率。i是取从1到NS的整数值的变量，根据数式（6），频率f（i）取从（–1/2+1/NS）FS到1/2FS的值。如果频谱关于中间的频率是对称的，则数式（5）大致为0。
当前，频率f（i）的频率分量的信号功率是P（i），在加上了频率偏移Δf的情况下的频谱中，（f（i）+Δf）的频率分量的信号功率成为P（i）。此外，在1比特量化后也保持该关系。因此，在有频率偏移Δf的情况下的质心频率fCG为下式（7）。
[数式7]
。
即，质心频率fCG等于频率偏移Δf。在本第一实施方式中，由于计算平均功率的数式（2）的分母NS是2的幂，所以能够缩小电路规模。计算阈值功率的数式（3）是对平均功率或平均功率的常数倍的功率加上预先确定的值的运算，不需要除法，因此能够缩小电路规模。
此外，由于计算质心频率fCG的数式（5）的分母不论频谱的形状、输入信号功率的大小如何，都被限定为从1到NS的范围内的整数值，因此能够缩小电路规模。
图4至图6是表示对本第一实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。图4是在对符号速率（symbol rate）31.5GHz的QPSK（四相移相键控）调制信号给予了5GHz的频率偏移时的频谱。图5是在将平均功率作为阈值进行1比特量化时的频谱，可知频谱对应于频率偏移从中心向右移动。
在图6中，横轴为频率偏移的设定值，纵轴为本第一实施方式的频率偏移估计结果，对模拟结果进行描绘。可知：即使通过1比特量化来削减运算量，也能精度良好地估计频率偏移。
再有，在上述的第一实施方式中，输入至第一A/D变换器1以及第二A/D变换器2的接收信号的调制方式可以是OFDM，也可以是单载波调制。
B. 第二实施方式
接着，针对本发明的第二实施方式进行说明。
图7是表示本发明第二实施方式的频率偏移估计装置的结构例的框图。在图7中，参照附图标记12是功率值排列电路。在功率值排列电路12中，对输出的频谱的每个频率分量的功率按照大小的升序或降序进行重排。在阈值功率计算电路10中，使用重排后的功率值中的预先确定的顺序的功率值，计算阈值。
例如，在将频谱的频率分量的个数设为NS、将1以上NS以下的任意整数设为k并且对频率分量以功率的大小呈升序或降序进行排列时，能够将对从排头起第k个值或第k个值的常数倍的功率加上预先确定的值而得到的值设定为阈值功率。即，只要将阈值功率设定为与接收信号功率具有相关的值即可，阈值功率在第一实施方式中是基于平均功率进行计算的，在本第二实施方式中是基于频谱的频率分量的值进行计算的。
特别是，在将对NS个频率分量以功率的大小呈降序进行重排时的从排头起第NS/2个功率值与第（NS/2+1）个功率值的平均值、即中间值（median）作为1比特量化器11使用的阈值功率PTH的情况下，数式（4）的右边的1和0成为相等的个数，为各NS/2个。因此，数式（5）的分母成为NS/2，由于该值是2的幂，所以能够大幅度地削减电路规模。
同样地，在将对NS个频率分量呈降序进行重排时的从排头起第NS/4个功率值与第（NS/4+1）个功率值的平均值作为1比特量化器11使用的阈值功率PTH的情况下，数式（4）的右边的1为NS/4个，0为3NS/4个。因此，数式（5）的分母成为NS/4，由于该值也是2的幂，所以能够大幅度地削减电路规模。
即，在NS=2m，此外，k=0、1、2、…、m–1时，如果将对频率分量按照功率大小的降序进行重排时的从排头起第2k个功率值与第（2k+1）个功率值的平均值作为阈值，则数式（5）的分母成为2的幂，能够大幅度地削减电路规模。k值的选择只要配合由调制方式、传输路径的频带限制元件确定的频谱的形状来进行选择即可。
图8、图9是表示对本第二实施方式的工作进行模拟后的结果的概念图。在图8中，示出在对符号速率31.5GHz的QPSK调制信号给予了5GHz的频率偏移并将中间值作为阈值进行1比特量化时的频谱，可知频谱对应于频率偏移从中心向右移动。在图9中，横轴为频率偏移的设定值，纵轴为本第二实施方式的频率偏移估计结果，对模拟结果进行描绘，可知能够精度良好地估计频率偏移。
此外，在第一、以及第二实施方式的说明中，在频率偏移估计中，使用离散傅立叶变换后的频谱的所有频率分量来计算质心。可是，也能根据所要求的估计精度与电路规模的折衷，每隔几个除去频率分量来计算质心。
此外，如果用自动增益控制电路等其它电路以输入至频率偏移估计装置4、4a的信号电平总是为固定的方式进行控制，则能够预先设定阈值功率，并且在运用中不使其变更地进行工作。在该情况下，只要将数式（3）的常数a设为0，并且仅用与瞬时的接收信号功率无关的常数b决定阈值功率即可。关于常数b，与接收信号功率变动的情况同样地，能够根据对输入至频率偏移估计装置4、4a的功率或该功率的常数倍的功率加上预先确定的值而得到的值来决定，或者在对频谱的频率分量以功率的大小呈升序或降序进行排列时，根据对从排头起第k个值或第k个值的常数倍的功率加上预先确定的值而得到的值来决定。
再有，在该情况下，能够省略图1所示的平均功率计算电路9以及阈值功率计算电路10和图7所示的功率值排列电路12以及阈值功率计算电路10。即，1比特量化器11使用预先设定的阈值功率，对离散傅立叶变换电路6的输出信号进行1比特量化。
如以上说明的那样，根据本发明的各实施方式，在利用频谱的形状的频率偏移估计方法中，能够将除法运算的除数设为2的幂或限定的范围内的整数值，因此能够缩小在进行硬件化的情况下的电路规模。
以上，参照附图对本发明的实施方式详细地进行了描述，但是具体的结构不限于这些实施方式，也包含在不脱离本发明的主旨的范围内的设计等（结构的附加、省略、替换以及其它变更）。本发明不被上述的说明限定，仅被附上的权利要求书限定。
产业上的可利用性
本发明例如能够在数字相干光接收机或无线通信接收机中利用。根据本发明，能够缩小在将利用频谱的形状计算频率偏移的电路进行硬件化的情况下的电路规模。
附图标记的说明：
1 第一A/D变换器；
2 第二A/D变换器；
3 合成电路；
4 频率偏移估计装置；
5 串并联变换电路；
6 离散傅立叶变换电路（DFT）；
7 质心计算电路；
9 平均功率计算电路；
10 阈值功率计算电路；
11 1比特量化器；
12 功率值排列电路。

Claims (10)

1.一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：
对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；
计算所述频谱的平均功率的步骤；
对所述平均功率、或所述平均功率的常数倍的功率加上规定的值来计算阈值的步骤；
基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及
将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
2.一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：
对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；
对所述频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排的步骤；
对所述进行重排后的频率分量中的特定位次的功率值或特定位次的功率值的常数倍的功率加上预先确定的值来计算阈值的步骤；
基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及
将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
3.一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：
对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；
对所述频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排的步骤；
利用所述进行重排后的多个频率分量的功率的算术平均计算阈值的步骤；
基于所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及
将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
4.根据权利要求3所述的频率偏移估计方法，其中，
在计算所述阈值的步骤中，在NS=2m，此外，k=0、1、2、…、m–1时，将对NS个频率分量以功率的大小呈降序进行重排时的从排头起第2k个功率值和第（2k+1）个功率值的平均值作为所述阈值。
5.一种频率偏移估计方法，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，包含：
对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱的步骤；
基于预先设定的阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化的步骤；以及
将所述各频率分量的频率与所述进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率的步骤。
6.一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：
离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；
平均功率计算部，计算由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的平均功率；
阈值功率计算部，对由所述平均功率计算部计算出的所述平均功率、或所述平均功率的常数倍的功率加上规定的值来计算阈值；
1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及
质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
7.一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：
离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；
功率值排列部，对由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排；
阈值功率计算部，对由所述功率值排列部进行重排后的所述频率分量中的特定位次的功率值或特定位次的功率值的常数倍的功率加上预先确定的值来计算阈值；
1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及
质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
8.一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：
离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；
功率值排列部，对由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的多个频率分量以其功率的大小依次进行重排；
阈值功率计算部，利用由所述功率值排列部进行重排后的多个频率分量的功率的算术平均计算阈值；
1比特量化部，基于由所述阈值功率计算部计算出的所述阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及
质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
9.根据权利要求8所述的频率偏移估计装置，其中，
所述阈值功率计算部在NS=2m，此外，k=0、1、2、…、m–1时，将对NS个频率分量以功率的大小呈降序进行重排时的从排头起第2k个功率值和第（2k+1）个功率值的平均值作为所述阈值。
10.一种频率偏移估计装置，估计接收信号的载波频率与本地振荡器的输出信号的频率的差，其中，具备：
离散傅立叶变换部，对以规定的采样频率预先进行了采样的接收信号进行离散傅立叶变换，输出具有多个频率分量的频谱；
1比特量化部，基于预先设定的阈值，对所述频谱的各频率分量的功率进行1比特量化；以及
质心计算部，将由所述离散傅立叶变换部进行变换后的频谱的各频率分量的频率与由所述1比特量化部进行1比特量化后的各频率分量的功率相乘，求取该相乘后的乘积之和，用该乘积之和除以所述进行1比特量化后的所述频谱的各频率分量的功率之和，计算质心频率。
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