CN103873396B - 一种频偏估计和补偿的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种频偏估计和补偿的方法及装置。其方法包括：从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于于所述接收信号的循环前缀长度；对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。

Description

一种频偏估计和补偿的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种频偏估计和补偿的方法及装置。
背景技术
高速铁路目前的运行速度为300千米每小时（km/h），未来可能发展到500km/h。高速铁路具有比较明显的特点：列车运行速度高，运行距离长、穿越地理环境复杂等。在高速铁路环境下，现有的蜂窝移动通信技术将受到限制，语音通信的服务质量大大下降，甚至出现高速铁路环境下的信息孤岛。
对于正交频分复用（OFDM）技术而言，高速移动产生的多普勒频散会破坏OFDM子载波间正交性，产生子载波间干扰。子载波间干扰将严重影响信道估计的准确性，进而导致OFDM系统性能急剧下降。因此如何在高速移动环境下准确地进行频偏估计是OFDM系统亟需解决的关键性难题之一。
现有的频偏估计方法，是通过频域导频信道估计相关进行频偏估计。具体的，同一子帧中两个时隙的导频信号间隔为0.5ms，在实际传输过程中，假设传输信道在这一时间间隔内的衰落特性基本不变，那么可以认为同一子帧中两个时隙的导频信道估计差异仅由多普勒频偏造成。通过两个时隙的导频信道估计的差异，可进行频偏估计。频偏估计的公式如下：
其中，H1表示子帧中前一个时隙的频域导频信道估计，H2表示子帧中后一个时隙的频域导频信道估计，Nsc表示导频信道估计序列的长度，Δt表示两个时隙的导频信号的时间间隔，Δt的取值为0.5ms，表示两个时隙的导频信号的相位差，angle(*)为求相位的函数。
现有的频偏估计方法，通过公式计算得到的相位差φ，仅能在2π范围内进行区分。例如，将φ的取值范围限定在(-π,π]，超过这一范围的相位差，其估计结果为(-π,π]范围内的周期循环对应值。因此，根据公式计算得到频偏估计结果fd仅能在2000Hz范围内进行区分。以φ∈(-π,π]的取值范围为例，频偏估计范围为(-1000Hz,1000Hz]。当多普勒频偏超过这一范围时，受相位差周期循环的限制，不能准确估计得到正确的频偏结果。
因此，现有的频偏估计方法不适用于高速铁路环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种频偏估计和补偿的方法及装置，以解决现有的频偏估计范围较小的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种频偏估计和补偿的方法，包括：
从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度小于接收信号的循环前缀长度；
对上述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
较佳地，从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，具体通过以下方式实现：
从该子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；
确定上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；
根据所述相位差进行第一次频偏估计。
较佳地，从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，具体可以通过以下方式实现：
从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；
截取上述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后预定偏移量长度的时域信号，并截取该定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前预定偏移量长度的时域信号；
确定截取的时域信号之间的相位差；
根据该相位差进行第一次频偏估计。
基于上述任意实施例，较佳地，对上述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，其一种实现方式可以是：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；
将第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
较佳地，对上述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，其另一种实现方式可以是：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；
根据第一次频偏估计的结果确定两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；
根据确定了取值范围的相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
较佳地，对上述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，其又一种实现方式可以是：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例提供一种频偏估计和补偿的装置，包括：
第一频偏估计模块，用于从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度小于接收信号的循环前缀长度；
第二频偏估计模块，用于对接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
较佳地，第一频偏估计模块用于：
从上述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；
确定上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；
根据该相位差进行第一次频偏估计。
较佳地，第一频偏估计模块用于：
从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；
截取上述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后预定偏移量长度的时域信号，并截取该定时位置之前的预定偏移量处的时域信号的前预定偏移量长度的时域信号；
确定截取的时域信号之间的相位差；
根据该相位差进行第一次频偏估计。
基于上述任意装置实施例，较佳地，第二频偏估计模块具体用于：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；
将第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
较佳地，第二频偏估计模块具体用于：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；
根据第一次频偏估计的结果确定两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；
根据确定了取值范围的相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
较佳地，第二频偏估计模块具体用于：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例提供另一种频偏估计和补偿的装置，包括：
处理器，该处理器被配置为执行具有下列功能的计算机程序：从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度不大于接收信号的循环前缀长度；对接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿；
存储器，该存储器被配置为保存上述计算机程序的代码。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种装置示意图；
图3为本发明实施提供的另一种装置示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种具有较大估计范围的频偏估计和补偿的实现方案。首先通过包含循环前缀（CP）的接收信号对频偏进行第一次估计，在信道估计阶段，再利用两个时隙的导频信道估计，对频偏进行第二次估计或补偿。
下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。
本发明实施例提供的频偏估计和补偿方法如图1所示，具体包括如下操作：
步骤100、从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度不大于接收信号的CP长度。
步骤110、对上述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
本发明实施例步骤100的实现方式有多种，下面例举其中两种优选的实现方式。
步骤100的优选实现方式一：
从上述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；确定上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；根据该相位差进行第一次频偏估计。
其中，获取频域接收信号的具体实现方式可以是：从上述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号；根据接收信号发送端所占频域资源位置，从获取的频域信号中得到频域接收信号（即该发送端传输的信号）。
其中，从获取的频域信号中得到频域接收信号，具体是：将频域信号中，接收信号发送端所占频域资源位置之外的其余位置的信号置零，得到频域接收信号。
以单天线的一个导频信号所在的OFDM符号为例：
从上述子帧中的一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置获取OFDM符号，对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号Sf1；将该OFDM符号的定时位置向前Δn点（预定偏移量）作为新的OFDM符号起始位置，从该位置获取OFDM符号，对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号Sf2。其中，Δn的长度大于0，且不大于接收信号的CP的长度，具体取值可以根据实际情况确定，需要保证截取的OFDM符号不包含上一个OFDM符号的延迟信号。
根据接收信号发送端所占频域资源位置，将获取的频域信号Sf1中接收信号发送端所占频域资源位置之外的其余位置的信号置零，得到频域接收信号并将获取的频域信号Sf2中接收信号发送端所占频域资源位置之外的其余位置的信号置零，得到频域接收信号
计算与的共轭相乘根据共轭相乘确定与的相位差具体的，可以对共轭相乘的结果求平均，根据平均结果确定相位差，也可以对共轭相乘结果求和，根据求和结果确定相位差。
通过公式计算得到第一次频偏估计结果。
其中，Ts是时域采样间隔，Ts=1/频域采样间隔*NFFT。
其中，NFFT为进行FFT变换的序列长度。
如果基于单天线上两个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，基于多天线上单个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，或基于多天线上两个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，可以参照上述单天线上一个导频信号所在的OFDM符号的处理过程。但在计算相位差时，对各天线、各OFDM符号上求得的相位差进行平均，得到进行第一次频偏估计使用的相位差也可以对各天线、各OFDM符号的定时位置获取的频域接收信号进行平均，对各天线、各OFDM符号的定时位置之前Δn点处获取的频域接收信号进行平均，使用平均结果计算相位差还可以采用其他方式确定相位差本发明对此不作限定。
步骤100的优选实现方式二：
从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；截取上述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后预定偏移量长度的时域信号，并截取该定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前预定偏移量长度的时域信号；确定截取的时域信号之间的相位差；根据该相位差进行第一次频偏估计。
其中，获取时域接收信号的具体实现方式可以是：从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号，根据上述接收信号发送端所占频域资源位置，从上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取的频域信号中得到发送端传输的信号；将上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处的发送端传输的信号转换为时域信号。
以单天线的一个导频信号所在的OFDM符号为例：
从上述子帧中的一个OFDM符号的定时位置获取OFDM符号，对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号Sf1；将该OFDM符号的定时位置向前Δn点（预定偏移量）作为新的OFDM符号起始位置，从该位置获取OFDM符号，对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号Sf2。其中，Δn的长度大于0，且小于或等于接收信号的CP的长度，具体取值可以根据实际情况确定，需要保证截取的OFDM符号不包含上一个OFDM符号的延迟信号。
根据接收信号发送端所占频域资源位置，将获取的频域信号Sf1中接收信号发送端所占频域资源位置之外的其余位置的信号置零，得到频域接收信号并将获取的频域信号Sf2中接收信号发送端所占频域资源位置之外的其余位置的信号置零，得到频域接收信号
将和分别变换到时域得到时域接收信号和
分别截取的后Δn长的信号以及的前Δn长的信号
计算与的共轭相乘根据共轭相乘确定与的相位差具体的，可以对共轭相乘的结果求平均，根据平均结果确定相位差，也可以对共轭相乘结果求和，根据求和结果确定相位差。
通过公式计算得到第一次频偏估计结果。
其中，Ts是时域采样间隔，Ts=1/频域采样间隔*NFFT。
如果基于单天线上两个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，基于多天线上单个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，或基于多天线上两个导频信号所在的OFDM符号进行第一次频偏估计，可以参照上述单天线上一个导频信号所在的OFDM符号的处理过程。但在计算相位差时，对各天线、各OFDM符号上求得的相位差进行平均，得到进行第一次频偏估计使用的相位差也可以对各天线、各OFDM符号的定时位置获取的频域接收信号进行平均，对各天线、各OFDM符号的定时位置之前Δn点处获取的频域接收信号进行平均，使用平均结果计算相位差还可以采用其他方式确定相位差本发明对此不作限定。
基于上述任意实施例，本发明实施例步骤110的实现方式有多种，下面例举其中两种优选的实现方式。
步骤110的优选实现方式一：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；将第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
其中，对上述子帧的两个时隙的导频信号进行导频信道估计，即对接收信号进行导频信道估计。
其中，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行校正，得到最终的频偏估计结果，即将第二次频偏估计结果与第一次频偏估计结果求和，将求和结果作为最终的频偏估计结果。
其中，第二次频偏估计的原理如下式：
其中，fd,h为第二次频偏估计结果；Δt为两个时隙的导频信号的时间间隔，具体值为0.5毫秒；Nsc为导频信道估计序列的长度，Hslot1(n)为上述子帧的前一个时隙的导频信号的导频信道估计结果（序列）Hslot1的第n个元素；为Hslot1(n)的共轭；Hslot2(n)为上述子帧的后一个时隙的导频信号的导频信道估计结果（序列）Hslot2的第n个元素；表示使用第一次频偏估计结果fd,CP对Hslot2(n)进行补偿。
上述公式以使用第一次频偏估计结果对上述子帧的后一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿为例进行说明，应当指出的是，也可以使用第一次频偏估计结果对上述子帧的前一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿。
如果采用多根天线接收，则对不同天线上的接收信号进行第二次频偏估计后，将第二次频偏估计结果进行平均，然后将平均所得结果与第一次频偏估计结果之和作为最终的频偏估计结果。
步骤110的优选实现方式二：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；使用第一次频偏估计的结果fd,CP对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿。例如，对后一个时隙的导频信道估计结果Hslot2进行频偏fd,CP的补偿，得到补偿后的信道估计结果
以Hslot1和为参考，通过插值方法得到一个子帧中所有OFDM符号上的信道估计结果，以常规CP为例，插值之后的结果为
对后一个时隙所有OFDM符号上的信道估计结果反向补偿频偏fd,CP，得到最终的信道估计其中包含了对多普勒频偏的进一步估计和补偿。此外还需要补偿的多普勒频偏为fd,CP。
步骤110的优选实施方式三：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；根据第一次频偏估计的结果fd,CP确定两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；根据确定了取值范围的相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
其中，对上述子帧中的两个时隙的导频信号进行导频信道估计，根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差的原理如下式：
φ为两个时隙的导频信号的相位差，其他参数的解释参照前述公式。
其中，若-1000＜fd,CP≤1000，则-π＜φ≤π，若-2000＜fd,CP≤-10，00则-2π＜φ≤-π，若1000＜fd,CP≤2000，则π＜φ≤2π，依此类推。
通过公式计算得到最终的频偏估计结果fd。
其中，可以先根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差，然后确定相位差的取值范围，并根据确定的取值范围校正相位差，根据校正的相位差进行第二次频偏估计。例如：确定的相位差为-0.8π，第一次频偏估计的结果为1350Hz，则确定的相位差的取值范围π＜φ≤2π，那么，调整相位差为-0.8π+2π=1.2π。
也可以先根据第一次频偏估计的结果确定两个时隙的导频信号的相位差的取值范围，然后根据该取值范围和导频信道估计结果确定相位差，根据确定的相位差进行第二次频偏估计。例如：第一次频偏估计结果为1350Hz，则确定的相位差的取值范围π＜φ≤2π，那么，确定相位差为1.2π。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例提供一种频偏估计和补偿的装置，如图2所示，包括：
第一频偏估计模块201，用于从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度小于接收信号的循环前缀长度；
第二频偏估计模块202，用于对接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
较佳地，第一频偏估计模块201用于：
从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；
确定上述OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；
根据该相位差进行第一次频偏估计。
较佳地，第一频偏估计模块201用于：
从上述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；
截取上述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后预定偏移量长度的时域信号，并截取该定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前预定偏移量长度的时域信号；
确定截取的时域信号之间的相位差；
根据该相位差进行第一次频偏估计。
基于上述任意装置实施例，较佳地，第二频偏估计模块202具体用于：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；
将第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
较佳地，第二频偏估计模块202具体用于：
对上述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；
根据第一次频偏估计的结果确定两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；
根据确定了取值范围的相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
较佳地，第二频偏估计模块202具体用于：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例提供另一种频偏估计和补偿的装置，如图3所示，包括：
处理器301，该处理器301被配置为执行具有下列功能的计算机程序：从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及该定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，预定偏移量的长度小于接收信号的循环前缀长度；对接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿；
存储器302，该存储器302被配置为保存上述计算机程序的代码。
由于OFDM符号的定时位置及之前的预定偏移量的时域间隔远远小于两个时隙的导频符号的时域间隔，因此，第一次频偏估计能够获得较大的频偏范围，然后通过两个时隙的导频符号的导频信道估计进行第二次频偏估计，以便对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种频偏估计和补偿的方法，其特征在于，包括：
从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于所述接收信号的循环前缀长度；
对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿；
从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，包括：
从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；确定所述OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；根据所述相位差进行第一次频偏估计；或
从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；截取所述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后所述预定偏移量长度的时域信号，并截取所述定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前所述预定偏移量长度的时域信号；确定截取的时域信号之间的相位差；根据所述相位差进行第一次频偏估计；
从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号，包括：
从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行快速傅氏变换FFT变换，得到频域信号；根据所述接收信号发送端所占频域资源位置，从所述频域信号中得到发送端传输的信号；将所述发送端传输的信号转换为时域信号；
从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号，包括：
从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号；根据接收信号发送端所占频域资源位置，从获取的频域信号中得到频域接收信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；
将所述第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；
根据第一次频偏估计的结果确定所述两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；
根据确定了取值范围的所述相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
5.一种频偏估计和补偿的装置，其特征在于，包括：
第一频偏估计模块，用于从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于所述接收信号的循环前缀长度；
第二频偏估计模块，用于对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿；
第一频偏估计模块用于：
从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号；确定所述OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差；根据所述相位差进行第一次频偏估计；或
从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号；截取所述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后所述预定偏移量长度的时域信号，并截取所述定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前所述预定偏移量长度的时域信号；确定截取的时域信号之间的相位差；根据所述相位差进行第一次频偏估计；
所述第一频偏估计模块具体用于：
从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行快速傅氏变换FFT变换，得到频域信号；根据所述接收信号发送端所占频域资源位置，从所述频域信号中得到发送端传输的信号；将所述发送端传输的信号转换为时域信号；
所述第一频偏估计模块具体用于：
从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取OFDM符号；对获取的OFDM符号进行FFT变换，得到频域信号；根据接收信号发送端所占频域资源位置，从获取的频域信号中得到频域接收信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第二频偏估计模块用于：
对所述接收信号在两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计；
将所述第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第二频偏估计模块用于：
对所述接收信号在两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差；
根据第一次频偏估计的结果确定所述两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；
根据确定了取值范围的所述相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二频偏估计模块用于：
对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计；
使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿；
根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
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