专利名称：一种ofdm系统的采样频差校正方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种OFDM系统的采样频差校正方法和装置。
背景技术：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, iE^^S^Mffl ) M^tMi 一种多载波通信系统，其使用了信道带宽内的多个子载波发送数据，并且具有对多径延 迟扩展和频率选择性衰落的耐受程度高、频谱使用的有效性高和抗干扰性良好等特性， 可以用于传输速率较大的数据，具有广泛的应用前景，比如目前在CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中国移动多媒体广播)系统中就是采用OFDM技术作为调制传 输技术。在OFDM系统中，符号同步误差和发射机与接收机之间频率的不同步等因素将引 起 ISI (Inter—symbol Interference，符号间干扰)禾口 ICI (Inter—carrierlnterference， 子载波间干扰)，从而造成接收性能下降。在实际应用过程中，由于OFDM符号周期较长，对 符号同步偏移不是很敏感，ISI可以得到很好的抑制。但是，由于OFDM符号的子载波间隔 比较小，系统对频率偏差十分敏感，采样频差的存在会导致接收端的OFDM符号的开窗位置 发生漂移，导致OFDM符号各个子载波发生相位旋转，从而导致ICI的产生和增大，因此频差 估计和修正是接收机对OFDM符号进行同步处理的首要任务。目前，OFDM发送系统通常采用对待发送信息进行FFT (Fast FourierTransform, 快速傅里叶变换)后经过子载波发送信息，并且在有效码元前部加上循环前缀构成的保护 间隔，以便降低多径影响。同时在接收终端通常会采用采样时钟来实现接收OFDM符号的同 步。但是，在OFDM数字广播系统的消费类接收终端中采样时钟通常所用的晶振品质较差， 会导致更加严重的采样频差，从而影响了对OFDM符号进一步处理的准确性和有效性，因此 如何对采样频率偏差进行有效校正是一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种OFDM系统的采样频差的校正 方法与装置，其能够在时域对过采样数据的采样频差进行实时有效地校正，适用于具有导 频的OFDM数字通信系统。为了实现上述目的，本发明提供了一种OFDM系统的采样频差校正方法，包括以下 步骤对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波；对滤波后的过采样数据进行时 频变换得到OFDM频域符号；从OFDM频域符号提取连续导频信息，并进行采样频差估计，得 到采样相对频差估计值 ;以及对采样相对频差估计值^进行比例积分得到当前采样相对 频差积分值ζ ‘，并用积分值ζ ‘指导对过采样数据进行插值滤波或抽取滤波。与此相对应地，本发明还提供了一种OFDM系统的采样频差校正装置，包括滤波 器，其用于对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波；时频变换单元，其用于对滤 波后的过采样数据进行时频变换得到OFDM频域符号；采样频差估计单元，其用于对OFDM频域符号提取连续导频信息并进行采样频差估计，得到采样相对频差估计值；以及比例积分 单元，其用于对采样相对频差估计值进行比例积分得到当前采样相对频差积分值，其中，滤 波器、时频变换单元、采样频差估计单元和比例积分单元串联而成一个环路。本发明的有益效果是，该采样频差校正方法利用对采样频差的处理结果反馈给 Farrow结构滤波器以指导其对采样数据进行相应地插值处理或者抽取处理，从而实现对采 样频差估计和校正的实时动态控制，并能够有效地校正OFDM系统的采样频差，提高系统的 计算精度。使用该采样频差校正方法的校正装置还具有结构简单，稳定性高，适用范围广等 优点。
图1是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正方法的流程图；图2是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正方法的信号处理原理 图；图3是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正方法中Farrow结构滤 波器的结构原理图；图4是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正装置的结构示意图；图5是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正装置的结构原理图；图6是OFDM系统的时隙结构原理图；以及图7是根据本发明优选实施例的OFDM系统的采样频差校正装置中插值滤波器的 结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。本发明提供的校正方法和装置适用于具有连续导频的OFDM数字通信系统。采用 该校正方法，首先对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波；然后对滤波后的过 采样数据进行时频变换得到OFDM频域符号；接下来从OFDM频域符号提取连续导频信息，并 进行采样频差估计，得到采样相对频差估计值< ；之后对采样相对频差估计值^进行比例积 分得到当前采样相对频差积分值ζ ‘，并用积分值ζ ‘指导对过采样数据进行插值滤波 或抽取滤波。图1示出了根据本发明的OFDM系统的采样频差校正方法的大致流程，其主要步骤 包括SlOl 对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波，该插值滤波或抽取滤 波的操作通过Farrow结构滤波器来进行。图2示出的是该采样频差校正方法的信号处理原理，为了更清楚地理解本发明， 下面将结合图2对该校正方法进行进一步说明。在步骤SlOl中，采用Farrow结构滤波器来对接收终端的过采样数据进行插值 滤波或抽取滤波，以校正采样频差。若系统发射端的采样速率为Τ，接收端的采样速率为 T'，定义整数采样频差为％=&77广」，分数采样频差Sun = nT/T' _mn，η为样值序号，
5Lzj表示对ζ下取整。若选定的低通滤波器，该滤波器的有效带宽应满足OFDM系统的带宽
要求，可以用分段多项式妳)
权利要求
1.一种OFDM系统的采样频差校正方法，其特征在于，包括以下步骤对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波；对滤波后的所述过采样数据进行时频变换得到OFDM频域符号；从所述OFDM频域符号提取连续导频信息，并进行采样频差估计，得到采样相对频差估 计值以及对所述采样相对频差估计值^进行比例积分得到当前采样相对频差积分值ζ ‘，并用 所述积分值ζ ‘指导对所述过采样数据进行插值滤波或抽取滤波。
2.根据权利要求1所述的采样频差校正方法，其特征在于，所述插值滤波或抽取滤波 采用Farrow结构滤波器来进行。
3.根据权利要求1所述的采样频差校正方法，其特征在于，所述对滤波后的所述过采 样数据进行时频变换的步骤包括对滤波后的所述过采样数据进行下采样，获得基带OFDM时域符号；以及对所述OFDM时域符号去除保护间隔后进行FFT，得到OFDM频域符号。
4.根据权利要求1所述的采样频差校正方法，其特征在于，所述从所述OFDM频域符号 提取连续导频信息，并进行采样频差估计的步骤包括利用关于零频点基本对称的连续导 频 进行估计得到所述采样相对频差估计值<。
5.根据权利要求1所述的采样频差校正方法，其特征在于，所述比例积分步骤采用的冲击响应为/^(2) = 6+:^^^0\ — z
6.根据权利要求1所述的采样频差校正方法，其特征在于，所述用所述积分值ζ‘指 导对所述过采样数据进行插值滤波或抽取滤波的步骤包括当ζ ‘ > O时，指导所述Farrow结构滤波器抽取插入一个过采样值；当ζ ‘ < O时， 指导所述Farrow结构滤波器在所述过采样数据序列中抽取一个采样值。
7.一种OFDM系统的采样频差校正装置，其特征在于，包括滤波器，其用于对接收终端的过采样数据进行插值滤波或抽取滤波；时频变换单元，其用于对滤波后的所述过采样数据进行时频变换得到OFDM频域符号；采样频差估计单元，其用于对所述OFDM频域符号提取连续导频信息并进行采样频差 估计，得到采样相对频差估计值；以及比例积分单元，其用于对所述采样相对频差估计值进行比例积分得到当前采样相对频 差积分值，其中，所述滤波器、所述时频变换单元、所述采样频差估计单元和所述比例积分单元串 联而成一个环路。
8.根据权利要求7所述的采样频差校正装置，其特征在于，所述滤波器为Farrow结构 滤波器。
9.根据权利要求8所述的采样频差校正装置，其特征在于，所述Farrow结构滤波器采 用分段抛物线的Farrow结构形式，其分段表达式为C_2 = α U2 - α u C_! = - α u2 +( α +l)u C0 = - α u2 +( α -l)u +1 V+1 = α U2 - α u 其中，α = 0. 5。
10.根据权利要求7所述的采样频差校正装置，其特征在于，所述时频变换单元包括 下采样单元，其用于对滤波后的所述过采样数据进行下采样以获得基带OFDM时域符 号；以及FFT单元，其用于对去除保护间隔后的所述OFDM时域符号进行FFT以得到OFDM频域符号。
全文摘要
本发明公开了一种OFDM系统的采样频差校正方法和装置，该校正方法首先将接收终端的过采样数据经过Farrow结构滤波器进行插值滤波或抽取滤波，然后对采样频差校正后的过采样数据进行下采样以获得基带OFDM时域符号，其次对OFDM时域符号去除保护间隔后做傅里叶变换得到OFDM频域符号，再次从OFDM频域符号抽取连续导频信息并估计采样频差以得到采样相对频差估计值，最后对其进行比例积分得到积分值。相应地，该校正装置包括Farrow结构滤波器、下采样单元、FFT单元、采样频差估计单元和比例积分单元等。采用该方法和装置能够有效地对采样频差进行实时估计和校正，具有精度高、稳定性好等优点。
文档编号H04L27/26GK102088432SQ20091024145
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者刘斌彬, 王军伟, 王静, 葛启宏 申请人:北京泰美世纪科技有限公司