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专利号: 2016103498658
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:在UFMC系统中,对每个子带插入导频信号,通过导频信号来实现系统的载波频率同步,具体包括以下步骤:S1:生成一个nB×nB的哈达玛矩阵MP,选取矩阵MP的任意两行或者两列Pn,Pm,并将其作为导频序列插入UFMC信号中,且满足nBmod(4)=0,Pn×Pm*=0;

S2:将N个子载波均匀地分成B组(即B个子带),那么每个子带中含有 个子载波;假设在每个子带中选择n个子载波传输导频信号,其余D-n个子载波传输数据信号,插入导频后,子带i中的信号为Si,频域发送信号为X;

S3:得到包括导频信号在内的UFMC信号X后,让UFMC的B个子带依次经过N-IDFT和滤波两个过程进行调制发送;

S4:接收端对接收到的信号进行串并变换以及时域补零,得到并行信号;

S5:将得到的并行信号进行以下操作:首先进行2N-FFT变换,得到2N点的频域信号,取其偶频点的数据信息并将其通过与发送端相匹配的滤波器,最后利用迫零均衡器消除ISI,得到数据信息的估计值;

S6:提取导频信号,然后通过计算两组导频序列之间的相关性来估计载波频偏CFO;

S7:通过利用迭代算法来提高频偏估计的精确度和稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:在D个子载波上选n个子载波存放导频,子带i中导频的位置用Ψi表示,如果在子带i中的第r个子载波上存放导频,那么[Ψi]r,r=1,否则[Ψi]r,r=0,其中r∈[1,D], 在UFMC信号中所有导频的位置为 子带i中的导频信号和原始数据构成了新的数据信息Si,频域发送信号为

3.根据权利要求2所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:对每个子带的数据信息Si通过傅里叶矩阵实现IDFT变换,该傅里叶矩阵定义为 表示对长度为d2的向量进行d1点的IDFT变换;傅里叶矩阵当中的元素如下所示:

其中n,m为元素下标。

4.根据权利要求3所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:对每个子带进行滤波操作,通过使用托普利兹矩阵来完成该线性卷积运算,对于不同的子带需要将滤波器的中心频率平移至子带的中间;设置UFMC系统中原型滤波器长度为L,冲激响应f的表达式为:f={f[0],f[1],…,f[L-1]},对应的频域响应为F;计算第i个子频带中心频率所在的子载波标号为: 将原型滤波器的频域响应F平移 个单位得到第i个子频带的频域响应Fi,符号m的第i个子频带的冲击响应fm,i为:fm,i={fm,i[0],fm,i[1],…,fm,i[L-1]},其中 定义托普利兹矩阵Fm,i为:

取其前N列记为 用 实现符号m的第i个子带的滤波过程。

5.根据权利要求4所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:经过UFMC调制、滤波后,发送端发送的两个连续的时域信号x1,x2分别为:

其中,Vi表示第i个子频带上实现IDFT变换的傅里叶矩阵 并且d1和d2的取值因子带而异。

6.根据权利要求5所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:接收端接收到的两个连续的时域信号y1,y2分别为:

其中:Λ(ε)=ej2πε(N+L-1)/NIN表示由载频偏差引起的相位变化,该变化只与载频率偏差和符号序号有关;Γ(ε)=diag{1,ej2πε/N,…,ej2πε(N+L-1)/N}表示载波频偏CFO的冲击响应,ε表示归一化的载波频率偏差。

7.根据权利要求6所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:将接收到的信号进行时域补零后做2N-FFT变换得到2N点的频域信号,取其偶频点得到估计信号 进行滤波匹配后从中提取出导频信号T1、T2。

8.根据权利要求7所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:如果去掉在接收导频信号T1、T2中由CFO带来的干扰和相位旋转,那么导频信号T1、T2的相关性就会变得很小,其相关性用公式可以表示为:

式中: 表示CFO的频率响应,表示归一化的载波频率偏差的试验值;

通过在 取值为[-0.5,0.5)的范围内,使代价函数R1,2达到最小来获取CFO的估计值,即

9.根据权利要求8所述的一种UFMC系统中的载波同步方法,其特征在于:在步骤S7中,使用迭代算法来提高算法精度:假设在每次迭代过程中,将 看作是剩余CFO估计,那么,在第g次迭代中,精确的CFO估计值 用公式表示为:

将精确的CFO用来补偿接收端接收到的导频信号,修正后的导频信号 为: