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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CORRECTING FREQUENCY OFFSET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/155459
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention provides a method and device for correcting frequency offset. Through the response of all the pilot carrier for every tilestrip in every sub-channel, the corresponding matrix is Constructed, and the constructed matrix is normalized, and the average of the normalized matrix of every antenna is determined, thus the average of the normalized matrix of every received antenna for the base station is determined, and the Fast Fourier Transform (FFT) is proceeded according to it, thereby the estimation of the frequency offset is proceeded, then the frequency offset is corrected according to the result of the estimation of the frequency offset. Consequently the estimation and correction of the frequency offset is realized in the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.

Inventors:
LIU YIJIA (CN)
GUO JUNPING (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/081276
Publication Date:
November 22, 2012
Filing Date:
October 25, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORP (CN)
LIU YIJIA (CN)
GUO JUNPING (CN)
International Classes:
H04L27/26; H04L25/03
Foreign References:
US20040111227A12004-06-10
CN101022442A2007-08-22
CN101505290A2009-08-12
Attorney, Agent or Firm:
CHINA PAT INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
1、 一种频偏校正的方法, 包括:

针对基站的一根天线上接收到的数据,根据每个子信道内每个 Tilestrip 的所有导频子载波的响应, 获取不同导频子载波的响应的平均值, 据此构 造列向量, 并根据构造的列向量构造矩阵, 对构造的矩阵进行 scale处理, 并对 scale处理后的矩阵进行归一化处理;

根据每个 Tilestri 归一化处理后的矩阵,确定每根天线归一化后的矩阵 的平均值, 据此确定所述基站归一化后的矩阵的平均值;

根据基站归一化后的矩阵的平均值中的元素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正。

2、 如权利要求 1所述的方法, 其中, 根据获取的不同导频子载波的响 应的平均值构造列向量的过程, 包括:

根据导频子载波在时域上的正交频分复用 OFDM符号的编号, 确定不 同导频子载波平均值对应的序列号;

当获取到不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波响应的平均值为一组, 序列号为偶 数的导频子载波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。

3、 如权利要求 1所述的方法, 其中, 根据构造的列向量构造矩阵的过 程, 包括:

根据构造的列向量 ζι, 构造两个矩阵 和 ^ , 其中,

其中 , ,''和 ,''为不同导频子载波的响应; 将所述两个矩阵 ^和 R2的和作为列向量构造的矩阵。

4、 如权利要求 3所述的方法, 其中, 构造所述两个矩阵 和 之前, 所述方法还包括:

将所述两个矩阵 和 ^中的每个元素右移 1位。

5、 如权利要求 1所述的方法, 其中, 对构造的矩阵进行 scale处理的 过程包括:

确定构造的所述矩阵中所有元素的实部和虚部中绝对值最大的元素

M;

确定元素 M相对于 32bit有符号数最多左移的位数 S1;

根据确定的位数 S1 , 将该矩阵中所有元素的实部和虚步都相应的左移 S1位;

截取左移后的所述矩阵中所有元素的实部和虚部的高 16bit, 以此作为 scale处理后的矩阵。

6、 如权利要求 1所述的方法, 其中, 所述对 scale处理后的矩阵进行 归一化处理的过程, 包括:

确定 scale处理后的矩阵的对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的 迹; 确定该矩阵以及该矩阵的迹的商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。

7、 如权利要求 1所述的方法, 其中, 根据快速傅里叶变换后的结果进 行频偏校正的过程, 包括:

= p —j A i—l)

根据 _ 3 进行频偏校正,其中 i表示第 i个 OFDM符号,

D 为归一化频偏, 为频偏校正前载波的值, Si为校正后的值。

8、 如权利要求 7所述的方法, 其中, 进行所述频偏校正之前, 所述方 法还包括: 根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构造的列矢量, 及对该列矢量 快速傅里叶变换后列矢量实部构造的列矢量, 确定该实部构造的列矢量中 最大值的位置, 据此进行频偏估计以确定归一化频偏。

9、 一种频偏校正的装置, 包括:

第一归一化处理模块, 用于针对基站的一根天线上接收到的数据, 根 据每个子信道内每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应,获取不同导频子载 波的响应的平均值, 据此构造列向量, 并根据构造的列向量构造矩阵, 对 构造的矩阵进行 scale处理, 并对 scale处理后的矩阵进行归一化处理; 第二归一化处理模块,用于根据每个 Tilestrip归一化处理后的矩阵,确 定每根天线归一化后的矩阵的平均值, 据此确定所述基站归一化后的矩阵 的平均值;

频偏校正模块, 用于根据所述基站归一化后的矩阵的平均值中的元素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正。

10、 如权利要求 9所述的装置, 其中, 所述第一归一化处理模块根据 获取的不同导频子载波的响应的平均值构造列向量时, 用于:

根据导频子载波在时域上的 OFDM符号的编号, 确定不同导频子载波 平均值对应的序列号;

当获取到不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波响应的平均值为一组, 序列号为偶 数的导频子载波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。

11、 如权利要求 9所述的装置, 其中, 所述第一归一化处理模块根据 构造的列向量构造矩阵时, 用于:

根据构造的列向量 ζι, 构造两个矩阵 和 ^ , 其中,

7 = ( u + y4 /

其中 '— 2 , ,''和 ,''为不同导频子载波的响应;

将所述两个矩阵 ^和 R2的和作为列向量构造的矩阵。

12、 如权利要求 9所述的装置, 其中, 所述第一归一化处理模块对构 造的矩阵进行 scale处理时, 用于:

确定构造的所述矩阵中所有元素的实部和虚部中绝对值最大的元素

M;

确定元素 M相对于 32bit有符号数最多左移的位数 S1;

根据确定的位数 S1 , 将该矩阵中所有元素的实部和虚步都相应的左移 S1位;

截取左移后的所述矩阵中所有元素的实部和虚部的高 16bit, 以此作为 scale处理后的矩阵。

13、 如权利要求 9所述的装置, 其中, 所述第一归一化处理模块在对 scale处理后的矩阵进行归一化处理时, 用于:

确定 scale处理后的矩阵的对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的 迹; 确定该矩阵以及该矩阵的迹的商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。

14、 如权利要求 9所述的装置, 其中, 所述频偏校正模块根据快速傅 里叶变换后的结果进行频偏校正时, 用于: 根据 !'― 3 进行频偏校正,其中 i表示第 i个 OFDM符号, D 为归一化频偏, 为频偏校正前载波的值, Si为校正后的值。

15、 如权利要求 14所述的装置, 其中, 所述装置还包括: 频偏估计模块, 用于根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构造的列 矢量, 及对该列矢量快速傅里叶变换后列矢量实部构造的列矢量, 确定该 实部构造的列矢量中最大值的位置, 据此进行频偏估计以确定归一化频偏。

Description:
一种频偏校正的方法及装置 技术领域

本发明涉及无线通信技术领域, 尤其涉及一种频偏校正的方法及装置。 背景技术

正交频分复用 ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing , OFDM ) 技术中, 要求子载波频谱相互重叠, 因此对子载波间的正交性提出了比较 严格的要求。 一旦子载波间的正交性不能严格满足, 则各个子载波之间就 会产生干扰, 从而恶化系统的性能。 因此对于 OFDM系统及多输入多输出

( Multiple-Input Multiple-Out-put, MIMO ) -OFDM系统中, 收发端载波频 率的同步性和载波相位的稳定性提出了较高的 要求。

来自发射机与接收机本地振荡器(LO )之间的频率偏差称为载波频偏

( CFO ), 在移动信道环境下多普勒频移也是 CFO来源之一。 CFO不但造 成解调星座点的相位旋转从而影响符号判决, 并且还会使得 OFDM系统子 载波之间的正交性遭到破坏, 从而导致子载波间的相互干扰(ICI ), 造成系 统性能的严重下降。另夕卜,早起已经证明较 小的 CFO就会导致 OFDM很大 的系统性能损失, 并且还表明在加性高斯白噪声 ( Additive White Gaussion Noise, AWGN )信道下大于子载波间隔的 4%, 在多径衰落信道下大于子 载波间隔的 2%的 CFO对系统的性能造成的损失就无法忽略了, 必须采取 CFO估计和补偿措施。 MIMO-OFDM系统对 CFO也同样十分敏感。

由于 OFDM系统和 MIMO-OFDM系统对 CFO的敏感性 , 使得实际系 统设计必须采取 CFO估计和校正措施来保证系统性能, 但目前并没有相关 技术支持。 发明内容

有鉴于此, 本发明实施例提供一种频偏校正的方法及装置 , 用以对

OFDM系统及 MIMO-OFDM系统中的载波频偏进行估计和校正。

为了达到上述目的, 本发明的技术方案是这样实现的:

一种频偏校正的方法, 包括:

针对基站的一根天线上接收到的数据,根据每 个子信道内每个 Tilestrip 的所有导频子载波的响应, 获取不同导频子载波的响应的平均值, 据此构 造列向量, 并根据构造的列向量构造矩阵, 对构造的矩阵进行 scale处理, 并对 scale处理后的矩阵进行归一化处理;

根据每个 Tilestri 归一化处理后的矩阵,确定每根天线归一化后 的矩阵 的平均值, 据此确定所述基站归一化后的矩阵的平均值;

根据基站归一化后的矩阵的平均值中的元素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正 。

其中, 根据获取的不同导频子载波的响应的平均值构 造列向量的过程, 包括:

根据导频子载波在时域上的正交频分复用 OFDM符号的编号, 确定不 同导频子载波平均值对应的序列号;

当获取到不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波响应的平均值 为一组, 序列号为偶 数的导频子载波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。

其中, 根据构造的列向量构造矩阵的过程, 包括:

根据构造的列向量 ζ ι, 构造两个矩阵 和 ^ , 其中,

其中 '— 2 , ,''和 ,''为不同导频子载波的响应; 将所述两个矩阵 R i和 的和作为列向量构造的矩阵。

其中, 构造所述两个矩阵 和 ^之前, 所述方法还包括:

将所述两个矩阵 和 中的每个元素右移 1位。

其中, 对构造的矩阵进行 scale处理的过程包括:

确定构造的所述矩阵中所有元素的实部和虚部 中绝对值最大的元素

M;

确定元素 M相对于 32bit有符号数最多左移的位数 S1 ;

根据确定的位数 S1 , 将该矩阵中所有元素的实部和虚步都相应的左 移 S1位;

截取左移后的所述矩阵中所有元素的实部和虚 部的高 16bit, 以此作为 scale处理后的矩阵。

其中, 所述对 scale处理后的矩阵进行归一化处理的过程, 包括: 确定 scale处理后的矩阵的对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的 迹; 确定该矩阵以及该矩阵的迹的商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。

其中, 根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正的 过程, 包括:

_ -;'-Δ? ! -1

根据 _ 3 进行频偏校正,其中 i表示第 i个 OFDM符号,

D 为归一化频偏, 为频偏校正前载波的值, Si为校正后的值。

其中, 进行所述频偏校正之前, 所述方法还包括:

根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构造的 列矢量, 及对该列矢量 快速傅里叶变换后列矢量实部构造的列矢量, 确定该实部构造的列矢量中 最大值的位置, 据此进行频偏估计以确定归一化频偏。

一种频偏校正的装置, 包括:

第一归一化处理模块, 用于针对基站的一根天线上接收到的数据, 根 据每个子信道内每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应,获取不同导 频子载 波的响应的平均值, 据此构造列向量, 并根据构造的列向量构造矩阵, 对 构造的矩阵进行 scale处理, 并对 scale处理后的矩阵进行归一化处理; 第二归一化处理模块,用于根据每个 Tilestrip归一化处理后的矩阵,确 定每根天线归一化后的矩阵的平均值, 据此确定所述基站归一化后的矩阵 的平均值;

频偏校正模块, 用于根据所述基站归一化后的矩阵的平均值中 的元素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正 。

其中, 所述第一归一化处理模块根据获取的不同导频 子载波的响应的 平均值构造列向量时, 用于:

根据导频子载波在时域上的 OFDM符号的编号, 确定不同导频子载波 平均值对应的序列号;

当获取到不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波响应的平均值 为一组, 序列号为偶 数的导频子载波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。

其中, 所述第一归一化处理模块根据构造的列向量构 造矩阵时, 用于: 根据构造的列向量 ζ ι, z 2构造两个矩阵 和 ^ , 其中,

z 2 z 4 ' 'Z. 2N

其中 , ,''和 为不同导频子载波的响应;

将所述两个矩阵 ^和 R 2的和作为列向量构造的矩阵。

其中,所述第一归一化处理模块对构造的矩阵 进行 scale处理时,用于: 确定构造的所述矩阵中所有元素的实部和虚部 中绝对值最大的元素 M;

确定元素 M相对于 32bit有符号数最多左移的位数 SI;

根据确定的位数 S1 , 将该矩阵中所有元素的实部和虚步都相应的左 移 S1位;

截取左移后的所述矩阵中所有元素的实部和虚 部的高 16bit, 以此作为 scale处理后的矩阵。

其中, 所述第一归一化处理模块在对 scale处理后的矩阵进行归一化处 理时, 用于:

确定 scale处理后的矩阵的对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的 迹; 确定该矩阵以及该矩阵的迹的商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。

其中, 所述频偏校正模块根据快速傅里叶变换后的结 果进行频偏校正 时, 用于: 根据 _ 3 进行频偏校正,其中 i表示第 i个 OFDM符号,

D 为归一化频偏, 为频偏校正前载波的值, Si为校正后的值。

其中, 所述装置还包括:

频偏估计模块, 用于根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构 造的列 矢量, 及对该列矢量快速傅里叶变换后列矢量实部构 造的列矢量, 确定该 实部构造的列矢量中最大值的位置, 据此进行频偏估计以确定归一化频偏。

本发明实施例提供了一种频偏校正的方法及装 置, 通过每个子信道内 每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应,构造相应的 矩阵,并对构造的矩阵 进行归一化处理, 确定每根天线归一化后的矩阵的平均值, 从而确定基站 中每根接收天线归一化后的矩阵的平均值, 根据确定基站归一化后的矩阵 的平均值, 进行快速傅里叶变换, 从而进行频偏估计, 根据频偏估计的结 果进行频偏校正。 本发明实现了对 OFDM系统中频偏的估计及校正。 附图说明

图 1为本发明实施例的频偏校正的流程图;

图 2为 IEEE802.16e系统中上行数据信道的基本资源结构 意图; 图 3为本发明实施例的频偏校正的装置图。 具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白, 以下结合附图和实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 , 并不用于限定本发明。

图 1为本发明实施例提供的频偏校正的过程, 该过程包括以下步驟:

S101 : 针对基站的一根天线上接收到的数据, 根据每个子信道内每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应, 获取不同导频子载波的响应的平均值。

其中, Tilestrip为一个用户在相同频率资源上的 Tile的集合, 是一个 2 维概念。 对于子信道部分占用 (PUSC ) 的载波映射方式, Tilestrip 包含 ( 4*3*SlotDurNum )个子载波。

S102: 根据获取的不同导频子载波的响应的平均值构 造列向量, 并根 据构造的列向量构造矩阵, 对构造的矩阵进行定标(scale )处理。

所述定标 scale处理, 即将一组数据放大或缩小 2a倍, 以适应其存储 范围; 其中 a即为 scale值, 所述 2a倍等价于移 a位; a为正表示左移, a 为负表示右移。

根据获取的不同导频子载波的响应的平均值构 造列向量, 包括: 根据导频子载波在时域上的 OFDM符号的编号, 确定不同导频子载波 平均值对应的序列号;

当获取到不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波响应的平均值 为一组, 序列号为偶 数的导频子载波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。 根据构造的列向量构造矩阵包括:

根据构造的列向量 Z 1, Z 2 , 构造两个矩阵,

R l = ¾ Z 4 ' 'Z. 2N

其中 , A''和 '·为不同导频子载波的响应;

确定构造的两个矩阵 和 ^的和, 将该和作为列向量构造的矩阵。

S103: ^^据 scale处理后的矩阵, 以及该处理后的矩阵的迹对该处理后 的矩阵进行归一化处理。

具体的在本发明实施例中, 根据 scale处理后的矩阵, 以及该矩阵的迹 对该矩阵进行归一化处理, 包括:

确定 scale处理后的矩阵的对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的 迹;

确定该矩阵以及该矩阵的迹的商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。 S104: 根据每个 Tilestrip 归一化处理后的矩阵, 确定每根天线归一化 后的矩阵的平均值, 并根据确定的每根天线归一化后的矩阵的平均 值, 确 定该基站归一化后的矩阵的平均值。

S105: 根据基站归一化后的矩阵的平均值中的元素, 进行快速傅里叶 变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正 。

根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正之 前, 所述方法还包括: 根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构造的 列矢量, 及对该列矢量 快速傅里叶变换后列矢量实部构造的列矢量, 确定该实部构造的列矢量中 最大值的位置;

根据确定的该最大值的位置, 进行频偏估计, 确定归一化频偏。 由于本发明实施例通过每个子信道内每个 Tilestrip 的所有导频子载波 的响应, 构造相应的矩阵, 并对构造的矩阵进行归一化处理, 确定每根天 线归一化后的矩阵的平均值, 从而确定该基站每根接收天线归一化后的矩 阵的平均值, 根据确定基站归一化后的矩阵的平均值, 进行快速傅里叶变 换, 从而进行频偏估计, 根据频偏估计的结果进行频偏校正。 从而实现了 对 OFDM系统中频偏的估计及校正。

图 2为 IEEE802.16e系统中上行数据信道的基本资源结构 意图,在该 图 2中横轴为时域 OFDM符号, 纵轴为频域子载波, 包括 N个物理资源单 元, 其中背景为阴影方格代表导频载波, 其他的方格代表数据载波。 本发 明实施例提出的频偏估计及校正的方案就是基 于这种结构实现的。

由于在一个子信道( Subchannel ) 内包括 6个 Tilestrip, 而基站的一根 天线上包括多个子信道。 在本发明实施例中, 首先针对基站的一根接收天 线上接收到的数据, 从中选择出一个 Tilestrip, 取出该 Tilestrip中所有导频 子载波的响应, 例如分别为^^,^ … ^和)^,)^…)^ , 其中 中 111 为 频域上的第 m个子载波, n为时域上第 n个 OFDM符号。

针对相同的时域 OFDM符号, 对不同的导频子载波的响应求平均值。 其中根据上述图 2可知, 该求响应平均值的过程即为将上下两个导频子 载

。 具体的, 在获取不同导频子载波的响应平均值时, 在定点化实现过程中, 需将获取的不同导频子载波的响应右移 1位, 将右 移后的导频子载波的响应相加, 之后进行除 2, 即为响应的平均值。

在确定不同导频子载波的响应的平均值时, 根据导频子载波在时域上 的 OFDM符号的编号,确定不同导频子载波的响应 平均值对应的序列号。 当获取到不同导频子载波的响应的平均值后, 将获取的响应的平均值分为 两组, 其中序列号为奇数的导频子载波的响应的平均 值为一组, 序列号为 偶数的导频子载波的响应的平均值为一组。 即由于

因此在将 , '" 分为两组时, 第一组包括 ,¾ν- ι , 第二组包括

……,¾ 。 根据分组后的每个组中包含的不同导频子载波 的响应的平 均值, 构造列向量。 其中构造的列向量分别为 Ζ ι = ……,¾v— 和

Z 2 = [¾, ,……,¾ν , 并根据构造的两个列向量 Ζ 1, Ζ 2构造两个矩阵 ^和 R 2 , 其中,

R l = Z l■ Z l z 2 z 4 ' '乙 2N

确定构造的两个矩阵的和, 即求 ^和^的和, 将其和作为 R ,

R = R l + R 2。 在确定构造的两个矩阵的和之前, 需要将矩阵 和 ^中的每 个元素右移 1位, 将右移 1位后的两个矩阵的和作为矩阵 R。

当确定了矩阵 R后, 需要对矩阵 R进行 scale处理, 其中对矩阵 R进 行 scale处理的过程包括: 确定该矩阵中所有元素的实部和虚部中绝对值 最 大的元素 M, 其中, M为大于 0的数值; 确定元素 M相对于 32bit有符号 数最多左移的位数 S1 ; 根据确定的位数 S1 , 将该矩阵 R中所有元素的实部 和虚步都相应的左移 S1位; 截取左移后的该矩阵中所有元素的实部和虚部 的高 16bit作为 scale处理后的矩阵 R,。 对该矩阵 R进行了 scale处理后, 得到的矩阵可以用 R, 表示。

得到了矩阵 R, 后需要对该 scale处理后的矩阵进行归一化处理, 其中 在本发明实施例中该归一化处理的过程包括: 根据该 scale 处理后的矩阵 R,, 以及该 R, 矩阵的迹, 对该 scale处理后的矩阵 R, 进行归一化处理。 其中,根据该 scale处理后的矩阵 R,, 以及该 R, 矩阵的迹,对该 scale 处理后的矩阵 R, 进行归一化处理, 包括: 确定 scale处理后的矩阵 R, 的 对角线元素的实部的和, 将该和作为矩阵 R, 的迹; 确定该矩阵 R, 以及该 矩阵 R, 的迹的商, 将该商作为对矩阵 R, 归一化后的结果 R , 即 irace(R ')

为矩阵 的迹。

具体的在通过计算机实现该矩阵 R, 的归一化过程时, 可以首先根据 矩阵 R '的对角线元素的实部的和, 确定该矩阵 R '的迹 ira (R ') , 计算 ira^ )相对于 32bit有符号数可以最多左移的位数 S2 , 将 ^ )左移 ( S2-15 )位, 并记录 scale(TileIdx)=-S2。 调用 32位无符号数除法函数, 用 0x3fffffff除以 trace R , 记录结果 W, 此时 W的范围为 0x3fff~0x7fff。 矩 阵 R '的所有元素都乘以 W, 得到归一化后的矩阵 。

在上述过程中是针对子信道内的一个 Tilestrip进行的处理,由于每个子 信道包括 6个 Tilestrip , 针对每个 Tilestrip都依据上述过程进行处理, 得到 与每个 Tilestrip对应的归一化后的矩阵 R , 以及对应该矩阵的 scale(Tileldx) 的值,针对每个子信道对该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的矩阵 求平均值。

其中,针对每个子信道对该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的 矩阵求平均值, 包括:

根据该子信道中每个 Tilestrip 对应的进行归一化过程中保存的 scale(Tileldx)的值, 查找该 6个 Tilestrip对应的 scale(Tileldx)的最小值, 将 该最小值 i己为 scaleMin; 该 scale(Tileldx)的最小值对应的 Tilestrip进行归一化后的矩阵 R不进行 处理,但对其他 Tilestrip对应的归一化后的矩阵 R中的所有元素的实部和虚 部, 右移相应的位数, 其中右移的位数为该其他 Tilestrip 的 scale(Tileldx) 与该 scaleMin的差值, 将右移后的矩阵作为该其他 Tilestri 对应的统一化 后的矩阵;

根据每个 Tilestrip对应的统一化后的矩阵,确定该子信道 统一化后的矩 阵的平均值 R , 并将该 scaleMin作为该子信道的 scale ( channelldx) , 即

6 = ! , 为每个 Tilestrip对应的统一化后的矩阵, 该 scaleMin对应 的 Tilestrip的归一化后的矩阵即为该 Tilestrip对应的统一化后的矩阵。

上述过程中针对每个子信道,根据该子信道中 每个 Tilestrip对应的归一 化得矩阵,确定了该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的矩阵求平均 值。 而每根天线中包括多个子信道, 根据确定的每个子信道内的所有 Tilestri 对应的归一化后的矩阵求平均值,确定每根天 线归一化后的矩阵的 平均值。 其中, 确定每根天线归一化后的矩阵的平均值的过程 , 与上述确 定每个子信道归一化后的矩阵的平均值的过程 类似, 即针对每个子信道对 应的 scale ( channelldx) , 查找 scale ( channelldx)的最小值, 针对该 scale ( channelldx)的最小值,确定每个其他子信道相对 scale ( channelldx)的最 小值的统一化后的矩阵, 针对每个子信道对应的统一化后的矩阵, 确定该 天线归一化后的矩阵的平均值 , 并将该 scale ( channelldx)的最小值作为 该天线的 scale(AntIdx)。

当确定了每根天线归一化后的矩阵的平均值后 , 根据每根天线的归一 化后的矩阵的平均值, 确定该基站归一化后的矩阵的平均值 。 其中在确 定该基站归一化后的矩阵的平均值时, 根据每根天线归一化后的矩阵的平 均值, 以及针对每根天线保存的该天线的 scale(Antldx), 确定该基站归一化 后的矩阵的平均值, 具体过程与上述确定每个子信道归一化后的矩 阵的平 均值, 及确定每根天线归一化后的矩阵的平均值的过 程类似, 这里就不一 一赞述。

具体在本发明实施例中, 当针对每根天线, 确定基站归一化后的矩阵 的平均值时, 由于定点数进行除数为非 2的 N次幂的除法比较困难, 因此 转换为乘以其倒数, 并将其倒数作为表格保存。 由于基站最多支持 8天线, 倒数表格定义为: Q[8] = { 0x7fff, 0x3fff, 0x2aaa, Oxlfff, 0x1999 , 0x1555 , 0x1249, OxOfffj o

当确定了基站归一化后的矩阵的平均值 后, 根据基站归一化后的矩 阵的平均值中的元素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的 结果进行频偏校正。

在根据基站归一化后的矩阵的平均值中的元素 , 进行快速傅里叶变换 时, 首先构造列矢量 P, 其中该列矢量为 512* 1的列矢量, 对列矢量中的不 同元素赋值, 其中赋值的结果为:

P )= 0

N-k _ ' =° ( 0 < k < N )

P k 0 (k > N) 其中 表示 矩阵中的第 x行, 第 y列, 根据上述赋值结果, 将该列 矢量 P中未赋值的元素赋值为 0。对赋值后的列矢量 P进行快速傅里叶变换 ( FFT ), 并对 FFT运算后的列矢量 P进行取实部运算, 即 Thelta = real ( fft ( P ) ), 其中, Thelta为 512* 1的列矢量, 之后将 Thelta的 128-383号元素 置 0。

在确定了列矢量 Thelta后, 确定该列矢量 Thelta中的最大值对应的位 置, 即确定 [max,Idx]=max ( Thelta )在确定列矢量 Thelta中的最大值对应的 位置 Idx时, 可以依据下述算法实现: if ldx >= 384

Idx = Idx - 512;

Else

Idx = Idx

end

当确定了列矢量 Thelta中的最大值对应的位置后, 确定归一化频偏, 其中该归一化频偏 D 。 其中, 该归一化频偏 D 的计算过程包括: ΑΘ = 2 ^■ (if 512)■ (Idx - 1)/3 当确定了归一化频偏后, 即可对当前用户调度的所有载波, 进行相位

= p . υ

旋转以纠正频偏, 即 ' · _ '· , 其中 i表示第 i个 OFDM符号,

D 为归一化频偏, 为频偏校正前载波的值, Si为校正后的值。

并且在定点化实现中, 进行幂运算是比较困难的用查表法即可避免这 个复杂的运算。 表格制作过程为: 由于 Idx的取值为 -128~127。 而上行最多 支持 21个符号,其中符号 0不需要做频偏校正,那么表格的大小即为 256x20 = 5120B。

对于符号 i: 计算

I = cos( (2*3.14*Idx/3/512) * i) * 0x7fff;

Q = -sin( (2*3.14*Idx/3/512) * i) * 0x7fff;

其中 Idx为 -128~127。

并将 I和 Q分别作为表格的高 16bit和低 16bit存储。

在进行频偏校正时, 只需通过 Idx找到对应频偏校正值, 然后按照符号 每个子载波一一与其相乘即可。

图 3 为本发明实施例提供的一种频偏校正的装置的 结构示意图, 所述 装置包括:

第一归一化处理模块 31 , 用于针对基站的一根天线上接收到的数据, 根据每个子信道内每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应,获取不同导 频子 载波的响应的平均值, 根据获取的不同导频子载波的响应的平均值构 造列 向量, 并根据构造的列向量构造矩阵, 对构造的矩阵进行 scale处理, 根据 scale处理后的矩阵, 以及该矩阵的迹对该矩阵进行归一化处理;

第二归一化处理模块 32, 用于根据每个 Tilestrip归一化处理后的矩阵, 确定每根天线归一化后的矩阵的平均值, 并根据确定的每根天线归一化后 的矩阵的平均值, 确定该基站归一化后的矩阵的平均值;

频偏校正模块 33 , 用于根据基站归一化后的矩阵的平均值中的元 素, 进行快速傅里叶变换, 并根据快速傅里叶变换后的结果进行频偏校正 。

所述第一归一化处理模块 31 , 具体用于根据导频子载波在时域上的 OFDM符号的编号, 确定不同导频子载波平均值对应的序列号; 当获取到 不同导频子载波的响应平均值后, 将获取的响应平均值分为两组, 其中序 列号为奇数的导频子载波响应的平均值为一组 , 序列号为偶数的导频子载 波响应的平均值为一组, 根据每一组构造列向量。

所述第一归一化处理模块 31 , 具体用于根据构造的列向量 ζ ι, ζ 2 , 构造 两个矩阵, 和 其中,

其中 2 , ,''和 '为不同导频子载波的响应; 确定构造的两 个矩阵 R l和 R 2 的和, 将该和作为列向量构造的矩阵。

所述第一归一化处理模块 31 , 具体用于确定该矩阵中所有元素的实部 和虚部中绝对值最大的元素 M, 其中 M为大于零的数值; 确定元素 M相 对于 32bit有符号数最多左移的位数 S1 ; 根据确定的位数 S1 , 将该矩阵中 所有元素的实部和虚步都相应的左移 S1位; 截取左移后的该矩阵中所有元 素的实部和虚部的高 16bit作为 scale处理后的矩阵, 其中 M为大于零的数 值。

所述第一归一化处理模块 31 ,具体用于确定 scale处理后的矩阵的对角 线元素的实部的和, 将该和作为矩阵的迹; 确定该矩阵以及该矩阵的迹的 商, 将该商作为对矩阵归一化后的结果。

具体的在确定该基站归一化后的矩阵的平均值 时, 由于每个子信道包 括 6个 Tilestrip, 针对每个 Tilestrip都依据上述过程进行处理, 得到与每个

Tilestri 对应的归一化后的矩阵 R , 以及对应该矩阵的 scale(Tileldx)的值, 针对每个子信道对该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的矩阵求平 均值。

其中,针对每个子信道对该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的 矩阵求平均值, 包括:

根据该子信道中每个 Tilestrip 对应的进行归一化过程中保存的 scale(Tileldx)的值, 查找该 6个 Tilestrip对应的 scale(Tileldx)的最小值, 将 该最小值 i己为 scaleMin; 该 scale(Tileldx)的最小值对应的 Tilestrip进行归一化后的矩阵 R不进行 处理,但对其他 Tilestrip对应的归一化后的矩阵 中的所有元素的实部和虚 部, 右移相应的位数, 其中右移的位数为该其他 Tilestrip 的 scale(Tileldx) 与该 scaleMin的差值, 将右移后的矩阵作为该其他 Tilestri 对应的统一化 后的矩阵;

根据每个 Tilestrip对应的统一化后的矩阵,确定该子信道 统一化后的矩 阵的平均值 R , 并将该 scaleMin作为该子信道的 scale ( channelldx) , 即 0 i , Λ '为每个 Tilestrip对应的统一化后的矩阵, 该 scaleMin对应 的 Tilestrip的归一化后的矩阵即为该 Tilestrip对应的统一化后的矩阵。

上述过程中针对每个子信道,根据该子信道中 每个 Tilestrip对应的归一 化得矩阵,确定了该子信道内的所有 Tilestrip对应的归一化后的矩阵求平均 值。 而每根天线中包括多个子信道, 根据确定的每个子信道内的所有

Tilestri 对应的归一化后的矩阵求平均值,确定每根天 线归一化后的矩阵的 平均值。 其中, 确定每根天线归一化后的矩阵的平均值的过程 , 与上述确 定每个子信道归一化后的矩阵的平均值的过程 类似, 即针对每个子信道对 应的 scale ( channelldx) , 查找 scale ( channelldx)的最小值, 针对该 scale ( channelldx)的最小值,确定每个其他子信道相对 scale ( channelldx)的最 小值的统一化后的矩阵, 针对每个子信道对应的统一化后的矩阵, 确定该 天线归一化后的矩阵的平均值 , 并将该 scale ( channelldx)的最小值作为 该天线的 scale(AntIdx)。

当确定了每根天线归一化后的矩阵的平均值后 , 根据每根天线的归一 化后的矩阵的平均值, 确定该基站归一化后的矩阵的平均值 。 其中在确 定该基站归一化后的矩阵的平均值时, 根据每根天线归一化后的矩阵的平 均值, 以及针对每根天线保存的该天线的 scale(Antldx), 确定该基站归一化 后的矩阵的平均值, 具体过程与上述确定每个子信道归一化后的矩 阵的平 均值, 及确定每根天线归一化后的矩阵的平均值的过 程类似, 这里就不一 一赘述。

具体在本发明实施例中, 当针对每根天线, 确定基站归一化后的矩阵 的平均值时, 由于定点数进行除数为非 2的 N次幂的除法比较困难, 因此 转换为乘以其倒数, 并将其倒数作为表格保存。 由于基站最多支持 8天线, 倒数表格定义为: Q[8] = {0x7fff, 0x3fff, 0x2aaa, Oxlfff, 0x1999, 0x1555 , 0x1249 , OxOfffj o

所述装置还包括:

频偏估计模块 34 , 用于根据归一化后的矩阵的平均值中的元素构 造的 列矢量, 及对该列矢量快速傅里叶变换后列矢量实部构 造的列矢量, 确定 该实部构造的列矢量中最大值的位置; 根据确定的该最大值的位置, 进行 频偏估计, 确定归一^频偏。 所述频偏校正模块 33 , 具体用于根据 _ 2 ' 进行频偏校 正, 其中 i表示第 i个 OFDM符号, D 为归一化频偏。

本发明实施例提供了一种频偏校正的方法及装 置, 该方法通过每个子 信道内每个 Tilestrip的所有导频子载波的响应,构造相应的 矩阵,并对构造 的矩阵进行归一化处理, 确定每根天线归一化后的矩阵的平均值, 从而确 定该基站每根接收天线归一化后的矩阵的平均 值, 根据确定基站归一化后 的矩阵的平均值, 进行快速傅里叶变换, 从而进行频偏估计, 根据频偏估 计的结果进行频偏校正。 从而实现了对 OFDM系统中频偏的估计及校正。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例, 但如前所述, 应当理解 本发明并非局限于本文所披露的形式, 不应看作是对其他实施例的排除, 而可用于各种其他组合、 修改和环境, 并能够在本文所述发明构想范围内, 通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改 动。 而本领域人员所进行的 改动和变化不脱离本发明的精神和范围, 则都应在本发明所附权利要求的 保护范围内。