基于WIFI系统的频偏跟踪方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010038312.7 (22)申请日 2020.01.14 (71)申请人 北京联盛德微电子有限责任公司 地址 100142 北京市海淀区阜成路67号17 层1802 (72)发明人 庄亮梅张雄程晟 (74)专利代理机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 11335 代理人 郭河志 (51)Int.Cl. H04L 27/26(2006.01) H04L 25/06(2006.01) H04L 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于WIFI系统的频偏跟踪方。

2、法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于WIFI系统的频偏跟 踪方法及装置， WIFI系统的当前码元接收信号依 次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰 和解CRC； 频偏跟踪方法及装置包括： 对维特比译 码的结果进行信道编码、 交织和调制， 重构出当 前码元频域信号； 或者， 对当前码元接收信号的 解调结果进行硬判、 调制， 重构出当前码元频域 信号； 基于当前码元接收信号和重构后的当前码 元频域信号， 进行信道估计， 得到所有子载波上 的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计 结果， 进行频偏跟踪。 相比于现有仅利用导频子 载波的频偏跟踪方法， 本发明的频偏跟踪方法的 。

3、频偏估计结果精度高。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 111245764 A 2020.06.05 CN 111245764 A 1.一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， WIFI系统的当前码元接收信号依次经过均衡 器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 其特征在于， 所述频偏跟踪方法包括： 对维特比译码的结果进行信道编码、 交织和调制， 重构出当前码元频域信号； 基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到所有 子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 2.如权利要求1所述的频偏跟踪方法， 其特征在于。

4、， 第n个码元的相位偏移估计结果为： K为偶数且k0 式中： 为第n个码元的相位偏移估计结果； Hnew(n， k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； K为子载波数目； arg(.)是求相位操作； (.)*是求共轭操作。 3.一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， WIFI系统的当前码元接收信号依次经过均衡 器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 其特征在于， 所述频偏跟踪方法包括： 对当前码元接收信号的解调结果进行硬判、 调制， 重构出当前码元频域信号； 基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到所有 子载波上的信道估计结果；。

5、 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 4.如权利要求3所述的频偏跟踪方法， 其特征在于， 第n个码元的相位偏移估计结果为： K为偶数且k0 式中： 为第n个码元的相位偏移估计结果； Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； K为子载波数目； arg(.)是求相位操作； (.)*是求共轭操作。 5.一种基于WIFI系统的频偏跟踪装置， WIFI系统的当前码元接收信号依次经过均衡 器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 其特征在于， 所述频偏跟踪装置包括： 信道编码模块， 用于对维特比译码的结果进行信道编码； 权利要求书 1/2 页 2。

6、 CN 111245764 A 2 交织模块， 用于对信道编码的结果进行交织； 调制模块， 用于对交织的结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 频偏跟踪模块， 用于基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行 信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频 偏跟踪。 6.如权利要求5所述的频偏跟踪装置， 其特征在于， 第n个码元的相位偏移估计结果为： K为偶数且k0 式中： 为第n个码元的相位偏移估计结果； Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； K为子载波数目； arg(.)是求相位操作； (.)*是求。

7、共轭操作。 7.一种基于WIFI系统的频偏跟踪装置， WIFI系统的当前码元接收信号依次经过均衡 器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 其特征在于， 所述频偏跟踪装置包括： 硬判模块， 用于对当前码元接收信号的解调结果进行硬判； 调制模块， 用于对硬判结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 频偏跟踪模块， 用于基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行 信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频 偏跟踪。 8.如权利要求7所述的频偏跟踪装置， 其特征在于， 第n个码元的相位偏移估计结果为： K为偶数且k0 式中： 。

8、为第n个码元的相位偏移估计结果； Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； K为子载波数目； arg(.)是求相位操作； (.)*是求共轭操作。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111245764 A 3 一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及频偏跟踪技术领域， 具体涉及一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法及装 置。 背景技术 0002 对于通信系统中的接收机而言， 采样晶振的精度误差会造成频率偏差和采样偏 差， 其会造成接收机的性能损失。 一般接收机经过频偏估计(包括粗估计和精估计)和频偏 补偿后， 频偏影响会得到抑制； 但是。

9、， 因为接收机环境和多普勒效应的影响， 频偏可能会一 直在波动， 所以在数据解调的过程中， 进行频偏跟踪就显得很重要， 会直接影响接收机的性 能， 特别是对于数据帧比较长的系统， 这就显得尤其的重要。 0003 对于WIFI中OFDM系统(11a/g/n等)而言， 也有相同的问题， 在接收机系统也必须添 加频偏跟踪模块来降低频偏波动的影响。 在WIFI物理层分组结构中， 数据字段码元里插入 了导频子载波， 用于相位旋转纠错， 也可进一步用于频率偏移和码元定时纠错。 0004 例如在20M信道里， 导频子载波位于-21， -7， 7， 21， 假设H(n,k)表示第n个OFDM码 元、 第k个子。

10、载波的信道估计结果， 那么第n个码元的相位偏移估计结果如下： 0005 0006 其中arg(.)是求相位操作， (.)*是求共轭操作。 0007 例如在40M信道里， 导频子载波位于-53， -25， -11， 11， 25， 53， 假设H(n,k)表示第n 个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果， 那么第n个码元的相位偏移估计结果如下： 0008 0009 其中arg(.)是求相位操作； (.)*是求共轭操作。 0010 在WIFI物理层分组结构中的数据字段中， 用于做频偏跟踪的导频子载波数目不 多， 20M信道中为4个， 40M信道中为6个。 在这种情况下， 假如信噪比比较高的情。

11、况下， 现有的 频偏跟踪技术是没有问题的； 但是当信噪比比较低的情况下， 由于噪声影响， 使导频的信道 估计结果本身准确度低； 同时， 由于导频子载波数目少， 使其合并增益也不是很大； 从而导 致频偏估计结果精度受到很大的影响。 发明内容 0011 针对上述技术问题中存在的缺陷， 本发明提供一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法 及装置。 0012 本发明公开了一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， WIFI系统的当前码元接收信号 依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 所述频偏跟踪方法包括： 0013 对维特比译码的结果进行信道编码、 交织和调制， 重构出当前码元频域信。

12、号； 0014 基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到 说明书 1/7 页 4 CN 111245764 A 4 所有子载波上的信道估计结果； 0015 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 0016 作为本发明的进一步改进， 第n个码元的相位偏移估计结果为： 0017 0018K为偶数且k0 0019 式中： 0020为第n个码元的相位偏移估计结果； 0021 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； 0022 K为子载波数目； 0023 arg(.)是求相位操作； 0024 (.)*是求共轭操作。 0025 本。

13、发明还公开了一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， WIFI系统的当前码元接收信 号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 所述频偏跟踪方法包括： 0026 对当前码元接收信号的解调结果进行硬判、 调制， 重构出当前码元频域信号； 0027 基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到 所有子载波上的信道估计结果； 0028 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 0029 作为本发明的进一步改进， 第n个码元的相位偏移估计结果为： 0030 0031K为偶数且k0 0032 式中： 0033为第n个码元的相位偏移估计结果； 0。

14、034 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； 0035 K为子载波数目； 0036 arg(.)是求相位操作； 0037 (.)*是求共轭操作。 0038 本发明公开了一种基于WIFI系统的频偏跟踪装置， WIFI系统的当前码元接收信号 依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 所述频偏跟踪装置包括： 0039 信道编码模块， 用于对维特比译码的结果进行信道编码； 0040 交织模块， 用于对信道编码的结果进行交织； 0041 调制模块， 用于对交织的结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 0042 频偏跟踪模块， 用于基于所述当。

15、前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进 说明书 2/7 页 5 CN 111245764 A 5 行频偏跟踪。 0043 作为本发明的进一步改进， 第n个码元的相位偏移估计结果为： 0044 0045K为偶数且k0 0046 式中： 0047为第n个码元的相位偏移估计结果； 0048 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； 0049 K为子载波数目； 0050 arg(.)是求相位操作； 0051 (.)*是求共轭操作。 0052 本发明还公开了一种基于WIFI系统的频。

16、偏跟踪装置， WIFI系统的当前码元接收信 号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 所述频偏跟踪装置包括： 0053 硬判模块， 用于对当前码元接收信号的解调结果进行硬判； 0054 调制模块， 用于对硬判结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 0055 频偏跟踪模块， 用于基于所述当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进 行频偏跟踪。 0056 作为本发明的进一步改进， 第n个码元的相位偏移估计结果为： 0057 0058K为偶数且k0 0059 式中： 0060为第n。

17、个码元的相位偏移估计结果； 0061 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果； 0062 K为子载波数目； 0063 arg(.)是求相位操作； 0064 (.)*是求共轭操作。 0065 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0066 本发明利用当前码元接收信号的解码结果， 重构出当前码元的频域信号； 然后使 用当前码元接收信号和重构后的信号进行信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 最后利用所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪； 相比于现有仅利用导频子载波的 频偏跟踪方法， 本发明的频偏跟踪方法的频偏估计结果精度高。 说明书 3/7 页 6 C。

18、N 111245764 A 6 附图说明 0067 图1为本发明实施例1公开的基于WIFI系统的频偏跟踪方法的流程图； 0068 图2为本发明实施例1公开的基于WIFI系统的频偏跟踪装置的框架图； 0069 图3为本发明实施例2公开的基于WIFI系统的频偏跟踪方法的流程图； 0070 图4为本发明实施例2公开的基于WIFI系统的频偏跟踪装置的框架图； 0071 图5为本发明实施例1的频偏跟踪方法与现有仅利用导频子载波的频偏跟踪方法 的误包率对比图； 0072 图6为本发明实施例1的频偏跟踪方法与实施例2的频偏跟踪方法的误包率对比 图。 具体实施方式 0073 为使本发明实施例的目的、 技术方案。

19、和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0074 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述： 0075 实施例1： 0076 如图1所示， 本发明提供一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， 现有WIFI系统的当前 码元接收信号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 在此基础上， 本发 明的频偏跟踪方法包括： 00。

20、77 步骤1、 对当前码元接收信号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码后的维特 比译码结果依次进行信道编码、 交织和调制， 重构出当前码元频域信号； 0078 步骤2、 基于当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得 到所有子载波上的信道估计结果； 其中： 0079 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果， 共有K个子载波， 那 么第n个码元的相位偏移估计结果为： 0080 0081K为偶数且k0 0082 式中： 0083 arg(.)是求相位操作， (.)*是求共轭操作。 0084 例如在20M信道里， 假设Hnew(n,k)。

21、表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结 果， 共有K个子载波， K52， 那么第n个码元的相位偏移估计结果如下： 0085 0086 k-26， -25， .， 25， 26， k0 说明书 4/7 页 7 CN 111245764 A 7 0087 步骤3、 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 0088 如图2所示， 本发明提供一种基于WIFI系统的频偏跟踪装置， 现有WIFI系统的接收 模块所接收的当前码元接收信号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码(维特比译码 模块)、 解扰和解CRC； 在此基础上， 本发明的频偏跟踪装置包括： 0089 信道编码模块。

22、， 用于对维特比译码的结果进行信道编码； 0090 交织模块， 用于对信道编码的结果进行交织； 0091 调制模块， 用于对交织的结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 0092 频偏跟踪模块， 用于基于当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行 信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频 偏跟踪； 其中： 0093 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果， 共有K个子载波， 那 么第n个码元的相位偏移估计结果为： 0094 0095K为偶数且k0 0096 式中： 0097 arg(.)是求相位操作， (.。

23、)*是求共轭操作。 0098 例如在20M信道里， 假设Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结 果， 共有K个子载波， K52， 那么第n个码元的相位偏移估计结果如下： 0099 0100 k-26， -25， .， 25， 26， k0 0101 实施例2： 0102 如图3所示， 本发明提供一种基于WIFI系统的频偏跟踪方法， 现有WIFI系统的当前 码元接收信号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码、 解扰和解CRC； 在此基础上， 本发 明的频偏跟踪方法包括： 0103 步骤1、 对当前码元接收信号依次经过均衡器、 解调后的解调结果进行硬判、 调制。

24、， 重构出当前码元频域信号； 0104 步骤2、 基于当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行信道估计， 得 到所有子载波上的信道估计结果； 其中： 0105 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果， 共有K个子载波， 那 么第n个码元的相位偏移估计结果为： 0106 0107K为偶数且k0 说明书 5/7 页 8 CN 111245764 A 8 0108 式中： 0109 arg(.)是求相位操作， (.)*是求共轭操作。 0110 例如在20M信道里， 假设Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结 果， 共有K个子载波。

25、， K52， 那么第n个码元的相位偏移估计结果如下： 0111 0112 k-26， -25， .， 25， 26， k0 0113 步骤3、 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪。 0114 如图4所示， 本发明提供一种基于WIFI系统的频偏跟踪装置， 现有WIFI系统的接收 模块所接收的当前码元接收信号依次经过均衡器、 解调、 解交织、 维特比译码(维特比译码 模块)、 解扰和解CRC； 在此基础上， 本发明的频偏跟踪装置包括： 0115 硬判模块， 用于对当前码元接收信号的解调结果进行硬判； 0116 调制模块， 用于对硬判结果进行调制， 重构出当前码元频域信号； 0117 频。

26、偏跟踪模块， 用于基于当前码元接收信号和重构后的当前码元频域信号， 进行 信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 基于所有子载波上的信道估计结果， 进行频 偏跟踪； 其中： 0118 Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结果， 共有K个子载波， 那 么第n个码元的相位偏移估计结果为： 0119 0120K为偶数且k0 0121 式中： 0122 arg(.)是求相位操作， (.)*是求共轭操作。 0123 例如在20M信道里， 假设Hnew(n,k)表示第n个OFDM码元、 第k个子载波的信道估计结 果， 共有K个子载波， K52， 那么第n个码元的相位偏移。

27、估计结果如下： 0124 0125 k-26， -25， .， 25， 26， k0 0126 以WIFI 11g为例进行仿真， 数据速率为54Mbps,信道环境是AWGN， 晶振精度是 50ppm,本发明实施例1的频偏跟踪方法与现有仅利用导频子载波的频偏跟踪方法的误包率 对比如图5所示。 0127 以WIFI 11g为例进行仿真， 数据速率为54Mbps,信道环境是AWGN， 晶振精度是 50ppm,本发明实施例1的频偏跟踪方法与实施例2的频偏跟踪方法的误包率对比如图6所 示。 0128 由此可知， 本发明实施例1、 2的频偏跟踪方法明显优于现有仅利用导频子载波的 频偏跟踪方法， 其误包率更。

28、低， 精度更高； 说明书 6/7 页 9 CN 111245764 A 9 0129 同时， 本发明实施例1的频偏跟踪方法优于实施例2， 因为维特比译码有纠错能力， 所以本发明提出的方法比该替代方案的性能更好。 0130 本发明的优点为： 0131 本发明利用当前码元接收信号的解码结果， 重构出当前码元的频域信号； 然后使 用当前码元接收信号和重构后的信号进行信道估计， 得到所有子载波上的信道估计结果； 最后利用所有子载波上的信道估计结果， 进行频偏跟踪； 相比于现有仅利用导频子载波的 频偏跟踪方法， 本发明的频偏跟踪方法的频偏估计结果精度高。 0132 以上仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人 员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 7/7 页 10 CN 111245764 A 10 图1 图2 说明书附图 1/3 页 11 CN 111245764 A 11 图3 图4 说明书附图 2/3 页 12 CN 111245764 A 12 图5 图6 说明书附图 3/3 页 13 CN 111245764 A 13 。