CMMB接收機(jī)中的載波頻偏跟蹤估計

0 引言
CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中國移動多媒體廣播)是國家廣電總局于2006年10月24日頒布的移動多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了廣播業(yè)務(wù)頻率范圍內(nèi)，移動多媒體廣播系統(tǒng)廣播信道的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制方式。CMMB系統(tǒng)的物理層采用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方式，該方式可有效抵抗由多徑效應(yīng)所引起的頻率選擇性衰落，但對頻偏卻十分敏感。頻偏會破壞OFDM系統(tǒng)的正交性。從而引起載波間干擾(ICI)，因此，接收機(jī)需要對載波頻偏進(jìn)行估計并糾正。為此，本文針對CMMB接收機(jī)解調(diào)芯片的小數(shù)倍子載波跟蹤算法進(jìn)行了分析。

1 CMMB信號模型及載波頻偏分析
在CMMB系統(tǒng)中，一個OFDM符號可由IFFT產(chǎn)生。時域中的OFDM符號可用下式表示：

其中，X(k)是第k個子載波正交幅度調(diào)制(QAM)或相移鍵控(PSK)符號，N是OFDM符號子載波數(shù)，Ts為符號周期，1／Ts是子載波頻率間隔。在CMMB接收端，對AWGN信道下變頻后的信號r(m)可以表達(dá)為：

其中，△f是歸一化到子載波間隔(1／Ts)后的頻偏，△ψ為相位偏差，n(m)是AWGN。頻偏表示為△f=△fi+△ff，△fi是△f小數(shù)部分四舍五入后的整數(shù)，△ff∈[-0．5，0．5]是其小數(shù)部分。本文所要提出的是在接收系統(tǒng)進(jìn)入跟蹤階段后的小數(shù)倍頻偏△f的估計算法。

2 小數(shù)倍子載波頻偏估計
頻偏分為整數(shù)倍頻偏和小數(shù)倍頻偏，接收機(jī)首先在時域中對小數(shù)倍子載波頻偏進(jìn)行估計，以恢復(fù)子載波間正交性，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行FFT變化后到頻域中進(jìn)行整數(shù)倍子載波頻偏估計。至此系統(tǒng)就可完成頻偏捕獲，然后進(jìn)入跟蹤階段。本階段再由導(dǎo)頻處理模塊進(jìn)行小數(shù)倍子載波頻偏跟蹤估計，本文主要對導(dǎo)頻處理模塊進(jìn)行研究。圖1所示是粗載波頻偏估計及恢復(fù)結(jié)構(gòu)圖。