以空頻道利用全面性搜尋來估計載波頻率偏移

Abstract

本篇論文主要再探討OFDM系統的載波頻率偏移的估測方式。這方面的研究已經有十幾年的歷史，主要分為Data-aided和Non-data-aided。我們的研究集中在Non-data-aided上。這個方法是利用現有無線網路規格上的特色，就是它留有很多空的頻道。我們就是利用這些空頻道做為頻率偏移估測的參考函數。利用這個方法的結果會出現一個cost function，我們的目標就是要去解這個cost function的最小值。目前的研究是有一些方法可以來解這個最小值，但是都集中在小範圍的變動追蹤。對於初始值的精確估計，都沒有詳細的說明。我們的重點在於提出一個有效率方法，來估計這個初始值。使用我們的方法，這個初始值可以在整個頻寬的範圍之內。但是這個函數並不好解，這些cost function所產生的值變化很大，而且對於變數的微小改變非常敏感；所以需要很複雜的搜尋方法。我們提出一個方法同時採用Parallel search algorithm和Iterative search algorithm.，一開始用很低的精準度配合Parallel search algorithm去尋找可能的全域最小值，再從可能的全域最小值，利用gradient search的方法找出全域最小值。這裡的重點在於利用一個簡單的函數來預估gradient的值。

An efficient iterative carrier frequency offset (CFO) algorithm for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is proposed. By exploiting the orthogonality characteristic of OFDM systems, unused sub-channels called virtual sub-carriers are used to form the CFO estimator. By proper selection of the virtual sub-carriers, the associated CFO estimation range can expand the entire sub-carriers frequency range. Instead of exhaustive search over the entire uncertainty range for the CFO estimate, an efficient iterative algorithm to locate the CFO is proposed. The proposed algorithm is very attractive for its low complexity and excellent performance.