[發明專利]一種在TD-SCDMA制式下的頻率校準方法及裝置

有效

• 申請號: 201110116217.5
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102185627A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 施英
• 申請（專利權）人: 京信通信系統（中國）有限公司
• 主分類號: H04B1/7073
• 分類號: H04B1/7073
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種在TD-SCDMA制式下的頻率校準方法及裝置。

背景技術

隨著高速鐵路的快速發展，對高速移動環境下通信系統的穩定性提出了越來越高的要求。在TD-SCDMA系統的接收機中，由多普勒效應等引起的頻偏會對接收數據產生相位偏轉，頻偏越大，相位偏轉越嚴重，對系統的相干解調性能的影響就越明顯，即移動速度越高對解調性能的影響越大。

TD-SCDMA系統的碼片速率為1.28Mcps，其子幀結構如圖1所示，每個5ms的子幀由3個特殊時隙和7個常規時隙(TS0、TS1、TS2、TS3、TS4、TS5以及TS6)組成。3個特殊時隙包括DwPTS(Downlink?Pilot?Time?Slot，下行導頻時隙)、UpPTS(Uplink?Pilot?Time?Slot，上行導頻時隙)和GP(Guard?Period，保護間隔)。下行導頻時隙DwPTS由GP2和SYNC?DL組成。常規時隙用作傳輸用戶數據或控制信息。在這7個常規時隙中，TS0總是固定地用作下行時隙來發送系統廣播信息，而TS1總是固定地用作上行時隙。其他的常規時隙可以根據需要靈活地配置成上行或下行，以實現不對稱業務的傳輸。每個常規時隙包含兩個數據域和一個訓練序列域，用戶在數據域上發送業務數據，在訓練序列域上發送系統分配的用于信道估計和同步控制的Midamble(中間碼)。

以典型的QPSK調制方式為例，分析高速移動環境對TD-SCDMA系統解調性能的影響。

由于傳播環境的移動速度v引起的多普勒頻偏f_d如(1)所示：

fd=vc.fc.cosα---(1)]]>

其中c表示光速，f_c表示基站的工作頻點，α是信號來波方向與接收機移動方向的夾角。

由多普勒頻偏f_d引起的相位偏差

其中L表示數據域的長度。

當α＝0時，具有最大的多普勒頻偏：

fd=vc.fc---(3)]]>

此時的相位偏差為：

如果已知相位偏差則可以用下面的公式估計此時接收機受到的頻偏：

TD-SCDMA系統采用QPSK調制方式時，數據域相對于用于信道估計的訓練序列域的相位偏差最大不超過根據圖1中常規時隙的示意，可以看出數據域中的符號距離訓練域的最大距離為144+352＝496chip，TD-SCDMA系統的碼片速率是1.28Mcps，則496÷(1.28×10⁶)＝3.875×10^-4(s)。

令f_c＝2GHz，v＝350km/h，L＝3.78×10^-4(s)代入公式(3)和(4)，得到：0.5023π大大超過了TD-SCDMA系統QPSK調制方式下所可以承受的容錯范圍(對應可以容錯的最大頻偏為161.29Hz)。相位大幅度的偏轉，會導致相干解調后數據符號的誤判，從而劇烈惡化系統性能。

目前在高速移動的環境下，TD-SCDMA系統進行頻偏校準的方法是：在發送端的數據域中插入收發兩端都已知的符號，接收端利用該已知符號對檢測結果進行校準；由于在數據域中插入了若干符號，增加了額外的系統開銷，降低了頻譜利用率；并且該方法受數據域長度的限制，頻率校準精度不高。

發明內容