[發明專利]一種用于TD-LTE系統整數倍頻偏估計的方法

有效

• 申請號: 201210176012.0
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102694763A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 陳發堂;滕旺;李小文;王丹;王華華;劉宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B1/7077
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及第三代移動通信長期演進系統（以下簡稱TD-LTE）中整數倍頻偏估計方法。

背景技術

為了應對WiMAX(Worldwide?Interoperability?for?Microwave?Access,WiMAX)等新興寬帶接入技術的挑戰，滿足新型業務的需求，3GPP(3^rd?Generation?Partnership?Project)組織于2005年3月啟動了空中技術的長期演進(LTE,?Long?Term?Evolution)工作，旨在提高數據的傳輸速率，降低系統時延，增大系統容量。

LTE標準下行鏈路的核心技術是OFDM?(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing?)技術，該技術具有高頻譜效率、高峰值速率、能夠很好地抵抗信道間干擾、頻率選擇性衰落和脈沖噪聲等優點。正交頻分復用的多載波系統是將高速串行碼流變成若干個并行的低速碼流，每路通過正交的子載波進行傳輸。這樣總的可通信的信道帶寬被分成多個子載波承載的細小帶寬，因而使得寬帶傳輸變為對多個子載波的窄帶傳輸。這種調制方式可以有效地對抗由多徑傳播帶來的頻率選擇性衰落，但是該技術對載波頻率偏移非常敏感。OFDM系統中的載波頻率主要是由于發射機和接收機之間的晶體振蕩器頻率不匹配和多普勒頻移所引起的。其中，載波頻率偏移可以分為兩部分：一是小數倍頻偏（FFO），即小于子載波間隔的部分，二是整數倍頻偏（IFO），即子載波間隔的整數部分。在OFDM系統中，如果頻率偏差是子載波間隔的整數倍，那么將會導致頻域數據發生整體偏移，此時子載波間仍然保持相互正交，但是頻率采樣值已經偏移了整數個子載波的位置，從而使得系統誤碼率達0.5之高。如果頻率偏差小于半個子載波間隔，那么子載波之間就會存在頻譜能量的“泄漏”，而導致子載波間的正交性遭到破壞，產生載波間干擾，該干擾使得系統的誤碼率迅速惡化。

當前用于LTE系統的定時同步和頻率同步的方法主要分為兩大類：基于訓練序列PSS的互相關算法和基于循環前綴CP(Cyclic?prefix)的最大似然ML?(Maximum?likelihood)半盲估計算法，另外還有一種盲估計算法，該算法運算量極大，故不予以實際考慮。基于PSS的互相關算法被廣泛采用，但是該算法在頻偏存在的情況下，其性能嚴重下降。尤其是當整數倍頻偏存在的情況下，采用PSS時域互相關算法估計定時粗同步位置會出現較大偏差，同時估計小數倍頻偏也會出現較大偏差。基于CP的ML算法利用時域信號本身的特點，依據CP和該符號末尾數據的重復性，采用自相關的算法實現定時精同步和小數倍頻偏的聯合估計，但是由于CP較短，其本身作用就是為了抵抗符號間干擾(ISR)，當通過多徑信道時，前一個符號的時延將會破壞CP的數據，因此，利用該算法來估計定時精同步位置會存在一定的偏差，導致解調窗口的提前或滯后。傳統的整數倍頻偏估計算法都是采用頻域互相關算法，通過與本地PSS信號進行互相關，找到相關峰值偏移中心頻點的距離來確定整數倍頻偏。但是該算法在定時偏差較大的情況下，性能嚴重下降。定時偏差的存在導致頻域數據發生相位旋轉，從而使得訓練序列的相關性降低，出現峰值誤判，不能正確估計整數倍頻偏。有的文獻提出采用基于頻域序列的差分相關算法來盡量的消除定時偏差所引入的相位旋轉因子，但是該在常規互相關的基礎上增加了差分運算，提高了算法的復雜度，而且在信噪比較低的多徑信道下性能也不是很好。綜上所述，現有的TD-LTE系統缺少一種高效多抗定時偏差且計算復雜度不高的整數倍頻偏估計方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述缺陷，提出一種用于TD-LTE系統采用檢測頻域能量估計整數倍頻偏的方法。