專利名稱：Lte/lte-a系統(tǒng)中基于pss信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種頻偏估計方法，尤其涉及一種LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法。
背景技術(shù)：
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)
成為3G和4G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是一種可以有效對抗符號間干擾的多載波通信技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻分多路傳輸方法不同，OFDM系統(tǒng)各個子載波之間相互正交，各個子載波的頻譜部分重疊，從而可以更大限度的利用頻域。OFDM技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用于對稱數(shù)字環(huán)路 (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL)(wirel ess Local Loop,
WLL)、數(shù)字音頻廣播(Digital AudioBroadcasting，DAV)、無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network, WLAN)、3GPP 長期演進型(Long Time Evolution, LTE)等系統(tǒng)中，獲得了很好的性能。與傳統(tǒng)單載波通信系統(tǒng)不同，OFDM系統(tǒng)對于時間同步和頻率偏移非常敏感，定時不準(zhǔn)確時，相鄰OFDM符號會進入當(dāng)前處理的OFDM符號上，從而導(dǎo)致符號間干擾；而頻率偏移會引入子載波間干擾，破壞OFDM系統(tǒng)中子載波間的正交性。這兩種干擾都會大大降低 OFDM系統(tǒng)的性能，因而時間同步和頻率同步是OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)高性能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的頻率偏移補償分為粗頻偏估計和細頻偏估計兩種方式，也就是整數(shù)倍頻偏估計和分?jǐn)?shù)倍頻偏估計。整數(shù)倍頻偏估計通常利用接收參考信號和本地參考信號相關(guān)得到；分?jǐn)?shù)倍頻偏通常利用基于參考序列的方法獲得，如基于CP(Cyclic-Prefix) 的方法；或利用基于重復(fù)序列的方法獲得，如基于PSS (Primary Synchronization Signal) -SSS (Secondary SynchronizationSignal)的方法禾口基于 RS (Reference Signal) 的方法。概括的說，就是分析可用來做頻偏估計的一對接收信號，通過差分處理獲取因頻偏導(dǎo)致的信號相位的信息，從而得到頻偏估計的方法。不同的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法的倍頻偏估計范圍是不同的，其估計范圍決定于所用參考序列對之間的時間間隔。當(dāng)參考信號時間上并不連續(xù)時，頻偏估計范圍根據(jù)時間間隔增大線性的減小。如實際LTE/LTE-A中，通用RS信號的時間間隔為三或四個OFDM符號(含 CP)，利用通用解調(diào)RS信號估計頻偏所得到的分?jǐn)?shù)倍頻偏范圍為六分之一或八分之一的子載波間隔；LTE/LTE-A中的PSS-SSS信號在FDD模式下間隔約1個OFDM符號，其頻偏估計范圍為約二分之一的子載波間隔，而TDD模式下間隔約3個OFDM符號，其頻偏估計范圍為約六分之一的子載波間隔。盡管頻偏估計的范圍不同，這些頻偏估計方法各有利弊?；?CP的方法其頻偏估計范圍最大，可以估計整個分?jǐn)?shù)倍頻偏分布的范圍，但是由于CP易受多徑干擾的影響，其估計精度不是很高；基于PSS-SSS的方法的估計精度較高，尤其是信道時間變化較慢時精度非常高，但是其頻偏估計范圍只有CP方法的三分之一，不足以估計整個頻偏分布范圍；而基于RS的方法通過某種處理可以達到整個分?jǐn)?shù)倍頻偏估計范圍，而且在時間和頻率上信道變化緩慢時精度很高，但是對時頻信道選擇性衰落比較敏感，導(dǎo)致信道衰落嚴(yán)重時精度下降很快。綜上所述，各種估計算法在不用的應(yīng)用場景下各有優(yōu)勢，傳統(tǒng)算法設(shè)計時也是參考實際場景選擇合適的算法。但是上述算法有一個共同的缺點，該缺點限制了頻偏估計的精度。分?jǐn)?shù)倍頻偏的估計就是參數(shù)相位的估計，上述算法都是通過對反正切函數(shù)求解得到頻偏估計值的。反正切函數(shù)在第二和第三象限的函數(shù)值不是連續(xù)的，而是關(guān)于X軸極性跳轉(zhuǎn)的，也就是說當(dāng)系統(tǒng)分?jǐn)?shù)倍頻偏接近頻偏估計范圍的邊緣時，正好處于第二象限和第三象限的過渡區(qū)域。由于受噪聲的干擾，估計值極易發(fā)生極性的翻轉(zhuǎn)，從而使得頻偏估計誤差可達兩倍的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計范圍，從而嚴(yán)重損傷系統(tǒng)的性能。也就是說相位的第二和第三象限之間由于噪聲影響導(dǎo)致對于頻偏估計有一個模糊區(qū)域，如

圖1所示，當(dāng)系統(tǒng)頻偏位于該模糊區(qū)域時，極易發(fā)生頻偏估計結(jié)果的極性翻轉(zhuǎn)，而現(xiàn)有的文獻當(dāng)中并沒有解決相應(yīng)問題的算法可供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，該方法可以解決分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值可能發(fā)生極性跳轉(zhuǎn)的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，包括以下步驟步驟一，利用傳統(tǒng)的頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值Δ f0 ；步驟二，利用PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值 Afpss;步驟三，根據(jù)Y = Sign(Afpss)確定所述分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值A(chǔ)fpss的極性Y ；步驟四，根據(jù)Afci和Υ獲得系統(tǒng)最終的頻偏估計值A(chǔ)f = Υ Δ&。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟二的詳細實現(xiàn)過程為步驟21，接收端接收發(fā)送裝置發(fā)送的時域信號，經(jīng)過準(zhǔn)確定時獲得帶CP的OFDM信號 y (η)，η = {0,1, LN-1, N，L(N_1+Ng)}，其中 N 為 FFT 大小，Ng 為 CP 長度；步驟22，通過所述帶CP的OFDM信號y (η)獲取PSS信號所在的OFDM符號，進而獲取PSS時域信號ypss(n)，n= {0，1，LN-1}，ypss (η)是y(n)在特定OFDM符號的去CP后的樣本；步驟23，根據(jù)所述PSS時域信號ypss (η)構(gòu)造新序列P1 (η) =ypss(n+l),
權(quán)利要求
1.一種LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，利用傳統(tǒng)的頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值A(chǔ)ftl ； 步驟二，利用PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值A(chǔ)fpss ； 步驟三，根據(jù)Y = Sign(Afpss)確定所述分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值A(chǔ)fpss的極性Y ； 步驟四，根據(jù)八&和Υ獲得系統(tǒng)最終的頻偏估計值A(chǔ)f = Υ Δ&。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，其特征在于，步驟二的詳細實現(xiàn)過程為步驟21，接收端接收發(fā)送裝置發(fā)送的時域信號，經(jīng)過準(zhǔn)確定時獲得帶CP的OFDM信號 y (η), η = {0，1，L N_l，N，L(N_l+Ng)}，其中 N 為 FFT 大小，Ng 為 CP 長度；步驟22，通過所述帶CP的OFDM信號y (η)獲取PSS信號所在的OFDM符號，進而獲取 PSS時域信號ypss(n)，η = {0，1，L N_l}，ypss(n)是y(n)在特定OFDM符號的去CP后的樣本；步驟23，根據(jù)所述PSS時域信號ypss (η)構(gòu)造新序列P1 (n) = ypss (n+1)， +，Lf-2};
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，其特征在于所述傳統(tǒng)的頻偏估計方法為基于CP的方法，此時步驟一的詳細實現(xiàn)過程為步驟11接收端接收發(fā)送裝置發(fā)送的時域信號，經(jīng)過準(zhǔn)確定時獲得帶CP的OFDM信號 y(η), η = {0,1, L N_l，N，L(N_1+Ng)}，其中 N 為 FFT 大小，Ng 為 CP 長度；步驟12、通過基于CP的方法獲得的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，其特征在于所述傳統(tǒng)的頻偏估計方法為基于PSS-SSS的方法，此時步驟一的詳細實現(xiàn)過程為步驟11’、接收端接收發(fā)送裝置發(fā)送的時域PSS信號ypss(n)，n= {0,1, L N_l}，經(jīng)過 FFT變換得到頻域PSS信號Ypss (k)，k = {0，1，L N-1}，N為FFT大??；步驟12’、接收端接收發(fā)送裝置發(fā)送的時域SSS信號ysss (η)，經(jīng)過FFT變換得到頻域 SSS 信號 Ysss (k)，其中 η = {0,1, L N-1}, k = {0,1, L N_l}，N 為 FFT 大?。?步驟13’、通過基于PSS-SSS的方法獲得分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LTE/LET-A系統(tǒng)中基于PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法，該方法包括以下步驟步驟一，利用傳統(tǒng)的頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值；步驟二，利用PSS信號的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法獲得系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值；步驟三，根據(jù)確定所述分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值的極性；步驟四，根據(jù)和獲得系統(tǒng)最終的頻偏估計值。本發(fā)明所述的分?jǐn)?shù)倍頻偏估計方法可以消除分?jǐn)?shù)倍頻偏估計值的極性發(fā)生跳轉(zhuǎn)的可能，避開了分?jǐn)?shù)倍頻偏估計的模糊區(qū)域，進一步提升了頻偏估計的精度。
文檔編號H04L25/02GK102480454SQ20101055996
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者朱磊, 楊秀梅, 熊勇, 賈國慶, 雷舒培 申請人:上海無線通信研究中心