專利名稱：一種載波頻偏跟蹤方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術，尤其涉及一種載波頻偏跟蹤方法和裝置。
背景技術：
移動通信系統所涉及的信道通常為多徑時變衰落信道，其接收信號的幅度和相位會隨時間發生隨機變化。這樣發送端和接收端的載波頻率就會存在偏差，使得接收端接收的每一個在時間t的信號樣本都包含未知的相位因子Δ ，其中Af是未知的載波頻率偏差。例如，當載波頻率為5GHz時，對應于50kHz的頻率偏差來說就有IOOppm的晶體偏差，這種偏差對通信質量造成極大的影響。為了不破壞子載波之間的正交性，在接收端進行 FFT變換之前，必須要對這個未知的相位因子進行估計和補償，也就是需要對頻率偏移進行估計。頻率偏移通常是由收發設備的本地載頻之間的偏差以及無線信道的多普勒頻移等因素造成的，頻率偏移的構成包括子載波間隔的整數倍偏移和子載波間隔的小數倍偏移兩部分。子載波間隔的整數倍偏移不會引起載波間干擾(ICI)，抽樣點仍在頂點，但子載波位置產生了偏移，解調出來的信息符號錯誤概率為50%。子載波間隔的小數倍偏移會造成抽樣點不再在頂點，這會破壞子載波之間的正交性，由此引起ICI。目前進行的頻偏跟蹤的方法是將相鄰時隙中同一頻點上的相應符號進行共軛，頻偏估計時間較長，難以滿足通信過程中對調整周期的要求。
發明內容
本發明實施例提供一種載波頻偏跟蹤方法和裝置，以縮短載波頻偏調整周期，提高載波頻偏調整效率。一種載波頻偏跟蹤方法，包括從頻域的載波信號中提取參考信號；將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值；累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值；累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，并獲得頻偏估計值；根據所述頻偏估計值進行頻率偏移校正。一種載波頻偏跟蹤裝置，包括至少一個共軛相關函數估計單元，用于估計一個時隙中參考信號的共軛相關函數；累加單元，用于累加各共軛相關函數估計單元估計出的共軛相關函數；載波頻率探測單元，用于根據所述累加單元的累加結果計算頻偏估計值；校正單元，用于根據所述頻偏估計值進行頻率偏移校正；其中，所述共軛相關函數估計單元具體包括信號提取子單元，用于從頻域的載波信號中提取參考信號；共軛相關值計算子單元，用于將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值；累加子單元，用于累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值。本發明實施例提供一種載波頻偏跟蹤方法和裝置，通過在同一時隙內相鄰參考信號間的共軛相關并累加，得到共軛相關函數估計函數，再進行時隙累加得到頻偏估計值。由于通過提取一個時隙導頻符號相關和累加即可計算得出共軛相關函數估計值，從而可以縮短載波頻偏調整周期，提高載波頻偏調整效率，并減小多普勒頻移對射頻數據接收的影響。
圖1為本發明實施例提供的載波頻偏跟蹤方法流程圖；圖加為本發明實施例提供的共軛相關函數估計示意圖之一；圖2b為本發明實施例提供的共軛相關函數估計示意圖之二 ；圖3為本發明實施例提供的載波頻偏跟蹤裝置結構示意圖之一；圖4為本發明實施例提供的共軛相關函數估計單元結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的載波頻偏跟蹤裝置結構示意圖之二 ；圖6為本發明實施例提供的濾波單元結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供一種載波頻偏跟蹤方法和裝置，通過在同一時隙內相鄰參考信號間的共軛相關并累加，得到共軛相關函數估計函數，再進行時隙累加得到頻偏估計值。如圖1所示，本發明實施例提供的載波頻偏跟蹤方法包括步驟S101、根據系統帶寬、擾碼值、CP模式、發射天線數和小區ID從頻域的載波信號中提取參考信號；步驟S102、將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值；步驟S103、累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值；步驟S104、累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，并獲得頻偏估計值；步驟S105、根據頻偏估計值進行頻率偏移校正。其中，步驟S102的具體實現方式有兩種，一種是直接獲取同一時隙中相鄰的兩個參考信號的導頻符號并直接進行共軛相乘。如圖加所示，直接使得不同載頻上的兩個相鄰參考信號共軛相乘，獲得共軛相關值。為了進一步避免頻率選擇性衰落對頻偏估計的影響，如圖2b所示，另一種實現方式為在步驟S102之前，將同一時隙中同一個符號的相鄰的兩個參考信號符號進行線性內插，得到與在這兩個參考信號之間的一個參考信號載頻相同的參考信號導頻符號內插估計值，這樣，所得到的參考信號導頻符號內插估計值相鄰的參考信號就是與之在同一載頻上的參考信號，此時，在步驟S102中，就是將與參考信號導頻符號內插估計值處于同一載頻上的相鄰參考信號和參考信號導頻符號內插估計值進行共軛相乘，獲得共軛相關值，由于進行共軛相乘的兩個參考信號位于同一載頻上，從而避免了頻率選擇性衰落對頻偏估計的影響。
為進一步提高校正效率，還可以首先對物理信道進行信道估計，利用信道估計的結果，在確定信道中的頻率選擇性衰落超過設定的門限值時，再進行線性內插的操作。在步驟S104中，具體的計算過程包括先累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，再通過載波頻率探測和坐標變換，將累加結果轉換為頻偏估計值。其中，載波頻率探測和坐標變換均為本領域技術人員熟知技術。具體累加的時隙數量可以由工作人員根據實際的操作經驗來設定，根據不同小區的實際情況，累加的時隙數量會有所不同，能夠使得計算結果穩定可靠的累加時隙數量為較佳的累加時隙數量。為進一步獲得比較穩定的頻偏估計值，形成一條平滑的估計曲線，在進行載波頻率探測和坐標變換后，還可以將通過載波頻率探測和坐標變換得到的值輸入到環路濾波器中進行環路濾波，獲得最終的頻偏估計值。其中，環路濾波器可以使用α環路濾波器。下面以一個具體的實施例來進行詳細說明確定參考信號位置上接收的導頻符號，包括一個時隙內不同符號、不同子載波位置上的參考信號。第1個符號位置接收參考信號表達式如下R1 (k) = S1 (k) · H1 (k) · θ '2πΔ ( +Δ )其中R1 (k)，S1 (k)和H1 (k)分別為第1個符號第k個子載波位置的接收信號、參考信號和信道頻率響應。然后，將同一時隙中相鄰參考信號位置上的導頻符號進行共軛相乘，得到共軛相關函數值。根據上文所述，具體有以下兩種具體實現方式(1)當信道的頻率選擇性衰落不影響估計性能時可采用圖加中的實現方式，直接對處于不同子載波上的參考信號的導頻符號進行共軛相乘代+W)*徹UU幻.嚴哪).■ V2·)其中D為相鄰參考信號時域間隔。(2)當信道的頻率選擇性衰落較嚴重時，可以使用圖2b中的實現方式，對同一個符號中相鄰的參考信號導頻符號進行線性內插后形成參考信號導頻符號內插估計值，再與和該參考信號子載波相同的參考信號進行共軛相乘，線性內插時可以通過線性系數a進行參考來平均R* (k) = aR* {k) + (1 - a)R* (k +1)當α取1/2時，具體的計算方式如下
_彳]Rl+D(k)*R;(k) = Rl+D(k)Hm +=代+/)⑷ ⑷.一財(―·■+&(“ =Sl+D(k).H1+D{k).ej2- 成(Q V2_+’* 最后，對同一個符號中所有共軛相關函數值進行累加，并計算頻偏估計值，頻偏估計值計算方式如下
權利要求
1.一種載波頻偏跟蹤方法，其特征在于，包括 從頻域的載波信號中提取參考信號；將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值； 累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值； 累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，并獲得頻偏估計值； 根據所述頻偏估計值進行頻率偏移校正。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值前，還包括將同一時隙中同一個符號的相鄰的兩個參考信號導頻符號進行線性內插，得到同一符號中與在這兩個參考信號之間的參考信號載頻相同的參考信號導頻符號內插估計值；所述將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值，具體為將與所述參考信號導頻符號內插估計值處于同一載頻上的相鄰參考信號和所述參考信號導頻符號內插估計值進行共軛相乘，獲得共軛相關值。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，并獲得頻偏估計值，具體包括累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值； 通過載波頻率探測和坐標變換，將累加結果轉換為頻偏估計值。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過載波頻率探測和坐標變換，將累加結果轉換為頻偏估計值，具體包括通過載波頻率探測和坐標變換并進行環路濾波，將累加結果轉換為頻偏估計值。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述環路濾波器具體為α環路濾波器。
6.一種載波頻偏跟蹤裝置，其特征在于，包括至少一個共軛相關函數估計單元，用于估計一個時隙中參考信號的共軛相關函數； 累加單元，用于累加各共軛相關函數估計單元估計出的共軛相關函數； 載波頻率探測單元，用于根據所述累加單元的累加結果計算頻偏估計值； 校正單元，用于根據所述頻偏估計值進行頻率偏移校正；其中，所述共軛相關函數估計單元具體包括信號提取子單元，用于從頻域的載波信號中提取參考信號；共軛相關值計算子單元，用于將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值；累加子單元，用于累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述共軛相關函數估計單元還包括 線性內插子單元，用于將同一時隙中同一個符號的相鄰的兩個參考信號符號進行線性內插，得到與在這兩個參考信號之間的參考信號載頻相同的參考信號導頻符號內插估計值；所述共軛相關值計算子單元具體用于將與所述參考信號導頻符號內插估計值處于同一載頻上的相鄰參考信號和所述參考信號導頻符號內插估計值進行共軛相乘，獲得共軛相關值。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括坐標變換單元，用于對載波頻率探測單元計算出的頻偏估計值變換到所需的坐標上。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括 環路濾波器，用于對得到的頻偏估計值進行環路濾波。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括控制單元，用于在所述坐標變換單元對載波頻率探測單元計算出的頻偏估計值變換到所需的坐標上后，向所述環路濾波器產生中斷；所述環路濾波器具體用于，響應所述控制單元產生的中斷，對得到的頻偏估計值進行環路濾波。
全文摘要
本發明公開了一種載波頻偏跟蹤方法和裝置，涉及無線通信技術。本發明實施例提供的載波頻偏跟蹤方法包括從頻域的載波信號中提取參考信號；將同一時隙中相鄰兩個參考信號的導頻符號進行共軛相乘，獲得共軛相關值；累加從該時隙中獲得的各個共軛相關值，得到該時隙的共軛相關函數估計值；累加設定數量的時隙的共軛相關函數估計值，并獲得頻偏估計值；根據所述頻偏估計值進行頻率偏移校正。由于在同一時隙內相鄰參考信號間的共軛相關并累加，得到共軛相關函數估計函數，再進行時隙累加得到頻偏估計值。由于通過提取一個時隙的導頻符號相關和累加即可計算出共軛相關函數估計值，縮短了載波頻偏調整周期，并減小了多普勒頻移對射頻數據接收的影響。
文檔編號H04L27/26GK102238113SQ20101016289
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月4日 優先權日2010年5月4日
發明者唐凱, 方文平, 李焱 申請人:中興通訊股份有限公司