[发明专利]基于单个正交频分复用符号训练序列的盲载波频偏估计器

说明书

技术领域

本发明涉及无线传输，并且更具体地涉及一种用于交织OFDMA上行链路接收机的估计载波频偏的方法。

背景技术

作为一种广泛用于高数据速率无线传输的技术，OFDM(正交频分复用)技术使用一组重叠的但是正交的子载波来达到高的频谱效率。继承于OFDM，OFDMA(正交频分多址)已经在许多宽带无线系统中被提出以提供更灵活的无线接入方案并且通过给用户分配一组置换驱动的为每个用户保证大的子载波间隔的交织子载波来更充分利用分集增益。

工作在移动无线环境中，OFDMA易发生同步错误、例如终端与基站的未对准、基站的振荡器和终端的那些振荡器之间的不一致、以及终端的多普勒频移。像OFDM技术一样，OFDMA对同步错误这样敏感，以致小的频偏将导致子载波之间的正交性的丧失以及短的时间延迟将导致频域的复杂指数旋转。

上行链路中的时域接收信号是多用户信号的多路复用，这些多用户信号易遭受不同的频偏、时间延迟以及信道失真。OFDMA的交织拓扑结构由于把子载波之间的ICI(信道间干扰)变成用户之间的MAI(多址干扰)而使该问题恶化。此外，当用户快速移动时同步错误开始波动。

为了保持终端和基站的同步，采取测距过程来检测终端的同步错误并在该终端和基站之间的闭环内控制终端传输的调整。

在功能上，该测距过程被分类为初始测距和周期测距。当终端(重新)注册到网络中时进行初始测距；而在终端的持续传输期间执行周期测距以保持终端与基站之间的同步。通常，初始测距通过在上行链路中发送多个OFDM符号训练序列而消耗更多的信令资源，其中通过该多个OFDM符号训练序列，基站接收机能够精确地、但在相对长的时间间隔内估计同步错误，而周期测距需要上行链路中的单个OFDM符号训练序列，通过该单个OFDM符号训练序列，基站接收机能够在短的时间间隔内估计同步错误。

低移动乃至固定终端的同步错误可能这样缓慢地变化，以致在初始测距将终端的同步错误减少到可接受的标准之下以后，基站几乎不执行用于其维护的任何周期测距。但是，一旦终端加速，该终端的同步错误就可能显著地波动以致需要频繁的周期测距过程。在同步错误中，频偏是最重要的同步错误，因为它将破坏正交性从而引起MAI。(由时间延迟产生的相位旋转可以或多或少通过信道估计器来补偿。)

在传统的OFDM系统上行链路中，通用的预定义的训练序列(测距码)在一个OFDM符号的全部子载波上被发送。并且利用时域上的重复结构，该训练序列可以被ML(最大似然)算法所采用以估计频偏。然而，这种测距码在OFDMA上行链路中不工作，因为1)该测距码决不占用整个带宽；2)它不是通用的预定义的训练序列，而是为了区分终端而由PN(伪噪声)多项式产生的CDMA(码分多址)码。

用于估计OFDMA上行链路中的频偏的替代方案是在时域上以(部分频带上的)多个具有相位连续性的连续的OFDM符号重复地发送CDMA测距码。然后，基站接收机仍然可以将ML应用于重复的训练序列。该方法在初始测距中被采用。

IEEE802.16e OFDMA系统采用初始测距和周期测距。图1显示必须遵循的初始测距和周期测距。

图1(a)是初始测距传输的时域示意图100。该初始测距传输在两个连续的OFDM符号周期102和104与最后样本的特定持续时间的作为CP106的副本期间被执行。

图1(b)是周期测距传输的时域示意图110。该周期测距传输在一个OFDM符号周期112与最后样本的特定持续时间的作为CP的副本期间被执行。

这些被称为CP的符号周期重复为符号时间同步错误提供多径抗扰性以及容差。

初始测距用于将新的终端注册到网络中。未注册的终端的时间延迟、频偏、以及传输功率应被估计和调整以保证其正在进行的可靠的传输。基站通过在上行链路子帧中分配测距信道来许可初始测距机会。许可信息被封装到在下行链路子帧中广播的UL_MAP中。给定测距机会，终端由于发送被表示为初始测距码的CDMA码而在这些测距信道上冲突，其中该CDMA码是随机地从由基站指定的CDMA码候选集中选择的。在下一个下行机会期间，该测距码将被检测到并在测距响应中与参数调整消息一起被发送以通知终端进行调整。

周期测距用于终端与基站的再同步。在上行链路子帧中基站许可一个周期测距机会。终端由于发送CDMA码而在测距信道上冲突，其中该CDMA码是随机地从由基站指定的候选集中选择的。