[发明专利]移动通信中的频偏估计与补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及高速移动的环境下产生 的移动通信中的频偏估计与补偿方法。

背景技术

码分多址具有容量大、抗多径衰落能力强和频带利用率高等 优点，已成为第三代移动通信无线传输技术的主流，尤其是TD-SCDMA(十分 同步码分多址)和WCDMA(宽带码分多址)系统倍受青睐，目前已经被广泛 应用。

随着我国自主创新研制能力的不断提高，高速公路的陆续修建，铁路不断 的提速，高速交通运输已经大范围开始应用，并大步向前发展。在列车上进行 移动通讯业务的终端用户也越来越多，这就要求网络覆盖能提供良好的通信服 务质量。

由于终端的移动，会在基站和终端之间产生多普勒频移，在移动通信系统 中，特别是高速场景下，这种频移尤其明显。多普勒频移将使接收机和发射机 之间产生频率误差，多普勒频移会影响上行接入成功率、切换成功率，还会对 系统的容量和覆盖产生影响。

多普勒频移的大小和相对运动速度大小有关，它们之间的关系是：

fd=-f0C×v×cosθ]]>

其中，θ为终端移动方向和信号传播方向之间的夹角；v是终端运动速度； C为电磁波传播速度；f₀为载波频率。

终端移动速度一般在150km～250km范围内，在今后几年内，陆续会有不少 交通路段的速度达到300km/h～350km/h。在此速度范围内，多普勒频移超过 400Hz，基站和终端必须支持足够的频偏补偿技术才能满足业务质量要求。

对于接收机来说，估计和发射机之间的频率误差并完成频率误差校正是必 须具备的功能。如果终端接收到的信号的频率有f_d的频移，终端锁定下行信号 频率后发送上行信号，发射机接收到的上行信号的频率将会有2*f_d的频移。

终端和基站的相对运动方向不同，会产生正负不同的频偏，如图1所示是 终端移动过程中的频偏示意图，设f₀是基站的发射频率，当终端向远离基站的方 向运动时，会产生负频偏-f_d，终端接收到的频率是f₀-f_d，基站接收的频率是 f₀-2□f_d；当终端向靠近基站的方向运动时，会产生正频偏f_d，终端接收到的频 率是f₀+f_d，基站接收的频率是f₀+2□f_d。当终端在两个基站之间运动，从一个基 站驶向另一个基站的时候，终端会出现频率跳变，从频率f₀-f_d跳到频率f₀+f_d， 终端将会有2*f_d的频率跳变。2*f_d无论对于基站接收机，还是终端接收机都将 是一个不小的挑战，过大的频率偏移量会造成通信质量下降，严重的时候会导 致服务中断，尤其是在高速移动环境下。

如果不能正确估计频偏并进行补偿，那么系统性能将大大降低，尤其是当 频偏较大时(对应终端运动速度较高时)，因此寻找纠频偏性能好、实现稳定的 频偏估计与补偿方法对工程实现具有重要意义。

基于上述，本发明对于类似于上行基站接收2倍频偏和终端频偏跳变的问 题，提出了一种接收机有效地频偏估计与补偿的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，公开一种移动 通信中的频偏估计和补偿方法，通过历史频偏平滑的方法对移动通信中获得的 数据进行频偏估计和校正，并用多分支的方法为历史平滑方法提供可靠的初始 频偏校正值，二者结合起来提高基站和终端的频偏估计与补偿能力，解决接收 机性能受频偏校正能力限制的问题。