[发明专利]频偏估计设备、方法和通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体而言，涉及无线通信中的频偏估计 设备、方法和通信装置。

背景技术

在无线通信系统中，收发双方的信息交互是通过空间信道的数据传输 来实现的。在发送方，发射机将要发送的用户信号调制到某一信道的射频 (RF)载波上，生成一个射频信号，再经由天线发射到无线空间。在接收 方，接收机接收来自无线空间的射频信号，然后利用一个本地振荡信号来 恢复出所需用户信号。在信号接收过程中，接收机的本地振荡信号的频率 决定着所接收的信道，只有当本地振荡信号的频率与所需信道的载频匹配 时，才能正确解调用户信号。

然而，由于生成本地振荡信号的振荡器的频率误差、基站和用户设备 (UE)的振荡器的频率漂移、UE移动带来的多普勒效应导致的频率偏移 (频偏)等原因，本地振荡信号的频率与信道的载波频率之间总是会存在 频偏。

例如，在时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统中，基站与UE 之间的频偏应小于所接收信道载波频率的0.1ppm(即200Hz)。而UE常 用的低成本数控石英振荡器(DCXO)在未补偿的情况下，其频率误差就 可能高达10-15ppm。因此，UE需要对本地载波信号的频率与信道的载波 频率之间的频偏进行估计予以补偿，才能确保通信质量符合要求。具体而 言，TD-SCDMA UE在开机、移交或者因其他原因与服务小区失去同步时 而进入小区搜索(ICS)工作模式时，需要进行初始频偏估计。而在ICS 完成、进入数据调制模式中的接收数据期间，也需要对当前频偏进行估 计，以便执行频率跟踪。

当前，主要频偏估计技术有Kay法、L&R法和FFT法。Kay法原理 简单，但是在信噪比较低时性能明显下降。L&R法在低信噪比下精度较 高，但是计算复杂度非常大。FFT法要达到较高的精度，复杂度就非常 高。

发明内容

因此，本发明要提供一种克服了上述现有技术的缺陷并且具有很高稳 健性的频偏估计设备、方法和无线通信装置。

本发明的一个方面公开了一种频偏估计设备，包括路径选择模块、 用、预处理模块、零填充模块、频谱分析模块和插值模块。路径选择模块 用于通过对输入信号执行信道估计来选择多条路径。预处理模块用于将通 过利用所选路径的信道估计对输入信号执行rake组合而获得的组合信号与 输入信号的复共扼相乘来获得预处理信号。零填充模块用于在预处理信号 末尾填充零。频谱分析模块用于对经零填充的信号执行频谱分析来搜索最 大峰值。插值模块用于通过利用最大峰值及该最大峰值周围的多个峰值进 行插值来估计发送方和接收方之间的频偏。

本发明的另一个方面公开了一种包括上述频偏估计设备的通信装置。

本发明的又一个方面公开了一种频偏估计方法。该方法包括以下步 骤：通过对输入信号执行信道估计来选择多条路径；将通过利用所选路径 的信道估计对所述输入信号执行类rake组合而获得的组合信号与所述输入 信号的复共扼相乘来获得预处理信号；在所述预处理信号末尾填充零；对 经零填充的信号执行频谱分析来搜索多个峰值；以及通过利用最大峰值及 该最大峰值周围的多个峰值进行插值来估计发送方和接收方之间的频偏。

在本发明的上述技术方案中，首先基于信道估计的结果进行了路径选 择，从而去除了虚假多径的干扰。然后，通过分段相干累加，从而较好地 抑制了噪声的影响。然后，通过采用例如FFT之类的频谱分析和内插，从 而在很低计算复杂度的情况下实现了很高的频偏估计精度。此外，本发明 还可采用针对多帧对频偏估计进行组合，从而进一步提高算法的稳健性。

与前述现有的频偏估计技术相比，本发明的方案频偏估计精度更高、 复杂度更低、并且具有很高的稳健性。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本 发明，其中：

图1是示出了TD-SCDMA无线通信系统的简要框图；

图2是示出了TD-SCDMA无线通信系统中的UE的结构框图；

图3示出了TD-SCDMA子帧结构；

图4示出了TD-SCDMA子帧中的下行链路导频时隙(DwPTS)的结 构；

图5详细地示出了一个业务时隙的结构；

图6示出了根据本发明的频偏估计设备；以及