[发明专利]补偿正交频分复用无线无线电传送系统中载频偏移的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线无线电传送，并且更具体地说，涉及基于正交频分复用(OFDM)的蜂窝无线无线电传送网络中的无线电传送，包括布置用于补偿载频偏移的设备。

背景技术

正交频分复用(OFDM)是广为人知的调制方案，其中数字串行数据比特流被分割成并行数据比特流，每个比特流调制一组正交载波的称为副载波的不同载波。副载波在精确的频率被分隔开，这阻止接收解调器发生由分配到该解调器的副载波频率外的频率引起的失真。每个并行数据流的比特率是串行数据比特流的比特率的分数，这取决于副载波的数量。每个副载波通过常规调制方案调制，如正交调幅(QAM)和正交相移键控(QPSK)，提供在低符号率的所谓OFDM符号，即，其中与信道时间特性相比，符号较长。OFDM符号包括取决于使用的调制方案的多个数据比特。使用逆快速傅立叶变换(IFFT)将调制的副载波组合在一起以产生要传送的时域波形。所有副载波的总比特率可相当于相同带宽中常规单载波高速率调制方案。

由于每个符号的持续时间较长，因此，在OFDM符号之间插入也称为循环前缀(CP)的保护间隔以消除符号间干扰是可行的。然而，增加的符号持续时间使OFDM系统对移动无线电信道的时间变化更敏感。具体而言，多普勒扩展的效应损坏了副载波的正交性，造成载波间干扰(ICI)，即副载波之间的串扰。OFDM也要求接收器与传送器之间十分精确的频率同步。

在像OFDM的系统中，例如，当前通过第三代合作伙伴项目(3GPP)在开发之下并且在技术规范3GPP TS 36.211(发行版8)中公开的演进的通用地面无线电接入(E-UTRA)或长期演进(LTE)，从基站(BS)到用户设备(UE)或移动台(MS)的下行链路无线电传送基于OFDM。符号信息与快速傅立叶变换(FFT)的频率仓(frequency bin)(副载波)有关。如果在BS和UE的载频不同，则所谓的频率偏移误差便会发生。原则上，该误差显现为副载波的移位。结果是泄露，其中，来自某个用户的谱内容扩展到所有用户。为克服此问题，必须为用户补偿频率偏移。为了执行补偿，必须知道频率误差。为此使用了频率估计器。上行链路(即从MS到UE的无线电传送)基于SC-FDMA(单载波-频分复用)，这能够视为是OFDM的预编码版本。

估计频率偏移的常见方法是使用已知信号，即参考或导频信号。这些参考信号定期传送，这意味着相同的信号将一再地发生。对接收的参考信号的利用提供了频率误差的估计。用于频率估计的几种算法在实践中已知。

作为示例，在LTE中，大量的窄副载波用于多载波传送。基本LTE下行链路资源是由OFDM符号(也称为资源元素)组成的时间频率网格。在频域中，资源元素具有15kHz的频率仓，这是相邻副载波之间的频率间距Δf。在时域中，OFDM符号或资源元素的持续时间是(1/Δf)+CP。资源元素被分组成资源块。资源块具有频域中180kHz的总大小，即12个资源元素，和时域中的0.5ms，即七个资源元素，称为时隙。

资源块在由两个时隙组成的所谓传送时间间隔(TTI)中传送。每个用户分配有时间频率网格中的多个资源块。在给定时间点用户获得哪些和多少资源块取决于定义成能够为不同无线电环境中的不同服务实现最佳性能的高级调度机制。

在LTE上行链路中，在时域中每TTI传送两个参考信号。这意味着两个类似参考信号或导频之间的距离是0.5ms。此事实将用于估计频率误差的可用范围限制到间隔±1000Hz。原则上，范围从采样理论产生，采样理论指出采样频率必须至少是采样信号的最高频率的两倍。两个导频信号之间的时间分隔是0.5ms，这对应于2000Hz的采样频率。显然，可能的是，明确解析高达1000Hz的频率。

根据3GPP标准、第三代合作伙伴项目技术规范组无线电接入网络；25.913 v7.0.0版，2005，用户应能够以350km/h的速度移动，并且BS应准确到RF载频的±0.1的百万分之一(ppm)。这意味着如果RF载频是2.5GHz，并且包括200Hz的附加时钟误差，则频率偏移估计必须能够解析高达±1800Hz的范围中的频率。因此，在时域中使用两个连续重复接收的参考信号中信息的频率估计器不能满足期望的范围。

在LTE中，在频域中，使用单个参考信号的参考符号进行频率误差估计，可用范围受限于间隔±15kHz，即，参考信号调制到其上的相邻副载波的参考符号之间的频率间距Δf。此范围对于满足期望的范围太粗。

发明内容

一个目的是提供一种为基于OFDM的无线无线电通信系统中的无线电传送补偿通信设备中的载频生成的改进方法。