[发明专利]一种用于TD-LTE系统整数倍频偏估计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及第三代移动通信长期演进系统（以下简称TD-LTE）中整数倍频偏估计方法。

背景技术

为了应对WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)等新兴宽带接入技术的挑战，满足新型业务的需求，3GPP(3^rd Generation Partnership Project)组织于2005年3月启动了空中技术的长期演进(LTE, Long Term Evolution)工作，旨在提高数据的传输速率，降低系统时延，增大系统容量。

LTE标准下行链路的核心技术是OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing )技术，该技术具有高频谱效率、高峰值速率、能够很好地抵抗信道间干扰、频率选择性衰落和脉冲噪声等优点。正交频分复用的多载波系统是将高速串行码流变成若干个并行的低速码流，每路通过正交的子载波进行传输。这样总的可通信的信道带宽被分成多个子载波承载的细小带宽，因而使得宽带传输变为对多个子载波的窄带传输。这种调制方式可以有效地对抗由多径传播带来的频率选择性衰落，但是该技术对载波频率偏移非常敏感。OFDM系统中的载波频率主要是由于发射机和接收机之间的晶体振荡器频率不匹配和多普勒频移所引起的。其中，载波频率偏移可以分为两部分：一是小数倍频偏（FFO），即小于子载波间隔的部分，二是整数倍频偏（IFO），即子载波间隔的整数部分。在OFDM系统中，如果频率偏差是子载波间隔的整数倍，那么将会导致频域数据发生整体偏移，此时子载波间仍然保持相互正交，但是频率采样值已经偏移了整数个子载波的位置，从而使得系统误码率达0.5之高。如果频率偏差小于半个子载波间隔，那么子载波之间就会存在频谱能量的“泄漏”，而导致子载波间的正交性遭到破坏，产生载波间干扰，该干扰使得系统的误码率迅速恶化。

当前用于LTE系统的定时同步和频率同步的方法主要分为两大类：基于训练序列PSS的互相关算法和基于循环前缀CP(Cyclic prefix)的最大似然ML (Maximum likelihood)半盲估计算法，另外还有一种盲估计算法，该算法运算量极大，故不予以实际考虑。基于PSS的互相关算法被广泛采用，但是该算法在频偏存在的情况下，其性能严重下降。尤其是当整数倍频偏存在的情况下，采用PSS时域互相关算法估计定时粗同步位置会出现较大偏差，同时估计小数倍频偏也会出现较大偏差。基于CP的ML算法利用时域信号本身的特点，依据CP和该符号末尾数据的重复性，采用自相关的算法实现定时精同步和小数倍频偏的联合估计，但是由于CP较短，其本身作用就是为了抵抗符号间干扰(ISR)，当通过多径信道时，前一个符号的时延将会破坏CP的数据，因此，利用该算法来估计定时精同步位置会存在一定的偏差，导致解调窗口的提前或滞后。传统的整数倍频偏估计算法都是采用频域互相关算法，通过与本地PSS信号进行互相关，找到相关峰值偏移中心频点的距离来确定整数倍频偏。但是该算法在定时偏差较大的情况下，性能严重下降。定时偏差的存在导致频域数据发生相位旋转，从而使得训练序列的相关性降低，出现峰值误判，不能正确估计整数倍频偏。有的文献提出采用基于频域序列的差分相关算法来尽量的消除定时偏差所引入的相位旋转因子，但是该在常规互相关的基础上增加了差分运算，提高了算法的复杂度，而且在信噪比较低的多径信道下性能也不是很好。综上所述，现有的TD-LTE系统缺少一种高效多抗定时偏差且计算复杂度不高的整数倍频偏估计方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，提出一种用于TD-LTE系统采用检测频域能量估计整数倍频偏的方法。