[发明专利]TD-SCDMA通信系统接收同步中基于差分相位的频偏与相位估计方法

摘要

本发明公开了一种TD－SCDMA通信系统的接收同步中基于差分相位计算的频偏与相位估计方法，它采用初始频偏估计和精确频偏与相位估计两个阶段的分步估计策略，将具有相关频偏的当前相邻两个子帧中两组导频符号序列联合使用，通过差分相位计算，实现TD－SCDMA通信系统频偏与相位估计。该方法在中高信噪比条件下频偏和相位估计精确，估值波动范围小。

主权项

1、一种TD-SCDMA通信系统的接收同步中基于差分相位计算的频偏与相位估计方法，其步骤依次是：A、初始频偏估计：A1、第一次共轭相乘运算：将由帧同步定位确定的当前相邻两个子帧中P位导频符号r(kT_s)和r[(L+k)T_s]，其中k₀≤k≤k₀+P-1，分别与对应的P位已知参考导频符号a(kT_s)和a[(L+k)T_s]逐位执行共轭相乘后得到两组P位导频符号的共轭相乘运算结果y(kT_s)和y[(L+k)T_s]，即：y(kT_s)＝r(kT_s)a^*(kT_s)y[(L+k)T_s]＝r[(L+k)T_s]a^*[(L+k)T_s]其中T_s代表采样符号时间间隔，k为由帧同步确定的当前子帧中导频序列序号，k₀为P位导频符号在接收数据子帧中出现的初始位置，L为子帧数据长度，a^*(kT_s)和a^*[(L+k)T_s]分别为导频符号a(kT_s)和a[(L+k)T_s]的共轭符号。A2、第二次共轭相乘运算：将A1步骤计算得到的两组共轭运算结果中间隔为m(P＞m≥1)的结果y(kT_s)和y[(k+m)T_s]，以及y[(L+k)T_s]和y[(L+k+m)T_s]执行第二次共轭相乘运算，得到第二次共轭运算结果z_1，k(mT_s)和z_2，k(mT_s)，即z_1，k(mT_s)＝y^*(kT_s)y[(k+m)T_s]z_2，k(mT_s)＝y^*[(L+k)T_s]y[(L+k+m)T_s]A3、初始频偏估算：将A2步骤计算得到的两组共轭相乘运算结果z_1，k(mT_s)和z_2，k(mT_s)分别计算出其平均值z1(mTs)=1P-mΣk=k0k0+P-m-1z1,k(mTs)]]>和z2(mTs)=1P-mΣk=k0k0+P-m-1z2,k(mTs),]]>然后根据平均值估算初始频偏估计值F_r，D：Fr,D=12πTs(P-1)[Σm=1P-112m(arg{z1(mTs)}+arg{z2(mTs)})]]]>其中arg{x}表示计算复数x的相位。B、精确频偏与相位估计：B1、初始频偏补偿根据A3步骤得到的初始频偏估计结果F_r，d，对A1步骤得到的第一次共轭相乘运算结果y(kT_s)和y[(L+k)T_s]执行初始频偏补偿运算，得到两组频偏补偿数据cy(kT_s)和cy[(L+k)T_s]，即：cy(kTs)=y(kTs)e-j2πkFr,dTs]]>cy[(L+k)Ts]=y[(L+k)Ts]e-j2πkFr,dTs]]>B2、相位差计算根据B1步骤计算得到的两组频偏补偿数据cy(kT_s)和cy[(L+k)T_s]计算出相位差值Δφ=1PΣk=k0k0+P-1(arg{cy[(L+k)Ts]}-arg{cy(kTs)}).]]>B3、精确频偏估算根据B2步骤计算得到的相位差值Δφ计算偏移值Fd,offset=Δφ2πLTs;]]>根据A3步骤估算的初始频偏估计值F_r，d，计算出两个候选精确频偏估计值F_d，1和F_d，2，即：Fd,1=floor(Fr,dLTs)LTs+Fd,offset]]>Fd,2=floor(Fr,dLTs)+1LTs+Fd,offset]]>其中floor(·)代表向下取整函数，然后计算两个候选精确频偏估计值与初始频偏估计值的绝对差值ΔF_d，1＝abs(F_d，1-F_r，d)，ΔF_d，2＝abs(F_d，2-F_r，d)，对应绝对差值最小的候选频偏估计值即作为精确的频偏估计值F_d，est。B4、精确相位估算根据B3步骤确定的精确频偏估计值F_d，est，对A1步骤计算得到的第一次共轭运算结果y(kT_s)和y[(L+k)T_s]进行精确频偏补偿，得到两组精确频偏补偿信号zy(kTs)=y(kTs)e-j2πFd,estkTs]]>和zy[(L+k)Ts]=y[(L+k)Ts]e-j2πFd,est(L+k)Ts;]]>根据精确频偏补偿信号zy(kT_s)与zy[(L+k)T_s]，计算相位估计θ0,est=12P(Σk=k0k0+P-1arg{zy(kTs)}+Σk=k0k0+P-1arg{zy[(L+k)Ts]}).]]>