專利名稱：一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于時分同步碼分多址
(TD-SCDMA)系統(tǒng)的頻偏估計方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)的通信系統(tǒng)都是采用相干檢測的方法進行數(shù)據(jù)解調(diào)， TD-SCDMA系統(tǒng)就是如此，即接收機用來接收無線信號的頻率應(yīng)與無線信號 的載波頻率完全一致或者二者之間誤差很小。因此，為了保證接收機能準確跟 蹤載波頻率，接收機的頻偏估計算法就比較重要了，只有準確地估計出二者的 頻率偏差才能及時矯正以達到準確跟蹤的目的。
圖1為TD-SCDMA系統(tǒng)一個時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1, TD-SCDMA系統(tǒng)中一個時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)包括兩個長度分別為352碼片(chip) 的數(shù)據(jù)塊、144碼片的訓(xùn)練序列(Midamble )數(shù)據(jù)、16碼片的保護間隔(GP )。
TD-SCDMA系統(tǒng)中較為常用的一種頻偏估計算法是利用經(jīng)聯(lián)合檢測后的 解調(diào)數(shù)據(jù)進行頻偏估計。這種頻偏估計算法有這樣一個問題，即頻偏估計所使 用的靠近Midamble數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)符號數(shù)越少，頻偏估計范圍越大，精度越差； 反之，所使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)越多，頻偏估計范圍越小，精度越高。例如，系統(tǒng) 使用的擴頻因子SF=16時，則Midamble數(shù)據(jù)兩邊各有352 + 16 = 22個數(shù)據(jù)符 號，總共有44個數(shù)據(jù)符號，如果只使用Midamble數(shù)據(jù)兩邊各4個數(shù)據(jù)符號 (參照圖2)進行頻偏估計，頻偏估計范圍可以達到1.176K Hz;如果使用 Midamble數(shù)據(jù)兩邊所有的數(shù)據(jù)符號(共44個)進行頻偏估計，頻偏估計范圍 則只有300Hz左右。
為了跟蹤穩(wěn)定，通常使用Midamble數(shù)據(jù)兩邊所有的44個數(shù)據(jù)符號進行 頻偏跟蹤，即犧牲估計范圍換取估計精度。在大多數(shù)場景下，300Hz的頻偏估 計范圍是可以滿足需求的。但是在高速移動場景下，300Hz的估計范圍就遠遠 不夠了。例如，在430km/h時，多普勒頻移就可以達到800Hz。這時，為了
達到同樣穩(wěn)定的跟蹤效果，開發(fā)一種高精度、大范圍的頻偏估計算法以滿足各
種場景的需求是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的 頻偏估計方法和裝置，以實現(xiàn)高精度和大范圍的頻偏估計。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下
一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計裝置，包括
第一頻偏估計器，用于利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計， 得到第一頻偏估計值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N;
頻偏補償器，用于利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補 償，得到經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)；
第二頻偏估計器，用于利用所述經(jīng)頻偏補償后的凄史據(jù)中的多于N個的數(shù) 據(jù)符號進行頻偏估計，得到第二頻偏估計值；
累加器，用于對所述第一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最 終的頻偏估計值輸出。
上述的裝置，其中，所述第二頻偏估計器利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中 的全部數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計。
上述的裝置，其中，N的取值范圍為[8"6/SF， 16*16/SF]， SF為所述系 統(tǒng)使用的擴頻因子。
上述的裝置，其中，所述解調(diào)為聯(lián)合^r測解調(diào)。
一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計裝置，包括如下步驟
A、 利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第一頻偏估計 值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N;
B、 利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補償，得到經(jīng)頻 偏補償后的數(shù)據(jù)；
C、 利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的多于N個的數(shù)據(jù)符號進行頻偏估 計，得到第二頻偏估計值；
D、 對所述第 一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最終的頻偏 估計值輸出。本發(fā)明釆用級聯(lián)的結(jié)構(gòu)進行頻偏估計，第一級頻偏估計有效擴展了頻偏估 計的范圍，而第二級頻偏估計則有效提高了頻偏估計的精度，如此，實現(xiàn)了高 精度和大范圍的頻偏估計。


圖1為TD-SCDMA系統(tǒng)一個時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為使用Midamble數(shù)據(jù)兩邊各4個數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計的示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例的頻偏估計裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實施例的頻偏估計方法的流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實 施例對本發(fā)明進行詳細描述。
參照圖3，本發(fā)明實施例的頻偏估計裝置主要包括頻偏估計器IO、頻偏 補償器20、頻偏估計器30和累加器40。
頻偏估計器IO,利用解調(diào)后數(shù)據(jù)Do進行頻偏估計，得到頻偏估計值力， 所述解調(diào)可以為聯(lián)合^r測解調(diào)。
為了有效擴展頻偏估計的范圍，頻偏估計器10使用較少的數(shù)據(jù)符號進行 頻偏估計。假設(shè)使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)為Nl，如果系統(tǒng)使用的擴頻因子SF=16， 則N1的優(yōu)選范圍為[8, 16],即取Midamble數(shù)據(jù)兩邊各4 8個數(shù)據(jù)符號，相 應(yīng)的頻偏估計范圍是800Hz ~ 1.176KHz。
如果本用戶所分配的碼道數(shù)大于1,那么作為一種優(yōu)選方案，可分別利用 各碼道數(shù)據(jù)進行頻偏估計，然后將多個結(jié)果平均，以減少估計誤差。
其中，頻偏估計的原理為現(xiàn)有技術(shù)，這里僅作簡單介紹當接收信號中存 在頻偏時，每一個數(shù)據(jù)符號經(jīng)聯(lián)合檢測解調(diào)后會疊加一個相位，將該相位值與 其硬判決的結(jié)果共軛相乘后，即可提出包含頻偏的相位信息，將多個解調(diào)數(shù)據(jù) 符號的相位信息進行統(tǒng)計處理，即可計算出頻偏。
頻偏補償器20,利用頻偏估計器10的估計結(jié)果力來對Do進行頻偏補償， 得到經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)D。由于頻偏估計器IO的精度不高，因此利用力補 償后的數(shù)據(jù)D,仍然帶有一定的殘余頻偏(即頻偏估計的誤差)。
其中，頻偏補償?shù)脑頌楝F(xiàn)有技術(shù)，這里僅作簡單介紹當接收信號中存
在頻偏時，每一個數(shù)據(jù)符號經(jīng)聯(lián)合檢測解調(diào)后會疊加一個相位，這個相位由數(shù) 據(jù)符號的位置和頻偏唯一決定，只要計算出頻偏就能根據(jù)數(shù)據(jù)符號的位置計算 出該相位，這樣就可以把這個解調(diào)數(shù)據(jù)符號乘以該相位對應(yīng)復(fù)數(shù)的共軛，以消 除頻偏的影響。
頻偏估計器30，利用經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)Di進行頻偏估計，得到頻偏估 計值/>
頻偏估計器30用來估計由于頻偏估計器10估計不準確而帶來的那一部分 殘余頻偏，也就是說，是用來提高頻偏估計精度的。因此，頻偏估計器30使 用的數(shù)據(jù)符號數(shù)比頻偏估計器10使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)要多，優(yōu)選地，其使用 Midamble數(shù)據(jù)兩邊所有的數(shù)據(jù)符號。假設(shè)使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)為N2，如果系統(tǒng) 使用的擴頻因子SF=16，則N2可取44，即取Midamble數(shù)據(jù)兩邊各22個數(shù)據(jù) 符號(兩邊全部的lt據(jù)符號)。
同樣，如果本用戶所分配的碼道數(shù)大于1，那么作為一種優(yōu)選方案，可分 別利用各碼道數(shù)據(jù)進行頻偏估計，然后將多個結(jié)果平均，以減少估計誤差。
累加器40,將頻偏估計器IO、 30的頻偏估計結(jié)果進行累加后作為最終的
頻偏估計值輸出，即，最終的頻偏估計值/。-yi+y;。
對應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種頻偏估計方法。參照圖4，所述頻偏 估計方法主要包括如下步驟
步驟401:利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第一頻 偏估計值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N1;
為了有效擴展頻偏估計的范圍，在本步驟中，使用較少的數(shù)據(jù)符號進行頻 偏估計。如果系統(tǒng)使用的擴頻因子SF-16,則N1的優(yōu)選范圍為[8， 16],即取 Midamble數(shù)據(jù)兩邊各4~8個數(shù)據(jù)符號，相應(yīng)的頻偏估計范圍是800Hz~ U76KHz。
步驟402:利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補償，得 到經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)；
步驟403:利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的多于N1個的數(shù)據(jù)符號進行 頻偏估計，得到第二頻偏估計值；
本步驟中是用來提高頻偏估計精度的，因此，使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)N2比步驟401中使用的數(shù)據(jù)符號數(shù)N1要多。優(yōu)選地，使用Midamble數(shù)據(jù)兩邊所有 的數(shù)據(jù)符號，如果系統(tǒng)使用的擴頻因子SF=16,則N2可取44,即取Midamble 數(shù)據(jù)兩邊各22個數(shù)據(jù)符號(兩邊全部的數(shù)據(jù)符號)。
步驟404:對所述第一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最終 的頻偏估計值輸出。
綜上所述，本發(fā)明實施例采用級聯(lián)的結(jié)構(gòu)進行頻偏估計，第一級頻偏估計 有效擴展了頻偏估計的范圍，而第二級頻偏估計則有效提高了頻偏估計的精 度，如此，實現(xiàn)了高精度和大范圍的頻偏估計。
最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同 替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求 范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計裝置，其特征在于，包括第一頻偏估計器，用于利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第一頻偏估計值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N；頻偏補償器，用于利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補償，得到經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)；第二頻偏估計器，用于利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的多于N個的數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第二頻偏估計值；累加器，用于對所述第一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最終的頻偏估計值輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二頻偏估計器利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的全部數(shù)據(jù)符號進 4亍頻偏估計。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于N的取值范圍為[8"6/SF, 16*16/SF]， SF為所述系統(tǒng)使用的擴頻因子。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于 所述解調(diào)為聯(lián)合檢測解調(diào)。
5. —種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計裝置，其特征在于，包 括如下步驟A、 利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第一頻偏估計 值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N;B、 利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補償，得到經(jīng)頻 偏補償后的數(shù)據(jù)；C、 利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的多于N個的數(shù)據(jù)符號進行頻偏估 計，得到第二頻偏估計值；D、 對所述第一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最終的頻偏 估計值輸出。 計,
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 步驟C中，利用所述紹
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于N的取值范圍為[8"6/SF, 16*16/SF], SF為所述系統(tǒng)使用的擴頻因子,
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 所述解調(diào)為聯(lián)合檢測解調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于時分同步碼分多址系統(tǒng)的頻偏估計方法和裝置。所述裝置包括第一頻偏估計器，用于利用解調(diào)后數(shù)據(jù)中的部分數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第一頻偏估計值，所述部分數(shù)據(jù)符號的數(shù)目為N；頻偏補償器，用于利用所述第一頻偏估計值對所述解調(diào)后數(shù)據(jù)進行頻偏補償，得到經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)；第二頻偏估計器，用于利用所述經(jīng)頻偏補償后的數(shù)據(jù)中的多于N個的數(shù)據(jù)符號進行頻偏估計，得到第二頻偏估計值；累加器，用于對所述第一頻偏估計值和第二頻偏估計值進行累加后作為最終的頻偏估計值輸出。依照本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度和大范圍的頻偏估計。
文檔編號H04B1/707GK101345549SQ20081011922
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者許百成 申請人:北京天碁科技有限公司