CN101001231B - 宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法及小区初搜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，包括：在TS0时隙接收具有预定间隔的两列导频符号的时域序列；将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列进行共轭相关运算；根据所得的运算结果进行频偏校正。本发明还公开了一种的小区初搜方法，包括小区粗同步、小区精同步、小区粗频偏校正和小区精频偏校正，其中应用上述频偏校正方法进行小区精频偏校正。本发明提高了用户终端进行频偏估计的精度，同时降低了实现的复杂度，为宽带时分双工蜂窝系统实现下行同步和频率偏移校正提供了有效的解决方案。

Description

宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法及小区初搜方法
技术领域
本发明涉及TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code DivisionMultiple Access，时分同步码分多址)的演进方案宽带时分双工蜂窝系统，尤其涉及宽带时分双工蜂窝系统的频率偏移校正方法及应用该方法的用户终端。 
背景技术
TD-SCDMA是第三代移动通信系统的三种大国际标准中唯一采用时分双工(TDD，Time Division Duplex)方式，支持上下行非对称业务传输，在频谱利用上具有较大的灵活性。该系统综合采用了智能天线、上行同步、联合检测和软件无线电等无线通信中的先进技术，使系统具有较高的性能和频谱利用率。 
随着社会的发展以及技术的进步，人们对移动通信的要求不断提高，希望系统能够提供大容量、高速率、低时延的数据传输服务。为了满足这种日益增长的需求，TD-SCDMA系统同样需要不断演进和提高性能。TD-SCDMA的演进系统为了得到高速率大容量的服务，需要占用更宽的带宽，因而将其称为宽带时分双工蜂窝系统。宽带时分双工蜂窝系统在提供更高速率更大容量的同时也带来了一些问题。 
在TD-SCDMA系统中，基站和UE(User Equipment，用户终端)均以标称的载波频率进行发送和接收。由于UE中作为本振源的晶振精度有限，会造成晶振漂移。晶振漂移的结果是过了一段时间后，UE的频率与系统出现偏差，对UE的性能造成较大的损害。因而UE在进行小区初始搜索时，需要利用基站发送的信号对其频率偏移进行估计，并据以完成频偏校正。 
在宽带时分双工蜂窝系统中，数据部分的传输可以采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)方式。OFDM对频偏校正提出了更高的要求，UE在小区初搜过程中需要达到频率偏移小于1KHz(千赫)，以保证OFDM系统的性能。 
现有技术中，宽带时分双工蜂窝系统中常用的频偏校正方法有两种： 
其一是利用DwPTS时隙中的SYNC-DL(下行同步码)码，通过对接收SYNC-DL码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。由于SYNC-DL码长度的限制，频偏校正的精度有限，通过SYNC-DL码进行的频偏校正精度只可能达到几个KHz； 
其二是采用TS0中两个以上相邻的OFDM导频符号，根据OFDM导频符号在时域的重复特性，通过前一个符号和后一个符号进行差分相关获得频偏信息，以进行频偏校正。同样，由于OFDM导频符号长度的限制，频偏校正的精度有限，只能达到几个KHz。 
发明内容
本发明要解决的是现有技术中频偏校正方法不能达到宽带时分双工蜂窝系统所需的精度要求。 
本发明所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法包括以下步骤： 
在TS0时隙接收具有预定间隔的两列导频符号的时域序列； 
将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列分别进行共轭相乘，将两个共轭相乘结果进行相关运算； 
根据所得的相关运算的结果进行频偏校正。 
优选地，所述将两个接收的导频时域序列与本地存储的导频时域序列进行共轭相关运算具体为：将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列分别共轭相乘，将两个共轭相乘结果进行相关运算。 
优选地，所述方法在进行频偏校正之后还包括： 
接收两列导频符号及与分别与各列导频符号相邻的数据符号的时域序列作为两个接收序列； 
将数据符号的时域序列进行硬判决后与对应于其相邻导频符号的本地存储的导频时域序列分别组合构成两个本地序列； 
根据两个接收序列与对应的本地序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行进一步频偏校正。 
优选地，所述两个包括导频符号和相邻的数据符号的时域序列具有同样的预定间隔。 
优选地，所述在TS0时隙接收两列导频符号的时域序列具体为：根据用户终端和小区接入系统都支持的最大带宽进行采样，获得TS0时隙两列导频符号的时域序列。 
优选地，所述方法还包括：根据导频符号的时域信号采样序列和带宽匹配序列集合来确定小区接入系统的带宽；所述带宽匹配序列集合中包括该小区的导频符号对应于不同带宽的导频采样序列。 
优选地，所述确定小区接入系统的带宽具体为： 
以小区接入系统的最小带宽对导频符号的时域信号进行采样； 
将时域信号的采样序列与带宽匹配序列集合中该导频符号的各个导频采样序列进行相关运算； 
查找相关值最大的采样序列，其对应的带宽即为小区接入系统的带宽。 
优选地，所述方法在确定小区接入系统的带宽之前还包括：通过计算接收的下行同步码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。 
可选地，所述两列导频符号分别位于两个OFDM符号频域的各个子载波上。 
优选地，所述两列导频符号分别位于两个OFDM符号频域具有预定载波间隔的子载波上，其发射功率高于数据符号平均发射功率的差值由预定载波间隔确定；在导频符号所在的OFDM符号中，如果其子载波不发送导频符号，则该子载波也不发送其他任何符号。 
优选地，所述导频符号采用公共导频方式进行全向发送。 
本发明提供了一种用户终端，包括时域采样单元、存储单元、频偏估计序列单元和频偏校正单元，其中： 
时域采样单元用来对TS0时隙中的信号进行采样以生成时域序列； 
存储单元用来存储信息，其中包括导频符号的导频时域序列； 
频偏估计序列单元用来根据时域采样单元输出的时域序列生成两个具有预定间隔的接收频偏估计序列，每个接收频偏估计序列中各包括TS0时隙两列导频符号中一个的时域序列；生成与接收频偏估计序列分别对应的两个本地频偏估计序列，每个本地频偏估计序列中包括存储单元中对应导频符号的导频时域序列； 
频偏校正单元根据频偏估计序列单元生成的两个接收频偏估计序列与对应的本地频偏估计序列分别进行共轭相乘并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行频偏校正。 
优选地，所述频偏估计序列单元根据时域采样单元输出的时域序列生成两个接收频偏估计序列具体为：将时域采样单元输出的两列导频符号的时域序列作为接收频偏估计序列； 
所述频偏估计序列单元生成两个本地频偏估计序列具体为：将存储单元中存储的对应于两列导频符号的导频时域序列作为两个对应的本地频偏估计序列。 
优选地，所述频偏估计序列单元根据时域采样单元输出的时域序列生成两个接收频偏估计序列具体为：将时域采样单元输出的两列导频符号及与其分别相邻的数据符号的时域序列作为接收频偏估计序列； 
所述频偏估计序列单元生成两个本地频偏估计序列具体为：将数据符号的时域序列进行硬判决后与存储模块中对应于其相邻导频符号的导频时域序列分别组合生成两个本地频偏估计序列。 
优选地，所述用户终端还包括带宽控制单元，用来确定小区接入系统和所述用户终端均支持的带宽，作为时域采样单元的采样频率。 
优选地，所述存储单元所存储的信息还包括带宽匹配序列集合，其中包括导频符号、带宽及对应于每个导频符号和每个带宽的导频采样序列； 
所述用户终端还包括系统带宽单元，用来根据时域采样单元输出的导频符号的时域序列与带宽匹配序列集合中导频采样序列的相关峰值确定小区接入系统的带宽，并输出至带宽控制单元。 
本发明提供了一种宽带时分双工蜂窝系统的小区初搜方法，包括以下步骤： 
用户终端进行小区同步； 
用户终端进行粗频偏校正； 
根据接收的具有预定间隔的两列导频符号的接收时域序列、用户终端存储的对应导频符号的两个导频时域序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行精频偏校正； 
用户终端读取小区广播信息。 
优选地，所述方法在进行精频偏校正后还包括： 
接收两列导频符号及与该导频符号相邻的数据符号的时域序列作为两个接收序列； 
将数据符号的时域序列进行硬判决后与对应于其相邻导频符号的本地存储的导频时域序列分别组合构成两个本地序列； 
根据两个接收序列与对应的本地序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的运算结果进行进一步频偏校正。 
优选地，所述用户终端进行粗频偏校正具体为：通过计算接收的下行同步码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。 
本发明利用两列导频符号的时域序列，与在用户终端上存储的对应导频符号的时域序列的共轭相关值来进行频偏校正，由于TS0中两列导频序列之间存在一定的间隔，当通过相关计算两列相关信号之间存在的相位差可以用于频偏估计时，每个相位角度差单元对应的频偏值随着间隔的增加，其精度越高；本发明通过两列导频符号的预定间隔提高了频偏估计的精度，能够满足宽带时分双工蜂窝系统的要求，并且实现简单； 
进一步地，本发明将导频符号与相邻数据符号的时域序列一同进行共轭相关运算，随着参与相关运算的序列长度变长，计算的准确度得到提高，进而更快地实现频偏校正。 
附图说明
图1为TD-SCMDA及其演进系统的帧结构示意图； 
图2为本发明中TS0时隙导频符号设置的示例图； 
图3为本发明所述频偏校正方法的流程图； 
图4为构成带宽匹配序列集合的示例图； 
图5为本发明中选择数据符号进行频偏校正的示例图； 
图6为应用本发明所述频偏校正方法的用户终端的结构示意图； 
图7为应用本发明所述频偏校正方法的小区初搜方法的流程图。 
具体实施方式
TD-SCMDA及其演进系统的帧结构形式如图1所示。图中，每个无线子帧由7个时隙TS0、TS1至TS6和三个特殊时隙构成。其中，时隙TS0至TS6用来传送数据，三个特殊时隙分别为DwPTS(下行导频信道)、UpPTS(上行 导频信道)和GP(转换保护时隙)，其中DwPTS用于发送小区初搜的下行导频，UpPTS用于发送随机接入信号，GP是下行时隙向上行时隙转换的保护间隔，它的长度决定了小区覆盖半径的最大值。 
UE的小区初搜是指UE从开机搜索到登录合适小区的过程。UE只有在登录小区后，才能获取本小区更多信息和邻近小区的信息，以及监听无线网络的寻呼或发起呼叫。小区初搜包括同步和频偏校正，同步主要利用DwPTS时隙基站发射的信号在频偏校正之前完成，UE在同步过程中能够获得DwPTS时隙发射的小区SYNC-DL。因而，在进行频偏校正前，UE根据SYNC-DL可以得到小区使用的导频符号。 
对TS0至TS6中采用OFDM调制方式的每个下行时隙，其OFDM符号的子载波为15KHz，因此，当CP(Cyclic Prefix，循环前缀)的长度比较短时，在一个下行时隙中可以包含9个OFDM符号；如果CP长度比较长，可以放置8个OFDM符号。 
OFDM导频符号通常设置在时隙TS0中。本发明中的TS0时隙具有两列导频符号，这两列导频符号之间有一定间隔。这个间隔可以提高精同步的精度，并且有利于UE进行信道估计和解码。一种可能的设置方式如图2所示，0.675ms(毫秒)的TS0时隙包括9个OFDM符号，其中第2列和第8列为导频符号。 
同一OFDM符号中导频符号所在的子载波之间可以具有一定的载波间隔，也可以不存在子载波间隔而将导频符号放置在每个子载波上。如果存在子载波间隔时，作为间隔的子载波上在包括导频符号的OFDM符号中不放置任何符号，即发射导频符号的同一OFDM符号中未放置导频符号的子载波不发送信号。导频符号所在的OFDM符号简称导频OFDM符号，在导频OFDM符号中，如果其子载波不发送导频符号，则该子载波也不发送其他任何符号。这样，根据导频符号在子载波上的放置间隔，导频OFDM符号的每个子载波的发射功率可以做调整。例如，每两个子载波放置一个导频符号，则导频 OFDM符号的每个子载波发射功率可以比所有子载波全部放置导频符号时每个子载波的发射功率高3dB(分贝)；如果每4个子载波放置一个导频符号，则每个子载波的发射功率可以高6dB，以此类推。通过提高放置导频符号的子载波的发射功率，使得UE能够更好地接收导频符号，进行频偏校正和信道估计。导频符号的子载波间隔可以根据系统带宽的大小进行调整。 
为了让小区的所有UE都可以利用TS0时隙的导频符号进行频偏校正，导频符号采用全向发送的公共导频方式。 
图3所示为本发明所述频偏校正方法的流程图。在步骤S310，在UE中预先存储各个导频符号对应于各个带宽的导频采样序列。 
在宽带时分双工蜂窝系统中，带宽可以到20MHz以上，可以同时支持不同带宽工作，如1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz和20MHz等。当小区接入系统的带宽不同时，对相同的导频符号，小区基站发射的导频时域序列是不同的。 
当UE接收TS0时隙的导频符号时，总是按接入系统带宽的最小要求来进行采样接收。为了能够通过导频符号的时域采样序列得知接入系统的带宽，需要在UE中存储对应于各个导频符号和各个带宽的时域采样序列，以进行带宽匹配，在本文中称之为带宽匹配序列集合。由于导频符号与小区SYNC-DL的关联关系，也可以根据SYNC-DL的ID(标识)号来生成时域采样序列与带宽的对应关系。 
例如，在图4中，接入系统在TS0的导频符号中发射对应为5MHz带宽的导频序列，OFDM导频符号序列进行IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)变换，由频域信号转换成时域信号。UE对该时域信号进行采样，设接入系统要求的最小带宽是1.25MHz，则UE的采样频率采用系统最小的带宽要求1.25MHz，通过采样得到与最小系统带宽相同抽样数目的导频采样序列。系统的带宽不同，发射导频序列就不同，按照最小系统带宽抽样的导频采样序列也就不同。同理，其他大于最小系统带宽要求的系统，其 带宽可以与一个导频采样序列相对应，据此可以生成带宽匹配序列集合。 
回到图3，在步骤S320，按照导频符号的时域信号采样序列和带宽匹配序列集合来确定接入系统的带宽。 
通常，UE以接入系统要求的最小带宽对导频符号的时域信号进行采样，再将采样所得的时域序列与带宽匹配序列集合中所在小区使用的导频符号的所有导频采样序列进行相关运算，显然相关值最高的导频采样序列所对应的带宽即为小区接入系统的带宽。 
可见，当UE工作于小区接入系统支持的不同带宽时，所接收的导频符号时域序列具有不同的序列长度。在本发明中，导频符号的时域序列越长，可以达到越精确的频偏校正。因而在步骤S310和步骤S320中确定接入系统的带宽是为了使UE工作于尽可能高的带宽，以加快频偏校正的速度。这两步也可以省略。 
在步骤S330，在TS0时隙接收两列导频符号的时域序列。 
如果执行本步骤前UE已经得到接入系统的带宽，则可以采用UE和小区接入系统都支持的最大带宽来接收导频符号。当UE具有的带宽接入能力大于或等于目前小区接入系统的带宽时，UE可以按该小区接入系统的带宽进行采样，接收导频符号的时域序列；当UE具有的带宽接入能力小于目前小区接入系统的带宽时，UE可以按照其最大带宽进行采样，接收导频符号的时域序列。 
在步骤S340，将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列进行共轭相关运算。 
假设接收到第一列和第二列导频符号时域序列的值分别为r1(k)和r2(k)，其中k＝1，Λ，N，N为序列r1(k)和r2(k)的长度。 
由于导频符号已知，与该接收时域序列对应的本地存储的导频时域序列为s1(k)和s2(k)，其中k＝1，Λ，N，序列s1(k)和s2(k)的长度同样为N。 
将接收的时域序列r1(k)与本地的导频时域序列s1(k)共扼相乘，得到g1(k)： 
g 1 ( k ) = A · e j [ 2 π · Δf · k · T s ] , k = 1 , Λ , N - - - ( 1 ) ;
将接收的时域序列r2(k)与本地的导频时域序列s2(k)共扼相乘，得到g2(k)： 
g 2 ( k ) = A · e j [ 2 π · Δf · k · T s ] , k = 1 , Λ , N - - - ( 2 ) ;
在公式(1)和(2)中，Δf为频偏；A为解调后信号的幅度；Ts为采样周期。 
将g1(k)和g2(k)进行相关，得到相关结果Z： 
Z = Σ k = 0 N - 1 g 1 * ( k ) · g 2 ( k ) = N · A · e j ( 2 π · Δf · L · T s ) - - - ( 3 ) ;
在公式(3)，L为按照UE的采样速率在两个导频时域序列之间具有的抽样间隔数。 
在步骤S350，根据共轭相关运算的结果进行频偏校正。 
根据步骤S340中的公式(3)，可以得到频偏Δf： 
Δf = 1 2 π · L · T S · arctan ( Im ( Z ) Re ( Z ) ) - - - ( 4 ) ;
根据频偏Δf，即可对UE进行频偏校正。 
可见，通过TS0中具有预定间隔的两列导频符号的相关运算可以获得比较精确的频偏校正。同时，两个导频时域序列之间的抽样间隔L越大，与频偏Δf对应的的相位值也越大，因而得到的频偏估计就越准确。 
另外，如果相关输出的信噪比越高，得到的频偏估计也越准确。相关输出的信噪比与进行相关运算的序列长度N有关系，N越长，相关输出的信噪比越大。当小区接入系统和UE的带宽确定时，导频符号的时域序列长度也是确定的。而随着频偏校正过程中频率偏移的变小，可以比较准确地估计出导频符号附近的数据符号，因此，可以考虑引入数据符号的时域序列进行相关运算，以通过增加序列长度得到更精确的频偏估计。 
在步骤S360，接收两列导频符号及分别与各列导频符号相邻的数据符号的时域序列作为两个接收序列，即将接收的导频符号和其相邻的数据符号的 时域序列共同构成r1′(k)和r2′(k)。 
在步骤S370，将数据符号的时域序列进行硬判决后与对应的本地存储的导频时域序列分别组合构成两个本地序列。 
将接收的数据符号的采样值进行硬判决，按照数据符号与相邻导频符号的时域顺序，将硬判决结果和本地储存的相邻导频符号对应的导频时域序列共同构成本地序列，则可生成两个与接收队列相对应的本地序列。 
根据图2中TS0时隙的导频符号设置，图5给出了一种可能的数据符号选择方式。可以将接收的第一列导频符号和其左边的数据符号的时域序列共同组成一个接收序列r1′(k)，其长度是r1(k)的两倍；同样，可以将接收的第二列导频符号和其右边的数据符号的时域序列共同组成另一个接收序列r2′(k)，其长度是r2(k)的两倍。在对接收的数据符号的采样值进行硬判决后，生成的本地序列s1′(k)和s2′(k)也同样分别是s1(k)和s2(k)的两倍。 
图5中增加数据符号选在导频符号的两端，使得由导频符号和相邻数据符号组成的两个用来进行频偏估计的组合之间仍然具有预定间隔。这样可以保证两个接收序列之间的抽样间隔L不变，以实现更好的频偏校正效果。 
在时域序列中增加了数据符号后，由于用来进行频偏估计的数据量增大，就可以得到更为准确的频偏估计，加快频偏校正的速度。 
请再参阅图3，在步骤S380，根据两个接收序列与对应的本地序列的共轭相关结果进行进一步频偏校正。两个接收序列与本地序列的共轭相关运算和频偏估算方法与步骤S340及步骤S350中相同，只是进行运算的序列发生了变化，此处不再重复。 
为了加快频偏校正的速度，本发明的上述频偏校正方法可以与现有技术中的频偏校正方法结合使用。先采用现有技术中的方法进行粗频偏校正，即通过计算接收的下行同步码两端的相位偏移进行频偏估计和校正，使频偏误差缩小到几个KHz之内，再采用本发明的上述方法进行精频偏校正，从而可 以同时保证频偏校正的速度和精度。 
图6所示为应用本发明所述频偏校正方法的用户终端的结构示意图，时域采样单元610分别与频偏估计系列单元630、频偏校正单元640、带宽控制单元650和系统带宽单元660连接；存储单元620分别与频偏估计系列单元630和系统带宽单元660连接；频偏估计系列单元630连接至频偏校正单元640；带宽控制单元650连接至系统带宽单元660。 
存储单元620中存储着用户终端进行频偏校正所需的信息，例如导频符号的导频时域序列，以及用于确定系统带宽的带宽匹配序列集合等等。 
时域采样单元610对TS0时隙的下行射频信号根据用户终端所使用的带宽进行采样，生成时域序列，其中包括TS0时隙中导频符号和数据符号的时域序列。 
频偏估计序列单元630根据时域采样单元610输出的时域序列和存储单元620中存储的导频时域序列来生成进行频偏校正所需的4个序列。其中2个接收频偏估计序列根据时域采样单元610的输出生成，两个接收频偏估计序列之间具有预定间隔，各包括TS0时隙两列导频符号中的一个的时域序列。另2个序列为与2个接收频偏估计序列分别对应的本地频偏估计序列，每个本地频偏估计序列中包括对应接收频偏估计序列中的导频符号在存储单元620存储的导频时域序列。当接收频偏估计序列中包括数据符号的时域序列时，本地频偏估计序列中还包括根据对应数据符号的时域采样值的硬判决结果生成的时域序列。 
可以将TS0时隙中两列导频符号在时域采样单元610的输出序列作为两个接收频偏估计序列；相应地，将存储单元620中存储的对应导频符号的导频时域序列作为两个本地频偏估计序列。 
还可以将时域采样单元610输出的两列导频符号及与两列导频符号分别相邻的数据符号的时域序列用作两个接收频偏估计序列；相应地，将数据符 号的时域序列进行硬判决后，与存储模块620中对应的导频时域序列分别组合成两个本地频偏估计序列。 
频偏估计序列单元630将生成的用于频偏校正的4个序列输出至频偏校正单元640。频偏估计序列单元630还可以按照顺序输出不同的接收频偏估计序列及对应的本地频偏估计序列至频偏校正单元640，以进行具有不同精度的频偏校正。 
频偏校正单元640将频偏估计序列单元630生成的两个接收频偏估计序列与对应的本地频偏估计序列进行共轭相关运算，根据运算结果进行频偏校正。 
带宽控制单元650根据小区接入系统支持的带宽以及用户终端支持的带宽确定该用户终端使用的带宽，并将确定的带宽用作时域采样单元610的采样频率。 
系统带宽单元660用来确定小区接入系统所使用的带宽。系统带宽单元660将时域采样单元610输出的导频符号的时域序列，与存储单元620中带宽匹配序列集合中对应导频符号的各个导频采样序列进行相关运算，具有相关最大值的导频采样序列对应的带宽即为小区接入系统的带宽。 
系统带宽单元660将确定的小区接入系统带宽输出至带宽控制单元650，供其选择用户终端所使用的带宽。 
图7所示为应用本发明所述频偏校正方法的小区初搜方法的流程图。在步骤S710，UE进行小区粗同步。 
TD-SCDMA帧结构中DwPTS可以用于小区同步搜索和粗频偏校正。DwPTS时隙由两部分组成，一部分是空闲时段，在该时段内基站不发送任何的信号；另一部分是SYNC-DL码，该码为一有限长度的伪随机序列。宽带时分双工蜂窝系统有一个SYNC-DL码序列集合，每个小区被分配一个SYNC-DL码来作为小区的ID号。DwPTS时隙发送的SYNC-DL码是一个单 载波的信号，发送信号的带宽可以根据宽带时分双工蜂窝系统的最小带宽进行设置，如最小带宽为1.25MHz或1.6MHz，发送SYNC-DL码的单载波带宽小于或等于该带宽。 
在DwPTS的SYNC_DL伪随机码的两侧都有保护间隔，由于基站在保护间隔没有信号发送，UE在保护间隔接收到的射频功率很小，而SYNC_DL码段基站则以全功率发射。从UE的接收功率谱来看，与两边保护间隔的接收功率相比SYNC_DL码段为峰值。当用两边保护间隔接收的功率之和除以SYNC_DL段功率之和时，其比值很小。由于在时间轴上存在这么一个特殊的功率“特征窗”，在遍历整个接收数据时，比值最小的位置即是DwPTS的位置，由此判断出SYNC_DL的大致位置，从而实现UE下行的粗同步。 
在步骤S720，UE接收SYNC_DL码段大致位置的信号，利用相关算法确认所使用的下行同步序列。对于不同的小区，SYNC_DL采用不同的伪随机码序列。这样，通过确认SYNC_DL码进而区分小区。 
在步骤S730，UE进行小区的精同步。UE利用确认的下行同步导频进行相关算法，确认相关峰值位置，从而实现UE的下行精同步。 
步骤S710至步骤S730的小区同步过程本发明采用与现有技术相同的方法，不再赘述。 
在步骤S740，UE进行粗频偏校正。粗频偏校正可以采用现有技术中的频偏调整方法，利用DwPTS时隙的SYNC-DL码，通过对接收SYNC-DL码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。 
在步骤S750，UE进行精频偏校正。精频偏校正可以采用本发明中步骤S320至步骤S380中的方法或其中的部分步骤，此处不再重复。 
在步骤S760，精频偏校正完成后，UE读取小区的广播信息，完成小区初搜的过程。 
本发明提出的新的频偏校正方法和小区初搜方法可以实现快速的小区初 搜。当UE进行小区初搜时，可以利用TS0时隙的导频符号和数据符号进行频偏估计和校正。这种方法能够提高UE进行频偏估计的精度，同时降低了实现的复杂度，为宽带时分双工蜂窝系统实现下行同步和频率偏移校正提供了有效的解决方案。 
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (19)

1.一种宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
在TS0时隙接收具有预定间隔的两列导频符号的时域序列；
将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列分别进行共轭相乘，将两个共轭相乘结果进行相关运算；
根据所得的相关运算的结果进行频偏校正。
2.如权利要求1所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述将两个接收的导频时域序列与本地存储的导频时域序列进行共轭相关运算具体为：将两个接收的导频时域序列与本地存储的对应导频符号的导频时域序列分别共轭相乘，将两个共轭相乘结果进行相关运算。
3.如权利要求2所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述方法在进行频偏校正之后还包括：
接收两列导频符号及与分别与各列导频符号相邻的数据符号的时域序列作为两个接收序列；
将数据符号的时域序列进行硬判决后与对应于其相邻导频符号的本地存储的导频时域序列分别组合构成两个本地序列；
根据两个接收序列与对应的本地序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行进一步频偏校正。
4.如权利要求3所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于：所述两个包括导频符号和相邻的数据符号的时域序列具有同样的预定间隔。
5.如权利要求1至4任意一项所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述在TS0时隙接收两列导频符号的时域序列具体为：根据用户终端和小区接入系统都支持的最大带宽进行采样，获得TS0时隙两列导频符号的时域序列。 
6.如权利要求5所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述方法还包括：根据导频符号的时域信号采样序列和带宽匹配序列集合来确定小区接入系统的带宽；所述带宽匹配序列集合中包括该小区的导频符号对应于不同带宽的导频采样序列。
7.如权利要求6所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述确定小区接入系统的带宽具体为：
以小区接入系统的最小带宽对导频符号的时域信号进行采样；
将时域信号的采样序列与带宽匹配序列集合中该导频符号的各个导频采样序列进行相关运算；
查找相关值最大的采样序列，其对应的带宽即为小区接入系统的带宽。
8.如权利要求6所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于，所述方法在确定小区接入系统的带宽之前还包括：通过计算接收的下行同步码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。
9.如权利要求1所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于：所述两列导频符号分别位于两个OFDM符号频域的各个子载波上。
10.如权利要求1所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于：所述两列导频符号分别位于两个OFDM符号频域具有预定载波间隔的子载波上，其发射功率高于数据符号平均发射功率的差值由预定载波间隔确定；在导频符号所在的OFDM符号中，如果其子载波不发送导频符号，则该子载波也不发送其他任何符号。
11.如权利要求1所述宽带时分双工蜂窝系统的频偏校正方法，其特征在于：所述导频符号采用公共导频方式进行全向发送。
12.一种用户终端，其特征在于，包括时域采样单元、存储单元、频偏估计序列单元和频偏校正单元，其中： 
时域采样单元用来对TS0时隙中的信号进行采样以生成时域序列；
存储单元用来存储信息，其中包括导频符号的导频时域序列；
频偏估计序列单元用来根据时域采样单元输出的时域序列生成两个具有预定间隔的接收频偏估计序列，每个接收频偏估计序列中各包括TS0时隙两列导频符号中一个的时域序列；生成与接收频偏估计序列分别对应的两个本地频偏估计序列，每个本地频偏估计序列中包括存储单元中对应导频符号的导频时域序列；
频偏校正单元根据频偏估计序列单元生成的两个接收频偏估计序列与对应的本地频偏估计序列分别进行共轭相乘并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行频偏校正。
13.如权利要求12所述的用户终端，其特征在于：所述频偏估计序列单元根据时域采样单元输出的时域序列生成两个接收频偏估计序列具体为：将时域采样单元输出的两列导频符号的时域序列作为接收频偏估计序列；
所述频偏估计序列单元生成两个本地频偏估计序列具体为：将存储单元中存储的对应于两列导频符号的导频时域序列作为两个对应的本地频偏估计序列。
14.如权利要求12所述的用户终端，其特征在于：所述频偏估计序列单元根据时域采样单元输出的时域序列生成两个接收频偏估计序列具体为：将时域采样单元输出的两列导频符号及与其分别相邻的数据符号的时域序列作为接收频偏估计序列；
所述频偏估计序列单元生成两个本地频偏估计序列具体为：将数据符号的时域序列进行硬判决后与存储模块中对应于其相邻导频符号的导频时域序列分别组合生成两个本地频偏估计序列。
15.如权利要求12至14任意一项所述的用户终端，其特征在于：所述用户终端还包括带宽控制单元，用来确定小区接入系统和所述用户终端均支持的带宽，作为时域采样单元的采样频率。 
16.如权利要求15所述的用户终端，其特征在于：所述存储单元所存储的信息还包括带宽匹配序列集合，其中包括导频符号、带宽及对应于每个导频符号和每个带宽的导频采样序列；
所述用户终端还包括系统带宽单元，用来根据时域采样单元输出的导频符号的时域序列与带宽匹配序列集合中导频采样序列的相关峰值确定小区接入系统的带宽，并输出至带宽控制单元。
17.一种宽带时分双工蜂窝系统的小区初搜方法，其特征在于，包括以下步骤：
用户终端进行小区同步；
用户终端进行粗频偏校正；
根据接收的具有预定间隔的两列导频符号的接收时域序列、用户终端存储的对应导频符号的两个导频时域序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的结果进行精频偏校正；
用户终端读取小区广播信息。
18.如权利要求17所述宽带时分双工蜂窝系统的小区初搜方法，其特征在于，所述方法在进行精频偏校正后还包括：
接收两列导频符号及与该导频符号相邻的数据符号的时域序列作为两个接收序列；
将数据符号的时域序列进行硬判决后与对应于其相邻导频符号的本地存储的导频时域序列分别组合构成两个本地序列；
根据两个接收序列与对应的本地序列分别进行共轭相乘，并将两个共轭相乘结果进行相关运算之后的运算结果进行进一步频偏校正。
19.如权利要求17或18所述宽带时分双工蜂窝系统的小区初搜方法，其特征在于，所述用户终端进行粗频偏校正具体为：通过计算接收的下行同步码两端的相位偏移进行频偏估计和校正。 
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