CN103037425A - 移动通信系统中基站检测上行信号的方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动通信系统中NB检测上行信号的方法和NB。NB获取UE发送的导频符号序列、各符号经历的无线信道的衰落因子、经历无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，预设经历无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，根据UE发送的导频符号序列、各个符号经历的无线信道的衰落因子、第一部分多普勒频移值和经历无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值计算各个符号残余相移，根据各个符号的残余相移计算第二部分多普勒频移值，将上述第一、二部分多普勒频移值相加获取多普勒频移估计值，NB基于上述多普勒频移估计值，对信息符号序列进行检测，从而提高信息符号序列的检测性能。

Description

移动通信系统中基站检测上行信号的方法和基站

技术领域

本发明实施例涉及移动通信技术，尤其涉及一种移动通信系统中基站检测上行信号的方法和移动通信系统中的基站(NodeB，简称NB)。

背景技术

在移动通信系统中，如果用户设备(User Equipment，简称UE)处于运动中，基站与UE之间的上、下行信号均会存在多普勒频移，多普勒频移的大小正比于UE的运动速率。以f₀表示基站发送的下行信号的载频，以Δf表示信号传输过程产生的多普勒频移，则UE接收到的下行信号的载频为f₀+Δf。UE以载频F₀＝f₀+Δf发送上行信号，该信号到达基站时的频率为f₀+2Δf。因此，基站接收到的上行信号相对于基站的载频f₀的频移为2Δf。基站按照载频f₀对接收到的上行信号进行解调得到上行基带信号。上行基带信号存在值为2Δf的多普勒频移。为消除该频移对上行基带信号检测性能的影响，基站需要估计该频移，并在上行基带信号检测中消除该频移的影响。

由于移动通信中上、下行信号在传输过程中的上述特性，在移动通信系统中，基站需要对多普勒频移进行估计。在现有的多普勒频移估计方法中，近似认为多普勒频移在一个导频符号的持续时间内产生的相移相同，在采用上述近似的前提下，基站根据UE发送的导频符号序列、基站进行信道估计获得的衰落因子和基站检测获得的经历了信道衰落和多普勒效应的导频符号序列进行多普勒频移估计。

采用上述多普勒频移估计方法，能够获得多普勒频移的近似值，对于UE运动速度较低的情况，该近似值与真实值的误差在允许范围内，但是，对于UE高速运动的情况，采用上述方法获得的近似值与真实值的误差较大，准确性差。以高速铁路的应用场景为例，高速铁路的运行时速已经达到350kmph，磁悬浮铁路的运行速度更是高达430kmph。我国高速铁路和磁悬浮铁路的里程数每年都在增加。因此，高速铁路覆盖已经成为无线通信领域一种典型的覆盖场景。在高速铁路覆盖场景下，采用现有的多普勒频移估计方法无法准确估计多普勒频移的数值，UE的高速运行产生的多普勒频移会使基站对上行信号的接收质量剧烈下降。例如，当UE沿着UE与基站连线的方向以430kmph的速度靠近基站或远离基站时，多普勒频移Δf的绝对值约为800Hz，基站接收到的上行信号的频移2Δf的绝对值约为1600Hz。现有的多普勒频移估计方法无法准确估计出绝对值高达1600Hz的多普勒频移，因此基站对上行信号的接收质量将大幅度下降。事实上，当上行信号的频移的绝对值接近1000Hz的时候，现有的多普勒频移估计方法就已经不适用。因此，采用现有的移动通信系统中基站检测上行信号的方法无法准确检测UE发送的上行信号。

发明内容

本发明实施例提供一种移动通信系统中基站检测上行信号的方法，用以解决现有技术中的缺陷，提高基站检测上行信号的准确性。

本发明实施例还提供一种移动通信系统中的基站，用以解决现有技术中的缺陷，提高基站检测上行信号的准确性。

本发明实施例提供一种移动通信系统中基站检测上行信号的方法，包括：

基站NB通过预先约定获取用户设备UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取所述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且，NB预设所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值；

NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移；

NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值；

NB将所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取所述导频符号序列的多普勒频移的估计值；

NB基于所述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

如上所述的方法，所述NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：

NB根据

计算得到所述导频符号序列中各个符号残余的相移，其中，u′(n)为所述导频符号序列中第n个符号残余的相移，

a(n)，n＝1，2，......，N为所述UE发送的导频符号序列，Δf₁(p)表示当前处理的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，T_s为一个导频符号持续的时间，b(n)，n＝1，2，......，N为所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数，α(n)为第n个导频符号经历的无线信道的衰落因子，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭，||α(n)||和||α′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

如上所述的方法，所述NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：

NB根据

计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。

如上所述的方法，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的符号相同，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的绝对值。

如上所述的方法，所述移动通信系统为时分同步码分多址TD-SCDMA通信系统；

所述NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：NB根据

估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移，其中， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 为U  的估计，

为u_k，n  的估计值，U＝[u_1，1，...，u_k，1，...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...，u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量，u_k，n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK ×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵 $A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 为系统矩阵，K_a表示基站接收天线的数目，

表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a；矩阵

由删除矩阵

的最后W-1行获得，W为信道冲激响应的窗长；其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$

为

的第i个值，

为序列与序列

的卷积，即：k＝1，2，L K，

表示第k个Midamble Shift在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子，T_c为一个码片的持续时间；

所述NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：根据得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为根据

计算第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，

Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝T_cSF为一个导频符号持续的时间。

本发明实施例还提供一种移动通信系统中的基站NB，包括：

获取单元，用于通过预先约定获取用户设备UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取所述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且，预设所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值；

第一计算单元，用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移；

第二计算单元，用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值；

加法单元，用于将所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取该导频符号序列的多普勒频移的估计值；

检测单元，用于基于所述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

如上所述的NB，所述第一计算单元具体用于根据

计算得到所述导频符号序列中各个符号残余的相移，其中，u′(n)为所述导频符号序列中第n个符号残余的相移，a(n)，n＝1，2，......，N为所述UE发送的导频符号序列，Δf₁(p)表示当前处理的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，T_s为一个导频符号持续的时间，b(n)，n＝1，2，......，N为所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数，α(n)为第n个导频符号经历的无线信道的衰落因子，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭，||α(n)||和||a′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

如上所述的NB，所述第二计算单元具体用于根据

计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。

如上所述的NB，所述获取单元具体用于获取如下所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值：当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的符号相同，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的绝对值。

如上所述的NB，

所述移动通信系统为时分同步码分多址TD-SCDMA通信系统；

所述第一计算单元具体用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：NB根据估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移，其中， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 为U的估计，

为u_k，n的估计值，U＝[u_1，1，...，u_k，1，...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...，u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量，u_k，n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵 $A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 为系统矩阵，K_a表示基站接收天线的数目，

表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a；矩阵

由删除矩阵的最后W-1行获得，W为信道冲激响应窗长；

其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$

为

的第i个值，

为序列

与序列

的卷积，即：k＝1，2，L K，

表示第k个训练序列偏移在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子；T_c为一个码片的持续时间；

所述第二计算单元具体用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：根据

得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为根据

计算第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，

Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝T_cSF为一个导频符号持续的时间。

由上述技术方案可知，本发明实施例将多普勒频移的估计分成两步来实现。第一步：预设第一部分多普勒频移值。第二步估计第二部分多普勒频移值。具体地，第二部分多普勒频移值由经过第一部分多普勒频移之后的导频符号通过计算获得。这样的处理，减小了由计算过程中的近似带来的误差，提高了计算结果的准确性。将上述两部分多普勒频移值相加作为多普勒频移估计的最终结果，因为产生误差的第二部分多普勒频移值仅占多普勒频移估计的最终估计结果的一部分，从而提高了多普勒频移估计结果的准确性。NB基于多普勒频移的最终估计结果检测UE发送的上行信号中信息符号序列，可以提高NB对上行信号的检测性能。由于对多普勒频移进行了更准确的估计，因此提高了基站检测上行信号的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的移动通信系统中基站检测上行信号的方法的流程图；

图2为本发明实施例二的移动通信系统中基站检测上行信号的方法的流程图；

图3为本发明实施例三的基站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一的移动通信系统中基站检测上行信号的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下过程。

步骤101：NB通过预先约定获取UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取上述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且预设上述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值。

步骤102：NB根据上述UE发送的导频符号序列、上述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值以及上述导频符号序列的第一部分多普勒频移值，计算上述导频符号序列中各个符号残余的相移。

步骤103：NB根据上述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算上述导频符号序列的第二部分多普勒频移值。

步骤104：NB将上述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与上述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取该导频符号序列的多普勒频移的估计值。

步骤105：NB基于上述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

在本步骤中，具体地，NB将步骤104获取的多普勒频移的估计值作为UE发送的上行信号中信息符号序列的多普勒频移值，基于该上行信号中信息符号序列的多普勒频移值对信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。其中，NB基于信息符号序列的多普勒频移值对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测的具体过程可以采用现有的能够完成上述检测的任意方法，在此不再赘述。

在本发明实施例一中，NB将在当前时间单位内UE的多普勒频移的估计值分解为两部分：第一部分多普勒频移和第二部分多普勒频移。其中，第一部分多普勒频移值根据预设获得，第二部分多普勒频移值采用经过第一部分多普勒频移之后的导频符号序列进行计算获得。在多普勒频移估计过程中，误差仅产生于对第二部分多普勒频移进行计算的过程，因为第二部分多普勒频移的绝对值小于UE在当前时间单位内的多普勒频移的绝对值，因此，计算第二部分多普勒频移过程中产生的近似误差小于现有技术的估计方法中直接计算UE在当前时间单位内的多普勒频移的过程中产生的近似误差，从而提高了多普勒频移估计结果的准确性。NB基于上述多普勒频移的估计结果，对信息符号序列进行检测，从而可以提高信息符号序列的检测性能。

图2为本发明实施例二的移动通信系统中基站检测上行信号的方法的流程图。如图2所示，该方法包括如下过程。

步骤201：NB和UE之间预先约定UE发送的导频符号序列。

在本步骤中，设NB和UE之间预先约定的UE发送的导频符号序列为a(n)，n＝1，2，......，N，其中，a(n)为导频符号序列中第n个导频符号，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数。

步骤202：NB通过信道估计获取该导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子。

UE发送的导频符号序列为a(n)，n＝1，2，......，N，该序列经历了无线信道的衰落和UE的运动造成的多普勒效应，NB接收到的导频符号序列已经不再是a(n)，n＝1，2，......，N，而是其中，α(n)第n个符号经历的无线信道的衰落因子，

为多普勒效应造成的第n个符号的相移，T_s为一个导频符号持续的时间，Δf(p)为UE运动造成的多普勒频移，Δf(p)等于接收信号的载频与NB的载频之间的差值，p为当前处理的导频符号序列所在的时间单位的序号：当UE以时隙为单位发送导频符号序列时，p表示当前处理的导频符号序列所在的时隙的序号，当UE以子帧为单位发送导频符号序列时，p为当前处理的导频符号序列所在的子帧的序号，当UE以帧为单位发送导频符号序列时，p为当前处理的导频符号序列所在的帧的序号。

在本步骤中，NB通过信道估计获取该导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子，具体的信道估计方法为现有技术，不再赘述。即，在步骤202中，NB通过信道估计获取UE当前发送的导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子α(n)，其中，α(n)为序号为n的导频符号经历的无线信道的衰落因子。

步骤203：NB通过对各个天线接收到的信号进行检测获取经历了无线信道的衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计。

NB接收到的导频符号序列不是a(n)，n＝1，2，......，N，而是

符号序列b(n)为符号序列a(n)经历了无线信道的衰落和多普勒效应而得到的序列。通过对各个天线接收到的信号进行检测可以获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列b(n)的估计

在本步骤中，NB获取b(n)的估计

的具体方法与现有技术中的获取方法相同。

步骤204：NB预设上述经历了无线信道的衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值。

在本步骤中，在对当前处理的经历了无线信道的衰落和多普勒效应的导频符号序列的多普勒频移进行估计之前，NB预设该导频符号序列的第一部分多普勒频移值。以Δf₁(p)表示当前处理的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，其中，p为当前处理的导频符号序列所在的时间单位的序号。具体地，可以根据UE在前一时间单位获得的该导频符号序列的多普勒频移估计值Δf(p-1)预设Δf₁(p)，其中，时间单位可以采用子帧、帧或时隙，前一时间单位即前一子帧或前一帧或前一时隙。预设的导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位内该导频符号序列的多普勒频移估计值的符号相同，并且，预设的导频符号的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位内该导频符号序列的多普勒频移估计值的绝对值。即：当Δf(p-1)为正值时，Δf₁(p)的取值范围为：[0，Δf(p-1)]；当Δf(p-1)为负值时，Δf₁(p)的取值范围为：[Δf(p-1)，0]；当Δf(p-1)为0时，Δf₁(p)的取值为0。较佳地，可以将Δf₁(p)设置为：Δf₁(p)＝Δf(p-1)，或者，可以将Δf₁(p)设置为：

步骤205：NB根据预先约定的导频符号序列和预设的导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及经历了无线信道的衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算该导频符号序列中各个符号残余的相移。

在本步骤中，根据多普勒频移产生原理，具体可以采用以下计算方法：

由于

根据预设的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，NB可以认为UE发送的导频符号序列不是a(n)，而是a′(n)：

其中，a(n)，n＝1，2，......，N为步骤201中UE发送的导频符号序列；a′(n)，n＝1，2，......，N为经历了第一部分多普勒频移的导频符号序列；Δf₁(p)为步骤204中预设的导频符号序列的第一部分多普勒频移值。

在NB认为UE发送的导频符号序列为a′(n)时，b(n)可以表示如下：

$b\left(n\right)=\mathrm{\α}\left(n\right)a^{\′}\left(n\right)e^{j2\mathrm{\π}(\mathrm{\Δf}\left(p\right)-\mathrm{\Δ}{f}_1\left(p\right))(n-1)T_s}$

因此，各个导频符号残余的相移为其中，u′(n)为导频符号序列中第n个符号残余的相移。令：Δf₂(p)＝Δf(p)-Δf₁(p)，则

其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。由上述推导可见，本步骤需要估计的导频符号序列中各个符号残余的相移由第二部分多普勒频移产生。

在现有方法中，NB认为UE发送的导频符号序列为a(n)。由

现有方法中，NB在已知a(n)、α(n)和b(n)情况下同样需要估计各个导频符号残余的相移

具体地，在现有方法中，NB按照下式计算得到各个符号的残余相移u(n)：

$u\left(n\right)=\frac{{\left(\mathrm{\α}\left(n\right)\right)}^{*}{\left(a\left(n\right)\right)}^{*}b\left(n\right)}{{\left|\right|\mathrm{\α}\left(n\right)\left|\right|}^2{\left|\right|a\left(n\right)\left|\right|}^2}$

其中，(α(n))^*和(a(n))^*分别表示α(n)和a(n)的共轭；||α(n)||和||a(n)||分别表示α(n)和a(n)的模。

可见，本发明中各个导频符号的残余的相移不同于现有方法。

具体地，在本发明步骤205中，NB按照下式获得各个导频符号的残余相移u′(n)。

$u^{\′}\left(n\right)=\frac{{\left(\mathrm{\α}\left(n\right)\right)}^{*}{\left(a^{\′}\left(n\right)\right)}^{*}b\left(n\right)}{{\left|\right|\mathrm{\α}\left(n\right)\left|\right|}^2{\left|\right|a^{\′}\left(n\right)\left|\right|}^2}$

其中，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭；||α(n)||和||a′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

步骤206：NB根据各个导频符号残余的相移计算该导频符号序列的第二部分多普勒频移值。

在本步骤中，根据步骤205获得的各个导频符号的残余相移u′(n)可以采用现有方法获得导频符号序列的第二部分多普勒频移值。

具体地，本步骤中，根据各个导频符号的残余相移u′(n)基于公式

获得Δf₂(p)的方法同现有方法中根据u(n)基于公式

获得Δf(p)的过程。不再赘述。

步骤207：NB将上述导频符号序列的第一部分多普勒频移与上述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取该导频符号序列的多普勒频移的估计值。

在本步骤中，NB在获取上述导频符号序列的多普勒频移的估计值之后，将该估计值作为UE发送的上行信号中信息符号序列的多普勒频移值。

在本步骤中，具体可以采用以下计算方法获得当前时间单位内UE的多普勒频移估计值Δf(p)：

Δf(p)＝Δf₁(p)+Δf₂(p)

其中，Δf₁(p)为步骤204中预设的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，Δf₂(p)为步骤206中计算获得的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，Δf(p)为本发明实施例中最终计算获得的导频符号序列的多普勒频移估计值，并且，以Δf(p)作为UE发送的上行信号中信息符号序列的多普勒频移值。

步骤208：NB基于上行信号中信息符号序列的多普勒频移值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

在本步骤中，上行信号中信息符号序列的多普勒频移值即步骤207中获取的导频符号序列的多普勒频移的估计值Δf(p)。其中，NB基于信息符号序列的多普勒频移值对信息符号序列进行检测的具体过程可以采用现有的能够完成上述检测的任意方法，在此不再赘述。

在本发明实施例二中，NB将在当前时间单位内UE的多普勒频移的估计值分解为两部分：第一部分多普勒频移和第二部分多普勒频移。根据上一时间单位内导频符号序列的多普勒频移估计值预先设置当前时间单位内导频符号序列的第一部分多普勒频移值。在当前时间单位内第二部分多普勒频移值采用经过第一部分多普勒频移之后的导频符号序列进行计算获得。然后，求两部分多普勒频移之和，该和值就是当前时间单位内UE的多普勒频移的估计值。本发明多普勒频移估计方法在多普勒频移估计过程中的误差产生于对第二部分多普勒频移进行计算的过程中。因为第二部分多普勒频移的绝对值小于UE在当前时间单位内的多普勒频移的绝对值，因此，计算第二部分多普勒频移过程中产生的近似误差小于现有方法中直接计算UE在当前时间单位内的多普勒频移中产生的近似误差，提高了计算结果的准确性。NB基于上述估计得到的多普勒频移值对信息符号序列进行检测，从而可以提高信息符号序列的检测性能。

在上述本发明实施例一和本发明实施例二中，对本发明提出的基站检测上行信号的方法进行了阐述，该方法可以应用于多种具体的通信系统中，在具体应用时，在基站接收上行信号的方法中，进行多普勒频移估计时，需要与所应用的通信系统的具体标准或协议相结合，上述方法中涉及的导频符号序列以及该序列中的导频符号根据具体应用的通信系统的不同而不同。以下仅以上述方法应用的通信系统为时分同步码分多址(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)通信系统为例，对TD-SCDMA通信系统中本发明的基站检测上行信号的方法中多普勒频移的具体估计方法进行说明。

TD-SCDMA系统中，本发明基站检测上行信号的方法中的多普勒频移估计过程并不是简单地将上述实施例一中的各个步骤应用于TD-SCDMA系统。由于TD-SCDMA系统是低码片速率的系统，TD-SCDMA系统中本发明多普勒频移估计方法与实施例一中阐述的方法相比具有以下特点：

(1)TD-SCDMA系统中本发明基站检测上行信号的方法同时将各个UE的多频勒频移估计出来。不像实施例一中的方法，每次只能估计一个UE的多普勒频移。如果需要估计多个UE的多普勒频移，需要重复执行实施例一中的方法多次。

而且，同时将各个UE的多普勒频移估计出来还具有如下优点：

与实施例一和实施例二中每次估计一个UE的多普勒频移相比，同时将各个UE的多普勒频移估计出来，使每个UE的多普勒频移的估计值所受到的干扰变小，估计的准确性将提高。

按照实施例一和实施例二中的方法由各个接收天线上的信号估计某一个UE的多普勒频移的过程中，估计的准确性不仅受到近似误差的影响，还受到干扰的影响。因为每个接收天线上的信号由小区内各个UE的信号，邻小区各个UE的信号和热噪声构成。估计某一个UE的多普勒频移时，除了该UE的信号，小区内其他UE的信号、邻小区各个UE的信号和热噪声都是干扰。干扰越大，该UE的多普勒频移的估计值的准确行就越差。

当同时将各个UE的多普勒频移估计出来时，小区内各个UE的信号不再互为干扰。每个UE的多普勒频移的估计值受到的干扰仅仅由邻小区各个UE的信号和热噪声构成。因此，各个UE的多频勒频移的估计准确性都将提高。

(2)在TD-SCDMA系统中本发明的多普勒频移估计方法的各个步骤中，不再是针对一个UE进行处理，而是针对小区内所有UE进行相同的处理。

实施例一和实施例二中阐述的方法每次只能得到一个UE的多普勒频移的估计值，因此在实施例一和实施例二的各个步骤中，都是针对同一个UE进行处理的。

由于TD-SCDMA系统中本发明基站检测上行信号的方法同时将各个UE的多频勒频移估计出来，因此，在该方法的各个步骤内，不再是针对同一个UE进行处理，而是针对小区内各个UE进行相同的处理。

而且，为降低TD-SCDMA系统中本发明的基站检测上行信号的方法的实现复杂度，结合TD-SCDMA系统低码片速率的特点，不必按照实施例一和实施例二中的方法一步一步的执行，在TD-SCDMA系统中本发明的基站检测上行信号的方法可以将实施例一和实施例二中若干个步骤合并在一起执行，从而降低实现复杂度。

下面，先介绍TD-SCMA系统的训练序列。然后，介绍TD-SCDMA系统中本发明基站检测上行信号的方法的实现步骤。在TD-SCDMA通信系统中，以UE在每个子帧只通过一个固定的上行时隙给NB发送训练序列为例，说明TD-SCMDA系统中本发明的基站检测上行信号的方法。即：在TD-SCDMA系统中，p的单位为子帧。

设基站共有K个训练序列偏移(Midamble Shift)。第k个Midamble Shift对应的训练序列(Midamble序列)为第k个训练序列(Midamble序列)，该序列的长度为144个码片，该序列表示为

其中，

表示该序列的第n个码片。基站接收到的当前子帧当前时隙内的突发为：e＝[e₁，e₂，......，e_n，......，e_848+W-1]^T，其中，e_n表示接收到的突发中的第n个码片，W表示信道冲击响应的窗长。在该突发中，e_m＝[e₃₅₂₊₁，e₃₅₂₊₂，......，e_n，......，e_352+144+W-1]为各个UE的Midamble域的信号叠加而成的接收信号。该接收信号中前W-1个码片受到各个UE发送的突发中第一个数据域的干扰，后W-1个码片受到各个UE的第二个数据域的干扰。将前W-1个码片和后W-1个码片去掉，只剩下129个码片。在这129个码片中取后128个码片，形成矢量E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]。用第k个Midamble序列的后128个码片形成矢量 $M^k=[m_{17}^k,m_{18}^k,......,m_n^k,......,m_{144}^k],$ 则E_m为k＝1，2，......，K经过无线信道叠加而成的接收信号。

采用第k个Midamble Shift的UE发送

给基站的过程，可以视为：该UE发送导频符号序列a_k＝[a_k，1，a_k，2，...，a_k，n，...，a_k，N]给基站，且第n个符号a_k，n＝1用序列 $M_n^k=[{m^k}_{17+(i-1)\mathrm{SF}},{m^k}_{18+(i-1)\mathrm{SF}},......,{m^k}_{16+\mathrm{iSF}}]$ 进行扩频，其中，SF表示扩频因子，

N表示导频符号数目，具体地，N的取值可以为N＝2，4，8，16，32。

采用本发明提出的基站检测上行信号的方法进行上行信号的检测。以p表示当前子帧的序号，以p-1表示当前子帧的前一子帧的序号。在当前子帧的前一子帧，基站估计得到采用第k个Midamble Shift的UE的多普勒频移为Δf^k(p-1)。用Δf^k(p)表示该UE在当前子帧的多普勒频移，采用本发明提出的多普勒频移估计方法，Δf^k(p)可以分解成两部分，即

具体地，TD-SCDMA系统中本发明的基站检测上行信号的方法实现步骤如下：

第一步：基站确定小区内各个UE发送的导频符号序列。

具体地，基站认为：采用第k个Midamble Shift的UE发送的导频符号序列为a_k＝[a_k，1，a_k，2，...，a_k，n，...，a_k，N]，且第n个符号a_k，n＝1用序列

进行扩频。其中，SF表示扩频因子，N表示导频符号数目，具体地，N的取值可以为N＝2，4，8，16，32。

第二步：基站通过信道估计获取各个UE的导频符号序列经历的无线信道的冲激响应。

可以采用现有TD-SCDMA系统中的信道估计方法获得各个UE经历的无线信道的冲激响应。用

表示采用第k个Midamble Shift的UE在第k_a个天线上的信道冲击响应，

的长度为W个码片。

与实施例一中步骤202相比，本步骤只计算各个UE的无线信道的冲击响应，而不是求各个UE的导频序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子。可以采用现有方法，基于一个UE的信道冲激响应获取该UE的导频符号序列中各个符号的衰落因子。但是，在本发明TD-SDCMA系统基站检测上行信号的方法中，不必求各个符号的衰落因子。求各个符号的衰落因子的步骤可以和其他若干步骤合并在一起执行。具体请看下面的步骤。

第三步：基站预设各个UE的第一部分多普勒频移。

用

表示采用第k个训练序列偏移的UE的第一部分多普勒频移。

具体地，用Δf^k(p-1)表示采用第k个训练序列偏移的UE在前一个子帧的多普勒频移的估计值。基站根据Δf^k(p-1)，设置

设置方法为：当Δf^k(p-1)为正值时，

的取值范围为：[0，Δf^k(p-1)]；当Δf^k(p-1)为负值时，

的取值范围为：[Δf^k(p-1)，0]；当Δf^k(p-1)为0时，

的取值为0。即：

的符号与Δf^k(p-1)相同，

的绝对值的取值范围为：[0，|Δf^k(p-1)|]。典型地，可以取：

或者

第四步：基站同时计算各个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移。

用

表示采用第k个训练序列偏移的UE的第二部分多普勒频移。

基站同时计算得到各个UE的第二部分多普勒频移的具体过程包括：

第4-1步，按照下式估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移：

$\hat{U}={(A^{H}A+{\mathrm{\σ}}^{2}I)}^{-1}{A}^H{E}_m,$

其中，

为U的估计，U为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}],$ U＝[u_1，1，...，u_k，1，...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...，u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]，

为u_k，n的估计值，u_k，n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵A表示系统矩阵，其计算方法为：

$A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 其中，K_a表示基站接收天线的数目；

表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a。

具体地，矩阵

由删除矩阵

的最后W-1行获得，其中W为信道冲激响应窗长。

矩阵

的结构与现有TD-SCDMA技术标准中的结构相同，矩阵

的结构可以表示如下：

其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$

为

的第i个值，

为序列

与序列

的卷积，即：k＝1，2，L K，

表示第k个Midamble Shift在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子，T_c为一个码片的持续时间。

当

时，就是不采用本发明分两步的方法估计多普勒频偏，在这种情况下，

实际上就是表示NB认为第k个UE发送的符号序列为：a_k＝[a_k，1，a_k，2，...，a_k，n，...，a_k，N]。当

时，表示采用本发明分两步的方法估计多普勒频偏，在这种情况下，实际上就是表示NB认为UE发送的符号序列不再是a_k＝[a_k，1，a_k，2，...，a_k，n，...，a_k，N]，而是 $a_k^{\′}=[a_{k,1},a_{k,2}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right){\mathrm{SFT}}_c},...,a_{k,n}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)(n-1){\mathrm{SFT}}_c},..,a_{k,N}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)(N-1){\mathrm{SFT}}_c}].$

本步骤同时将各个UE的导频符号序列中各个符号的残余相移估计出来，使各个UE的各个导频符号的残余相移的估计不受本小区内各个UE的发射信号的影响，仅受邻小区各个UE的信号和热噪声的影响，从而提高了各个UE的多普勒频移估计的准确性。

第4-2步，求解各个UE的的第二部分多频率频移。由上一步估计得到的可以得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为：

其中，

Δf₂(p)为第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝SFT_c为一个导频符号持续的时间。

由矢量

获得第k个UE的第二部分多普勒频移的方法同实施例一中的方法。不再赘述。

第4-3步，计算各个UE的多普勒频移。具体地，基站按照公式

计算得到每个UE的多普勒频移。

以上描述了TD-SCDMA通信系统中采用本发明提出的基站检测上行信号的方法的一般情况。对于当前子帧为第一个子帧的情况，即，p＝1时，可以采用现有技术中的多普勒频移估计方法估计得到第一个子帧采用第k个Midamble Shift的UE的多普勒频移。对于m＞1的子帧，再按照上面描述的本发明提供的一般情况下的多普勒频移估计方法进行计算，即，对于p＞1的子帧，先根据前一个子帧(即第p-1个子帧)的多普勒频移估计结果Δf^k(p-1)预先设置当前子帧(即第p个子帧)的

然后估计

最后按照公式

获得当前子帧(即第p个子帧)的频偏f^k(p)。

在采用上述过程对TD-SCDMA通信系统中的多普勒频偏进行估计之后，NB基于该多普勒频移的估计值对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

图3为本发明实施例三的基站的结构示意图。上述本发明实施例一和本发明实施例二中涉及的基站，均可以采用图3所示的本发明实施例三的基站。如图3所示，该基站包括：获取单元31、第一计算单元32、第二计算单元33、加法单元34和检测单元35。

其中，获取单元31用于通过预先约定获取用户设备UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取所述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且，预设所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值。

第一计算单元32用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移。

第二计算单元33用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值。

加法单元34用于将所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取该导频符号序列的多普勒频移的估计值。进一步地，加法单元34还将该多普勒频移的估计值作为UE发送的上行信号中信息符号序列的多普勒频移值。

检测单元35用于基于所述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。具体地，以上述多普勒频移的估计值作为UE发送的上行信号中信息符号序列的多普勒频移值，检测单元35基于上行信号中信息符号序列的多普勒频移值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

在上述技术方案的基础上，具体地，所述获取单元31具体用于获取如下所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值：当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的符号相同，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的绝对值。

在上述技术方案的基础上，具体地，第一计算单元32用于根据

计算得到所述导频符号序列中各个符号残余的相移，其中，u′(n)为所述导频符号序列中各个符号残余的相移，a(n)，n＝1，2，......，N为NB认为所述UE发送的导频符号序列，NB通过与UE的事先约定获取a(n)，n＝1，2，......，N，a′(n)，n＝1，2，......，N为UE发送的导频符号序列经历了第一部分多普勒频移获得的序列，T_s为一个导频符号持续的时间，b(n)，n＝1，2，......，N为所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数，α(n)为第n个导频符号经历的无线信道的衰落因子，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭，||α(n)||和||α′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

在上述技术方案的基础上，具体地，所述第二计算单元33用于根据计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。

在上述技术方案的基础上，如果移动通信系统为时分同步码分多址TD-SCDMA通信系统，则具体地，第一计算单元32用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：NB根据估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移，其中， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 为U的估计，

为u_k，n的估计值，U＝[u_1，1，...，u_k，1，...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...，u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量，u_k，n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵 $A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 为系统矩阵，K_a表示基站接收天线的数目，表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a；矩阵

由删除矩阵

的最后W-1行获得，W为信道冲激响应窗长；其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$ 为

的第i个值，为序列

与序列

的卷积，即：

k＝1，2，L K，表示第k个训练序列偏移在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子；T_c为一个码片的持续时间。

第二计算单元33具体用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：根据

得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为

根据

计算第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，

Δf₂(p)为第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝SFT_c为一个导频符号持续的时间。

在本发明实施例三中，多普勒频移的估计值分为两部分。获取单元获取预设的第一部分多普勒频移值。第一计算单元计算经过第一部分多普勒频移之后的导频符号。第二计算单元采用经过第一部分多普勒频移之后的导频符号进行计算，获得第二部分多普勒频移值。多普勒频移估计过程中的误差产生于第二计算单元对第二部分多普勒频移进行计算的过程中。因为第二部分多普勒频移的绝对值小于UE在当前时间单位内的多普勒频移的绝对值，因此，计算第二部分多普勒频移过程中产生的近似误差小于现有方法中直接计算UE在当前时间单位内的多普勒频移中产生的近似误差，提高了计算结果的准确性。

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移动通信系统中基站检测上行信号的方法，其特征在于，包括：

基站NB通过预先约定获取用户设备UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取所述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且，NB预设所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值；

NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移；

NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值；

NB将所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取所述导频符号序列的多普勒频移的估计值；

NB基于所述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：

NB根据

计算得到所述导频符号序列中各个符号残余的相移，其中，u′(n)为所述导频符号序列中第n个符号残余的相移，

a(n)，n＝1，2，......，N为所述UE发送的导频符号序列，Δf₁(p)表示当前处理的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，T_s为一个导频符号持续的时间，b(n)，n＝1，2，......，N为所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数，α(n)为第n个导频符号经历的无线信道的衰落因子，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭，||α(n)||和||a′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：

NB根据

计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的符号相同，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的绝对值。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，

所述移动通信系统为时分同步码分多址TD-SCDMA通信系统；

所述NB根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：NB根据

估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移，其中， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 为U的估计，

为u_k，n的估计值，U＝[u_1，1，...，u_k，1...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量，u_k，n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵 $A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 为系统矩阵，K_a表示基站接收天线的数目，

表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a；矩阵

由删除矩阵

的最后W-1行获得，W为信道冲激响应的窗长；

其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$

为的第i个值，

为序列

与序列

的卷积，即：

k＝1，2，L K，

表示第k个Midamble Shift在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子，T_c为一个码片的持续时间；

所述NB根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：根据得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为 $\hat{U}\left(k\right)=[{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,N}],$ 根据 $\hat{U}\left(k\right)=[{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 计算第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，

Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝T_cSF为一个导频符号持续的时间。

6.一种移动通信系统中的基站NB，其特征在于，包括：

获取单元，用于通过预先约定获取用户设备UE发送的导频符号序列、通过信道估计获取所述导频符号序列中各个符号经历的无线信道的衰落因子、通过检测各个天线接收到的信号获取经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计，并且，预设所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的第一部分多普勒频移值；

第一计算单元，用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移；

第二计算单元，用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值；

加法单元，用于将所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值相加，获取该导频符号序列的多普勒频移的估计值；

检测单元，用于基于所述多普勒频移的估计值，对NB接收的上行信号中的信息符号序列进行检测，获得UE发送的信息符号序列。

7.根据权利要求6所述的NB，其特征在于，

所述第一计算单元具体用于根据

计算得到所述导频符号序列中各个符号残余的相移，其中，u′(n)为所述导频符号序列中第n个符号残余的相移，

a(n)，n＝1，2，......，N为所述UE发送的导频符号序列，Δf₁(p)表示当前处理的导频符号序列的第一部分多普勒频移值，T_s为一个导频符号持续的时间，b(n)，n＝1，2，......，N为所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，n为导频符号在导频符号序列中的序号，N为导频符号序列中导频符号总数，α(n)为n个导频符号经历的无线信道的衰落因子，(α(n))^*和(a′(n))^*分别表示α(n)和a′(n)的共轭，||α(n)||和||a′(n)||分别表示α(n)和a′(n)的模。

8.根据权利要求7所述的NB，其特征在于，

所述第二计算单元具体用于根据

计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移。

9.根据权利要求6所述的NB，其特征在于，

所述获取单元具体用于获取如下所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值：当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值与前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的符号相同，当前时间单位的所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值的绝对值小于或等于前一时间单位的导频符号序列的多普勒频移的估计值的绝对值。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的NB，其特征在于，

所述移动通信系统为时分同步码分多址TD-SCDMA通信系统；

所述第一计算单元具体用于根据所述UE发送的导频符号序列、所述导频符号序列的第一部分多普勒频移值以及所述经历了无线信道衰落和多普勒效应的导频符号序列的估计值，计算所述导频符号序列中各个符号残余的相移包括：NB根据

估计各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移，其中， $\hat{U}=[{\hat{u}}_{\mathrm{1,1}},...,{\hat{u}}_{k,1},...,{\hat{u}}_{k,1},{\hat{u}}_{\mathrm{1,2}},...,{\hat{u}}_{k,2},...,{\hat{u}}_{K,2},...,{\hat{u}}_{1,n},...,{\hat{u}}_{k,n},...,{\hat{u}}_{K,n},...,{\hat{u}}_{1,N},...,{\hat{u}}_{k,N},...,{\hat{u}}_{K,N}]$ 为U的估计，

为u_k，n的估计值，U＝[u_1，1...，u_k，1，...，u_K，1，u_1，2，...，u_k，2，...，u_K，2，...，u_1，n，...，u_k，n，...，u_K，n，...，u_1，N，...，u_k，N，...，u_K，N]为各个UE发送的导频符号序列中各个符号的残余相移构成的矢量，u_k,n表示第k个UE的第n个导频符号的残余相移；σ²表示当前子帧的噪声功率；I表示NK×NK维单位矩阵，K表示训练序列偏移的数目；E_m＝[e_352+16+1，e_352+16+2，......，e_n，......，e_352+144]；矩阵 $A=\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ M\\ A_{k_a}\\ M\\ A_{K_a}\end{array}\right]$ 为系统矩阵，K_a表示基站接收天线的数目，

表示第k_a个接收天线的系统矩阵，k_a＝1，2，......，K_a；矩阵

由删除矩阵

的最后W-1行获得，W为信道冲激响应窗长；

其中， $b_{n,i}^{k,k_a}=v_{n,i}^{k,k_a}{e}^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_1^k\left(p\right)((n-1)\mathrm{SF}+i-1)T_c},$

为

的第i个值，

为序列

与序列

的卷积，即：

k＝1，2，L K，

表示第k个训练序列偏移在第k_a个天线上的信道冲击响应，长度为W个码片；SF为导频符号序列的扩频因子；T_c为一个码片的持续时间；

所述第二计算单元具体用于根据所述导频符号序列中各个导频符号残余的相移，计算所述导频符号序列的第二部分多普勒频移值包括：根据

得到第k个UE的导频符号序列的残余相移矢量为

根据

计算第k个UE的导频符号序列的第二部分多普勒频移值，其中，

Δf₂(p)为导频符号序列的第二部分多普勒频移，T_s＝T_cSF为一个导频符号持续的时间。

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