CN104243380A - 一种上行频率同步的方法 - Google Patents

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于小红
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Abstract

本申请公开了一种上行频率同步的方法，包括：A、根据接收的时域正交频分复用OFDM信号的循环前缀CP和CP对应的数据部分进行第一次频偏估计；B、根据第一次频偏估计得到的频偏对一个子帧内的导频进行相位补偿，然后根据相位补偿后的导频进行第二次频偏估计；C、将第一次频偏估计和第二次频偏估计的频偏值相加，利用相加得到的结果对相应数据进行相位补偿。相对于现有技术，本申请方案具有较大的偏估计范围，可以解决高铁情况下的多普勒频移问题。

Description

一种上行频率同步的方法
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种上行频率同步的方法。
背景技术
在移动通信系统中，用户设备的高速运动会引起多普勒频移，这种情况在高铁普及的今天尤为常见。例如如果使用用户设备的用户所乘坐的高铁以300km/h的速度行驶，用户设备的工作载频为2.6GHz，则产生的最大多普勒频移约为722Hz。在上行链路中，终端的运动带来的多普勒频移最多会是两倍的最大多普勒频偏，也就是说，终端以300km/h的速度运动，不考虑下行同步误差的条件下，上行频偏最多可以达到1444Hz。在这种频偏条件下，如果不采取一些措施，上行数据无法正确接收。
在已有的频偏估计算法中，有的采用导频来进行频偏估计，例如LTE中利用物理上行共享信道（PUSCH）的一个子帧中的两列导频的相位差来进行频偏估计，这种方法可以估计的最大频偏在1071Hz左右，如果上行频偏超过了这个范围，将导致上行信号的不可接收。而在高铁等高速情况下，终端的速度有可能会达到甚至超过300km/h，如果载频为2.6GHz，考虑到下行同步的误差为0.01ppm，上行的频偏将达到1444+260=1704Hz，超过了利用导频可以估计的最大频偏范围，这时数据将无法接收。
发明内容
本申请提供了一种上行频率同步的方法，具有较大的偏估计范围，可以解决高铁情况下的多普勒频移问题。
本申请实施例提供的一种上行频率同步的方法，包括：
A、根据接收的时域正交频分复用OFDM信号的循环前缀CP和CP对应的数据部分进行第一次频偏估计；
B、根据第一次频偏估计得到的频偏对一个子帧内的导频进行相位补偿，然后根据相位补偿后的导频进行第二次频偏估计；
C、将第一次频偏估计和第二次频偏估计的频偏值相加，利用相加得到的结果对相应数据进行相位补偿。
较佳地，步骤A包括：
A1、根据接收的子帧提取一个OFDM符号的CP和CP对应的数据部分，分别用d1(n)和d2(n)表示,n=1,2,…,N，N为提取的数据长度；；
A2、对d1(n)和d2(n)分别作M点的快速傅里叶变换操作，结果表示为D1(m)和D2(m),m=1,2,…,M；其中，N≤M≤2048；
A3、根据用户分配的物理资源块PRB位置从D1(m)和D2(m)中提取用户对应的数据，表示为F1(k)和F2(k),k=1,2,…K,K为根据用户0的PRB位置得到的F1(k)和F2(k)的数据个数；
A4、对F1(k)和F2(k)做相关运算，提取相位差；
A5、对一个子帧内的14个OFDM符号重复步骤A1至步骤A4，分别得到一个相位差，总计得到14个相位差；对这14个相位差求平均，得到平均相位差φ0作为第一次频偏估计的结果。
较佳地，步骤B包括：
以一个子帧内的两列导频信号中的一列导频符号为基准，利用平均相位差φ0对该子帧内另一列导频符号进行相位补偿,利用补偿后的导频进行第二次频偏估计，得到相位差φ1作为第二次频偏估计的结果。
较佳地，步骤A1中，数据长度N=NCP-N0；Ncp为CP数据的长度，N0值是根据定时提前量确定的干扰数据的长度。。
从以上技术方案可以看出，首先利用接收时域信号的CP进行频偏估计，然后再利用接收的导频在频域对频偏进行进一步修正，将两次频偏估计的结果求和后对数据进行频偏补偿。相对于现有技术，本申请方案具有较大的偏估计范围，可以解决高铁情况下的多普勒频移问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的上行频率同步的方法流程示意图；
图2为本申请实施例给出的以N0=16Ts为例给出数据的提取方法示意图。
具体实施方式
在本申请提供的上行频率同步的方法中，采用了利用循环前缀（CP）联合导频来进行上行频偏估计的方法，频偏估计范围较大，可以解决高铁情况下的多普勒频移问题。其基本思想是：
首先根据接收的时域正交频分复用OFDM信号的循环前缀CP和CP对应的数据部分进行第一次频偏估计；
接着，根据第一次频偏估计得到的频偏对一个子帧内的导频进行相位补偿，然后根据相位补偿后的导频进行第二次频偏估计；
最后，将第一次频偏估计和第二次频偏估计的频偏值相加，利用相加得到的结果对相应数据进行相位补偿。
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
本申请实施例提供的上行频率同步的方法流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤101：根据接收的子帧提取一个正交频分复用（OFDM）符号的CP和CP对应的数据部分，分别用d1(n)和d2(n)表示,n=1,2,…,N，N为提取的数据长度。较佳地，N=NCP-N0。Ncp为CP数据的长度，N0值是根据定时提前量确定的干扰数据的长度。
N0是为对抗多径干扰而设立的一个值，出于用户的定时提前量设置的考虑，若定时提前量提前或延后标准时间，则提取数据时需要将干扰部分去掉。图2以N0=16Ts为例给出数据的提取方法，Ts为采样点的时间间隔。
步骤102：对d1(n)和d2(n)分别作M（N≤M≤2048）点的快速傅里叶变换（FFT）操作，结果表示为D1(m)和D2(m),m=1,2,…,M。例如，可以对d1和d2做128点的FFT操作。
步骤103：根据用户分配的物理资源块（PRB）位置从D1(m)和D2(m)中提取用户对应的数据，表示为F1(k)和F2(k),k=1,2,…K,K为根据用户0的PRB位置得到的F1(k)和F2(k)的数据个数。
步骤104：对F1(k)和F2(k)做相关运算，提取相位差
步骤105：对一个子帧内的14个OFDM符号重复步骤101至104，分别得到一个相位差，总计得到14个相位差。
步骤106：对这14个相位差求平均，得到平均相位差φ0，以一个子帧内的两列导频信号中的一列导频符号为基准，利用平均相位差φ0对该子帧内另一列导频符号进行相位补偿。
步骤107：利用补偿后的导频进行频偏估计，得到相位差φ1。
步骤108：将两次估计的频偏相加，即计算，利用对相应数据进行相位补偿。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种上行频率同步的方法，其特征在于，包括：
A、根据接收的时域正交频分复用OFDM信号的循环前缀CP和CP对应的数据部分进行第一次频偏估计；
B、根据第一次频偏估计得到的频偏对一个子帧内的导频进行相位补偿，然后根据相位补偿后的导频进行第二次频偏估计；
C、将第一次频偏估计和第二次频偏估计的频偏值相加，利用相加得到的结果对相应数据进行相位补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：
A1、根据接收的子帧提取一个OFDM符号的CP和CP对应的数据部分，分别用d1(n)和d2(n)表示,n=1,2,…,N，N为提取的数据长度；
A2、对d1(n)和d2(n)分别作M点的快速傅里叶变换操作，结果表示为D1(m)和D2(m),m=1,2,…,M；其中，N≤M≤2048；
A3、根据用户分配的物理资源块PRB位置从D1(m)和D2(m)中提取用户对应的数据，表示为F1(k)和F2(k),k=1,2,…K,K为根据用户0的PRB位置得到的F1(k)和F2(k)的数据个数；
A4、对F1(k)和F2(k)做相关运算，提取相位差；
A5、对一个子帧内的14个OFDM符号重复步骤A1至步骤A4，分别得到一个相位差，总计得到14个相位差；对这14个相位差求平均，得到平均相位差φ0作为第一次频偏估计的结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B包括：
以一个子帧内的两列导频信号中的一列导频符号为基准，利用平均相位差φ0对该子帧内另一列导频符号进行相位补偿,利用补偿后的导频进行第二次频偏估计，得到相位差φ1作为第二次频偏估计的结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A1中，数据长度N=NCP-N0；Ncp为CP数据的长度，N0值是根据定时提前量确定的干扰数据的长度。
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