CN104348516A - 用户终端的频偏估计方法、装置和用户终端 - Google Patents

Abstract

一种用户终端的频偏估计方法、装置和用户终端。所述方法包括：接收导频符号；当接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号，所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应；分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值。通过所述方法及装置，可以快速的对寻呼过程中的产生的频偏进行估计，以延长用户终端的待机时间，减少用户终端的功耗。

Description

用户终端的频偏估计方法、装置和用户终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种用户终端的频偏估计方法、装置和用户终端。

背景技术

在移动通信系统的寻呼过程中，基站需要向用户终端（User Equipment，UE）发送寻呼指示（Paging Indication，PI），UE需要将接收到的PI解调，以获得正确的PI，从而获得正确的寻呼消息，建立相应的通信。

例如在宽带码分多址（Wideband Code DivisionMultiple Access，WCDMA）通信系统的寻呼过程中，基站需要通过寻呼指示信道（Paging IndicationChannel，PICH）向UE发送PI。通常情况下，基站将多个UE组合成一个接收组，而PI则用于标识UE所属的特定的接收组。每一个PICH无线帧中可以承载多个PI。当与所述PI相关联的接收组的UE接收到所述PI时，需要对所述PI进行解调，以得到正确的PI。所述PI用于指示所述相关联的接收组内的相应的UE是否要读取关联的辅公共控制物理信道（Secondary Common Control PhysicalChannel，S-CCPCH）中承载寻呼消息的对应帧，只有获得正确的PI，才能使得对应的UE正确接收到寻呼消息，保持UE与基站之间正常的通信。

WCDMA主公共导频信道（Primary Common Pilot Channel，P-CPICH）上承载预设的导频无线帧。所述导频无线帧经信道解扩后获得导频符号即P-CPICH符号，而每个所述PICH无线帧经信道解扩后获得多个PICH符号，其中每个PI可以由多个PICH符号承载。与所述PI相关联的UE对所述PI进行解调时，需要将所述PI中的PICH符号与相应的P-CPICH符号进行相干解调。然而，PICH无线帧以及P-CPICH导频无线帧在信道中传输时，不可避免地会引起频率偏移，导致通信受到一定程度的影响。

目前，对于寻呼过程中产生的频偏进行估计时，需要较长的时间才能完成对频偏的估计，实时性较低，降低了通信的质量。此过程中，UE需要一直保持接收信号的状态，因此会减少UE的待机时间，导致UE的功耗增加。

发明内容

本发明解决的问题是快速的对寻呼过程中的产生的频偏进行估计，以延长UE的待机时间，减少UE的功耗。

为解决上述问题，本发明提供一种用户终端的频偏估计方法，所述方法包括：

接收导频符号；

当接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号，所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数；

分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

可选地，所述用户终端接收所述导频符号，所述用户终端包括至少两个多径解调单元，所述导频符号窗口内的导频符号同时经过各个多径解调单元。

可选地，所述每一组调整后的导频符号之和的能量值为M个第一能量值之和，所述M值等于多径解调单元个数，所述第一能量值为经过一个多径解调单元的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。

可选地，大小相邻的两频偏估计值之间的差值相同。

可选地，所述寻呼指示对应的导频符号位于所述导频符号窗口的中间位置。

本发明还提供了一种用户终端的频偏估计装置，所述装置包括：

接收单元，用于接收导频符号；

调整单元，用于当所述接收单元接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号,所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数；

计算单元，用于分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组的调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

可选地，大小相邻的两频偏估计值之间的差值相同。

可选地，所述寻呼指示对应的导频符号位于所述导频符号窗口的中间位置。

本发明还提供了一种用户终端，所述用户终端包括上述的频偏估计装置。

可选地，所述用户终端包括至少两个多径解调单元，所述频偏估计装置的接收单元与所述多径解调单元连接，所述导频符号窗口内的导频符号同时经过各个多径解调单元。

可选地，所述频偏估计装置的计算单元计算的每一组调整后的导频符号之和的能量值为M个第一能量值之和，所述M等于多径解调单元的个数，所述第一能量值为经过一个多径解调单元的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的实施例中，根据预设的频偏估计值，调整导频符号窗口内导频符号的相位以形成不同组的导频符号，通过将计算得出的每一组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，以确定最佳频偏估计值，计算比较简单，在保证频偏估计准确度的同时，可以有效缩短频偏估计的时间，从而提高通信的质量。

进一步地，将导频符号经过每一个多径解调单元的第一能量值之和作为每一组调整后的导频符号之和，可以进一步提高频偏估计的准确度。

附图说明

图1是本发明实施例一中的频偏估计方法流程图；

图2是现有技术中的UE的结构示意图；

图3是本发明实施例一中的导频符号窗口示意图；

图4是本发明实施例二中的频偏估计装置结构示意图；

图5是本发明实施例三中的UE结构示意图。

具体实施方式

在移动通信系统的寻呼过程中，由于寻呼过程中传输的信号产生频率偏移，致使通信质量受到影响。目前，针对上述问题，现有技术的做法是：对相邻两导频符号的幅度相位信息进行叉乘计算，得出相邻两导频符号之间的相位差，再利用所述计算得出的相位差对导频符号进行相位旋转，使得所有导频符号处于同一参考相位上。该做法每次只能计算相邻两导频符号之间的相位差，计算复杂度较高，并且，当导频符号个数较多时，由于用于频偏估计的时间过长，UE需要一直保持接收信号的状态，导致UE的待机时间减少、功耗增加。

本发明的实施例中，频偏估计值是预先设置的，根据所述预先设置的频偏估计值调整导频符号窗口内导频符号的相位，每一个频偏估计值对应一组调整后的导频符号，只需要对每组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，就可以确定最佳频偏估计值。相对于现有技术中的做法，计算比较简单，并且可以快速的进行频偏估计，从而增加UE的待机时间，减小功耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面以WCDMA通信系统的寻呼过程为例，结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种用户终端的频偏估计方法，所述频偏估计方法包括以下步骤：

步骤100：接收导频符号。

在WCDMA的寻呼过程中，UE接收基站通过P-CPICH信道发送的P-CPICH无线帧，以及基站通过PICH信道发送的PICH无线帧，所述PICH无线帧可以承载多个PI。

其中，参见图2，所述UE可以包括至少两个多径解调单元01，所述多个多径解调单元01之间可以并行连接。所述P-CPICH无线帧经多径解调单元01解扩后，得到P-CPICH符号，即导频符号，而所述PICH无线帧经多径解调单01解扩后得到PICH符号。所述导频符号及PICH符号经乘法器02相干解调后以获得正确的PI。所述导频符号可以同时经过各个多径解调单元01。

步骤200：当接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号，所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数。

具体实施中，导频符号窗口可以预先设定，UE根据预设的导频符号窗口值来接收导频符号并进行存储。根据移动通信系统的特性，所述导频符号窗口内至少部分导频符号要与当前时刻待解调的寻呼指示对应，用以正确解调所述寻呼指示，并且，当所述寻呼指示对应的导频符号位于所述导频符号窗口的中间位置时，所述导频符号窗口在所述寻呼指示对应的导频符号两侧取值更加均匀，因此频偏估计可以更加准确。例如，参见图3，当PICH无线帧承载的PI70包括4个符号，所述导频符号窗60包括18个导频符号，所述PI70对应的导频符号位于所述导频符号窗口60的中间位置。

可以理解的是，所述导频符号窗口内的导频符号可以源自一组导频无线帧，也可以源自连续接收到的多组导频无线帧。所述导频符号窗口内导频符号的数量越多，频偏估计准确度也就越高。但所述导频符号窗口内导频符号的数量越多，用于后续计算的时间也会相应增长，因此，具体应用时，所述导频符号的数量可以根据实际需要合理设定。

另外，本实施例中的频偏估计值也可以预先设定，比如预先设定I个频偏估计值，所述I为大于1的整数。其中，所述I个频偏估计值中，大小相邻的两频偏估计值之间的差值可以相同，也可以不同。当大小相邻的两频偏估计值之间的差值相同时，频偏估计的准确度也会相应提高。具体实施中，可以预先设定频偏估计值的取值范围，再按照一定的精度选取所述取值范围内的I频偏估计值。

可以理解的是，I值越大，频偏估计的准确度也就越高。但I值越大，用于后续计算的时间也会相应增长，因此，具体应用时，所述i值可以很据实际需要合理设定。

步骤300：分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

具体实施中，根据预设的I个频偏估计值，调整导频符号窗口内导频符号的相位时，每一个频偏估计值得到一组导频符号，这样，I个频偏估计值就会得到I组调整后的导频符号，分别计算I组导频符号中每一组调整后的导频符号之和的能量值。当UE包括多个多径解调单元时，所述每一组调整后的导频符号还可以包括所述多个多径解调单元所对应的多个第一能量值之和，所述第一能量值为经过一个多径解调单元的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。下面结合具体应用详细说明：

导频符号窗口包括N个导频符号，UE包括M个多径解调单元，则经过第m个多径解调单元的导频符号可以表示为：

s_m,0,s_m,1,...,s_m,N-1,m∈(0,1,...,M)    （1）

根据预设的相位θ，调整上述导频符号的相位，使得该组导频符号处于同一参考相位上，则调整后的上述导频符号可以表示为：

s_m,0,s_m,1*e^jθ,...,s_m,N-1*e^jθ,θ=2πfT    （2）

其中，T表示相邻两导频符号之间的时间差（当信道的扩频因子等于256时，T=256/(3.84*10⁶)）。

因此，采用预设的频偏估计值f_i对经过第m个多径解调单元的一组导频符号进行相位调整，则调整后的上述导频符号可以表示为：

$s_{m,0},s_{m,1}*e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}T},...,s_{m,N-1}*e^{j2*(N-1)\mathrm{\π}{f}_i}T---\left(3\right)$

设定频偏估计值f_i的取值范围为：

-f≤f_i≤f,i∈(1,...,I),I>1    （4）

按照Δf的精度划分上述取值范围，I=(2f/Δf)+1，则f_i可能的取值为：

f_i∈(-f,-f+Δf,...,Δf,0,...,f-Δf,f),i∈(1,...,(2f/Δf)+1)    （5）

那么，根据本实施例中所述的频偏估计方法，（3）中的导频符号经过第m个多径解调单元的第一能量值可以表示为：

${E_i}^{\text{'}}=\left|\right|s_{m,0}+s_{m,1}*e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}T}+s_{m,2}*e^{j2*2\mathrm{\π}{f}_{i}T}+\·\·\·+s_{m,N-1}*e^{j2*(N-1)\mathrm{\π}{f}_{i}T}{\left|\right|}^2---\left(6\right)$

当所述每一组调整后的导频符号之和的能量值为M个第一能量值之和时，所述每一组调整后的导频符号之和的能量值可以表示为：

$E_i={\mathrm{\Σ}}_{m=0}^M\left|\right|s_{m,0}+s_{m,1}*e^{j2\mathrm{\π}{f}_{i}T}+s_{m,2}*e^{j2*2\mathrm{\π}{f}_{i}T}+\·\·\·+s_{m,N-1}*e^{j2*(N-1)\mathrm{\π}{f}_{i}T}{\left|\right|}^2---\left(7\right)$

将f_i的取值分别代入E_i中，得到I个E_i值，将其中最大的E_i值对应的f_i为作为最佳频偏估计值。

需要说明的是，具体实施中，本领域技术人员可以根据实际需要设定导频符号窗口以及频偏估计值，以获得最佳频偏估计值。

实施例二

参见图4，本实施例提供了一种用户终端的频偏估计装置10，所述频偏估计装置10包括：

接收单元102，用于接收导频符号；

调整单元104，用于当所述接收单元102接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号,所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数；

计算单元106，用于分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组的调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

具体实施中，所述频偏估计值与导频符号窗口可以预先设定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设定。其中，大小相邻的两频偏估计值之间的差值可以相同，也可以不同。当所述差值相同时，可以使得频偏估计的准确度更高。另外，还可以通过设置导频符号窗口来提高频偏估计的准确度，比如，将所述寻呼指示对应的导频符号设置在所述导频符号窗口的中间位置。

需要说明的是，本实施例中的频偏估计装置是实施例一中的频偏估计方法对应的装置权利要求，本领域技术人员可以参照实施例一理解所述频偏估计装置，此处不再赘述。

实施例三

参见图5，本实施例提供了一种UE，所述UE可以包括实施例二中所述的频偏估计装置10。

具体实施中，所述UE还可以包括至少两个多径解调单元01，所述频偏估计装置10可以与所述多径解调单元01连接。具体地，所述频偏估计装置10的接收单元可以与所述多径解调单元01连接。所述导频符号窗口内的导频符号同时经过各个多径解调单元01后，由所述频偏估计装置10对所述导频符号产生的频偏进行估计。

在具体实施中，当所述UE包括M个多径解调单元01时，所述频偏估计装置10的计算单元计算的每一组调整后的导频符号之和的能量值可以为M个第一能量值之和，所述第一能量值为经过一个多径解调单元01的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种用户终端的频偏估计方法，其特征在于，包括：

接收导频符号；

当接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号，所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数；

分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

2.如权利要求1所述频偏估计方法，其特征在于，所述用户终端接收所述导频符号，所述用户终端包括至少两个多径解调单元，所述导频符号窗口内的导频符号同时经过各个多径解调单元。

3.如权利要求2所述的频偏估计方法，其特征在于，所述每一组调整后的导频符号之和的能量值为M个第一能量值之和，所述M值等于多径解调单元个数，所述第一能量值为经过一个多径解调单元的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。

4.如权利要求1所述的频偏估计方法，其特征在于，大小相邻的两频偏估计值之间的差值相同。

5.如权利要求1所述的频偏估计方法，其特征在于，所述寻呼指示对应的导频符号位于所述导频符号窗口的中间位置。

6.一种用户终端的频偏估计装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收导频符号；

调整单元，用于当所述接收单元接收到的导频符号满足预设的导频符号窗口时，根据预设的I个频偏估计值，调整所述导频符号窗口内导频符号的相位，相应获得调整后的I组导频符号,所述导频符号窗口包括连续接收的两个以上的导频符号，且至少部分导频符号与当前时刻待解调的寻呼指示对应，所述I为大于1的整数；

计算单元，用于分别计算每一组调整后的导频符号之和的能量值，将所述I组的调整后的导频符号之和的能量值进行比较，获得最大能量值，以所述最大能量值对应的频偏估计值作为最佳频偏估计值，所述最佳频偏估计值用于补偿所述导频符号。

7.如权利要求6所述的频偏估计装置，其特征在于，大小相邻的两频偏估计值之间的差值相同。

8.如权利要求6所述的频偏估计装置，其特征在于，所述寻呼指示对应的导频符号位于所述导频符号窗口的中间位置。

9.一种用户终端，其特征在于，包括如权利要求6至8任一项所述的频偏估计装置。

10.如权利要求9所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端包括至少两个多径解调单元，所述频偏估计装置的接收单元与所述多径解调单元连接，所述导频符号窗口内的导频符号同时经过各个多径解调单元。

11.如权利要求10所述的用户终端，其特征在于，所述频偏估计装置的计算单元计算的每一组调整后的导频符号之和的能量值为M个第一能量值之和，所述M等于多径解调单元的个数，所述第一能量值为经过一个多径解调单元的所述导频符号窗口内所有导频符号之和的能量值。