专利名称：频率偏差估计方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射频偏差估计方法及其装置，尤其涉及一种频率偏差 估计方法及其装置，属于电通信技术领域。
背景技术：
随着无线移动通信技术的发展和普及，我国的移动通信用户数量正成
倍的高速增长，用户对通信的速度和质量要求也越来越高。TD-SCDMA(时 分同步码分多址)是一个新的无线接口标准，是国际电信联盟和3G伙伴项 目(3GPP)认可的3G无线通信的三个标准之一，该技术能应用于所有的 无线实施要求，包括农村和城市地区，支持微型，小型及大型蜂窝，满足 各种高速移动的无线接入和多媒体应用，具有系统容量大、频谱利用率高、 系统成本低等特点。
然而，在TD-SCDMA (时分同步码分多址)系统中，l正(用户设备) 开机后，晶体振荡器的输出频率与载波频率之间总是存在一定的偏差。且 由于气温等周边环境的变化和UE移动弓l起的多普勒频移，均会使得频率的 偏差随着时间变化。因此，就需要UE (用户设备)持续的估计本地晶体振 荡器的输出频率和载波频率间的偏差(频偏)，并以此为基础调整本地晶体 振荡器的输出频率，频偏估计的准确性直接影响了UE接收机的性能。只有 快速、有效地估计出这个频率偏差，才能进行正确的频率补偿，从而将频 率偏差控制在接收机能够接受的范围之内，进而进行.正常的解调和译码。
在TD-SCDMA系统中， 一共有32个SYNC-DL (下行同步)码，分 别用ID 0到31来表示。每个基站使用且仅使用一个SYNC-DL (下行同步) 码。基站会在DwPTS信道中已较大的功率发送SYNC-DL (下行同步)码。在TD-SCDMA系统中， 一个SYNC-DL (下行同步)码对应4各基本 Mdamble码， 一共有128各基本Midamble码，基本Midamble码及其移位 码会在正常时隙的中间位置发送。SYNC-DL(下行同步)码和基本Midamble 码都可用于频率偏差的估计，但是在实际网络中SYNC-DL (下行同步)码 和基本Midamble码的信号都会受到较强的同频干扰。对于基本Midamble 码的信号而言还存在多个移位码之间相互干扰的问题。同频干扰及不同 Midamble移位码之间的干扰会导致UE (用户设备)接收性能的下降，必 须使用相应的技术来避免。并且，由于UE (用户设备)的移动会弓l入多普 勒频移。多普勒频移的影响跟UE (用户设备)的移动速度和与基站间的相 对位置有关。由于UE (用户设备)相对不同基站的相对运动方向不同，UE (用户设备)相对与不同基站的多普勒频移是不同的。这样，即使认为所 有基站的晶体振荡器的输出频率是非常接近的，UE (用户设备)相对与不 同基站的频偏也是不同的。这样，在小区重选和切换过程中会引入比较大 的初始频率偏差，降低小区重选和切换的成功率。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种频 率偏差估计方法及其装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现 频率偏差估计方法，其包括以下步骤
步骤一接收一个子帧信号，获取其中的DwPTS部分信号或是正常时 隙的Midamble部分信号；
步骤二消除掉来自同频干扰小区的SYNC-DL码和来自同频干扰小 区的Midamble信号；
步骤三将消除同频干扰后的DwPTS部分信号或是正常时隙的 Mdamble部分信号来重建小区的发送信号；步骤四将消除了同频干扰后的DwPTS部分信号或是正常时隙的 Midamble部分信号与重建后的发送信号进行共轭相乘
步骤五将相乘后的结果分平均分为四部分，分别计算这四部分的累 加和；
步骤六对累加和进行平均的相关运算，根据运算经过来计算相位误
差并获得频偏值；
步骤七重复步骤一 步骤六完成小区的频偏估计。
上述的频率偏差估计方法，其中所述的DwPTS部分信号包括本小区 所发送的SYNC-DL码和来自同频干扰小区的SYNC-DL码。
进一步地，上述的频率偏差估计方法，其中所述的Mdamble部分的 信号包括本用户的Midamble信号，本小区其他用户的Mdamble信号和来 自同频干扰小区的Mdamble信号。
更进一步地，上述的频率偏差估计方法，其中所述步骤一中的DwPTS 部分的信号和Midamble部分的信号可同时使或是单独使用。
再进一步地，上述的频率偏差估计方法，其中所述步骤二中的消除 为通过估计来自同频干扰小区的SYNC-DL码或是Midamble信号，从接收 到的子帧信号中将其减去。
一种处理频率偏差估计方法的装置，其包括' 干扰消除单元，用于完成同频干扰信号的估计并将其中接收信号中消 除掉；
信号重建单元，用于用户重建本小区或目标临小区的发送信号； 共轭单元，用于完成复数信号取共$厄运算； 乘法单元，用于完成取共轭后的干扰消除信号和重建信号相乘； 累加单元，用于完成信号的累加，即将相乘后的结果分为四部分，分别计算这四部分的累加和；
相位计算单元，用于对累加和计算相关结果的平均值，计算相位误差。
本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在在估
计本小区的频率偏差的同时，还可以估计与相邻小区的频率偏差。这样， 在重选或切换到新小区之前就估计出了与新小区的频偏，在发生重选或切 换时就能够正确补偿频偏，提高了小区重选和切换的成功率，进而可降低 掉话率，令用户通讯顺畅。本发明具有实质性技术特点和显著的技术进步， 其应用前景非常广阔。
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明 进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采 取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范 围之内。这些附图当中，
图1是TD-SCDMA系统的子帧结构示意图2是DwPTS的结构示意图3是TD-SCDMA系统正常时隙的结构示意图4是频偏估计过程的实施示意图5累加单元的工作示意图。
图中各附图标记的含义如下
1 干扰消除单元 2 信号重建单元
3 共轭单元 4 乘法单元
5 累加单元 6 相位计算单元
具体实施例方式
为了能够更清楚地说明TD-SCDMA系统的频率偏差估计过程，首先将一下描述。如图1 3所示:每一个TD-SCDMA 的5ms子帧均分为七个普通时隙，即TS0 TS6;三个特殊时隙，即一个 下行导频时隙(DwPTS)、 一个上行导频时隙(UpPTS)和一个保护周期
(GP )。并且，每一个5ms的子帧由6400个chips(码片)组成。在TD-SCDMA 系统中，NodeB均会在其主载波的下行导频时隙(DwPTS)中以较大的功 率发送特定的SYNC-DL码，位于附近位置的小区使用不同的SYNC-DL 码。UE可根据接收到的DwPTS信号来估计频率偏差。
进一步结合图2来看，前32个码片的信号称为GP部分，后64个码片 长度的信号为基站发送的SYNC-DL码。在TO-SCDMA系统中， 一个 SYNC-DL码对应4各基本Midamble码， 一共有128各基本Midamble码， 基本Midamble码及其移位码会在正常时隙的中间位置发送。在TD-SCDMA
(时分同步码分多址)系统中的正常时隙(时隙0到时隙6)的结构中，每 一个正常时隙的长度为864个码片，其中前352个码片称为Datal部分， 中间的144个码片称为Midamble部分，再往后的352个码片称为Data2部 分，最后的长为16个码片的部分称为GP部分，即如图3所示。Datal部 分和Data2部分用于发送每个用户的有用信号，Midamble部分用户发邀艮 每个用户对应的训练序列部分，该Midamble部分主要用户信道特性的估计 和频率偏差估计等任务。GP又称为保护间隔，用于保护在多径的情况下不 同时隙间的信号不相互干扰。
结合本图4、图5，从发明的实施过禾M^看首先，从接收到的信号中 获取DwPTS部分或正常时隙的Midamble部分的信号。这里，用e(")来表 示获取的DwPTS部分或正常时隙的Midamble部分信号。如DwPTS部分 信号咖)的长度为64个码片，正常时隙的Midamble部分信号咖)的长度为 128个码片，e(n)信号为复数信号。在实际操作中，既可采用DwPTS部分，也可采用Midamble部分的信号，亦可同时采用。
接着结合图4来看，将咖)输入干扰消除单元l，消除掉来自同频干扰 小区的SYNC-DL码和来自同频干扰小区的Midamble码的信号。干扰消除 单元1通过估计来自同频干扰小区的SYNC-DL码或Midamble码信号，从 接收信号中将其减去。干扰消除单元1输出的信号是消除了同频干扰后的 信号，这里用/(")表示，/(")的长度和《")相同。并且，就实际使用来看， 干扰消除单元1既可以是并行的也可以是串行的。
随后，将/(w)输入信号重建单元2，重建经过无线信道的发送信号。信 号重建单元2输出的信号设定为不存在频率偏差。这里用g(w)来表示信号 重建单元2的输出信号，的长度和/(")相同。
紧接着，将/W输入取共轭单元3获得/(M)的共轭信号—)。共轭单 元3保留输入信号的实部，将输入信号的数虚部取反。
然后，将g(")和A:(n)输入乘法单元4，乘法单元4的输出用/(")表示。 乘法单元4的实现如下式所示/(w) = gO)xA;0)。
将/W输入累加单元5，累加单元5的实现如图5所示，N为信号/(n)的 长度。如使用DwPTS部分信号N为64，如使用正常时隙的Midamble部 分信号N为128。将信号/(")平均分为4部分，每个部分的长度均为N/4。
分别计算这4部分的累加和。第一部分的累加和的计算过程如S1 = f/W所
=1
示。其他部分的累加和也可用相同的方法实现，最终累加单元5的输出为4 个复数值Sl, S2， S3和S4，即如图5所示。
将累加单元5输出的计算结果S1， S2， S3和S4输入到相位计算单元 6。相位计算单元6可用多种方式来实现。本发明将这多种方式综合起来， 先用不同方法分别计算，再计算这些结果的平均值。这样，采用多种方法的平均值后频偏估计更加可靠。这里用以下公式所示的三种计算方法为例 来说明相位计算单元6的实现
"a"g/e(謹/(51 ++ S3) x 0S2 + S3 + S4))
iV/4
。， 朋g/e(c—(Sl + S2)xOS3 + S4))
^ a"g/e(c呵-(Sl) x (S3) + c呵'(S2) x (S4》
p一+
最后，相位计算单元6的结果e，即为由于频偏引起的在每一个码片时 间内的相位误差。获得P的同时就意味着可以由此计算出频偏。
结合上述文字描述可以看出，采用本发明后，在估计本小区的频率偏 差的同时，还可以估计与相邻小区的频率偏差。这样，在重选或切换到新 小区之前就估计出了与新小区的频偏，在发生重选或切换时就能够正确补 偿频偏，提高了小区重选和切换的成功率，进而可降低掉话率，令用户通
权利要求
1、频率偏差估计方法，其特征在于包括以下步骤步骤一接收一个子帧信号，获取其中的DwPTS部分信号或是正常时隙的Midamble部分信号；步骤二消除掉来自同频干扰小区的SYNC-DL码和来自同频干扰小区的Midamble信号；步骤三将消除同频干扰后的DwPTS部分信号或是正常时隙的Midamble部分信号来重建小区的发送信号；步骤四将消除了同频干扰后的DwPTS部分信号或是正常时隙的Midamble部分信号与重建后的发送信号进行共轭相乘；步骤五将相乘后的结果分平均分为四部分，分别计算这四部分的累加和；步骤六对累加和进行平均的相关运算，根据运算经过来计算相位误差并获得频偏值；步骤七重复步骤一～步骤六完成临小区的频偏估计。
2、 根据权利要求1所述的频率偏差估计方法，其特征在于所述 的DwPTS部分信号包括本小区所发送的SYNC-DL码和来自同频干扰 小区的SYNC-DL码。
3、 根据权利要求1所述的频率偏差估计方法，其特征在于所述 的Midamble部分的信号包括本用户的Midamble信号，本小区其他用户 的Midamble信号和来自同频干扰小区的Midamble信号。
4、 根据权利要求1所述的频率偏差估计方法，其特征在于所述步骤一中的DwPTS部分的信号和Midamble部分的信号可同时使或是单 独使用。
5、 根据权利要求1所述的频率偏差估计方法，其特征在于所述 步骤二中的消除通过估计来自同频干扰小区的SYNC-DL码或是 Midamble信号，从接收到的子帧信号中将其减去。
6、 一种处理频率偏差估计方法的装置，其特征在于包括 干扰消除单元，用于完成同频干扰信号的估计并将其中接收信号中消除掉；信号重建单元，用于用户重建本小区或目标临小区的发送信号； 共轭单元，用于完成复数信号取共轭运算；乘法单元，用于完成取共轭后的干扰消除信号和重建信号相乘； 累加单元，用于完成信号的累加，即将相乘后的结果分为四部分， 分别计算这四部分的累加和；相位计算单元，用于对累加和计算相关结果的平均值，计算相位误差。
全文摘要
本发明涉及一种频率偏差估计方法及其装置，属于电通信技术领域。其首先通过接收一个子帧信号；然后消除掉来自同频干扰小区的SYNC-DL码和来自同频干扰小区的Midamble信号；接着重建小区的发送信号；随后进行信号共轭相乘；紧接着将相乘后的结果分平均分为四部分，分别计算这四部分的累加和；对累加和进行平均的相关运算，根据运算结果来计算相位误差并获得频偏值；最后重复上述过程，完成同频临小区的频偏估计。该装置包括干扰消除单元，信号重建单元，共轭单元，乘法单元，累加单元，相位计算单元。采用本发明后在估计本小区的频率偏差的同时，还可以估计与相邻小区的频率偏差。提高了小区重选和切换的成功率。
文档编号H04B1/707GK101552993SQ200810023209
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者吴子熙, 朱志明, 赖志强 申请人:傲世通科技(苏州)有限公司