专利名称：一种lte系统中的相位补偿方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体的说，是涉及一种LTE(Long Term Evolution system，长期演进)系统中的相位补偿方法和系统。
背景技术：
当前对于通信技术的发展而言，已经从3G时代开始向4G时代进行过渡，而 LTE (Long Term Evolution system，长期演进)系统则被广泛的认为是4G无线通信系统。 其中，LTE 的物理层采用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术。如
图1所示，为时间上连续的两个OFDM符号，OFDM符号η和OFDM符号η+1。 其中，该符合LTE定义的时域OFDM符号的结构包括CP (循环前缀)部分和data(数据)部分。在现有技术中理想情况下，如定时准确，信道为AWGN(Additive White Gaussion Noise，加性高斯白噪声)，进入FFT (Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)单元的数据部分为FFT窗1内的数据。如图2所示，为现有技术中一个LTE终端接收机的数字基带处理结构，主要包括 AD (模数转换)采样单元201，定时调整单元202，该定时调整单元202根据定时点T获得包括CP在内的完整的的OFDM符号；去CP单元203，用于在理想情况下，如定时准确，信道为 AffGN下，直接将进入FFT窗1内的数据截取出来送给FFT单元；FFT单元204对接收到的数据进行FFT变换，得到频域数据，并将该频域数据放到数据缓冲区205中等待处理。但是，在衰落信道下，定时的理想位置(所谓理想位置就是定时准确的位置)为多径信道的重心位置，也就是各条不同功率和时延的多径的平均位置。如图3a和图北所示的两个典型的多径信道的功率时延图。其中，图3a表示的最强径是第一径；图北表示最强径为中间的某一条径。在上述两种情况下，理想定时点T都位于第一径的后面。如果从定时点T位置开始将数据送入FFT单元，即将图1中标示的FFT窗1内的数据发送至FFT单元。 由于此时的定时点并不是第一径的位置，所以FFT窗1内数据的尾部受到了下一个OFDM符号头部数据的干扰，造成了 ISI (符号间干扰)。为了避免上述干扰，在现有技术中一般将 FFT开窗的位置向前提，即实际上FFT单元接收到的数据为如图1所示将提前量L后构成的 FFT窗2内的数据，图1中的提前量L由经验值获得。采用上述方法能够有效的减小OFDM 系统中的ISI。由CP的结构可知，此时FFT窗2的数据是FFT窗1内的数据的循环移位，因此经过 FFT以后得到的频域数据会发生相位旋转，而且这种相位旋转和子载波的索引值有关，索引值越大旋转的角度就越大。由于在数据恢复阶段，需要用到信道估计，在信道估计当中常常假设相近的几个子载波的信道是线性变化的，所以可以使用线性插值恢复数据子载波上的信道。但是，由于FFT窗的位置提前造成的相位旋转则会破坏上述执行线性插值的前提，使线性插值的精度大大的降低，从而造成整个系统性能的下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LTE系统中的相位补偿方法和系统，以克服现有技术中由于FFT窗位置提前后的相位旋转降低了线性插值的精度，从而造成整个系统性能下降的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种长期演进LTE系统中的相位补偿方法，包括依据定时点获取经过模数转换的包括循环前缀CP的正交频分复用OFDM符号；截取CP中长度为预设提前量L的采样点，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行相位补偿，得到补偿数据；对所述补偿数据进行FFT变换，获取对应所述补偿数据的频域数据并发送至数据缓冲区；获取存储于所述数据缓冲区内频域数据中的参考信号，依据所述参考信号估计时域定时的误差，更新所述定时点。优选地，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行补偿，得到补偿数据的具体过程包括截取CP尾部长度为预设提前量L的第一采样点和FFT窗1内的数据；利用所述第一采样点覆盖所述FFT窗1内尾部长度为L的数据，确定尾部被覆盖后的FFT窗1内的数据为补偿数据。优选地，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行补偿，得到补偿数据的具体过程包括截取CP尾部长度为预设提前量L的第二采样点和FFT窗2内的数据，所述第二采样点为所述FFT窗2内的数据的头部；将所述第二采样点循环移位至所述FFT窗2尾部，确定将头部的第二采样点补偿至尾部的FFT窗2内的数据为补偿数据。优选地，其特征在于，依据所述参考信号估计时域定时的误差，更新所述定时点的具体过程包括在一个下行子帧内，对获取到的上下相邻的同一个天线端口的参考信号的信道响应做相关运算，且求和，得到各个位于同一天线端口的参考信号的第一相关值；对同一天线端口的所述第一相关值再次求和，得到第二相关值；转化计算所述第二相关值反正切的值，得到定时偏差；平滑滤波所述定时偏差，获取平滑后的新定时偏差；依据所述新定时偏差调整所述定时点，获取更新后的定时点。优选地，所述预设提前量L的预设过程具体包括获取主同步符号PSS所在OFDM符号的位置，确定前面长度为Len的数据采样点， 及确定所述PSS所在OFDM符号与所述数据采样点构成首径搜索数据段，所述首径搜索数据段的长度为=LseJLen ；其中，所述首径搜索数据段的起始位置为T-Len，T为定时点；Lseq为所述PSS所在 OFDM符号的长度；低通过滤所述PSS所占带宽以外的数据，输出序列长度为LSCT+Len的序列Sr(n)，η = 0,1, 2, ... , Lseq+Len-1 ；输出本地PSS序列Sl(n)，η = 0，1，2，. . .，Lseq-I,所述本地PSS序列长度为Lseq ；利用所述本地PSS序列和所述首径搜索数据段进行首径搜索，确定预设提前量L。优选地，生成所述本地PSS序列的过程包括在LTE系统协议下，依据当前服务小区的ID号生成频域PSS序列，所述频域PSS 序列包括62个数据点，长度为62 ；在所述频域PSS序列的中间位置插入一个0作为直流子载波，构成长度为63的频域PSS序列；对长度为63的频域PSS序列的两侧进行补零，生成长度与当前带宽对应的傅里叶变换FFT点数相同的新频域PSS序列；快速傅里叶变换IFFT所述新频域PSS序列至时域；在转换至时域的PSS序列上添加CP，生成本地PSS序列。优选地，进行所述首径搜索的过程包括利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首径搜索数据段内做滑动相关运算，获取相
关值序列
权利要求
1.一种长期演进LTE系统中的相位补偿方法，其特征在于，包括依据定时点获取经过模数转换的包括循环前缀CP的正交频分复用OFDM符号； 截取CP中长度为预设提前量L的采样点，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行相位补偿，得到补偿数据；对所述补偿数据进行FFT变换，获取对应所述补偿数据的频域数据并发送至数据缓冲区；获取存储于所述数据缓冲区内频域数据中的参考信号，依据所述参考信号估计时域定时的误差，更新所述定时点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行补偿，得到补偿数据的具体过程包括截取CP尾部长度为预设提前量L的第一采样点和FFT窗1内的数据； 利用所述第一采样点覆盖所述FFT窗1内尾部长度为L的数据，确定尾部被覆盖后的 FFT窗1内的数据为补偿数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对快速傅里叶变换FFT窗内的数据进行补偿，得到补偿数据的具体过程包括截取CP尾部长度为预设提前量L的第二采样点和FFT窗2内的数据，所述第二采样点为所述FFT窗2内的数据的头部；将所述第二采样点循环移位至所述FFT窗2尾部，确定将头部的第二采样点补偿至尾部的FFT窗2内的数据为补偿数据。
4.根据权利要求1 3中任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，依据所述参考信号估计时域定时的误差，更新所述定时点的具体过程包括在一个下行子帧内，对获取到的上下相邻的同一个天线端口的参考信号的信道响应做相关运算，且求和，得到各个位于同一天线端口的参考信号的第一相关值； 对同一天线端口的所述第一相关值再次求和，得到第二相关值； 转化计算所述第二相关值反正切的值，得到定时偏差； 平滑滤波所述定时偏差，获取平滑后的新定时偏差； 依据所述新定时偏差调整所述定时点，获取更新后的定时点。
5.根据权利要求1 3中任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述预设提前量 L的预设过程具体包括获取主同步符号PSS所在OFDM符号的位置，确定前面长度为Len的数据采样点，及确定所述PSS所在OFDM符号与所述数据采样点构成首径搜索数据段，所述首径搜索数据段的长度为Lse(1+Len ；其中，所述首径搜索数据段的起始位置为T-Len，T为定时点；Lsrai为所述PSS所在OFDM 符号的长度；低通过滤所述PSS所占带宽以外的数据，输出序列长度为LsJLen的序列Sr (η)，η = 0,1,2,..., Lseq+Len-1 ；输出本地PSS序列Sl (η)，η = 0，1，2，. . .，Lseq-I，所述本地PSS序列长度为Lseq ； 利用所述本地PSS序列和所述首径搜索数据段进行首径搜索，确定预设提前量L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，生成所述本地PSS序列的过程包括在LTE系统协议下，依据当前服务小区的ID号生成频域PSS序列，所述频域PSS序列包括62个数据点，长度为62;在所述频域PSS序列的中间位置插入一个0作为直流子载波，构成长度为63的频域 PSS序列；对长度为63的频域PSS序列的两侧进行补零，生成长度与当前带宽对应的傅里叶变换 FFT点数相同的新频域PSS序列；快速傅里叶变换IFFT所述新频域PSS序列至时域； 在转换至时域的PSS序列上添加CP，生成本地PSS序列。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行所述首径搜索的过程包括 利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首径搜索数据段内做滑动相关运算，获取相关值
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LTE系统支持移动终端单天线接收模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述LTE系统支持移动终端多天线接收模式；依据获取到的天线选择控制信号，对所述多天线接收模式下的一根接收天线进行处理，且所述多天线接收模式下的每一根接收天线与所述单天线接收模式时的处理方式相同；其中，所述天线选择信号的获取过程包括接收各路所述接收天线自动增益控制补偿用的增益值，并选择对应最小增益值的接收天线的索引值，将其作为天线选择控制信号进行配置。
10.一种长期演进LTE系统中的相位补偿系统，其特征在于，至少包括一组对应移动终端接收天线的相位补偿装置，所述相位补偿装置包括模数转换采样单元，用于对接收信号进行模数转换；定时调整单元，用于依据定时点获取经过模数转换的包括循环前缀CP的正交频分复用OFDM符号；相位补偿单元，用于截取CP中长度为预设提前量L的采样点，对快速傅里叶变换FFT 窗内的数据进行相位补偿，得到补偿数据；FFT变换单元，用于对所述补偿数据进行FFT变换，获取对应所述补偿数据的频域数据并发送至数据缓冲区；数据缓冲单元，用于缓存所述频域数据；定时估计单元，用于获取存储于所述数据缓冲区内频域数据中的参考信号，依据所述参考信号估计时域定时的误差，更新所述定时点，并将更新后的所述定时点发送至定时调整单元。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述相位补偿单元包括第一相位补偿单元，用于截取CP尾部长度为预设提前量L的第一采样点和FFT窗1内的数据，利用所述第一采样点覆盖所述FFT窗1内尾部长度为L的数据，确定尾部被覆盖后的FFT窗1内的数据为补偿数据；或者，第二相位补偿单元，用于截取CP尾部长度为预设提前量L的第二采样点和FFT 窗2内的数据，所述第二采样点为所述FFT窗2内的数据的头部，将所述第二采样点循环移位至所述FFT窗2尾部，确定将头部的第二采样点补偿至尾部的FFT窗2内的数据为补偿数据。
12.根据权利要求10或11中所述的系统，其特征在于，还包括低通滤波单元、PSS序列生成单元和首径估计单元；所述定时调整单元，还用于依据主同步符号PSS所在OFDM符号的位置，确定前面长度为Len的数据采样点，及确定所述PSS所在OFDM符号与所述数据采样点构成首径搜索数据段，所述首径搜索数据段的长度为L_+Len ；其中，所述首径搜索数据段的起始位置为 T-Len, T为定时点；Lsetl为所述PSS所在OFDM符号的长度；低通滤波单元，用于低通过滤所述PSS所占带宽以外的数据，输出序列长度为LsJLen 的序列 Sr(n)，η = 0，1，2，. . .，Lseq+Len-1 ；PSS序列生成单元，用于输出本地PSS序列Sl (η)，η = 0,1,2,. . .，Lseq-I,所述本地PSS 序列长度为Lsrai ；首径估计单元，用于利用所述本地PSS序列和所述首径搜索数据段进行首径搜索，确定预设提前量L。
13.根据权利要求12中所述的系统，其特征在于，所述首径估计单元包括滑动相关单元，用于利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首径搜索数据段内做滑动相关运算，获取相关值序列corr_result(n)，η = 0，1，2，…，Len-I ；求模取平方单元，用于求所述相关值序列模的平方，得到相关峰值序列peak_seq(n)；搜索单元，用于在所述相关峰值序列中搜索第一个超过预设门限的峰值，记为iFP ；平滑单元，用于获取所述iFP与定时点之间的距离L。，对所述L。做平滑处理，将获取到的平滑结果作为预设提前量L。
14.根据权利要求12中所述的系统，其特征在于，当移动终端存在多路接收天线时，包括个数与所述接收天线个数相同的所述相位补偿装置；所述低通滤波单元具有多路信号输入端；天线选择单元，用于接收各路所述接收天线自动增益控制补偿用的增益值，并选择自动增益控制最小的增益值对应的接收天线的索引值，将其作为天线选择控制信号配置给所述低通滤波单元和所述定时估计单元。
全文摘要
本发明公开了一种LTE系统中的相位补偿方法和系统，其方法包括依据定时点获取经过模数转换的包括CP的OFDM符号；截取CP中长度为预设提前量L的采样点，对FFT窗内的数据进行相位补偿得到补偿数据；对补偿数据进行FFT变换，获取对应的频域数据并发送至数据缓冲区；获取存储于数据缓冲区内频域数据中的参考信号，依据参考信号估计时域定时的误差，更新定时点。本发明通过截取CP中长度为预设提前量L的采样点，对FFT窗内的数据进行相位补偿，并获取经过上述处理后的补偿数据，对该补偿数据进行FFT变换以克服现有技术中的相位旋转对之后的信道估计线性插值的性能的影响，从而提高整个系统的性能。
文档编号H04L25/03GK102571668SQ20121000377
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者任江涛, 吴齐发, 唐相国, 张国松, 李亚辉, 胡剑锋, 莫勇 申请人:合肥东芯通信股份有限公司