频偏估计方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种频偏估计方法及系统，属于通信领域。所述方法包括：用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用；基站利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。本发明通过利用不包含时域码分复用的资源映射方式在PUCCH资源上发送单载波频分复用信号，使得基站侧可以根据PUCCH资源上接收的信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值，达到了基站侧可以根据PUCCH的接收信号进行频偏估计，并且根据频偏估计结果来进行频偏调整，以增加针对PUCCH的解调性能和系统运行稳定性的效果。
【专利说明】频偏估计方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别涉及ー种频偏估计方法及系统。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，由于发送设备和接收设备间的频差，以及发送设备移动所带来的多普勒频移等影响，使得接收设备接收到的载波频率与本地晶振的频率之间存在频率偏移，简称频偏(也即Frequency Offset)。
[0003]具体到LTE (Long Term Evolution，长期演进)系统中，在实现上行链路传输时，作为发送设备的 UE (User Equipment,用户设备)利用 PUCCH (Physical Uplink ControlCHannelChannel,物理上行控制信道)和 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel,物理上行共享信道)向作为接收设备的基站发送上行信令或者上行数据时，基站需要对UE进行频偏估计。频偏估计一般利用下面的性质进行:对发送相同信号的两个OFDM (OrthogonalFrequency Division Multiple4ingMultiplexing,正交频分复用)符号，若存在固定频偏，则两个OFDM接收符号存在固定的相位差。基于上述性质，现有技术中的频偏估计方法主要包括:第一，基站获取PUSCH中的两个相隔预定时间间隔的导频符号作为发送相同信号的两个符号；第二，基站根据该两个导频符号之间的相位差来估算频偏。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:现有技术中，基站主要利用PUSCH来进行频偏估计，当一段时间内只存在PUCCH调度而不存在PUSCH调度吋，基站无法利用PUSCH来进行频偏估计。此时如果UE处于高速移动场景(比如用户在急速行驶的高铁车厢内使用UE)中，由于基站侧无法进行频偏估计且实际场景中的多普勒频移较大，将导致基站侧对PUCCH的解调性能严重下降，甚至需要UE重新接入系统。
【发明内容】
[0005]为了解决UE处于高速场景下且长期只存在PUCCH调度时的频偏估计问题，本发明实施例提供了ー种频偏估计方法及系统。所述技术方案如下:
[0006]根据本发明的ー个方面，本发明实施例提供了ー种频偏估计方法，所述方法包括:
[0007]用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用；
[0008]基站利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
[0009]根据本发明的另一方面，本发明实施例提供了一种频偏估计系统，所述系统包括:
[0010]用户设备，用于利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用；
[0011]基站，用于利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
[0012]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0013]通过利用不包含时域码分复用的资源映射方式在PUCCH资源上发送单载波频分复用信号，使得基站侧可以根据PUCCH资源上接收的单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值，解决了 UE处于高速场景下且长期只存在PUCCH调度时的基站侧无法有效地进行频偏估计的问题，从而达到了基站侧可以根据PUCCH的接收信号进行频偏估计，并且根据频偏估计结果来进行频偏调整，以增加针对PUCCH的解调性能和系统运行稳定性的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本发明实施例一提供的频偏估计方法的方法流程图；
[0016]图2是本发明实施例ニ提供的频偏估计方法的方法流程图；
[0017]图3A至图3D分别是本发明实施例ニ提供给的第一种方式和第二种方式的频率估计示意图；
[0018]图4是本发明实施例三提供的频偏估计方法的方法流程图；
[0019]图5A至图分别是本发明实施例三提供给的第一种方式和第二种方式的频率估计示意图；
[0020]图6是本发明实施例四提供的频偏估计系统的结构方框图；
[0021]图7是本发明实施例四提供的用户设备的一种结构方框图；
[0022]图8是本发明实施例四提供的基站的ー种结构方框图；
[0023]图9是本发明实施例四提供的基站的另一种结构方框图；
[0024]图10是本发明实施例四提供的基站的再一种结构方框图；
[0025]图11是本发明实施例四提供的用户设备的另ー种结构方框图；
[0026]图12是本发明实施例四提供的基站的又一种结构方框图；
[0027]图13是本发明实施例四提供的基站的另一种结构方框图；
[0028]图14是本发明实施例四提供的基站的再一种结构方框图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进ー步地详细描述。
[0030]根据目前LTE协议，PUCCH设计有格式l/la/lb/2/2a/2b/3等多种格式，用来传输不同类型的上行控制信令。本文中仅涉及格式1/la/lb和格式3。其中，现有！3UCCH格式1/la/lb的发送方案包括:同一个时频资源上通过不同CS (Cyclic Shift，循环移位)序列和OC (orthogonal Cover,正交)码区分PUCCH格式1/la/lb资源。其中，使用OC码进行码分复用来区分不同用户是基站侧无法利用PUCCH格式1/la/lb的接收信号进行频偏估计的主要原因。而现有PUCCH格式3的发送方案包括:对导频符号使用不同的CS序列来区分用户，对数据符号使用不同的OC码来区分用户。其中，由于数据符号使用OC码进行码分复用使得基站侧只能利用PUCCH格式3的接收信号中的导频符号来进行频偏估计，而无法使用数据符号来进行频偏估计，所以频偏估计精度较低。上述两个原因是UE处于高速场景下且长期只存在PUCCH调度时，基站侧无法进行有效地频偏估计的原因。为此，本文的ー个重点和难点就是:在尽量保持现有传输协议不变的前提下，取消利用OC码进行时域码分复用的环节，使得基站侧可以根据PUCCH的接收信号来进行频偏估计。具体请參考如下实施例:
[0031]实施例一
[0032]请參考图1，其示出了本发明实施例一提供的频偏估计方法的方法流程图。该频偏估计方法可以包括: [0033]步骤101，用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，预定资源映射方式不包括时域码分复用；
[0034]用户设备可以使用不包括时域码分复用的预定资源映射方式来在PUCCH资源上发送 SC-FDMA(Signal_carrier frequency division multiple access,单载波步页分复用)信号。PUCCH资源包括PUCCH格式1/la/lb资源和/或PUCCH格式3资源。其中，单载波频分复用信号包括数据符号和导频符号。
[0035]步骤102，基站利用接收到的单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
[0036]由于用户设备发送的单载波频分复用信号不包括经过时域码分复用后的信号，所以基站可以接收用户设备发送的单载波频分复用信号，并且根据该单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
[0037]综上所述，本实施例提供的频偏估计方法，通过利用不包含时域码分复用的资源映射方式在PUCCH资源上发送单载波频分复用信号，使得基站侧可以根据PUCCH资源上接收的单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值，解决了 UE处于高速场景下且长期只存在PUCCH调度时的基站侧无法进行频偏估计的问题，从而达到了基站侧可以根据PUCCH的接收信号进行频偏估计，并且根据频偏估计结果来进行频偏调整，以增加针对PUCCH的解调性能和系统运行稳定性的效果。
[0038]实施例二
[0039]请參考图2，其示出了本发明实施例二提供的频偏估计方法的方法流程图。本实施例以采用PUCCH格式1/la/lb发送方案为例来描述，该频偏估计方法可以包括:
[0040]首先是UE侧处理过程；
[0041]步骤201，当物理上行控制信道资源为PUCCH格式1/la/lb资源时，根据PUCCH格式1/la/lb资源索引计算分别对应于数据符号和导频符号的循环移位序列；
[0042]基站可以向用户设备分配TOCCH格式1/la/lb资源，此时，用户设备可以获得指示映射到哪个I3UCCH格式1/la/lb资源上的资源索引，非负的索引值ぜ品し表示ー个时隙中最多ー个物理资源块中用于传输PUCCH格式1/la/lb的资源。由于循环移位根据不同的符号和时隙会发生变化，为此，根据PUCCH格式1/la/lb资源索引算循环移位序列CS O?)具体如下，令:
【权利要求】
1.ー种频偏估计方法，其特征在于，所述方法包括: 用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用； 基站利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
2.根据权利要求1所述的频偏估计方法，其特征在于，所述单载波频分复用信号包括数据符号和导频符号； 所述用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用，具体包括: 当所述物理上行控制信道资源为PUCCH格式1/la/lb资源时，根据所述I3UCCH格式1/la/lb资源索引计算分别对应于所述数据符号和导频符号的循环移位序列； 根据所述循环移位序列对所述数据符号和导频符号进行扩频，得到扩频后的信号； 根据所述扩频后的信号生成单载波频分复用信号； 将所述单载波频分复用信号利用所述PUCCH格式1/la/lb资源发送给所述基站。
3.根据权利要求2所述的频偏估计方法，其特征在于，所述基站利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值，具体包括: 将接收到的所述单载波频分复用信号进行处理得到接收信号； 对所述接收信号利用所述循环移位序列进行解扩，得到解扩后的信号；` 利用所述解扩后的信号中发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
4.根据权利要求3所述的频偏估计方法，其特征在于，所述利用所述解扩后的信号中发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值，具体包括: 利用所述解扩后的信号中的相邻导频符号和/或相邻数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
5.根据权利要求3所述的频偏估计方法，其特征在于，所述利用所述解扩后的信号中发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值，具体包括: 利用所述解扩后的信号中的相邻导频符号和/或相邻数据符号之间的相位差估算第ー频偏估计值； 当常规CP帧结构时，利用所述解扩后的信号中的间隔为5的数据符号之间的相位差估算第二频偏估计值；或，当扩展CP帧结构时，利用所述解扩后的信号中的间隔为4的数据符号之间的相位差估算第二频偏估计值； 根据所述第一频偏估计值和第二频偏估计值估算最终频偏估计值。
6.根据权利要求1所述的频偏估计方法，其特征在于，所述单载波频分复用信号包括数据符号和导频符号； 所述用户设备利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用，具体包括: 当所述物理上行控制信道资源为PUCCH格式3资源吋，根据所述PUCCH格式3资源索引计算对应于所述导频符号的循环移位序列； 根据所述循环移位序列对所述导频符号进行扩频但不进行频分复用，得到扩频后的导频符号； 对所述数据符号与预定相位相乘后进行离散傅里叶变换，得到傅里叶变换后的数据符号; 根据所述扩频后的导频符号和所述傅里叶变换后的数据符号生成单载波频分复用信号; 将所述单载波频分复用信号利用所述PUCCH格式3资源发送给所述基站。
7.根据权利要求6所述的频偏估计方法，其特征在于，所述基站利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值，具体包括: 将接收到的所述单载波频分复用信号进行处理得到接收信号； 对所述接收信号中的导频位置利用所述循环移位序列进行相关，得到相关后的所述导频符号； 对所述接收信号中的数据位置利用所述预定相位的共轭进行相乘，得到相关后的所述数据符号； 利用发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
8.根据权利要求7所述的频偏估计方法，其特征在于，所述利用发送相同信号的所述导频符号和/或所述数据符号之间的相位差估算频偏估计值，具体包括: 当常规CP帧结构时，利用间隔为`4的导频符号和/或间隔为4的数据符号之间的相位差估算频偏估计值； 当扩展CP帧结构时，利用间隔为4的数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
9.根据权利要求7所述的频偏估计方法，其特征在于，所述利用所述解扩后的信号中发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值，具体包括: 利用间隔为2的数据符号之间的相位差估计第三频偏估计值； 当常规CP帧结构时，利用间隔为4的导频符号和/或间隔为4的数据符号之间的相位差估算第四频偏估计值；或，当扩展CP帧结构时，利用间隔为4的数据符号之间的相位差估算第四频偏估计值； 根据所述第三频偏估计值和第四频偏估计值估算最终频偏估计值。
10.一种频偏估计系统，其特征在于，所述系统包括: 用户设备，用于利用预定资源映射方式在物理上行控制信道资源上发送单载波频分复用信号，所述预定资源映射方式不包括时域码分复用； 基站，用于利用接收到的所述单载波频分复用信号中发送相同信号的符号之间的相位差估算频偏值。
11.根据权利要求10所述的频偏估计系统，其特征在于，所述用户设备，具体包括: 第一计算模块、第一扩频模块、第一生成模块和第一发送模块； 所述第一计算模块，用于当所述物理上行控制信道资源为PUCCH格式1/la/lb资源吋，根据所述PUCCH格式1/la/lb资源索引计算分别对应于数据符号和导频符号的循环移位序列； 所述第一扩频模块，用于根据所述循环移位序列对所述数据符号和导频符号进行扩频，得到扩频后的信号； 所述第一生成模块，用于根据所述扩频后的信号生成单载波频分复用信号；所述第一发送模块，用于将所述单载波频分复用信号利用所述PUCCH格式1/la/lb资源发送给所述基站。
12.根据权利要求11所述的频偏估计系统，其特征在于，所述基站，具体包括: 第一处理模块、第一解扩模块和第一估计模块； 所述第一处理模块，用于将接收到的所述单载波频分复用信号进行处理得到接收信号; 所述第一解扩模块，用于对所述接收信号利用所述循环移位序列进行解扩，得到解扩后的信号； 所述第一估计模块，用于利用所述解扩后的信号中发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
13.根据权利要求12所述的频偏估计系统，其特征在于，所述第一估计模块，具体包括: 相邻估计单元； 所述相邻估计单元，用于利用所述解扩后的信号中的相邻导频符号和/或相邻数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
14.根据权利要求12所述的频偏估计系统，其特征在于，所述第一估计模块，具体包括: 第一粗估単元、第一精估単元和第一滤波单元； 所述第一粗估単元，用于利用所述解扩后的信号中的相邻导频符号和/或相邻数据符号之间的相位差估算第一频偏估计值； 所述第一精估単元，用于在常规CP帧结构时，利用所述解扩后的信号中的间隔为5的导频符号和/或间隔为5的数据符号之间的相位差估算第二频偏估计值；或，在扩展CP帧结构时，利用所述解扩后的信号中的间隔为4的数据符号之间的相位差估算第二频偏估计值 所述第一滤波单元，用于根据所述第一频偏估计值和第二频偏估计值估算最终频偏估计值。
15.根据权利要求10所述的频偏估计系统，其特征在于，所述用户设备，具体包括: 第二计算模块、第二扩频模块、离散变换模块、第二生成模块和第二发送模块； 所述第二计算模块，用于当所述物理上行控制信道资源为PUCCH格式3资源时，根据所述TOCCH格式3资源索引计算对应于导频符号的循环移位序列； 所述第二扩频模块，用于根据所述循环移位序列对所述导频符号进行扩频但不进行频分复用，得到扩频后的导频符号； 所述离散变换模块，用于对数据符号与预定相位相乘后进行离散傅里叶变换，得到傅里叶变换后的数据符号； 所述第二生成模块，用于根据所述扩频后的导频符号和所述傅里叶变换后的数据符号生成单载波频分复用信号； 所述第二发送模块，用于将所述单载波频分复用信号利用所述PUCCH格式3资源发送给所述基站。
16.根据权利要求15所述的频偏估计系统，其特征在于，所述基站，具体包括:第二处理模块、导频处理模块、数据处理模块和第二估计模块； 所述第二处理模块，用于对接收到的所述单载波频分复用信号进行处理得到接收信号; 所述导频处理模块，用于对所述接收信号中的导频位置利用所述循环移位序列进行相关，得到相关后的所述导频符号； 所述数据处理模块，用于对所述接收信号中的数据位置利用所述预定相位的共轭进行相乘，得到相关后的所述数据符号； 第二估计模块，用于利用发送相同信号的导频符号和/或数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
17.根据权利要求16所述的频偏估计系统，其特征在于，所述第二估计模块，具体包括: 间隔估计单元； 所述间隔估计单元，用于当常规CP帧结构时，利用间隔为4的导频符号和/或间隔为4的数据符号之间的相位差估算频偏估计值；或当扩展CP帧结构时，利用间隔为4的数据符号之间的相位差估算频偏估计值。
18.根据权利要求16所述的频偏估计系统，其特征在于，所述第二估计模块，具体包括:` 第二粗估单元、第二精估单元和第二滤波单元； 所述第二粗估単元，用于利用间隔为2的数据符号之间的相位差估算第三频偏估计值； 所述第二精估単元，用于当常规CP帧结构时，利用间隔为4的导频符号和/或间隔为4的数据符号之间的相位差估算第四频偏估计值；或，当扩展CP帧结构时，利用间隔为4的数据符号之间的相位差估算第四频偏估计值； 所述第二滤波单元，用于根据所述第三频偏估计值和第四频偏估计值估算最终频偏估计值。
【文档编号】H04L27/26GK103516654SQ201210205352
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】郝兵琼, 乐春晖, 任光亮, 任晓娜 申请人:华为技术有限公司