一种适用于wcdma的定时误差恢复的方法
【专利摘要】一种适用于WCDMA的定时误差的方法，所述方法包括步骤：接收来自中频的AD采样后的WCDMA信号，通过数字下变频到达基带，保证采样率为WCDMA的码片速率的两倍以上，经过根升余弦匹配滤波器，得到匹配后的WCDMA基带信号。将至少一帧长度的WCDMA信号与本地上采样后的PSCH序列的相关，将相关后的结果按照时隙长度进行累加，抑制噪声的影响。根据相关结果中的峰值及其旁边的两个点的高度差值，计算定时偏差e，并对定时误差值进行定标和累加，得到小数倍的延迟u’。将小数倍的延迟送入Farrow滤波器，对下一帧的数据进行定时误差的修正，从而达到补偿定时误差的目的，进而提升采样信号的信噪比。
【专利说明】-种适用于WCDMA的定时误差恢复的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信领域，具体涉及WCDMA/HSPA/HSPA+通信网络中下行信号时 隙同步和定时误差恢复，以及实现同样功能的芯片、UE、仪器等。
【背景技术】
[0002] CDMA扩频系统，不同于LTE系统那样对定时精度要求宽松，只要FFT窗口的起始时 刻落在循环前缀以内就可以通过信道估计和均衡，就能完全消除ISI (码间干扰）。CDM系 统对码间干扰非常敏感，并且不能依靠信道估计进行消除，必须在同步过程中纠正定时误 差，以防止ISI的影响，从而提升信号的信噪比。
[0003]传统的定时误差恢复方案有经典的Gardner算法、平方环法、迟早门算法、 Mueller-Muller算法，这些算法对于基本的QAM、MPSK调制信号可以达到很好的补偿精度， 但是对于CDMA扩频系统，以上算法的效果不理想。
[0004]为了提升定时精度，可以采用高倍率的采样时钟（例如64倍码片速率）进行采 样，对码片进行高精度的分割，这样就可以遍历一个码片中的所有相位，选择出信号解调质 量最好的位置1 并且根据解调性能（EVM)时刻纠正抽取相位，但是这样付出的代价就是需 要更高速率的采样时钟，对硬件提出了更高的要求，而且是没有必要的，本身是一种资源的 浪费；另外，更高倍率的时钟将导致寻找最佳采样时刻的步进值更小，导致收敛速度缓慢。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决WCDMA接收机中由于采样时刻不准确带来的码间干扰问题， 基于现有算法对定时误差纠正效果不理想或者纠正误差的收敛速度慢等问题，提供一种适 用于WCDMA的定时误差恢复的方法。
[0006]本发明提供的适用于WCDMA的定时误差恢复方法，包含以下步骤：
[0007]第1、经过射频下变频的信号被搬移至中频后，AD以大于等于两倍的码片速率直 接米样中频彳寅号（米样时刻随机）；
[0008]第2、经过数字NCO将采集的中频信号搬移至基带，亦即将中频信号混频到零频， 以方便后级对信号进行滤波和处理；
[0009]第t通过匹配滤波器（RRC)，以减少码间干扰的影响。匹配滤波器为根升余弦滤 波器，在当前采样速率的基础上，设计根升余弦滤波器。滤波器的频率响应和冲击响应为：
[0010]
【权利要求】
1. 一种适用于WCDM的定时误差恢复的方法，所述方法包括如下步骤： 第1、经过射频下变频的信号被搬移至中频后，AD以大于等于两倍的码片速率采集中 频信号； 第2、通过数字NCO将采集的中频信号搬移至基带，亦即将中频信号混频到零频； 第3、通过滚降系数为0. 22的RRC匹配滤波器，以完成信号的滤波； 第4、滤波后的数据送入Farrow插值滤波器，完成小数倍的延迟操作； 第5、通过本地PSCH与完成小数倍延迟的数据进行相关计算得到相关结果，利用相关 峰值可以得到时隙同步的位置； 第6、利用第5步得到的相关结果中的峰值和旁边的两个次峰值完成定时误差的计算， 并且对定时误差进行滤波； 第7、滤波后的定时误差需要进行定标后，送入Farrow插值滤波器，完成下一帧的小数 倍延迟操作。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，第5步所述的相关计算的具体方法如下： 产生本地的PSCH同步信号，上采样至接收信号的速率，和接收到的信号进行窗口滑动 相关： Corr(s)= rcv_psch(k, s) * conj(loc_psch(k)) 其中，loc_psch为本地上采样N倍后的PSCH序列，N为大于2的整数，rcv_psch为接 收到的信号，m为窗口长度，等于256*N，Corr(s)为s时刻的相关结果。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，将得到的相关结果取平方以后，需要在至少 一帧内进行累加求和，以降低噪声对相关结果的影响，相关峰值的位置即为时隙同步的位 置，并利用累加后的相关结果计算定时误差和小数倍延迟。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，第6步所述利用相关结果计算定时误差的方 法如下：
其中：power2p()S为相关功率值第二的相关值的时间位置，power3p()S为相关功率值第三 的相关值的时间位置；sign(X)为：
通过能够得到定时误差的绝对偏差值，power2p()s-power3p()S的符号表征 了信号定时误差的方向，当此值为负时，表明信号采样点滞后；当此值为正时，表明信号采 样点超前。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：第6步计算的定时误差e会有比较大的波 动，所以需要经过环路滤波器，对定时误差e去除高频分量，环路滤波器采用二阶比例积分 滤波器，或者更高阶的滤波器，从而得到滤除高频分量的定时误差e'。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：得到的滤除高频分量的定时误差e'需要进 行乘以一个固定的系数k以定标到当前码片速率对应的当前帧小数倍延迟U;u=kXef 其中k的计算方式如下： 通过将N倍码片速率的数据向前偏移一个Ts，即在最前面补一个0,计算定时误差el; 向后偏移一个Ts，即去掉一个采样点，计算定时误差e2,则比例因子k的计算方法为： (e2-el)*k= 2/Ts k= 2/((e2-el)*Ts) k即为定时误差转化为小数倍延迟比例因子；k*e'为实际的定时偏差，是有可能是一 个大于1的数，而小数倍的延迟仅仅是k*e'的小数部分，即为u。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于：得到的小数倍延迟u仅仅是当前帧的小数 倍延迟，而实际送给Farrow滤波器的延迟u'应该是上一次送入Farrow滤波器的延迟u_ last和u的和。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：第4步中利用Farrow滤波器完成小数倍的 延迟操作，Farrow滤波器的实现方式如下： y⑴=E11Lll Q *x(ii +12 -i) 其中：12 = -2,I2 = 1，X为Farrow滤波器的输入，y为滤波器的输出，滤波器系数为：C_2 =au2+au CL1 = _au2+(a+l)u C0 = -au2+(a+1)u+1 Ci- ￡IU2-BU a为滤波器的增益系数，本文取0. 25。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：第4步中，当前巾贞计算的小数倍延迟通过Farrow滤波器作用于下一帧数据，"下一帧数据"经过Farrow的小数倍延迟以后，是修正了 定时误差的，此时的数据同样会进行PSCH相关模块，计算"下一帧数据"的定时误差值，同 时作用到"下一帧的下一帧"。
10. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：在寻找峰值的过程中，对于多倍码片速率 的信号需要降采样到单倍码片速率，需要从多倍码片速率的信号中每N个采样点抽取一 个，抽取的相位基准就是PSCH相关结果中峰值的相位，时隙同步的位置要从多倍的同步位 置除以N转换为单倍的同步位置。
【文档编号】H04L7/00GK104270239SQ201410568830
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】吕猛, 齐进, 曹玉良, 季茂林, 张艳辉, 霍岳恒, 岳友红 申请人:天津市德力电子仪器有限公司