基于td-scdma系统的时隙结构的相位校准方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请实施例公开了基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法及其装置，其中一种方法包括：对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算；根据相关运算的结果计算第一相位偏移量；利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿；对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调；将解调后的数据进行再调制；对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算；根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。本申请实施例可以使TD-SCDMA在大频偏环境下正常工作。
【专利说明】基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法及装置
【技术领域】
[0001] 本申请涉及通信【技术领域】，特别涉及一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构相位校 准方法及其对应的装置。
【背景技术】
[0002] TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时 分同步码分多址）系统是ITU批准的三个3G标准之一，相对于另外两个主要的3G标准 (CDMA2000和WCDMA)而言，起步较晚。但是，TD-SCDMA系统在频谱利用率、频率灵活性、对 业务支持具有多样性等多方面有独特优势。TD-SCDMA系统的优势起源于它特殊的帧结构和 时隙突发结构。
[0003] 参见图1 (a)?（b)，其中：图1 (a)示出了 TD-SCDMA系统物理信道的帧结构，图 1(b)示出了 TD-SCDMA系统物理信道业务时隙的突发结构。由图可知，TD-SCDMA的每帧帧长 为10ms，每帧被划分为2个5ms的子帧，每个子帧被进一步划分为7个持续期为675 μ s的 主时隙和3个特殊时隙（DwPTS :下行导引，GP :保护周期，UpPTS :上行导引）。时隙内容为 对应长度的突发，每个突发包括两个数据符号域、144chips长度的中缀码（Midamble码）和 16chips保护周期（GP)。尽管TD-SCDMA系统采用了如前所述的帧结构和时隙突发结构，但 在终端本振频率拨动、终端快速移动、越区切换等情形下，仍然可能出现较大的相位偏移， 如果在接收机进行解调之前不进行相位校准，将使系统性能受到影响。现有技术采用数据 符号进行相位校准，即利用时隙突发结构中Midamble码两端的数据符号进行相位校准，该 校准方式要对接收的数据符号进行硬判决，硬判决有效的最大允许相位偏移为η /4,否则， 将会出错。
[0004] 然而，考虑频偏达到1500Hz时，TD-SCDMA每个突发的midamble码长度为 144chip，midamble码的多普勒相移大约为π /4,紧邻midamble码两端的数据符号到 midamble码中心位置的相移为π /8,且越偏离midamble码相移越严重，若再考虑到载波漂 移、噪声、干扰和切换带来的影响，midamble码两端的数据符号的相移可能超过π/4。由此 可见，采用数据符号进行相位校准的方法不能在大频偏下工作。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于TD-SCDMA系统的时隙突发 的相位校准方法及其对应的装置，以使TD-SCDMA系统在大频偏下能够进行相位校准。
[0006] 本申请实施例提供的基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法包括：
[0007] 对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算；
[0008] 根据相关运算的结果计算第一相位偏移量；
[0009] 利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿；
[0010] 对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调；
[0011] 将解调后的数据进行再调制；
[0012] 对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算；
[0013] 根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；
[0014] 利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
[0015] 优选地，所述本地参考信号按照如下方式获得：
[0016] 根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突发的中间码序列进行 信道估计；
[0017] 将信道估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号。
[0018] 进一步优选地，在根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突发的 中间码序列进行信道估计后，对信道估计的结果保留时间位置上的信号强度大于预设值的 信号的抽头响应，将信号强度小于预设值的信号的抽头响应置零以实现降噪，所述将信道 估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号具体为将经过降噪 处理后的信道估计结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号。
[0019] 本申请实施例还提供了一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法。该 方法包括：
[0020] 对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算；
[0021] 根据相关运算的结果计算第一相位偏移量；
[0022] 判断所述第一相位偏移量是否大于预设门限阈值，如果是，则利用第一相位偏移 量对接收符号进行相位补偿，结束流程；如果否，则执行如下步骤：对接收符号进行硬判 决、解调；将解调后的数据进行再调制；对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关 运算；根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；利用第二相位偏移量对接收符号进行相 位补偿。
[0023] 优选地，所述预设门限阈值根据第一相位偏移量的多普勒频偏下限值或数据段校 准的多普勒频偏上限值，和/或链路噪声，和/或信道类型确定。
[0024] 本申请实施例还提供了一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准装置。该 装置包括：第一相关运算单元、第一相位偏移量计算单元、第一相位补偿单元、硬判决与解 调单元、调制单元、第二相关运算单元、第二相位偏移量计算单元和第二相位补偿单元，其 中：
[0025] 所述第一相关运算单元，用于对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信 号进行相关运算；
[0026] 所述第一相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第一相位偏移量；
[0027] 所述第一相位补偿单元，用于利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿；
[0028] 所述硬判决与解调单元，用于对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调；
[0029] 所述调制单元，用于将解调后的数据进行再调制；
[0030] 所述第二相关运算单元，用于对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运 算；
[0031] 所述第二相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；
[0032] 所述第二相位补偿单元，用于利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
[0033] 优选地，所述装置包括参考信号获取单元，该单元包括信道估计子单元和卷积运 算子单元，其中：
[0034] 所述信道估计子单元，用于根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时 隙突发的中间码序列进行信道估计；
[0035] 所述卷积运算子单元，用于将信道估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列 卷积得到本地参考信号。
[0036] 进一步优选地，所述参考信号获取单元还包括降噪子单元，用于在根据本地已知 时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突发的中间码序列进行信道估计后，对信道估计 的结果保留时间位置上的信号强度大于预设值的信号的抽头响应，将信号强度小于预设值 的信号的抽头响应置零；所述卷积运算子单元具体用于将经过降噪处理后的信道估计结果 与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号。
[0037] 本申请实施例还提供了一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准装置。该 装置包括：第一相关运算单元、第一相位偏移量计算单元、偏移量判断单元、第一相位补偿 单元、硬判决与解调单元、调制单元、第二相关运算单元、第二相位偏移量计算单元和第二 相位偏移量补偿单元，其中：
[0038] 所述第一相关运算单元，用于对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信 号进行相关运算；
[0039] 所述第一相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第一相位偏移量；
[0040] 所述偏移量判断单元，用于判断所述第一相位偏移量是否大于预设门限阈值，如 果是，则触发第一相位补偿单元利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿，结束流程； 如果否，则触发硬判决与解调单元；
[0041] 所述硬判决与解调单元，用于对接收符号进行硬判决、解调；
[0042] 所述调制单元，用于将解调后的数据进行再调制；
[0043] 所述第二相关运算单元，用于对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运 算；
[0044] 所述第二相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；
[0045] 所述第二相位补偿单元，用于利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
[0046] 本申请实施例对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运 算，根据相关运算结果计算第一相位偏移量，利用该偏移量进行补偿，对相位补偿后的接 收符号进行硬判决、解调，然后，将解调后的数据进行再调制、相关运算、计算第二相位偏移 量，并利用第二相位偏移量进行相位补偿。与现有技术相比，本申请实施例进行两次相位 补偿，第一次相位补偿根据TD-SCDMA时隙结构的中间码（midamble码）进行初步的相位补 偿，第二次相位补偿根据TD-SCDMA时隙结构的数据符号进行再次的相位补偿，通过两次不 同的相位补偿，使得基于TD-SCDMA时隙结构的系统可以在较大的频偏环境下正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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 申请中记载的一些实施例，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。
[0048] 图1 (a)为TD-SCDMA系统物理信道帧结构示意图；
[0049] 图1 (b)为TD-SCDMA系统物理信道业务时隙突发结构示意图；
[0050] 图2为本申请的基于TD-SCDMA系统时隙结构的相位校准方法实施例之一的流程 图；
[0051] 图3为不同校准方式对BER的影响情况仿真示意图之一；
[0052] 图4为本申请的基于TD-SCDMA系统时隙结构的相位校准方法实施例之二的流程 图；
[0053] 图5为不同校准方式对BER的影响情况仿真示意图之二；
[0054] 图6为本申请的基于TD-SCDMA系统时隙结构的相位校准装置实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0055] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。
[0056] 参见图2,该图示出了本申请的基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法实 施例（实施例一）的流程。该流程包括：
[0057] 步骤S201 :对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算；
[0058] 假设接收符号的时隙突发的中间码（midamble码）序列为emid，本地参考信号§_， 则可以按照下述公式进行相关运算：
[0059]
【权利要求】
1. 一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法，其特征在于，该方法包括： 对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算； 根据相关运算的结果计算第一相位偏移量； 利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿； 对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调； 将解调后的数据进行再调制； 对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算； 根据相关运算的结果计算第二相位偏移量； 利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地参考信号按照如下方式获得： 根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突发的中间码序列进行信道 估计； 将信道估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据本地已知时隙突发的中间码序列 和接收符号的时隙突发的中间码序列进行信道估计后，对信道估计的结果保留信号强度大 于预设值的信号的抽头响应，将信号强度小于预设值的信号的抽头响应置零以实现降噪， 所述将信道估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号具体为 将经过降噪处理后的信道估计结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考 信号。
4. 一种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准方法，其特征在于，该方法包括： 对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进行相关运算； 根据相关运算的结果计算第一相位偏移量； 判断所述第一相位偏移量是否大于预设门限阈值，如果是，则利用第一相位偏移量对 接收符号进行相位补偿，结束流程；如果否，则执行如下步骤：对接收符号进行硬判决、解 调；将解调后的数据进行再调制；对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算； 根据相关运算的结果计算第二相位偏移量；利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补 偿。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在利用第一相位偏移量对接收符号进行 相位补偿后，执行如下步骤：对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调；将解调后的数据 进行再调制；对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算；根据相关运算的结果 计算第二相位偏移量；利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿，结束流程。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设门限阈值根据第一相位偏移量 的多普勒频偏下限值或数据段校准的多普勒频偏上限值，和/或链路噪声，和/或信道类型 确定。
7. -种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准装置，其特征在于，该装置包括：第 一相关运算单元、第一相位偏移量计算单元、第一相位补偿单元、硬判决与解调单元、调制 单元、第二相关运算单元、第二相位偏移量计算单元和第二相位补偿单元，其中： 所述第一相关运算单元，用于对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进 行相关运算； 所述第一相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第一相位偏移量； 所述第一相位补偿单元，用于利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿； 所述硬判决与解调单元，用于对相位补偿后的接收符号进行硬判决、解调； 所述调制单元，用于将解调后的数据进行再调制； 所述第二相关运算单元，用于对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算； 所述第二相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第二相位偏移量； 所述第二相位补偿单元，用于利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括参考信号获取单元，该单元 包括信道估计子单元和卷积运算子单元，其中： 所述信道估计子单元，用于根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突 发的中间码序列进行信道估计； 所述卷积运算子单元，用于将信道估计的结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积 得到本地参考信号。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述参考信号获取单元还包括降噪子单 元，用于在根据本地已知时隙突发的中间码序列和接收符号的时隙突发的中间码序列进行 信道估计后，对信道估计的结果保留信号强度大于预设值的信号的抽头响应，将信号强度 小于预设值的信号的抽头响应置零；所述卷积运算子单元具体用于将经过降噪处理后的信 道估计结果与本地已知时隙突发的中间码序列卷积得到本地参考信号。
10. -种基于TD-SCDMA系统的时隙结构的相位校准装置，其特征在于，所述装置包括： 第一相关运算单元、第一相位偏移量计算单元、偏移量判断单元、第一相位补偿单元、硬判 决与解调单元、调制单元、第二相关运算单元、第二相位偏移量计算单元和第二相位偏移量 补偿单元，其中： 所述第一相关运算单元，用于对接收符号的时隙突发的中间码序列和本地参考信号进 行相关运算； 所述第一相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第一相位偏移量； 所述偏移量判断单元，用于判断所述第一相位偏移量是否大于预设门限阈值，如果是， 则触发第一相位补偿单元利用第一相位偏移量对接收符号进行相位补偿，结束流程；如果 否，则触发硬判决与解调单元； 所述硬判决与解调单元，用于对接收符号进行硬判决、解调； 所述调制单元，用于将解调后的数据进行再调制； 所述第二相关运算单元，用于对调制后的符号序列与接收符号的序列进行相关运算； 所述第二相位偏移量计算单元，用于根据相关运算的结果计算第二相位偏移量； 所述第二相位补偿单元，用于利用第二相位偏移量对接收符号进行相位补偿。
【文档编号】H04L25/03GK104243368SQ201310244590
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】裴亚丽, 曹晏波, 乔元新, 孙建勋, 董育新 申请人:大唐联诚信息系统技术有限公司