一种频偏估计和补偿的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种频偏估计和补偿的方法及装置。其方法包括：从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于于所述接收信号的循环前缀长度；对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。本发明实施例提供的技术方案，可估计的频偏范围扩大，准确性较好，适用于高速及高铁场景。
【专利说明】一种频偏估计和补偿的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种频偏估计和补偿的方法及装置。
【背景技术】
[0002]高速铁路目前的运行速度为300千米每小时(km/h)，未来可能发展到500km/h。高速铁路具有比较明显的特点:列车运行速度高，运行距离长、穿越地理环境复杂等。在高速铁路环境下，现有的蜂窝移动通信技术将受到限制，语音通信的服务质量大大下降，甚至出现高速铁路环境下的信息孤岛。
[0003]对于正交频分复用(OFDM)技术而言，高速移动产生的多普勒频散会破坏OFDM子载波间正交性，产生子载波间干扰。子载波间干扰将严重影响信道估计的准确性，进而导致OFDM系统性能急剧下降。因此如何在高速移动环境下准确地进行频偏估计是OFDM系统亟需解决的关键性难题之一。
[0004]现有的频偏估计方法，是通过频域导频信道估计相关进行频偏估计。具体的，同一子帧中两个时隙的导频信号间隔为0.5ms，在实际传输过程中，假设传输信道在这一时间间隔内的衰落特性基本不变，那么可以认为同一子帧中两个时隙的导频信道估计差异仅由多普勒频偏造成。通过两个时隙的导频信道估计的差异，可进行频偏估计。频偏估计的公式如下:
【权利要求】
1.一种频偏估计和补偿的方法，其特征在于，包括: 从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于所述接收信号的循环前缀长度； 对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，包括: 从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号； 确定所述OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差； 根据所述相位差进行第一次频偏估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从接收信号所在子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，包括: 从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号； 截取所述OFDM符号的定 时位置的时域接收信号的后所述预定偏移量长度的时域信号，并截取所述定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前所述预定偏移量长度的时域信号； 确定截取的时域信号之间的相位差； 根据所述相位差进行第一次频偏估计。
4.根据权利要求1~3任一项所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括: 对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计； 使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿； 根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计； 将所述第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
5.根据权利要求1~3任一项所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括: 对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计； 根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差； 根据第一次频偏估计的结果确定所述两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；根据确定了取值范围的所述相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
6.根据权利要求1~3任一项所述的方法，其特征在于，对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿，包括: 对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计； 使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿； 根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
7.一种频偏估计和补偿的装置，其特征在于，包括: 第一频偏估计模块，用于从接收信号所在子帧中的至少一个正交频分复用OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取信号，并利用获取的信号进行第一次频偏估计，所述预定偏移量的长度不大于所述接收信号的循环前缀长度； 第二频偏估计模块，用于对所述接收信号进行导频信道估计，并根据导频信道估计结果进行第二次频偏估计，通过第二次频偏估计对第一次频偏估计的结果进行补偿。
8.根据权利要求 7所述的装置，其特征在于，第一频偏估计模块用于: 从所述子帧中的至少一个导频信号所在的OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取频域接收信号； 确定所述OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处的频域接收信号的相位差； 根据所述相位差进行第一次频偏估计。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第一频偏估计模块用于: 从所述子帧中的至少一个OFDM符号的定时位置及所述定时位置之前的预定偏移量处获取时域接收信号； 截取所述OFDM符号的定时位置的时域接收信号的后所述预定偏移量长度的时域信号，并截取所述定时位置之前的预定偏移量处的时域接收信号的前所述预定偏移量长度的时域信号； 确定截取的时域信号之间的相位差； 根据所述相位差进行第一次频偏估计。
10.根据权利要求7~9任一项所述的装置，其特征在于，第二频偏估计模块用于: 对所述接收信号在两个时隙的导频信号进行导频信道估计； 使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿； 根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果进行第二次频偏估计； 将所述第一次频偏估计结果与第二次频偏估计结果之和，作为最终的频偏估计结果。
11.根据权利要求7~9任一项所述的装置，其特征在于，第二频偏估计模块用于: 对所述接收信号在两个时隙的导频信号进行导频信道估计；根据导频信道估计结果确定两个时隙的导频信号的相位差； 根据第一次频偏估计的结果确定所述两个时隙的导频信号的相位差的取值范围；根据确定了取值范围的所述相位差进行第二次频偏估计，将第二次频偏估计结果作为最终的频偏估计结果。
12.根据权利要求7~9任一项所述的装置，其特征在于，所述第二频偏估计模块用于: 对所述子帧中两个时隙的导频信号进行导频信道估计； 使用第一次频偏估计的结果对其中一个时隙的导频信号的导频信道估计结果进行补偿； 根据一个时隙的导频信号的导频信道估计结果和另一个时隙的导频信号的补偿后的导频信道估计结果通过插值方法进行频偏补偿。
【文档编号】H04L27/26GK103873396SQ201410109805
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】张亚文, 刘龙, 李琼 申请人:电信科学技术研究院