一种频偏估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种频偏估计方法及装置，该方法为，分别计算每一根天线上的每个时隙的相位估计值，再计算平均相位值，及根据平均相位值获得频偏估计值，其中，在计算一根天线上的一个时隙的相位估计值时，采用以下方法：采用同一个导频符号上不同定时窗的两组数据，在时域数据取最前和最后M个采样点的时域CP数据，然后提取出的时域CP数据进行共轭相关得到相位估计值。这样，由于是将最前和最后时域CP数据用于频偏估计，因此估计时引入的噪声少，在低信噪比的情况下，频偏估计性能也比较好，解决了频偏估计误差大的问题，且可估计范围也满足需求；对IFFT的点数、定时提前时刻和提取时域CP数据的采样点个数进行了设定，降低了运算量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种频偏估计方法及装置。
技术介绍
目前长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术得到了广泛的关注和研究，而且已成为未来高速铁路通信的关键。根据未来高速铁路的发展趋势和欧美国家目前运营状况，高速铁路覆盖方案应该能满足300km/h以上速度，最快达到450km/h的高速行驶要求，而且用户对于在高速移动下的通信种类和服务质量要求也越来越高。但铁路的高速运动会造成很大的频率偏移，基于LTE的高速铁路系统，由于采用了正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术，对于频率偏移会更加敏感，只有快速、有效地估计出这个频率偏移,才能进行频偏补偿,达到接收机能够接受的频率偏移,从而进行正常的解调译码。现有技术中，一种频偏估计的方法是，采用不同时隙两列导频的信道估计进行频偏估计，基于现有技术下的频偏估计方法具体操作过程如下：首先，通过基站，根据快速傅里叶变换(FastFourierTransform，FFT)窗口定时在导频所在符号上分别取出两时隙有效的OFDM符号，分别记为和其中上标KaR表示第KaR根天线，上标slot0表示时隙0，上标slot1表示时隙1，下标TAGC表示时域信号。然后，根据上述和本地存储的参考信号，以及用户信息，获取两时隙的频域信道估计结果，分别记为和其中下标freq表示频域信号。然后，将和进行共轭相关，计算出相位值，记为进而，根据上述相位估计方法，在多根天线上分别进行估计，将估计得到的所有相位值进行平均，得到平均相位值，记为最后，根据平均相位值进行频偏估计，得到频偏估计值，记为fm1。由此可见，现有技术中的频偏估计的方法，采用不同时隙两列导频的信道估计来进行频偏估计，可以对信道估计进行降噪，因而频偏估计性能较优，但这种频偏估计方法的可估计范围有限，最大可估计1000Hz，当高速铁路速度超过270Km/h时则不能使用该方法。现有技术中，另一种频偏估计的方法是，采用同一导频符号不同定时窗的数据，在频域进行数据重构后，再进行频偏估计。参阅图2所示，本
技术介绍
中，基于现有技术下的频偏估计方法具体操作过程如下：首先，在同一导频所在符号上进行两次OFDM符号的截取；第一次是根据FFT窗口定时取出一组有效的OFDM符号，记为第二次是在当前的定时时刻提前Δn个采样点，再取出一组OFDM符号，记为Nfft为FFT点数，其中，下标p1为第一个时刻，下标p2为第二时刻，上标slot为时隙，上标KaR表示第KaR根天线，下标TAGC表示时域信号。然后，对和分别进行Nfft点FFT变换，得到频域信号分别记为和其中，下标F表示频域信号。然后，根据用户的资源映射方式，例如为采用跳频方案和不采用跳频方案，和资源指示信息来确定用户占用的资源块(ResourceBlock，RB)位置，分别记为和其中下标user表示用户。然后，对第二组频域数据进行数据重构获得新数据，记为具体重构方式为：其中下标shift表示相移。然后，将和进行共轭相关，计算出相位值，记为然后，根据上述相位估计方法，在多根天线上分别进行估计，将在多根天线上的每个时隙得到的相位值进行平均，得到平均相位值，记为最后，根据平均相位值进行频偏估计，得到频偏估计值，记为fm1。由此可见，现有技术中另一种频偏估计的方法是，采用同一导频符号不同定时窗的数据，在频域数据重构后进行频偏估计，但是，数据重构会引入估计误差，当调度物理资源块(PhysicalResourceBlock，PRB)数较少时，误差更明显，且由于采用整符号数据进行估计，引入的噪声比较大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种频偏估计方法及装置，以解决现有技术中频偏估计范围有限或频偏估计误差大的问题。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：一种频偏估计方法，根据计算获得的每一根天线上的每个时隙的相位估计值获得平均相位值，再根据上述平均相位值计算频偏估计值，其中，计算一根天线上的一个时隙的相位估计值，具体包括：在同一个导频符号上，根据FFT窗口定时获取第一组正交频分复用OFDM符号，并在上述FFT窗口定时时刻提前Δn＝Nfft/16个采样点，获取第二组OFDM符号，其中，上述Nfft为FFT点数；对上述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT得到频域信号，从上述频域信号中提取用户数据并进行快速傅里叶逆变换(InverseFastFourierTransform，IFFT)，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据；提取出第一组用户时域数据中后M个采样点的第一时域CP数据，以及提取出第二组用户时域数据中前M个采样点的第二时域CP数据，并对提取出的第一时域CP数据和第二时域CP数据进行共轭相关，得到相位估计值；其中，M为预设值。本专利技术实施例中，分别计算获得每一根天线上的每个时隙的相位估计值，再计算获得平均相位值，以及根据平均相位值获得频偏估计值，其中，在计算一根天线上的一个时隙的相位估计值时，采用以下方法：在同一个导频符号上，根据FFT窗口定时获取第一组OFDM符号，并在上述FFT窗口定时时刻提前Δn＝Nfft/16个采样点，获取第二组OFDM符号，然后对上述两组OFDM符号分别进行FFT、用户数据提取和IFFT，得到对应的时域数据，并分别提取出最后和最前的M个采样点的时域CP数据，进而通过提取出的时域CP数据共轭相关，得到相位估计值。这样，由于是获取最前和最后的时域CP数据用于频偏估计，因此估计时引入的噪声比较少，在低信噪比的情况下，频偏估计性能也比较好，解决了频偏估计误差大的问题，且可估计范围也满足需求；同时对IFFT的点数、定时提前时刻和提取时域CP数据的采样点个数进行了设定，降低了计算的运算量。较佳的，对上述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT得到频域信号，从上述频域信号中提取用户数据并进行IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据，具体包括：对上述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT，得到第一组频域信号和第二组频域信号；对得到的第一组频域信号和第二组频域信号分别进行用户数据提取，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据；对得到的第一组用户频域数据和第二组用户频域数据分别进行Nconvert点IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据，其中，上述Nconvert取值为Nprb表征为物理资源块PRB的个数。这样，IFFT点数的设定，降低了获取时域数据时的运算量。较佳的，对得到的第一组频域信号和第二组频域信号分别进行用户数据提取，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据，具体包括：根据上述第一组频域信号和第二组频域信号、用户的资源映射方式和资源指示信息，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据，其中，上述资源指示信息表征，用户的PRB位置。较佳的，上述M个采样点，具体包括：将采样点个数M，设定为Nconvert/Nfft*Δn。这样，通过上述Nconvert和Δn的设定，可使M的值取整，保证完整地取出时域CP数据。较佳的，根据计算获得的每一根天线上的每个时隙的相位估计值获得平均相位值，再根据上述平均相位值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频偏估计方法，根据计算获得的每一根天线上的每个时隙的相位估计值获得平均相位值，再根据所述平均相位值计算频偏估计值，其特征在于，计算一根天线上的一个时隙的相位估计值，具体包括：在同一个导频符号上，根据快速傅里叶变换FFT窗口定时获取第一组正交频分复用OFDM符号，并在所述FFT窗口定时时刻提前Δn＝Nfft/16个采样点，获取第二组OFDM符号，其中，所述Nfft为FFT点数；对所述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT得到频域信号，从所述频域信号中提取用户数据并进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据；提取出第一组用户时域数据中后M个采样点的第一时域循环前缀CP数据，以及提取出第二组用户时域数据中前M个采样点的第二时域CP数据，并对提取出的第一时域CP数据和第二时域CP数据进行共轭相关，得到相位估计值；其中，M为预设值。

【技术特征摘要】
1.一种频偏估计方法，根据计算获得的每一根天线上的每个时隙的相位估计值获得平均相位值，再根据所述平均相位值计算频偏估计值，其特征在于，计算一根天线上的一个时隙的相位估计值，具体包括：在同一个导频符号上，根据快速傅里叶变换FFT窗口定时获取第一组正交频分复用OFDM符号，并在所述FFT窗口定时时刻提前Δn＝Nfft/16个采样点，获取第二组OFDM符号，其中，所述Nfft为FFT点数；对所述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT得到频域信号，从所述频域信号中提取用户数据并进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据；提取出第一组用户时域数据中后M个采样点的第一时域循环前缀CP数据，以及提取出第二组用户时域数据中前M个采样点的第二时域CP数据，并对提取出的第一时域CP数据和第二时域CP数据进行共轭相关，得到相位估计值；其中，M为预设值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT得到频域信号，从所述频域信号中提取用户数据并进行IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据，具体包括：对所述第一组OFDM符号和第二组OFDM符号分别进行FFT，得到第一组频域信号和第二组频域信号；对得到的第一组频域信号和第二组频域信号分别进行用户数据提取，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据；对得到的第一组用户频域数据和第二组用户频域数据分别进行Nconvert点IFFT，得到第一组用户时域数据和第二组用户时域数据，其中，所述Nconvert取值为Nprb表征为物理资源块PRB的个数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对得到的第一组频域信号和
\t第二组频域信号分别进行用户数据提取，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据，具体包括：根据所述第一组频域信号和第二组频域信号、用户的资源映射方式和资源指示信息，得到第一组用户频域数据和第二组用户频域数据，其中，所述资源指示信息表征，用户的PRB位置。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M个采样点，具体包括：将采样点个数M，设定为Nconvert/Nfft*Δn。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据计算获得的每一根天线上的每个时隙的相位估计值获得平均相位值，再根据所述平均相位值计算频偏估计值，具体包括：将在每一根天线上的每个时隙获得的相位估计值进行平均，得到平均相位值；获得平均相位值后，根据所述平均相位值、采样周期和FFT点数，计算频偏估计值。6.一种频偏估计装置，其特征在于，包括获取单元、处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉凤，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11