基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法技术

本发明专利技术提供了一种基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，包括：用户设备生成基带序列信号，将其插入基带帧信号中，进行发送处理；基站将接收信号处理为基带信号，完成同步搜索，找到帧起始位置；基站截取序列信号，通过序列信号计算载波频偏；上位机对每一路天线得到的载波频偏值进行联合判决，计算统一载波频偏期望值后对载波频偏补偿值进行更新；基站使用更新后的载波频偏补偿值对各路接收信号进行频偏补偿。本发明专利技术提供的方法能够很好地完成载波频偏估计和频偏补偿，有效利用了基站端大规模多天线的条件，计算的频偏值精度高，同时频偏补偿在FPGA上实现复杂度和资源消耗量低，适用于实际工程的应用。

Hardware implementation of uplink joint carrier synchronization based on large scale MIMO

The present invention provides a method for realizing uplink carrier synchronization, combined with hardware based on large scale MIMO include: the user device generates a baseband signal sequence, inserted into the baseband frame signal, transmit processing; base station will receive signal to baseband signal, complete synchronization search, find the frame starting position; the base station signal interception, through the signal sequence calculation of carrier frequency offset; carrier frequency of each antenna PC combined partial value judgment, calculation of partial expected value after the unified carrier frequency of the carrier frequency offset compensation value is updated; base station carrier frequency offset compensation value is updated for each received signal frequency offset compensation. The method provided by the invention can finish carrier frequency offset estimation and frequency offset compensation, the effective use of large-scale multi antenna base station, calculate the frequency offset value of high precision, and frequency offset compensation in FPGA implementation complexity and resource consumption is low, suitable for practical engineering application.

【技术实现步骤摘要】
基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法
本专利技术属于通信
，涉及基于时分双工TDD的大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法。
技术介绍
随着智能手机和平板电脑等移动设备的普及，无线通信数据的流量呈现了爆炸式的增长。现有的通信技术如LTE和Wi-Fi等难以满足急剧增长的吞吐量需求，因此新一代移动通信技术的研究被提上了日程。下一代移动通信的前沿技术之一是大规模MIMO，它的特征之一是在基站端配置几十甚至上百根天线，用来服务总天线数量相对较少的用户设备。通过部署大量的天线，大规模MIMO的信道容量以及链路可靠性较常规MIMO有了大幅提升。目前关于大规模MIMO的研究，基于TDD双工模式的模型占了多数，这是为了利用时分双工TDD条件下的信道互易性，方便发射机对信道信息的获取。由于下一代移动通信的标准尚在研制之中，目前并未出现针对大规模MIMO的统一标准。TDD-LTE协议规定的物理层采用正交频分复用(OFDM)技术，将全部可用带宽分为多个互相正交的子信道，每个子信道使用一个载波携带调制后数据，数据被安放在载波波峰的位置。为了使OFDM符号能够在多个子信道上进行信号的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，用户设备生成基带序列信号，将其插入基带帧信号中，进行发送处理；步骤2，基站端接收信号，并将接收信号处理为基带信号，随后对基带信号进行同步搜索，得到基带信号的帧起始位置；步骤3，基站端依据步骤2得到的帧起始位置，从各路基带信号中截取序列信号，并由序列信号计算出各路载波频偏；步骤4，上位机对所述各路载波频偏进行联合判决，计算统一的载波频偏期望值；步骤5，上位机使用算得的载波频偏期望值对基站各路载波频偏补偿值进行更新；步骤6，基站各路对同步后数据进行符号划分，对携带数据的符号进行去循环前缀操作；步骤7，基站各路载波频...

【技术特征摘要】
1.基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，用户设备生成基带序列信号，将其插入基带帧信号中，进行发送处理；步骤2，基站端接收信号，并将接收信号处理为基带信号，随后对基带信号进行同步搜索，得到基带信号的帧起始位置；步骤3，基站端依据步骤2得到的帧起始位置，从各路基带信号中截取序列信号，并由序列信号计算出各路载波频偏；步骤4，上位机对所述各路载波频偏进行联合判决，计算统一的载波频偏期望值；步骤5，上位机使用算得的载波频偏期望值对基站各路载波频偏补偿值进行更新；步骤6，基站各路对同步后数据进行符号划分，对携带数据的符号进行去循环前缀操作；步骤7，基站各路载波频偏补偿模块使用更新的补偿值对时域基带信号进行载波频偏补偿。2.根据权利要求1所述的基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：步骤101：用户设备通过以下公式生成基带序列信号：上式中，u∈{25,29,34}，表示与小区号有关的参数，n表示基带信号采样点；步骤102：将上述基带序列信号重复产生数个完整周期后，插入基带帧信号的0号子帧的头部；步骤103：上述插入了序列信号的基带帧信号经过数字上采样、数模转换、混频等过程，从用户天线发送出去。3.根据权利要求2所述的基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，其特征在于：所述步骤101中时域基带序列信号的产生采用将数据预先写入随机存储器然后读出的方式。4.根据权利要求1所述的基于大规模MIMO的上行联合载波同步硬件实现方法，其特征在于，所述步骤3中载波频偏通过以下公式计算：上式中，是待计算的估计频偏，D是用于计算载波频偏的两个相同序列之间的时差，Ts为基站接收机采样周期，∠表示求角度操作，C是用于计算载波频偏的两个相同序列的相关值，通过以下公式计算：上式中，L是序列长度，r(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永明，韩紫健，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32