一种使用参考信号的OFDM通信系统大频偏估计方法技术方案

本公开描述了一种在移动通信系统中进行物理信道的载波频率偏移(CFO)估计的方法。该方法包括以下步骤：基于在一个或多个参考信号(RS)中的多个正交频分复用(OFDM)符号，对物理信道上的接收信号进行信道估计。该方法包括：在包括+/

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种使用参考信号的OFDM通信系统大频偏估计方法


[0001]本专利技术涉及一种用于使用参考信号(reference signal，RS)的移动无线通信系统的大频率偏移估计方法，特别是用于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex，OFDM)通信系统，例如，但不限于第五代(5G)新无线电(New Radio，NR)通信系统。

技术介绍

[0002]在5G NR通信系统中，高载频正交频分复用(OFDM)系统对以下原因引起的频率误差很敏感：(i)通信系统中的高多普勒频移，例如在高速环境中可能遇到的情况，例如，高速列车或车联网(vehicle to everything，V2X)侧链通信系统；和/或(ii)通信设备发射器和接收器的本地振荡器之间的频率不匹配。这种频率不匹配被标记为载波频率偏移(Carrier Frequency Offset，CFO)。由于解调高度依赖于信号相位信息，由CFO引起的信号相位旋转降低了解调的准确性。CFO还会引起载波间干扰(inter
‑
carrier interference，ICI)，使OFDM系统性能下降。为了提高OFDM系统的性能，应该准确地估计和补偿CFO。然而，CFO估计范围受到NR通信系统中RS结构的限制，例如RS在时域的分离间隔。
[0003]在5G NR通信系统中，四个主要的RS是解调参考信号(Demodulation Reference Signal，DMRS)、相位跟踪RS(Phase
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Tracking RS，PTRS)、探测RS(Sounding RS，SRS)和信道状态信息RS(Channel State Information RS，CSI
‑
RS)等。
[0004]CN11146447A1公开了一种NR物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)的频偏计算方法。该频偏计算方法包括第一步：接收多段参考信号，并对接收到的多段参考信号分别进行采样。该方法包括：根据采样的多段参考信号在相应时域的分布情况，计算多段参考信号之间的相位差，得到多个相位差值。该方法还包括：根据得到的相位差值，处理相应频域的信号，得到第一频偏组，其中，第一频偏组包括多个频偏值。然后，通过预设的第一取值规则算法对第一频偏组进行处理，得到第一频偏值。这种方法有许多缺点。例如，该方法无法区分相位差是否超出范围，从而限制了测量范围。该方法还需要计算和组合第一和第二组频偏，这在计算上很复杂。该方法仅适用于NR PUSCH。
[0005]CN112398764B公开了一种解调参考信号(DMRS)和相位跟踪参考信号(PTRS)组合的频偏估计方法。该方法包括：对PTRS所在子载波对应的承载PTRS和DMRS的资源单元进行信道估计，得到各参考信号的信道估计值。该方法包括：根据每个参考信号的信道估计值，计算相邻参考信号符号之间的相关值，然后得到相邻参考信号符号之间的距离，其中相邻参考信号符号之间的距离是相邻的参考信号符号之间间隔的OFDM符号的数量。该方法根据所有相邻参考信号符号之间的相关值和相邻参考信号符号之间的距离来估计频偏，得到频偏估计结果。这种方法有一些缺点。例如，该方法只适用于DMRS和PTRS，这使得该方法难以在其他信道中使用。并非所有DMRS子载波都被使用，只有那些在PTRS子载波上的被使用，因此信噪比(SNR)比使用所有DMRS子载波时要低。此外，由于缺乏噪声抑制方法，信道响应估计上的噪声将很严重。该方法无法区分相位差是否超范围，这限制了测量范围。
[0006]期望有一种为移动通信系统无线电设备，特别是5G NR无线电设备，提供更准确的CFO估计值的方法。专利技术目的
[0007]本专利技术的一个目的是在一定程度上减轻或避免与5G NR通信系统中已知的CFO估计方法有关的一个或多个问题。
[0008]上述目的是通过主权利要求的特征的组合来实现的；从属权利要求公开了本专利技术的进一步有利实施例。
[0009]本专利技术的另一个目的是为移动通信系统无线电设备，尤其是5GNR无线电设备提供更准确的CFO估计值。
[0010]本领域技术人员将从以下描述中得出本专利技术的其他目的。因此，上述目的陈述并非详尽无遗，仅用于说明本专利技术的多个目的中的一些目的。

技术实现思路

[0011]在第一主要方面，本专利技术提供了一种在移动通信系统中进行物理信道的载波频率偏移(CFO)估计的方法。该方法包括以下步骤：基于在一个或多个参考信号(RS)中的多个正交频分复用(OFDM)符号，对物理信道上的接收信号进行信道估计。该方法包括：在包括+/
‑
π的基础相位旋转范围内确定在所述一个或多个RS中不同OFDM符号之间的多个相位旋转值Φ和相应的时间差s，以获得第一CFO估计候选值f0。扩展基础相位旋转范围，以提供大于+/
‑
π的扩展相位旋转范围，在扩展相位旋转范围内获得额外的CFO估计候选值f1,f2…
f
n
。
[0012]优选地，在扩展相位旋转范围内的额外CFO估计候选值f1,f2…
f
n
是根据CFO补偿后的接收RS与理想RS的相关结果确定、选择或计算的。
[0013]优选地，CFO估计候选值是从单变量线性回归函数的斜率获得的，该函数描述了不同OFDM信号之间的相位旋转和时间差的关系。
[0014]在第二主要方面，本专利技术提供了一种在移动通信系统中进行物理信道的载波频率偏移(CFO)估计的方法，该方法包括：基于在一个或多个参考信号(RS)中的多个正交频分复用(OFDM)符号，对物理信道上的接收信号进行信道估计，并在大于+/
‑
π的扩展相位旋转范围内确定在一个或多个RS中不同OFDM符号之间的相位旋转Φ和相应的时间差s，以获得在扩展相位旋转范围内的多个CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
。
[0015]在第三主要方面，本专利技术提供了一种移动通信系统中的无线电设备，该无线电设备包括存储机器可读指令的存储器和用于执行机器可读指令的处理器，使得当处理器执行机器可读指令时，其配置无线电设备以实施本专利技术第一主要方面或本专利技术第二主要方面的方法。
[0016]在第四主要方面，本专利技术提供了一种存储机器可读指令的非暂时性计算机可读介质，其中，当机器可读指令被处理器执行时，它们配置处理器以实施本专利技术第一主要方面或本专利技术的第二主要方面的方法。
[0017]本
技术实现思路
不一定公开了定义本专利技术所必需的所有特征；本专利技术可以存在于所公开特征的子组合中。
[0018]前面已经广泛地概述了本专利技术的特征，以便可以更好地理解下面对本专利技术的详细描述。下文将描述本专利技术的其他特征和优点，它们构成本专利技术权利要求的主题。本领域技术
人员将理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计其他结构的基础，以实现本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在移动通信系统中进行物理信道的载波频率偏移(CFO)估计的方法，该方法包括：基于在一个或多个参考信号(RS)中的多个正交频分复用(OFDM)符号，对物理信道上的接收信号进行信道估计；在包括+/
‑
π的基础相位旋转范围内确定在所述一个或多个RS中不同OFDM符号之间的多个相位旋转值Φ和相应的时间差s，以获得第一CFO估计候选值f0；以及扩展所述基础相位旋转范围，以提供大于+/
‑
π的扩展相位旋转范围，在所述扩展相位旋转范围内获得额外的CFO估计候选值f1,f2…
f
n
。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一CFO估计候选值f0对应于基础相位旋转值Φ0＝Φ
ori
，其中Φ
ori
为原始相位旋转值，所述扩展相位旋转范围内的所述额外CFO估计候选值f1,f2…
f
n
分别对应于相位旋转值Φ1,Φ2,
…
Φ
n
＝[Φ
ori
+/
‑
2mπ]，其中m是一个正整数。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述扩展相位旋转范围包括所述原始相位旋转范围+/
‑
π扩展为+/
‑
2mπ，其中m大于或等于1。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：用所述第一和额外的CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
补偿接收信号；在已经用所述第一和额外CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
补偿所述接收信号之后，确定理想RS和接收RS之间的互相关值；以及根据所确定的互相关值，将所述第一和额外CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
中的一个确定为最终CFO估计。5.根据权利要求4所述的方法，其中用所述第一和额外CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
补偿所述接收信号是通过以下方式获得的：其中m是分配资源内的子载波索引；i为CFO候选值的索引；R是所述接收RS的频域序列；以及是循环卷积算子。6.根据权利要求4所述的方法，其中在用所述第一和额外CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
补偿所述接收信号之后，比较所述互相关值，是通过以下方式获得的：和其中其中是在频域补偿后的所述接收RS序列，Δf＝f
i
；P
*
是理想RS序列在频域中的复共轭，|P(k)|＝1；以及是从目标函数f(x)中找到给出最大值的参数x的运算。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述方法使用所述最终CFO估计来补偿接收信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法使用所述最终CFO估计来补偿所述接收信号，是通过使用所述最终CFO估计来校正其他信号相位旋转Φ。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述最终CFO估计从以下获得：其中s
ref
是对应于第一扩展相位旋转的时间差。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述最终CFO估计通过以下方式补偿其他信号相位旋转Φ：位旋转Φ：位旋转Φ：其中是所有相位旋转对应的时间差；以及如果A≥0。11.根据权利要求4所述的方法，其中所述最终CFO估计被确定为包括具有最佳或最大互相关值的所述第一和额外CFO估计候选值f0,f1,f2…
f
n
中的一个。12.根据权利要求4所述的方法，其中根据所确定的互相关值确定所述最终CFO估计，是使用线性回归以获得相位旋转Φ对时间s的斜率来确定的。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中惠，张玉贤，姚宜冰，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：