一种移动通信系统中的频偏估计方法及系统论文和设计-储昭亮

全文摘要

本申请公开了一种移动通信系统中的频偏估计方法。根据导频信息分别估计出四个时刻的移动终端的信道。根据两个不同时刻的信道估计值进行一阶差分运算，根据另外两个不同时刻的信道估计值也进行一阶差分运算。根据两个一阶差分运算结果得到的相位信息，通过反三角函数运算分别得到一阶差分相位偏移估计量。由两个一阶差分相位偏移估计量分别得到一阶差分频偏估计量。对两个一阶差分运算结果以及两个一阶差分频偏估计量进行二阶差分运算，得到二阶差分运算结果。根据二阶差分运算结果到的相位信息，通过反三角函数运算得到二阶差分相位偏移估计量。由二阶差分相位偏移估计量得到二阶差分频偏估计量。本申请可扩大频偏估计范围，也具有精度高的特点。

主设计要求

1.一种移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，包括如下步骤：步骤S202：根据导频信息分别估计出四个时刻的移动终端的信道；步骤S204：根据两个不同时刻的信道估计结果进行一阶差分运算，根据另外两个不同时刻的信道估计结果也进行一阶差分运算，得到两个一阶差分运算结果；所述一阶差分运算是将一个信道估计结果与另一个信道估计结果的共轭值相乘；步骤S206：根据两个一阶差分运算结果分别得到的两个相位信息，通过反三角函数运算分别得到一阶差分相位偏移估计量；步骤S208：由两个一阶差分相位偏移估计量分别得到一阶差分频偏估计量；步骤S210：对两个一阶差分运算结果以及两个一阶差分频偏估计量进行二阶差分运算，得到二阶差分运算结果；所述二阶差分运算是将一个一阶差分运算结果与另一个一阶差分运算结果的共轭值相乘；步骤S212：根据二阶差分运算结果到的相位信息，通过反三角函数运算得到二阶差分相位偏移估计量；步骤S214：由二阶差分相位偏移估计量得到二阶差分频偏估计量。

设计方案

1.一种移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤S202：根据导频信息分别估计出四个时刻的移动终端的信道；

步骤S204：根据两个不同时刻的信道估计结果进行一阶差分运算，根据另外两个不同时刻的信道估计结果也进行一阶差分运算，得到两个一阶差分运算结果；所述一阶差分运算是将一个信道估计结果与另一个信道估计结果的共轭值相乘；

步骤S206：根据两个一阶差分运算结果分别得到的两个相位信息，通过反三角函数运算分别得到一阶差分相位偏移估计量；

步骤S208：由两个一阶差分相位偏移估计量分别得到一阶差分频偏估计量；

步骤S210：对两个一阶差分运算结果以及两个一阶差分频偏估计量进行二阶差分运算，得到二阶差分运算结果；所述二阶差分运算是将一个一阶差分运算结果与另一个一阶差分运算结果的共轭值相乘；

步骤S212：根据二阶差分运算结果到的相位信息，通过反三角函数运算得到二阶差分相位偏移估计量；

步骤S214：由二阶差分相位偏移估计量得到二阶差分频偏估计量。

2. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，所述步骤S202中，所述四个时刻t1至t4满足t1≠t2，t3≠t4，Δt1≠Δt2，且Δt'＜min{Δt1, Δt2}；其中Δt1＝t2－t1，Δt2＝t4－t3，Δt'＝|Δt1－Δt2|，双竖线表示绝对值，min函数表示取最小。

3.根据权利要求1所述的移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤S402：选取八个时刻；对四个时刻按照步骤S202至步骤S214得到二阶差分运算结果一和二阶差分频偏估计量一；对另外四个时刻也按照步骤S202至步骤S214得到二阶差分运算结果二和二阶差分频偏估计量二；

步骤S404：对两个二阶差分运算结果以及两个二阶差分频偏估计量进行三阶差分运算，得到三阶差分运算结果；所述三阶差分运算是将一个二阶差分运算结果与另一个二阶差分运算结果的共轭值相乘；

步骤S406：根据三阶差分运算结果到的相位信息，通过反三角函数运算得到三阶差分相位偏移估计量；

步骤S408：由三阶差分相位偏移估计量得到三阶差分频偏估计量。

4.根据权利要求3所述的移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，所述步骤S402中，所述八个时刻t1至t8同时满足以下三个条件；

条件一：t1、t2、t3、t4的取值要求是t1≠t2，t3≠t4，Δt1≠Δt2，且Δt1'＜min{Δt1,Δt2}；其中Δt1＝t2－t1，Δt2＝t4－t3，Δt1'＝|Δt1－Δt2|，双竖线表示绝对值，min函数表示取最小；

条件二：t5、t6、t7、t8的取值要求是t5≠t6，t7≠t8，Δt3≠Δt4，且Δt2'＜min{Δt3,Δt4}；其中Δt3＝t6－t5，Δt4＝t8－t7，Δt2'＝|Δt3－Δt4|，双竖线表示绝对值，min函数表示取最小；

条件三：Δt''＜min{Δt1', Δt2'}；其中Δt''＝|Δt1'－Δt2'|，双竖线表示绝对值，min函数表示取最小。

5. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的频偏估计方法，其特征是，

设计说明书

技术领域

本申请涉及一种移动通信系统中的频偏估计方法及系统。

背景技术

在移动通信系统中，由于晶振（晶体振荡器，crystal oscillator）性能、多普勒频移（Doppler shift）等因素的影响，导致接收到的信号存在频率偏差（简称为频偏）。当频率误差超过0.05ppm（parts per million，百万分率）时，就会严重影响业务质量，造成无法传输数据或者掉话（call drop）。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）系统对频偏比较敏感。传统的频偏估计跟踪往往是通过在搜网驻留阶段的初始大频偏估计、以及后续跟踪阶段的小频偏估计来实现完整的频偏估计跟踪方案。其中，初始的大频偏估计是单独的硬件计算逻辑资源，虽然估计范围大，但精度低。后续跟踪阶段的小频偏估计的精度高，但是估计范围小。

请参阅图1，传统的跟踪阶段的小频偏估计方法包括如下步骤。

步骤S102：是根据导频（Pilot）信息估计出两个不同时刻t1、t2的移动终端的信道h(t1)、h(t2)，如公式一所示。其中h(t)表示复数形式的信道估计值，t表示信道估计结果中的时间变量，||是复数取模操作，|h|表示信道估计的幅度，e是自然常数，φ是信道估计结果的相位信息。

设计图

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