[发明专利]一种TD-SCDMA系统的自动频率校准方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及第三代移动通信系统的频率校准，特别涉及一种TD-SCDMA系统的自动频率校准方法及装置。

背景技术

TD-SCDMA系统的帧结构如附图1所示，该系统的码片速率为1.28Mcps，每个无线子帧长度为5ms，即6400chip。其中，每个子帧又可分为7个常规时隙TS0～TS6，以及两个导频时隙，下行导频时隙(简称，DwPTS)和上行导频时隙(简称，UpPTS)，一个主保护间隔(简称为GP)。进一步的，TS0时隙总是分配给下行链路，用于承载系统广播信道及其它可能的下行信道；而TS1～TS6时隙则用于承载上、下行业务信道。UpPTS和DwPTS分别用来建立初始的上、下行同步。DwPTS的突发结构如图2所示，包含一个64chip的下行同步码(简称，SYNC_DL)，它的作用是小区标识和初始同步建立。时隙TS0～TS6结构如图3所示，长度为864chip，其中包含两段长为352chip的数据符号分别成为数据域1与数据域2，以及中间的一段长为144chip的中间码(简称为midamble)训练序列。该训练序列在TD-SCDMA中有重要意义，作用包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等。

依据3GPP TS 25.222标准的规定，物理层接收或送至高层的数据流(传输块/传输块集)将被编/译码从而在无线传输链路上提供传输服务。信道编码方案由差错检测、差错纠正(包括速率匹配)、交织以及传输信道与物理信道映射等部分组成。

传输信道编码及复用实现数据以传输块集的形式到达编码/复用单元，在各传输时间间隔(简称，TTI)传送。传输时间间隔与传输信道有关，从集合{5ms，10ms，20ms，40ms，80ms}中取值，编码/复用的步骤包括：给每个传输模块加循环冗余校验(简称，CRC)、传输块级连/码块分段、信道编码、无线帧尺寸均衡、交织、无线帧分段、速率匹配、传输信道的复用、比特加扰、物理信道的分段、子帧分段、映射到物理信道。

在TD-SCDMA系统中，传输信道以TTI为单位，以一定的流程与规则映射至数个子帧包含的数个时隙下辖的数个码道(也称，物理信道)上，并以码道的形式传输。单个码道对应的符号数、码片数与其扩频因子(简称，SF)有关，为便于描述，将特定码道换算为固定使用SF＝16表征的资源单元(简称，RU)或虚拟资源单元(简称，VRU)在业界获得广泛使用。

在TD-SCDMA系统中，由于多普勒(简称，doppler)频移、本地振荡器(简称，本振)的误差积累等因素，接收方工作频率并不能时刻与发送方信号的载波频率保持一致，致使接收基带信号携带残留频率偏差(简称，频偏)成分，相位出现漂移，从而严重影响接收方数据检测性能。

针对所述残留频偏纠正的处理业界称为自动频率校准(或自动频率控制，简称，AFC)。自动频率校准通常包含以下几个步骤：

1、残留频偏的估计(简称，FOE)

2、残留频偏估值的统计

3、残留频偏的纠正

其中，残留频偏估计部分是自动频率校准的核心所在；残留频偏估值的统计部分的目的是有效控制频偏估计输出的均方误差；残留频偏的纠正在移动终端(简称，UE)侧可为本振调整或软件纠偏等软硬件处理方式，在接入网络(简称，UTRAN)侧为适应不同终端用户独立的自动频率校准通常使用软件纠偏方式。

对于核心的残留频偏估计，业界主要基于以下两种方案：

1、基于训练序列的频偏估计方案

2、基于联合检测均衡输出符号判决的频偏估计方案

其中，基于训练序列的频偏估计方案利用发端信号中确知的符号信息，提取所述残留频偏引起的相位旋转效果，从而估计出所述残留频偏。然而，当训练序列成分较为复杂，如存在多个训练序列移位和/或多个同频小区训练序列混叠时，有效提取较为纯净的所述相位旋转效果极为困难，因此，所述方案的频偏估计性能在复杂的商用网络中表现不佳。

与基于训练序列的频偏估计方案相比，基于联合检测均衡输出符号判决的频偏估计方案具备以下优势：

1、扩频增益效果或数据样本量优势；

2、带相位旋转效果的符号信息准确获取。

因此，基于联合检测均衡输出符号判决的频偏估计方案在自动频率校准领域中获得广泛应用。现有典型的使用基于联合检测均衡输出符号判决的频偏估计的自动频率校准处理流程如下：

A、接收目标信号；

B、针对接收信号的各目标时隙实施信道估计(同频场景中实施多小区信道估计)及信道估计后处理；

C、依据信道估计后处理结果实施联合检测；

D、针对联合检测均衡输出符号实施判决；