[发明专利]一种TD‑SCDMA系统中抗采样偏差的时域频偏估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TD-SCDMA终端在能抵抗采样偏差的时域相位差法频偏估计(FOE：Frequency Offset Estimaition)方法。

背景技术

在典型的无线通信系统中，通常都要通过AFC来纠正发射机与接收机的本地振荡器(Local Oscillator)之间存在频率偏差，以保证无线传输的质量和可靠性。AFC中一个核心模块是频偏估计算法模块。频偏估计可以在分别频域和时域完成。由于频域算法相对复杂、与时域算法性能相比相当，所以业内普遍使用时域相位差算法。

时域相位差算法基本原理是将接收信号和参考码序列做共轭相乘去除调制相位，然后等长的前后两段分别求和后再用共轭相关法求出相位差。相位差结果可以换算成频偏。TD-SCDMA系统可以采用的本地码包括下行导频(SyncDL)和中导码(midamble)。

假设M长调制序列{s_k}经过信道传输后的第i条路径上的采样信号为{r_k}，时域相位差算法如下：

(a)根据信道估计结果得到多径位置序列Pi

(b)根据位置提取接收信号{r_k}

(c)计算{r_k}前后两段相关值的和

其中M取值序列长度、函数conj表示求共扼操作。

(d)基于前后两段相关结果，计算这两段之间的相位差值(即：相位旋转值)；可由下式得到：

(e)多径上估计值合并求相位函数angle表示求取相位操作，其值域为[-π，π)。

(f)根据计算所得的相位差值，得到该子帧/时隙内的频偏估计值计算频偏估计值Δf可按下式得到：

传统时域相位差法求频偏是在单倍速采样点上做估计。当采样数据有采样偏差时，该估计会因为码间干扰成为偏估计。另外，在多径环境下径间并不是整chip间隔，当前样点在某条径上没有采样在其它径上也会有采样偏差。采样偏差越大引起的估计误差就会越大，通常有零点几个ppm到几个ppm的频偏估计误差。

鉴频器根据多径选择器得到多径位置信息对输入数据做频偏估计。通常的选径搜索方法是在整chip上选出一条径。多径间间隔为1个chip。但实际多径间间隔并不一定是整chip的。所以接收信号的不同多径有不同的采样偏差，导致利用多径分集的综合性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA系统中抗采样偏差的时域频偏估计方法，以便抑制采样偏差对TD-SCDMA时域频偏估计算法性能影响。

根据本发明的第一方面，提供了一种TD-SCDMA系统中抗采样偏差的时域频偏估计方法，包括：

获取多倍速能量谱步骤，用来通过在输入信号的多个采样相位上分别做信道估计并计算能量谱PDP，再按相位顺序排列成多倍速能量谱；

指示径选取步骤，用来从多倍速能量谱的所有有效谱线中选出多个指示径；

有效径选择步骤，用来从各指示径的径簇区间内选出有效径，以得到经集合P＝{P_i}，其中p_i为第i条有效经，i为大于零的整数；

频偏估计步骤，用于按照p_i的位置取多个点接收数据{r_k}，再针对{r_k}估算频偏估计值Δf。

其中，所述指示径选取步骤包括：多径粗选步骤，用来从多倍速能量谱上中选出能量大于选径门限的所有有效谱线；从有效谱线中选取指示径的步骤，用来把从所有有效谱线中选出分离的并具有最小采样偏差的单径作为指示径。

其中，作为指示径的单径间的距离为最小可分辨距离的整数倍。

其中，所述有效径选择步骤包括：径簇区间划分步骤，用来以各指示径为中心划分出各指示径的径簇区间；在径簇区间选择有效径的步骤，用来利用每个径簇区间内门限依次选出每个径簇区间内的有效径。

其中，径簇区间的长度等于最小可分辨径间距。

其中，所述每个径簇区间内门限Th(k)等于第k个径的能量PDP(k)乘以选径因子FACTER_GROUP_PATHS，其中k是大于零的整数。

其中，所述获取多倍速能量谱步骤包括：通过在每个采样相位上分别做信道估计，计算出每个采样相位点上的能量，从而关于多个采样相位点上能量的能量谱，然后再将该能量谱按相位顺序排列，得到多倍速能量谱。

其中，所述输入信号至少为两倍速采样信号；最好为128长中导码的四倍速采样信号。