[发明专利]频偏估计和补偿的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种频偏估计和补偿的方法和设备。

背景技术

宽带码分多址（WCDMA）作为世界三种主流3G标准之一，不仅能够提供高质量的传统语音业务的服务，还能够提供类似于固网的多媒体业务的服务，在提供服务之前，确定业务随机接入信道是一个非常重要的步骤。

所述随机接入信道（Random Access Channel，RACH）是一种上行传输信道，在业务开始执行之前需要先经过RACH接入，并在建立业务链路后进行通信，主要应用在终端开机注册接入通信网络时、位置移动后网络位置信息更新时等，例如：移动台需要同网络侧建立通信，需通过RACH向网络侧发送一个报文，目的是向网络侧申请一条信令信道，网络侧将根据RACH携带的信道请求来决定为移动台分配的信道类型。

其中，RACH包含了前导信息和消息信息，其中，前导信息由随机选择的16比特有效签名序列重复256次构成；消息信息传输的时间间隔TTI可为10ms（此时，RACH中包含一帧消息信息）或者20ms（此时，RACH中包含两帧消息信息）。如图1所示，为RACH前导信息和消息信息传输示意图，其工作原理为：终端持续发送RACH前导信息，直到AICH（即捕获指示）上得到确认的响应，开始RACH消息信息传输，其中，一个RACH的前导信息与该RACH的消息信息之间存在对应关系，在RACH中包含一帧消息信息时，一个RACH的前导信息对应该RACH的一帧消息信息；在RACH中包含两帧消息信息时，一个RACH的前导信息对应该RACH的两帧消息信息。

然而在现有的高铁场景下，移动终端处于高速的运动中，基站在接收终端发送的RACH的前导信息和消息信息的过程中，信号的频率会发生变化，产生多普勒效应。然而一旦发生多普勒效应，则产生的频偏会对RACH的消息信息的解调造成严重影响。例如：参考3GPP组织TS25.104协议（即R8），若火车的速度为350公里/小时，则基站在接收到终端发送的上行信号产生的最大多普勒频偏可达到1340Hz。如图2所示，为高铁场景下信道频偏变化的示意图，在图2中，在某一时刻，高铁场景下信道频偏的变化为1150Hz~-1150Hz。

为了解决准确定位高铁场景下信道的频偏大小，在现有技术中存在以下几种方法：

第一种方法：增加RACH前导信息的检测任务，利用RACH前导进行频偏估计，将得到的频偏估计值用于对RACH消息信息的频偏补偿。

具体实施方式有两种：

1、采用预设频偏值法。具体方式为：在终端准备接入网络时，用预设的n个不同的频偏补偿值进行RACH前导的解调，得到不同频偏补偿时的前导幅度；根据得到的n个前导幅度，计算得到n-1个前导幅度的比值；利用得到的比值、预设的频偏差的函数与其中一个频偏补偿值之间求差得到n-1个频偏差值；将得到的频偏差值求平均值得到频偏估计值，并利用得到的频偏估计值对RACH的消息信息进行频偏补偿。

2、采用RACH前导的差分相关法。具体方式为：首先，利用确定的最大径位置对前导信息作解扰解扩处理；其次，将得到的处理结果分为若干小段，对每个小段进行相干积分处理，计算相邻处理结果之间相位角度转动的估计值；最后，根据相位差和时间差算出频偏估计值，并利用得到的频偏估计值对RACH的消息信息进行频偏补偿。

采用预设频偏值法，确定的频偏估计值相对比较粗糙，还额外耗费硬件资源；采用RACH前导的差分相关法，在进行相干积分运算时噪声的影响较大，确定的频偏估计值准确度较低，同时，在确定频偏估计值时，并没有考虑到信道频偏发生突变这一因素，因此，利用第一种方式确定RACH的频偏估计值准确度较低，实用性较差。

第二种方法：同时对RACH前导信息和消息信息进行频偏估计。

具体实施方式为：首先，对前导信息进行频偏预估计及多径选择；其次，根据所得的径位置信息对RACH消息控制信息进行解扰解扩处理，并进行频偏预补偿；第三，经过相关运算和非相关运算后去掉一些无用径，对剩余径信息进行频偏估计和补偿。这种方式虽然综合利用了RACH前导信息和消息信息，并且进行了两次选择，两次频偏估计，但是运算复杂，进行多径运算的意义不大，造成硬件资源的浪费。

综上所述，在现有技术中存在确定的RACH的频偏估计值准确性差且实用性不高的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种确定频偏估计和补偿的方法和设备，用于解决现有技术中存在确定的RACH的频偏估计值准确性差且实用性不高的问题。

一种确定频偏估计的方法，所述方法包括：