[发明专利]一种多用户接入下的频偏估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多用户接入下的频偏估计方法和装置。

背景技术

OFDMA(Orthogonal Frequecncy Division Multiple Access，正交频分多址)系统是将OFDM（正交频分复用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统扩展到多用户的通信系统。OFDMA系统将传输带宽划分成正交的互不重叠的一系列子载波集，并将不同的子载波分配给不同的用户，因此可调度多个用户同时发送数据。由于OFDMA系统中，用户可以选择条件较好的子载波进行数据传输，使得多用户获得频率上的分集增益，其根据来自每个用户反馈的频率选择性信道条件，对用户进行子载波分配。如图1所示，为OFDMA系统子载波分配示意图。

OFDM技术被广泛应用于宽带系统中，但是OFDM系统对频偏较敏感。因此，频偏估计与校正的准确性就显得极为关键。通常情况下，发送端与接收端的频率偏差由两部分组成：晶体振荡器的时钟漂移以及多普勒频偏。现有技术中，普遍采用的收发两端频率偏差校正方法如图2所示。

现有技术的频偏估计方法通常针对单用户进行。当UE（User Equipment，用户设备）接收到基站的下行信号后，根据下行导频符号进行频偏估计，求得基站与终端用户的频率偏差。在UE发送信号时，根据得到的此频偏值对发送数据进行预补偿，以保证终端用户信号到达基站时是一个无频偏信号。

假设基站发送信号为x(t)，则考虑频偏的影响，终端用户的接收信号为：

其中，Δf表示基站与终端间的频偏，表示随机相位。由于在公网应用中，频偏的主要因素为晶体振荡器的时钟漂移带来的频率偏差，因此假设:

Δf＝f_NB-OSC-f_UE-OSC（2）

其中，f_UE-OSC和f_NB-OSC分别表示终端UE与基站的载频。

当终端用户利用r(t)估计出Δf之后，假设用户的发送信号为x'(t)，那么通过频偏预补偿的发送信号为：到达基站处的信号为：

从公式（3）可以看出，各OFDMA接入用户的信号在同时到达基站处时，可以保证均为无频偏的信号，各用户间基本不会产生由频偏带来的ICI（Inter-Channel Interference，信道间干扰），基站也无需再对用户进行频率校正。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：当频偏的主要因素为晶体振荡器的时钟漂移带来的频率偏差时，在终端侧对发射数据进行频偏预补偿是可行的。但是当终端的多普勒频移相对较大时（比如在地－空通信或空－空通信中），现有技术提供的方法将无法消除收发两端的频率偏差。由于现有技术中对终端的发射数据进行频偏预补偿的方法只能消除由晶体振荡器的时钟漂移带来的频率偏差或者多普勒频移中的一项，因此在高速数据传输环境下无法适用，并不能获得准确的频偏估计结果。而现有技术中在基站侧进行频偏估计的方法，则由于无法消除多用户之间的干扰而导致频偏估计不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种多用户接入下的频偏估计方法和装置，能够有效解决现有技术中多用户干扰导致的频偏估计不准确的问题，提高频偏估计的准确性，提升系统的解调性能。

技术方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，公开了一种多用户接入下的频偏估计方法，所述方法包括：

将多用户的接收信号从时域变换到频域；其中，所述多用户的接收信号包含K个用户的接收信号；

对于当前用户k，对当前用户占用的子载波之外的子载波进行置零处理；k=1,2，……K；

将进行置零处理后的当前用户k的信号从频域变换到时域；

利用当前用户k的时域训练序列获取频偏估计值，利用所述频偏估计值进行频偏补偿处理。

根据本发明实施例的第一方面，本发明还具有第一种可能的实现方式，即所述方法还包括：

获取K个用户分别进行频偏补偿处理后的时域数据，将所述时域数据相加，将相加后的数据变换到频域，对频域数据进行解调处理。

根据本发明实施例的第一方面，本发明还具有第二种可能的实现方式，即所述利用当前用户k的时域训练序列获取频偏估计值包括：

获取当前用户k的两段训练序列；

利用所述两段训练序列进行差分相关运算，获取差分相关运算结果；

利用获取的所述差分相关运算结果获取相位值；