專利名稱：一種td-scdma系統(tǒng)的自動頻率校準(zhǔn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及第三代移動通信系統(tǒng)的頻率校準(zhǔn)，特別涉及一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自 動頻率校準(zhǔn)方法及裝置。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，該系統(tǒng)的碼片速率為1. 28Mcps,每個無線 子幀長度為5ms，即6400chip。其中，每個子幀又可分為7個常規(guī)時隙TSO TS6，以及兩個 導(dǎo)頻時隙，下行導(dǎo)頻時隙(簡稱，DwPTS)和上行導(dǎo)頻時隙(簡稱，UpPTS)，一個主保護間隔 (簡稱為GP)。進一步的，TSO時隙總是分配給下行鏈路，用于承載系統(tǒng)廣播信道及其它可能 的下行信道；而TSl TS6時隙則用于承載上、下行業(yè)務(wù)信道。UpPTS和DwPTS分別用來建 立初始的上、下行同步。DwPTS的突發(fā)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包含一個64chip的下行同步碼(簡 稱，SYNC_DL)，它的作用是小區(qū)標(biāo)識和初始同步建立。時隙TSO TS6結(jié)構(gòu)如圖3所示，長 度為86khip，其中包含兩段長為352chip的數(shù)據(jù)符號分別成為數(shù)據(jù)域1與數(shù)據(jù)域2，以及 中間的一段長為IMchip的中間碼(簡稱為midamble)訓(xùn)練序列。該訓(xùn)練序列在TD-SCDMA 中有重要意義，作用包括小區(qū)標(biāo)識、信道估計和同步(包括頻率同步)等。依據(jù)3GPP TS 25. 222標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，物理層接收或送至高層的數(shù)據(jù)流(傳輸塊/傳 輸塊集)將被編/譯碼從而在無線傳輸鏈路上提供傳輸服務(wù)。信道編碼方案由差錯檢測、 差錯糾正(包括速率匹配)、交織以及傳輸信道與物理信道映射等部分組成。傳輸信道編碼及復(fù)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)以傳輸塊集的形式到達編碼/復(fù)用單元，在各傳輸 時間間隔(簡稱，TTI)傳送。傳輸時間間隔與傳輸信道有關(guān)，從集合{5ms，10ms，20ms，40ms， 80ms}中取值，編碼/復(fù)用的步驟包括給每個傳輸模塊加循環(huán)冗余校驗(簡稱，CRC)、傳輸 塊級連/碼塊分段、信道編碼、無線幀尺寸均衡、交織、無線幀分段、速率匹配、傳輸信道的 復(fù)用、比特加擾、物理信道的分段、子幀分段、映射到物理信道。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，傳輸信道以TTI為單位，以一定的流程與規(guī)則映射至數(shù)個子 幀包含的數(shù)個時隙下轄的數(shù)個碼道(也稱，物理信道)上，并以碼道的形式傳輸。單個碼道 對應(yīng)的符號數(shù)、碼片數(shù)與其擴頻因子(簡稱，SF)有關(guān)，為便于描述，將特定碼道換算為固定 使用SF = 16表征的資源單元(簡稱，RU)或虛擬資源單元(簡稱，VRU)在業(yè)界獲得廣泛使用。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于多普勒(簡稱，doppler)頻移、本地振蕩器(簡稱，本振) 的誤差積累等因素，接收方工作頻率并不能時刻與發(fā)送方信號的載波頻率保持一致，致使 接收基帶信號攜帶殘留頻率偏差(簡稱，頻偏)成分，相位出現(xiàn)漂移，從而嚴重影響接收方 數(shù)據(jù)檢測性能。針對所述殘留頻偏糾正的處理業(yè)界稱為自動頻率校準(zhǔn)(或自動頻率控制，簡稱， AFC)。自動頻率校準(zhǔn)通常包含以下幾個步驟1、殘留頻偏的估計(簡稱，F(xiàn)OE)2、殘留頻偏估值的統(tǒng)計
3、殘留頻偏的糾正其中，殘留頻偏估計部分是自動頻率校準(zhǔn)的核心所在；殘留頻偏估值的統(tǒng)計部分 的目的是有效控制頻偏估計輸出的均方誤差；殘留頻偏的糾正在移動終端(簡稱，UE)側(cè)可 為本振調(diào)整或軟件糾偏等軟硬件處理方式，在接入網(wǎng)絡(luò)(簡稱，UTRAN)側(cè)為適應(yīng)不同終端 用戶獨立的自動頻率校準(zhǔn)通常使用軟件糾偏方式。對于核心的殘留頻偏估計，業(yè)界主要基于以下兩種方案1、基于訓(xùn)練序列的頻偏估計方案2、基于聯(lián)合檢測均衡輸出符號判決的頻偏估計方案其中，基于訓(xùn)練序列的頻偏估計方案利用發(fā)端信號中確知的符號信息，提取所述 殘留頻偏引起的相位旋轉(zhuǎn)效果，從而估計出所述殘留頻偏。然而，當(dāng)訓(xùn)練序列成分較為復(fù) 雜，如存在多個訓(xùn)練序列移位和/或多個同頻小區(qū)訓(xùn)練序列混疊時，有效提取較為純凈的 所述相位旋轉(zhuǎn)效果極為困難，因此，所述方案的頻偏估計性能在復(fù)雜的商用網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)不佳。與基于訓(xùn)練序列的頻偏估計方案相比，基于聯(lián)合檢測均衡輸出符號判決的頻偏估 計方案具備以下優(yōu)勢1、擴頻增益效果或數(shù)據(jù)樣本量優(yōu)勢；2、帶相位旋轉(zhuǎn)效果的符號信息準(zhǔn)確獲取。因此，基于聯(lián)合檢測均衡輸出符號判決的頻偏估計方案在自動頻率校準(zhǔn)領(lǐng)域中獲 得廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有典型的使用基于聯(lián)合檢測均衡輸出符號判決的頻偏估計的自動頻率校準(zhǔn) 處理流程如下A、接收目標(biāo)信號；B、針對接收信號的各目標(biāo)時隙實施信道估計(同頻場景中實施多小區(qū)信道估計) 及信道估計后處理；C、依據(jù)信道估計后處理結(jié)果實施聯(lián)合檢測；D、針對聯(lián)合檢測均衡輸出符號實施判決；所述判決為依據(jù)各碼道調(diào)制方式，實施符號硬判決映射，確定各輸出符號對應(yīng)的 硬判決位置；E、依據(jù)聯(lián)合檢測均衡輸出符號及其判決結(jié)果，實施頻偏估計F、記錄該時隙頻偏估值輸出，針對下一個時隙，重復(fù)步驟B E直至到達自動頻率 校準(zhǔn)更新時間點(更新周期結(jié)束)；G、基于統(tǒng)計策略整理自動頻率校準(zhǔn)更新周期內(nèi)記錄的頻偏估計結(jié)果，獲取最終殘 留頻偏估值；H、依據(jù)所述最終殘留頻偏估值實施本振調(diào)整或軟件糾偏然而，現(xiàn)有技術(shù)基于聯(lián)合檢測均衡輸出符號判決的頻偏估計的自動頻率校準(zhǔn)方案 存在無法有效抑制符號判決錯誤對FOE性能的影響的問題。在信號服務(wù)質(zhì)量不佳或終端高速移動的強doppler場景，基于硬判決的錯誤概率 是極為可觀的；而基于錯誤的符號判決位置實施頻偏估計，估計值輸出誤差將顯著增加。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種TD-SCDMA系統(tǒng)自動頻率校準(zhǔn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中 由于硬判決錯誤造成后續(xù)頻偏估計誤差增大的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是UE或網(wǎng)絡(luò)端在統(tǒng)計周期內(nèi)，以TTI為單位接收目標(biāo)業(yè)務(wù)信號，并對接收到的信號 執(zhí)行以下步驟步驟A，對該TTI內(nèi)各目標(biāo)時隙實施信道估計、信道估計后處理及聯(lián)合檢測，獲得 目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出，將該目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出作為原始信號目標(biāo)碼道聯(lián)合 檢測均衡輸出；步驟B，對目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出進行解調(diào)，獲得解調(diào)軟信息；步驟C，對所述的解調(diào)軟信息進行解復(fù)用及譯碼處理，并檢驗處理后的循環(huán)冗余校 驗結(jié)果是否正確；步驟D，對校驗結(jié)果正確的TTI，重構(gòu)其編碼組合傳輸信道的編碼、復(fù)用、調(diào)制后符 號信息的標(biāo)準(zhǔn)映射位置；步驟E，利用原始信號目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出與重構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)映射位置進行TTI FOE估計；步驟F，根據(jù)統(tǒng)計周期內(nèi)各TTI的FOE估計值更新自動頻率控制AFC調(diào)整量；步驟G，根據(jù)更新后的AFC調(diào)整量，進行本振調(diào)整或軟件糾偏；其中，所述統(tǒng)計周期取值大于等于5ms。本發(fā)明的上述技術(shù)方案在實施FOE估計前先對解調(diào)軟信息進行循環(huán)冗余校驗，僅 對校驗結(jié)果正確的TTI實施后續(xù)FOE估計，有效的避免了由于使用錯誤的信息實施FOE估 計造成估計值不準(zhǔn)確的情況，同時，針對正確譯碼的編碼組合傳輸信道譯碼輸出，重構(gòu)所述 編碼組合傳輸信道的編碼/復(fù)用/調(diào)制后符號信息的標(biāo)準(zhǔn)映射位置，利用重構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)映射 位置實施FOE估計，有效避免了由于硬判決錯誤造成后續(xù)頻偏估計誤差增大的問題，提高 了頻偏估計的準(zhǔn)確性，從而提高了系統(tǒng)自動頻率校準(zhǔn)性能。進一步的，所述步驟A之后，步驟B之前包括至少一次軟件預(yù)糾偏迭代過程對各目標(biāo)時隙的目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出的部分符號實施硬判決，確定其對應(yīng) 的判決位置；利用所述部分符號及其對應(yīng)的判決位置對各目標(biāo)時隙實施FOE估計；利用所述各目標(biāo)時隙FOE估計結(jié)果對相應(yīng)目標(biāo)時隙接收信號進行軟件糾偏；對軟件糾偏后的各目標(biāo)時隙實施信道估計、信道估計后處理及聯(lián)合檢測，獲得目 標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出。通過上述軟件預(yù)糾偏迭代過程，對接收信號的頻偏進行軟件預(yù)糾偏，有效控制殘 留頻偏對目標(biāo)業(yè)務(wù)誤塊率的影響，進一步提高了后續(xù)頻偏估計的準(zhǔn)確性。進一步的，所述部分符號的選擇方式為選擇與目標(biāo)信道窗起點距離為特定碼片數(shù)內(nèi)的碼道符號信息；所述特定碼片數(shù)由 迭代次數(shù)決定。進一步的，所述特定碼片數(shù)的計算方法為特定碼片數(shù)=Num*i
或特定碼片數(shù)=Num*2H其中，Num單位碼片參數(shù)，取值范圍60 90 ；i為迭代次數(shù)，取值為自然數(shù)。優(yōu)選的，所述FOE估計的具體方法為
權(quán)利要求
1.一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自動頻率校準(zhǔn)方法，在統(tǒng)計周期內(nèi)，以傳輸時間間隔TTI為單 位接收目標(biāo)業(yè)務(wù)信號，其特征在于，包括步驟A，對該TTI內(nèi)各目標(biāo)時隙實施信道估計、信道估計后處理及聯(lián)合檢測，獲得目標(biāo) 碼道聯(lián)合檢測均衡輸出，將該目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出作為原始信號目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測 均衡輸出；步驟B，對目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出進行解調(diào)，獲得解調(diào)軟信息； 步驟C，對所述的解調(diào)軟信息進行解復(fù)用及譯碼處理，并檢驗處理后的循環(huán)冗余校驗結(jié) 果是否正確；步驟D，對校驗結(jié)果正確的TTI，重構(gòu)其編碼組合傳輸信道的編碼、復(fù)用、調(diào)制后符號信 息的標(biāo)準(zhǔn)映射位置；步驟E，利用原始信號目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出與重構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)映射位置進行TTI殘 留頻偏估計FOE估計；步驟F，根據(jù)統(tǒng)計周期內(nèi)各TTI的FOE估計值更新自動頻率控制AFC調(diào)整量； 步驟G，根據(jù)更新后的AFC調(diào)整量，進行本振調(diào)整或軟件糾偏； 其中，所述統(tǒng)計周期取值大于等于5ms。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A之后，包括至少一次軟件預(yù)糾 偏迭代過程，所述軟件預(yù)糾偏迭代過程包括對TTI內(nèi)各目標(biāo)時隙的目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出的部分符號實施硬判決，確定其對 應(yīng)的判決位置；利用所述部分符號及其對應(yīng)的判決位置對各目標(biāo)時隙實施FOE估計； 利用所述各目標(biāo)時隙FOE估計結(jié)果對相應(yīng)目標(biāo)時隙接收信號進行軟件糾偏； 對軟件糾偏后的各目標(biāo)時隙實施信道估計、信道估計后處理及聯(lián)合檢測，獲得目標(biāo)碼 道聯(lián)合檢測均衡輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述FOE估計的具體方法為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述部分符號的選擇方式為選擇與目標(biāo)信道窗起點距離為特定碼片數(shù)內(nèi)的碼道符號信息；所述特定碼片數(shù)由迭代 次數(shù)決定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述特定碼片數(shù)的計算方法為 特定碼片數(shù)=Num*i或特定碼片數(shù)=NumMi-1其中，Num單位碼片參數(shù)，取值范圍60 90 ;i為迭代次數(shù)，取值為自然數(shù)；
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟E進一步包括使用各TTI的FOE估計值對該TTI的目標(biāo)信息實施軟件糾偏，對糾偏后的TTI目標(biāo)信 號質(zhì)量進行測量；設(shè)定預(yù)定數(shù)量個TTI信號質(zhì)量類別，根據(jù)測量結(jié)果確定對應(yīng)TTI的信號質(zhì)量類別，并將 對應(yīng)TTI的信息映射到不高于其信號質(zhì)量類別的所有信號質(zhì)量類別的TTI信息統(tǒng)計池中； 當(dāng)有TTI信息統(tǒng)計池滿足該統(tǒng)計池中子幀號之差不大于Th的所有TTI總計包含的資 源單元數(shù)大于等于該統(tǒng)計池的頻率校準(zhǔn)更新門限的條件時，計算并輸出AFC調(diào)整量。其中，所述Th取值范圍16 32 ；所述TTI信息至少包括TTI起點的子幀號、FOE估計 值、信號質(zhì)量，資源單元數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述AFC調(diào)整量的計算方法為
8.一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自動頻率校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括 下變頻器，接收射頻信號并將其轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號；信道估計及聯(lián)合檢測模塊，對接收到的傳輸時間間隔TTI內(nèi)的各目標(biāo)時隙進行信道估 計、信道估計后處理及聯(lián)合檢測；符號解調(diào)模塊，對信道估計及聯(lián)合檢測模塊輸出的目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出符號進 行解調(diào)；解復(fù)用、譯碼及循環(huán)冗余校驗?zāi)K，對信息解調(diào)模塊輸出的解調(diào)軟信息進行解復(fù)用及 譯碼并對解復(fù)用及譯碼后的信息進行循環(huán)冗余校驗；重構(gòu)模塊，對校驗結(jié)果正確的解調(diào)軟信息，重構(gòu)其TTI編碼組合傳輸信道的編碼、復(fù) 用、調(diào)制后符號信息的標(biāo)準(zhǔn)映射位置；殘留頻偏估計FOE估計模塊，利用信道估計及聯(lián)合檢測模塊所輸出的原始信號目標(biāo)碼 道聯(lián)合檢測均衡輸出與重構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)映射位置進行TTI FOE估計；自動頻率控制AFC更新模塊，根據(jù)FOE估計模塊所輸出的TTI的FOE估計值計算AFC調(diào)整量；壓控振蕩器，根據(jù)AFC更新模塊輸出的AFC調(diào)整量，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制所述下變 頻器調(diào)整其本振頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信道估計及聯(lián)合檢測模塊進一步包括信道估計子模塊，對接收到的TTI內(nèi)的各目標(biāo)時隙進行信道估計； 信道估計后處理子模塊，對信道估計子模塊的輸出進行信道估計后處理； 聯(lián)合檢測子模塊，依據(jù)信道估計后處理子模塊處理后的信道響應(yīng)對各目標(biāo)時隙進行聯(lián) 合檢測，獲得目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出；符號選擇子模塊，選擇目標(biāo)碼道聯(lián)合檢測均衡輸出中與目標(biāo)信道窗起點距離為特定碼 片數(shù)內(nèi)的碼道符號提供給硬判決子模塊；所述碼片數(shù)由迭代次數(shù)決定； 硬判決子模塊，對符號選擇子模塊所選擇的符號實施硬判決； FOE估計子模塊，根據(jù)符號選擇子模塊所選擇的符號及硬判決子模塊所輸出的硬判決 結(jié)果對TTI內(nèi)各目標(biāo)時隙實施FOE估計；軟件預(yù)糾偏子模塊，根據(jù)FOE估計子模塊對各目標(biāo)時隙的估計結(jié)果對信道估計及聯(lián)合 檢測模塊的相應(yīng)輸入信號進行軟件預(yù)糾偏。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述AFC更新模塊進一步包括 TTI信號質(zhì)量測量子模塊，利用各TTI的FOE估計值對相應(yīng)TTI的目標(biāo)信息實施軟件糾偏，并測量糾偏后的TTI信號質(zhì)量；信號質(zhì)量判斷子模塊，根據(jù)TTI信號質(zhì)量測量子模塊所測量的TTI信號質(zhì)量，判斷該 TTI所屬的信號質(zhì)量類別，根據(jù)該TTI所屬的信號質(zhì)量類別將其信息映射到所有不高于其 信號質(zhì)量類別的TTI信息統(tǒng)計池中； TTI信息統(tǒng)計池，存儲TTI信息；AFC更新判斷子模塊，判斷是否有TTI信息統(tǒng)計池滿足該統(tǒng)計池中子幀號之差不大于 Th的所有TTI總計包含的資源單元數(shù)大于等于該統(tǒng)計池的頻率校準(zhǔn)更新門限的條件，當(dāng)條 件滿足時，通知AFC計算子模塊進行AFC計算；AFC計算子模塊，根據(jù)滿足條件的TTI信息統(tǒng)計池中所存儲的子幀號之差不大于Th的 各TTI的信息計算AFC調(diào)整量并輸出計算結(jié)果；其中，所述TTI信息統(tǒng)計池為K個，分別對應(yīng)不同信號質(zhì)量類別，K為預(yù)先設(shè)定的信號 質(zhì)量類別的個數(shù)，所述TTI信息至少包括TTI起點的子幀號、FOE估計值、信號質(zhì)量，資源單 元數(shù)；所述Th取值為16 32。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自動頻率校準(zhǔn)方法，移動終端或網(wǎng)絡(luò)以TTI為單位接收目標(biāo)業(yè)務(wù)信號，對TTI內(nèi)各目標(biāo)時隙的聯(lián)合檢測均衡輸出的解調(diào)軟信息實施解復(fù)用、譯碼、CRC校驗，重構(gòu)CRC校驗正確的TTI編碼組合傳輸信道的編碼、復(fù)用、調(diào)制后符號信息的標(biāo)準(zhǔn)映射位置，利用聯(lián)合檢測均衡輸出與標(biāo)準(zhǔn)映射位置實施FOE估計，根據(jù)統(tǒng)計周期內(nèi)各TTI的FOE估計值獲得AFC調(diào)整量來實施自動頻率校準(zhǔn)。本發(fā)明還公開了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自動頻率校準(zhǔn)裝置，包括下變頻器、信道估計及聯(lián)合檢測模塊、符號解調(diào)模塊、解復(fù)用、譯碼及循環(huán)冗余校驗?zāi)K、重構(gòu)模塊、AFC更新模塊、壓控振蕩器。使用本發(fā)明的方法和裝置能有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中由于硬判決錯誤造成后續(xù)頻偏估計誤差增大的問題。
文檔編號H04L25/03GK102082743SQ200910191639
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者王茜竹, 申敏, 譚舒, 鄭建宏 申請人:重慶重郵信科通信技術(shù)有限公司