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1、10申请公布号CN102025661A43申请公布日20110420CN102025661ACN102025661A21申请号200910195676X22申请日20090915H04L25/02200601H04L25/03200601H04L27/2620060171申请人杰脉通信技术上海有限公司地址201108上海市闵行区春东路479号2幢申请人晨星半导体股份有限公司72发明人常萌闫东74专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227代理人吴泽群54发明名称一种TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法57摘要本发明提供一种TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，包括步骤用接收的DWP。
2、TS信息，进行下行频偏估计，然后利用下行频偏估计结果对所述下行频偏进行修正，在N1子帧内将下行频偏调整到3000HZ内，在N2子帧内确定本小区采用的基本MIDAMBLE码和扰码信息，通过所述基本MIDAMBLE码搜索过程确定基本MIDAMBLE码号；根据接收到的TSO的MIDAMBLE信息进行信道估计和频偏测量，在N3子帧内将所述下行频偏调整到1000HZ以内，并进一步调整到200HZ内。本发明提出的TDSCDMA系统终端系统终端频偏调整方法，实现了达到快速调整并收敛频偏的特性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书4页说明书10页附图1页CN10202567。
3、5A1/4页21一种TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，包括以下步骤A1，用接收的DWPTS信息，进行下行频偏估计，然后利用下行频偏估计结果对所述下行频偏进行修正，在N1子帧内将下行频偏调整到在3000HZ内的下行频偏一，这里，N1是一正整数；A2，在N2子帧内确定本小区采用的基本MIDAMBLE码和扰码信息，这里，N2是一正整数，通过所述基本MIDAMBLE码搜索过程确定基本MIDAMBLE码号；A3，根据接收到的TSO的MIDAMBLE信息进行信道估计和频偏测量，在N3子帧内将所述下行频偏一调整到在1000HZ以内的下行频偏二，这里，N3是一正整数；A4，利用所述MIDAM。
4、BLE码和所述DWPTS信息的SYNC_DL之间的相位关系估计经历了步骤A1步骤A2的频偏调整之后所述下行频偏的剩余频偏，将所述下行频偏二从1000HZ内进一步调整到200HZ内；且，所述TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法的频偏调整策略是，针对于每一无线子帧，均得到一个频偏估计值，用表示，其中K表示第K无线子帧，对应本帧的频偏校正值记为采用如下步骤来获得每子帧的频偏校正量首先，计算累积频偏校正量其中当K1时，其次，根据当前子帧的频偏估计值计算累积频偏接着，对连续K子帧的累积频偏求平均其中，当I1时，其中K为一正整数；最后，计算用于下一子帧的频偏调整量，为一预设频率值。2如权利要求1所述TD。
5、SCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，所述步骤A1又包括以下步骤B1，利用所述DWPTS信息进行小区信道估计，即根据定时信息选择接收数据，利用FFT来求解信道冲击响应，将接收的SYNCDL数据表示为向量R，对应的SYNCDL码表示为S，令权利要求书CN102025661ACN102025675A2/4页3利用向量H估计噪声功率，并对H进行噪声消除处理，取1748共32CHIP的信道冲击响应用向量H表示，计算H中最大功率的径位置记为JMAX用于定时调整和频偏估计；B2，利用所述信道冲击响应和接收数据对所述下行频偏进行估计，即根据估计的信道冲击响应与SYNC_DL码卷积得到恢复的接收SY。
6、NC数据与实际的接收SYNC数据共轭相乘得到新的序列保留X中从KJMAX起始的64CHIP数据用向量X表示，X用于最大似然法估计频率偏移，基于最大似然估计F的似然函数表示为使式03的似然函数最大的即为最大似然估计结果，的取值范围从6KHZ到6KHZ，求解式061时采用二分法进行逐级求解，每帧都会估计出一个频偏值，用表示，根据所述频偏调整策略进行逐帧的频偏调整。3如权利要求1所述TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，所述步骤A2又包括以下步骤C1，分别利用4个基本MIDAMBLE码和接收的TS0的MIDAMBLE信息做信道估计其中HI对应第I个基本MIDAMBLE码的信道冲击响应，。
7、MI对应第I个基本MIDAMBLE码；C2，计算HI中最大的抽头功率记为连续N2子帧得到N2个IMAX，找出其中数目超过N4个的MIDAMBLE码号即为本小区MIDAMBLE码号，如果都没有超过N4个的MIDAMBLE码号，则重新进行小区搜索的同步过程，这里，N4为一正整数。4如权利要求1所述TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，所述步骤A3又包括以下步骤D1，假定每子帧中TS0上接收128长MIDAMBLE信息用向量E表示，小区基本MIDAMBLE码用向量M表示，同样利用FFT来计算信道冲击响应D2，对信道冲击响应进行消噪处理，消噪后得到H，恢复发送序列得到M，与实际接收的MI。
8、DAMBLE序列共轭相乘得到X，基于最大似然法估计频率偏移，其似然函数为权利要求书CN102025661ACN102025675A3/4页4的取值范围从2KHZ到2KHZ，求解012式时采用二分法进行逐级求解，对每个子帧根据所述频偏调整策略进行频偏调整。5如权利要求1所述TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，所述步骤A4又包括以下步骤E1，在N3子帧的时间内，寻找SFNMOD40的子帧位置，即，用HMLD与HSYNC分别表示基于TS0的MIDAMBLE部分信息和基于DWPTS信息得到的信道冲击响应，HMLD中信标信道对应的窗的信道冲击响应表示为HB，LHMLD,L,I015013。
9、对HB进行噪声消除处理得到HB，计算HB与HSYNC之间的相位偏移其中K表示对应第K子帧，对于频偏精调过程重新进行子帧编号，则K1N3，若S1是在下一组4个子帧中具有PCCPCH的调整相位偏移序列，S2是下一组4个子帧中不具有PCCPCH的调整相位偏移序列，当所述剩余频偏为FK，PHASEK中包含的剩余频偏导致的相位偏差表示为EXPJ2FK496T，根据所述频偏调整策略的累积频偏校正量其固有频偏始终为这样，选择SFNMOD40子帧位置，具体步骤如下E11，对S1和S2做QPSK调制得到序列E12，从第K4子帧开始分别利用S1和S2对068得到的序列做相关019到KN3帧后，将得到一共得到N33。
10、2个相关值。E13，计算I42个相关值功率，并且对和进行大小比较E14，为了找到整4子帧头位置，需要确定连续4个子帧上相关功率的峰值位置，计权利要求书CN102025661ACN102025675A4/4页5算找出其中具有最大功率对应的索引IMAX，则4KIMAX，K0，1，2，即对应SFNMOD40。E2，对剩余频偏估计，即根据SFNMOD40位置信息一次估计出剩余频偏量，具体步骤包括E21，利用072式的相关值来确定S1或者S2，如果则4KIMAX起始的连续4子帧采用S1调制方式，并且否则，4KIMAX起始的连续4子帧采用S2调制方式。E22，对PHJ进行累加，得到到KI43帧时频偏调整量。
11、为假定此时剩余频偏已经小于1000HZ，在PH中去掉累积频偏调整量的部分得到对PH进行相位估计，然后一次得到剩余频偏FK的估计027其中得到用于下一子帧K1子帧的频偏调整量为权利要求书CN102025661ACN102025675A1/10页6一种TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法技术领域0001本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种TDSCDMA移动通信系统终端下行频偏调整方法。背景技术0002在TDSCDMA系统中，基站和终端均以标称的载波频率进行发送和接收。由于器件水平的限制，实际的发送和接收频率与标称频率之间总会有一定的偏差。对于基站端，TDSCDMA系统要求的基站的载波频率误差。
12、小于005PPM，由于温度、体积、功耗、成本等的限制较小，振荡器的频率精度可以满足标准的要求。而在用户端，TDSCDMA系统要求的用户终端的载波频率误差小于01PPM，由于受温度、体积、功耗、成本等的限制较大，所选用的振荡器的频率精度通常难以满足标准要求。这时，用户终端就需要利用基站发送的已知的下行导频信号进行载波频偏估计，并且利用载波频偏估计值进行频偏调整，使用户终端的载波频率误差满足系统要求。0003在现有的频偏估计方案中，用户终端利用一个基站发送的导频信号进行频偏估计。该基站可以用一个也可以用多个天线进行发射，它们的发送的载波频率是相同的。在TDSCDMA系统标准中，设置了一个专用的下行。
13、导频时隙DWPTS，基站在每帧的DWPTS发送SYNCDL信号。SYNCDL码用于区分使用相同载波频率的相邻小区。标准中规定了32个SYNCDL码，码的长度为64CHIPS。在小区初搜时，用户终端在某个频点搜索到当前小区使用的SYNCDL码，完成下行同步。然后根据该SYNCDL码进行载波频偏估计，依据载波频偏估计值调整载波频率，使载波频偏满足系统要求。当利用一个小区基站的SYNCDL信号进行载波频偏的粗略估计时，在后续的过程中会使用MIDAMBLE码或者接收数据再进行频偏的准确调整。0004现有技术中，调整频偏的方法是将频偏调整分为粗调和精调两部分，每一部分的调整都使用50帧或者以上的帧数进行。
14、调整，使用的帧数越多频偏调整的收敛性越好，但是这样却会花费大量的计算量和时间，导致运算量和收敛性能之间无法取得比较好的平衡。发明内容0005本发明的目的是对于TDSCDMA系统的终端而言，提供一种可靠的频偏调整方法，在不增加用于计算的帧数和运算量的前提下，获得有效的收敛频偏。0006本发明的技术方案是，一种TDSCDMA系统终端下行频偏调整方法，其特征在于，包括以下步骤0007A1，用接收的DWPTS信息，进行下行频偏估计，然后利用下行频偏估计结果对所述下行频偏进行修正，在N1子帧内将下行频偏调整到在3000HZ内的下行频偏一，这里，N1是一正整数；0008A2，在N2子帧内确定本小区采用的基。
15、本MIDAMBLE码和扰码信息，这里，N2是说明书CN102025661ACN102025675A2/10页7一正整数，通过所述基本MIDAMBLE码搜索过程确定基本MIDAMBLE码号；0009A3，根据接收到的TSO的MIDAMBLE信息进行信道估计和频偏测量，在N3子帧内将所述下行频偏调整到在1000HZ以内的下行频偏二，这里，N3是一正整数；0010A4，利用所述MIDAMBLE码和所述DWPTS信息的SYNCDL之间的相位关系估计经历了步骤A1步骤A2的频偏调整之后所述下行频偏的剩余频偏，将所述下行频偏二从1000HZ内进一步调整到200HZ内；0011且，所述TDSCDMA系统终端。
16、下行频偏调整方法的频偏调整策略是，针对于每一无线子帧，均得到一个频偏估计值，用表示，其中K表示第K无线子帧，对应本帧的频偏校正值记为采用如下步骤来获得每子帧的频偏校正量0012首先，计算累积频偏校正量00130014其中当K1时，0015其次，根据当前子帧的频偏估计值计算累积频偏00160017接着，对连续K子帧的累积频偏求平均00180019其中，当I1时，其中K为一正整数；0020最后，计算用于下一子帧的频偏调整量，002100220023为一预设频率值。0024所述步骤A1又包括以下步骤0025B1，利用所述DWPTS信息进行小区信道估计，即根据定时信息选择接收数据，利用FFT来求解信道。
17、冲击响应，将接收的SYNC_DL数据表示为向量R，对应的SYNC_DL码表示为S，令00260027利用向量H估计噪声功率，并对H进行噪声消除处理，取1748共32CHIP的信道冲击响应用向量H表示，计算H中最大功率的径位置记为JMAX用于定时调整和频偏估计；0028B2，利用所述信道冲击响应和接收数据对所述下行频偏进行估计，即根据估计的信道冲击响应与SYNC_DL码卷积得到恢复的接收SYNC数据与实际的接收SYNC数据共轭相乘得到新的序列0029K095035说明书CN102025661ACN102025675A3/10页80030保留X中从KJMAX起始的64CHIP数据用向量X表示，X用。
18、于最大似然法估计频率偏移，基于最大似然估计F的似然函数表示为00310032使式03的似然函数最大的即为最大似然估计结果，的取值范围从6KHZ到6KHZ，求解式061时采用二分法进行逐级求解，每帧都会估计出一个频偏值，用表示，根据所述频偏调整策略进行逐帧的频偏调整。0033所述步骤A2又包括以下步骤0034C1，分别利用4个基本MIDAMBLE码和接收的TSO的MIDAMBLE信息做信道估计00350036其中H对应第I个基本MIDAMBLE码的信道冲击响应，M对应第I个基本MIDAMBLE码；0037C2，计算H中最大的抽头功率记为00380039连续N2子帧得到N2个IMAX，找出其中数目。
19、超过N4个的MIDAMBLE码号即为本小区MIDAMBLE码号，如果都没有超过N4个的MIDAMBLE码号，则重新进行小区搜索的同步过程，这里，N4为一正整数。0040所述步骤A3又包括以下步骤0041D1，假定每子帧中TSO上接收128长MIDAMBLE信息用向量E表示，小区基本MIDAMBLE码用向量M表示，同样利用FFT来计算信道冲击响应00420043D2，对信道冲击响应进行消噪处理，消噪后得到H，恢复发送序列得到M，与实际接收的MIDAMBLE序列共轭相乘得到X，0044基于最大似然法估计频率偏移，其似然函数为00450046的取值范围从2KHZ到2KHZ，求解041式时采用二分法进。
20、行逐级求解，对每个子帧根据所述频偏调整策略进行频偏调整。0047所述步骤A4又包括以下步骤0048E1，在N3子帧的时间内，寻找SFNMOD40的子帧位置，即，用HMLD与HSYNC分别表示基于TSO的MIDAMBLE部分信息和基于DWPTS信息得到的信道冲击响应，HMLD中信标信道对应的窗的信道冲击响应表示为0049HB,LHMLD,L,I0150420050对HB进行噪声消除处理得到HB，计算HB与HSYNC之间的相位偏移说明书CN102025661ACN102025675A4/10页9005100520053其中K表示对应第K子帧，对于频偏精调过程重新进行子帧编号，则K1N3。0054若。
21、S1是在下一组4个子帧中具有PCCPCH的调整相位偏移序列，S2是下一组4个子帧中不具有PCCPCH的调整相位偏移序列，当所述剩余频偏为FK，PHASEK中包含的剩余频偏导致的相位偏差表示为EXPJ2FK496T，根据所述频偏调整策略的累积频偏校正量00550056其固有频偏始终为00570058这样，选择SFNMOD40子帧位置，具体步骤如下0059E11，对S1和S2做QPSK调制得到序列006000610062E12，从第K4子帧开始分别利用S1和S2对068得到的序列做相关0063006404800650066到KN3帧后，将得到一共得到N332个相关值。0067E13，计算I42个相。
22、关值功率，并且对和进行大小比较00680069E14，为了找到整4子帧头位置，需要确定连续4个子帧上相关功率的峰值位置，计算00700071找出其中具有最大功率对应的索引IMAX，则4KIMAX，K0，1，2，即对应SFNMOD40。0072E2，对剩余频偏估计，即根据SFNMOD40位置信息一次估计出剩余频偏量，具体步骤包括0073E21，利用072式的相关值来确定S1或者S2，说明书CN102025661ACN102025675A5/10页100074如果00750076则4KIMAX起始的连续4子帧采用S1调制方式，并且00770078否则，4KIMAX起始的连续4子帧采用S2调制方式。。
23、00790080E22，对PHJ进行累加，得到00810082到KI43帧时频偏调整量为假定此时剩余频偏已经小于1000HZ，在PH中去掉累积频偏调整量的部分得到00830084对PH进行相位估计，然后一次得到剩余频偏FK的估计0085008605600870088其中00890090得到用于下一子帧K1子帧的频偏调整量为00910092本发明提供的TDSCDMA系统终端通信系统终端频偏调整的方法，其技术方案核心是，将整个频率调整过程分为四步完成，充分利用导频信道DWPTS和TSO中MIDAMBLE的信息及其之间的相位关系，用最短的帧数将频偏从6000HZ范围内调整到200HZ范围内，并同时找。
24、到PCCPCH的起始位置，为后续接收BCH信息提供必要条件。0093本发明提出的TDSCDMA系统终端系统终端频偏调整方法，能在最短的时间内达到快速调整并收敛的特性。附图说明0094附图1为本发明一实施例中方法流程图0095附图2为TDSCDMA系统终端系统TSO和DWPTS的时隙结构图具体实施方式0096以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐述。0097其具体的实施步骤是0098第一步，频偏粗调一基于DWPTS，该步骤分为两步完成说明书CN102025661ACN102025675A6/10页110099一利用DWPTS信息进行小区信道估计。0100根据定时信息选择接收数据，可以利用F。
25、FT来求解信道冲击响应，如下0101接收的SYNCDL数据表示为向量R，对应的SYNCDL码表示为S01020103利用向量H估计噪声功率，并对H进行噪声消除处理，取1748共32CHIP的信道冲击响应用向量H表示，计算H中最大功率的径位置记为JMAX用于定时调整和频偏估计。0104二利用信道冲击响应和接收数据对频偏进行估计，0105根据估计的信道冲击响应与SYNC_DL码卷积得到恢复的接收SYNC数据与实际的接收SYNC数据共轭相乘得到新的序列01060107保留X中从KJMAX起始的64CHIP数据用向量X表示，X用于最大似然法估计频率偏移。基于最大似然估计F的似然函数表示为0108010。
26、9使上述似然函数最大的即为最大似然估计结果。0110的取值范围从6KHZ到6KHZ，求解061的时候可以采用二分法进行逐级求解，每帧都会估计出一个频偏值，用表示，根据一定的频偏调整策略进行逐帧的频偏调整，整个频偏调整过程的频偏调整策略见于后文频偏调整策略。0111第二步，MIDAMBLE码搜索，每个小区SYNCID对应4个基本MIDAMBLE码号，要进行小区初搜的后续过程，需要确定本小区采用的基本MIDAMBLE码和扰码信息。0112经过最多N1子帧N1可为15的频偏粗调一，频率偏移降为3000HZ以内，随后的N2子帧N2可为5，一方面继续进行频偏粗调一的过程，另一方面针对每一子帧，分别利用4。
27、个基本MIDAMBLE码和接收的TSO的MIDAMBLE信息做信道估计01130114其中H对应第I个基本MIDAMBLE码的信道冲击响应，M对应第I个基本MIDAMBLE码。0115计算H中最大的抽头功率记为01160117连续N2子帧得到N2个JMAX，找出其中数目超过N4个N4可为3的MIDAMBLE码号即为本小区MIDAMBLE码号，如果都没有超过N4个的MIDAMBLE码号，则重新进行小区搜索的同步过程。0118第三步，频偏粗调二，根据接收到的TSO的MIDAMBLE信息进行信道估计和频偏测量，其目的是要经过不超过N3帧N3可为31的时间，将频偏降低到1000HZ以内。0119假定每。
28、子帧中TSO上接收128长MIDAMBLE信息用向量E表示，小区基本说明书CN102025661ACN102025675A7/10页12MIDAMBLE码用向量M表示，同样利用FFT来计算信道冲击响应01200121对信道冲击响应进行消噪处理，消噪后得到H，恢复发送序列得到M，与实际接收的MIDAMBLE序列共轭相乘得到X，0122基于最大似然法估计频率偏移，其似然函数为01230124的取值范围从2KHZ到2KHZ，求解061的时候可以采用二分法进行逐级求解，其每子帧的频偏调整策略参考后文频偏调整策略。0125第四步，频偏精调，以下将分节对频偏精调中的两个过程进行介绍。0126一SFNMOD。
29、40的子帧位置查找0127该过程耗费最多不超过N3子帧的时间，寻找SFNMOD40的子帧位置，需要用到TSO的MIDAMBLE信息和DWPTS信息。0128该过程是和频偏粗调二过程同时进行，此时我们已经获得了小区的基本MIDAMBLE码信息，因为频偏调整的目的是要将频率偏移降到200HZ内，并且在后续的过程中，需要确定PCCPCH的位置，接收BCH信息。0129用HMLD与HSYNC分别表示基于TSO的MIDAMBLE部分信息和基于DWPTS信息得到的信道冲击响应，其估计方法可以分别参考前面两步，其中需要注意两者的定时位置一致。0130HMLD中信标信道对应的窗的信道冲击响应表示为0131HB。
30、,LHMLD,L,I0150660132对HB进行噪声消除处理得到HB，计算HB与HSYNC之间的相位偏移013301340135其中K表示对应第K子帧，对于频偏精调过程重新进行子帧编号，则K1N3。0136根据TSO的MIDAMBLE和SYNC_DL码的调制相位偏移来估计SNFMOD40的子帧位置，有两种调整相位偏移序列，如表1所示S1和S2相位信息0137表10138相位序列含义S1135，45，225，135其后4子帧有PCCPCH信道S2315，225，315，45其后4子帧没有PCCPCH信道说明书CN102025661ACN102025675A8/10页130139由于频率偏移的作。
31、用，PHASEK中还会包含频偏导致的相位偏差部分，该部分基本上可以表示为EXPJ2FK496T，由于每帧都会对频率偏移进行估计和消除，所以对应不同的子帧，其FK会不同，为了消除这种差异，每子帧会利用累积频偏校正量这一信息参考“频偏调整策略”节，01400141这样其固有频偏始终为01420143基于解扩频的思想来选择SFNMOD40子帧位置，具体过程如下01441对S1和S2做QPSK调制得到序列0145014601472从第K4子帧开始分别利用S1和S2对068得到的序列做相关0148014907201500151到KN3帧后，将得到一共得到N332个相关值。01523计算I42个相关值功率。
32、，并且对和进行大小比较015301544为了找到整4子帧头位置，需要确定连续4个子帧上相关功率的峰值位置，计算01550156找出其中具有最大功率对应的索引IMAX，则4KIMAX，K0，1，2，即对应SFNMOD40，这一信息将会用于下一节的频偏精确估计以及后续的PCCPCH查找。0157二剩余频偏估计0158本过程根据SFNMOD40位置信息一次估计出剩余频偏量，其算法如下，01591利用072式的相关值来确定S1或者S2，0160如果01610162则4KIMAX起始的连续4子帧采用S1调制方式，并且01630164否则，4KIMAX起始的连续4子帧采用S2调制方式。说明书CN10202。
33、5661ACN102025675A9/10页14016501662对PHJ进行累加，得到01670168到KI43帧时频偏调整量为假定此时剩余频偏已经小于1000HZ，在PH中去掉累积频偏调整量的部分得到01690170对PH进行相位估计，然后一次得到剩余频偏FK的估计0171017208001730174其中01750176至此，整个关于频偏方面的估计已经基本结束，用于下一子帧K1子帧的频偏调整量为01770178随后，进入到PCCPCH查找和后续的频偏跟踪调整过程。0179频偏调整策略为，针对于每一无线子帧，都可以得到一个频偏估计值，用表示，其中K表示第K无线子帧，对应本帧的频偏校正值记为采用如下算法来获得每子帧的频偏校正量，01801计算累积频偏校正量01810182其中当K1时，01832根据当前子帧的频偏估计值计算累积频偏018401853对连续K子帧的累积频偏求平均01860187其中，当I1时，目前实现中，建议K5。01884计算用于下一子帧的频偏调整量，01890190说明书CN102025661ACN102025675A10/10页150191其中在频偏粗调一过程中值设定为1500HZ，在频偏粗调二过程中值设定为500HZ。说明书CN102025661ACN102025675A1/1页16图1图2说明书附图CN102025661A。