[发明专利]一种利用同步头预失真消除通信系统中频率偏移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除通信系统中频率偏移的方法，尤其涉及一种利用同步头预失真消除通信系统中频率偏移的方法。

背景技术

在SCDMA系统中由于基站发射机和终端接收机使用完全独立的时钟，因此两者之间必然存在一个频率偏差，同时由于基站和终端之间存在相对运动，多普勒效应也使得终端与基站产生频率偏差，导致终端中频解调后的基带信号中保留残余载波分量，当残余载波累积到一定程度，就会产生误判。由于收信和发信两端的主时钟是独立变化的，因此残余载波也是变化的。终端需要在解调信号时进行实时的频率偏移计算和消除，其中频率偏移计算主要就是计算Chip间不明确的载波偏移角α的正、余弦值sin(α)、cos(α)，以便在信号解调时去除中频解调后的基带信号中残余的载波分量，准确地完成信号解调；而频率偏移消除是指在信号调制时进行频率偏移消除，以便保证基站接收的移动终端发射信号与基站本振无频率偏差，帮助基站准确地完成解调。现有的频率偏移消除算法如下：

1、由图1中显示出的SCDMA系统帧结构可以知道同步头SYNC的位置发射的数据是已知且固定的；

2、终端使用基站的同步头来计算频率偏移，其具体的步骤如下：

(1)在同步头的2个Symbol共64个chip内计算得出7个彼此相邻8个chip的载波偏移角的均值cos8α和sin8α；

(2)用半角公式计算得到cosα和sinα；

(3)利用得到的频率偏差值，对同步头之后的数据信号进行频率偏移消除。

现有的频率偏移消除方法在实际使用中，存在以下问题：现有的SCDMA系统的工作时序为TDD时序，要求基站的射频开关必须在10ms内完成收发转换。在收发转换的过程中，由于射频器件需要一个稳态过程，所以不可避免在中频本振中带有其他高频的分量。同时由于射频器件的影响导致在数据发射的一段时间内本振信号有一定的抖动，即终端收到的同步头数据的频率与其后数据的频率有一定的偏差。

同步头在SCDMA系统的帧结构中是最纯净的部分，系统中需要利用同步头作大量的校准和信号提取的工作，因此同步头的质量直接影响到系统性能。在出现频率偏差的情况下，如果不作预失真处理，在发射的过程中，由于射频开关的变化，在下发同步头时的频率为f1，下发同步头之后的数据信号时频率为f2，那么终端在同步头部分计算出的频率差为θ1，而在同步头之后的数据信号计算出的频率差为θ2。终端在利用同步头去计算频率偏差时，始终存在频率偏差Δθ＝θ1-θ2，从而导致判决错误。并且由于终端没有实现正确的频率偏移消除，基站也无法完成正确的解调。

基于上述原因，实有必要提供一种新型的频率偏移消除方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用同步头预失真消除通信系统中频率偏移的方法，使得采用了本方法的通信系统能够更加准确地消除频率偏差，保证更好的通信质量。

为了实现上述目的，本发明方法包括以下步骤：

1.一种利用同步头预失真消除通信系统中频率偏移的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)终端根据所接收到的下行信号中的同步头消除同步头后数据信号的频率偏移；

(2)观察步骤(1)中获得的消除频率偏移后的数据信号的星座图和终端计算后输出的该数据信号的接收信噪比，确定所述消除频率偏移后的数据信号的星座图旋转角度；

(3)将所述消除频率偏移后的数据信号的星座图旋转角度作为同步头预失真值，并通过网管配置所述同步头预失真值；

(4)基站根据网管配置的同步头预失真值进行预失真处理并下发预失真处理后的下行信号；

(5)终端根据所述预失真处理后的下行信号中的同步头消除同步头后数据信号的频率偏移。

根据本发明，所述方法还可以包括以下步骤：当外界环境因素发生变化，引起基站器件的特性发生变化时，顺序执行步骤(1)～(3)重新配置所述同步头预失真值。

优选地，所述步骤(4)进而包括以下步骤，基站根据网管配置的所述同步头预失真值采用公式chip_sync(n)＝chip_sync₀(n)*e^-in(θ+θ1)对下发的下行信号中的同步头进行预失真处理，其中，chip_sync为预失真处理后的同步头，chip_sync₀为原始同步头，θ1为步骤(1)中终端在同步头计算出的频率差，θ为同步头预失真值，n＝1，2...4×32。