[发明专利]3GPP-LTE系统下行链路初始分数频偏估计方法

说明书

技术领域

本发明属于宽带无线移动通信技术领域，具体涉及第三代合作伙伴计划长期演进（3^rd  Generation Partnership Project Long Term Evolution，3GPP-LTE）下行链路同步过程中的初始分数频偏估计方法。

背景技术

同步技术是一项很重要的无线移动通信技术，同步过程主要包括时间定时和频率同步，同步是任何通信系统都需首要完成的过程。在无线移动通信的3G时代，系统对同步过程有着很高的要求，同步性能直接关系着无线通信中语音、数据业务的质量以及高速率、低延时的数字多媒体应用服务。然而，在实际的无线环境中，阻挡、阴影、多径衰落等因素，对信号造成了很大的干扰，这也给同步技术提出了严峻的挑战。

第三代合作伙伴计划（3^rd generation partnership project，3GPP）在2004年底开始了长期演进（long term evolution，LTE）项目。3GPP-LTE的同步过程的第一步是进行下行链路同步，即小区搜索，当用户（user equipment，UE）进行切换或者初始接入的时候需要进行小区搜索，UE需要进行同步信道（synchronization channel，SCH）信号检测，具体为主同步信道信号（primary SCH signal，PSS）和辅同步信道信号（secondary SCH，SSS）检测，以获取小区标识组号                                                和小区标识组内编号，读取该小区的广播信道信息，在此过程中，UE需要估计出各自的定时误差和初始载波频偏（carrier frequent offset，CFO）。3GPP-LTE系统的空中接口在下行链路采用正交频分多址接入（orthogonal frequency division multiple access，OFDMA）技术，该技术以正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）为基础，通过将整个信道分为多个相互正交的子信道，能够很好地抵制频率选择性信道的影响，可以获得很高的频谱利用率，但是，OFDM对同步要求很高，尤其是对载波频偏（carrier frequent offset，CFO）比较敏感。因此在PSS检测过程中，初始CFO估计就成为影响LTE同步性能的关键因素。

现有的用于OFDM系统的CFO估计算法主要分为导频辅助（pilot aided，PA）的估计算法和盲估计（blind estimation，BE）算法。具体在LTE系统中，一种是基于导频的算法主要是利用接收PSS时域序列与本地PSS序列的互相关，得到一个互相关序列，将互相关序列等分为两段，分别进行累加求和，利用两个累加值的相位差进行CFO估计，PSS互相关的方法充分利用了PSS序列良好的相关特性，估计性能较好；另一种是利用OFDM符号的结构特征，即循环前缀（cyclic prefix，CP）是OFDM尾部数据的副本，基于最大似然（maximum likelihood，ML）准则，利用其自相关的相位进行CFO估计，基于CP的ML方法只能估计出一个子载波间隔内的频偏，另外估计性能易受多径信道的影响，但是基于CP的ML方法可以在多个OFDM符号时间内实现。当进行分数频偏估计时，总体上来说，PSS互相关的方法的频偏估计精度优于基于CP的ML方法的估计好，但是，在较小频偏范围和高的信噪比情况下，基于CP的ML方法的精度会优于PSS互相关的方法。具有低复杂度的S-SCH检测方法。但是，现有的LTE系统初始分数频偏估计方法多集中于单独采用PA算法或者BE算法，缺少能够有效联合PA算法和BE算法的初始分数频偏估计方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于3GPP-LTE系统的下行链路同步中的初始分数频偏估计方法，能够有效联合PSS互相关方法和基于CP的ML方法。

本发明提出适用于3GPP-LTE系统的下行链路同步中的初始分数频偏估计方法，针对接收到的基带数字信号时域序列，其步骤为：

步骤1：获取接收序列的主同步信号PSS定时位置和小区标识组内编号；