[发明专利]适用LTE多用户上行链路的迭代相关符号定时估计方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种适用LTE多用户上行链路的迭代相关符号定时估计方法。

背景技术

随着通信技术的快速发展，作为4G移动通信系统的LTE(Long Term Evolution)Release 10及其之后的版本日趋成熟。LTE上行链路具有支持高速数据传输、高频谱效率、高移动性等诸多优点，这主要得益于LTE上行链路采用单载波频分多址SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple-Access)技术。该技术在卫星通信、设备间通信等场景中都得到了广泛的应用。SC-FDMA具有峰均比低、频谱利用率高、抗衰落能力强等特点，但在多用户情况下，各用户的发送信号在接收端基站处叠加，基站与用户间的定时偏差和频偏会共同影响子载波间的正交性，造成用户间干扰。同时定时误差还会造成码间干扰，进而影响系统性能。所以，在LTE上行链路中，需要一种复杂度低、精度高的符号定时估计算法。国内外学者提出了很多有关符号定时估计的算法，如2015年Niyazi Odabasioglu等人在IEEE Application of Information and Communication Technologies发表论文“Cyclic Prefix Based Time Synchronization and Comb Type Channel Estimation for SC-FDMA Systems over Time-Varying Channels”，该论文提出基于循环前缀的最大似然估计算法进行符号定时估计，但是该算法在多用户场景下，实现复杂度很高，而且在多径信道下，循环前缀会受到多径干扰。另一类比较传统的方法是利用信道冲激响应进行符号定时估计。如2003年N Chen等人在IEEE Vehicular Technology Conference发表论文“OFDM timing synchronization under multi-path channels”，该论文提出了一种利用信道冲激响应进行第一径搜索的方法，适用于SC-FDMA多用户场景，但这类算法要使用复数除法运算，算法复杂度较高，且在多用户下估计误差较大。为了提升估计准确性，很多学者都进行了深入的研究。2009年Hao Zhou等人在IEEE Transactions on Broadcasting发表论文“A Maximum Likelihood Fine Timing Estimation for Wireless OFDM Systems”，该论文基于信道冲激响应，提出了一种利用信道自相关矩阵进行最大似然估计的方法，其估计准确性较第一径搜索算法有了较大的提高，但该算法默认信道统计信息已知，需要复杂的矩阵运算，且复杂度会随最大定时偏差的增大而增大。2014年，J.A.Peral-Rosado等人在EURASIP Journal on Advances in Signal Processing发表论文“Joint maximum likelihood time-delay estimation for LTE positioning in multipath channels”，该论文提出了一种结合等间隔抽头和任意抽头的混合估计模型，并利用最大似然估计进行定时估计，估计准确度和精度较第一径搜索算法都有了较大的提高，但对复杂度要求很高。还有一类常用的方法是利用同步信令或导频符号的相关性估计符号定时误差。在传统的导频相关方法中，相邻的导频符号在结构和内容上都有特殊的设计，接收机可以利用其特殊性进行定时误差的估计。但是这类方法对导频的设计有要求，且有可能出现估计范围较小的问题。如2013年Pramod Udupa等人在IEEE Vehicular Technology Conference发表论文“A Novel Hierarchical Low Complexity Synchronization Method for OFDM Systems”。该论文提出了一种新的导频相关符号定时估计方法，但是对导频的设计有特殊要求，不适用于LTE上行链路。基于以上分析，在LTE上行链路SC-FDMA系统中，需要一种复杂度低，精度高，适用于多用户异步场景的符号定时估计方法。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统定时估计方法在多载波多用户异步场景下复杂度高，估计精度低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用LTE多用户上行链路的迭代相关符号定时估计方法。