CN104243381A - 一种上行控制信道频率同步的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种上行控制信道频率同步的方法,包括:A、计算目标用户设备传输物理上行控制信道(PUCCH)的物理资源块(PRB)上所有用户设备的数据和导频的扩频序列;B、提取目标用户设备与其它所用用户设备都正交的OFDM符号;C、利用正交的相邻的OFDM符号进行相关计算,得到相位差;D、利用相位差对数据和导频进行相位补偿。本申请方案能够计算LTE上行控制信道中多个用户的频偏。
Description
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种上行控制信道频率同步的方法。
背景技术
在移动通信***中,用户设备的高速运动会引起多普勒频移,这种情况在高铁普及的今天尤为常见。例如如果使用用户设备的用户所乘坐的高铁以300km/h的速度行驶,用户设备的工作载频为2.6GHz,则产生的最大多普勒频移约为722Hz。在上行链路中,终端的运动带来的多普勒频移最多会是两倍的最大多普勒频偏,也就是说,终端以300km/h的速度运动,不考虑下行同步误差的条件下,上行频偏最多可以达到1444Hz。在这种频偏条件下,如果不采取一些措施,上行数据无法正确接收。
在已有的频偏估计算法中,有的采用导频来进行频偏估计,例如LTE中利用PUSCH一个子帧中的两列导频的相位差来进行频偏估计,也有利用CP在时域进行频偏估计。但是LTE上行控制信道是多个用户进行码分复用的,多个用户的控制信息在同一个资源块(RB)块上传输,在目前的上行频偏估计算法中,无法将LTE上行控制信道中多个用户的频偏计算出来,因此无法进行频偏补偿,在时速300km/h的高铁上等高速情况下,LTE上行控制信道的接收性能变差。
发明内容
本申请提供了一种上行控制信道频率同步的方法,能够计算LTE上行控制信道中多个用户的频偏。
本申请实施例提供的一种上行控制信道频率同步的方法,包括:
A、计算目标用户设备传输物理上行控制信道PUCCH的物理资源块PRB上所有用户设备的数据和导频的扩频序列;
B、提取目标用户设备与其它所用用户设备都正交的OFDM符号;
C、利用正交的相邻的OFDM符号进行相关计算,得到相位差;
D、利用相位差对数据和导频进行相位补偿。
较佳地,步骤A包括:
A1、计算目标用户的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数ncs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数其中ns和l分别表示时隙号和OFDM符号序号,ncs是LTE协议中规定的用来计算扩频序列的一个参数;
A2、对目标用户PUCCH传输所占用的PRB,计算利用该PRB传输PUCCH的所有其他用户的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数n'cs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数
较佳地,步骤B包括:
B1、设置索引数组index={1,2,3,…,14},该索引数组中的每一个元素分别对应PUCCH传输的14个OFDM符号;对每个OFDM符号,判断目标用户所用的扩频序列是否和其他用户的扩频序列相同,如果相同,则将该OFDM符号的序号从索引数组index中删除;如果不同则不作处理;
B2、将PUCCH的14个OFDM符号分成M个组,如果第i组中(1≤i≤M)至少有两个OFDM符号的序号存在于索引数组index中,则对第i组进行步骤C。
较佳地,步骤C包括:
C1、如果第i组中包含的OFDM的符号的序号存在于index中,则标记接收的该OFDM符号为r(l,n),然后生成用于表示扩频序列的符号序号的本地序列t(l,n),n=1,2,...,12,对接收符号进行解扩:l为OFDM符号序号;
C2、设第i组在索引数组index中的OFDM符号个数为Nsym,则:
ang=0
N=1
for Nsym=2to Nsym
index1=Nsym对应的符号序号
index2=Nsym-1对应的符号序号
ang=ang+(∠(sym(index1)×sym(index2)*))/(index1-index2)
N=N+1;
end
ang=ang/N;
其中,ang表示相位差,符号“∠()”表示对括号中的内容进行取相位运算;
C3、对各组得到的相位差求平均,得到最终的相位差。
从以上技术方案可以看出,通过判断同一个PRB上一个子帧中的每个OFDM符号上所有用户扩频序列的正交性,来判断是否可以利用该OFDM符号来进行频偏估计。然后利用所有可以利用的OFDM符号计算用户的频偏,利用估计的结果进行频偏补偿。本申请技术方案能够计算LTE上行控制信道中多个用户的频偏,尤其适合对高铁等高速移动环境下的频偏补偿,提高LTE上行控制信道的接收性能。
附图说明
图1为LTE中物理上行控制信道PUCCH格式1的示意图;
图2为本申请实施例提供的上行控制信道频率同步的方法流程示意图。
具体实施方式
本申请提供的一种上行控制信道频率同步的方法,其基本思想是:通过判断同一个物理资源块(PRB)上一个子帧中的每个正交频分复用(OFDM)符号上所有用户扩频序列的正交性,来判断是否可以利用该OFDM符号来进行频偏估计。然后利用所有可以利用的OFDM符号计算用户的频偏,利用估计的结果进行频偏补偿。其基本步骤包括:
计算目标用户设备传输物理上行控制信道(PUCCH)的PRB上所有用户设备的数据和导频的扩频序列;
提取目标用户设备与其它所用用户设备都正交的OFDM符号;
利用正交的相邻的OFDM符号进行相关计算,得到相位差;
利用相位差对数据和导频进行相位补偿。
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚,以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
LTE中上行控制信道PUCCH格式1,1a,1b传输的是SR信息和ACK/NACK信息,每个时隙中数据占用4个符号,导频占用3个符号,如图1所示。
假设PUCCH格式1系列传输的数据为d(0),对d(0)进行扩频后得到
其中,表示天线端口,表示一个RB中子载波的个数。r是扩频序列。
PUCCH格式1系列的导频如下表示:
其中,
m=0,...,
n=0,...,
m'=0,1,
为扩频序列,为块扩展序列。
LTE PUCCH是多个用户通过扩频序列码分复用在一起的,在同一个时隙中,多个用户的3列导频序列是两两正交的,4列(短格式时为3列)数据的扩频序列也是两两正交的,但每列导频和每列数据之间是不一定正交的。
在高速情况下,不同用户设备的PUCCH的正交性会被破坏,导致无法正确接收PUCCH。为此,本申请采用了对数据和导频进行解扩,然后计算相近OFDM符号之间相位差的方法进行频偏纠正,具体流程如图2所示,包括如下步骤:
步骤201:计算目标用户设备的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数ncs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数其中ns和l分别表示时隙号和OFDM符号序号,ncs是LTE协议中规定的用来计算扩频序列的一个参数。
步骤202:对目标用户PUCCH传输所占用的PRB,计算利用该PRB传输PUCCH的所有其他用户的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数n'cs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数具体计算过程可以参阅LTE相关协议的有关规定,在此不作展开。
步骤203:设置索引数组index={1,2,3,…,14},该索引数组中的每一个元素分别对应PUCCH传输的14个OFDM符号;对每个OFDM符号,判断目标用户所用的扩频序列是否和其他用户的扩频序列相同,如果相同,则将该OFDM符号的序号从索引数组index中删除;如果不同则不作处理。
步骤204:将PUCCH的14个OFDM符号分成M个组,如果第i组中(1≤i≤M)至少有两个OFDM符号的序号存在于索引数组index中,则对第i组进行步骤205及以后的操作。例如,可以将14个OFDM符号分成5组,分别为part1={1,2},part2={3,4,5},part3={6,7,8,9},part4={10,11,12},part5={13,14}。
步骤205:如果第i组中包含的OFDM的符号的序号存在于index中,则标记接收的该OFDM符号为r(l,n),然后生成用于表示扩频序列的符号序号的本地序列t(l,n),n=1,2,...,12,对接收符号进行解扩:l为OFDM符号序号,符号“*”表示共轭。
步骤206:利用正交的相邻的OFDM符号进行相关计算得到相位差。
设第i组在索引数组index中的OFDM符号个数为Nsym,则:
ang=0
N=1
for Nsym=2to Nsym
index1=Nsym对应的符号序号
index2=Nsym-1对应的符号序号
ang=ang+(∠(sym(index1)×sym(index2)*))/(index1-index2)
N=N+1;
end
ang=ang/N;
其中,ang表示相位差,符号“∠()”表示对括号中的内容进行取相位运算。
步骤207:对各组得到的相位差求平均,得到最终的相位差。
步骤208:以每个时隙中某列导频数据符号为基准,利用所述最终的相位差对数据和导频符号进行补偿。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请的保护范围,凡在本申请技术方案的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种上行控制信道频率同步的方法,其特征在于,包括:
A、计算目标用户设备传输物理上行控制信道PUCCH的物理资源块PRB上所有用户设备的数据和导频的扩频序列;
B、提取目标用户设备与其它所用用户设备都正交的OFDM符号;
C、利用正交的相邻的OFDM符号进行相关计算,得到相位差;
D、利用相位差对数据和导频进行相位补偿。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤A包括:
A1、计算目标用户的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数ncs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数其中ns和l分别表示时隙号和OFDM符号序号,ncs是LTE协议中规定的用来计算扩频序列的一个参数;
A2、对目标用户PUCCH传输所占用的PRB,计算利用该PRB传输PUCCH的所有其他用户的PUCCH的数据所用的扩频序列的生成参数n'cs(ns,l)和导频所用的扩频序列的生成参数
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤B包括:
B1、设置索引数组index={1,2,3,…,14},该索引数组中的每一个元素分别对应PUCCH传输的14个OFDM符号;对每个OFDM符号,判断目标用户所用的扩频序列是否和其他用户的扩频序列相同,如果相同,则将该OFDM符号的序号从索引数组index中删除;如果不同则不作处理;
B2、将PUCCH的14个OFDM符号分成M个组,如果第i组中(1≤i≤M)至少有两个OFDM符号的序号存在于索引数组index中,则对第i组进行步骤C。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤C包括:
C1、如果第i组中包含的OFDM的符号的序号存在于index中,则标记接收的该OFDM符号为r(l,n),然后生成用于表示扩频序列的符号序号的本地序列t(l,n),n=1,2,...,12,对接收符号进行解扩:l为OFDM符号序
C2、设第i组在索引数组index中的OFDM符号个数为Nsym,则:
ang=0
N=1
for Nsym=2to Nsym
index1=Nsym对应的符号序号
index2=Nsym-1对应的符号序号
ang=ang+(∠(sym(index1)×sym(index2)*))/(index1-index2)
N=N+1;
end
ang=ang/N;
其中,ang表示相位差,符号“∠()”表示对括号中的内容进行取相位运算;C3、对各组得到的相位差求平均,得到最终的相位差。
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