專利名稱：一種lte系統中的相位補償方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，更具體的說，是涉及一種LTE(Long Term Evolution system，長期演進)系統中的相位補償方法和系統。
背景技術：
當前對于通信技術的發展而言，已經從3G時代開始向4G時代進行過渡，而 LTE (Long Term Evolution system，長期演進)系統則被廣泛的認為是4G無線通信系統。 其中，LTE 的物理層采用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用)技術。如

圖1所示，為時間上連續的兩個OFDM符號，OFDM符號η和OFDM符號η+1。 其中，該符合LTE定義的時域OFDM符號的結構包括CP (循環前綴)部分和data(數據)部分。在現有技術中理想情況下，如定時準確，信道為AWGN(Additive White Gaussion Noise，加性高斯白噪聲)，進入FFT (Fast Fourier Transformation，快速傅里葉變換)單元的數據部分為FFT窗1內的數據。如圖2所示，為現有技術中一個LTE終端接收機的數字基帶處理結構，主要包括 AD (模數轉換)采樣單元201，定時調整單元202，該定時調整單元202根據定時點T獲得包括CP在內的完整的的OFDM符號；去CP單元203，用于在理想情況下，如定時準確，信道為 AffGN下，直接將進入FFT窗1內的數據截取出來送給FFT單元；FFT單元204對接收到的數據進行FFT變換，得到頻域數據，并將該頻域數據放到數據緩沖區205中等待處理。但是，在衰落信道下，定時的理想位置(所謂理想位置就是定時準確的位置)為多徑信道的重心位置，也就是各條不同功率和時延的多徑的平均位置。如圖3a和圖北所示的兩個典型的多徑信道的功率時延圖。其中，圖3a表示的最強徑是第一徑；圖北表示最強徑為中間的某一條徑。在上述兩種情況下，理想定時點T都位于第一徑的后面。如果從定時點T位置開始將數據送入FFT單元，即將圖1中標示的FFT窗1內的數據發送至FFT單元。 由于此時的定時點并不是第一徑的位置，所以FFT窗1內數據的尾部受到了下一個OFDM符號頭部數據的干擾，造成了 ISI (符號間干擾)。為了避免上述干擾，在現有技術中一般將 FFT開窗的位置向前提，即實際上FFT單元接收到的數據為如圖1所示將提前量L后構成的 FFT窗2內的數據，圖1中的提前量L由經驗值獲得。采用上述方法能夠有效的減小OFDM 系統中的ISI。由CP的結構可知，此時FFT窗2的數據是FFT窗1內的數據的循環移位，因此經過 FFT以后得到的頻域數據會發生相位旋轉，而且這種相位旋轉和子載波的索引值有關，索引值越大旋轉的角度就越大。由于在數據恢復階段，需要用到信道估計，在信道估計當中常常假設相近的幾個子載波的信道是線性變化的，所以可以使用線性插值恢復數據子載波上的信道。但是，由于FFT窗的位置提前造成的相位旋轉則會破壞上述執行線性插值的前提，使線性插值的精度大大的降低，從而造成整個系統性能的下降。

發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種LTE系統中的相位補償方法和系統，以克服現有技術中由于FFT窗位置提前后的相位旋轉降低了線性插值的精度，從而造成整個系統性能下降的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種長期演進LTE系統中的相位補償方法，包括依據定時點獲取經過模數轉換的包括循環前綴CP的正交頻分復用OFDM符號；截取CP中長度為預設提前量L的采樣點，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行相位補償，得到補償數據；對所述補償數據進行FFT變換，獲取對應所述補償數據的頻域數據并發送至數據緩沖區；獲取存儲于所述數據緩沖區內頻域數據中的參考信號，依據所述參考信號估計時域定時的誤差，更新所述定時點。優選地，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行補償，得到補償數據的具體過程包括截取CP尾部長度為預設提前量L的第一采樣點和FFT窗1內的數據；利用所述第一采樣點覆蓋所述FFT窗1內尾部長度為L的數據，確定尾部被覆蓋后的FFT窗1內的數據為補償數據。優選地，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行補償，得到補償數據的具體過程包括截取CP尾部長度為預設提前量L的第二采樣點和FFT窗2內的數據，所述第二采樣點為所述FFT窗2內的數據的頭部；將所述第二采樣點循環移位至所述FFT窗2尾部，確定將頭部的第二采樣點補償至尾部的FFT窗2內的數據為補償數據。優選地，其特征在于，依據所述參考信號估計時域定時的誤差，更新所述定時點的具體過程包括在一個下行子幀內，對獲取到的上下相鄰的同一個天線端口的參考信號的信道響應做相關運算，且求和，得到各個位于同一天線端口的參考信號的第一相關值；對同一天線端口的所述第一相關值再次求和，得到第二相關值；轉化計算所述第二相關值反正切的值，得到定時偏差；平滑濾波所述定時偏差，獲取平滑后的新定時偏差；依據所述新定時偏差調整所述定時點，獲取更新后的定時點。優選地，所述預設提前量L的預設過程具體包括獲取主同步符號PSS所在OFDM符號的位置，確定前面長度為Len的數據采樣點， 及確定所述PSS所在OFDM符號與所述數據采樣點構成首徑搜索數據段，所述首徑搜索數據段的長度為=LseJLen ；其中，所述首徑搜索數據段的起始位置為T-Len，T為定時點；Lseq為所述PSS所在 OFDM符號的長度；低通過濾所述PSS所占帶寬以外的數據，輸出序列長度為LSCT+Len的序列Sr(n)，η = 0,1, 2, ... , Lseq+Len-1 ；輸出本地PSS序列Sl(n)，η = 0，1，2，. . .，Lseq-I,所述本地PSS序列長度為Lseq ；利用所述本地PSS序列和所述首徑搜索數據段進行首徑搜索，確定預設提前量L。優選地，生成所述本地PSS序列的過程包括在LTE系統協議下，依據當前服務小區的ID號生成頻域PSS序列，所述頻域PSS 序列包括62個數據點，長度為62 ；在所述頻域PSS序列的中間位置插入一個0作為直流子載波，構成長度為63的頻域PSS序列；對長度為63的頻域PSS序列的兩側進行補零，生成長度與當前帶寬對應的傅里葉變換FFT點數相同的新頻域PSS序列；快速傅里葉變換IFFT所述新頻域PSS序列至時域；在轉換至時域的PSS序列上添加CP，生成本地PSS序列。優選地，進行所述首徑搜索的過程包括利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首徑搜索數據段內做滑動相關運算，獲取相
關值序列
權利要求
1.一種長期演進LTE系統中的相位補償方法，其特征在于，包括依據定時點獲取經過模數轉換的包括循環前綴CP的正交頻分復用OFDM符號； 截取CP中長度為預設提前量L的采樣點，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行相位補償，得到補償數據；對所述補償數據進行FFT變換，獲取對應所述補償數據的頻域數據并發送至數據緩沖區；獲取存儲于所述數據緩沖區內頻域數據中的參考信號，依據所述參考信號估計時域定時的誤差，更新所述定時點。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行補償，得到補償數據的具體過程包括截取CP尾部長度為預設提前量L的第一采樣點和FFT窗1內的數據； 利用所述第一采樣點覆蓋所述FFT窗1內尾部長度為L的數據，確定尾部被覆蓋后的 FFT窗1內的數據為補償數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對快速傅里葉變換FFT窗內的數據進行補償，得到補償數據的具體過程包括截取CP尾部長度為預設提前量L的第二采樣點和FFT窗2內的數據，所述第二采樣點為所述FFT窗2內的數據的頭部；將所述第二采樣點循環移位至所述FFT窗2尾部，確定將頭部的第二采樣點補償至尾部的FFT窗2內的數據為補償數據。
4.根據權利要求1 3中任意一項權利要求所述的方法，其特征在于，依據所述參考信號估計時域定時的誤差，更新所述定時點的具體過程包括在一個下行子幀內，對獲取到的上下相鄰的同一個天線端口的參考信號的信道響應做相關運算，且求和，得到各個位于同一天線端口的參考信號的第一相關值； 對同一天線端口的所述第一相關值再次求和，得到第二相關值； 轉化計算所述第二相關值反正切的值，得到定時偏差； 平滑濾波所述定時偏差，獲取平滑后的新定時偏差； 依據所述新定時偏差調整所述定時點，獲取更新后的定時點。
5.根據權利要求1 3中任意一項權利要求所述的方法，其特征在于，所述預設提前量 L的預設過程具體包括獲取主同步符號PSS所在OFDM符號的位置，確定前面長度為Len的數據采樣點，及確定所述PSS所在OFDM符號與所述數據采樣點構成首徑搜索數據段，所述首徑搜索數據段的長度為Lse(1+Len ；其中，所述首徑搜索數據段的起始位置為T-Len，T為定時點；Lsrai為所述PSS所在OFDM 符號的長度；低通過濾所述PSS所占帶寬以外的數據，輸出序列長度為LsJLen的序列Sr (η)，η = 0,1,2,..., Lseq+Len-1 ；輸出本地PSS序列Sl (η)，η = 0，1，2，. . .，Lseq-I，所述本地PSS序列長度為Lseq ； 利用所述本地PSS序列和所述首徑搜索數據段進行首徑搜索，確定預設提前量L。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，生成所述本地PSS序列的過程包括在LTE系統協議下，依據當前服務小區的ID號生成頻域PSS序列，所述頻域PSS序列包括62個數據點，長度為62;在所述頻域PSS序列的中間位置插入一個0作為直流子載波，構成長度為63的頻域 PSS序列；對長度為63的頻域PSS序列的兩側進行補零，生成長度與當前帶寬對應的傅里葉變換 FFT點數相同的新頻域PSS序列；快速傅里葉變換IFFT所述新頻域PSS序列至時域； 在轉換至時域的PSS序列上添加CP，生成本地PSS序列。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，進行所述首徑搜索的過程包括 利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首徑搜索數據段內做滑動相關運算，獲取相關值
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述LTE系統支持移動終端單天線接收模式。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述LTE系統支持移動終端多天線接收模式；依據獲取到的天線選擇控制信號，對所述多天線接收模式下的一根接收天線進行處理，且所述多天線接收模式下的每一根接收天線與所述單天線接收模式時的處理方式相同；其中，所述天線選擇信號的獲取過程包括接收各路所述接收天線自動增益控制補償用的增益值，并選擇對應最小增益值的接收天線的索引值，將其作為天線選擇控制信號進行配置。
10.一種長期演進LTE系統中的相位補償系統，其特征在于，至少包括一組對應移動終端接收天線的相位補償裝置，所述相位補償裝置包括模數轉換采樣單元，用于對接收信號進行模數轉換；定時調整單元，用于依據定時點獲取經過模數轉換的包括循環前綴CP的正交頻分復用OFDM符號；相位補償單元，用于截取CP中長度為預設提前量L的采樣點，對快速傅里葉變換FFT 窗內的數據進行相位補償，得到補償數據；FFT變換單元，用于對所述補償數據進行FFT變換，獲取對應所述補償數據的頻域數據并發送至數據緩沖區；數據緩沖單元，用于緩存所述頻域數據；定時估計單元，用于獲取存儲于所述數據緩沖區內頻域數據中的參考信號，依據所述參考信號估計時域定時的誤差，更新所述定時點，并將更新后的所述定時點發送至定時調整單元。
11.根據權利要求10所述的系統，其特征在于，所述相位補償單元包括第一相位補償單元，用于截取CP尾部長度為預設提前量L的第一采樣點和FFT窗1內的數據，利用所述第一采樣點覆蓋所述FFT窗1內尾部長度為L的數據，確定尾部被覆蓋后的FFT窗1內的數據為補償數據；或者，第二相位補償單元，用于截取CP尾部長度為預設提前量L的第二采樣點和FFT 窗2內的數據，所述第二采樣點為所述FFT窗2內的數據的頭部，將所述第二采樣點循環移位至所述FFT窗2尾部，確定將頭部的第二采樣點補償至尾部的FFT窗2內的數據為補償數據。
12.根據權利要求10或11中所述的系統，其特征在于，還包括低通濾波單元、PSS序列生成單元和首徑估計單元；所述定時調整單元，還用于依據主同步符號PSS所在OFDM符號的位置，確定前面長度為Len的數據采樣點，及確定所述PSS所在OFDM符號與所述數據采樣點構成首徑搜索數據段，所述首徑搜索數據段的長度為L_+Len ；其中，所述首徑搜索數據段的起始位置為 T-Len, T為定時點；Lsetl為所述PSS所在OFDM符號的長度；低通濾波單元，用于低通過濾所述PSS所占帶寬以外的數據，輸出序列長度為LsJLen 的序列 Sr(n)，η = 0，1，2，. . .，Lseq+Len-1 ；PSS序列生成單元，用于輸出本地PSS序列Sl (η)，η = 0,1,2,. . .，Lseq-I,所述本地PSS 序列長度為Lsrai ；首徑估計單元，用于利用所述本地PSS序列和所述首徑搜索數據段進行首徑搜索，確定預設提前量L。
13.根據權利要求12中所述的系統，其特征在于，所述首徑估計單元包括滑動相關單元，用于利用所述本地PSS序列Sl (η)在所述首徑搜索數據段內做滑動相關運算，獲取相關值序列corr_result(n)，η = 0，1，2，…，Len-I ；求模取平方單元，用于求所述相關值序列模的平方，得到相關峰值序列peak_seq(n)；搜索單元，用于在所述相關峰值序列中搜索第一個超過預設門限的峰值，記為iFP ；平滑單元，用于獲取所述iFP與定時點之間的距離L。，對所述L。做平滑處理，將獲取到的平滑結果作為預設提前量L。
14.根據權利要求12中所述的系統，其特征在于，當移動終端存在多路接收天線時，包括個數與所述接收天線個數相同的所述相位補償裝置；所述低通濾波單元具有多路信號輸入端；天線選擇單元，用于接收各路所述接收天線自動增益控制補償用的增益值，并選擇自動增益控制最小的增益值對應的接收天線的索引值，將其作為天線選擇控制信號配置給所述低通濾波單元和所述定時估計單元。
全文摘要
本發明公開了一種LTE系統中的相位補償方法和系統，其方法包括依據定時點獲取經過模數轉換的包括CP的OFDM符號；截取CP中長度為預設提前量L的采樣點，對FFT窗內的數據進行相位補償得到補償數據；對補償數據進行FFT變換，獲取對應的頻域數據并發送至數據緩沖區；獲取存儲于數據緩沖區內頻域數據中的參考信號，依據參考信號估計時域定時的誤差，更新定時點。本發明通過截取CP中長度為預設提前量L的采樣點，對FFT窗內的數據進行相位補償，并獲取經過上述處理后的補償數據，對該補償數據進行FFT變換以克服現有技術中的相位旋轉對之后的信道估計線性插值的性能的影響，從而提高整個系統的性能。
文檔編號H04L25/03GK102571668SQ20121000377
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者任江濤, 吳齊發, 唐相國, 張國松, 李亞輝, 胡劍鋒, 莫勇 申請人:合肥東芯通信股份有限公司