高速环境下TD-SCDMA系统的多普勒偏估计算法研究

摘要

TD-SCDMA系统是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统，智能天线、联合检测和接力切换等技术的应用使它相比于其他3G标准有更高的频谱利用率和更大的系统容量。但TDD技术对用户信道环境的检测和发射功率调整在时间上是非连续的，各种算法所支持的用户最高移动速率只有120公里/小时。高速的移动引起频繁的小区切换，在小区切换区域存在着强的相邻小区干扰用户。高速环境下的信道估计算法必须考虑邻小区的影响，传统的单个小区信道估计算法在高速环境下已不能对用户信道环境进行精确的估计；终端与基站之间的相对移动产生的多普勒频移直接影响到接收信号的相位，通过用户时隙中间的midamble码进行多普勒频偏估计的传统算法已经无法实现信号的正确解调。
　　 本文基于上面的问题，研究了TD-SCDMA系统的多个小区联合信道估计和多普勒频偏估计算法，主要工作包括：⑴提出了一种适用于高速环境的多个小区联合信道估计算法。该算法根据功率大小选择出相邻小区的强干扰用户，把本小区用户和相邻小区强干扰用户一起纳入信道估计矩阵进行信道估计。仿真表明，多个小区联合信道估计算法比传统的steiner信道估计算法有更高的精度。⑵提出了一种利用数据域进行多普勒频偏估计的算法。该方法在利用训练序列进行初始频偏估计的基础上，利用多个小区联合信道估计得到的信道响应和初始多普勒频偏估计值对训练序列两端的数据域进行解调；最后用解调得到的用户数据进行二次频偏估计。通过仿真对比，在相同信噪比的条件下，该算法比传统的只利用训练序列进行频偏估计补偿的算法有更低的误码率。