本發(fā)明涉及無線通信的，特別是涉及一種頻偏估計方法、系統(tǒng)、存儲介質及用戶終端。

背景技術：

1、泛在通信網(wǎng)絡即廣泛存在的網(wǎng)絡，它以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，以實現(xiàn)在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。

2、在泛在通信網(wǎng)絡中，衛(wèi)星平臺具有很高的移動性，會帶來顯著的多普勒效應。例如，600km低軌衛(wèi)星(leo-600)場景下衛(wèi)星速度可達7.56km/s。在低仰角的情況下，多普勒頻偏可以達到20ppm以上。因此在頻率同步過程中，衛(wèi)星通信等非地面網(wǎng)絡(non?terrestrialnetwork，ntn)系統(tǒng)要面臨遠大于地面及海上通信系統(tǒng)的頻偏，為地面和海上通信設計的傳統(tǒng)頻率同步技術難以直接應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)，需要對頻率同步技術進行增強。

3、3gpp?rel-17/18中ntn依賴于用戶終端(user?equipment，ue)的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(global?navigation?satellite?system，gnss)能力計算位置信息，并以此計算出頻偏所需的補償。然而gnss信號容易被干擾或欺騙，如果能夠讓ue在gnss信號不可用時仍然能連接(或保持連接)到泛在通信網(wǎng)絡，將會顯著提高泛在通信網(wǎng)絡的魯棒性。對于泛在通信網(wǎng)絡頻率同步過程，下行同步信號如果由衛(wèi)星發(fā)送給各用戶，每個用戶在本地進行對應的頻偏估計補償完成信號接收。但是對于上行來說，每個用戶間不同的頻偏會導致上行接收端的用戶間干擾，嚴重影響系統(tǒng)性能。

4、泛在通信網(wǎng)絡中的超大載波頻率偏移主要由兩部分組成：衛(wèi)星與ue相對運動產(chǎn)生的多普勒頻偏和本地振蕩器誤差造成的載波頻偏。如圖1所示，ue側總的下行鏈路(downlink，dl)頻偏為fd+fo，其中，fd是衛(wèi)星和ue相對運動產(chǎn)生的多普勒頻移，fo是振蕩器引入的頻率偏移。

5、如果ue無法區(qū)分fd和fo，而使用ue估計的總頻偏fd+fo進行上行頻偏預補償，則在基站側會產(chǎn)生2fo的頻率偏移，這將極大影響上行鏈路的傳輸。對于配備gnss能力的ue來說，可以基于gnss獲取的ue自身位置和服務衛(wèi)星星歷，推導衛(wèi)星和ue相對運動產(chǎn)生的多普勒頻移，然后利用ue側總的dl頻偏和推導出的多普勒頻移執(zhí)行振蕩器頻移的調整，進而實現(xiàn)頻率同步。但對于無gnss能力的ue，想要實現(xiàn)頻率同步，是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種頻偏估計方法、系統(tǒng)、存儲介質及用戶終端，能夠實現(xiàn)泛在通信網(wǎng)絡架構下無gnss能力用戶終端的頻率頻偏估計，從而實現(xiàn)更高效、更安全、更廣泛的通信服務。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種頻偏估計方法，所述方法包括以下步驟：獲取來自n個節(jié)點的m個載波承載的無線信號，其中n≥1，m≥2；基于所述無線信號獲取輔助信息；基于所述無線信號和所述輔助信息生成頻偏估計方程；獲取所述頻偏估計方程的頻偏估計值。

3、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，所述無線信息包括同步信號塊、跟蹤參考信號、主信息塊和系統(tǒng)信息塊。

4、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，所述輔助信息包括載波工作頻率、節(jié)點類型和衛(wèi)星星歷信息，所述衛(wèi)星星歷信息包括衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星速度、衛(wèi)星坐標和衛(wèi)星仰角。

5、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，第i個載波承載的無線信號信息表示為其中fi表示接收到第i個載波的頻率，tsi表示第i個載波的采樣間隔，表示第i個載波的沒有多普勒偏移的復數(shù)信道系數(shù)，c表示光速，vi表示第i個發(fā)射機和接收機的相對速度，wi[n]表示接收機在第i個載波上接收到的加性高斯白噪聲，fo表示發(fā)射機和接收機之間的振蕩器精度，si[n]表示第i個載波上的參考信號；表示接收機和第i個發(fā)射機相對運動產(chǎn)生的多普勒偏移。

6、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，所述頻偏估計方程表示為：

7、

8、

9、

10、

11、其中，fi表示接收到第i個載波的頻率，i∈[1,p]；tsi表示第i個載波的采樣間隔，表示第i個載波的沒有多普勒偏移的復數(shù)信道系數(shù)，c表示光速，vi表示第i個發(fā)射機和接收機的相對速度，mi是節(jié)點i的微分步長，mi是節(jié)點i最大的微分步長，fo表示發(fā)射機和接收機之間的振蕩器精度，si[n]表示第i個載波上的參考信號。

12、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，還包括基于所述頻偏估計值進行頻偏補償，所述頻偏補償為多普勒頻偏估計值與晶振偏移估計值的差值。

13、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，還包括對所述頻偏估計值進行濾波，并基于濾波后的頻偏估計值進行頻偏補償。

14、第二方面，本發(fā)明提供一種頻偏估計系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、生成模塊和估計模塊；

15、所述第一獲取模塊用于獲取來自n個節(jié)點的m個載波承載的無線信號，其中n≥1，m≥2；

16、所述第二獲取模塊用于基于所述無線信號獲取輔助信息；

17、所述生成模塊用于基于所述無線信號和所述輔助信息生成頻偏估計方程；

18、所述估計模塊用于獲取所述頻偏估計方程的頻偏估計值。

19、第三方面，本發(fā)明提供一種用戶終端，所述電子設備包括：處理器和存儲器；

20、所述存儲器用于存儲計算機程序；

21、所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序，以使所述用戶終端執(zhí)行上述的頻偏估計方法。

22、第四方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被電子設備執(zhí)行時實現(xiàn)上述的頻偏估計方法。

23、如上所述，本發(fā)明所述的頻偏估計方法、系統(tǒng)、存儲介質及用戶終端，具有以下有益效果：

24、(1)通過要求用戶終端具有同時處理多個射頻通道的能力，在多連接或者載波聚合等場景下可以實現(xiàn)同時收集多個節(jié)點或載波的無線資源進行頻偏估計，可以分離并且估計出由運動導致的多普勒頻移和振蕩器不穩(wěn)定導致的頻率偏移，完成準確的上行頻偏預補償，進而實現(xiàn)頻率同步；

25、(2)適用于用戶終端具有同時處理多個射頻通道的能力的場景，為物理層參數(shù)估計等領域提供更可靠和精確的方法，有望推進泛在通信網(wǎng)絡物理層關鍵技術的研究進展；

26、(3)在面向泛在通信網(wǎng)絡架構的無線通信領域的應用前景非常廣泛，能夠提供更加精準、便捷和快速的頻偏估計，從而實現(xiàn)更高效、更安全、更廣泛的通信服務。

技術特征：

1.一種頻偏估計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：所述無線信息包括同步信號塊、跟蹤參考信號、相位跟蹤參考信號、信道狀態(tài)信息、主信息塊和系統(tǒng)信息塊。

3.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：所述輔助信息包括載波工作頻率、節(jié)點類型和衛(wèi)星星歷信息，所述衛(wèi)星星歷信息包括衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星速度、衛(wèi)星坐標和衛(wèi)星仰角。

4.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：第i個載波承載的無線信號信息表示為其中fi表示接收到第i個載波的頻率，tsi表示第i個載波的采樣間隔，表示第i個載波的沒有多普勒偏移的復數(shù)信道系數(shù)，c表示光速，vi表示第i個發(fā)射機和接收機的相對速度，wi[n]表示接收機在第i個載波上接收到的加性高斯白噪聲，fo表示發(fā)射機和接收機之間的振蕩器精度，si[n]表示第i個載波上的參考信號；表示接收機和第i個發(fā)射機相對運動產(chǎn)生的多普勒偏移，n表示采樣點。

5.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：所述頻偏估計方程表示為：

6.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：還包括基于所述頻偏估計值進行頻偏補償，所述頻偏補償為多普勒頻偏估計值與晶振偏移估計值的差值。

7.根據(jù)權利要求1所述的頻偏估計方法，其特征在于：還包括對所述頻偏估計值進行濾波，并基于濾波后的頻偏估計值進行頻偏補償。

8.一種頻偏估計系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、生成模塊和估計模塊；

9.一種用戶終端，其特征在于，所述電子設備包括：處理器和存儲器；

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被電子設備執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至7中任一項所述的頻偏估計方法。

技術總結
本發(fā)明提供一種頻偏估計方法、系統(tǒng)、存儲介質及用戶終端，所述方法包括以下步驟：獲取來自n個節(jié)點的m個載波承載的無線信號；基于所述無線信號獲取輔助信息；基于所述無線信號和所述輔助信息生成頻偏估計方程；獲取所述頻偏估計方程的頻偏估計值。本發(fā)明的頻偏估計方法、系統(tǒng)、存儲介質及用戶終端能夠實現(xiàn)泛在通信網(wǎng)絡架構下無GNSS能力用戶終端的頻率頻偏估計，從而實現(xiàn)更高效、更安全、更廣泛的通信服務。

技術研發(fā)人員：周婷,曾昱,田金鳳,胡宏林,趙建龍
受保護的技術使用者：上海大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10