使用預(yù)定義的自相關(guān)向量來估計(jì)多普勒頻移的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年9月10日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/876, 035的權(quán)益，其 公開內(nèi)容通過引用而合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容一般涉及通信系統(tǒng)，并且具體涉及用于估計(jì)接收信號(hào)中的多普勒 (Doppler)頻移的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 各種通信系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于適應(yīng)由通信信道產(chǎn)生的特定水平的信號(hào)失真。例如，多 普勒效應(yīng)失真導(dǎo)致在相對(duì)于發(fā)射源移動(dòng)的接收器處接收的信號(hào)的頻率的改變。針對(duì)演進(jìn)型 通用陸地?zé)o線接入（E-UTRA)系統(tǒng)、也被稱為長期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮，包括各種包 含多普勒效應(yīng)的測量信道，被描述在例如2014年3月的3GPP技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TS36. 101，標(biāo)題為 "3rdGenerationPartnershipProjecttechnicalSpecificationGroupRadioAccess Network；EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；UserEquipment(UE) radiotransmissionandreception(Release12)，"（3GPPTS36. 101)，版本 12. 3.0,其 被通過引用合并于此。
[0005] 上述描述作為本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)的一般概述而被呈現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是承認(rèn) 其包含的任何信息構(gòu)成相對(duì)于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本文中描述的實(shí)施例提供了一種方法，包括在通信終端的存儲(chǔ)器中保持多個(gè)預(yù)定 義的向量，每個(gè)預(yù)定義的向量包括針對(duì)相應(yīng)的多普勒頻移而計(jì)算的信號(hào)自相關(guān)值。接收信 號(hào)，并且針對(duì)所接收的信號(hào)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。通過從預(yù)定義的向量之中選擇其自相關(guān)值 與所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值最佳地匹配的向量，來估計(jì)所接收的信號(hào)的實(shí)際多普勒頻 移。
[0007] 在一些實(shí)施例中，接收信號(hào)包括接收在多個(gè)時(shí)頻段上傳輸?shù)恼活l分復(fù)用（OFDM) 信號(hào)，并且計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括：獲得所接收的信號(hào)的頻率平均，每個(gè)頻率平均在相應(yīng)時(shí) 間索引的時(shí)頻段上被計(jì)算，并且使用這些頻率平均來計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。在其他實(shí)施例中， 時(shí)頻段跨越給定頻帶，獲得頻率平均包括將該頻帶劃分成兩個(gè)或多個(gè)子頻帶，并且針對(duì)子 頻帶中的每個(gè)子頻帶單獨(dú)地計(jì)算頻率平均，并且估計(jì)多普勒頻移包括基于在子頻帶上計(jì)算 的頻率平均來選擇向量。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算該經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括通過與非零時(shí)間延遲的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值 相對(duì)應(yīng)的因子來歸一化該經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算該經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括：在 多個(gè)不同時(shí)間分段上計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值，這些多個(gè)不同時(shí)間分段與所接收的信號(hào)所承載的 正交頻分復(fù)用（OFDM)符號(hào)相對(duì)應(yīng)，并且在這些多個(gè)時(shí)間分段上按每個(gè)時(shí)間延遲來平滑經(jīng) 驗(yàn)自相關(guān)值。
[0009] 在一些實(shí)施例中，平滑經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括使用一階低通無限脈沖響應(yīng)（IIR)濾波 器來濾波給定時(shí)間延遲的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。在其他實(shí)施例中，濾波經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括指定具 有遺忘系數(shù)的IIR濾波器，遺忘系數(shù)取決于通信終端的連續(xù)或非連續(xù)接收〇)RX)模式并且 取決于給定時(shí)間延遲。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值包括：基于來自通信終端的自動(dòng)頻率控制 (AFC)回路的頻率校正指示，旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定義的向量中的每 個(gè)預(yù)定義的向量包括根據(jù)Jakes衰落模型的自相關(guān)函數(shù)的多個(gè)取樣。在又一個(gè)實(shí)施例中， 選擇向量包括選擇其自相關(guān)值使關(guān)于所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值的相似性度量最小化 的向量。在又一個(gè)實(shí)施例中，相似性度量包括均方差度量。
[0011] 在一些實(shí)施例中，選擇向量包括計(jì)算預(yù)定義的向量與所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān) 值之間的相似性度量，同時(shí)至少排除零時(shí)間延遲的自相關(guān)值。在其他實(shí)施例中，估計(jì)實(shí)際多 普勒頻移包括當(dāng)以時(shí)分雙工（TDD)模式操作時(shí)使用第一數(shù)量的預(yù)定義向量，并且當(dāng)以頻分 雙工（FDD)模式操作時(shí)使用第二數(shù)量的預(yù)定義向量，第二數(shù)量大于第一數(shù)量。
[0012] 根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，另外提供了一種裝置，包括被配置為接收信號(hào)的接 收器以及處理電路。該處理電路被配置為在存儲(chǔ)器中保持多個(gè)預(yù)定義的向量，每個(gè)預(yù)定義 的向量包括針對(duì)相應(yīng)的多普勒頻移計(jì)算的信號(hào)自相關(guān)值，被配置為針對(duì)所接收的信號(hào)計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值，并且被配置為通過從預(yù)定義的向量之中選擇其自相關(guān)值與所接收的信號(hào)的 經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值最佳地匹配的向量，來估計(jì)所接收的信號(hào)的實(shí)際多普勒頻移。
[0013] 在一些實(shí)施例中，一種移動(dòng)通信終端，包括所公開的裝置。在一些實(shí)施例中，一種 在移動(dòng)通信終端中用于處理信號(hào)的芯片組，包括所公開的裝置。
[0014] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，本公開內(nèi)容將被全面地理 解，在附圖中：
【附圖說明】
[0015] 圖1是示意性圖示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的通信系統(tǒng)的框圖；
[0016] 圖2是描繪根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的若干自相關(guān)向量的圖，每個(gè)自相關(guān)向量 對(duì)應(yīng)于不同的多普勒頻移；以及
[0017] 圖3是示意性圖示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的使用預(yù)定義的自相關(guān)向量來估 計(jì)多普勒頻移的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本文中所描述的實(shí)施例提供了用于在移動(dòng)通信終端中估計(jì)多普勒頻移的改進(jìn)的 方法和設(shè)備。接收信號(hào)中的多普勒頻移通常是在當(dāng)接收器相對(duì)于發(fā)射器移動(dòng)時(shí)而被產(chǎn)生 的。多普勒頻移的幅度或數(shù)值與相對(duì)移動(dòng)速度成比例。取決于接收器是朝向發(fā)射器移動(dòng)或 者遠(yuǎn)離發(fā)射器移動(dòng)，多普勒頻移值可以是正的或負(fù)的。
[0019] 在所公開的技術(shù)中，多普勒頻移估計(jì)是基于將所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)向量和 對(duì)應(yīng)于不同多普勒頻移值的多個(gè)參考自相關(guān)向量相匹配。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，通信終端在存儲(chǔ)器中保持多個(gè)預(yù)定義的向量，每個(gè)預(yù)定義的向 量包括針對(duì)相應(yīng)的多普勒頻移計(jì)算的信號(hào)自相關(guān)值。在本示例中，移動(dòng)終端包括在LTE通 信系統(tǒng)中操作的UE。該UE包括處理電路，該處理電路接收可能受多普勒頻移影響的基帶信 號(hào)，并且計(jì)算針對(duì)所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。處理電路通過從預(yù)定義的向量之中選擇 其自相關(guān)值與所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值最佳地匹配的向量，來估計(jì)所接收的信號(hào)的實(shí) 際多普勒頻移。
[0021] 在一些實(shí)施例中，所接收的基帶信號(hào)包括在多個(gè)時(shí)頻段上傳輸?shù)恼活l分復(fù)用 (OFDM)信號(hào)。處理電路獲得所接收的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)頻率平均（在本文中也被稱為錨信 號(hào)），每個(gè)頻率平均在相應(yīng)時(shí)間索引的時(shí)頻段上被計(jì)算。處理電路然后如以下將被描述的， 使用這些錨信號(hào)來計(jì)算經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。錨信號(hào)通常包括具有相應(yīng)的幅度和相位的復(fù)數(shù)值。
[0022] 在一些實(shí)施例中，OFDM時(shí)頻段跨越可用信道帶寬內(nèi)的給定頻帶。處理電路將該頻 帶劃分成兩個(gè)或多個(gè)子頻帶，并且針對(duì)這些子頻帶中的每個(gè)子頻帶單獨(dú)地計(jì)算頻率平均。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路通過與第二時(shí)間延遲的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值相對(duì)應(yīng)的因子來 歸一化經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值。處理電路使用低通無限脈沖響應(yīng)（IIR)濾波器對(duì)經(jīng)歸一化的自相關(guān) 值應(yīng)用平滑濾波。IIR濾波器包括遺忘系數(shù)，該遺忘系數(shù)的設(shè)置取決于操作的連續(xù)或非連續(xù) ORX)模式并且取決于給定的時(shí)間延遲。
[0024] 在一些實(shí)施例中，當(dāng)在DRX模式操作時(shí)，自動(dòng)頻率控制（AFC)處理或回路在DRX喚 醒間隔的開始處提供頻率校正指示。處理電路通過相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)錨信號(hào)（即改變其復(fù)數(shù)值的 相位）來補(bǔ)償由AFC處理所應(yīng)用的頻率校正。取決于時(shí)間延遲是否在指示AFC頻率校正的 事件之前來，處理電路應(yīng)用基于時(shí)間的旋轉(zhuǎn)或者固定的旋轉(zhuǎn)。
[0025] 預(yù)定義的向量通常例如根據(jù)相應(yīng)的信道模型或者經(jīng)驗(yàn)地被離線確定。在一個(gè)實(shí)施 例中，預(yù)定義的向量中的每個(gè)向量包括根據(jù)Jakes的衰落模型的自相關(guān)函數(shù)的多個(gè)樣本。
[0026] 在一些實(shí)施例中，為了估計(jì)實(shí)際多普勒向量，處理電路選擇預(yù)定義向量中的一個(gè) 向量，該向量的自相關(guān)值使關(guān)于所接收的信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)自相關(guān)值的相似性度量最小化。處理 電路可以評(píng)估任何適當(dāng)?shù)南嗨菩远攘浚T