專利名稱：估計(jì)多普勒最大頻率和振蕩器頻率偏移的方法、程序及模塊，包含該模塊的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種估計(jì)多普勒最大頻率和/或振蕩器頻率偏移的方法、程序及模塊，以及一種包含該模塊的接收機(jī)。

背景技術(shù)：
在無(wú)線電通信系統(tǒng)中，信息比特在發(fā)射機(jī)端調(diào)制，因而需要在接收機(jī)端將其解調(diào)。因此，無(wú)線電接收機(jī)總是具有RF(射頻)解調(diào)模塊。基本上，RF解調(diào)模塊的功能包括從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率以恢復(fù)基帶信號(hào)。為執(zhí)行此操作，RF解調(diào)模塊的本地振蕩器部分產(chǎn)生理論上應(yīng)與載波頻率一致的頻調(diào)(frequency tone)。本地振蕩器應(yīng)以與載波頻率相同的頻率振蕩。遺憾的是，由于若干原因(例如溫度變化)該本地振蕩器會(huì)產(chǎn)生漂移。因此，振蕩器頻率偏移f0出現(xiàn)在載波頻率和本地振蕩器的振蕩頻率之間。此頻率偏移引起接收機(jī)總體性能的顯著惡化。
因此，現(xiàn)存的解決方法是估計(jì)偏移f0，然后將其修正。
例如，為此目的，以UMTS(通用移動(dòng)通訊系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)(參考“3GPPTechnical Specification，Rel.99，http://www.3gpp.org/specs/specs.html”)定義的UMTS無(wú)線電通信系統(tǒng)具有公共下行鏈路物理信道P-CPICH(主公共導(dǎo)頻信道)和S-CPICH(次公共導(dǎo)頻信道)。兩個(gè)CPICH都是固定速率(30kbit/s)的下行鏈路物理信道，載有預(yù)定義的比特序列，也被表示為導(dǎo)頻符號(hào)。因此，使用CPICH的相位辨別方法能被使用。首先，此已知方法估計(jì)兩個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)之間的相位變化。然后，頻率偏移由以下比率的期望而獲得
其中 -

代表兩個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)之間的相位變化， -ΔT是符號(hào)速率的倒數(shù)，以及 -E(..)表示平均函數(shù)的期望 實(shí)際上，為了獲得振蕩器頻率偏移的準(zhǔn)確估計(jì)，前面描述的測(cè)量需要重復(fù)進(jìn)行并且對(duì)大量導(dǎo)頻符號(hào)求平均。因此，相位辨別方法是導(dǎo)頻符號(hào)速率引發(fā)的長(zhǎng)過程，并且需要一些時(shí)間以精確調(diào)節(jié)本地振蕩器。
另一方面，由于無(wú)線電接收機(jī)的位移，接收的無(wú)線電信號(hào)的頻率發(fā)生偏移。此為多普勒效應(yīng)。因此，例如，功率密度譜中的基帶信號(hào)功率的大百分比存在于頻率子范圍[-fd；fd]中，其中頻率fd是多普勒最大頻率。子范圍[-fd；fd]為多普勒帶寬。
例如，頻率fd用于估計(jì)無(wú)線接收機(jī)速度。
從“Non parameteric Doppler Spread Estimation for Flat FadingChannels”，Kareem E.Baddour，Norman C.Beaulieu，IEEE 2003而知，可將fd估計(jì)為針對(duì)子范圍[-fd；fd]中的信號(hào)功率等于總信號(hào)功率的特定百分比的頻率，由下述關(guān)系所表示 其中 -Ψ是屬于]0，1[的任意恒定功率閾值 -fs是采樣頻率，以及 -Pyy(f)是頻率f的信號(hào)功率估計(jì)。
Pyy(f)是使用FFT(快速傅立葉變換)算法，對(duì)從導(dǎo)頻信道上，如CPICH，接收的基帶信號(hào)而計(jì)算的。
但是，基于FFT的fd估計(jì)對(duì)于振蕩器頻率偏移而言完全不具有魯棒性。
通常，頻率fd和偏移f0是使用兩種專用的功能單元獨(dú)立估計(jì)的。


發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種fd估計(jì)方法，該估計(jì)方法對(duì)于振蕩器頻率偏移而言更具魯棒性。
考慮上述和其他目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種估計(jì)fd的方法，包括如下步驟 -計(jì)算接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜， -掃描所計(jì)算的功率密度譜以確定頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及 -根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)頻率fd， 其中，所述掃描步驟適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
無(wú)論振蕩器頻率偏移f0的值是多少，以上方法找到的[fmin；fmax]子范圍寬度總等于2.fd。因而，偏移f0的值不影響根據(jù)頻率fmin和fmax對(duì)fd的估計(jì)。因此，以上方法對(duì)于振蕩器偏移f0而言具有魯棒性。
以上fd估計(jì)方法的實(shí)施例可包含一個(gè)或幾個(gè)以下特征 -所述方法還包括根據(jù)與用于估計(jì)頻率fd相同的頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的步驟，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率， -所述方法包括根據(jù)估計(jì)的頻率fd來(lái)計(jì)算無(wú)線接收機(jī)位移的速率估計(jì)的步驟。
以上fd估計(jì)方法的實(shí)施例體現(xiàn)以下優(yōu)勢(shì) -功率密度譜計(jì)算步驟和功率密度譜掃描步驟對(duì)于fd和f0估計(jì)是共同的，因而可設(shè)計(jì)出針對(duì)fd和f0估計(jì)的真正的集成器件。
本發(fā)明的另一目的是提供更快的振蕩器頻率偏移估計(jì)方法。因此，本發(fā)明還提供了一種振蕩器頻率偏移方法，該方法包括步驟 -計(jì)算接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜， -掃描所計(jì)算的功率密度譜以確定頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及 -根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)偏移f0， 其中，所述掃描步驟適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
計(jì)算功率密度譜不要求對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻符號(hào)之間的相位變化的測(cè)量，因而此估計(jì)偏移f0的方法更簡(jiǎn)單且更快。
以上fd或f0估計(jì)方法的實(shí)施例可包含一個(gè)或幾個(gè)以下特征 -在子范圍[fmin；fmax]中搜索大于預(yù)定閾值的最大功率峰值的步驟，以及在找到最大功率峰值的情況下指示無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間存在徑直瞄準(zhǔn)線的步驟； -對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波、求平均和下采樣，之后根據(jù)濾波、求平均以及下采樣后的信號(hào)來(lái)計(jì)算功率密度譜的步驟；以及 -根據(jù)只用于傳輸預(yù)定導(dǎo)頻的導(dǎo)頻信道來(lái)構(gòu)建功率密度譜。
以上fd或f0估計(jì)方法的實(shí)施例體現(xiàn)以下優(yōu)勢(shì) -在子范圍[fmin；fmax]中尋找最大功率峰值是探測(cè)徑直瞄準(zhǔn)線的簡(jiǎn)單方法，其可與估計(jì)fd和f0的方法完全集成，以及 -對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波和求平均顯著地減小了噪聲，這允許獲得更精確的fd和f0估計(jì)。
本發(fā)明還涉及一種具有執(zhí)行以上方法的指令的程序。
本發(fā)明還涉及一種估計(jì)由無(wú)線接收機(jī)位移引起的無(wú)線電信號(hào)的多普勒最大頻率fd的電子模塊，所述模塊包括 計(jì)算單元，構(gòu)建接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜， 掃描器，適于確定頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及 估計(jì)器，根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)頻率fd， 其中，所述掃描器適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
以上電子模塊的實(shí)施例可包含一個(gè)或幾個(gè)以下特征 -所述模塊還包括根據(jù)由掃描器確定的頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的估計(jì)器，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率。
本發(fā)明還涉及一種估計(jì)無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的電子模塊，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率，所述模塊包括 計(jì)算單元，構(gòu)建接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜， 掃描器，適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及 估計(jì)器，根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)偏移f0。
以上估計(jì)fd或f0的電子模塊的實(shí)施例可包含一個(gè)或幾個(gè)以下特征 所述模塊包括檢測(cè)器，所述檢測(cè)器在子范圍[fmin；fmax]中檢測(cè)大于預(yù)定閾值的最大功率峰值，而且所述檢測(cè)器適于在檢測(cè)到最大功率峰值的情況下指示無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間存在徑直瞄準(zhǔn)線。
本發(fā)明還涉及一種包括估計(jì)fd或f0的電子模塊中至少一個(gè)的無(wú)線電接收機(jī)。
根據(jù)以下描述、附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他方面將會(huì)顯而易見。



圖1是無(wú)線電信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2是估計(jì)fd和f0的方法的流程圖；以及 圖3至6是從圖2的方法獲得的功率密度譜示例的曲線圖。

具體實(shí)施例方式 圖1示出UMTS無(wú)線電通信系統(tǒng)的部分。系統(tǒng)2包含至少一個(gè)如基站4的節(jié)點(diǎn)B以及一個(gè)如移動(dòng)電話的無(wú)線電信用戶設(shè)備6。在以下描述中，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的功能和結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)描述。
節(jié)點(diǎn)B和用戶設(shè)備6都包括無(wú)線發(fā)射機(jī)和無(wú)線接收機(jī)。為了簡(jiǎn)化，圖1僅示出了用戶設(shè)備6的無(wú)線接收機(jī)8。
接收機(jī)8具有射頻解調(diào)模塊10和基帶處理器11。
模塊10通過天線12接收由基站4傳輸?shù)臒o(wú)線電信號(hào)。模塊10還對(duì)接收的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并且將不同的復(fù)用信道分離。獲得多個(gè)信道信號(hào)。每個(gè)信道信號(hào)作為基帶信號(hào)從模塊10傳輸?shù)教幚砥?1。在UMTS無(wú)線電通信系統(tǒng)中，物理信道中的一個(gè)為CPICH(公共導(dǎo)頻信道)，其通過例如物理鏈路13傳輸?shù)教幚砥?1。
模塊10具有本地振蕩器14，這個(gè)本地振蕩器14產(chǎn)生理論上應(yīng)與用于調(diào)制無(wú)線電信號(hào)的載波頻率精確匹配的頻調(diào)。振蕩器14是可調(diào)諧的。
處理器11具有內(nèi)部接收機(jī)16和與內(nèi)部接收機(jī)16的輸出相連的外部接收機(jī)18。
內(nèi)部接收機(jī)16包括粗略地估計(jì)頻率偏移f0的粗略頻率偏移估計(jì)器20。該粗略頻率偏移的估計(jì)是根據(jù)通過CPICH接收的導(dǎo)頻符號(hào)或從通過其他下行鏈路物理信道接收的數(shù)據(jù)而進(jìn)行。估計(jì)器20是傳統(tǒng)的，在此不再詳細(xì)描述。
內(nèi)部接收機(jī)16也包含信道估計(jì)濾波器22，該濾波器22的輸入與鏈路13相連且輸出與求平均和下采樣模塊24的輸入相連。
濾波器22使用對(duì)由傳送信道引起的所接收信號(hào)失真的估計(jì)。例如，濾波器22使用對(duì)基站4和用戶設(shè)備6之間多路存在的所接收信號(hào)的結(jié)果的估計(jì)來(lái)移除噪音。
模塊24，例如以因數(shù)10，對(duì)由濾波器22濾波的符號(hào)求平均和下采樣。
模塊24的輸出與聯(lián)合(joint)頻率偏移和多普勒最大頻率估計(jì)模塊26的輸入相連。模塊26具有分別輸出對(duì)fd的估計(jì)和對(duì)f0的精細(xì)估計(jì)的輸出28和30。
輸出28與速率計(jì)算器32的輸入相連。速率計(jì)算器32根據(jù)fd估計(jì)而計(jì)算無(wú)線電接收機(jī)速率或速度的估計(jì)。內(nèi)部接收機(jī)16輸出估計(jì)的速率v。
輸出30與振蕩器調(diào)諧器34的輸入相連。調(diào)諧器34的另一輸入與粗略估計(jì)器20相連以接收f0的粗略估計(jì)。調(diào)諧器34被設(shè)計(jì)為根據(jù)f0的粗略和/或精細(xì)估計(jì)來(lái)控制振蕩器14。
模塊26具有功率密度譜計(jì)算單元40和掃描器42。單元40的輸入與模塊24的輸出相連以接收平均且下采樣的符號(hào)。單元40能構(gòu)建通過導(dǎo)頻信道接收的導(dǎo)頻信號(hào)的功率密度譜。
掃描器42適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]，使得該子范圍上的導(dǎo)頻信號(hào)功率等于總導(dǎo)頻信號(hào)功率的預(yù)定百分比。
掃描器42的輸出與多普勒最大頻率估計(jì)器46及精細(xì)頻率偏移估計(jì)器48相連。估計(jì)器46從頻率fmin和fmax估計(jì)fd，并將估計(jì)值傳遞到輸出28。
估計(jì)器48從頻率fmin和fmax估計(jì)f0，并輸出估計(jì)值到輸出30。
模塊26具有瞄準(zhǔn)線(line of sight)檢測(cè)器50，瞄準(zhǔn)線檢測(cè)器50的輸入與輸出44相連。檢測(cè)器50根據(jù)對(duì)子范圍[fmin；fmax]之間的功率密度譜的分析來(lái)檢測(cè)基站4和設(shè)備6之間的瞄準(zhǔn)線的存在。
例如，把模塊26植入適于執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)器中的指令的電子可編程計(jì)算器。例如，基帶處理器11是可編程計(jì)算器并與存儲(chǔ)器52相連，存儲(chǔ)器52包括當(dāng)由處理器11執(zhí)行時(shí)執(zhí)行圖2的方法的指令。
將通過參考圖2至6來(lái)描述接收機(jī)8的操作。
射頻模塊10解調(diào)及解復(fù)用接收的無(wú)線電信號(hào)，以輸出基帶信號(hào)到處理器11。處理器11處理基帶信號(hào)。
最初，執(zhí)行粗略振蕩器頻率調(diào)諧階段60。
在階段60期間，在步驟62，粗略估計(jì)器20使用傳統(tǒng)方法粗略地估計(jì)f0并輸出f0的粗略估計(jì)。
之后，在步驟64，調(diào)諧器34根據(jù)f0的粗略估計(jì)調(diào)諧振蕩器14的振蕩器頻率。
由于在階段60期間只使用f0的粗略估計(jì)，因此在階段60結(jié)束時(shí)，振蕩器14的振蕩器頻率可能仍不精確地等于待解調(diào)的無(wú)線電信號(hào)的載波頻率。在下文中，把階段60結(jié)束時(shí)載波頻率和振蕩器14的振蕩頻率之間存在的差異稱為殘留頻率偏移。
然而，例如假設(shè)在UMTS電信系統(tǒng)的情況下，f0的粗略估計(jì)足夠好，使得殘留頻率偏移小于200Hz。
一旦粗略振蕩器頻率調(diào)諧階段60結(jié)束，則執(zhí)行fd和f0的聯(lián)合估計(jì)階段68。
在步驟70，濾波器22對(duì)通過CPICH接收的導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行信道估計(jì)濾波。步驟70對(duì)采樣頻率fs不產(chǎn)生影響。
隨后，在步驟72，模塊24對(duì)濾波后的導(dǎo)頻符號(hào)求平均并以因數(shù)10下采樣。下采樣之后，每時(shí)隙(slot)僅發(fā)出一個(gè)求平均后的值，因此在此水平上采樣頻率fs等于1.5kHz。實(shí)際上，下行鏈路導(dǎo)頻信道CPICH上的符號(hào)速率根據(jù)UMTS標(biāo)準(zhǔn)是固定的，在內(nèi)部接收機(jī)的輸入處等于15kbs(千波特每秒)。其還與每時(shí)隙10個(gè)CPICH復(fù)雜符號(hào)相對(duì)應(yīng)，應(yīng)用在QPSK(正交相移鍵控)。在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中，把信號(hào)分為幀，每幀具有15個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙包括2560個(gè)碼片(chip)。此外，UMTS標(biāo)準(zhǔn)要求用戶設(shè)備支持250Km/h大小的速率，這導(dǎo)致最大多普勒頻率fd約為500Hz?？紤]到奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)則，以fs＝1.5kHz可觀測(cè)的最大接收導(dǎo)頻頻率為750Hz。因此，可以理解在此示例中，當(dāng)殘留頻率偏移已小于200Hz時(shí)(留下50Hz的富余)應(yīng)用模塊26的原因。
在步驟74，單元40計(jì)算由模塊24輸出的求平均且下采樣的導(dǎo)頻符號(hào)的功率密度譜。例如，單元40使用快速傅立葉變換(FFT)來(lái)構(gòu)建功率密度譜。
圖3示出功率密度譜的第一示例，當(dāng)不存在殘留頻率偏移f0時(shí)，該功率密度譜能夠根據(jù)Jakes模型而期望。水平軸代表頻率，垂直軸代表功率。
根據(jù)此模型，信號(hào)功率最主要的部分在子范圍[-fd；fd]中，其中fd為多普勒最大頻率。
更精確的，根據(jù)Jakes模型，如果發(fā)散的無(wú)線電信號(hào)以相等概率來(lái)自每個(gè)方向，則功率密度譜近似為以下關(guān)系 對(duì)于|f|＜fd以及 0其他(3) 其中 -σs2代表某區(qū)間中的信號(hào)功率，其在該區(qū)間中可被看作是固定的，以及 -fd為多普勒最大頻率。
在此，Jake模型用于表征接收的導(dǎo)頻符號(hào)的功率譜密度。
Jake模型的更多討論可在P.Dent，G.E.Bottomley，和T.Croft，“Jakes’Fading Model Revisited”，Electronics Letters，vol.29，no.13，pp.1162-1163(June 24，1993)中找到。
圖4示出當(dāng)存在殘留頻率偏移f0時(shí)的功率密度譜的第二示例?？勺⒁獾剑@時(shí)信號(hào)功率最主要的部分在子范圍[-fd；f0+fd]中。
圖5示出如果用戶設(shè)備6和基站4之間存在徑直瞄準(zhǔn)線時(shí)期望的功率密度譜的第三示例。如圖5所示，徑直瞄準(zhǔn)線的存在導(dǎo)致頻率范圍[f0-fd；f0+fd]中出現(xiàn)功率峰值76，該功率峰值76大于頻率f0-fd和f0+fd處的功率峰值。
實(shí)際上，如果存在徑直瞄準(zhǔn)線，意味著基站4和用戶設(shè)備6之間存在徑直路徑。由于該路徑是徑直的，接收的信號(hào)衰減不大，因此，峰值76出現(xiàn)在功率密度譜中。
最后，圖6示出能在步驟74計(jì)算的功率密度譜的第四示例。圖6的功率密度譜只有一個(gè)窄的最大功率峰值78，峰值78集中了幾乎所有信號(hào)功率。此情況會(huì)在用戶設(shè)備速率非常低(fd小)以及f0高時(shí)發(fā)生。此情況還在速率不一定低以及基站4和用戶設(shè)備6之間存在徑直瞄準(zhǔn)線時(shí)發(fā)生。在圖6的具體情況下，由估計(jì)器20給出的粗略頻率偏移估計(jì)f0用于辨別高f0和低fd以及徑直瞄準(zhǔn)線的存在。
一旦功率密度譜已經(jīng)計(jì)算，在步驟80中掃描器42掃描計(jì)算的功率密度譜，以查找針對(duì)子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于總信道信號(hào)功率的預(yù)定百分比的頻率fmin和fmax。例如，預(yù)定百分比是大于0.8的常數(shù)，優(yōu)選地大于0.9。
例如，使用以下關(guān)系找到子范圍[fmin；fmax] 其中 -Pyy(f)是頻率f的離散快速傅立葉變換，頻率f在范圍[fs/2；fs/2]之中，以及 -fs是采樣頻率。
例如，Pyy(f)能使用以下關(guān)系計(jì)算 其中 -T是采樣周期； -y(n)是時(shí)間域中的離散信號(hào)； -n是從0到N-1變化的整數(shù)。
隨后，在步驟82，從頻率fmin和fmax，估計(jì)器46和48分別估計(jì)fd和f0。
例如，估計(jì)器46根據(jù)以下關(guān)系估計(jì)偏移f0 例如，估計(jì)器48根據(jù)以下關(guān)系中的一個(gè)估計(jì)頻率fd fd＝fmax-f0(7) 與步驟82并行地，在步驟88，檢測(cè)器50使用在步驟74計(jì)算的功率密度譜來(lái)探測(cè)可能的徑直瞄準(zhǔn)線。
例如，檢測(cè)器50在頻率子范圍[fmin；fmax]搜索大于任意閾值S1的功率峰值。如果找到此最大功率峰值，檢測(cè)器50指示存在徑直瞄準(zhǔn)線并輸出檢測(cè)到的峰值的頻率位置和功率。
在步驟90，如果檢測(cè)到徑直瞄準(zhǔn)線，該信息可用于確定用戶設(shè)備的位置。例如，最大功率峰值的頻率位置可用于確定用戶設(shè)備位移方向和接收信號(hào)的入射方向之間的角度。該峰值的功率例如可用于確定基站4和用戶設(shè)備6之間的信號(hào)的傳播時(shí)間。
在步驟92，計(jì)算器32根據(jù)頻率fd的估計(jì)來(lái)計(jì)算用戶設(shè)備的速率v的估計(jì)。例如，在步驟92，計(jì)算器32使用以下關(guān)系 其中 -v是無(wú)線接收機(jī)速率， -c是光速，以及 -fc是信道載波頻率。
通過給出fd的多普勒移動(dòng)方程(9)，譜帶寬與用戶設(shè)備速率相關(guān)聯(lián)。
隨后，在步驟94，速率估計(jì)可用于調(diào)諧接收機(jī)8的元件，如在撒伯拉汗門亞(Subrahmanya)的申請(qǐng)US2004/0125771中所公開。
最后，在步驟96，調(diào)諧器34使用步驟82中建立的f0的估計(jì)來(lái)精細(xì)調(diào)諧振蕩器14的頻率。
許多另外的實(shí)施方式是有可能的。例如，速率計(jì)算器32可被省略或在內(nèi)部接收機(jī)16之外實(shí)現(xiàn)。由于檢測(cè)器50可能的簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，濾波器22也可省略。
模塊26也可用在基站4的接收機(jī)中，以及更普遍地用于任何無(wú)線電信號(hào)接收機(jī)中。
模塊26能應(yīng)用于使用專門用于傳送導(dǎo)頻符號(hào)的導(dǎo)頻信道的任何無(wú)線電信系統(tǒng)中，以及用于傳輸具有針對(duì)信道估計(jì)的預(yù)定導(dǎo)頻符號(hào)的信號(hào)的任何無(wú)線通信系統(tǒng)中。
如果僅對(duì)估計(jì)fd或f0或與徑直瞄準(zhǔn)線有關(guān)的信息感興趣，則模塊26中不必要的元件可省略。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如果唯一有價(jià)值的信息是fd的估計(jì)，則估計(jì)器48和檢測(cè)器50可以被省略。在另一實(shí)施例中，如果僅要獲得與徑直掃描線有關(guān)的信息，則省略估計(jì)器46和48。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)由無(wú)線接收機(jī)位移引起的接收的無(wú)線電信號(hào)的多普勒最大頻率fd的方法，所述方法包括步驟
計(jì)算(在76)接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜，
掃描(在80)所計(jì)算的功率密度譜以確定頻率子范圍[fmin；fmax]，所述子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及
根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)(在82)頻率fd，
其中，所述掃描步驟適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述方法還包括根據(jù)與用于估計(jì)頻率fd相同的頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的步驟(82)，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率。
3.根據(jù)任意一個(gè)前述權(quán)利要求的方法，其中，所述方法包括根據(jù)估計(jì)的頻率fd來(lái)計(jì)算無(wú)線接收機(jī)位移的速率估計(jì)的步驟(92)。
4.一種估計(jì)無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的方法，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率，所述方法包括步驟
計(jì)算(在74)接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜，
掃描(在80)所計(jì)算的功率密度譜以確定頻率子范圍[fmin；fmax]，所述子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及
根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)(在82)偏移f0，
其中，所述掃描步驟適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
5.根據(jù)任意一個(gè)前述權(quán)利要求的方法，其中，所述方法包括如下步驟(88)在子范圍[fmin；fmax]中搜索大于預(yù)定閾值的最大功率峰值，以及如果找到最大功率峰值，則指示無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間存在徑直瞄準(zhǔn)線。
6.根據(jù)任意一個(gè)前述權(quán)利要求的方法，其中，所述方法包括如下步驟(72)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波、求平均和下采樣，之后根據(jù)濾波、求平均以及下采樣后的信號(hào)來(lái)計(jì)算功率密度譜。
7.根據(jù)任意一個(gè)前述權(quán)利要求的方法，其中，根據(jù)只用于傳輸預(yù)定導(dǎo)頻的導(dǎo)頻信道來(lái)構(gòu)建功率密度譜。
8.一種具有指令的程序，當(dāng)所述指令由電子計(jì)算器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)任意一個(gè)前述權(quán)利要求的方法。
9.一種估計(jì)由無(wú)線接收機(jī)位移引起的無(wú)線電信號(hào)的多普勒最大頻率fd的電子模塊，所述模塊包括
計(jì)算單元(40)，構(gòu)建接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜，
掃描器(42)，適于確定頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及
估計(jì)器(46)，根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)頻率fd，
其中，所述掃描器適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電子模塊，其中，所述模塊還包括估計(jì)器(48)，所述估計(jì)器根據(jù)掃描器確定的頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率。
11.一種估計(jì)無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)的本地振蕩器的頻率偏移f0的電子模塊，所述本地振蕩器用于從接收的無(wú)線電信號(hào)中移除載波頻率，所述模塊包括
計(jì)算單元(40)，構(gòu)建接收的信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜，
掃描器(42)，適于確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及
估計(jì)器(48)，根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)偏移f0。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的電子模塊，其中，所述模塊包括檢測(cè)器(50)，所述檢測(cè)器在子范圍[fmin；fmax]中檢測(cè)大于預(yù)定閾值的最大功率峰值，而且所述檢測(cè)器適于在檢測(cè)到最大功率峰值的情況下指示無(wú)線電信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間存在徑直瞄準(zhǔn)線。
13.一種電子接收機(jī)，包括
信道估計(jì)濾波器(22)，對(duì)具有預(yù)定導(dǎo)頻的接收的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行濾波，
求平均和下采樣模塊(24)，對(duì)濾波后的信號(hào)求平均和下采樣，以及
根據(jù)權(quán)利要求9至12中任意一項(xiàng)所述的電子模塊(26)，其中，所述計(jì)算單元根據(jù)由所述求平均和下采樣模塊輸出的求平均和下采樣后的信號(hào)來(lái)構(gòu)建功率密度譜。
全文摘要
一種估計(jì)多普勒最大頻率fd和/或本地振蕩器頻率偏移f0的方法，該方法包含步驟計(jì)算(在76)接收的無(wú)線電信號(hào)在整個(gè)頻率范圍上的功率密度譜，掃描(在80)所計(jì)算的功率密度譜以確定不一定以0Hz為中心的頻率子范圍[fmin；fmax]，子范圍[fmin；fmax]上的信號(hào)功率等于整個(gè)頻率范圍上的信號(hào)功率的預(yù)定百分比，以及根據(jù)頻率fmin和fmax來(lái)估計(jì)(在82)頻率fd和/或偏移f0。
文檔編號(hào)H04L27/00GK101273552SQ200680035383
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者皮埃爾·杰馬伊 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司