專利名稱：在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于無線通信，更具體地，本發(fā)明是關(guān)于一種在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估
計(jì)的方法。
背景技術(shù)：
無線通信必須在各種信道狀態(tài)內(nèi)工作，如此移動(dòng)用戶速度為從0至350km/hr時(shí) 可以進(jìn)行無線通信。正交頻分多址(OrthogonalFrequency Divisional Multiplexing, OFDM)/正交步員分多址接入(Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing Access, 0FDMA)技術(shù)是滿足上述需求的極佳技術(shù)。可是，需要一種強(qiáng)大且低復(fù)雜度的速度估計(jì)機(jī)制， 使得不僅估計(jì)誤差盡量小且計(jì)算盡量簡(jiǎn)單。未來移動(dòng)通信系統(tǒng)需要在高數(shù)據(jù)速率下給不同 信道狀態(tài)提供可靠數(shù)據(jù)服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決在高數(shù)據(jù)速率下給各種信道狀態(tài)提供可靠數(shù)據(jù)服務(wù)的技術(shù)問題，本發(fā)明 提供一種在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法。 本發(fā)明提供一種在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，包含接收前置碼中的多個(gè) 引導(dǎo)；接收特定區(qū)域中的指定符號(hào)內(nèi)的多個(gè)引導(dǎo)；計(jì)算前置碼中接收的引導(dǎo)與特定區(qū)域的 指定符號(hào)內(nèi)接收的引導(dǎo)之間的平均自相關(guān)值，其中每一幀的平均自相關(guān)值由一定數(shù)量的幀 與自相關(guān)值計(jì)算得到，且自相關(guān)值為前置碼的接收的每一引導(dǎo)與特定區(qū)域的指定符號(hào)的接 收的每一引導(dǎo)之間的自相關(guān)；根據(jù)既定信道構(gòu)造查找表，查找表包含速度與總自相關(guān)值之 間的相關(guān)；以及根據(jù)計(jì)算的平均自相關(guān)值，通過查找表估計(jì)速度。 本發(fā)明的方法利用前置碼中的接收的引導(dǎo)與特定區(qū)域中的指定符號(hào)之間的自相 關(guān)值，來從既定函數(shù)中尋找對(duì)應(yīng)速度，能夠加快操作速度。


圖1顯示修正第一類零階貝塞爾函數(shù)的非線性屬性。 圖2顯示顯示的Vmax的計(jì)算結(jié)果。 圖3顯示不同帶寬選擇不同n。 圖4顯示選擇每一帶寬分類的代表中心頻率。 圖5顯示本發(fā)明的實(shí)施方式的自相關(guān)函數(shù)。 圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的查找表。
具體實(shí)施例方式
在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來稱呼特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本說明書及權(quán)利要求 書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的"包含"是開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包含 但不限定于"。此外，"耦接"一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文 中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接于第二裝置，或通過其 它裝置或連接手段間接地電氣連接到第二裝置。 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
根據(jù)等式1-6及圖1-6說明如下。等式1為瑞利衰減信道 (Rayleigh fading ch靈el)內(nèi)信道頻率響應(yīng)(Ch靈elFrequency Response,CFR)的自相 關(guān)函數(shù)(autocorrelation function)，其確定前置碼在子載波K的CFR位置以及下行子幀 (downlink sub-frame)中符號(hào)n的位于子載波K的CFR位置。符號(hào)n是特定區(qū)域內(nèi)的指定 符號(hào)，其中本實(shí)施方式的上述特定區(qū)域?yàn)橄滦?DownLink， DL)子幀。上述函數(shù)為如圖1所 示的修正第一類零階貝塞爾函數(shù)(0th order Besselfunction of the 1st kind)，其使用最 大多普勒頻率(maximum Doppl erfrequency)與符號(hào)長度(symbol duration)作為輸入。 其反過來能轉(zhuǎn)換用于估計(jì)移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station,MS)的速度。等式1能夠計(jì)算前置碼中 的接收的引導(dǎo)(Pilot)與特定區(qū)域內(nèi)指定符號(hào)的引導(dǎo)之間的自相關(guān)。 P〈"〉=
J。(2《淑《)等式l
「， r / J * ^F71 * /c G出* V認(rèn)朋"
,6] =J。(艦—)
其中n > 1， Hp，ble,k :下行子幀的前置碼符號(hào)(即符號(hào)0)的位于子載波k的CFR。
Hz。M,n,k :下行子幀的符號(hào)n的位于子載波k的CFR。 請(qǐng)注意，其中既定信道假定為瑞利衰減信道，且其中特定函數(shù)為修正第一類零階 貝塞爾函數(shù)僅為說明之用，因?yàn)槿鹄诺莱Ｓ糜谝苿?dòng)系統(tǒng)中。但是，本發(fā)明并不限制于特定 函數(shù)或特定既定信道。于其它實(shí)施方式中，一些其它信道條件與對(duì)應(yīng)函數(shù)在說明上稍做調(diào) 整也可用于上述多個(gè)式。舉例來說，于Ricean信道(Ricean Channel)中，可用其它特定函 數(shù)，且也可仍使用上述多個(gè)式，僅在映射函數(shù)上需要改變，另外，請(qǐng)注意上下文中的MS可指 0FDM/0FDMA系統(tǒng)中任意可用的裝置。 在實(shí)作中，等式2顯示每一幀的估計(jì)自相關(guān)函數(shù)。于等式2中，引入誤差差異項(xiàng) (error variance term) x，且x為低f言噪比(Signal toNoise Ratio, SNR)條^牛下的自相關(guān) 函數(shù)的校正項(xiàng)(correction term)。總體而言，SNR在位于嘈雜的都市中以及與服務(wù)小區(qū)距 離很遠(yuǎn)時(shí)會(huì)變小，且上述校正項(xiàng)可被用來更準(zhǔn)確地獲取MS的估計(jì)速度。
等式2 : 〉 一 丑(/^ "^fflMai^, wHtf,H,fc)
H鼎,B,Jfc I } = Z
4<formula>formula see original document page 5</formula> o 2preamble :前置碼符號(hào)的CFR估計(jì)誤差差異。
o 2z。ne,n :符號(hào)n區(qū)域的CFR估計(jì)誤差差異。 等式3顯示幀I處的"一 次性(one-shot)"自相關(guān)函數(shù)(Auto-Correlation Function, ACF)估計(jì)的等式，其利用信道估計(jì)(Channel Estimation, CE)輸出的"已 平滑處理(Smoothed)"的前置碼子載波信道估計(jì)與快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Furrier Transformation,FFT)輸出的"原始"引導(dǎo)子載波信道估計(jì)的共軛復(fù)數(shù)的乘積的實(shí)數(shù)部分來 計(jì)算。
<formula>formula see original document page 5</formula>幀I的已平滑處理的ACF估計(jì)是用來計(jì)算各幀的平均自相關(guān)數(shù)，以獲取更好估計(jì) 結(jié)果。從等式4中可看出，幀I的已平滑處理的ACF，其包含SNR校正項(xiàng)，其可假定前置碼 CE誤差為小來獲取，而小CE誤差正是本實(shí)施方式中所關(guān)心的。
<formula>formula see original document page 5</formula>[畫]廁(')s麵t", 翌，蔵 :她,." 9.0 校正項(xiàng)x是^ + ^^T"因?yàn)楸緦?shí)施方式中的前置碼CE誤差被假定為小，其中
zoneBoostValue值可隨區(qū)域變化而變化，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際信道情況選擇恰當(dāng) 的值。 總而言之，通過等式4來獲取前置碼中接收的引導(dǎo)與指定符號(hào)中接收的引導(dǎo)中的 各幀的平均自相關(guān)值。 = /一(丄"2(,.v 、Z等式4
/s(')(+c(')(") 圖5顯示本發(fā)明的實(shí)施方式的自相關(guān)函數(shù)，其假定既定信道為瑞利衰減信道，且 特定函數(shù)為修正第一類零階貝塞爾函數(shù)，修正第一類零階貝塞爾函數(shù)的變量x可包含"速 度"，"FFT大小""采樣頻率"，"具體符號(hào)"以及"代表中心頻率"，對(duì)應(yīng)速度可根據(jù)計(jì)算的平 均自相關(guān)值通過反J。來估計(jì)。
々W
r , ;r A^打* , g他* v疆朋* w 、屮，、 "。(翻—o./;鵬~~)等式5 請(qǐng)參考圖l，其顯示修正第一類零階貝塞爾函數(shù)的非線性屬性。曲線表示x值(橫 軸)與自相關(guān)值(縱軸)之間的關(guān)系。對(duì)應(yīng)速度可從反J。估計(jì)獲取。如圖1所示，圖中底 部的速度出現(xiàn)不確定(ambiguity)的情況，圖例中指示對(duì)應(yīng)同一 J。(x)值的兩個(gè)可能MS估 計(jì)速度。為了獲取更好估計(jì)MS速度，通過僅允許MS的速度在范圍0至Vmax之間能解決不 確定問題，其對(duì)應(yīng)曲線的第一局部極小值(first local minimum) 。 Vmax可從修正第一類零 階貝塞爾函數(shù)用等式6的第一局部極小值所對(duì)應(yīng)的x來計(jì)算。
3.83173* 4,00緣
冊(cè).飽,=-^-^-^"等式6 如圖2顯示的Vmax的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)與圖1比較時(shí)，其解決了 MS速度估計(jì)不確定的問 題，因?yàn)樵?與x = 3. 8317的第一局部極小值處僅有一個(gè)對(duì)應(yīng)速度。上述x = 3. 8317是 對(duì)應(yīng)計(jì)算的第一局部極小值，且被用于等式6來獲取最大估計(jì)的MS速度。
從等式1與6中，可以看出最大估計(jì)速度Vmax與M S的估計(jì)速度取決于n， fs ， N^，及f?！猠Hz等因子，其中n為上述區(qū)域的指定符號(hào)，fs 為采樣頻率，NFFT為FFT大小，且 f。—^為代表中心頻率。因此，需要一些查找表來列出這些值的所有可能組合。在較佳實(shí)施 方式中，若n為根據(jù)不同帶寬具體選擇，通過用一個(gè)常數(shù)替換，變量n， fs 及NFFT的影響可 被大致移除。因此，能夠僅根據(jù)代表中心頻率f?！猠Hz建立自相關(guān)值對(duì)估計(jì)MS速度Vta to的一 些查找表。 請(qǐng)參考圖3，其顯示帶寬為3. 5與7MHz時(shí)選擇n = 12，帶寬為8. 75MHz時(shí)n = 15，以及帶寬為5與10MHz時(shí)選擇n = 17。這里使用的n值是通過實(shí)驗(yàn)來決定的合適值， 但是其它實(shí)施方式可根據(jù)不同設(shè)計(jì)考慮利用不同的n值。當(dāng)n， fs 及NFFT的結(jié)果近似值 (resulting即proximation)被替換回如圖1所示的等式中并簡(jiǎn)化后，自相關(guān)函數(shù)現(xiàn)在大致
6對(duì)應(yīng)如圖1所示的修正第一類貝塞爾函數(shù)，以及估計(jì)的MS速度會(huì)應(yīng)代表中心頻率f。 OTz變化而變化。另外，估計(jì)的MS速度可通過如圖6所示的查找表來找到。 總的來說，所有帶寬分類(Band Classes)中仍有許多MS中心頻率。為了更簡(jiǎn)化本發(fā)明所揭露的事項(xiàng)，每一帶寬分類的代表中心頻率可被選擇來大幅降低查找表中的條目數(shù)量。以WiMAX論壇移動(dòng)系統(tǒng)規(guī)格(WiMAX Forum Mobile System Profile)為例，每一帶寬分類的代表中心頻率可如圖4選擇。 因此，對(duì)于給定的代表中心頻率，可為本發(fā)明的每一代表中心頻率建構(gòu)每一帶寬的簡(jiǎn)單、統(tǒng)一 (unified)的查找表，其通過變化n(例如帶寬為3. 5與7MHz時(shí)選擇n = 12，帶寬為8. 75腿z時(shí)選擇n = 15，以及帶寬為5與10腿z時(shí)選擇n = 17)與如圖5所示不同的選擇的代表中心步員率(representative center frequencies)的最大估計(jì)速度(maximumestimated velocities)來建構(gòu)。 —旦通過統(tǒng)一查找表找到不同代表中心頻率的最大估計(jì)速度(maximumestimated velocities)，如圖1所示的MS速度估計(jì)不確定問題就被避免了 ，且最終MS速度估計(jì)簡(jiǎn)化為具有如圖6所示的關(guān)系的查找表，M S速度估計(jì)直接對(duì)應(yīng)修正第一類零階貝塞爾函數(shù)，其中x值包含接收的代表中心頻率f。,，MS速度估計(jì)Vkmhr，以及包含采樣頻率，F(xiàn)FT大小及指定區(qū)域符號(hào)的常數(shù)項(xiàng)。用于查找自相關(guān)與MS估計(jì)速度的查找表如圖6所示。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用前置碼中的接收的引導(dǎo)與特定區(qū)域中的指定符號(hào)之間的自相關(guān)值，來從既定函數(shù)中尋找對(duì)應(yīng)速度，且建構(gòu)查找表來通過實(shí)施反J。(x) (inverse J。(x))來獲取估計(jì)MS速度。 本發(fā)明雖用較佳實(shí)施方式說明如上，然而其并非用來限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域中技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，做的任何更動(dòng)與改變，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，具體以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，包含接收前置碼中的多個(gè)引導(dǎo)；接收特定區(qū)域中的指定符號(hào)內(nèi)的多個(gè)引導(dǎo)；計(jì)算上述前置碼中接收的上述多個(gè)引導(dǎo)與上述特定區(qū)域的上述指定符號(hào)內(nèi)接收的上述多個(gè)引導(dǎo)之間的平均自相關(guān)值，其中每一幀的上述平均自相關(guān)值由一定數(shù)量的幀與自相關(guān)值計(jì)算得到，且上述自相關(guān)值為上述前置碼的上述多個(gè)接收的每一引導(dǎo)與上述特定區(qū)域的上述指定符號(hào)的上述多個(gè)接收的每一引導(dǎo)之間的自相關(guān)；根據(jù)既定信道構(gòu)造查找表，上述查找表包含速度與通用自相關(guān)值之間的相關(guān)；以及根據(jù)計(jì)算的上述平均自相關(guān)值，通過上述查找表估計(jì)上述速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述估計(jì)速 度限制于從0至估計(jì)值的最大值之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述估計(jì)值 的上述最大值根據(jù)特定函數(shù)的局部極小值獲取。
4. 如權(quán)利要求3所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述特定函 數(shù)為修正第一類零階貝塞爾函數(shù)，且上述既定信道為瑞利衰減信道。
5. 如權(quán)利要求1所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述平均自 相關(guān)值包含上述估計(jì)的速度的多個(gè)因子快速傅立葉變換的大小，采樣頻率，指定符號(hào)以及 代表中心頻率。
6. 如權(quán)利要求5所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述特定區(qū) 域中的上述指定符號(hào)是根據(jù)用于上述查找表的不同帶寬來選擇，以及上述速度是根據(jù)上述 代表中心頻率估計(jì)。
7. 如權(quán)利要求5所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述查找表 隨上述代表中心頻率變化而變化。
8. 如權(quán)利要求6所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，若上述代表 中心頻率是固定的則上述查找表是統(tǒng)一的。
9. 如權(quán)利要求1所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，更包含校正 項(xiàng)，用于計(jì)算平均自相關(guān)值以此來減少噪聲及干擾影響。
10. 如權(quán)利要求9所述的在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，其特征在于，上述校正項(xiàng)
全文摘要
本發(fā)明提供一種在無線系統(tǒng)中執(zhí)行速度估計(jì)的方法，包含接收前置碼中的多個(gè)引導(dǎo)；接收特定區(qū)域中的指定符號(hào)內(nèi)的多個(gè)引導(dǎo)；計(jì)算前置碼中接收的引導(dǎo)與特定區(qū)域的指定符號(hào)內(nèi)接收的引導(dǎo)之間的平均自相關(guān)值，其中每一幀的平均自相關(guān)值由一定數(shù)量的幀與自相關(guān)值計(jì)算得到，且自相關(guān)值為前置碼中接收的每一引導(dǎo)與特定區(qū)域的指定符號(hào)中接收的每一引導(dǎo)之間的自相關(guān)；根據(jù)既定信道構(gòu)造查找表，查找表包含速度與通用自相關(guān)值之間的相關(guān)；以及根據(jù)計(jì)算的平均自相關(guān)值，通過查找表估計(jì)速度。本發(fā)明的方法利用前置碼中的接收的引導(dǎo)與特定區(qū)域中的指定符號(hào)之間的自相關(guān)值，來從既定函數(shù)中尋找對(duì)應(yīng)速度，能夠加快操作速度。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101789832SQ20091025012
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者吳國銘, 李文豪 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司