用于估計頻率誤差的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于確定頻率誤差的方法，所述頻率誤差可以是無線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的發(fā) 射器和接收器之間的頻率誤差。
【背景技術(shù)】
[0002] 通信可被布置為包括用于同步的前同步碼和其后的數(shù)據(jù)有效負(fù)載的幀的形式。前 同步碼可以包括接收器知道的同步字的多個重復(fù)。為了檢測幀的開始，接收器必須在存在 噪聲的情況下檢測這種重復(fù)模式。接收器一般不具有關(guān)于它和發(fā)射器之間的頻率誤差或者 信道脈沖響應(yīng)的先驗知識。對幀的開始的準(zhǔn)確并且快速的檢測的益處包括允許系統(tǒng)減小每 一個幀內(nèi)所需的前同步碼的長度，允許接收器將更多的接收的前同步碼數(shù)據(jù)專門用于頻率 或者信道估計，并且改進總檢測率。
[0003]前同步碼檢測的目標(biāo)是檢測何時出現(xiàn)幀，S卩，相關(guān)器的輸出處何時存在信道。在一 個方法中，接收的樣本最初被與同步字相關(guān)聯(lián)。圖1示出了這個階段的示例輸出，其中z是 相關(guān)器的輸出。某些延遲產(chǎn)生相關(guān)器輸出中的峰值。在圖1中，5個樣本的延遲產(chǎn)生最高峰 值。同步字為L個樣本長，并且因此該峰值每L個樣本重復(fù)自身。這些峰值中的每一個表 示信道脈沖響應(yīng)的估計。
[0004] 圖1示出了發(fā)射器和接收器之間不存在頻率誤差，并且信道不隨前同步碼的長度 顯著改變時的相關(guān)器輸出的示例。因此，這些峰值以L個樣本的規(guī)則間距重復(fù)自身。在實 際系統(tǒng)中，發(fā)射器和接收器之間可能存在接收器不知道的頻率誤差，在這種情況下信道脈 沖響應(yīng)仍然重復(fù)，但是存在同步字之間的為止的相移。
[0005] 如果沒有對頻率偏移的準(zhǔn)確估算，則接收器很難正確地解調(diào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。符號星 座圖（symbolconstellation)中的累積旋轉(zhuǎn)可以導(dǎo)致顯著的誤差。因此準(zhǔn)確地估算頻率 偏移是重要的。一般地，這通過檢查接收的前同步碼，并且尋找前同步碼中的符號之間的復(fù) 角的變化率實現(xiàn)。
[0006] 估算頻率偏移的已有方案或是限制頻率捕獲范圍并且是計算密集的，或是不能在 低信噪比（SNR)時很好地執(zhí)行。特別地，由于影響角度估計的噪聲，較簡單的估計器往往受 低SNR的影響。反正切函數(shù)（其是頻率偏移估計中的一個重要操作）的輸入的噪聲使得反 正切函數(shù)的輸出在低SNR時幾乎均勻地分布在+/-JT之間（在高SNR時，它近似是輸入信 號的期望角周圍的高斯分布）。這意味著很難在低SNR時準(zhǔn)確地估算偏移。
[0007]因此，需要一種用于估算頻率偏移的改進的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提供了一種用于確定體現(xiàn)為一系列值的頻率誤差的方 法，每一個值包括相位分量，通過這些相位分量在該系列上的變化確定該頻率誤差，該方法 包括：以所述系列中的其它值處理兩個或更多個選定值中的每一個，每一個其它值以第一 間隔與其相應(yīng)的選定值間隔開，以便產(chǎn)生經(jīng)處理的值，所有經(jīng)處理的值包括大體上相同的 相位分量；組合所述經(jīng)處理的值以便產(chǎn)生包括與所述經(jīng)處理的值大體相同的相位分量的組 合值；以相同的選定值但是以不同于第一間隔的第二間隔重復(fù)處理和組合，以便產(chǎn)生包括 與使用第一間隔產(chǎn)生的組合值不同的相位分量的、反映所述頻率誤差的組合值；以及根據(jù) 使用第一和第二間隔產(chǎn)生的組合值確定頻率誤差。
[0009] 所述一系列值中的每一個值可以表示接收的信號和已知序列之間的比較。
[0010] 所述一系列值可以體現(xiàn)發(fā)射器和接收器之間的頻率誤差，并且所述方法包括通過 把接收器從發(fā)射器接收的信號與已知序列進行比較來產(chǎn)生所述一系列值。
[0011] 所述方法可以包括通過以下步驟把接收的信號與所述已知序列進行比較：選擇 接收的信號的一部分；執(zhí)行選擇的部分和所述已知序列之間的相關(guān)操作；以及指定所述相 關(guān)的結(jié)果作為所述系列中的值。
[0012] 相位分量在所述系列上的變化可以反映所述接收的信號由于所述頻率誤差而相 對于所述已知序列的旋轉(zhuǎn)增大。
[0013] 相位分量可以在所述系列上大體線性地隨時間改變。
[0014] 該方法可以包括通過執(zhí)行選定值中的每一個及其相應(yīng)的其它值之間的相關(guān)操作， 以選定值中的每一個的相應(yīng)的其它值處理選定值中的每一個。
[0015] 該方法可以包括相干地組合經(jīng)處理的值。
[0016] 所述一系列值中的每一個可以包括需要的分量和噪聲，并且該方法可以包括處理 該一系列值和組合經(jīng)處理的值，從而使得需要的分量被相干地組合，并且噪聲被不相干地 組合，由此這樣產(chǎn)生的組合值形成第二系列值，該第二系列值體現(xiàn)頻率誤差，但是其中與所 述一系列值相比，需要的分量與噪聲的比例得以改進。
[0017] 確定頻率誤差可以包括確定包含在使用第一間隔產(chǎn)生的組合值中的相位分量和 包含在使用第二間隔產(chǎn)生的組合值中的相位分量之間的差。
[0018] 確定相位分量的差可以包括把使用第一和第二間隔產(chǎn)生的組合值中的一個乘以 使用第一和第二間隔產(chǎn)生的組合值中的另一個的復(fù)共軛。
[0019] 該方法可以包括以相同的選定值但是以不同于第一和第二間隔的第三間隔，重復(fù) 處理和組合。
[0020] 該方法可以包括確定包含在使用第三間隔產(chǎn)生的組合值中的相位分量和包含在 使用第二間隔產(chǎn)生的組合值中的相位分量和/或包含在使用第一間隔產(chǎn)生的組合值中的 相位分量之間的一個或多個差。
[0021] 該方法可以包括確定把使用第一、第二和第三間隔產(chǎn)生的組合值上的相位變化聯(lián) 系起來的線性關(guān)系。
[0022] 確定所述線性關(guān)系可以包括將所述組合值上的相位變化視為一條直線的表示，并 且確定該直線的斜率。
[0023] 該方法可以包括根據(jù)該直線的斜率確定頻率誤差。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，提供了一種用于確定體現(xiàn)為一系列值的頻率誤差的裝 置，每一個值包括相位分量，通過這些相位分量在該系列上的變化確定該頻率誤差，該裝置 被構(gòu)造為：以所述系列中的其它值處理兩個或更多個選定值中的每一個，每一個其它值以 第一間隔與其相應(yīng)的選定值間隔開，以便產(chǎn)生經(jīng)處理的值，所有經(jīng)處理的值包括大體上相 同的相位分量；組合所述經(jīng)處理的值以便產(chǎn)生包括與所述經(jīng)處理的值大體相同的相位分量 的組合值；以相同的選定值但是以不同于第一間隔的第二間隔重復(fù)處理和組合，以便產(chǎn)生 包括與使用第一間隔產(chǎn)生的組合值不同的相位分量的、反映所述頻率誤差的組合值；以及 根據(jù)使用第一和第二間隔產(chǎn)生的組合值確定頻率誤差。
[0025] 該裝置可被包含在操作于無線通信網(wǎng)絡(luò)中的接收器內(nèi)。
【附圖說明】
[0026] 為了更好地理解本發(fā)明，以示例的方式參考下面的附圖，其中：
[0027] 圖1示出了典型的同步前同步碼以及該同步前同步碼的每一個部分Sk的互相關(guān) 的輸出的例子；
[0028] 圖2示出了前同步碼檢測方案中所涉及的處理塊的例子；
[0029] 圖3示出了可被包括在用于確定頻率誤差的裝置中的處理塊的例子；
[0030]圖4示出了用于確定頻率誤差的方法的例子；
[0031] 圖5示出了用于自相關(guān)處理的延遲線路的例子；
[0032] 圖6不出了相位差和相位解纏處理的布置的例子；
[0033] 圖7示出了根據(jù)原始系列形成的體現(xiàn)頻率誤差的一系列新值的例子；
[0034] 圖8示出了噪聲數(shù)據(jù)的線性擬合的例子。
【具體實施方式】
[0035] 給出下面的描述，以便使得本領(lǐng)域的任意技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用該系統(tǒng)，并且 在特定應(yīng)用的上下文中提供下面的描述。對公開的實施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說是顯而易見的。
[0036] 此處定義的一般原理可被應(yīng)用于其它實施例和應(yīng)用，而不脫離本發(fā)明的精神和范 圍。因此，本發(fā)明不旨在局限于示出的實施例，而是與此處公開的原理和特征一致的最寬范 圍一致。
[0037] 一個實施例涉及一種用于確定體現(xiàn)為一系列值中的頻率誤差的方法。適當(dāng)?shù)?，?一個值包括相位分量，并且作為頻率誤差的結(jié)果，所述相位分量在該系列上改變。所述方法 可以提供產(chǎn)生第二系列值的方法，第二系列值保持原始系列的相位變化，但是具有改進的 信噪比，使得能夠更加準(zhǔn)確并且更加可靠地檢測頻率誤差。
[0038] 這可被通過以所述系列中的另一個值處理每一個值實現(xiàn)。優(yōu)選地，被一起處理的 值在所述系列中具有相對于彼此的相同位置。例如，每一個值可被以該系列中它前面緊臨 的值處理，從而這兩個值之間的間隔為-1 ;或者每一個值可被以該系列中它前面緊臨的值 之后的值處理，因此間隔為-2等等。值的對被以下方式處理：根據(jù)特定〃間隔〃產(chǎn)生的所 有經(jīng)處理的值具有大體