專(zhuān)利名稱：一種頻偏估計(jì)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻偏估計(jì)裝置和方法，尤其涉及一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-SCDMA終端中的頻偏估計(jì)裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通信事業(yè)的發(fā)展和普及，移動(dòng)通信用戶數(shù)量在成倍地增長(zhǎng)，尤其是中國(guó)的移動(dòng)用戶這幾年來(lái)一直以150％以上的速度在增長(zhǎng)。用戶對(duì)通信的速度和質(zhì)量要求也越來(lái)越高。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，當(dāng)用戶終端開(kāi)機(jī)時(shí)，載波頻率與本地晶振之間存在較大頻率偏差。只有快速有效地估計(jì)出這個(gè)頻率偏差，才能進(jìn)行頻率補(bǔ)償，達(dá)到接收機(jī)能夠接受的頻率偏差，從而進(jìn)行下一步的任務(wù)流程。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，用戶終端開(kāi)機(jī)，由于本機(jī)振蕩器和載波之間存在很大的初始頻率偏差，這就需要接收機(jī)必須估計(jì)載波與本振之間的頻率偏差，進(jìn)行頻率補(bǔ)償，達(dá)到接收機(jī)需求后才能進(jìn)行下一步的任務(wù)流程。所以在移動(dòng)通信系統(tǒng)終端中，如何能夠快速有效的估計(jì)出這個(gè)頻率偏差，是移動(dòng)通信領(lǐng)域中直接關(guān)系到通信速度和質(zhì)量的關(guān)鍵部分。
現(xiàn)有的頻偏估計(jì)通常采用多重信號(hào)分類(lèi)(MUSIC)法，旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)估計(jì)信號(hào)參數(shù)(ESPRIT)法以及最小二乘信道估計(jì)(LS CE)法等等。這些方法會(huì)導(dǎo)致矩陣運(yùn)算和大的計(jì)算復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單有效的估計(jì)出載波頻率與本地晶振之間存在頻率偏差的裝置和方法。
本發(fā)明的頻偏估計(jì)裝置包括一有效徑選擇裝置，根據(jù)接收到的一幀數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，選擇小于或等于預(yù)先設(shè)定數(shù)目的有效徑，且計(jì)算出這些有效徑的位置信息；一有效徑數(shù)據(jù)抽取器，依照有效徑選擇裝置輸出的多個(gè)選擇的有效徑的位置信息，分別從接收的數(shù)據(jù)中將每個(gè)包含所選擇的有效徑的同步碼數(shù)據(jù)抽取出來(lái)；至少一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，依照有效徑數(shù)據(jù)抽取器抽取的每個(gè)有效徑的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，獨(dú)立地根據(jù)每個(gè)有效徑進(jìn)行頻偏估計(jì)；有效徑頻偏合并計(jì)算器，當(dāng)其接收到該幀的所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏時(shí)，將每個(gè)徑的估計(jì)頻偏合并且計(jì)算出該幀的頻偏。
本發(fā)明的頻偏估計(jì)方法包括如下步驟利用有效徑選擇裝置，根據(jù)所接收到的一幀數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，選擇小于或等于預(yù)先設(shè)定數(shù)目的有效徑，且計(jì)算出這些有效徑的位置信息；利用有效徑數(shù)據(jù)抽取器，依照所選擇選擇的有效徑的位置信息，分別將包含每個(gè)選擇的有效徑的同步碼數(shù)據(jù)抽取出來(lái)；利用至少一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，獨(dú)立地對(duì)所選擇的每個(gè)同步碼數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，得出每個(gè)有效徑的估計(jì)頻偏；以及利用有效徑頻偏合并計(jì)算器，將所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏合并，以計(jì)算出該幀的頻偏。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)通信中每個(gè)徑進(jìn)行單徑頻偏估計(jì)，再將所有單徑估計(jì)頻偏合并而計(jì)算出當(dāng)前幀的頻率偏移，避免了直接對(duì)多徑進(jìn)行頻偏估計(jì)，從而減少了頻偏估計(jì)的復(fù)雜度。


圖1為T(mén)D-SCDMA的子幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為DwPTS的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的頻偏估計(jì)裝置的示意圖；圖4為SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器所抽取的數(shù)據(jù)的示意圖；圖5為SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器所抽取的數(shù)據(jù)的另一示意圖；圖6為有效徑分量選擇器的第一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7為有效徑分量選擇器的第二種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8為有效徑分量選擇器的第四種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9為有效徑數(shù)據(jù)抽取器所抽取的數(shù)據(jù)的示意圖；圖10為單徑頻偏估計(jì)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為單徑頻偏估計(jì)器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的頻偏估計(jì)裝置的示意圖；
具體實(shí)施例方式
下面以本發(fā)明在時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)的終端用戶(UE)中的應(yīng)用為例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
為了能夠更清楚的說(shuō)明TD-SCDMA系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過(guò)程，首先，參照?qǐng)D1-2，描述TD-SCDMA的子幀結(jié)構(gòu)。如圖1所示，TD-SCDMA是以5ms為一個(gè)子幀的時(shí)間單位。每一個(gè)TD-SCDMA的子幀分為7個(gè)普通時(shí)隙(TS0～TS6)和三個(gè)特殊時(shí)隙一個(gè)下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)、一個(gè)上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)和一個(gè)保護(hù)周期(GP)。每一個(gè)5ms的子幀共由6400個(gè)碼片組成。每個(gè)子幀中普通時(shí)隙(TS)包括兩個(gè)長(zhǎng)度分別為352個(gè)碼片的數(shù)據(jù)塊、一個(gè)長(zhǎng)為144個(gè)碼片的Midamble碼(訓(xùn)練序列)碼塊和一個(gè)長(zhǎng)為16個(gè)碼片的保護(hù)時(shí)隙。如圖2所示的DwPTS的結(jié)構(gòu)圖，DwPTS由長(zhǎng)為64個(gè)碼片的下行同步碼(SYNC-DL)和32個(gè)碼片的保護(hù)周期(GP)組成，其中SYCN-DL是一組偽隨機(jī)碼(PN)，分配給不同的小區(qū)，用于小區(qū)的搜索和下行的同步。接收的SYNC-DL碼片中包含有多徑信道下的頻偏信息。
首先介紹本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思。假定用戶能收到B個(gè)基站的信號(hào)，那么用戶收到的SYNC-DL部分的數(shù)據(jù)將包含B個(gè)互不相同的SYNC-DL碼的累加。從基站b發(fā)送的SYNC-DL信號(hào)可以表示為sb[k]，0≤k＜64，這里k是SYNC-DL離散碼片的下標(biāo)。接收到基站b發(fā)送的信號(hào)的多徑數(shù)用Nb來(lái)表示，并且各個(gè)多徑時(shí)延的碼片數(shù)用κb,1<κb,2<···<κb,Nb]]>來(lái)表示，那么基站b的相應(yīng)信道系數(shù)可以表示為 接收的基站的b的總功率表示為Pb=Σn=1Nb|hb[κb,n]|2.]]>這里，假設(shè)P1≥Pb，2≤b≤B，一般來(lái)說(shuō)基站1是“期望的”基站，其它的是干擾基站，而也可能干擾的基站的瞬時(shí)功率超過(guò)“期望的”基站的。
假定載波的頻偏為v，用戶接收信號(hào)以時(shí)間間隔碼片來(lái)表示，可寫(xiě)為，r[k]=exp(j2πvTck)Σb=1BΣn=1Nbhb[κb,n]sb[k-κb,n]+n[k]---(1)]]>這里，n[k]是附加噪聲，包括鄰道干擾和高斯白噪。
忽略所有的干擾，包括其它基站的干擾，鄰道干擾和高斯白噪，僅僅考慮“期望的”基站，用戶接收信號(hào)可以表示為，r[k]=exp(j2πvTck)Σn=1Nbhb[κb,n]sb[k-κb,n];k=0,1,···,63---(2)]]>如果每次進(jìn)行頻偏估計(jì)時(shí)僅僅考慮單個(gè)有效徑，其它的徑視為干擾存在，可用下式表示，r[k]＝exp(j2πv Tck)hb[κb，n]sb[k-κb，n]+i[k]+n[k]；k＝0，1，…，63 (3)這里，n∈
是有效徑之一。
<本發(fā)明的第一實(shí)施例>
參照?qǐng)D3，依照本發(fā)明第一實(shí)施例的頻率偏差估計(jì)裝置10包括一SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1、一本地參考信號(hào)發(fā)生器5、一有效徑分量檢測(cè)裝置3和一頻偏估計(jì)器4。該頻偏估計(jì)器4包括一有效徑數(shù)據(jù)抽取器41、多個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42、一頻偏合并器43和一頻偏計(jì)算器44。另外，為了清楚的說(shuō)明本發(fā)明裝置10，一輔助裝置幀同步檢測(cè)器2被簡(jiǎn)單介紹。
當(dāng)UE開(kāi)機(jī)后，首先要確定UE的所在的小區(qū)位置，幀同步檢測(cè)器2通過(guò)一個(gè)或多個(gè)匹配濾波器(或相關(guān)器)來(lái)搜索幀同步的位置，根據(jù)所示幀結(jié)構(gòu)(如圖1)就知道了SYNC-DL的位置。數(shù)據(jù)抽取器根據(jù)幀同步檢測(cè)器2已經(jīng)檢測(cè)出的SYNC-DL位置信息來(lái)抽取出相應(yīng)位置長(zhǎng)度為L(zhǎng)個(gè)碼片的數(shù)據(jù)，抽取時(shí)要求抽取的數(shù)據(jù)范圍肯定包括64個(gè)碼片的SYNC-DL段數(shù)據(jù)所有多徑信息。如圖4和5所示，幀同步檢測(cè)器2可以以兩種不同的方式輸出幀同步位置，分別是與第一有效徑保持同步和與最大有效徑保持同步，由此帶來(lái)SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1的兩種抽取數(shù)據(jù)方式。在圖4所示的抽取方法中，假設(shè)幀同步是以第一個(gè)有效徑為同步的位置，SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與第一有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE個(gè)碼片是為了補(bǔ)償同步精度誤差的影響。在圖5所示的抽取方法中，假設(shè)幀同步是以主徑為同步的位置，SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+2*Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與最大有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE個(gè)碼片是為了補(bǔ)償同步精度誤差的影響。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，Δk最小等于15個(gè)碼片。ΔE可以根據(jù)幀同步誤差精度來(lái)設(shè)定。SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1抽取的數(shù)據(jù)分別輸入有效徑分量檢測(cè)裝置3和頻偏估計(jì)器4。
有效徑檢測(cè)裝置3包括一相關(guān)器31、一相關(guān)功率計(jì)算器32、一最值檢測(cè)器33和一有效徑分量檢測(cè)器34。下面對(duì)其進(jìn)行分別介紹。
SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1抽取的數(shù)據(jù)輸入相關(guān)器31中。此外，參考信號(hào)發(fā)生器5由接收機(jī)根據(jù)需要搜索的SYNC-DL碼的序號(hào)來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的本地參考的SYNC-DL數(shù)據(jù)，即本地信號(hào)，該本地信號(hào)也輸入相關(guān)器31中。相關(guān)器31將參考信號(hào)發(fā)生器5輸入的本地信號(hào)與接收的數(shù)據(jù)抽取器1抽取的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，輸出長(zhǎng)度為L(zhǎng)-64+1的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果。所述的相關(guān)器31也可以用匹配濾波器來(lái)替代。
由相關(guān)器31輸出的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果輸入功率計(jì)算器32中，功率計(jì)算器32對(duì)該輸入的數(shù)據(jù)求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值，此值的大小可以反應(yīng)出各個(gè)徑的強(qiáng)弱。相關(guān)功率計(jì)算器32輸出的結(jié)果分別輸入到最值檢測(cè)器33和有效效徑分量檢測(cè)器34中。
最值檢測(cè)器33從相關(guān)功率結(jié)果中，依次檢測(cè)最大功率值，第二大功率值，…，直到第N大功率值，并且分別記錄其功率值和相應(yīng)的位置值。這里的N值是可變的，一般設(shè)值為4～6即可，最值檢測(cè)器33的結(jié)果被輸出到有效徑分量選擇器34中。
有效徑分量選擇器34的輸入是最值檢測(cè)器33的結(jié)果(N個(gè)最大功率值和相應(yīng)的位置值)和相關(guān)功率計(jì)算器32輸出的相關(guān)功率值。有效徑分量選擇器34選擇出有效徑的個(gè)數(shù) 為實(shí)際有效徑Nb的估值，且輸出所選擇的各個(gè)有效徑的位置信息和功率信息。輸出的各個(gè)有效徑的位置信息用來(lái)控制各個(gè)有效徑信息的數(shù)據(jù)的抽取，而輸出的各個(gè)有效徑的功率信息用來(lái)控制各個(gè)有效徑頻偏的合并，這些將在后面詳細(xì)描述。有效徑分量選擇器34具有四種不同的結(jié)構(gòu)和方法來(lái)選擇 個(gè)有效徑。
如圖6所示，有效徑分量選擇器34的第一種結(jié)構(gòu)為其包括一噪聲功率計(jì)算器341和一噪聲門(mén)限判決器342。噪聲功率計(jì)算器341根據(jù)相關(guān)功率計(jì)算器32輸入的所有相關(guān)功率的值以及最值檢測(cè)器33輸入的N個(gè)最大的功率值計(jì)算出相應(yīng)的噪聲功率。具體的噪聲功率的計(jì)算過(guò)程是首先在所有的相關(guān)功率值中濾除最值檢測(cè)器33所輸出的相關(guān)功率值，然后對(duì)剩余的相關(guān)功率求平均值，此值即是噪聲功率值Pnoise。噪聲門(mén)限判決器342根據(jù)噪聲功率計(jì)算器341輸入的噪聲功率值和最值檢測(cè)器33所檢測(cè)出的N個(gè)最大的功率值，可以選擇出 個(gè)有效徑，并記錄每個(gè)選擇的有效徑的位置信息和功率信息。具體的判決公式如下|Pi-Pnoise|＞T1；i＝1，2，3，…，N(4)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pnoise噪聲功率值，T1是第一門(mén)限值。最值檢測(cè)器33所檢測(cè)出的N個(gè)最大功率值如果滿足上述公式(4)中的信噪比門(mén)限的條件就被判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置和功率。此時(shí)，N^b≤N.]]>如圖7所示，有效徑分量選擇器34的第二種結(jié)構(gòu)為其包括一最大徑門(mén)限判決器343。該最大徑門(mén)限判決器343將有效徑中最大的有效徑與所有的有效徑分別比較，如果兩者之差小于預(yù)定的門(mén)限值時(shí)，則選擇該有效徑。其判決公式如下|Pmax-Pi|＜T2；i＝1，2，3，…，N (5)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pmax是最值檢測(cè)器33輸出的N個(gè)功率中的最大值(也就是主徑的功率值)，T2是第二門(mén)限值。所述的最大徑門(mén)限判決器343根據(jù)最值檢測(cè)器33所檢測(cè)的出N個(gè)最大功率值與主徑的功率值相比，判斷其絕對(duì)差值小于公式(5)門(mén)限條件就可以判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。此時(shí)，N^b≤N.]]>有效徑分量選擇器34的第三種結(jié)構(gòu)為其包括上面兩種結(jié)構(gòu)中提到的噪聲功率計(jì)算器，噪聲門(mén)限判決器和最大徑門(mén)限判決器。所述的噪聲功率計(jì)算器和所述的噪聲門(mén)限判決器與第一種有效徑分量選擇器所包含的噪聲功率計(jì)算器和噪聲門(mén)限判決器相同，所述的最大徑門(mén)限判決器與第二種有效徑分量選擇器的中的最大徑門(mén)限判決器相同。采用此種結(jié)構(gòu)的有效徑分量選擇器時(shí)，必須同時(shí)滿足上述兩種門(mén)限判決器的條件才可以被判斷出有效徑分量并記錄出相應(yīng)的位置。選用這種有效徑分量選擇器的性能好于前兩種的有效徑分量選擇器的性能。
如圖8所示，有效徑分量選擇器34的第四種結(jié)構(gòu)為不對(duì)所選擇的N個(gè)最大值進(jìn)行任何判斷和操作，直接將其輸出作為有效徑分量。這種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且選擇有效徑分量粗糙。
頻偏估計(jì)裝置4包括一有效徑數(shù)據(jù)抽取器41、多個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42、一頻偏合并器43和一頻偏計(jì)算器44。其中單徑頻偏估計(jì)器42，頻偏合并器43所得到的結(jié)果都是含有頻偏信息的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。
有效徑數(shù)據(jù)抽取器41接收來(lái)自SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1的數(shù)據(jù)和來(lái)自有效徑分量選擇器44的有效徑的位置信息，且根據(jù)各個(gè)有效徑的位置信息從SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器41輸出的數(shù)據(jù)中分別抽取各個(gè)有效徑的SYNC-DL數(shù)據(jù)(如圖9所示)。抽取包含相應(yīng)有效徑的SYNC-DL數(shù)據(jù)的方法如圖9所示。即以有效經(jīng)的位置為起始，連續(xù)抽取64個(gè)數(shù)據(jù)。有效徑數(shù)據(jù)抽取器41抽取的 個(gè)有效徑的SYNC-DL數(shù)據(jù)分別輸入至一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42中，即每個(gè)有效徑的SYNC-DL數(shù)據(jù)僅輸入至一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42中。同時(shí)，本地參考信號(hào)發(fā)生器5發(fā)出的本地參考信號(hào)也輸入到每個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42中。
每個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42利用從有效徑數(shù)據(jù)抽取器41輸出的SYNC-DL數(shù)據(jù)和本地參考信號(hào)發(fā)生器5發(fā)出的本地參考信號(hào)對(duì)單個(gè)有效徑信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)。每個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42進(jìn)行頻偏估計(jì)時(shí)僅僅考慮輸入該單徑頻偏估計(jì)器42的單個(gè)有效徑，其它的有效徑視為干擾存在，可用下式表示(即上面提到的公式(3))，r[k]＝exp(j2πv Tck)hb[κb，n]sb[k-κb，n]+i[k]+n[k]；k＝0，l，…，63這里，n∈
]]>是有效徑之一， 是實(shí)際有效徑Nb的估計(jì)值。
圖10和圖11分別給出了單徑頻偏估計(jì)器42的兩種具體結(jié)構(gòu)。圖10所示的單徑頻偏估計(jì)器42包括兩個(gè)數(shù)據(jù)均分器421、m個(gè)相關(guān)器422、m-1個(gè)共軛點(diǎn)乘器423和一個(gè)累加器424。兩個(gè)數(shù)據(jù)均分器421分別將輸入的徑n的數(shù)據(jù)和本地信號(hào)分成長(zhǎng)度相同的m等份，為下面的估計(jì)作準(zhǔn)備，這里的m是可變的，最小為2，也就是m≥2。m可根據(jù)訓(xùn)練序列的長(zhǎng)短來(lái)選取，但對(duì)于短的訓(xùn)練序列m不宜太大。相應(yīng)等分的徑n的數(shù)據(jù)和本地信號(hào)輸入同一個(gè)相關(guān)器422中，相鄰的兩個(gè)相關(guān)器422的輸出數(shù)據(jù)輸入至一個(gè)共軛點(diǎn)乘器423中。累加器是將所有的共軛點(diǎn)乘器423輸出進(jìn)行相加。
圖11中的單徑頻偏估計(jì)器42基本上與圖10中的單徑頻偏估計(jì)器42相同，其包括兩個(gè)數(shù)據(jù)均分器421、m個(gè)共軛點(diǎn)乘器423、m-1個(gè)相關(guān)器422和一個(gè)累加器424。圖10和圖11所示的單徑頻偏估計(jì)器42中的數(shù)據(jù)均分器421和累加器424所進(jìn)行的操作完全相同。兩者之間的不同之處在于相關(guān)器422和共軛點(diǎn)乘器423的實(shí)現(xiàn)順序。此外，兩者的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度相當(dāng)，性能基本一致。
下面以單徑頻偏估計(jì)器42中的數(shù)據(jù)均分器421的二倍均分(m＝2)為例，給出頻偏估計(jì)公式(6)和(7)Cn=Σk=1K(r[k]·sb[k-κb,n]*)*·(r[k+K]·sb[K+k-κb,n]*)]]>=exp(j2πvTcK)|hb[κb,n]|2·K---(6)]]>=rn·exp(j2πvTcK)]]>或Cn=(Σk=1Kr[k]·sb[k-κb,n]*)*(Σk=K+12Kr[k]·sb[k-κb,n]*)]]>=exp(j2πvTcK)|hb[κb,n]|2·K2---(7)]]>=rn·exp(j2πvTcK)]]>公式(6)和(7)分別與圖10和圖11中所示的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)。
有效徑頻偏合并器43接收來(lái)自所有單徑頻偏估計(jì)器42的估計(jì)頻偏，且將這些估計(jì)頻偏進(jìn)行合并得到最終的頻偏估計(jì)結(jié)果，此時(shí)得出的結(jié)果是復(fù)數(shù)值。有效徑頻偏合并器43進(jìn)行合并的方式可以是等增益合并、最大比合并等等。等增益合并是將所有有效徑的估計(jì)頻偏進(jìn)行等功率合并，也就是直接相加。所得到的結(jié)果為C=Σn=1N^bCn,]]>其中Cn為有效徑n的估計(jì)頻偏最大比合并是利用各個(gè)有效徑功率值在總功率中所占比例來(lái)進(jìn)行合并。此時(shí)，除了需要來(lái)自各個(gè)有效徑的估計(jì)頻偏之外，還需要由有效徑分量選擇器34輸出的各個(gè)有效徑的功率信息。所得到的結(jié)果為C=Σn=1N^b(Pn/Pb)Cn,]]>其中Cn為有效徑n的估計(jì)頻偏，Pn＝|hb[κb，n]|2(即有效徑n的功率)和Pb=Σn=1N^b|hb[κb,n]|2]]>(即有效徑 的總功率)，這里的有效徑功率信息Pn和Pb來(lái)自有效徑分量檢測(cè)器34輸出的有效徑功率信息。
因?yàn)閱螐筋l偏估計(jì)器42和有效徑頻偏合并器43所處理的數(shù)據(jù)都是含有頻偏信息的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，所以頻偏計(jì)算器44接收來(lái)自有效徑頻偏合并器43輸出的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，且將其中的頻偏信息計(jì)算出來(lái)，其頻偏計(jì)算公式為v^=phase(C)/(2πKTc);phase(C)∈(-π,π)]]>其中，C為有效徑頻偏合并器43的輸出數(shù)據(jù)，Tc是碼片時(shí)間，K是單徑頻偏估計(jì)器42中數(shù)據(jù)均分器421中每段數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(碼片距離數(shù))。
<本發(fā)明第一實(shí)施例的操作>
首先，利用SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1從接收到的通信數(shù)據(jù)中抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括所有多徑信息。
有效徑分量檢測(cè)裝置43利用SYNC-DL段數(shù)據(jù)抽取器1抽取的數(shù)據(jù)，選擇 個(gè)有效徑的控制信息，該控制信息包括 個(gè)有效徑中的每一個(gè)有效徑的位置信息和功率信息。
根據(jù)有效徑分量檢測(cè)裝置43獲取的有效徑控制信息中的位置信息，利用有效徑數(shù)據(jù)抽取器41將各個(gè)有效徑數(shù)據(jù)抽取出來(lái)。
利用多個(gè)分別對(duì)每個(gè)有效徑進(jìn)行估計(jì)，然后利用有效徑頻偏合并器43將多個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42所估計(jì)的頻偏合并，得到該幀估計(jì)頻偏的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，然后利用頻偏計(jì)算器44計(jì)算出實(shí)數(shù)頻偏數(shù)據(jù)。
<依照本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作>
依照本發(fā)明第二實(shí)施例的頻偏估計(jì)裝置10’與依照本發(fā)明第一實(shí)施例的頻偏估計(jì)裝置10基本上相同。此外，兩者的操作也基本相同。下面，重點(diǎn)描述兩者的不同之處，而相同之處將不再重復(fù)描述。
依照本發(fā)明第二實(shí)施例的頻偏估計(jì)裝置10’中的頻偏估計(jì)器4’僅包括一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器42，其依次根據(jù)每個(gè)有效徑進(jìn)行頻偏估計(jì)，且將這些有效徑的估計(jì)頻偏輸入至有效徑頻偏合并器43。當(dāng)有效徑頻偏合并器43接收到該幀所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏時(shí)，其將這些有效徑的估計(jì)頻偏合并，且將合并的結(jié)果輸入至頻偏計(jì)算器44，從而計(jì)算出頻偏值。
權(quán)利要求
1.一種頻偏估計(jì)裝置，其包括一有效徑選擇裝置，根據(jù)接收到的一幀數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，選擇小于或等于預(yù)先設(shè)定數(shù)目的有效徑，且計(jì)算出這些有效徑的位置信息；一有效徑數(shù)據(jù)抽取器，依照有效徑選擇裝置輸出的多個(gè)有效徑的位置信息，分別從接收的數(shù)據(jù)中將每個(gè)包含所選擇的有效徑的同步碼數(shù)據(jù)抽取出來(lái)；至少一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，依照有效徑數(shù)據(jù)抽取器抽取的每個(gè)有效徑的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，獨(dú)立地根據(jù)每個(gè)有效徑進(jìn)行頻偏估計(jì)；和有效徑頻偏合并計(jì)算器，當(dāng)其接收到該幀的所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏后，將所有徑的估計(jì)頻偏合并且計(jì)算出該幀的頻偏。
2.如權(quán)利要求1所述的頻偏估計(jì)裝置，其包括多個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，單徑頻偏估計(jì)器的數(shù)目與所選擇的有效徑的數(shù)目相對(duì)應(yīng)，且每個(gè)單徑頻偏估計(jì)器根據(jù)相應(yīng)有效徑來(lái)估計(jì)頻偏。
3.如權(quán)利要求1或2所述的頻偏估計(jì)裝置，其進(jìn)一步包括一同步數(shù)據(jù)抽取器，從一幀數(shù)據(jù)中抽取同步數(shù)據(jù)，該同步數(shù)據(jù)包括該幀中的所有有效徑的同步信息，且其抽取的數(shù)據(jù)分別輸入有效徑選擇裝置和有效徑數(shù)據(jù)抽取器。
4.如權(quán)利要求3所述的頻偏估計(jì)裝置，其中同步數(shù)據(jù)抽取器以第一個(gè)有效徑為同步的位置，抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與第一有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE是補(bǔ)償同步精度誤差的碼片數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的頻偏估計(jì)裝置，其中同步數(shù)據(jù)抽取器以最大有效徑為同步的位置，抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+2*Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與最大有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE是補(bǔ)償同步精度誤差的碼片數(shù)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于該單徑頻偏估計(jì)器包括兩個(gè)數(shù)據(jù)均分器，分別將接收到的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)均分為m等分；m個(gè)共軛點(diǎn)乘器，每個(gè)共軛點(diǎn)乘器接收一個(gè)等分的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)；m-1個(gè)相關(guān)器，每個(gè)相關(guān)器接收來(lái)自相鄰兩個(gè)共軛點(diǎn)乘器輸出的數(shù)據(jù)；和一個(gè)累加器，將所有相關(guān)器輸出的數(shù)據(jù)累加并輸出。
7.如權(quán)利要求1或2所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于該單徑頻偏估計(jì)器包括兩個(gè)數(shù)據(jù)均分器，分別將接收到的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)均分為m等分；m個(gè)相關(guān)器，每個(gè)相關(guān)器接收一個(gè)等分的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)；m-1個(gè)共軛點(diǎn)乘器，每個(gè)共軛點(diǎn)乘器接收來(lái)自相鄰兩個(gè)相關(guān)器輸出的數(shù)據(jù)；和一個(gè)累加器，將所有共軛點(diǎn)乘器輸出的數(shù)據(jù)累加并輸出。
8.如權(quán)利要求1所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑頻偏合并計(jì)算器采用等增益合并，將單徑頻偏估計(jì)器輸出的所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏直接相加。
9.如權(quán)利要求1所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑選擇裝置進(jìn)一步計(jì)算出所選擇的有效徑的功率信息，依照有效徑選擇裝置輸出的功率信息，有效徑頻偏合并計(jì)算器采用最大比合并，將每個(gè)有效徑的估計(jì)頻偏按照各自的功率信息進(jìn)行合并。
10.如權(quán)利要求1或2所述的頻偏估計(jì)裝置，其中有效徑選擇裝置包括一相關(guān)器，其對(duì)同步數(shù)據(jù)抽取器抽取的數(shù)據(jù)和本地信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；一相關(guān)功率計(jì)算器，根據(jù)相關(guān)器輸出的相關(guān)結(jié)果，計(jì)算出所有有效徑的功率；一最值檢測(cè)器，根據(jù)相關(guān)功率計(jì)算器輸出的所有相關(guān)功率值，檢測(cè)出N個(gè)具有最大功率徑；和一有效徑分量檢測(cè)器，根據(jù)相關(guān)功率計(jì)算器和最值檢測(cè)器的輸出，在N個(gè)具有最大功率徑中，選擇有效徑，其選擇出的有效徑的個(gè)數(shù)記為 N^b≤N.]]>
11.如權(quán)利要求10所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑分量檢測(cè)器包括一噪聲功率計(jì)算器，根據(jù)相關(guān)功率計(jì)算器和最值檢測(cè)器的輸出，計(jì)算出噪聲功率；和一噪聲門(mén)限判決器，將最值檢測(cè)器的所有輸出與噪聲功率計(jì)算器計(jì)算出噪聲功率相比較，根據(jù)噪聲門(mén)限判決器的比較結(jié)果，選擇出 個(gè)有效徑，N^b≤N.]]>
12.如權(quán)利要求10所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑分量檢測(cè)器包括一最大徑門(mén)限判決器，其將最值檢測(cè)器的所有輸出與最值檢測(cè)器的最大輸出相比較，根據(jù)最大徑門(mén)限判決器的比較結(jié)果，選擇 個(gè)有效徑，N^b≤N.]]>
13.如權(quán)利要求10所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑分量檢測(cè)器包括一噪聲功率計(jì)算器，根據(jù)相關(guān)功率計(jì)算器和最值檢測(cè)器的輸出，計(jì)算出噪聲功率；一噪聲門(mén)限判決器，將最值檢測(cè)器的所有輸出與噪聲功率計(jì)算器計(jì)算出噪聲功率相比較，和一最大徑門(mén)限判決器，其將最值檢測(cè)器的所有輸出與最值檢測(cè)器的最大輸出相比較，根據(jù)噪聲門(mén)限判決器和最大徑門(mén)限判決器的比較結(jié)果，選擇 個(gè)有效徑，N^b≤N.]]>
14.如權(quán)利要求10所述的頻偏估計(jì)裝置，其特征在于有效徑分量檢測(cè)器將最值檢測(cè)器檢測(cè)出N個(gè)有效徑選擇作為 個(gè)有效徑。
15.一種頻偏估計(jì)的方法，包括如下步驟利用有效徑選擇裝置，根據(jù)所接收到的一幀數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，選擇預(yù)定數(shù)目的有效徑，且計(jì)算出這些有效徑的位置信息；利用有效徑數(shù)據(jù)抽取器，依照所選擇的有效徑的位置信息，分別將包含每個(gè)選擇的有效徑的同步碼數(shù)據(jù)抽取出來(lái)；利用至少一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，獨(dú)立地對(duì)所選擇的每個(gè)有效徑的同步碼數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，得出根據(jù)每個(gè)有效徑的估計(jì)頻偏；以及利用有效徑頻偏合并計(jì)算器，將所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏合并，以計(jì)算出該幀的頻偏。
16.如權(quán)利要求15所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于利用多個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，分別根據(jù)每個(gè)有效徑來(lái)估計(jì)頻偏。
17.如權(quán)利要求15或16所述的頻偏估計(jì)方法，其進(jìn)一步包括步驟在選擇有效徑和抽取同步碼數(shù)據(jù)之前，利用同步數(shù)據(jù)抽取器，從一幀中抽取同步數(shù)據(jù)，該同步數(shù)據(jù)包括一幀中的所有有效徑的同步碼的數(shù)據(jù)信息。
18.如權(quán)利要求17所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于所述的同步數(shù)據(jù)抽取為以第一個(gè)有效徑為同步的位置，抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與第一有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE是補(bǔ)償同步精度誤差的碼片數(shù)。
19.如權(quán)利要求17所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于所述的同步數(shù)據(jù)抽取為以最大有效徑為同步的位置，抽取長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝(64+2*Δk+2*ΔE)碼片的數(shù)據(jù)，其中Δk是有效徑與最大有效徑相比的最大時(shí)延的碼片數(shù)，ΔE是補(bǔ)償同步精度誤差的碼片數(shù)。
20.如權(quán)利要求15或16所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于所述的頻偏合并步驟為等增益合并，將所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏直接相加。
21.如權(quán)利要求15或16所述的頻偏估計(jì)方法，其特征在于所述的頻偏合并步驟為最大比合并，利用有效徑選擇裝置計(jì)算出所選擇的有效徑的功率信息，且依照這些功率信息，將所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏合并。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頻偏估計(jì)裝置和一種頻偏估計(jì)方法。該頻偏估計(jì)裝置包括一有效徑選擇裝置，根據(jù)接收到的一幀數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，選擇小于或等于預(yù)先設(shè)定數(shù)目的有效徑，且計(jì)算出這些有效徑的位置信息；一有效徑數(shù)據(jù)抽取器，依照有效徑選擇裝置輸出的多個(gè)選擇的有效徑的位置信息，分別從接收的數(shù)據(jù)中將每個(gè)包含所選擇的有效徑的同步碼數(shù)據(jù)抽取出來(lái)；至少一個(gè)單徑頻偏估計(jì)器，依照有效徑數(shù)據(jù)抽取器抽取的每個(gè)有效徑的同步碼數(shù)據(jù)和本地信號(hào)，獨(dú)立地根據(jù)每個(gè)有效徑進(jìn)行頻偏估計(jì)；有效徑頻偏合并計(jì)算器，當(dāng)其接收到該幀的所有選擇的有效徑的估計(jì)頻偏時(shí)，將每個(gè)徑的估計(jì)頻偏合并且計(jì)算出該幀的頻偏。
文檔編號(hào)H04B1/10GK1588834SQ20041007800
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月16日
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