专利名称：基于移动单元速度对频率和时间跟踪环路中的频偏和定时偏移的补偿的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，尤其涉及无线通信系统中的频率跟踪和时间跟踪。
相关技术描述无线信道上的通信可以用便于有限频谱中的大量用户的多种技术来完成。这些技术通常称为多址技术，它们包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。
CDMA比无线通信系统中使用的其它调制技术，比如TDMA和FDMA，提供了许多优点。例如，CDMA能够多次再用频谱，从而能提高系统用户容量。此外，CDMA技术的使用通过减轻如衰落这样的多径的有害效应而能克服地面信道的特殊问题，而同时能利用其优点。
在CDMA及其它无线通信技术中，通常使用频率跟踪和时间跟踪环路来监视和调节接收信号的频率和定时。例如，在无线通信设备(WCD)和基站间发送的载波信号中通常存在频率变化或误差。一般而言，使用频率跟踪环路来监视频率变化，并且相应地调节对频率灵敏的组件。此外，频率变化会有害地影响用于维持WCD和基站中的定时基准的定时跟踪环路。
无线通信中频率变化的一个主要影响是多普勒效应。多普勒效应描述了由于发射机和接收机之间的相对速度而在接收信号中引起的频率变化。这样，如果WCD是移动的，则WCD和基站会变化。例如，如果WCD自基站移开，则从WCD发射到基站的信号会比原始发送的信号有较低的频率，即较长的波长。同样，如果WCD移近基站，则从WCD发送到基站的信号会比原始发送的信号有较高的频率，即较短的波长。从基站发送到移动WCD的信号会经受相同的频率变化。由于WCD通常用在车辆或高速运输系统中，因此在维持稳健和有效的无线通信系统时，校正多普勒效应或多普勒偏移会是重要的因素。
因此，本领域中需要能在无线通信系统中的WCD和基站中为频率跟踪和定时跟踪环路提供改进性能的技术。
发明内容
本发明提供了一种根据无线通信设备(WCD)相对于无线网络基础设施(例如基站)的速度来调节无线通信系统中的通信接收机的方法和装置。本发明各方面包括确定WCD的速度、以及基于所述速度确定要对通信接收机作出的一组期望调节。按照本发明，要被调节的通信接收机可以位于通信系统中的各个位置。例如，可以调节WCD中的接收机，或者可以调节在无线网络基础设施(网络)的各个节点处的接收机。确定WCD的速度、以及确定对接收机操作的一个或多个调节可以在网络内的各个位置处执行、在WCD中执行、或者在它们的任意组合处执行。
例如，在一实施例中，WCD确定其速度，并且基于所述速度确定要对通信接收机作出的期望调节。在第二实施例中，网络确定WCD的速度，并且基于WCD的速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。在第三实施例中，WCD确定其速度，并且将其发送到网络。网络接着基于WCD的速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。在第四实施例中，网络确定WCD的速度并将其发送到WCD。WCD接着基于所述速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。
期望调节可以用来调节WCD或无线网络基础设施中的通信接收机。例如，如果在WCD中确定了要对通信接收机作出的期望调节，则WCD能使用所述期望调节来调节其接收机，或期望调节可用在网络接收机中，从而把期望调节发送到网络，并且调节网络中的接收机。类似地，如果在网络中确定了要对通信接收机作出的期望调节，则网络能使用所述期望调节来调节其接收机，或者期望调节可用在WCD中的接收机中，从而把所述调节发送到WCD并且调节其接收机。
对接收机的调节可以包括例如在WCD相对于无线网络基础设施移动时，调节频率和时间跟踪环路以弥补WCD所接收的或是从WCD接收到的信号中的频率变化。
从以下优选实施例的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得更为明显，所述实施例通过示例说明了本发明的原理。
图1是说明无线通信系统各部份的框图。
图2是说明无线通信系统各部份的附加细节的框图。
图3是说明雷克接收机各部份的框图。
图4是说明可用来实现本发明各方面的频率跟踪环路的一实施例的框图。
图5是说明搜索器所使用的搜索频段的示意图。
图6是说明可用来实现本发明各方面的时间跟踪环路的框图。
图7是说明按照本发明的频率跟踪技术的流程图。
详细描述按照本发明，描述了一种频率跟踪技术，它根据发生通信的无线通信设备(WCD)的速度来调节通信接收机。基于WCD的速度，确定对通信接收机的期望调节。
无线通信系统中的设备包括用于从其它系统设备接收信号的接收机单元。例如，移动WCD和诸如基站这样的网络基础设施都包括接收机。按照本发明，要被调节的接收机可以位于通信系统中的各个位置处。例如，可以调节WCD中的接收机，或者可以调节在无线网络基础设施(网络)的各个节点处的接收机。确定WCD的速度、以及确定对接收机操作的一个或多个调节可以在网络内的各个位置处执行、在WCD中执行、或是在它们的任意组合处执行。
例如，在一实施例中，WCD确定其速度，并且基于所述速度确定要对通信接收机作出的期望调节。在第二实施例中，网络确定WCD的速度，并且基于WCD的速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。
在第三实施例中，WCD确定其速度，并且将其发送到网络。网络接着基于WCD的速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。在第四实施例中，网络确定WCD的速度并将其发送到WCD。WCD接着基于所述速度来确定要对通信接收机作出的期望调节。
期望调节可以用来调节WCD或无线网络基础设施中的通信接收机。例如，如果在WCD中确定了要对通信接收机作出的期望调节，则WCD能使用所述期望调节来调节其接收机，或期望调节可用在网络接收机中，从而把期望调节发送到网络，并且调节网络中的接收机。类似地，如果在网络中确定了要对通信接收机作出的期望调节，则网络能使用所述期望调节来调节其接收机，或者期望调节可用在WCD中的接收机中，从而把所述调节发送到WCD并且调节其接收机。
例如，对接收机的调节可以包括在WCD相对于无线网络基础设施移动时，调节频率跟踪环路(FTL)或时间跟踪环路(TTL)以弥补WCD所接收的或是从WCD接收到的信号中的明显频率变化。
确定WCD的速度可以用许多方式执行。例如，可以从导航接收机接收WCD速度的一个指示，所述导航接收机比如全球定位系统(GPS)接收机或其它类型的导航接收机。此外，可以从在不同的已知时刻作出的WCD位置的至少两个度量中确定WCD速度。速度可以从WCD位置度量和它们相应的度量时刻来确定。位置度量可以是完整的位置求解或是用来计算位置解的度量。例如，WCD可以从GPS卫星作出伪范围度量，并把伪范围度量和度量时刻传送到无线网络基础设施，在后者中把从网络处的GPS接收机收集到的伪范围度量和GPS信息加以组合以确定位置，并且确定WCD的速度。在另一例中，网络基础设施可以对从WCD接收到的信号作出度量，并且确定不同时刻下WCD的位置度量。网络基础设施能确定WCD的速度，或者网络可以把位置度量和相应的时刻发送到确定速度的WCD。
在以下描述中，本发明的各方面用基于CDMA的无线通信系统来描述。本发明各方面也可以结合其它通信技术而使用。
图1是说明无线通信系统101各部份的框图，所述系统101按照本发明工作。无线通信系统包括具有多个基站102和多个WCD 104的无线网络基础设施。无线网络基础设施还包括其它组件，比如基站控制器106、移动交换中心108等等。从基站102被发送到WCD的信号132被称为前向链路。从WCD被发送到基站的信号134被称为反向链路。如图1所示，前向链路和反向链路都能经历基站102和WCD之间的不同多径。如图1所示，前向和反向链路信号可以自障碍物150反射，导致接收到信号的多个实例。这一条件通常称为“多径”信号。如下进一步讨论的，为了适应多径环境中的操作，CDMA系统中的基站和WCD都使用雷克接收机，雷克接收机使用雷克“指”来处理信号，其中雷克的每个指都被分配给一单独的信号。雷克接收机的指可以被分配给同一信号的不同实例或是被分配给从不同基站接收到的不同信号。
WCD 104的例子包括蜂窝电话、卫星电话、有无线通信能力的个人电脑和个人数字助理(PDA)以及其它无线设备。无线通信系统101可以被设计成支持一种或多种CDMA标准。例如，所述标准可以包括TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、第三代合伙人计划(3GPP)、第三代合伙人计划2(3GPP2)、cdma2000、宽带CDMA(WCDMA)等等。
按照本发明，无线通信系统中移动WCD或移动终端的速度被用来改进WCD中的接收机或无线网络基础设施中的接收机或两者的频率跟踪环路和时间跟踪环路的性能。例如，在按照本发明工作的通信系统中，可以使用移动终端相对于邻近基站的速度来更好地估计在移动终端和基站处接收到的信号的名义频偏。也可以使用移动终端相对于基站的速度来选择环路滤波器系数的改进值以用于时间跟踪环路中。
在使用移动WCD的无线通信系统中，WCD相对于基站的速度，即速率和方向，导致由于多普勒偏移引起的接收信号中的明显频率变化。图2是说明图1所示的无线通信系统101各部份的附加细节的框图。图2进一步说明了基站102和WCD104。基站102中包括发射机212、接收机214、小区站点调制解调器(CSM)216、小区站点调制解调器本地振荡器(CSM LO)218和控制器220。WCD 104包括接收机222、发射机224、移动站调制解调器(MSM)226、移动站调制解调器本地振荡器(MSM LO)226和控制器228。
为了确定WCD的速度，基站102可以包括导航接收机240，或WCD 104能包括导航接收机242，或基站102和WCD 104可以分别包括导航接收机240、242。基站102和WCD 104中可能包括的导航接收机的例子包括GPS接收机、LORAN接收机、GLONASS接收机、使用网络基础设施来确定WCD速率的系统、以及使用导航接收机的各种组合的混合系统。基站102和WCD 104的控制器220和228可以被配置成接收与WCD速度有关的信息，并且确定对接收机作出的调节。例如，导航接收机240、242能接收WCD时间和位置数据，从中能导出速度。
WCD处接收到的信号中的频率变化操作中，从基站102被发送到WCD 104的数据被输入到CSM 216。CSM 216接受要被发送的数据并且生成一信号，该信号被提供给发射机212用于发送到WCD 104。CSM 216使用振荡器，或CSM LO 218生成的时钟信号来控制被发送到WCD 104的信号的频率。例如，在基于WCDMA的无线通信系统中，基于CSMLO 218中的时钟，CSM 216提供给发射机212的信号的名义频率为2GHz。然而，CSM LO 218中的时钟在其频率中可能有误差。根据WCDMA标准，CSM LO误差可能约为±100Hz。这样，被发送到WCD 104的信号132可以是在2GHz±100Hz范围内的任一频率。
WCD 104在其接收机122内接收由基站102发送的信号132。接收信号接着被发送到MSM 226。WCD所接收的信号132的频率是基站102所发送的信号的频率加上CSM Lo中的任何误差，并且还可以包括在WCD 104和基站102之间由于多普勒效应产生的相对速度而引起的附加频偏。这样，WCD 104接收到的信号132的频率可由公式(1)表示freceived_WCD=ftransmit+fCSM_LOerror+fdoppler---(1)]]>其中ftransmit是CSM LO的名义频率；fCSM LOerror是CSM LO时钟自名义频率的偏移；以及faoppler是由于多普勒效应引起的频率变化。
一般而言，WCD 104如下所述地执行频率跟踪环路(FTL)。在一实施例中，FTL作为MSM 226操作的一部分被执行。在其它实施例中，FTL可以与MSM 226分开。FTL会同步到或“锁定”到接收信号132的频率，以帮助接收机恢复基站102所发出的数据。如上所述，FTL锁定到的频率是CSM LO的名义频率加上其误差，以及多普勒偏移。在一实施例中，FTL锁定到的频率被WCD 104用作对发送到基站102的数据的基准。
网络处接收到的信号中的频率变化如下所述，WCD 104中的FTL一般具有误差，使得锁定频率不会与接收到的信号132的频率完全相同。这样，当FTL锁定到的频率被WCD 104用作基准时，从WCD 104发送到基站102的信号132具有一误差，该误差与WCD 104中执行的FTL操作相关联。此外，如果WCD 104由于多普勒效应相对于基站102移动，则从WCD 104发送到基站102的信号134受到一频偏。注意到，如果WCD 104相对于基站102的速度在WCD 104接收到信号132的时刻和它发送信号134的时刻之间未改变，则两个信号的多普勒偏移会相同。这样，基站102所接收的、并且由基站102中的FTL跟踪的信号134的频率可以表示为freceived_base_station＝freceived_WCD+fMSM_FTL_error+fdoppler(2a)freceived_base_station=ftransmit+fCSM_LOerrerfdoppler+fMSM_FTL_error+fdoppler---(2b)]]>freceived_base_station=ftransmit+fCSM_LOerror+2fdoppler+fMSM_FTL_error---(3)]]>
其中freceived_WCD是WCD所接收的信号的名义频率；fMSM_FTL_error是WCD中FTL的偏移；fdoppler是由于多普勒效应引起的频率变化。
通过调节FTL操作来补偿接收信号中的频率变化公式(1)-(3)的检查示出了在WCD 104和基站102处接收到的信号的频率受到由于WCD 104和基站102间的任一相对速度引起的多普勒偏移所影响。如下所述，通过例如改进FTL跟踪性能、提高FTL引入(pull-in)范围并且改进时间跟踪环路的性能，WCD 104的相对速度和相应的多普勒偏移可以用来改进无线通信系统的性能，并且改进其稳健性。
图3是说明雷克接收机各部份的框图，雷克接收机或者可以包括在基站102中或者被包括在WCD 104中。在雷克接收机中，多个信号实例被多个指302处理。图3所示的雷克接收机还包括搜索器303。如下进一步详述，搜索器303处理接收信号并且标识要被多个指302处理的多个信号实例。
指302可以用硬件、软件或者硬件或软件的组合来实现。接收数据被输入到抽取器304，在那里提取接收信号的期望部份。抽取器304的输出被输入到旋转器306。旋转器306调节接收信号的频率以弥补由本地时钟和多普勒偏移中的变化所引起的频率误差。旋转器306的输出被输入到解调器308，在那里从该信号中提取所发射的数据。然后用累加器310对解调器308的输出进行累加。
累加器310的输出被输入到FTL 312和时间跟踪环路(TTL)314。如下所述，FTL 312跟踪接收信号中的频率误差，并且用来调节旋转器306。此外，TTL 314调节抽取器304中所使用的定时基准以弥补接收信号中的频率变化。接收信号的定时中由于频率变化而引起的漂移通常称为编码多普勒。
图4是说明可用来实现本发明各方面的频率跟踪环路312的一个实施例的框图。基站102或WCD 104处的接收信号被输入到下变频器401，在那里它首先与本地振荡器的输出相乘，然后经低通滤波。从下变频器401输出的信号的频率等于接收信号频率和本地振荡器频率之差，并且通常称为频率误差Δf。下变频器401的输出被送入旋转器402的一个输入端。旋转器402的另一输入是频率误差的当前估计 旋转器402的输出是一个信号，其频率等于频率误差(Δf)和频率误差的当前估计 之差，其数值被称为残留误差Δfres。在一实施例中，通过向雷克接收机指前端(FFE)旋转器送入相位-2πnTCΔf来实现旋转器402，其中TC是码片周期，n是码片索引。
旋转器402的输出，其频率等于Δfres，被输入到鉴频器404或者能度量残留误差Δfres的幅度的其它设备。鉴频器404的输出是残留误差的当前估计，标记为 在一实施例中，鉴频器可以是叉乘鉴频器，使得 其中*表示复数共轭，yk是N码片的导频信号。在WCDMA系统中，N一般是256的倍数。
鉴频器404的输出被输入到环路滤波器406中。环路滤波器406抑制残留频率估计 中存在的噪声和高频分量。环路滤波器406的传递函数由F(z)表示。在一实施例中，环路滤波器传递函数是一常数，导致一阶FTL。在其它实施例中，环路滤波器406可以被配置为较高阶的环路，例如，二阶环路或三阶环路。环路滤波器406的输出被输入到累加器408。累加器输出是频率误差的当前估计 频率误差的当前估计 是旋转器402的输入之一，从而使环路闭合并且也从FTL被输出到旋转器306。
可以使用WCD 104和基站102之间的相对速度、因此可以使用相关的多普勒偏移来改进FTL的性能。例如，FTL可以使用WCD的速度以及接收信号的多普勒偏移来提供改进的频率误差估计 如果预期的多普勒偏移值被输入FTL，例如由未示出的控制器提供，FTL就能预测频率误差将为何值。能够预测频率误差就可以改进FTL的性能，因此能使经解调的信噪比(SNR)提高。此外，可以使用预期的多普勒偏移来初始化FTL。通过有效地从接收信号中减去预期的多普勒偏移，可以扩展FTL的引入范围。下面进一步讨论了这些优点。
为了说明获悉接收信号的多普勒偏移的一些优点，会使用这样的例子，该例使用从基于WCDMA的通信而来的典型值。典型的WCDMA参数包括载波频率 fcarrier＝2GHz(5)码片周期 (6)移动站处的最大PN回转速率 (7)移动站处的最大LO误差 ΔfMSM_LO＝0.1ppm
(8)基站处的最大LO误差 ΔfCSM_LO＝0.05ppm(9)而且，如果假定最大速度Vmax为vmax＝350Km/h (10)在移动站处接收到的信号的多普勒偏移可如下确定ΔfDoppler=vcfcarrierHz---(11)]]>其中c是光速。
因此，移动站处受到的最大多普勒偏移出现在最大速度处ΔfDoppler_MSM_max=350Km/hcfcarrier=0.65kHz---(12)]]>如上所述，基站处受到的多普勒偏移一般会是移动站处的多普勒偏移的两倍，因此ΔfDoppler_CSM_max=2350Km/hcfcarrier=1.3kHz---(13)]]>除了多普勒偏移以外，最大基站LO(本地振荡器)误差ΔfCSM_LO为0.05ppm，这转化为频率变化是高达100Hz。同样，移动站的最大LO误差ΔfMSM_LO为0.1ppm，转化为200Hz。因此，在最差情况下，接收到的频率误差为Δfmax＝ΔfDoppler_CSM_max+ΔfCSM_LO+ΔfMSM_LO＝1.6kHz(14)除了FTL需要能跟踪的最大可能的频率误差以外，另一关心的数量就是FTL受到的最大初始频率误差。如图3所述，WCD一般包括搜索器304，搜索器304处理接收信号以便标识要被指302处理的多径实例。一般而言，搜索器将其搜索分成频率段进行，并且按照每个频段报告结果。例如，搜索器可能预期一信号处在预定的期望频率fe。由于最大频率误差为Δfmax，因此搜索器搜索约从fe一直到fe±Δfmax的频偏。例如，如果搜索器将其搜索分成三个频段，则频段可以在公式(15)中定义[-Δfmax,-f02],[-f02,f02],[f02,Δfmax]---(15)]]>其中f0是搜索器用来定义搜索频段的频偏。根据搜索器在三个频段的哪一个中定位信号实例分别是较低偏移频段、中心频段或是较高偏移频段，搜索结果一般被报告为-f0、0或f0。
图5是说明搜索器304所定义的搜索频段的示意图。水平线504表示自信号实例的期望频率fe的频偏。所搜索的整组频偏±Δfmax可以被分成三个搜索频段中心频段506、较高偏移频段508较低偏移频段510。如公式(15)所定义的，频段对应于自fe的频偏。FTL可见的最大误差为在报告中心频段时的f0/2、或是在报告两个偏移频段之一时的max(Δfmax-f0，f0-f0/2)。
例如，如果被设为等于474Hz，则搜索频段会处在频偏fe附近的-474/2到474/2fe附近的474/2到1.6kHz以及fe附近的-474/2到-1.6kHz，分别对应于中心频段506、较高偏移频段508和较低偏移频段510。在该例中，FTL所见的最大误差会是1126Hz。
应该注意到，在该讨论中忽略了频段误差。当一路径的实际频率误差处在与搜索器报告的频段不同的频段时，出现频率误差。最差情况是在搜索器报告-f0作为路径的频偏时，而路径实际上的频率误差等于Δfmax，该情况下FTL所见的初始频率误差为Δfmax+f0。这导致在使用474Hz的f0时出现最大误差2.074kHz。然而，按设计方案，发生搜索器频段误差的概率很低。此外，为了实际上得到该最差情况，需要发生以下所有事件移动站以最大速度移动、MSM和CSM LO都受到最差可允许的频率误差、且搜索器具有频段误差。
通过调节TTL操作来补偿接收信号中的频率变化除了影响FTL以外，接收机信号频率误差还影响时间跟踪环路(TTL)，但以略微不同的方式产生影响。一般而言，移动WCD具有一时间基准，该时间基准基于例如它接收到的最早显著信号实例或者第一路径或指。该时间基准被标识为τ0。当移动WCD在时刻τ0发送一信号时，基站在时刻τ0+δ接收到该信号，其中δ是当前指被分配到的路径的延迟。因此，在静态的环境下，τCSM＝τ0+δ (16)其中τCSM是CSM的当前指的定时基准。然而，由于移动WCD的运动，随时间变化的延迟δ变为δ(t)。同样，当移动WCD丢失它对其定时基准加偏的路径时，它开始基于另一路径回转到一新的定时基准。该回转使τ0以回转速率所确定的速率随时间变化，从而给出τ0(t)。因此，τCSM为τCSM(t)＝τ0(t)+δ(t)(17)公式(19)说明了基站处的定时基准以δ(t)表示的多普勒偏移和LO误差、以及由τ0(t)所表示的移动回转所确定的速率随时间变化。影响基站定时基准的这两个因素可以被组成一个数，称为“有效频率误差”。有效的频率误差是在缺乏任一PN回转时会导致相同速率的定时基准变化的频率误差。
在一实施例中，为了确定有效的频率误差，PN回转速率被转换成由多普勒偏移赋予的等价的频率变化值。例如，对于sPN码片/秒的PN回转速率而言，每秒都延长或缩短sTc秒。对于给定的ΔfDoppler，每秒都延长或缩短ΔfDoppler/fcarrier秒。因此，处在PN码片/秒速率下的PN回转等价于有效地多普勒Δfslew＝sTCfcarrierHz (18)这样，基站中TTL所受到的总的有效频率误差可表示为ΔfTTL=2vcfcarrier+ΔfCSM_LO+ΔfMSM_LO+sTCfcarrierHz---(19)]]>如公式(21)所述，基站所见的总有效频率误差包括由于多普勒偏移引起的误差 基站本地振荡器误差(ΔfCSM_LO)、WCD本地振荡器误差(ΔfMSM_LO)以及PN回转速率(sTCfcarrier)。例如，对于100Km/h的移动速度以及5/4码片每秒的回转速率而言，TTL的总有效频率误差为ΔfTTL=2100×103/36003×1082×109+·02×10-6(2×109)+·1×10-6(2×109)+54(13.84×106)(2×109)---(20)]]>=1.3kHz]]>此外，对于350km/h的最大移动速度，TTL的总有效频率误差变为近似2.25kHz。因此，ΔfmaxTTL＝2.25kHz (21)图6是说明图3所示的时间跟踪环路(TTL)314的框图，该环路可用来实现本发明的各方面。基站102或WCD 104处的接收信号的定时偏移标记为Δt，并被输入到抽取器304。抽取器304按照时间偏移的当前估计 来抽取接收信号。所产生的信号即抽取器304的输出，其定时误差等于Δt和 之差。该定时误差被称为残留误差Δtres。
抽取器304的输出，其残留误差为Δtres，被输入到早迟门控604。在一实施例中，早迟门控对NC码片的早和迟导频码元进行操作。早迟门控的输出给出如下 其中nEL和nLT分别为早和迟码元的噪声分量时。在公式(22)中，S曲线的传递函数取决于所使用的定时鉴别器的类型。在一实施例中，定时鉴别器是一能量差异定时鉴别器(EDTD)。在另一实施例中，定时鉴别器是一幅度差异定时鉴别器(MDTD)。在还有一实施例中，定时鉴别器是一幅度-近似差异定时鉴别器(MADTD)。
早迟门控604的输出，即残留误差的当前估计标识为 被输入环路滤波器606。如果使用一阶TTL，则环路滤波器仅仅是由K标识的系数。系数K最好根据移动WCD的速度而改变。例如，随着移动WCD的速度的提高，则K值会提高，导致较少的两倍，使得环路更能响应于变化。同样，如果移动WCD的速度降低，则K值也会降低，导致较慢的环路响应，但提供了改进的噪声抑制特征。可以使用移动WCD的速度来改进K值的选择。例如，如果移动WCD的速度未知，则会选择在大多数情况下充分工作的K值，导致K的次优值。通过获悉移动WCD的速度，可以选择K的最优值。
环路滤波器606的输出被输入累加器608。累加器608的另一输入是tdrift。tdrift值用来弥补由于接收频率中的多普勒偏移而引起的接收信号中的定时漂移。由于接收频率中的多普勒偏移而引起的接收信号中的定时漂移通常称为编码多普勒。一种选择tdrift值的技术是基于频偏来估计定时漂移。另一种选择tdrift值的技术是确定WCD的速度并基于所述速度来估计定时漂移。
累加器608的输出被输入提前/滞迟模块610。提前/滞迟模块610输出定时偏移的当前估计 并且被输入到雷克接收指302中的抽取器304。
可以使用WCD 104和基站102之间的相对速度来改进TTL的性能。例如，TTL可以使用WCD的速度、因此可以使用接收信号的多普勒偏移来提供定时偏移的改进估计 如果预期的多普勒偏移值被提供给FTL，例如由未示出的控制器提供，则TTL能选择一改进的值用作环路滤波器系数K。此外，可以使用预期的多普勒偏移来改进tdrift值的选择。改进K和tdrift值的选择能得到改进的TTL性能，例如TTL的改进的信噪比(SNR)和引入范围。下面进一步讨论了这些及其它优点。
在一实施例中，使用一阶TTL。在其它实施例中，可以使用较高阶的TTL。在一阶TTL中，环路性能很大程度上受TTL系数控制。通常，TTL系数值会在环路在其上工作的整个SNR范围上恒定。如果未使用移动WCD是速度，它也会在环路会在其上工作的整个频率误差(多普勒)范围上恒定。因此，如果不使用与WCD速度有关的信息，选择一TTL系数值使得SNR损失在所有可能的SNR和多普勒情况下保持尽可能小将会是有利的。然而，正如多普勒偏移所反映的，没有一个TTL系数值会对于所有移动WCD速度都是最佳的，因此有必要为TTL系数使用一折衷值。
通过使用WCD相对于基站的速度，TTL可以被设计成超出不使用该速度的TTL的性能，这通过为每个速度值选择最佳的TTL系数并且不必要使用会在所有速度上恒定的折衷值来实现。
图7是说明按照本发明的频率跟踪技术的流程图。流程从方框702开始，其中开始频率跟踪操作。流程继续到方框704，其中确定WCD的速度。如上所述，确定可以发生在通信系统的各个位置处，比如在WCD中，或是在无线网络基础设施中，比如在基站中。然后，在方框706中，估计由于WCD相对于基站的速度而引起的频偏。在方框708中，使用所估计的频偏来调节WCD或基站的通信接收机。例如，所估计的频偏可用于FTL和TTL中。
所述的各个频率和时间跟踪技术都以硬件实现。然而，这些技术也可以用软件、固件或是软件和硬件的组合来实现。如果用软件实现，这些技术可以体现在最初保存在计算机可读介质上的程序代码中，所述介质比如硬盘驱动器或者其它磁盘或磁带介质。例如，程序代码可以从诸如EEPROM这样的计算机可读介质被加载到存储器中，或者通过网络连接被下载。
如果该技术用程序代码实现，则执行该程序代码的处理器的形式可以是微处理器，或者可与无线计算机、WCD、基站等集成或形成其一部分。
如果该技术用硬件实现，则它可以用例如以下来实现数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件、专门设计的硬件组件或者它们的任一组合。
以上描述详述了本发明的特定实施例。然而可以理解，无论上述内容怎样详述，本发明都可以体现在其它具体形式中，而不背离其精神或基本特征。所述的实施例应被视为仅仅是说明性的而不是限制性的，因此，本发明的范围受权利要求所限，而不受上述描述所限。在权利要求等价物的含义和范围内的所有变化都被包含在其范围内。
权利要求
1.一种调节通信接收机的方法，所述方法包括确定无线通信设备相对于无线网络基础设施的速度；以及基于为所述无线通信设备确定的速度来确定对所述通信接收机操作的一个或多个调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度以及确定对通信接收机的调节是在无线通信设备内执行的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度以及确定对通信接收机的调节是在无线网络基础设施内执行的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度在无线通信设备内执行，确定对通信接收机的调节在无线网络基础设施内执行。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度在无线网络基础设施内执行，确定对通信接收机的调节在无线通信设备内执行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，基于无线通信设备的速度来估计频偏。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，估计频偏在无线通信设备内执行。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，估计频偏在无线网络基础设施内执行。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，按照所确定的调节来调节通信接收机。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，调节通信接收机在无线通信设备内执行。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，调节通信接收机在无线网络基础设施内执行。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所确定的对通信接收机的调节还包括对频率跟踪环路的调节。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，调节频率跟踪环路还包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的初始频率误差。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，调节频率跟踪环路还包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的频率误差。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所确定的对通信接收机的调节还包括对时间跟踪环路的调节。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，调节时间跟踪环路还包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的环路滤波器系数。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，调节时间跟踪环路还包括基于无线通信设备的速度来估计接收信号的定时漂移。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度还包括从全球定位系统接收机接收速度信息。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度还包括接收无线通信设备的至少两个位置度量，其中所述度量在不同的已知时刻作出，确定无线通信设备的速度是基于所述至少两个位置度量和它们相应的度量时刻。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线网络基础设施还包括一基站。
21.一种调节通信接收机的方法，所述方法包括基于无线通信设备相对于无线网络基础设施的速度而确定对通信接收机操作的一个或多个调节；以及按照所确定的调节来调节通信接收机。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述无线通信设备的速度在无线通信设备内确定。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述无线通信设备的速度在无线网络基础设施内确定。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于还包括基于从全球定位系统接收机接收到的速度信息来确定无线通信设备的速度。
25.如权利要求21所述的方法，其特征在于还包括，基于所述无线通信设备的至少两个位置度量来确定无线通信设备的速度，其中所述度量在不同的已知时刻作出，确定无线通信设备的速度是基于所述至少两个位置度量和它们相应的度量时刻。
26.如权利要求21所述的方法，其特征在于还包括基于无线通信设备的速度来估计无线网络基础设施和无线通信设备间发送的通信信号的频偏。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，估计频偏在无线通信设备内执行。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，估计频偏在无线网络基础设施内执行。
29.一种无线通信设备，包括接收机，被配置成从一基站接收通信信号；以及控制器，被配置成接收无线通信设备的速度并且确定在接收机处作出的调节。
30.如权利要求29所述的无线通信设备，其特征在于还包括基于所述速度来估计接收到的通信信号的频率。
31.如权利要求29所述的无线通信设备，其特征在于还包括按照所确定的调节来调节所述接收机。
32.如权利要求29所述的无线通信设备，其特征在于，所确定的要对通信接收机作出的调节包括调节频率跟踪环路。
33.如权利要求32所述的无线通信设备，其特征在于，调节频率跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的初始频率误差。
34.如权利要求32所述的无线通信设备，其特征在于，调节频率跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的频率误差。
35.如权利要求29所述的无线通信设备，其特征在于，所确定的要对通信接收机作出的调节包括调节时间跟踪环路。
36.如权利要求35所述的无线通信设备，其特征在于，调节时间跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的环路滤波器系数。
37.如权利要求35所述的无线通信设备，其特征在于，调节时间跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来确定接收信号的定时漂移。
38.一种无线网络基础设施，包括接收机，被配置成从至少一个无线通信设备接收通信信号；以及控制器，被配置成接收所述无线通信设备的速度并且确定在接收机处作出的调节。
39.如权利要求38所述的无线通信设备，其特征在于还包括基于所述速度来估计接收到的通信信号的频率。
40.如权利要求38所述的无线通信设备，其特征在于还包括按照所确定的调节来调节所述接收机。
41.如权利要求38所述的无线通信设备，其特征在于，所确定的要对通信接收机作出的调节包括调节频率跟踪环路。
42.如权利要求41所述的无线通信设备，其特征在于，调节频率跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的初始频率误差。
43.如权利要求41所述的无线通信设备，其特征在于，调节频率跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的频率误差。
44.如权利要求38所述的无线通信设备，其特征在于，所确定的要对通信接收机作出的调节包括调节时间跟踪环路。
45.如权利要求44所述的无线通信设备，其特征在于，调节时间跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来估计所述跟踪环路的环路滤波器系数。
46.如权利要求44所述的无线通信设备，其特征在于，调节时间跟踪环路包括基于无线通信设备的速度来确定接收信号的定时漂移。
47.如权利要求38所述的无线网络基础设施，其特征在于，所述网络基础设施还包括一基站。
全文摘要
提供了一种基于无线通信设备相对于基站的速度来调节通信接收机的方法和装置。通过基于WCD速度来估计在基站和无线通信设备(WCD)间发送的通信信号的频偏，从而调节接收机。通过使用该估计来调节通信接收机，以弥补通信信号的频偏。对接收机的调节可以包括在WCD相对于基站移动时，调节频率和时间跟踪环路以弥补WCD所接收的或是从WCD接收到的信号中的频率变化。接收机可以位于WCD中，或者在网络基础设施中，或在两者当中。
文档编号H04B7/26GK1774875SQ03824937
公开日2006年5月17日 申请日期2003年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者A·杉多纳利斯 申请人:高通股份有限公司