使用预定义的自相关向量来估计多普勒频移的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2013年9月10日提交的美国临时专利申请61/876, 035的权益，其 公开内容通过引用而合并于此。
技术领域
[0003] 本公开内容一般涉及通信系统，并且具体涉及用于估计接收信号中的多普勒 (Doppler)频移的方法和系统。
【背景技术】
[0004] 各种通信系统被设计用于适应由通信信道产生的特定水平的信号失真。例如，多 普勒效应失真导致在相对于发射源移动的接收器处接收的信号的频率的改变。针对演进型 通用陆地无线接入（E-UTRA)系统、也被称为长期演进（LTE)系统的设计考虑，包括各种包 含多普勒效应的测量信道，被描述在例如2014年3月的3GPP技术标准TS36. 101，标题为 "3rdGenerationPartnershipProjecttechnicalSpecificationGroupRadioAccess Network；EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；UserEquipment(UE) radiotransmissionandreception(Release12)，"（3GPPTS36. 101)，版本 12. 3.0,其 被通过引用合并于此。
[0005] 上述描述作为本领域的相关技术的一般概述而被呈现，并且不应当被认为是承认 其包含的任何信息构成相对于本专利申请的现有技术。
【发明内容】
[0006] 本文中描述的实施例提供了一种方法，包括在通信终端的存储器中保持多个预定 义的向量，每个预定义的向量包括针对相应的多普勒频移而计算的信号自相关值。接收信 号，并且针对所接收的信号计算经验自相关值。通过从预定义的向量之中选择其自相关值 与所接收的信号的经验自相关值最佳地匹配的向量，来估计所接收的信号的实际多普勒频 移。
[0007] 在一些实施例中，接收信号包括接收在多个时频段上传输的正交频分复用（OFDM) 信号，并且计算经验自相关值包括：获得所接收的信号的频率平均，每个频率平均在相应时 间索引的时频段上被计算，并且使用这些频率平均来计算经验自相关值。在其他实施例中， 时频段跨越给定频带，获得频率平均包括将该频带划分成两个或多个子频带，并且针对子 频带中的每个子频带单独地计算频率平均，并且估计多普勒频移包括基于在子频带上计算 的频率平均来选择向量。
[0008] 在一个实施例中，计算该经验自相关值包括通过与非零时间延迟的经验自相关值 相对应的因子来归一化该经验自相关值。在另一个实施例中，计算该经验自相关值包括：在 多个不同时间分段上计算经验自相关值，这些多个不同时间分段与所接收的信号所承载的 正交频分复用（OFDM)符号相对应，并且在这些多个时间分段上按每个时间延迟来平滑经 验自相关值。
[0009] 在一些实施例中，平滑经验自相关值包括使用一阶低通无限脉冲响应（IIR)滤波 器来滤波给定时间延迟的经验自相关值。在其他实施例中，滤波经验自相关值包括指定具 有遗忘系数的IIR滤波器，遗忘系数取决于通信终端的连续或非连续接收〇)RX)模式并且 取决于给定时间延迟。
[0010] 在一个实施例中，计算经验自相关值包括：基于来自通信终端的自动频率控制 (AFC)回路的频率校正指示，旋转经验自相关值。在另一个实施例中，预定义的向量中的每 个预定义的向量包括根据Jakes衰落模型的自相关函数的多个取样。在又一个实施例中， 选择向量包括选择其自相关值使关于所接收的信号的经验自相关值的相似性度量最小化 的向量。在又一个实施例中，相似性度量包括均方差度量。
[0011] 在一些实施例中，选择向量包括计算预定义的向量与所接收的信号的经验自相关 值之间的相似性度量，同时至少排除零时间延迟的自相关值。在其他实施例中，估计实际多 普勒频移包括当以时分双工（TDD)模式操作时使用第一数量的预定义向量，并且当以频分 双工（FDD)模式操作时使用第二数量的预定义向量，第二数量大于第一数量。
[0012] 根据本文中所描述的实施例，另外提供了一种装置，包括被配置为接收信号的接 收器以及处理电路。该处理电路被配置为在存储器中保持多个预定义的向量，每个预定义 的向量包括针对相应的多普勒频移计算的信号自相关值，被配置为针对所接收的信号计算 经验自相关值，并且被配置为通过从预定义的向量之中选择其自相关值与所接收的信号的 经验自相关值最佳地匹配的向量，来估计所接收的信号的实际多普勒频移。
[0013] 在一些实施例中，一种移动通信终端，包括所公开的装置。在一些实施例中，一种 在移动通信终端中用于处理信号的芯片组，包括所公开的装置。
[0014] 根据本公开内容的实施例的以下详细描述，结合附图，本公开内容将被全面地理 解，在附图中：
【附图说明】
[0015] 图1是示意性图示根据本文中所描述的实施例的通信系统的框图；
[0016] 图2是描绘根据本文中所描述的实施例的若干自相关向量的图，每个自相关向量 对应于不同的多普勒频移；以及
[0017] 图3是示意性图示根据本文中所描述的实施例的使用预定义的自相关向量来估 计多普勒频移的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018] 本文中所描述的实施例提供了用于在移动通信终端中估计多普勒频移的改进的 方法和设备。接收信号中的多普勒频移通常是在当接收器相对于发射器移动时而被产生 的。多普勒频移的幅度或数值与相对移动速度成比例。取决于接收器是朝向发射器移动或 者远离发射器移动，多普勒频移值可以是正的或负的。
[0019] 在所公开的技术中，多普勒频移估计是基于将所接收的信号的经验自相关向量和 对应于不同多普勒频移值的多个参考自相关向量相匹配。
[0020] 在一个实施例中，通信终端在存储器中保持多个预定义的向量，每个预定义的向 量包括针对相应的多普勒频移计算的信号自相关值。在本示例中，移动终端包括在LTE通 信系统中操作的UE。该UE包括处理电路，该处理电路接收可能受多普勒频移影响的基带信 号，并且计算针对所接收的信号的经验自相关值。处理电路通过从预定义的向量之中选择 其自相关值与所接收的信号的经验自相关值最佳地匹配的向量，来估计所接收的信号的实 际多普勒频移。
[0021] 在一些实施例中，所接收的基带信号包括在多个时频段上传输的正交频分复用 (OFDM)信号。处理电路获得所接收的信号的一个或多个频率平均（在本文中也被称为锚信 号），每个频率平均在相应时间索引的时频段上被计算。处理电路然后如以下将被描述的， 使用这些锚信号来计算经验自相关值。锚信号通常包括具有相应的幅度和相位的复数值。
[0022] 在一些实施例中，OFDM时频段跨越可用信道带宽内的给定频带。处理电路将该频 带划分成两个或多个子频带，并且针对这些子频带中的每个子频带单独地计算频率平均。
[0023] 在一个实施例中，处理电路通过与第二时间延迟的经验自相关值相对应的因子来 归一化经验自相关值。处理电路使用低通无限脉冲响应（IIR)滤波器对经归一化的自相关 值应用平滑滤波。IIR滤波器包括遗忘系数，该遗忘系数的设置取决于操作的连续或非连续 ORX)模式并且取决于给定的时间延迟。
[0024] 在一些实施例中，当在DRX模式操作时，自动频率控制（AFC)处理或回路在DRX唤 醒间隔的开始处提供频率校正指示。处理电路通过相应地旋转锚信号（即改变其复数值的 相位）来补偿由AFC处理所应用的频率校正。取决于时间延迟是否在指示AFC频率校正的 事件之前来，处理电路应用基于时间的旋转或者固定的旋转。
[0025] 预定义的向量通常例如根据相应的信道模型或者经验地被离线确定。在一个实施 例中，预定义的向量中的每个向量包括根据Jakes的衰落模型的自相关函数的多个样本。
[0026] 在一些实施例中，为了估计实际多普勒向量，处理电路选择预定义向量中的一个 向量，该向量的自相关值使关于所接收的信号的经验自相关值的相似性度量最小化。处理 电路可以评估任何适当的相似性度量，诸