CN101238656A - 通信系统中的速率检测方法、接收器、网络单元和处理器 - Google Patents

Abstract

一种在通信系统中的速率检测方法、接收器、网络单元和处理器，所述处理器例如包括：用于确定预定数量的频率估计的装置，用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置(300)，用于使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置(300)，用于使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置(302)，以及用于在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置(304)。

Description

通信系统中的速率检测方法、接收器、网络单元和处理器

技术领域

本发明涉及一种在通信系统中的速率检测方法、接收器、网络单元和处理器。

背景技术

在通过改进切换过程、功率控制和/或信道分配地性能来提高无线系统的能力中，需要对通信系统终端(例如用户终端)的速率进行估计的能力。例如，为高速用户终端选择宏小区而非微小区从而减少切换的次数是有益的。此外，在知道用户终端速率的情况下，可以例如通过根据该速率来选择功率控制算法的平均周期，来优化功率控制。简而言之，在无线系统中，速率的可靠估计或等价地所感知的信道多普勒(Doppler)展宽非常重要。

用于估计速率的现有技术方法以平均接收功率穿越速率为基础。该算法基于信号电平值与其平均值的比较。该算法计算信号电平由于快衰落而穿越平均信号电平的速率。所述穿越速率与移动速率成比例。

从所述现有技术方法产生几个问题。第一，所述方法不适于用于跳频，因为不同的频率具有不同的衰落特征。第二，当速率太高时，所述方法不能提供正确估计。这是由于功率穿越速率的使用：当功率穿越速率超过所使用的采样率时，所估计的速率值不再遵循实际速率。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种在通信系统中的速率检测方法，所述方法包括：确定预定数量的频率估计；确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；使用所述平均频率偏移对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；使用被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率；使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

根据本发明的另一方面，提供一种接收器，所述接收器包括：用于确定预定数量的频率估计的装置；用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；用于使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；用于使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；用于在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；用于基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，所述网络单元包括：用于确定预定数量的频率估计的装置；用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；用于使用所述平均频率偏移来对所接收采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；用于使用所述被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；用于在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；用于基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

根据本发明的另一方面，提供一种处理器，所述处理器包括：用于确定预定数量的频率估计的装置；用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；用于使用所述平均频率偏移来对所接收采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；用于使用所述被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；用于在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；用于基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

根据本发明的另一方面，提供一种接收器，所述接收器被配置为：确定预定数量的频率估计；确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；使用被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率；使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

根据本发明的另一方面，提供一种处理器，所述处理器被配置为：确定预定数量的频率估计；确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；使用被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率；使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

根据本发明的另一方面，提供一种网络单元，所述网络单元被配置为：确定预定数量的频率估计；确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；使用被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；在预定周期上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率；使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

本发明提供几个优点。本发明的实施例不依赖于采样率，因此所述实施例还适于高速率。所述实施例还非常适于跳频系统。

附图说明

以下，将参考实施例和附图详细描述本发明，其中：

图1示出了通信系统的示例；

图2是流程图；

图3示出了接收器的一部分的示例；以及

图4示出了网络单元的一部分的示例。

具体实施方式

通过参考图1，分析可以应用本发明实施例被的通信系统的示例。本发明可以被应用于各种通信系统。所述通信系统的示例如GSM(全球移动通信系统)或EDGE(用于全球演进的增强型数据速率)。然而，所述实施例不限于作为示例给出的所述系统，而本领域的技术人员可以将所述解决方案应用于配备了必要属性的其它系统。

对于本领域的技术人员显而易见，根据本发明的方法可以被应用于利用不同调制方法或空中接口标准的系统。

图1是可应用根据本发明的解决方案的数字数据传输系统的简化图示。这是蜂窝无线系统的一部分，其包括基站100，基站100具有到用户终端106和108的双向无线链路102和104。用户终端可以是固定的、车载的或便携式的。基站包括例如收发器。存在从所述基站的收发器到天线单元的连接，天线单元建立到用户终端的双向无线链路。基站被进一步连接到基站控制器(BSC)110，基站控制器将终端的连接发送到所述网络的其它部分。基站控制器被进一步连接到核心网(CN，未示出)。取决于所述系统，CN侧的对应部分可以是移动服务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或服务GPRS(通用分组无线业务)支持节点(SGSN)。

所述蜂窝无线系统还可以与例如公共电话交换网或互联网的其它网络通信。

在下面，进一步详细解释多普勒效应。

每当在发送器与接收器之间存在相对运动时，由于多普勒效应，在所接收信号的频率中存在明显的偏移。另外，当发送器或接收器处于运动时，存在所谓的动态多径情况，在该情况下，每个传播路径的电长度中存在连续变化并且由此它们之间的相对相位偏移随着空间位置而改变。信号的所接收振幅(包络)变化。在某些位置处存在有助益的增长，而在其它位置处存在几乎完全相消。实际上，显然，存在取决于位置的以不同方式组合的几个不同路径。

时间变化或传播路径长度的动态改变可以与接收器的运动直接相关，并与所出现的多普勒效应间接相关。因为在每一传播路径上的多普勒频移，由于运动而产生的相位改变率很明显。

因此，相位变化为

$\mathrm{\Δ\φ}=-\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\mathrm{\Δl},---\left(1\right)$

其中

λ是波长，以及

Δl是波dcosα的路径长度中的增量变化。

频率中的明显变化(多普勒频移)为

$f=-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\frac{\mathrm{\Δ\φ}}{\mathrm{\Δt}}=\frac{v}{\mathrm{\λ}}\cos \mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{vf}}_c}{c}\cos \mathrm{\α},---\left(2\right)$

其中

Δφ是相位变化，

Δt是时间的增量变化，

v＝速度或速率，

λ是波长，

α是相对于基站的角速度，

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s。

显而易见，路径长度中的变化取决于在波与运动方向之间的空间角。

最大多普勒频移可以被表述如下：

$f_m=\frac{{\mathrm{vf}}_c}{c},---\left(3\right)$

其中

v是用户终端的速率，

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s。

接下来，借助于图2来说明所述速率估计方法的实施例。该实施例非常适于估计当处于高速时的通信系统的用户终端(例如移动设备)的速率。在该实施例中，速率估计过程被实现在所选时间段(例如突发)上。所述方法利用之前确定的信号采样、脉冲响应值或滤波器抽头值。存在几种用于采样信号、确定脉冲响应值或滤波器抽头值的现有技术方法。因此，在这里不再进一步详细说明这些方法。

所述实施例在方框200中开始。

在方框202中，确定预定数量的频率估计。在GSM/EDGE系统(GSM＝全球移动通信系统，EDGE＝用于全球演进的增强型数据速率或基于GSM演进的增强型数据速率)中，用于估计频率的一种可能方法以使用接收和参考值为基础。所述方法对接收和参考符号采用最小平方误差(LSE)准则，其中，所述接收和参考符号是从26个训练符号和由最小平方估计量所估计的5个信道脉冲响应值得到的。所述最小平方估计量提供被去偏置的频率估计(即其不引入平均分量)。

通过使用以下方程来估计频率：

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{*}{z}_n\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n\right|}^2},---\left(4\right)$

其中

z_n是所接收的采样，

r_n≡(n-N/2)为常量，

Im表示虚值，

∑表示求和运算，

n表示当前的所接收符号，以及

a_n表示参考值，其从以下得到

$a_n=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h}_k{s}_{n-k,}$ n＝64...87，    (5)

其中

h_k代表当前的信道脉冲响应值，

s_n-k代表所发送的训练符号，

∑表示求和运算，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

在方框204中，确定所述频率估计的平均。所述平均可以通过如下计算滑动平均来确定：

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_k={\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{k-1}+\mathrm{\μ}{\mathrm{\ω}}_{k,}---\left(6\right)$

其中

代表先前的频率估计平均(例如为先前的突发所计算的)，

ω_k代表在所选时间段(例如突发)上的频率估计，

k是时间段序号，以及

μ是自适应常量。常量μ可以被设置在0.008-0.04之间以便得到平滑的平均，但如果需要快速自适应性，则其可以被设置为更高的值。

还存在用于计算所述平均的其它方法。

在方框206中，使用平均频率偏移来对预定的所接收采样和/或脉冲响应值进行去偏置。

去偏置被实施以用于移除平均频率分量。可以如下对所接收采样进行去偏置：

${z^{\′}}_n=z_n{e}^{-j2\mathrm{\π}{\stackrel{\‾}{f}}_k(n-M/2)},$ n＝{0，1，...M-1}，    (7)

其中

z_n代表去偏置之前的所接收采样，

M是时间段长度(例如突发长度)，

j表示复值，以及

从方程(6)(ω＝2πf)得到。

可以使用如下方程对脉冲响应值(或滤波器抽头)进行去偏置：

${h_i}^{\′}=h_i{e}^{-j2\mathrm{\π}{\stackrel{\‾}{f}}_k(i-L/2)},$ i＝{0，1，...L-1}，    (8)

其中

h_i代表去偏置之前的滤波器抽头或脉冲响应值，

L表示滤波器抽头或脉冲响应值的数量，

j表示复值，以及

从方程(6)(ω＝ 2πf)得到。

在方框208中，使用被去偏置的所接收采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计。所述多普勒频率估计可以如下被计算：

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lmmse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{\′*}{z}_n^{\′}\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n^{\′}\right|}^2+\frac{{\mathrm{\σ}}_w^2}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ω}}^2}},---\left(9\right)$

其中

z_n′是已修改的所接收采样(均值/平均(mean/average)频率偏移被移除)，

r_n≡(n-N/2)是常量，

σ_w ²是所估计的噪声方差，

σ_ω ²是所述频率偏移的方差，

∑表示求和运算，

Im表示虚值，

n表示当前的所接收符号，

a_n′^*代表在平均移除之后所得到的参考值的复共轭，

a_n′代表在平均移除之后所得到的参考值，其可以通过使用以下方程来计算：

${a^{\′}}_n=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h^{\′}}_k{s}_{n-k},---\left(10\right)$

其中

h_k′代表在平均移除(去偏置)之后的信道脉冲响应值，

s_n-k表示所发送的训练符号，

∑表示求和运算，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

在方框210中，在预定时间段上计算多普勒频率估计的所选二阶统计。实际上，由于所述估计量的不可靠性，最大多普勒频移不能通过从观测量中选择最高值来得到，而是将对所述观测量进行统计地处理。存在几种可以使用的可能的二阶统计。在本示例中，使用标准偏差。所述标准偏差可以被计算：

$f_{\mathrm{std}}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}|f_k-{\stackrel{\‾}{f}}_k{|}^2},---\left(11\right)$

其中

N是时间段的数量，

f_k代表在所选时间段(例如突发)上的频率估计，

表示所述频率估计的平均，并且从方程(6)(ω＝2πf)得到，

∑表示求和运算，

_表示平方根，以及

k是时间段序号。

方程(11)还可以被写成：

$f_{\mathrm{std}}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}|f_d\left(i\right){|}^2,}---\left(12\right)$

其中

f_d(i)表示去偏置之后的多普勒频移估计，

N是时间段(或突发)的数量，

_表示平方根，以及

∑表示求和运算。

在方框212中，基于所述二阶统计来估计最大多普勒频率。所述最大多普勒频率可以从以下方程得到：

${\hat{f}}_m=\sqrt{-2f_{\mathrm{std}}^2\ln \left(\mathrm{\α}\right)},---\left(13\right)$

其中

f_std从方程(12)得到，

_表示平方根，以及

α是指可以从频率分布中捕获最大多普勒频移的置信区间或最优概率。变量α可以借助于仿真来选出，以及

ln()是指自然对数。

在方框214中，使用最大多普勒频率估计来计算通信系统终端的速率。通信系统终端(例如手机)的速率估计可以通过使用最大多普勒频移的定义来得到：

$f_m=\frac{v{f}_c}{c},---\left(3\right)$

其中

v是用户终端的速率，

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s。

速率估计

因此可以通过使用以下方程来得到：

$\hat{v}=\frac{c{\hat{f}}_m}{f_c},---\left(14\right)$

其中

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s，以及

从方程(13)得到。

所述实施例在方框216结束。箭头218示出了重复所述实施例的一种可能。

在图3中示出接收器(典型由处理器或其一部分实现)的一部分的示例。典型地，接收器的该部分被放置在例如基站的网络单元中。

块300的输入值是所接收的信号采样和/或之前确定的脉冲响应值和/或滤波器抽头值。存在几种用于采样信号、确定脉冲响应值或滤波器抽头值的现有技术方法。因此，这些方法在这里不再进一步详细说明。

首先，通过使用例如方程(4)来确定频率估计，然后它们在块300中通过使用例如方程(6)而被平均。使用所确定的平均对频率估计或脉冲响应值进行去偏置。所述去偏置被实施以用于去除平均频率分量。所述去偏置可以通过使用方程(7)和/或(8)来实施。

在块302中，通过使用例如方程 $f_k-{\stackrel{\‾}{f}}_k$ 来进行在去偏置之后的多普勒频移f_d(i)，其中，f_k代表在所选时间段(例如突发)上的频率估计，以及

代表所述频率估计的平均并且其从方程(6)(ω＝2πf)得到。

在块304中，计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计。在块304中，通过使用所述二阶统计(例如方差或标准偏差)来估计最大多普勒频率。最大多普勒频率可以通过使用方程(13)来得到。

在块306中通过使用例如方程(14)来进行速率估计。

所述接收器还可以包括除图3中所示的之外的其它部分。

图4示出了基站的一部分的示例。基站是网络单元的示例。收发器使用相同的天线408用于进行接收和发送。并且因此还存在用于分离发送和接收的双工滤波器406。所述天线可以是天线阵列或单独的天线。

在此情况下，接收器RF部分410还包括功率放大器，该功率放大器放大在无线路径上被衰减的所接收信号。典型地，RF部分将信号下变频到中间频率以及然后到基带频率，或者直接到基带频率。模数转换器412通过采样和量化来将模拟信号转换为数字形式。

典型地，接收器和发送器共享数字信号处理块400。也可以存在用于这两者的分开的DSP块。DSP块的典型功能是，例如，针对发送的交织、编码和加密，以及针对接收的对应的移除功能——例如去交织、解码等。数字信号处理在本领域中是已知的。

在发送器中，块402将信号转换为模拟形式。块402中的RF部分或者通过中间频率将所述信号上变频到载波频率(换句话说即射频)，或者直接上变频到该载波频率。在本示例中，RF部分还包括为无线路径对信号进行放大的功率放大器。

控制块414控制DSP块400。该控制块还可以被包括在所述DSP块中。

所述接收器还可以包括除图4中所示的之外的其它部分。

优选地，所述速率检测方法的所描述实施例的所公开功能可以通过通常被放置在数字信号处理器中的软件来实现。实现方案还可以是例如ASIC(专用集成电路)部件。这些不同实现方式的混合也可是可行的。所述速率检测方法还可以被实现为可插入例如网络单元中的模块。

尽管以上参考根据附图的示例描述了本发明，但显而易见，本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内通过几种方式来修改。

Claims (29)

1.一种在通信系统中的速率检测方法，包括：

确定预定数量的频率估计；

确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；

使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；

使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；

在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率；

使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法在所选时间段上被执行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法逐个突发地执行。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过使用以下方程来确定所述频率估计

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{*}{z}_n\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n\right|}^2},$

其中

z_n是所接收的采样，

r_n≡(n-N/2)是常量，

n表示当前的所接收符号，以及

a_n表示参考值，其从以下得到

$a_n=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h}_k{s}_{n-k,},$  n＝64...87，

其中

h_k代表当前的信道脉冲响应值，

s_n-k代表所发送的训练符号，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过使用以下方程来确定所述频率估计的平均

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_k={\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{k-1}+\mathrm{\μ}{\mathrm{\ω}}_k,$

其中

代表为先前的突发所计算的先前频率估计平均，

ω_k代表在包括突发的所选时间段上的频率估计，

k是时间段序号，以及

μ是自适应常量，其中，所述自适应常量μ被设置在0.008-0.04之间以便得到平滑的平均，并且当需要快速自适应性时μ被设置为更高的值。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

通过使用以下方程来对预定频率估计进行去偏置

$z_n^{\′}=z_n{e}^{-j2\mathrm{\π}\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}k(n-M/2)},$ n＝{0，1，...M-1}，

其中

z_n代表在去偏置之前的所接收采样，

M是包括突发长度的时间段长度，以及

j表示复值。

7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

使用以下方程来对脉冲响应值进行去偏置

$h_i^{\′}=h_i{e}^{-j2\mathrm{\π}\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}k(i-L/2)},$ i＝{0，1，...L-1}，

其中

h_i代表在去偏置之前的滤波器抽头或脉冲响应值，

L表示滤波器抽头或脉冲响应值的数量，以及

j是复值。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过使用以下方程来计算所述多普勒频率估计

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lmmse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{\′*}{z}_n^{\′}\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n^{\′}\right|}^2+\frac{{\mathrm{\σ}}_w^2}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ω}}^2}},$

其中

z_n′是包括均值/平均频率偏移被移除的已修改的所接收采样，

r_n≡(n-N/2)是常量，

σ_w ²是所估计的噪声方差，

σ_ω ²是所述频率偏移的方差，

∑表示求和运算，

Im表示虚值，

n表示当前的所接收符号，

a_n′^*代表在平均移除之后得到的参考值的复共轭，以及

a_n′代表在平均移除之后得到的参考值

$a_n^{\′}=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h}_k^{\′}{s}_{n-k},$

其中

h_k代表在均值/平均移除之后的信道脉冲响应值，

s_n-k表示所发送的训练符号，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

9.根据权利要求5所述的方法，进一步包括通过使用以下方程来计算所选二阶统计

$f_{\mathrm{std}}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{|{\mathrm{\ω}}_k-{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_k|}^2},$

其中

N是时间段的数量，

ω_k代表在包括突发的所选时间段上的频率估计，

表示所述频率估计的平均，以及

k是时间段序号。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述所选二阶统计是标准偏差。

11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

通过使用以下方程来估计最大多普勒频率

${\hat{f}}_m=\sqrt{-2f_{\mathrm{std}}^2\ln \left(\mathrm{\α}\right)},$

其中

α是从频率分布中捕获所述最大多普勒频移的置信区间或最优概率，其中，α是使用仿真来选出的。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

经由使用以下方程计算通信系统终端的速率

$\hat{v}=\frac{c{\hat{f}}_m}{f_c},$

其中

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s。

13.一种接收器，包括：

用于确定预定数量的频率估计的装置；

用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；

使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；

用于使用所述被去偏置的所接收的采样和/或所述脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；

用于在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；

用于基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；

用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

14.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于在所选时间段上执行所述速率计算的装置。

15.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于逐个突发地执行所述速率计算的装置。

16.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来确定频率估计的装置

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{*}{z}_n\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n\right|}^2},$

其中

z_n是所接收的采样，

r_n≡(n-N/2)是常量，

n表示当前的所接收符号，以及

a_n表示参考值，其从以下得到

$a_n=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h}_k{s}_{n-k},$ n＝64...87，

其中

h_k代表当前的信道脉冲响应值，

s_n-k表示所发送的训练符号，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

17.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来确定所述频率估计的平均的装置

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_k={\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_{k-1}+\mathrm{\μ}{\mathrm{\ω}}_k,$

其中

代表为先前的突发所计算的先前频率估计平均，

ω_k代表在包括突发的所选时间段上的频率估计，

k是时间段序号，以及

μ是自适应常量，其中，所述自适应常量μ被设置在0.008-0.04之间以便得到平滑的平均，并且当需要快速自适应性时μ被设置为更高的值。

18.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来对预定频率估计进行去偏置的装置

$z_n^{\′}=z_n{e}^{-j2\mathrm{\π}\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}k(n-M/2)},$ n＝{0，1，...M-1}，

其中

z_n代表在去偏置之前的所接收采样，

M是包括突发长度的时间段长度，以及

j表示复值。

19.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来脉冲响应值进行去偏置的装置

$h_i^{\′}=h_i{e}^{-j2\mathrm{\π}\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}k(i-L/2)},$ i＝{0，1，...L-1}，

其中

h_i代表在去偏置之前的滤波器抽头或脉冲响应值，

L表示滤波器抽头或脉冲响应值的数量，以及

j表示复值。

20.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来计算所述多普勒频率估计的装置

${\widehat{\mathrm{\ω}}}_{\mathrm{lmmse}}=-\frac{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n\mathrm{Im}\left\{a_n^{\′*}{z}_n^{\′}\right\}}{\underset{n=64}{\overset{87}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n^2{\left|a_n^{\′}\right|}^2+\frac{{\mathrm{\σ}}_w^2}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ω}}^2}},$

其中

z_n′是包括均值/平均频率偏移被移除的已修改的所接收采样，

r_n≡(n-N/2)是常量，

σ_w ²是所估计的噪声方差，

σ_ω ²是所述频率偏移的方差，

∑表示求和运算，

Im表示虚值，

n表示当前的所接收符号，

a_n′^*代表在平均移除之后得到的参考值的复共轭，以及

a_n′代表在平均移除之后得到的参考值

$a_n^{\′}=\underset{k=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{h}_k^{\′}{s}_{n-k},$

其中

h_k代表在均值/平均移除之后的信道脉冲响应值，

s_n-k表示所发送的训练符号，以及

L代表信道脉冲响应值的数量。

21.根据权利要求17所述的接收器，进一步包括

用于通过使用以下方程来计算所选二阶统计的装置

$f_{\mathrm{std}}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{\ω}}_k-{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_k{|}^2},$

其中

N是时间段的数量，

ω_k代表在包括突发的所选时间段上的频率估计，

表示所述频率估计的平均，以及

k是时间段序号。

22.根据权利要求13所述的接收器，进一步包括用于计算标准偏差作为二阶统计的装置。

23.根据权利要求21所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来估计最大多普勒频率的装置

${\hat{f}}_m=\sqrt{-2f_{\mathrm{std}}^2\ln \left(\mathrm{\α}\right),}$

其中

α表示从频率分布中捕获所述最大多普勒频移的置信区间或最优概率，其中，α是使用仿真来选出的。

24.根据权利要求23所述的接收器，进一步包括：

用于通过使用以下方程来计算通信系统终端的速率的装置

$\hat{v}=\frac{c{\hat{f}}_m}{f_c},$

其中

f_c是载波频率，以及

c是光速，3＊10⁸m/s。

25.一种网络单元，包括：

用于确定预定数量的频率估计的装置；

用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；

用于使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；

用于使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；

用于在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；

用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

26.一种处理器，包括：

用于确定预定数量的频率估计的装置；

用于确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移的装置；

用于使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置的装置；

用于使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计的装置；

用于在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计的装置；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率的装置；

用于使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率的装置。

27.一种接收器，被配置为：

确定预定数量的频率估计；

确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；

使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；

使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；

在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率；

使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

28.一种处理器，被配置为：

确定预定数量的频率估计；

确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；

使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；

使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；

在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率；

使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

29.一种网络单元，被配置为：

确定预定数量的频率估计；

确定所述频率估计的平均从而得到平均频率偏移；

使用所述平均频率偏移来对所接收的采样和/或脉冲响应值进行去偏置；

使用所述被去偏置的所接收的采样和/或脉冲响应值来计算多普勒频率估计；

在预定时间段上计算所述多普勒频率估计的所选二阶统计；

基于所述所选二阶统计来估计最大多普勒频率；

使用所述最大多普勒频率来计算通信系统终端的速率。

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