CN103004159A - 估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于估计无线电信系统中的多普勒频率(fD)的方法和装置：其中，重发数据块(DB)时存在预定义的重新发送延迟，以响应混合自动重发请求(HARQ)，其中每个数据块(DB)包括至少一个导频符号(PS)；其中，在第一种工作模式(OM1)下，基于两个导频符号(PS)之间的时间间隔(τ)计算多普勒频率(fD)；在第二种工作模式(OM2)下，基于重发延迟计算多普勒频率(fD)。

Description

估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置

背景技术

在无线电信系统中，数据传输信道可以具有时变性。这是由于发射机的运动、接收机的运动和/或电信环境的变化而导致的。对于蜂窝系统和广播系统，出现较大的多普勒频扩的主要原因在于通信终端的相对高速运动。在无线电信系统中，由于数据传输信道中存在着各种物体，例如建筑、树木等，发送信号往往会遭遇到折射、遮蔽和反射现象。因此，发射机发射的信号波会通过各个路径到达接收天线，这种现象被成为多径传播。同时，发射机与接收机之间的所有传播路径构成了多径数据传输信道。此数据传输路径的特征在于参数，尤其是延迟、衰减和相移这三个方面。路径延迟取决于路径长度，以及信号波在不同媒介中的传播速度。沿着这些路径，由于衰落而引起了信号衰减和相移。在不使用复均衡的方法前提下，为了应对严峻的信道条件，可以通过多载波的方式将滤波信号作为正交频分复用(OFDM)信号进行发送。在OFDM系统中，信道包括大量副载波，这些副载波可以根据自身的数据单独经过调制。可以按照很多公认的调制技术，例如，正交幅度调制(QAM)或相移键控(PSK)，来进行调制。OFDM系统中的基站信号是由这些已调制的副载波的总和而形成的。大量相距很近的正交副载波可用于携带数据。数据可以划分为多个并行数据流或信道，每个数据流或信道对应一种副载波。各个副载波可以在较低的符号速率下使用传统的调制方案，例如QAM或PSK，进行调制处理，以获取类似于传统单载波调制方案的所有数据速率。采用较低的符号速率，能够使得符号之间保护间隔的使用开销可承受得起，从而能够处理时间扩展和消除符号间干扰(ISI)。当信号通过频率选择性信道时，信号中会出现符号间干扰(ISI)。在OFDM系统中，这会导致副载波的正交性丢失，从而导致符号间干扰(ISI)。要处理基于OFDM的系统的较大延迟扩展，可以使用保护间隔(GI)。保护间隔(GI)也称为循环前缀(CP)。循环前缀(CP)是OFDM符号末尾部分的副本，是预先附加在发送符号上的，将在解调之前删除。长期演进(LTE)无线系统正在将传统的UMTS系统向基于OFDM的无线宽带系统升级。LTE eUTRAN系统用于与GSM、Edge、UMTS或HSPA等现有无线标准兼容并共存。正交频分复用OFDM可用于基站(BS)与移动台(MS)之间的下行链路连接，以及移动台(MS)与对应基站(BS)之间的上行链路连接。传统LTE系统的结构由时长为10ms的无线帧组成，包括20个时隙，其中每个时隙的时长为0,5ms。此帧适用于TDD传输和FDD传输。

为了提高性能，OFDM接收机通常包括信道估计器，用于动态地确定信道响应。之后，可以使用此信息使得接收机能够以一定的方式处理接收信号，以抵消信道的时散效应。在OFDM接收机中，用于确定信道响应的传统方式是将某些载波专用于传输导频信号或导频符号(PS)。导频信号(PS)包含已知信息，通过此信息，信道估计器可以通过将实际接收信号与已知的发送信号进行比较从而确定对应载波频率上的信道响应。在频率中，用于传输导频信号(PS)的载波之间保持一定的间隔，以便能够通过内插针对导频载波确定的信道响应，从而能够正确地估计位于导频载波之间的载波的频道响应。

对于无线链路，多输入多输出(MIMO)使用发射机端和接收机端的多个天线，以提高通信性能。MIMO属于诸如3GPP长期演进、WiMAX、HSPA等无线电信标准的一部分。

BO ZHOU 2008年在瑞典斯德哥尔摩发表了他的理学硕士论文“上行LTE的多普勒估计”。这篇论文介绍了一种用于在MIMO-OFDM系统中估计多普勒频率的方法。在此方法中，使用了过零率(ZCR)算法或电平通过率(LCR)算法，用于根据衰落取样计算穿过横轴或电平的次数。Leif Wilhelmsson 2009年提出了“OFDM系统的多普勒扩频估计”，美国专利号为US 7599 453。他提出了，当信噪比(SNR)和用户速度都比较低时，使用滞后则可以提高性能。Schober H.，Jondral F提出了另一种传统方法，即“基于OFDM的通信系统的速度估计”，参考资料来源：德国卡尔斯鲁厄大学工程实验室，VTC 2002，2002年IEEE第56个出版日期，第2卷，第715-718页。此方法介绍了大量自相关函数取样的计算，以找到第一个负取样R(2πFDloτ)，函数取样包括R(0)、R(2πFDτ)、R(2πFD2τ)等，其中τ表示两个相邻的导频符号(PS)之间的时间间隔。在此传统方法中，多普勒频率f_D的计算公式为：

在此传统方法中，多普勒频率fD的计算公式为：

$f_D=\frac{\mathrm{2,405}}{2\mathrm{\π}\·l_0}\·\mathrm{\τ}$

其中，此公式取位于X≈2,405处的自相关函数J₀(X)的第一个过零点进行计算。此外，“移动电信系统中的传播信道估计”则认为，在时延的某些部分处自相关函数是已知的，并使用自相关函数的线性或方形分段近似，参考资料来源：2001年沃罗涅什的国际科技会议，第2卷，第958-965页。在找到第一个过零点之后，多普勒频率近似于上述公式。

传统的多普勒估计方法的主要缺点是，尤其是对于上行LTE无线系统，当信噪比(SNR)和移动台(MS)等用户的速度v都较低时，估计性能较低。在这些情况下，穿过的次数将大大增加，原因不在于信号衰落，而是在于低信噪比SNR下的相位呼吸。而引入了滞后特性的方法，尤其适用于信噪比(SNR)较低的情况，可以小幅提高性能，但其实现的性能仍然很低。Schober H.，Jondral F.提出的一种方法，即“基于OFDM的通信系统的速度估计”，资料来源：德国卡尔斯鲁厄大学，VTC 2002。此方法的缺点在于，在LTE等一些现代电信系统中使用了动态调度。因此，无法找到足够的取样用于计算自相关函数的过零点。KajukovI.，Manelis，V.提出了另一种方法，即“移动电信系统中的传播信道估计”。参考资料来源：2001年沃罗涅什的国际科技会议，第2卷，第958-965页。此方法仅使用了在某些时延部分处已知的自相关函数的分段近似。此方法的缺点在于，难以覆盖多普勒频率的巨大分散性。例如，从0-300Hz，在特殊位置处的自相关函数是已知的，以避免自相关函数出现多重含义或歧义。例如，对于长期演进(LTE)FDD上行链路系统，导频符号将出现2ms的延迟，但是，这种情况在商用长期演进(LTE)无线电信系统中不可接受。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于能够更有效地估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置。

根据第一个方面，这可以通过一种用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法可以实现：

其中，重发数据块时存在预定义的重发延迟，以响应混合自动重发请求，其中每个数据块包括至少一个导频符号；

其中，在第一种工作模式下，基于两个导频符号之间的时间间隔计算多普勒频率；在第二种工作模式下，基于重发延迟计算多普勒频率。

在根据第一个方面所述的方法的第一个可能实施方案中，每个数据块包括至少有两个时隙的子帧，其中各个时隙包括预定义数量的数据符号和导频符号。

在根据第一个方面所述的方法的第二个可能实施方案中，其中此方案作为第一个可能实施方案的实施方案，上述数据块中的符号由正交频分复用(OFDM)符号组成。

在根据第一个方面所述的方法的第三个可能实施方案中，如同上述第一个和第二个实施方案或其中任何实施方案，各个OFDM符号包括循环前缀。

在根据第一个方面所述的方法的第四个可能实施方案中，或者在上述任何实施方案中，重发延迟比两个导频符号之间的时间间隔要长一段预定义系数的时间。

在根据第一个方面所述的方法的第五个实施方案中，其中此方案作为后续实施方案的可能实施方案，发送的数据块由MIMO接收机的N个预定义数量的接收天线接收。

在根据第一个方面所述的方法的第六个实施方案中，其中此方案作为后续实施方案的可能实施方案，每个接收天线提供一组数据块，其中数据块拥有预定义数量的时域复相关响应。

在根据第一个方面所述的方法的第七个实施方案中，其中此方案作为第五个或第六个实施方案的可能实施方案，在各个包括时域复相关响应的数据块中，各个响应的循环前缀已被删除，而且剩余响应已通过离散傅里叶变换变换为频域，以提供一组数据块，其中数据块针对接收机的各个接收天线提供K个预定义数量的频域复相关响应。

在根据第一个方面所述的方法的第八个实施方案中，其中此方案作为第七个实施方案的可能实施方案，在针对各个接收天线提供的一组频域复相关响应中，选择导频符号的K个复相关响应的对应数据块，以针对各个接收天线形成一组数据块，其中数据块包括导频符号的K个复相关响应。

在根据第一个方面所述的方法的第九个实施方案中，其中此方案作为第八个实施方案的可能实施方案，各个数据块包括导频符号的K个复相关响应，对0FDM符号使用的副载波数量NSC进行求平均值计算，以针对接收机的各个接收天线形成一组数据块，其中各个数据块包括导频符号的K/NSC个平均数量的复相关响应。

在根据第一个方面所述的方法的第十个实施方案中，其中此方案作为第九个实施方案的可能实施方案，在预定义数量的接收天线中，将各个接收天线提供的各个数据块传送到K/NSC个N延迟线中，其中各个数据块包括导频符号的K/NSC个平均数量的复相关响应，同时各个线路提供预定义时长的时间延迟，以在各个延迟线的输出端针对接收机的各个接收天线形成一组数据块，其中数据块包括导频符号的K/NSC个N延迟的平均数量的复相关响应。

在根据第一个方面所述的方法的第十一个实施方案中，其中此方案作为第十个实施方案的可能实施方案，针对接收机的各个接收天线，基于一组包括平均数量的复相关响应的数据块与一组包括已延迟的平均数量的复相关响应的数据块，计算出一组自相关函数估计。

在根据第一个方面所述的方法的第十二个实施方案中，其中此方案作为第十一个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，一组第一个自相关函数估计的计算方法如下：

针对各个接收天线，将子帧中第一个时隙的导频符号的复相关响应平均数K/NSC与上述子帧中第二个时隙的导频符号的对应共轭复相关响应平均数相乘；

针对N个接收天线中的各个天线，计算K/NSC个已获取的相乘结果的实数部分的平均值，以提供针对接收机的各个接收天线的平均值；

为已获取的接收机所有接收天线的平均值进行求平均值计算，以提供各个第一个自相关函数估计。

在根据第一个方面所述的方法的第十三个实施方案中，其中此方案作为第十二个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，根据以下公式计算第一个自相关函数估计R₁：

$R_1(1\·\mathrm{\τ})=\frac{1}{\frac{K}{N_{\mathrm{SC}}}N}\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{K/N_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{C_{m,j,i}\·C_{m,j-1,i}^{*}\}$

其中

τ表示同一数据块中两个导频符号之间的时间间隔；

K/NSC表示各个数据块的导频符号的平均复相关响应数量；

N表示接收机的接收天线数量；

C表示导频符号的平均频域复相关响应数量；

C^*表示导频符号的共轭平均频域复相关响应数量。

在根据第一个方面所述的方法的第十四个实施方案中，其中此方案作为第十一个或第十三个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，根据以下公式计算一组第一个自相关函数估计：

$R_2(n\·\mathrm{\τ})=\frac{1}{\frac{K}{N_{\mathrm{SC}}}{N}_n\·N}\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{K/N_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{C_{m,j,i}\·C_{j-n,i}^{*}\·{T_j\·T}_{j-n}\}$

对于最小重发延迟(n_min·τ)和最大重发延迟(n_max·τ)之间的多个整数n：

其中

n·τ表示用于对混合自动重发请求做出响应的数据块的重发延迟；

K/NSC表示各个数据块的导频符号(PS)的平均复相关响应数量；

Nn表示每个接收天线的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的平均复相关响应数量的可用对数，以及此接收天线的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)对应的已延迟平均复相关响应数量C^*的可用对数，其中延迟对应于重发延迟·n·τ；

C表示导频符号(PS)的平均频域复相关响应数量；

C^*表示导频符号(PS)的共轭平均频域复相关响应数量；

Tj表示模板系数，如果数据块j中的传输位于此信道中，Tj等于1；否则，Tj等于0。

在根据第一个方面所述的方法的第十五个实施方案中，其中此方案作为第十二个或第十三个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，适时地通过第一类包括阿尔法参数一α1的阿尔法滤波器对第一个自相关函数估计R1进行过滤，以形成一组第一个已过滤的自相关函数估计

在根据第一个方面所述的方法的第十六个实施方案中，或者在上述任何实施方案中，在第一种工作模式下，通过以下方式计算出第一组第一个功率估计P1：获取每个接收天线的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的K/NSC个平均数量的复相关响应的平方模数；

并对接收机所有接收天线的所有数据块的所有已经获取的乘法模数进行求平均值计算。

在根据第一个方面所述的方法的第十七个实施方案中，或者在上述任何实施方案中，在第二种工作模式下，通过以下方式计算一组第二个功率估计P2：获取每个接收天线的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的K/NSC个平均数量复相关响应C的平方模数；

并对接收机所有接收天线的所有数据块的所有已经获取的乘法模数进行求平均值计算。

在根据第一个方面所述的方法的第十八个实施方案中，其中此方案作为第十六个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，从已计算出的一组第一个功率估计P1中，减去噪音功率值，并适时地通过第一类包括阿尔法参数一α1阿尔法滤波器对结果进行过滤，以形成一组第一个已过滤的功率估计

在根据第一个方面所述的方法的第十九个实施方案中，其中此方案作为第十七个或第十八个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，通过贝塞尔函数计算出多普勒频率估计fD1，以对应于一组第一个比值

其中这些比值是通过将第一个已过滤的自相关函数估计与第一个已过滤的功率估计

相除而得出的。

在根据第一个方面所述的方法的第二十个实施方案中，其中此方案作为第十九个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，通过以下方式计算出多普勒频率估计fD1：在从零到贝塞尔函数的第一个极值之间的间隔中定义零阶贝塞尔函数的最邻近的对应参数，其中所定义参数的贝塞尔函数接近于已计算出的各个第一个比值

在根据第一个方面所述的方法的第二十一个实施方案中，其中此方案作为第二十个实施方案的可能实施方案，将定义的参数与常数值V相乘。

在根据第一个方面所述的方法的第二十二个实施方案中，其中此方案作为第二十一个实施方案的可能实施方案，相乘的常数值V的计算公式如下：

$V=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·\mathrm{\τ}},$

其中，τ表示数据块(DB)的两个导频符号(PS)之间的时间间隔，

以提供第一种工作模式的多普勒频率估计fD1。

在根据第一个方面所述的方法的第二十三个实施方案中，其中此方案作为第二十个或第二十二个实施方案的可能实施方案，在第一种工作模式下，通过第二类包括阿尔法参数二α2的阿尔法滤波器对提供的多普勒频率估计fD1进行过滤，以形成一组第一种工作模式的已过滤多普勒频率估计。

在根据第一个方面所述的方法的第二十四个实施方案中，其中此方案作为第十四个到第二十三个实施方案中其中一个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，通过第三类包括阿尔法参数三α3的阿尔法滤波器对一组第二个自相关函数估计R2中的各个自相关函数估计进行过滤，以形成一组第二个已过滤自相关函数估计

在根据第一个方面所述的方法的第二十五个实施方案中，其中此方案作为第十六个到第二十四个实施方案中的其中一个方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，从第二个功率估计P2中，减去噪音功率值，并适时地通过第三类包括阿尔法参数三α3的阿尔法滤波器对结果进行过滤，以形成一组第二个已过滤的功率估计

在根据第一个方面所述的方法的第二十六个实施方案中，其中此方案作为第二十四个或第二十五个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，通过贝塞尔函数计算出针对不同传输延迟的一组多普勒频率估计，以对应于一组第二个比值

其中这些比值是通过将一组已过滤的自相关函数估计中的各个第二个已过滤的自相关函数值

与第二个已过滤的功率估计

相除而得出的。

在根据第一个方面所述的方法的第二十七个实施方案中，其中此方案作为第二十六个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，通过以下方式计算出针对不同重发延迟的一组多普勒频率估计：在从零到贝塞尔函数的第一个极值之间的间隔中定义一组零阶贝塞尔函数的最邻近的对应参数，其中这些所定义参数的贝塞尔函数接近于已计算出的各个第二个比值

在根据第一个方面所述的方法的可能实施方案中，将各个定义的参数与常数值V相乘。

在根据第一个方面所述的方法的第二十八个实施方案中，其中此方案作为第二十七个实施方案的可能实施方案，相乘的常数值V的计算公式如下：

$V=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·n\·\mathrm{\τ}},$

其中，n·τ表示用于对混合自动重发请求做出响应的数据块的重发延迟，以提供第二种工作模式的多普勒频率估计fD2。

在根据第一个方面所述的方法的第二十九个实施方案中，其中此方案作为第二十六个到第二十八个实施方案中其中一个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，通过对针对不同重发延迟的一组多普勒频率估计中的所有多普勒频率估计进行求平均值计算，从而计算出多普勒频率估计，以提供第二种工作模式的多普勒频率估计fD2。

在根据第一个方面所述的方法的第三十个实施方案中，其中此方案作为第二十九个实施方案的可能实施方案，在第二种工作模式下，通过第四类包括阿尔法参数四α4的阿尔法滤波器对提供的多普勒频率估计fD1进行过滤，以形成一组第二种工作模式的第二个已过滤多普勒频率估计

在根据第一个方面所述的方法的第三十一个实施方案中，其中此方案作为第十五个到第三十个实施方案中其中一个实施方案的可能实施方案，按照切换条件(SC)从第一种工作模式切换到第二种工作模式。

在根据第一个方面所述的方法的第三十二个实施方案中，其中此方案作为第三十一个实施方案的可能实施方案，切换条件(SC)包括：

切换条件一：SC1，即混合自动重发请求的可用性(HARQ)；

切换条件二：SC2，即在当前工作模式下由接收机计算出的当前已过滤的多普勒频率估计小于预定义的频率阈值fTH；

切换条件三：SC3，即在第二种工作模式下针对最小重发延迟(nmin·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计

的值大于在第二种工作模式下针对最大重发延迟(nmax·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计

的值。

在根据第一个方面所述的方法的第三十三个实施方案中，其中此方案作为第十五个到第三十二个实施方案中其中一个实施方案的可能实施方案，按照切换条件(SC)从第二种工作模式切换到第一种工作模式。

在根据第一个方面所述的方法的第三十四个实施方案中，其中此方案作为第三十三个实施方案的可能实施方案，切换条件(SC)包括：

切换条件四：SC4，即最后一个混合自动重发请求(HARQ)的接收时间与当前时间之间的时间间隔小于预定义的最大时间段Mmax；

切换条件五：SC5，即在当前工作模式下由接收机计算出的当前已过滤的多普勒频率

大于预定义的频率阈值fth；

切换条件六：SC6，即在第二种工作模式下针对最小重发延迟(nmin·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数的值小于在第二种工作模式下针对最大重发延迟(nmax·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数

的值。

在根据第一个方面所述的方法的第三十五个实施方案中，其中此方案作为第三十四个实施方案的可能实施方案，所采用的阿尔法滤波器的阿尔法参数包括：

阿尔法参数一：α1，设置为0.01；

阿尔法参数二：α2，设置为0.03；

阿尔法参数三：α3，设置为0.007；

阿尔法参数四：α4，设置为0.3。

根据第二个方面，上述目标也是针对无线电信系统的，其包括至少一个接收机，用于执行根据本发明的第一个方面所述的方法或此方法的任何可能的实施方案，包括上述实施方案。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第一个可能实施方案中，无线电信系统是由长期演进(LTE)系统构成的。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第二个可能实施方案中，其中此方案作为第一个实施方案的实施方案，无线电信系统是由长期演进(LTE)FDD系统构成的。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第三个可能实施方案中，其中此方案作为第一个实施方案的实施方案，无线电信系统是由长期演进(LTE)TDD系统构成的。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第四个可能实施方案中，其中此方案作为实施方案，或者在上述任何实施方案中，无线电信系统是长期演进(LTE)系统，针对移动台和基站之间的上行链路(UL)执行根据第一个方面所述的方法或者此方法的任何可能实施方案，包括上述实施方案。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第五个可能实施方案中，其中此方案作为实施方案，或者在上述任何实施方案中，无线电信系统是长期演进(LTE)系统，针对无线电信系统中基站与移动台之间的下行链路(DL)执行根据第一个方面所述的方法或者此方法的任何可能实施方案，包括上述实施方案。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第六个可能实施方案中，其中此方案作为第二个实施方案的实施方案，也可能与第五个或第六个实施方案的其他特性结合在一起，无线电信系统是由长期演进FDD上行链路系统构成的，其中延迟线的时长L设置为8ms。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第七个可能实施方案中，其中此方案作为第二个实施方案的实施方案，也可能与第四个、第五个或第六个实施方案的其他特性结合在一起，无线电信系统是由长期演进(LTE)FDD上行链路系统构成的，其中频率阈值fTH设置为70Hz。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第八个可能实施方案中，其中此方案作为第三个实施方案的实施方案，也可能与第四个或第五个实施方案的其他特性结合在一起，无线电信系统是由长期演进(LTE)FDD上行链路系统构成的，其中延迟线的时长L设置为10ms。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第九个可能实施方案中，其中此方案作为第三个实施方案的实施方案，也可能与第四个、第五个或第八个实施方案的其他特性结合在一起，无线电信系统是由长期演进TDD上行链路系统构成的，其中频率阈值fTH设置为60Hz。

在根据第二个方面所述的无线电信系统的第十个可能实施方案中，其中此方案作为实施方案，或者在上述第一个到第九个实施方案中的任何实施方案中，无线电信系统包括设置为250ms的最大时间段Mmax。

根据第三个方面，本发明提供一种用于无线电信系统的接收机，其执行第一个方面所述的方法或上述从第一个到第三十五个实施方案中的任何实施方案。

根据第四个方面，本发明提供一种用于无线电信系统的基站，其包括根据第三个方面所述的接收机。

附图说明

有关下列本发明各个方面的实施例的可能实施方案的说明参考了附图。

图1显示了在无线电信系统中移动台与基站之间的上行链路图，说明了用于根据本发明的一个方面估计无线电信系统中的多普勒频率的方法；

图2显示了长期演进无线系统的帧结构，在根据本发明的一个方面所述的估计无线电信系统中的多普勒频率方法的可能实施例中会采用到此结构；

图3显示了一个信号图，用于说明长期演进无线系统中的动态调度，同时用于说明根据本发明的第一个方面所述的多普勒频率估计方法；

图4显示了接收机的框图，在根据本发明的第二个方面所述的无线电信系统中会采用到此接收机；

图5显示了一个简单的状态图，用于说明在根据本发明的一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置的功能性；

图6显示了一个流程图，用于说明在根据本发明的第二个方面所述的用于估计无线电信系统中多普勒频率的方法的可能实施方案的流程；

图7显示了一个电路图，用于说明在根据本发明的一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置内采用的阿尔法滤波器的可能实施方案；

图8显示了一个图表，用于说明大量副载波的归一化自相关函数的相关性，同时用于说明根据本发明的第一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法的功能性；

图9显示了一个信号图，用于说明在传播信道中在第一种工作模式下计算出的多普勒频率的平均输出值的相关性，同时用于说明根据本发明的第一个方面所述的用于估计在无线电信系统中的多普勒频率的方法的功能性；

图10显示了不同多普勒频率的自相关函数，用于说明根据本发明的第一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法和装置的功能性；

图11显示了一个贝塞尔函数图表，在根据本发明的一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法的可能实施例中会采用到此函数；

图12a-12h显示了结果比较图表，用于比较根据本发明的第一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法而得出的结果与根据现有技术的传统方法而得出的结果；

图13a-13f显示了针对不同参数的多普勒频率估计快照，这些参数是由根据本发明的第一个方面所述的用于估计无线电信系统中的多普勒频率的方法提供的。

具体实施方式

下行链路上蜂窝专用的信号参考值有利于对移动性管理选项、供用于解调的信道评估、位置评估、干扰评估等等进行测量。蜂窝专用参考信号的功率设置应在蜂窝式通信系统服务覆盖范围的指定蜂窝中提供良好的信号接收强度。合理设置参考信号功率，对于有效的无线资源管理至关重要。例如，过小的参考信号功率可导致覆盖范围漏洞，而过大的参考信号功率可导致蜂窝间的干扰。

本专利陈述中，EPRE(“每资源单元能量”)是指面向信道资源元素的功率分配，例如，复用域中的信道资源分段-例如，时间、频率、码或以上分段的组合。例如，在LTE中，发射功率分配至时-频网格。类似于WCDMA中的P-CPICH的情况，UE或其服务性基站获知的已传输EPRE分配值会促进信道评估或其他与信道相关的测量，另还适用于相邻蜂窝的信道。另外，参考信号功率的EPRE是蜂窝(或相应基站)的总发射功率的一部分。当发射功率不足时，参考信号的可用功率和数据传输需予以均衡。

在用户信赖的网络中，用户密度和流量会日趋增大。要提供请求的容量，还需增设新基站或站点。理论上，还需重新布设已配置的功率电平适用的网络以提供良好的覆盖范围、通信容量以及用户体验。在一个拥有大量蜂窝的网络中，上述的网络重新布设不是一项不足一提的任务。如果允许用户增设蜂窝或蜂窝交叉性地服务或停止服务，这个任务就变得更加复杂了。尤其在自组网络(SON)中，还需在网络层级结构中的本地基站层级上执行自调谐，以能做到检测网络变化以及针对变化调节最小网络开销负荷。

本发明的优选实施例确定了基站功率容量和其对参考信号功率或相邻蜂窝/基站中ERPE变化的识别度-或考量设备服务特定蜂窝的能力，蜂窝识别度-这二者的重要性。提供明确的实施例时，也显示了蜂窝式系统的服务优势，原因在于对以下各项的控制

-干扰电平；

-服务区覆盖范围；

-负载电平；和/或

-通信质量。

连接切换过程的执行始于一个(或多个)无线链路且止于另一个无线链路(可能保留一些旧连接)，这一过程称为切换(HO)。可允许两个或多个同步链路传输连接的切换原则称为软切换或更软切换。如果在切换前后恰好有一个无线链路传输上述连接，而且在此同时无另外的无线链路传输连接，这样的切换称为硬切换。由于单链路性质，在非常短的切换期间，一般而言没有无线链路传输上述连接，从而有必要缓冲数据，以保证不会因切换而丢失信息。

在无线通信网络中，硬切换是流动性管理和无线链路管理不可或缺的部分，前者跟踪正在转移或在不同的时间由不同蜂窝服务的用户设备，而后者分配无线通信资源，例如，射频范围或信道、时隙、码或上述资源的组合，以满足不同用户和网络传输的目的。

相邻蜂窝的概念是指由基站提供服务的一种蜂窝，在该基站中，当设备在由基站提供服务的另一个蜂窝(还称为服务蜂窝)上等待时相邻蜂窝的广播信号可通过用户设备装置进行接收。对于部分接入技术，如GSM和UMTS，相邻蜂窝还可以指系统配置服务器中提供的特定相邻蜂窝列表中所包含的蜂窝。相邻蜂窝这一概念在本专利规范中的范围包括两种。然而，对于特定网络、操作频率和接入技术，其中任何一种概念很明显都应应用实际网络和接入技术。

本发明的示范性实施例指出了相邻蜂窝/基站干扰电平变化识别度的重要性与好处。

图3引用的非排他性实施例考虑了正由右侧基站(35)服务的右侧蜂窝(33)中的用户设备(31)，该用户设备(31)正受到高干扰电平的影响或已接收到至少一些资源的信号。当将其他用户设备(32)调度至相邻蜂窝的特定信道资源时，在有些情况下，例如，由左侧基站(36)服务的左侧蜂窝(34)的上行ICIC(‘蜂窝间干扰控制’)调度器对于避免将其他用户设备(32)至少调度至右侧蜂窝(33)中的一些已经具有较高干扰电平的信道资源区段。因为ICIC需获知避免上述调度的关联性，则需估计UE(32)至蜂窝(33)的基站的距离，该蜂窝中的用户设备(31)正临干扰问题。可通过可向其服务性基站(36)提供测量报告的用户设备(32)中的右侧基站(35)的实际信号接收强度来进行上述估计。因为此测量报告需提供此类信息，其服务性的左侧基站需获知相邻基站(35)的功率电平。上述已提供的信息结合服务性基站的功率电平，再可向服务性基站指示相邻及服务性蜂窝的地理覆盖范围和用户设备的位置。要避免对UE和基站之间的空中接口加载负荷，此电平可能被报告至基站(35)和(36)之间的接口，该接口与UE(31)和基站(35)之间的接口有所不同。现在，如果基站(35)的发射功率间歇性地发生变化，需在功率发生变化之后立即针对此变化进行通信，从而能实现在其他基站(36)中进行上述估计。

例如，此类功率电平变化与因切换P-CPICH而启动的WCDMA功率均衡有所不同，具体描述可见3GPP TS 25.423(参阅第11面的背景介绍部分)和3GPP TS 25.214(参阅第12面的背景介绍部分)。因为WCDMA依赖于软切换，一个有效集包含的所有蜂窝都会从UE接受同样的TPC(‘发射功率控制’)命令。TPC命令提供增量控制信息，该信息指示蜂窝提高或降低发射功率。当一个有效集内有两个或多个链路时，尽管同样的TPC命令会发送至多个链路，但是无需接收同样的TPC命令，而且之后，被假定有相同发送功率的不同链路，实际是以不同的功率发送。软切换中的发射功率不均衡会降低下行链路宏分集增益，增大下行干扰，降低通信容量，从而需予以增补。相反，在依赖于硬切换的通信系统中根据本发明的优选实施例降低或增加参考信号发射功率电平，或相应的值会促成诸如将一些通信负荷切换至蜂窝边界以及切换至其他蜂窝等等切换过程，具体可见下方的详细描述(参阅第20页)。

另外，本发明的实施例指出了相邻蜂窝/基站覆盖范围变化识别度的重要性与好处。如果一个基站改变(例如，降低)参考信号发射功率或停止运作，需保证相邻蜂窝得到更好的布设处理，从而补足覆盖范围缺陷(漏洞)，不然，需至少保证布设做到合理。例如，可通过倾斜发射天线或提高参考信号功率实现这一点。功率补偿尤其适用于提高及降低参考信号功率，从而有利于调整或微调网络覆盖范围。

因此，本发明的示范性实施例可用于一次性或用相似的方法解决两个问题。首先，具有协调或协商设置的产品获知参考信号发射功率，这会促成对负荷量的估计，从而避免了对(无线传播方向)距离估计的影响。第二，协调或协商的参考信号发射功率提供了一种如愿或按照预期地切换负载的实用方法。

在蜂窝的无线覆盖范围之内，用户设备会监控一定数量的下行链路公共信道或信令传输适用的传播信道。对协调的或协商的参考信号发射功率的单个参考信号发射功率电平的通信与监控，相比诸如依次分配及协调多个下行链路公共信道和广播信道的发射功率电平，同时由覆盖范围之内的UE保证监控范围，要具有优势。实现这一点的典型方式是对作为参考的参考信号发射功率运用下行链路公共信道的一个或多个比例因子或累加偏移量(线性化或对数比例)，其中不同的下行链路公共信道拥有不同的比例因子或累加偏移量，或者参考信号发射功率范围的不同分段拥有不同的比例。因而实现的另一个优点是所面对的有关于下行链路公共或广播信道的问题通过触发对参考信号发射功率进行协调性调节而得以解决。

图4用图解法说明了图1中网络的示范性情境。当然，出于图示的目的已对图4中的覆盖范围(图1中的覆盖范围)大作简化处理。例如，在实际的天线覆盖范围中一般没有突兀的边界，而且图示的六角形结构是基于各方向上基站近乎呈理想蜂窝式布局的。因此，当图解释延伸的半径的蜂窝(402，403)且蜂窝呈六边形时，这仅对应基于上述信号接收强度的覆盖范围模式。附图说明了本实施例所体现的发明如何在蜂窝拥有可用通信容量时通过提高相邻蜂窝(402，403)的RSRP来补偿RSRP(“参考信号接收功率”)减幅的方式。LTE中的参考信号类似于WiMAX中的导频。降低此蜂窝(403)的覆盖范围的典型原因是蜂窝之上负载过重，前面已对此作出了描述。当相邻蜂窝(402，403)增加其覆盖范围时，它们还会将其覆盖范围(406，407)朝图4所作示例中的其他蜂窝(403，404)拓展。因此在蜂窝(405)与主调节性蜂窝(401-403)相距足够远的距离时可影响干扰情境，距离的具体大小取决于是否能保证有信道重复。例如，在远处的蜂窝(405)中的用户可在补偿性蜂窝(402，403)中功率提高之后具有更大的干扰电平。在地理区域(406，407)内的用户设备较早响应另一个蜂窝(404，402)，相比在对主调节性蜂窝进行参考信号功率调整之前的情况，在对蜂窝(402，403)进行功率调整之后，用户设备可在电学性质上较为接近受干扰的蜂窝(405)，同时会占用蜂窝(402，403)中的任一个蜂窝，而不需因信号接收电平提高而进行硬切换以切换至下一个蜂窝(404，402)。视乎信道干扰状态，可通过对受干扰蜂窝(405)进行辅助数据发射功率补偿或合适的信道分配来实现对此次级干扰影响的补偿。

蜂窝的负载取决于蜂窝中有效用户的数量和这些用户的通信流量。另外无效用户在其占用蜂窝时会在较小的程度上对蜂窝造成负载。蜂窝单元的用户数量在很大程度上取决于允许占用不同蜂窝的具体用户。提及UE占用蜂窝时，我们所指的UE会经调谐至蜂窝的参考信号以进行所要求的服务。不同蜂窝各自的参考信号接收功率决定了适用于供特定UE占用的潜在性备用蜂窝。每一个蜂窝控制器可优先安置于或其布设可靠近每一个基站或节点B，它们拥有更好的局部处理方式适用于确定与诸如负载状态等相关的功率参数。理想状态下，设置参考信号功率和处理实体时还可考虑其他参数，从而提供一种暂时性的决定，其中包括不同的参数/特征，例如，移动性能、暂停服务的问题、蜂窝边界上的吞吐量以及网络总容量。根据诸如服务或运营商等等偏好，最好还为不同的参数提供具体的权重。通过增加蜂窝的参考信号功率，可能占用相邻蜂窝的用户将能接收参考信号以及从而考虑供占用的相应蜂窝，其中蜂窝之间会分配有负载。

如上所述，基站通常都拥有对总功率的限制。为节省成本，基站具有不同的发射功率能力，通常而言，具有低发射功率的基站的产出要小于具有高发射功率的基站的产出。另外在发射的输出功率与当运行功率接近基站的运行设计功率时供应的输入功率之间的比例关系方面，基站通常的运行功率要比实际发射功率小得多，从而可实现更大的能源利用率。因而不是网络具有的发射功率越大越好，而是要使得网络布设能保证发射功率的利用价值。

如上所述，因为参考信号功率是总发射功率的一部分，所以当分配更大的发射功率时，用于已提供总发射功率限定值的数据通信的功率会降低。从而当参考信号功率降低时，数据通信可用的发射功率会增大，于是可保证占用蜂窝的用户设备的通信质量。还应基于覆盖范围考虑通信质量，而这并不仅限于针对具有重负载的蜂窝。虽然尤其对于移动用户设备而言，具有较小覆盖范围的区域通常而言会导致频繁的切换决定，这些决定涉及相关信令、蜂窝负载以及对通信质量的影响。

对于依赖于硬切换的系统，提供通信质量会显得愈加重要，在该系统中，软切换或宏分集不可用于弥补覆盖范围缺陷。对于WCDMA，(例如，负载重的)蜂窝若不属于一个有效集，基于其他蜂窝包含于有效集，其对通信质量的影响甚微，而对于依赖于硬切换的GSM或LTE连接中的GPRS数据，排除或关闭一个负载重的蜂窝，可能终止连接，除非有另一个蜂窝可供用于(硬)切换连接。在此情况下，提及软切换时，我们是指涉及与多个蜂窝之间的通信链路的连接，其中所涉及的蜂窝无需覆盖独特或分离的地理区域。即使精心策划的硬切换决定、涉及多个蜂窝的布设以及蜂窝之间的快速切换都使得硬切换显得缜密无缝，但是在任一个指定的时间点上都会有单独的通信链路负责传输用户设备与基站之间的特定连接。

为提升网络性能，最好为每一个蜂窝控制器布设有一个网络性能预测实体，包括，至少隐含对任何特定参数设置的网络性能预测值，其中参考信号包含于参数中。在一个示范性实施例中，上述(隐性)预测的基础在于从自身及相邻基站参数上收集的统计数据。上述预测实体最好会通过诸如基于自用户设备收集的测量数据加入路径损耗或干扰电平估值等方式获知统计数据关系的动态。对于上述预测，接收端测量与发射端参数(例如，基站参考信号发射功率)作比较。当基站的一个或多个发射参数可能出现动态变化时，需与相邻的一个或多个基站有效地进行相关通信。

正如之前技术部分的描述，参考信号功率是一种配置参数，其通常经OAM(“运行、管理及维护”)得以配置，或至少目前为止的配置是这样的。因而参考信号功率电平未频繁发生变化，并且/或者未在中央启动更改/重新配置之后，中央系统即刻就该电平进行通信/请求。另外，如上所述，参考信号功率与分配用于通信有效负载的发射功率有所不同，以及之上另描述了这两种功率之间呈反比例或逆向关系，因此当通信发射功率需增加时，参考信号功率则需降低，而相反的情况下，参考信号功率需增加时，发射功率需降低。这并不排除参考信号功率可根据自组织网络等等中的本地蜂窝控制器而予以本地确定。

本发明的实施例得益于基站之间参考信号功率的交换过程中不会对用户设备-基站接口造成负载，以及基站之间协调过程中的基站的参考信号功率变化，其可视为针对诸如干扰电平、服务区域覆盖范围、负载电平和/或通信质量等特性进行进一步优化的方法。尤其值得注意的是依赖于用户设备-基站接口时，通常会涉及两个或更多用户设备-基站接口，如下所述。参阅图3时，可发现其上仅有两个蜂窝(33，34)的图示，其中对于每一个服务性蜂窝，通常会有多个相邻蜂窝，这些蜂窝中的每一个都可为任一用户设备(无论适用于广播或组播信道信息)提供一个“接口”。因而，如果要求所有蜂窝以发射功率电平广播信息，首先广播信道上会存在开销负载，以及需由另一蜂窝所服务的用户设备拦截该信道，其次上行用户设备-服务性基站接口上会存在负载，有利于用户设备中继上述广播信息，因为不能想当然地认为可直接在服务性基站上检测到面向用户设备的同一广播信息，同时用户设备会接收到信息。本发明的优选实施例会在基站-基站接口之上对不同蜂窝之间的参考信号功率电平或相应变化(或服务蜂窝的相应基站)进行通信。然而这并不排除在本地触发或确定参考信号功率的情况下，会在另一个接口，或在OAM网络元素之上对该功率进行通信。

以下介绍一些非排他性示范性模式或事件继而可触发参考信号发射功率的交换和/或参考信号功率发射电平的协调。

-基站-基站接口(例如，E-UTRAN中的X2接口和WiMAX中的R8接口)设置；

-检测到新的相邻蜂窝；

-干扰电平提高/降低；

-服务区覆盖范围要求；

-负载电平提高/降低；而且/或者

-通信质量要求。

当基站-基站接口设置好后，例如因为之前已停用基站，之后基站启动，此刚刚启动的基站最好启用一个请求相位，用于快速从服务一个或多个相邻蜂窝的不同基站收集参考信号发射功率。上述刚刚启动的基站尤其会在启动并连接至蜂窝式系统之后，从诸如已接收的PCI(“物理蜂窝标识”)或已接收的其他蜂窝标识信息等等检测到相邻基站。PCI是一种显示相对精简的标识，其供用于E-UTRAN。CGI(“蜂窝全局标识”)和ECI(“E-UTRAN蜂窝标识”)是另外的非排他性蜂窝标识。为检测新蜂窝，本发明不限于特定蜂窝标识或其他特定方法。另外，服务与刚刚启动的基站之蜂窝相邻的蜂窝的基站可通过已接收的蜂窝标识信息检测刚刚启动的基站，上述检测会触发针对刚刚启动的基站之参考信号功率电平信息的请求。从这两个事件在移动通信系统中优先得到许可及处理这一层面上来看，它们是具有不排他性的。

当然，功率启动或基站-基站接口设置都不是促成检测之前未检测到的相邻蜂窝的原因。其他原因可能是环境中的变化，或者是具有其他量程灵敏度功能的用户设备开始占用蜂窝。

在当预测或估计实体或测量数据指示诸如干扰电平、服务区域覆盖范围、负载电平和/或通信质量会超出量程时的情况下，相邻设备的参考信号发射功率电平最好应为基站获知，以便其进行估计/预测，这时最好由当地处理方式决定参考信号相关功率变化的功率参数，从而实现优化以及保证在量程范围内运行。即使在不可知功率电平的情况下，仍有理由在此类情境中请求相应的信息信号。

基站捕捉(或轮询)相邻基站参考信号发射功率电平信息的其他方法包括，例如，刚刚启动的基站还可将默认参考信号功率信息推送至相邻范围中检测为具有事件驱动性或基于中断基础的基站。捕捉准则的一个不足在于对于当前(上行和运行中的)基站网络拓扑中刚刚启动的基站示范性实施例，以及对于刚刚启动的蜂窝/基站，需从中识别及收集信息信令的相邻基站有很多个，而对于当前(上行和运行中的)相邻基站，仅需检测一个新的基站。要最大程度减少收集标识，由检测到一个全新蜂窝标识的基站实施的推送及捕捉准则，这可为实施“仅推送信息”准则或“仅捕捉信令”准则时提供另一个选择。运行时采用已确定的特定配置、而现在需对配置作出更改的已布设好的蜂窝/基站，以及刚刚启动的基站，都可适用不同的优先准则。除了明确的推送/捕捉准则，本发明还会得益于可称为推送或捕捉之隐式准则，其中由蜂窝进行隐式捕捉，其会通知捕捉过程最好发生在基站-用户设备接口(例如，基站-基站接口，或基站-OAM接口)之外的接口之上，继而触发对相邻蜂窝功率电平信息进行捕捉。上述通知最好包括一个或多个一般在空中发射的、可表明蜂窝标识(例如，PCI、CGI或ECGI)的参数。相应地，推送之隐式准则会优先提供一个设置有可表明蜂窝标识(例如，PCI、CGI或ECGI)之备用或默认的发射功率电平。

图5用图解法说明了参考信号功率作为一种典型的发射参数如何根据捕捉之隐式准则在本发明的一种示范性实施例中得以确定的方法。例如，eNode B eNB0(501)代表的实例中由刚刚启动的基站服务的蜂窝C0i(501)接收来自由eNode B eNB1所代表的基站服务的示范性蜂窝C1j之(504，505)发射功率信息信号，(502)以及可能有更多蜂窝多达且包括实例中eNodeB eNBn(503)所代表的基站服务的蜂窝Cnk。蜂窝C0i(501)会确定第一备用的参考信号调节发射功率(506)并会启用与传递性蜂窝(502，503)之间的信息交换信令(507，508)。通过纳入反馈信息(其最简单的形式为直接的确认或否定，即ACK或NACK，具体由单个位元表示)，服务蜂窝C0i的基站可能会确定第二参考信号发射功率电平(509)。当然，多电平信息反馈可提供对质量指示位或量度值或软输出值的确认，代价是需针对每一个反馈信号对更多的位元或等效位元进行通信。对信息交换信令(506，507，508，509)的处理会持续进行，直至备用设置在所有蜂窝C1j-Cnk(502，503)中得到确认之后而予以优先确定，或满足了预定的超时标准，其中蜂窝C1j-Cnk(502，503)都已参与或参加信息交换，例如通过从所有隐式捕捉型基站C1j-Cnk接收确认通知而参与信息交换。在图中，m为信息交换的循环次数，如果m≥1，则表示需等至确定可行参考信号功率之后(512)才会指示m。同时，传递性蜂窝可能在类似的过程与其他蜂窝或同类蜂窝相互关联(另请参看图6，下方)。如果布设蜂窝C0i之后不会提升网络整体性能，甚至不会削弱性能，图5中所描述的程序可促成对蜂窝C0i(501)发射的禁用以及防止其增加任何负载，以及在一种优选模式下，蜂窝C0i(501)会在稍后不久重新启动停用的参考信号功率。如果蜂窝C0i还未对任何固定发射功率电平进行通信，无需对其处于停用状态的情况进行通信，即使其不是一个排他性选项。在作出确认的情况下，会优先面向所有蜂窝C1j-Cnk(502，503)对已确定的参考信号功率电平的通知性信号(513，514)进行通信，这些蜂窝已参与或参加信息交换。

图6表示本发明的一种实施例，根据推送之明确或隐式准则，其中请求(604，605)蜂窝C0i(601)增加或减少其参考信号发射功率，该发射功率为示范性相邻蜂窝C1j-Cnk，(602，603)的典型发射参数，而这些蜂窝由之前图5中所描述的基站相似的基站服务。指示适用所请求的蜂窝C0i的处理方法以根据一种或多种请求输入(604，605)提供(606)备用功率变化电平。最好，RS功率变化请求信号(604，605)表示功率变化方向向上或向下，还可表示步长。与图5用图解法说明的实施例相似，信息交换的一次或多次循环(607，608，610，611)，其中可能包含一个或多个备用的参考信号功率电平(609)，可适用于促成提供所需的服务质量。面向作出请求的蜂窝C1j-Cnk(602，603)传送的RS功率变化优选信号通知(613，614)，其可包括功率变化方向、变化的步长、或RS发射功率绝对电平的一个或更多信息元素。例如，在此情况下，所请求的非零功率变化可视为对当前电平的否定，而未包含任何变化的请求可视为正确认或肯定。在图中，m表示信息交换的循环次数，如果m≥1，则表示经调节的参考信号功率已确定(612)，而且会面向作出请求的蜂窝C1j-Cnk(602，603)优先对功率变化进行通信(613，614)。

图7显示信令图示根据本发明的实施例优先将备用或默认参考信号发射功率电平(其代表一种发射参数值)隐式推送至示范性蜂窝C1j-Cnk(702，703)。如果已对所有相关变化的通知进行隐式通信，或在基站-用户设备接口之外的其他接口上予以通信，它可视为对图5和图6所描述的实施例作出的拓展。对于蜂窝C0i(701)以特定参考信号发射功率电平进行发射或推送默认或备用参考信号发射功率电平，相邻蜂窝C1j-Cnk(702，703)提供一条或多条RS功率更改请求消息信令(704，705)，以请求更改蜂窝(701)RS发射功率电平，这与图6所描述的实施例之出于以上详述的原因而提供RS功率更改请求消息(604，605)类似。RS功率更改请求消息未包含任何更改的信息元素，因而通常会包含一种确认的或肯定的参考信号发射功率电平，而其他RS功率更改请求消息通常包含一种被否定的电平。尤其对于多电平指示位，还有一条有关某更改的消息可视为获得批准。作出请求的蜂窝C0i(701)会优先根据协调的参考信号发射功率电平设置适用的预定规则来确定(701)其参考信号发射功率电平。上述预定规则可存储于一个查询表中，其配置适用于当前的一组蜂窝，或者可根据网络特定算法在基站设备或相关设备的处理回路中对其予以确定。最后，请求的蜂窝C0i(701)会优先通知(707，708)作出请求的蜂窝C1j-Cnk(702，703)相应RS功率更改已确定(706)。

协调/协商功率更改的一个突出的好处在于可对功率进行较大幅度地更改，而不会导致系统不稳定，从而相比未进行协调/协商的情况，这能保证更快速地收敛参考信号功率电平。例如，X2连接可受到巨大发射时延的影响。

后向兼容可视为另一个好处，受益的网络包括蜂窝而未实施本发明及相应调整，同时也不会造成意外功率电平或覆盖范围缺陷之类的风险。相比基站-OAM接口(适用于对无线基站-用户设备发射的发射参数值进行通信)，基于基站-基站接口的突出好处在于网络信令减少、信令回路延迟减少以及收敛加速。虽然依赖于预期时间恒定或程度稳定的负载变化，但是两个接口都要自身的优势，它们不会造成基站-用户设备接口的负载，而且接口偏好设定可用于抵消接口负载。

图8显示了诸如基站或相应设备等本发明所述的典型性设备(800)的基本结构图。最好是基站-基站接口或基站-OAM接口的接收回路RXbo，(801)经布设后，可适用于根据易于为设备的处理回路Proc，(809)所辨认的标准信令格式而接收信号。即使会优先在基站-基站接口上进行通信，这并不排除至少有一部分信令可发生在涉及其他可适应基站-用户设备接口的接收回路或适用于在双接口上进行通信的组合式接收回路(801，802)的无线接口之上。无论是何种情况，上述接收回路(801，802)连接至(810，811)处理回路以实现已接收信号的信息交换，其中主导性，或者甚至是唯一的信息流之方向为始于接收回路(801，802)而止于处理回路(809)。处理回路最好包含有微处理器或其他可编程的处理设备，例如，DSP(“数字信号处理器”)接收经编程的指示并相应执行它们。处理回路经相应布设后可检测已接收的一条或多条(相邻)蜂窝信息的信令或输入信号(803，804)的(正或负)确认性反馈信令。在一种模式下，处理回路经布设，其在根据同一或不同模式运行的其他相应设备作出参考信号发射功率输入(803，804)之后，也可优先确定发射参数值，例如，参考信号发射功率电平，或者临时性备用发射参数值以供用于与其他蜂窝的设备进行协调。根据一种优选模式，处理回路经布设可确定多个备用发射参数值(803，804)，具体依据基于其他相应设备的输入而接收到的反馈信令。其他的这些设备会提供基于设备(800)的发射回路(805，806)所发射信号作出的反馈。发射回路经布设会依次优先适用于用户设备-基站接口(806)、基站-基站或基站-OAM接口(805)，这一点与接收回路的情况相似。而且发射回路(805，806)连接至(812，813)处理回路(809)，并会分配处理回路(809)提供的信令信息元素以及优先实现处理回路与发射回路之间的双向握手(812，813)。根据一种优选模式，处理回路经布设可基于涉及特定发射参数值设定的设备的正反馈，准备特定通知信息元素，继而在处理回路(809)上予以确定。基于负反馈，同一模式会提供备用发射参数值或终止超时标准得以满足情况下的交换。基于两种反馈类型的信息元素被纳入由发射回路(805，806)提供的信令(807，808)。

需注意，图8中所述的诸如不同运行模式、接收回路、发射回路或处理回路等的特性并非全部都对于特定设备参与特定发射参数值信令交换具有必要性。虽然如此，图8所作的以上描述中，设备已增加相关特性以能在对其自身/相应蜂窝/基站或另一设备/蜂窝/基站的发射参数之发射参数值进行通信的过程中交换角色，继而能做到双向运行，即使发明范围包括还能做到单向运行的设备。

表示有源通信设备的结构图或原理图的各种单元包括处理电路。处理设备包括硬件或软件，但不排除同时使用硬件和软件。各单元各自的处理设备最好根据各单元或者一个或多个连接单元的存储方式存储的一个或多个计算机程序产品进行存储操作。

为便于理解，本描述中应用了本技术领域中广泛采用的某些缩略词和概念。由于提供了特定的名称或标签，因此本发明并不限制单元或设备。相应地，本发明适用于所有方法和操作设备。本发明还保留了可能与缩略词相关的各种系统的关系。

本发明不仅描述了与特定实施例有关的内容，还清楚地描述了本发明能够结合各种实施例或其中的功能，以及做进一步的修改。本规范旨在涵盖本发明的任何变量、使用、改编或实施；不排除启用软件的单元和设备，处理非关键性的不同序列顺序或者功能或实施例的相互非排他性结合；一般在后续权利要求(如下所述)范围内，本发明的原理有助于个人熟知本发明所属的技术领域。

Claims (35)

1.一种用于估计无线电信系统中的多普勒频率(fD)的方法：

其中，重发数据块(DB)时存在预定义的重新发送延迟，以响应混合自动重发请求(HARQ)，其中每个数据块(DB)包括至少一个导频符号(PS)；

其中，在第一种工作模式(OM1)下，基于两个导频符号(PS)之间的时间间隔(τ)计算多普勒频率(fD)；在第二种工作模式(OM2)下，基于重发延迟计算多普勒频率(fD)。

2.根据权利要求1所述的方法：

其中，每个数据块(DB)包括至少有两个时隙的子帧，其中各个时隙包括预定义数量的数据符号和导频符号(PS)。

3.根据权利要求2所述的方法：

其中，上述数据块(DB)中的符号由正交频分复用(OFDM)符号组成，其中各个符号包括循环前缀(CP)。

4.根据在前的权利要求1-3所述的方法：

其中，重发延迟比两个导频符号(PS)之间的时间间隔(τ)要长一段预定义系数(n)的时间。

5.根据在前的权利要求1-4中的任何权利要求所述的方法：

其中，发送的数据块(DB)由MIMO接收机(1)的N个预定义数量的接收天线(2)接收；

其中，各个接收天线(2)提供一组数据块，其中数据块包括预定义数量的时域复相关响应。

6.根据权利要求5所述的方法：

其中，在各个包括时域复相关响应的数据块中，各个响应的循环前缀(CP)已被删除，而且剩余响应已通过离散傅里叶变换(DFT)变换为频域，以提供一组数据块，其中数据块针对接收机(1)的各个接收天线(2)提供K个预定数量的频域复相关响应。

7.根据权利要求6所述的方法：

其中，在针对各个接收天线提供的一组K个频域复相关响应中，选择导频符号(PS)的K个复相关响应的对应数据块，以针对各个接收天线(2)形成一组数据块，其中数据块包括导频符号的K个复相关响应(C)。

8.根据权利要求7所述的方法：

其中，各个数据块包括导频符号(PS)的K个复相关响应(C)，对OFDM符号使用的副载波数量NSC进行求平均值计算，以针对接收机(1)的各个接收天线(2)形成一组数据块，其中各个数据块包括导频符号(PS)的K/NSC个平均数量的复相关响应。

9.根据权利要求8所述的方法：

其中，在预定义数量(N)的接收天线中，将各个接收天线提供的各个数据块传送到K/NSC个N延迟线中，其中各个数据块包括导频符号(PS)的K/NSC个平均数量的复相关响应(C)，同时各个线路提供预定义时长(L)的时间延迟，以在各个延迟线的输出端针对接收机(1)的各个接收天线(2)形成一组数据块，其中各个数据块包括导频符号(PS)的K/NSC个N延迟的平均数量的复相关响应(C’)。

10.根据权利要求9所述的方法：

其中，针对接收机(1)的各个接收天线(2)，基于一组包括导频符号(PS)的平均数量的复相关响应(C)的数据块与一组包括导频符号(PS)的已延迟的平均数量的复相关响应(C’)的数据块，计算出一组自相关函数估计。

11.根据权利要求10所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，第一组第一个自相关函数估计(R1)的计算方法如下：

针对各个接收天线，将子帧中第一个时隙的导频符号(PS)的K/NSC个平均数量的复相关响应(C)与上述子帧中第二个时隙的导频符号(PS)的对应共轭平均数量的复相关响应(C^*)相乘；

针对N个接收天线中的各个天线，计算K/NSC个已获取的相乘结果的实数部分的平均值，以提供针对接收机(1)的各个接收天线的平均值；

为已获取的接收机(1)所有接收天线的平均值进行求平均值计算，以提供各个第一个自相关函数估计(R1)。

12.根据权利要求11所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，根据以下公式计算第一个自相关函数估计(R1)：

$R_1(1\·\mathrm{\τ})=\frac{1}{\frac{K}{N_{\mathrm{SC}}}N}\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{K/N_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{C_{m,j,i}\·C_{m,j-1,i}^{*}\}$

其中

T表示同一数据块(DB)中两个导频符号(PS)之间的时间间隔；

K/NSC表示各个数据块(DB)的导频符号(PS)的平均复相关响应数量(C)；

N表示接收机(1)的接收天线(2)的数量；

C表示导频符号(PS)的平均频域复相关响应数量；

C^*表示导频符号(PS)的共轭平均频域复相关响应数量。

13.根据在前的权利要求10-12中的任何权利要求所述的方法：

其中，在第二种工作模式下，根据以下公式计算一组第二个自相关函数估计(R2)：

$R_2(n\·\mathrm{\τ})=\frac{1}{\frac{K}{N_{\mathrm{SC}}}{N}_n\·N}\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{K/N_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Re}\{C_{m,j,i}\·C_{m,j-n,i}^{*}\·{T_j\·T}_{j-n}\}$

对于最小重发延迟(nmin·τ)和最大重发延迟(nmax·τ)之间的多个整数n。

其中

n·τ表示用于对混合自动重发请求(HARQ)做出响应的数据块(DB)的重发延迟；

K/NSC表示各个数据块的导频符号(PS)的平均复相关响应数量(C)；

Nn表示每个接收天线(2)的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的平均复相关响应数量的可用对数(C)，以及此接收天线(2)的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)对应的已延迟平均复相关响应数量的可用对数(C’)，其中延迟对应于重发延迟·n·τ；

C表示导频符号(PS)的平均频域复相关响应数量；

C^*表示导频符号(PS)的共轭平均频域复相关响应数量；

Tj表示模板系数，如果数据块j中的传输位于此信道中，Tj等于1；否则，Tj等于0。

14.根据在前的权利要求1-13中的任何权利要求所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，通过以下方式计算出一组第一个功率估计(P1)：同时获取到每个接收天线(2)的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的K/NSC个已延迟的平均数量的复相关响应C′的平方模数；

对接收机(1)所有接收天线的所有数据块的所有已经获取的乘法模数进行求平均值计算。

15.根据在前的权利要求1-14中的任何权利要求所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，通过以下方式计算出一组第二个功率估计(P2)：同时获取到每个接收天线(2)的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的K/NSC个平均数量的复相关响应(C)的平方模数；

同时获取到每个接收天线(2)的第一个和第二个数据块的导频符号(PS)的K/NSC个已延迟的平均数量的复相关响应(C′)的平方模数；

对接收机(1)所有接收天线的所有数据块的所有已经获取的乘法模数进行求平均值计算。

16.根据在前的权利要求11-12中的任何权利要求所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，适时地通过第一类包括阿尔法参数一(α1)的阿尔法滤波器(12)对第一个自相关函数估计(R1)进行过滤，以形成一组第一个已过滤的自相关函数估计

17.根据权利要求14所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，从计算出的一组第一个功率估计(P1)中减去噪音功率值(ó2)，并适时地通过第一类包括阿尔法参数一(α1)的阿尔法滤波器(14)对减法运算的结果进行过滤，以形成一组第一个已过滤的功率估计

18.根据在前的权利要求16、17所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，通过贝塞尔函数计算出多普勒频率估计(fD1)，以对应于一组第一个比值

其中这些比值是通过将第一个已过滤的自相关函数估计

与第一个已过滤的功率估计

相除而得出的。

19.根据权利要求18所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，通过以下方式计算出多普勒频率估计(fD1)：在从零到贝塞尔函数的第一个极值之间的间隔中定义零阶贝塞尔函数的一组最邻近的对应参数，其中所定义参数(arg)的贝塞尔函数接近于一组已计算出的各个第一个比值

其中，各个所定义的参数(arg)可与常数值V相乘，

其中 $V=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·\mathrm{\τ}},$

τ表示数据块(DB)的两个导频符号(PS)之间的时间间隔，

以提供第一种工作模式(OM1)的多普勒频率估计(fD1)。

20.根据权利要求19所述的方法：

其中，在第一种工作模式(OM1)下，通过第二类包括阿尔法参数二(α2)的阿尔法滤波器(16)对提供的多普勒频率估计(fD1)进行过滤，以形成一组第一种工作模式(OM1)的已过滤多普勒频率估计

21.根据在前的权利要求13-20中的任何权利要求所述的方法：

其中

在第二种工作模式(OM2)下，适时地通过第三类包括阿尔法参数三(α3)的阿尔法滤波器(17)对一组第二个自相关函数估计(R2)中的各个自相关函数估计进行过滤，以形成一组第二个已过滤的自相关函数估计

22.根据权利要求15-21中的任何权利要求所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，从第二个功率估计(P2)中减去噪音功率值(ó2)，并适时地通过第三类包括阿尔法参数三(α3)的阿尔法滤波器(19)对减法运算的结果进行过滤，以形成一组第二个已过滤的功率估计

23.根据在前的权利要求21、22所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，通过贝塞尔函数计算出针对不同传输延迟的一组多普勒频率估计，以对应于一组第二个比值

其中这些比值是通过将一组第二个已过滤的自相关函数估计中的各个已过滤的自相关函数与第二个已过滤的功率估计相除而得出的。

24.根据权利要求23所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，通过以下方式计算出针对不同重发延迟的一组多普勒频率估计：在从零到贝塞尔函数的第一个极值之间的间隔中定义一组零阶贝塞尔函数的最邻近的对应参数(arg)，其中这些所定义参数的贝塞尔函数接近于已计算出的各个比值

其中，各个所定义的参数(arg)可与常数值V相乘，

其中 $V=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·n\·\mathrm{\τ}},$

nτ表示用于对混合自动重发请求(HARQ)做出响应的数据块(DB)的重发延迟。

25.根据在前的权利要求23、24所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，通过对针对不同重发延迟的一组多普勒估计中的所有多普勒频率估计进行求平均值计算，从而计算出多普勒频率估计(fD2)，以提供第二种工作模式(OM2)的多普勒频率估计(fD2)。

26.根据权利要求25所述的方法：

其中，在第二种工作模式(OM2)下，通过第四类包括阿尔法参数四(α4)的阿尔法滤波器(21)对提供的多普勒频率估计(fD2)进行过滤，以形成一组第二种工作模式(OM2)的已过滤多普勒频率估计

27.根据权利要求5-26中的任何权利要求所述的方法：

其中，根据切换条件(SC)从第一种工作模式(OM1)切换到第二种工作模式(OM2)，切换条件(SC)包括：

切换条件一(SC1)，即混合自动重发请求的可用性(HARQ)；

切换条件二(SC2)，即在当前工作模式下由接收机(1)计算出的当前已过滤的多普勒频率估计

小于预定义的频率阈值(fTH)；

切换条件三(SC3)，即在第二种工作模式(OM2)下针对最小重发延迟(nmin·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计

的值大于在第二种工作模式(OM2)下针对最大重发延迟(nmax·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计的值。

28.根据权利要求5-27中的任何权利要求所述的方法：

其中，根据切换条件(SC)从第二种工作模式(OM2)切换到第一种工作模式(OM1)，切换条件(SC)包括：

切换条件四(SC4)，即最后一个混合自动重发请求(HARQ)的接收时间与当前时间之间的时间间隔小于预定义的最大时间段(Mmax)；

切换条件五(SC5)，即在当前工作模式下由MIMO接收机计算出的当前已过滤的多普勒频率

大于预定义的频率阈值(fTH)；

切换条件六(SC6)，即在第二种工作模式下针对最小重发延迟(nmin·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计的值大于在第二种工作模式下针对最大重发延迟(nmax·τ)计算出的第二个已过滤的自相关函数估计

的值。

29.根据权利要求16-28中的任何权利要求所述的方法：

其中，阿尔法滤波器的阿尔法参数(α)包括：

阿尔法参数一(α1)，设置为0,01；

阿尔法参数二(α2)，设置为0,03；

阿尔法参数三(α3)，设置为0,007；

阿尔法参数四(α4)，设置为0,3。

30.对其进行调整适应以执行根据在前的权利要求1-29中的任何权利要求所述的方法的接收机。

31.无线电信系统，包括至少一个根据权利要求所述的接收机。

32.根据权利要求31所述的无线电信系统：

其中，无线电信系统是长期演进(LTE)FDD或TDD系统，其针对其下的移动台(MS)与基站(MS)之间的至少一个上行链路(UL)和至少一个下行链路(DL)对接收机进行调整适应，以执行根据权利要求1-29所述的方法。

33.根据权利要求32所述的无线电信系统：

其中，如果是LTE FDD UL系统，延迟线的时长(L)设置为8ms，频率阈值(fTH)设置为70Hz；如果是LTE TDD UL系统，延迟线的时长(L)设置为10ms，频率阈值(fTH)设置为60Hz。

34.根据权利要求31、32、33所述的无线电信系统：

其中，对于LTE FDD UL系统和LTE TDD UL系统中的任何系统，最大时间段(Mmax)设置为250ms。

35.无线电信系统的基站，此基站包括至少一个根据权利要求30所述的接收机。

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