CN107078981A - 频率估计 - Google Patents

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Abstract

一种频率偏差估计器（20，40）估计接收信号中的瞬时频率偏差，接收信号包括跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块。每个导频子块包括一个或多个导频符号。估计器（20，40）配置成从跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块。估计器（20，40）对跨越导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT），所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块。然后，估计器（20，40）基于所得FFT或DFT输出而获得所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。

Description

频率估计
相关申请
本申请要求2014年9月18日提交的名称为“Frequency Estimation”的美国临时申请62/052434的权益，该临时申请的公开内容通过引用全部并入到本文。
技术领域
本申请一般涉及估计接收信号中的瞬时频率偏差。
背景技术
在无线通信系统中，出于若干原因，需要传送器将传送信号频率向上转换到称为通带的频带，所述称为通带的频带比信号的原始带宽高得多。信号的频率偏移的值称为“载波频率”。在接收侧，需要反向操作，将接收信号从通带向下转换回到基带以便进一步处理，该进一步处理从它当中提取情报信号。
对于这些向上转换和向下转换，传送器和接收器包含生成载波的振荡器块。理想地，这两个振荡器必须处于完美的频率和相位同步。但是，在若干实际情形中，在振荡器的频率之间可存在较大的差异，该差异称为“频率偏移”或“频率偏差”。可将这种频率偏移的效果看作好像将接收信号乘以复指数，从而在时间上以值等于该偏移的频率进行旋转。如果该偏移的值相对于符号速率足够大，那么导致的旋转使得不可能恢复信号上携带的信息。出于这个原因，需要在接收器处的频率估计以便补偿该偏移或等效地补偿导致的旋转。此外，传送振荡器和接收振荡器之间的频率差可能不是恒定的。传送器的载波频率和/或接收器的载波频率可在时间上漂移。在这种情况下，信号频率估计是不够的，而是必须定期更新估计过程以便提供瞬时频率值的某种跟踪。
发明内容
本文中的一个或多个实施例包括用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法。所述方法通过对接收信号的样本应用快速傅立叶变换(FFT)或离散傅立叶变换(DFT)来估计瞬时频率偏差。在这方面，所述方法显著地：(ⅰ)使用跨无线电块在时间上非连续地分布的导频符号；和/或(ⅱ)根据接收信号的调制方案的一个或多个特性(例如，调制指数)对样本进行相位旋转。
例如，一些实施例包括一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的第一方法，接收信号包括跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块。每个导频子块包括一个或多个导频符号。该方法包括：从跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块。该方法还包括对跨越导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换(FFT)或离散傅立叶变换(DFT)，所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块。该方法还包括基于所得FFT或DFT输出而获得所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。
在一个或多个实施例中，第一方法还包括通过动态选择以下至少一个来动态地控制所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计的精度：(1)所述一个或多个辅助导频子块的数量；(2)FFT或DFT的大小；以及(3)每个导频子块的长度。例如，在一个实施例中，基于特定导频子块的长度与接收信号中的瞬时频率偏差的先前估计的比较而执行该动态选择。
在一些实施例中，所述一个或多个辅助导频子块包括在时间上以特定导频子块为中心的多个辅助导频子块，包括在特定导频子块的每一侧上的至少一个辅助导频子块。
备选地或另外地，在一些实施例中，特定导频子块的瞬时频率偏差估计是根据周期图算法获得的周期性估计。
在一个或多个实施例中，第一方法需要获得无线电块中多个非连续导频子块中的每个导频子块的瞬时频率偏差估计。该方法通过对那些导频子块中的每个导频子块执行上述选择、应用和获得来这么做。在这种情况下，该方法还可涉及从对于所述多个非连续导频子块获得的瞬时频率偏差估计内插在时间上交错在那些多个非连续导频子块之间的一个或多个非导频子块中的每个非导频子块的瞬时频率偏差估计。
备选地或另外地，第一方法还包括：根据需要，使用中值过滤器，将对于无线电块中的子块获得的瞬时频率偏差估计进行平滑，以便减轻那些估计中的噪声。
在一些实施例中，第一方法还包括根据接收信号的调制方案的一个或多个特性以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对该集合进行相位旋转。在这种情况下，上述应用步骤涉及对相位旋转的该集合应用FFT或DFT。例如，在一个实施例中，该相位旋转包括基于接收信号的调制方案的标称频率偏差或标称调制指数来确定将接收信号样本旋转的相位。
本文中的其它实施例包括一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的第二方法。该方法包括根据接收信号的调制方案的一个或多个特性以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对该集合进行相位旋转。该方法还包括对相位旋转的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换(FFT)或离散傅立叶变换(DFT)。然后，该方法包括基于所得FFT或DFT输出而获得接收信号的瞬时频率偏差估计。
在一个或多个实施例中，这一个或多个特性包括接收信号的调制方案的调制指数。
备选地或另外地，在一些实施例中，调制方案是连续相位频移键控(CPFSK)。在这种情况下，可以用索引n按次序将所述一个或多个导频符号编索引，并且相位旋转可能需要将该集合乘以复指数这里，fd是CPFSK调制器的标称频率偏差，Ts是集合中的任何给定符号的持续时间，并且cp(n)是直到符号n的所述一个或多个导频符号的值的累计和。
在一些实施例中，上文针对第一和/或第二方法描述的应用产生分别对应于LF个频率偏差假设的LF个FFT或DFT输出值其中频率偏差假设分别等于(-LF/2+1)*df、(-LF/2+2)*df，....，-df，0，df，2df，...，(LF/2)*df，其中df＝Rs/LF，并且Rs是接收符号的数据速率。在这种情况下，上文针对第一和/或第二方法描述的获得包括从频率偏差假设中选择对应于具有最大绝对值或绝对值平方的输出值的假设。
备选地或另外地，第一和/或第二方法还包括：补偿接收信号中的估计的瞬时频率偏差，并将补偿的信号输出到前端解调器。
在第一和/或第二方法中，接收信号可以是蓝牙远程(BLR)信号。
本文中的实施例还包括一种配置成实现上述第一和/或第二方法中的任一方法的频率偏差估计器。本文中的实施例还包括接收器，所述接收器包含这样的频率偏差估计器。
实施例还包括计算机程序，所述计算机程序包含指令，所述指令在由频率偏差估计器的至少一个处理器执行时使得该程序进行任何上述方法。本文中的实施例还包括载体，所述载体包含此类计算机程序，其中载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。
如本文中所描述的估计瞬时频率偏差证明例如在由于例如使用便宜的无线电前端而导致频率偏移/漂移的效果相当显著的通信系统中特别有用。在这方面，示例性通信系统包括采用蓝牙或蓝牙远程(BLR)的系统。基于蓝牙或BLR的系统允许高达±150kHz的频率偏移和高达±50kHz的频率漂移(其具有高达±400Hz/μs的漂移速率)。通过根据本文的实施例估计的接收信号的频率偏差，可补偿这些系统中的大的频率偏差，以便减轻频率减损。
附图说明
图1是根据本文中的一个或多个实施例的分布式导频方案的框图。
图2是根据本文中的一个或多个实施例用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法的逻辑流程图。
图3是示出使用以特定导频子块为中心的多个辅助导频子块来估计所述特定导频子块的瞬时频率偏差的一个示例的框图。
图4是根据本文的一个或多个实施例实现图2的方法的频率偏差估计器的框图。
图5是示出根据一个或多个实施例用于在无线电块上迭代以便获得每个导频子块的一个瞬时频率偏差估计的一种方法的框图。
图6是示出根据一个或多个实施例用于从对于遍及无线电块分布的导频符号获得的瞬时频率偏差估计来估计该块内的非导频符号的瞬时频率偏差的一种方法的框图。
图7是根据本文中的一个或多个其它实施例用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法的逻辑流程图。
图8是根据本文中的一个或多个实施例实现图7的方法的频率偏差估计器的框图。
图9是根据本文中的一个或多个实施例实现图2和图7的组合方法的频率偏差估计器的框图。
图10是用于实现图9中示出的频率偏差估计器的一种方法的框图。
图11是包括根据一个或多个实施例的频率偏差估计器的接收器的框图。
具体实施方式
图1示出根据一个或多个实施例的分布式导频方案10。在分布式导频方案10中，多个导频符号跨无线电单元或块12(例如，时隙、脉冲、子帧)在时间上非连续地分布。如所示的，无线电块12包括多个非连续导频子块14，每个导频子块14包括一个或多个导频符号。将这些导频子块14示为在无线电块10中与数据子块16交错，每个数据子块16包括一个或多个数据符号。但是，在其它实施例中，导频子块14可与任何非导频子块交错。
图2示出用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法100(例如，由接收器的估计器实现)的一个实施例，接收信号包括跨无线电块12在时间上非连续地分布的导频符号(例如，使用图1的分布式导频方案10)。如所示的，方法100包括从跨无线电块12在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块14(框110)。方法100还包括对跨越多个非连续导频子块14的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换(FFT)或离散傅立叶变换(DFT)，所述多个非连续导频子块14包括特定导频子块14以及与该特定导频子块14相邻的一个或多个其它导频子块14(称为“辅助导频子块”)(框120)。方法100还需要基于所得FFT或DFT输出而获得特定导频子块14(例如，在该子块的中心)的瞬时频率偏差估计(框130)。
包含在样本的集合内的所述一个或多个相邻导频子块14有利地帮助对于特定导频子块14的频率偏差估计，以便提高估计的质量。实际上，在一个或多个实施例中，方法100还包括动态地调整或以其它方式控制特定导频子块14的瞬时频率偏差估计的精度。例如，在一个实施例中，方法100通过控制(即，选择)在获得每个估计时考虑的辅助导频子块的数量来这么做。在这方面，另外的或备选的精度控制准则包括FFT或DFT的大小和/或每个导频子块的长度。例如，如果任何给定导频子块的长度较短(例如，与先前估计的瞬时频率偏差相比)，那么方法100可涉及增加在获得每个估计时考虑的辅助导频子块的数量，以便提高估计精度。由此，方法100在它的复杂度/精度中证明是灵活的，以便适应各种无线电条件。在频率漂移相对慢的系统中，不需要紧密间隔的估计，这降低运行估计算法的频率，并且反之亦然。当然，方法100的FFT实现对于降低其中的以及它本身的复杂度特别有效。
在至少一些实施例中，应用FFT或DFT的连续样本的集合跨越多个辅助导频子块14，所述多个辅助导频子块14以估计瞬时频率的特定导频子块为中心。该集合(即，合集或块)可包括在特定导频子块的任一侧上的任意数量Np>0的辅助导频子块14。图3只示出图1的分布式导频方案10的这种使用的一个示例，其中为特定导频子块k估计瞬时频率偏差。如所示的，使用跨越特定导频子块k的任一侧上的Np＝1个辅助导频子块(包括子块k-1和k+1)的集合(集合k)来估计瞬时频率偏差。
无论如何，图4示出根据至少一些实施例实现图2的方法100的接收器的频率偏差估计器20。如所示的，频率偏差估计器20包括汇集器22、FFT或DFT 24以及FFT或DFT输出分析器26。汇集器22接收作为的接收符号向量。汇集器22把将对其估计瞬时频率偏差的特定导频子块14标识为导频子块k，并汇集接收符号的集合(或块)以用于这样的估计。集合是从导频子块k-Np开始到导频子块k+Np的接收符号的向量，如图3所示，Np＝1。在至少一些实施例中，由于在导频子块中间的数据值是未知的，所以用零替换它们。也就是说，在至少一些实施例中，汇集器22将集合汇集为在任何情况下，如果导频和数据子块分别具有长度LP和LD，那么具有长度Lr＝(2Np+1)×LP+2NpLD。
FFT/DFT 24按照对集合应用FFT或DFT。应用的FFT或DFT 24具有长度LF，以便产生LF个输出值在至少一些实施例中，选择长度LF足够大(例如，1024)，以便减小频率粒度并提高分辨率。在任何情况下，FFT/DFT输出分析器26将LF个输出值中的每个输出值有效地视为分别对应于LF个频率偏差假设的判定度量。在至少一些实施例中，这些频率偏差假设是(-LF/2+1)＊df，(-LF/2+2)＊df，...，-df，0，df，2df，...，(LF/2)＊df，其中df＝Rs/LF，并且Rs是接收符号的数据速率。对于蓝牙远程，Rs＝1MHz，并且因此df是1/LF MHz。无论如何，FFT/DFT输出分析器26分析FFT/DFT输出值作为判定度量，以便从对应的频率偏差假设中选择最好地表征特定导频子块k的瞬时频率偏差的假设
例如，在一个实施例中，FFT/DFT输出分析器26选择对应于具有最大绝对值(或绝对值平方)的的元素的频率偏差假设
通过这个认识，在一些实施例中，将频率偏差估计器20表征为获得瞬时频率偏差的周期性估计，即，根据周期图算法。在这样做时，频率偏差估计器20经由它的FFT或DFT 24有效地实现最大似然率估计器，它基于不同频率假设将接收符号解旋转并对其求和。然后，估计对应于具有最大幅值的频率假设。
在一个或多个实施例中，频率偏差估计器20在无线电块12(例如，在图1中)上迭代，以便根据上文描述的方法100获得每个导频子块14的一个瞬时频率偏差估计(例如，估计器20对于每个导频子块14运行周期图算法一次)。在这种情况下，用于不同估计的集合(即，合集)可能重叠。继续图3中的示例，例如，估计器20还使用如图5所示的集合(集合k+1)获得导频子块k+1的瞬时频率偏差估计。由此，估计器使用分布式导频符号沿无线电块12迭代地(即，重复地)获得瞬时频率偏差估计。也就是说，在一些实施例中，方法100需要对无线电块12中的多个非连续导频子块14中的每个导频子块14执行选择(框110)、应用(框120)和获得(框130)。
在一些实施例中，估计器20确定跨不同导频子块的估计的频率偏差(k＝0,1,2,…)是否有噪声，并且如果是，那么使用一个或多个过滤器28来过滤估计以便减轻该噪声。例如，在一个实施例中，估计器20使用中值过滤器对估计进行平滑。长度L的中值过滤器的操作是在输入信号上滑动长度L的窗口，并输出窗口内的中值。例如，令长度3的中值过滤器的输入为[1 3 8 5 4 9 2]，那么输出为[1 3 5 5 5 4 2]。无论应用的特定过滤如何，估计器20根据需要选择性地应用该过滤(例如，在接收信号具有低信噪比(SNR)时应用，但是在信号具有高SNR时不应用)。
但是，不管是否应用过滤，导频符号/子块的分布式性质有利地提高对于非导频符号(例如，数据符号)估计瞬时频率偏差的精度。实际上，在至少一些实施例中，估计器20从对于遍及无线电块12分布的导频符号/子块获得的瞬时频率偏差估计来估计该无线电块12内的非导频符号的瞬时频率偏差。例如，在一个或多个实施例中，估计器20通过从导频偏差估计(例如，线性地)内插非导频偏差估计来这么做。图6示出这的一个示例。作为在内插之前过滤导频偏差估计的备选或者除了在内插之前过滤导频偏差估计以外，在一些实施例中，估计器20在内插之后过滤偏差估计。也就是说，估计器20确定导频和非导频的估计频率偏差是否有噪声，并且如果是，那么过滤估计以便减轻该噪声。
图7示出根据一个或多个其它实施例用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法200(例如，由接收器的估计器实现)。如所示的，方法200包括根据接收信号的调制方案的一个或多个特性(例如，调制指数)以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对该集合进行相位旋转(框210)。方法200还包括：对相位旋转的连续接收信号样本的集合应用FFT或DFT(框220)。方法200还需要基于所得FFT或DFT输出而获得接收信号中的瞬时频率偏差的估计(框230)。
例如，在一个或多个实施例中，调制方案是在蓝牙远程(BLR)中使用的连续相位频移键控(CPFSK)。在这种情况下，接收符号因为传送的导频符号而遭受累计旋转。图7中的相位旋转有利地在FFT或DFT之前移除该累计旋转。
在至少一些实施例中，图7中的方法200并不如图2中那样依靠分布式导频方案。例如，图7用于估计瞬时频率偏差的样本的集合可只包括由数据符号(例如，包括聚集在中间的导频符号的数据脉冲或时隙)围绕的一个或多个连续导频符号的单个导频子块14。图8示出这种情况中的接收器的频率偏差估计器30。
如图8所示，频率偏差估计器30包括选择器32、相位旋转器34、FFT或DFT 36以及FFT或DFT输出分析器38。
选择器32接收作为的接收符号向量。如所示的选择器32选择用于估计瞬时频率偏差的符号集合作为导频符号(即，单个导频子块)。相位旋转器34根据接收信号的调制方案的一个或多个特性(例如，调制指数)和导频符号值对导频符号进行相位旋转。
例如，对于CPFSK，相位旋转器34对导频符号进行旋转，以便去除所述符号因为传送的导频符号而遭受的累计旋转。实际上，由于传送的导频符号是已知的，所以相位旋转器34通过将导频子块中的接收符号乘以复指数来去除由它们引起的累计旋转，其中n＝1,…,LP，并且LP是导频子块的长度。
更详细地，该复指数中的参数包括作为CPFSK调制器的标称频率偏差的fd、作为符号持续时间的TS以及作为从导频子块的开始直到符号n的导频符号的累计和的cp(n)。也就是说，并且p(m)是子块中的第m个导频符号。导频符号的两个重要示例是：1)导频子块由全1向量组成。那么cp(n)＝1，2，3，...，LP；2)导频子块由1和-1交替的向量组成。那么cp(n)＝1，0，1，0，...。注意，对于蓝牙远程，积fdTS＝0.25。因此，例如，对于交替导频序列，这变成序列
但是，不管特定调制方案如何，FFT/DFT 36按照对集合应用FFT或DFT。应用的FFT或DFT具有长度LF，从而产生LF个输出值在至少一些实施例中，选择长度LF足够大(例如，1024)，以便减小频率粒度并提高分辨率。在任何情况下，FFT/DFT输出分析器38将LF个输出值中的每个输出值有效地视为分别对应于LF个频率偏差假设的判定度量。在至少一些实施例中，这些频率偏差假设是(-LF/2+1)＊df，(-LF/2+2)＊df，...，-df，0，df，2df，...，(LF/2)＊df，其中df＝Rs/LF，并且Rs是接收符号的数据速率。对于蓝牙远程，Rs＝1MHz，并且因此df是1/LF MHz。无论如何，FFT输出分析器38分析FFT输出值作为判定度量，以便从对应的频率偏差假设中选择最好地表征接收信号的瞬时频率偏差的假设
例如，在一个实施例中，FFT/DFT输出分析器38选择对应于具有最大绝对值(或绝对值平方)的的元素的频率偏差假设
通过这样的认识，在一些实施例中，将频率偏差估计器30表征为获得瞬时频率偏差的周期性估计，即，根据周期图算法。在这样做时，频率偏差估计器30经由它的FFT或DFT36有效地实现最大似然率估计器，它基于不同频率假设将接收符号解旋转并对其求和。然后，估计对应于具有最大幅值的频率假设。
在图7和图8的一些实现中，估计器30将对于导频子块估计的瞬时频率偏差也指派给无线电块中的非导频子块(例如，数据子块)。
在仍有的其它实施例中，将图2和图7中的实施例进行组合以便使用如上所述的分布式导频以及相位旋转。也就是说，对图2中的连续样本的集合应用图7中的相位旋转步骤210(在步骤120之前)，并对相位旋转的集合应用FFT或DFT。
图9示出该实施例的一个示例，其中频率偏差估计器40包括汇集器42、相位旋转器44、FFT或DFT 46、FFT/DFT输出分析器48以及可选地一个或多个过滤器50。如所示的，汇集器42接收作为的接收符号向量，并且如上文关于图4所描述的那样汇集集合然后，相位旋转器44根据接收信号的调制方案的一个或多个特性(例如，调制指数)以及导频符号值对进行相位旋转。例如，对于CPFSK，相位旋转器44将乘以复指数在至少一些实施例中，相位旋转器44通过将代表复指数的符号序列汇总到向量中来这么做。然后，相位旋转器44将逐个符号地乘以向量以便获得相位旋转的集合即，接着，根据FFT/DFT 46对相位旋转的集合应用FFT或DFT。然后，FFT/DFT输出分析器48分析FFT/DFT输出值作为判定度量，以便从对应的频率偏差假设中选择最好地表征特定导频子块k的瞬时频率偏差的假设如上文关于图4所提及的，在一些实施例中，估计器40确定跨不同导频子块的估计的频率偏差(k＝0,1,2,…)是否有噪声，并且如果是，那么使用一个或多个过滤器50来过滤估计以便减轻该噪声。
例如，图10中示出组合实施例的周期图算法的一种实现。如所示的，估计器60包括乘法器62、FFT 64、绝对值功能66和argmax功能68。乘法器62通过将接收信号样本的集合逐个符号地乘以向量来执行上述相位旋转，以便获得相位旋转的集合然后，FFT 64对相位旋转的集合应用FFT，由此ABS功能66和argmax功能68操作以便选择对应于具有最大绝对值的FFT输出值的频率偏差假设
因此，一般来说，组合的实施例有效地包括估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法。该方法包括根据分布式导频模式汇集在所有接收样本中选择的接收样本的合集。该方法还包括根据一个或多个调制特性(例如，调制指数)以及分布式导频符号值对收集的选择的接收样本进行相位旋转。该方法还包括：在相位旋转的接收样本上应用FFT/DFT；并基于FFT输出标识频率偏差值。在一些实施例中，该方法还包括使用中值过滤器进行平滑。备选地或另外地，该方法包括基于多个瞬时频率偏差(每个瞬时频率偏差对应于一个或多个导频符号)经由内插获得数据符号的瞬时频率偏差。
不管用于估计瞬时频率偏差的特定方法如何，在至少一些实施例中，接收器补偿该偏差。具体来说，如果获得的频率估计是那么在时间n的估计相位是然后，通过将接收符号r(n)乘以e-jφ(n)来进行旋转的补偿。在一个或多个实施例中，在将接收信号传递到前端解调器之前，进行该补偿。
注意，本文中的估计可实时进行，或者可在接收整个无线电块12之后进行。此外，估计可顺序地或并行地(例如，如果足够硬件可用)计算；也就是说，可并行地获得不同导频子块的估计。
此外，在迭代解调和解码系统中，如果使用解码的数据符号作为准导频来帮助(一个或多个)导频子块，那么估计精度很倾向于进一步提高。
总之，本文中的一个或多个实施例估计接收信号中的频率偏差，这是为了在将接收信号传递到前端解调器之前，对该偏差进行补偿。在一些实施例中，估计技术取决于分布式导频方案，其中使用对应于该导频块的接收值以及相邻导频块的某个数量来每个导频子块计算一个估计。在一个或多个实施例中，在此之后经由内插和可选的过滤来获得数据符号处的频率估计。
本领域技术人员将明白，实践以上实施例不需要特定通信标准。但是，作为一个特定示例，实施例可适用于蓝牙或BLR系统。
本领域技术人员将明白，图11示出包括根据本文中的一些实施例的频率偏差估计器的接收器70。RF接收信号到达与接收器相关联的天线72。通过前端RF电路74处理RF接收信号，前端RF电路74将信号向下混合到基带并将它数字化以便形成基带信号，在一些实施例中，该基带信号表示在图2和图7中处理的较早标识的接收信号。因此，包括接收信号76的接收信号值表示或以其它方式传达给定符号序列，该符号序列包括任何给定无线电块12内的导频和非导频子块14、16。
接收器处理电路78包括频率偏差估计器(未示出)的实施例。在将接收信号76传递到解调器80之前，这些处理电路82借助于频率偏差估计器来估计和补偿接收信号76中的频率偏差。接着，通过解码电路84处理解调的信号82(例如，以软比特值的形式)。解码电路84对检测到的符号进行解码，以便恢复原始传送的信息。解码电路84将这样的信息输出到一个或多个附加处理电路86，以用于进一步操作。附加处理电路的性质随接收器70的预期功能或目的而改变，例如基站电路、移动终端电路等。
上述电路可包括一个或多个处理器、硬件电路、固件或其组合。在这方面，接收器70还可包括存储器，存储器包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器装置。用于控制接收器的操作的程序代码可存储在诸如只读存储器或闪速存储器的非易失性存储器中。在操作期间生成的临时数据可存储在随机存取存储器中。存储在存储器中的程序代码在由处理电路执行时使得处理电路执行上文示出的方法。
因此，本文的实施例还包括一种包含指令的计算机程序，所述指令在接收器70的至少一个处理器上执行时使得接收器70进行上述(一个或多个)方法。实施例还包括载体，所述载体包含这样的计算机程序，其中载体是电信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。
当然，以上描述和附图都表示本文中教导的方法、单独设备、以及计算机程序和计算机程序产品的非限制性示例。因此，本发明不受以上描述和附图的限制。而是，本发明只受随附权利要求及其法律等同物限制。

Claims (26)

1.一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法（100），所述接收信号包括跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块，每个导频子块包括一个或多个导频符号，其中所述方法特征在于：
从跨所述无线电块在时间上非连续地分布的所述导频子块中选择（110）要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块；
对跨越所述导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用（120）快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT），所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块；以及
基于所得FFT或DFT输出而获得（130）所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。
2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，通过动态选择以下至少一个来动态地控制所述特定导频子块的所述瞬时频率偏差估计的精度：
所述一个或多个辅助导频子块的数量；
所述FFT或DFT的大小；以及
每个导频子块的长度。
3.如权利要求2所述的方法，其中，基于所述特定导频子块的长度与所述接收信号中的瞬时频率偏差的先前估计的比较来执行所述动态选择。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述一个或多个辅助导频子块包括在时间上以所述特定导频子块为中心的多个辅助导频子块，包括在所述特定导频子块的每一侧上的至少一个辅助导频子块。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其中所述特定导频子块的所述瞬时频率偏差估计是根据周期图算法获得的周期性估计。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过对所述无线电块的多个非连续导频子块中的每个导频子块执行所述选择（110）、应用（120）和获得（130）而获得所述无线电块中的所述多个非连续导频子块中的每个导频子块的瞬时频率偏差估计。
7.如权利要求6所述的方法，其特征还在于，从对于所述多个非连续导频子块获得的所述瞬时频率偏差估计内插在时间上交错在那些多个非连续导频子块之间的一个或多个非导频子块中的每个非导频子块的瞬时频率偏差估计。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其特征还在于，根据需要，使用中值过滤器将对于所述无线电块中的子块获得的瞬时频率偏差估计进行平滑，以便减轻那些估计中的噪声。
9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其特征还在于，根据所述接收信号的调制方案的一个或多个特性以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对所述集合进行相位旋转，并且其中所述应用（120）包括对相位旋转的所述集合应用所述FFT或DFT。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述相位旋转包括基于所述接收信号的调制方案的标称频率偏差或标称调制指数来确定将接收信号样本旋转的相位。
11.一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的方法（200），其中所述方法特征在于：
根据所述接收信号的调制方案的一个或多个特性以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对所述集合进行相位旋转（210）；
对相位旋转的连续接收信号样本的所述集合应用（220）快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT）；以及
基于所得FFT或DFT输出而获得（230）所述接收信号中的瞬时频率偏差估计。
12.如权利要求9-11中任一权利要求所述的方法，其中所述一个或多个特性包括所述接收信号的调制方案的调制指数。
13.如权利要求9-12中任一权利要求所述的方法，其中所述调制方案是连续相位频移键控（CPFSK）。
14. 如权利要求13所述的方法，其中用索引n按次序将所述一个或多个导频符号编索引，并且其中所述相位旋转包括将所述集合乘以复指数，其中是CPFSK调制器的标称频率偏差，是所述集合中的任何给定符号的持续时间，并且是直到符号n的所述一个或多个导频符号的值的累计和。
15.如权利要求1-14中任一权利要求所述的方法，其中所述应用（220）产生分别对应于个频率偏差假设的个FFT或DFT输出值，其中所述频率偏差假设分别等于、，其中，并且是所述接收符号的数据速率，并且其中所述获得（230）包括从所述频率偏差假设中选择对应于具有最大绝对值或绝对值平方的输出值的假设。
16.如权利要求1-15中任一权利要求所述的方法，其特征还在于，补偿所述接收信号中的所述估计的瞬时频率偏差，并将所述补偿的信号输出到前端解调器。
17.如权利要求1-16中任一权利要求所述的方法，其中所述接收信号是蓝牙远程（BLR）信号。
18.一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的频率偏差估计器（20，40），其中所述频率偏差估计器（20，40）配置成：
从跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块；
对跨越所述导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT），所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块；以及
基于所得FFT或DFT输出而获得所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。
19.如权利要求18所述的频率偏差估计器，配置成执行权利要求2-8中任一权利要求所述的方法。
20.如权利要求18所述的频率偏差估计器，其中所述估计器还配置成：根据所述接收信号的调制方案的一个或多个特性以及所述连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对所述集合进行相位旋转；并对相位旋转的所述集合应用所述FFT或DFT。
21.一种用于估计接收信号中的瞬时频率偏差的频率偏差估计器（30，40），其中所述频率偏差估计器（30，40）配置成：
根据所述接收信号的调制方案的一个或多个特性以及连续接收信号样本的集合内的一个或多个导频符号的值对所述集合进行相位旋转；
对相位旋转的连续接收信号样本的所述集合应用快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT）；以及
基于所得FFT或DFT输出而获得所述接收信号中的瞬时频率偏差估计。
22.如权利要求19-21中任一权利要求所述的频率偏差估计器，配置成执行权利要求11-13中任一权利要求所述的方法。
23.如权利要求17-22中任一权利要求所述的频率偏差估计器，配置成执行权利要求14-17中任一权利要求所述的方法。
24.一种接收器（70），包括权利要求18-23中任一权利要求所述的频率偏差估计器（20，30，40）。
25.一种包括指令的计算机程序，所述指令在由频率偏差估计器（20，30，40）的至少一个处理器执行时使得所述估计器（20，30，40）进行权利要求1-17中任一权利要求所述的方法。
26.一种包含权利要求25的计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。
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