TW586325B - Doppler spread/velocity estimation in mobile wireless communication devices and methods therefor - Google Patents
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Description
586325 A7
發明領域 本發明-般與行動無線通信裝置有關，特別是與對行動 無線通信裝置中之都卜勒展頻/速度作估計有關。 發明背景 許多蜂巢式通信系統的效能是與_個行動無線通信臺或 裝置對-些未知參數，例如’在第三代蜂巢式通信系統中 的衰褪頻道係數，的估計精確度有關。 參數估計之不精確的一個重要的來源是當行動站臺在移 動中所經歷到的都卜勒展現象。在一些蜂巢式通信系統内 的頻道估計，例如，需要對在此行動臺所接收到的導航信 號作濾波。此濾波器的最佳頻寬是與此都卜勒展頻有關。 速度是與頻率成比例，因此也與都卜勒展頻成比例。在 行動無線通彳§裝置中精確的都卜勒展頻知識對將較慢的行 動臺指定到微-單元和將較快的行動臺指定到微·單元，和作 相對精密功率控制測量等都有用。 如何根據在行動臺所接收到的信號的大小平方的自變異 來估汁都卜勒展頻已是為人所知。這種方法的一個問題是 估計器退化，此是由與在遲滯量〇上的大小平方所估計出之 自變異有關的不良之雜訊免疫力所導致。此先前技藝方法 的另一問題是其是根據此接收信號的大小平方的第一和第 二階動差的估計，而此估計基本上是此信號的第二和第四 階的動差。此接收信號的更高階的動差一般是比其較低階 的動差更難來估計，而且因而根據此接收信號的大小平方 的第一和第二階動差的估計之先前技藝都卜勒展頻估計是 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 586325 A7 _______B7 五、發明説ϋΤ ) ~— 更容易不精確，如此可能導致不良的系統效能。 對於那些熟習此項技藝者，在仔細的對如下所描述伴隨 著圖示的本發明的詳細說明的仔細思考後，則會對本發明 的不同的方面，特色和優點有充分的了解。 圖示簡單說明 圖1是一個包含一行動無線通信裝置的通信系統，其都卜 勒展頻是依照本發明的實施例來做估計。 圖2是用以決定都卜勒展頻的處理流程圖。 圖J是幾個本發明和先前技藝的實施例的相對偏壓針對信 號雜訊比（SNR)效能的圖示。 圖4疋幾個本發明和先前技藝的實施例的相對均方誤差 (RMSE)針對信號雜訊&(SNr)效能的圖示。 本發明的詳細說明 在本發明中，針對例如蜂巢式電話手機，個人數位助 理，無線啟動電腦等之行動無線通信裝置中之都卜勒展頻 作估計。 在一實施例中，此都卜勒展頻的估計是根據傳送信號的 頻道之脈衝響應的估計出來的自相關聯函數的實數部分來 作。在此針對此估計出來的自相關聯函數的更進一步參考 是參考其實數部分。而且在另一實施例中，都卜勒展頻估 計是根據傳送信號的頻道它脈衝響應大小平方的估計出來 的自共變異函數的實數部分來作。本發明的都卜勒展頻估 計具有在先前技藝上的其它優點外之改良的雜訊免疫力。 圖2中的方塊2 0 0中，其自相關聯或自共變異被估計。自 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 相關聯或自共變異的估計_和甚p A k ^ ^ ^ot叙疋已知的。例如在窄頻通信 系統中，此自相關聯或自it轡昱、了鉍 飞曰/、又異函數可以根據在行動無線 通信裝置中接收到的信號而得到。 在TDMA系統中，此估計出的此自共變異或自相關聯函 數可以根據在此無線行動通信裝置中的一個適應性等化器 的輸出或某些其它電路部分而得到。 在一實施例中，如圖1中作範例用的CDMA或WCDMA接 收器1 0 0所示的’一估計出的自相關聯函數是根據與一耙式 接收器110的一特殊路徑有關的一個或多個耙式手指A_N的 I和/或Q信號成分而得到。在另一實施例中，一估計出的自 共變異函數是根據與一耙式接收器110的一個或多個這些耙 式手“的I和Q彳§號成分而得到。此外，一估計出的自共變 異函數也可以根據一耙式接收器11〇的輸出，繞線而得到。 如圖1中作範例用的裝置100通常包含一個放大器12〇和 其它元#，包含為一本地處理器丨5 〇所控制的一個基頻處理 态，一數位信號處理器，一顯示器和一些輸入，其中某些 並未在圖中顯示但在這類技藝中為眾人所熟知，例如一可 程式化的DSP或專用的硬體電路像一個as 1C或其它處理器 或是那些熟習此項技藝者所知的元件之組合等。 在本發明的一實施例中，此自相關聯函數是根據一個信 號的同相或者正交成分來估計，而在另一個實施例中，此 自相關聯函數是同時根據一個信號的同相和正交成分這兩 者來估計。然而在另一個實施例中，此自共變異函數是根 據一個信號的大小平方來估計。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Λ4規格(210X297公釐）
Claims (1)
- 586325 /- a a as 93. 2. -6 ,T 弟091109131號專利申請案 B8 年月一::；；士 _中文申凊專利範圍替換本(93年2月）篇____ 六、申請專利範圍 ~ 1. 一種用以估計在行動無線通信裝置中之都卜勒展頻的 法，包含： 針對一第一遲滯量和一第二遲滯量估計由一頻道的脈 衝響應所估計出的自相關聯值，該第二遲滯量之大小大 於第一遲滯量之大小； 由一第一差和一第二差之間決定出一第一比例； 該第一差為由該第一遲滯量上所估計出的值以及為由 该第二遲滞量上所估計出的值之間的差， 該第二差是一第一乘積和一第二乘積之間的差，該第 一乘積是第二遲滯量的平方以及在第一遲滯量上所估計 出的值之兩者乘積，該第二乘積是第一遲滯量的平方以 及在第二遲滯量上所估計出的值之兩者乘積； 如果該第一比例大於零，則決定出該第一比例的平方 根； 決疋與该第一比例的平方根成比例之都卜勒展頻。 2.如申請專利範圍第1項之方法，如果該第一比例小於零， 則決定出該第一比例的絕對值之平方根。 3 ·如申清專利範圍第1項之方法，如果該第一比例小於零， 則將該第一比例的值設定為零。 4 ·如申凊專利範圍第1項之方法，將該第一比例的平方根乘 以第二比例以決定該都卜勒展頻，該第二比例是冗和τ的 乘積的倒數，其中Τ是一處理速率的倒數。 5 ·如申凊專利範圍第1項之方法，根據一個信號的同相和正 交成分來估計出自相關聯。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公 6 .如申請專利範圍第1頊 、之方法’根據該信號的同相或正交 成分中的-種來估計出自相關聯。 、種用以估st在行動無線通信裝置中之都卜勒展頻的方 法，包含·· 針對帛非零遲滞量和一第二遲滯量估計一由頻道 脈衝響應大小之平方所估計出的自共變異值，該第二遲 滯量的大小大於該第_遲滯量的大小； 於第-差和第二差之間決定出一第一比例， 該第一差為由該第一遲滯量上所估計出的值以及為由 該第二遲滯量上所估計出的值之間的差， 該第二差為一第一乘積及一第二乘積之間的差，該第 一乘積是第二遲滯量的平方以及在第一遲滯量上所估計 出的值之兩者乘積，該第二乘積是第一遲滯量的平方以 及在第二遲滯量上所估計出的值之兩者乘積； 如果該第一比例大於零，則決定出該第一比例的平方 根； 決定與該第一比例的平方根成比例的都卜勒展頻。 8·如申請專利範圍第7項之方法，如果該第一比例小於零， 則決定出該第一比例的絕對值之平方根。 9 .如申請專利範圍第7項之方法，如果該第一比例小於零， 則將該第一比例的值設定為零。 10.如申請專利範圍第7項之方法，將該第一比例的平方根 乘以該第二比例以決定該都卜勒展頻，該第二比例是一 的平方根除以2 7Γ和T的乘積的一個比例，其中τ是一處 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 、申請專利範園 理速率的倒數。 u·一種行動無線通信裝置，包含·· 用以決定一大於零的第一比例的平方根之構件， —該第一比例由方程式[0⑻_ 0 (m)]/ [m、⑻-（m)]所 定義， 其中，0(n)是一頻道在一第一遲滯量n上的脈衝響應 所估計出的自相關聯估計值，0(m)是在一第二遲滯量m 上所估計出的自相關聯估計值， 该第二遲滯量m的大小大於第一遲滯量n的大小； 一用以決定與該第一比例的平方根成比例的都卜勒展 頻之構件，如該第一比例大於零。 12·如申請專利範圍第11項之裝置，更包含一如果該第一比 例小於零時，用以決定該第一比例的絕對值之平方根之 構件。 13.如申請專利範圍第1]t項之裝置，更包含一如果該第一比 例小於零時，用以決定將該第一比例的值設定為零之構 件。 14·如申請專利範圍第n項之裝置，藉由一乘法因子以調整 該第一比例的平方根之大小，該乘法因子是7Γ和T的乘積 的倒數，其中T是一處理速率的倒數。 15. 如申請專利範圍第11項之裝置，更包含具有多個耙式手 指之一耙式接收器，及用以估計來自一個或多個該等耙 式手指之一輸出之自相關聯之構件。 16. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，更包含一根據一接收信 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 3 6 8 5號的同相和正交成分以估計出自相關聯之構件。 17.如申請專利範圍第U項之裝置，更包含—根據一接收信 號的同相或正交成分以估計出自相關聯之構件。 18·—種行動無線通信裝置，包含： 用以決定_大於零的第一比例的平方根之構件， 該第—比例由方程式[0(n)- 0(m)]/ [m.0(n) n> (m)]所定義， 其中0( η)是一頻道在一第一遲滯量11上的脈衝響應大 小平方所估計出的自共變異之估計值， 0 (m)是在第二遲滯量^上所估計出的自共變異之估計 值， 該第二遲滯量m的大小大於第一遲滯量η的大小； 用以決定出與該第一比例的平方根成比例的都卜勒展 頻之構件，如該第一比例大於零時。 19·如申請專利範圍第18項之裝置，藉由一乘法因子以調整 該第一比例的平方根的大小，該乘法因子是二的平方根 除以一個乘積2ττΤ，其中Τ是一處理速率的倒數。 20. 如申請專利範圍第18項之裝置，更包含一耙式接收器， 用以估計來自該乾式接收器的一輸出之自共變異之構 件。 21. 如申請專利範圍第18項之裝置，更包含具有多個耙式手 指之一耙式接收器，用以估計來自一個或多個該等耙式 手指之一輸出的自共變異之構件。 22·如申請專利範圍第18項之裝置，更包含一根據一接收信 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）586325 六、申請專利範固 補 ： 號的同相和正交成分以估計 23. 如申請專利範圍第18 罢、變異之構件。 24. 如：：專利範圍第18項之裝置，更包含一將該第一比例 值。又定為零之構件,如果該第一比例小於零時。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 586325 第091109131號專利申請案 中文圖式替換頁(93年2月） Ν〇 240 s 2* $ sif进芩m>»淹驷一 586325 9a 2. 年月Q 補允 第091109131號專利申請案 中文圖式替換頁(93年2月） 心 cn S3 10 cn 相對偏壓 丄 丄 I ζ»η cn盆筇恭阔芩3>>^/恭(6.03 Hz) ^部^餘相對均方誤差的平方根(％) 一 ο 一一 一一一 a in〇 -p* 〇r> oo o ro tfl^^lfltb (dB)m* 蓥該；ILS卡；$·；{翠 3>>:1/^(6shz) -18 -
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