[发明专利]多普勒扩展估计系统

说明书

发明领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及无线通信系统中多普勒扩展估计的方法和设备。

发明背景

在无线移动通信系统中，传输信道会随时间而变化。这是由发射机和/或接收机的移动性所致。传输信道中的变化的特征在于多普勒频谱。多普勒频谱是信道时间脉冲响应的自相关函数的傅里叶变换。在“微波移动通信”(W.C.Jakes，Jr.，ed.，New York：Wiley，1974，IEEEPress，1994)和“无线通信”(Theodore S.Rappaport，Prentice Hall PTR，1996)中，多普勒频谱的宽度被称作多普勒扩展。多普勒扩展通常被用作信道变化率或衰落率的量度。

经常需要对多普勒扩展进行估计。例如，为了自适应地优化接收机中的相干检测器，自适应算法的参数被处理为估计多普勒扩展的函数。而且在蜂窝式移动电话系统中，如果对多普勒扩展的估计可用，便可以增强越区切换处理。这就避免了快速移动用户对微小区的越区切换。

美国专利No.4723303和5016017讨论了多普勒扩展估计的使用。这两个专利说明了从接收信号本身来估计多普勒扩展。但是，对于不稳定接收信号，这些方法无法获得良好的估计。“衰落移动无线电信道的自适应均衡”(Lars Lindbom，Tchn.Lic.Thesis No.UPTEC92124R，November 1992，Department of Technology，UppsalaUniversity，Uppsala，Sweden)一文公开了一种从信道估计序列来估计多普勒扩展的方法。这种方法利用信道估计的差别(differential)，所述差别包括两个时间点间差值。但是，差别本身通常就有干扰并且需要求平均。结果，所述平均产生多普勒扩展的偏离估计。

另外一种建议通过最终多普勒扩展估计所控制的自适应滤波器来改善多普勒估计。但是，这增加了接收机的复杂度，同时估计还是有偏离。

本发明以简单新颖的方式来解决上述一个或多个问题。

发明概述

按照本发明，提供一种接收机多普勒扩展估计器，它利用对非稳定接收信号的稳定化。

概括来说，按照本发明的一个方面，公开了一种多普勒扩展估计器，它包括接收装置，所述接收装置用于通过因衰落而随时间变化的传输信道来接收信号，并将这些信号转换成数字抽样用于处理。第一处理装置可操作地与接收装置相关联，用于稳定数字抽样。第二处理装置可操作地与第一处理装置相关联，用于估计被稳定数字抽样的频谱密度。第三处理装置可操作地连接到第二处理装置，用于将频谱密度估计与同多个多普勒扩展值的假定对应的函数相关联，以便选择一个多普勒扩展值作为实际多普勒扩展的估计。

本发明的一个特征是接收装置适合于接收码分多址(CDMA)信号。

本发明的另一个特征是直接从CDMA信号获取信道系数。

本发明的另一个特征是接收装置适合于接收包含有已知CDMA扩频码扩频的导频符号的信号。

本发明的另一个特征是接收信号表示发送符号的序列，并且第一处理装置包括混频器，用于将数字抽样与发送符号的复共轭进行混合。发送符号的复共轭是从信道估计器得到的。

本发明的另一个特征是第一处理装置包括低通滤波器。

本发明的另一个特征是第二处理装置产生表示频谱成份的矢量数据。

本发明的另一个特征是第三处理装置包括多信道相关器。相关器计算估计频谱密度和与多个多普勒扩展值的假定对应的加权函数之间的相关性。第三处理装置包括选择器，用于选择产生最高相关值的假定。

按照本发明的另一个方面，公开了一种接收设备多普勒扩展估计器，它包括接收机，该接收机用于通过因衰落而随时间变化的传输信道来接收信号并将这些信号转换成数字抽样用于处理。可操作地与接收机相关联的稳定器用于稳定数字抽样。估计器可操作地与稳定器相关联，用于估计被稳定数字抽样的频谱密度。相关器可操作地连接到估计器，用于将频谱密度估计与同多个多普勒扩展值的假定对应的函数相关联，以便选择一个多普勒扩展值作为实际多普勒扩展的估计。

按照本发明的另一个方面，公开了一种用于估计接收信号的多普勒扩展的方法，它包括以下步骤：通过因衰落而随时间变化的传输信道来接收信号，并将这些信号转换成数字抽样用于处理；稳定数字抽样；估计被稳定数字抽样的频谱密度；以及将频谱密度估计与同多个多普勒扩展值的假定对应的函数相关联，以便选择一个多普勒扩展值作为实际多普勒扩展的估计。