[发明专利]多普勒频率的估测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传输技术领域，特别涉及一种用于多普勒频率的估测系 统及方法。

背景技术

由于传送端和接收端的相对运动，使得无线传输通道会动态地改变，无线 传输通道的时变特性的统计量与多普勒频谱有着密切的关系。该多普勒频谱通 过对一通道脉冲回应的自相关函数(autocorrelation function)执行傅立叶变换 而产生，亦称为多普勒扩展(Doppler spread)，其中，多普勒扩展与传送端和 接收端的相对运动速度成正比。

由于多普勒效应会使通道的特性随着时间而改变，进而增加信号品质的不 确定性。同时，多普勒扩展会在接收端产生频率偏移效应，增加接收端的误比 特率(Bit Error Rate，BER)。故估测多普勒扩展及接收端的运动速度会直接影 响到移动式无线通讯系统的性能。例如：在IS-05、WCDMA、及CDMA2000 等码分多址系统(CDMA)中，接收端的运动速度作为切换手机制式参考的重 要参数。在OFDM系统中，准确的估测多普勒扩展及接收端的运动速度有助于 接收端的同步估测及时变通道的估测。

美国专利USP6,563,861号使用傅立叶变换以直接估测一多普勒频谱的最大 频宽。图1为现有技术使用傅立叶变换以直接估测一多普勒频谱的最大频宽的 结构示意图。如图1所示，乘法器26接收采样输入信号r_n，并乘上传输符元以产生对应的自相关函数，再通过一低通滤波器28去除高频噪声。第二处理模 组30执行快速傅立叶变换，以将自相关函数转换至频率域，从而产生一信号频 谱。第三处理模组32具有多个频率域的相关器(Correlator)，其中，每一个相 关器系对该信号频谱的频带(Band)与多普勒频谱的频带执行相关运算 (Correlation)，以产生一相似比率计量(likelihood ratio metric)。最大值模组 34则选择最大的相似比率计量对应的频率，作为一估测多普勒频率。

上述技术虽可直接估测出一估测多普勒频率，然而，由于接收端运动速度 的限制，一般多普勒频率约为几十赫兹至1.5K赫兹(Hz)，为能准确估测多普 勒频率，第二处理模组30执行快速傅立叶变换时，其傅立叶变换的解析度需求 较大，亦即在频率域需要处理的资料量变得很多，进而增加整个系统成本。然 而，若将第二处理模组30的傅立叶变换的解析度降低，虽可减少资料量，但是 却无法准确地估测接收端的多普勒频率，进而影响系统的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多普勒频率的估测系统，降低 处理的资料量、节省系统成本，同时能准确且快速地估测多普勒频率。

本发明的另一目的在于提供一种多普勒频率的估测方法，降低处理的资料 量、节省系统成本，同时能准确且快速地估测多普勒频率。

为实现本发明目的，本发明提出一种多普勒频率的估测系统，包含一基础 基底投影装置、一多项式产生装置、及一极值决定装置。基础基底投影装置接 收多个通道取样信号，并将多个通道取样信号投影至一组正交基底，以产生多 个通道相关向量。多项式产生装置连接至基础基底投影装置，依据多个通道相 关向量、一估测频道包络至噪声干扰功率比率、及一频道包络功率，以产生一 个目标多项式。极值决定装置连接至多项式产生装置，以决定目标多项式的极 值，并输出该极值对应的一频率作为一估测多普勒频率。

为实现本发明的另一目的，本发明提出一种多普勒频率的估测方法，包含： 一基础基底投影步骤，用以接收多个通道取样信号，并将多个通道取样信号投 影至一组正交基底，以产生多个通道相关向量；一多项式产生步骤，依据多个 通道相关向量、一估测频道包络至噪声干扰功率比率、及一频道包络功率，以 产生一个目标多项式；一极值决定步骤，决定目标多项式的极值，并输出该极 值对应的一频率作为一估测多普勒频率。

由上述技术方案可见，本发明的多普勒频率的估测系统及方法，可以降低 处理的资料量、节省系统成本，同时能准确且快速地估测多普勒频率，能估测 一移动装置的多普勒频率，而无需大量地计算。

附图说明

图1为现有技术使用傅立叶变换以直接估测一多普勒频谱的最大频宽的结 构示意图。

图2为本发明多普勒频率的估测系统的结构示意图。

图3为本发明基础基底投影装置的结构示意图。