[發(fā)明專利]最大多普勒頻偏的估計(jì)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910146428.6
• 申請(qǐng)日: 2009-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN101909024A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚揚(yáng)中;曹南山;李強(qiáng);邱寧;張濤;游月意
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種最大多普勒頻偏的估計(jì)方法和裝置。

背景技術(shù)

目前，正交頻分復(fù)用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，簡(jiǎn)稱為OFDM)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各種無線通信系統(tǒng)中，例如，數(shù)字視頻廣播(Digital?Video?Broadcasting，簡(jiǎn)稱為DVB)、無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless?Local?Area?Network，簡(jiǎn)稱為WLAN)、中國(guó)移動(dòng)多媒體視頻廣播(China?Mobile?Multimedia?Broadcasting，簡(jiǎn)稱為CMMB)等。這些系統(tǒng)要求能有效工作在各種信道環(huán)境中，例如，適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)各種速度范圍、各種的載波頻率、各種時(shí)間遲延、和信噪比(Signal?Noise?Ratio，簡(jiǎn)稱為SNR)。因此，預(yù)先判斷信道質(zhì)量和變化快慢是非常重要的，隨著信道環(huán)境的連續(xù)變化，需要能自適用地選擇系統(tǒng)參數(shù)。

在無線移動(dòng)通信中，由于發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的高速移動(dòng)，會(huì)引起多普勒頻率擴(kuò)展，這會(huì)影響信號(hào)的正確接收而且在眾多的自適應(yīng)鏈路傳輸系統(tǒng)中，系統(tǒng)也需要獲得信道中的參數(shù)信息。例如，OFDM系統(tǒng)的二維維納濾波信道估計(jì)方法需要知道信道的多普勒頻偏大小。通過一帶寬與多普勒最大多普勒頻偏相同的低通濾波器對(duì)導(dǎo)頻濾波，可以改善該估算結(jié)果，且所需的發(fā)射功率比較低。

在相關(guān)技術(shù)中，對(duì)獲取多頻偏信息提出了的各種算法包括：自相關(guān)法、電平交叉率法、分集交換率法等，其中，自相關(guān)法受信道噪聲影響，需要預(yù)先準(zhǔn)確估計(jì)出信道的信噪比，而且自相關(guān)法低信噪比下性能很差。事實(shí)上，噪聲的自相關(guān)函數(shù)是δ函數(shù)，而自相關(guān)法估計(jì)信號(hào)能量時(shí)，需要知道噪聲大小，才能去掉噪聲帶來的估計(jì)偏差，即使在準(zhǔn)確知道噪聲信噪比的情況下，在低信噪比時(shí)，估計(jì)值的穩(wěn)定性差；而電平交叉率法、分集交換率法只能粗略地估計(jì)出多普勒頻偏值，估計(jì)精度低。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中獲取多頻偏信息的算法估計(jì)值的穩(wěn)定性差或估計(jì)精度低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中獲取多頻偏信息的算法估計(jì)值的穩(wěn)定性差或估計(jì)精度低的問題而提出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改進(jìn)的最大多普勒頻偏的估計(jì)方案，以解決上述問題至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種最大多普勒頻偏的估計(jì)方法。

根據(jù)本發(fā)明的最大多普勒頻偏的估計(jì)方法包括：根據(jù)接收信號(hào)計(jì)算信道估計(jì)；計(jì)算信道估計(jì)的幅度譜，并對(duì)幅度譜進(jìn)行濾波處理；對(duì)濾波后的幅度譜進(jìn)行折疊平均，估計(jì)噪聲水平，計(jì)算檢測(cè)閾值，計(jì)算并輸出最大多普勒頻偏。

優(yōu)選地，通過以下公式對(duì)幅度譜進(jìn)行濾波處理：其中，h(k)為濾波器系數(shù)，mod(·，M)為對(duì)M進(jìn)行模運(yùn)算，M為FFT變換的點(diǎn)數(shù)，0≤k＜M。

優(yōu)選地，通過以下公式對(duì)濾波后的幅度譜進(jìn)行折疊平均：其中，為濾波后的幅度譜，mod(·，M)為對(duì)M進(jìn)行模運(yùn)算，

優(yōu)選地，估計(jì)噪聲水平包括：計(jì)算折疊平均后的幅度譜的最大值：其中，為折疊平均后的幅度譜；計(jì)算折疊平均后的幅度譜的部分頻譜的平均值：計(jì)算噪聲水平為

優(yōu)選地，計(jì)算檢測(cè)閾值包括：檢測(cè)閾值thr為其中，α為預(yù)設(shè)小于1的常數(shù)，為幅度譜的最大值，為折疊平均后的幅度譜中部分頻譜的平均值。

優(yōu)選地，計(jì)算最大多普勒頻偏包括：根據(jù)以下公式搜索出譜值大于閾值的最大索引其中，為折疊平均后的幅度譜，thr為檢測(cè)閾值，M為FFT變換的點(diǎn)數(shù)；根據(jù)最大索引k_edge計(jì)算最大多普勒頻偏f_d：其中，T為信道估計(jì)的采樣時(shí)間間隔。

優(yōu)選地，在根據(jù)最大索引k_edge計(jì)算最大多普勒頻偏f_d之前，上述方法還包括：根據(jù)以下公式對(duì)最大索引進(jìn)行線性內(nèi)插，得到修正后的最大索引k_edge，以便根據(jù)修正后的最大索引k_edge計(jì)算最大多普勒頻偏f_d：

優(yōu)選地，在根據(jù)最大索引k_edge計(jì)算最大多普勒頻偏f_d之后，上述方法還包括：根據(jù)噪聲水平和最大多普勒頻偏計(jì)算并更新濾波器系數(shù)。

優(yōu)選地，根據(jù)噪聲水平和最大多普勒頻偏計(jì)算并更新濾波器系數(shù)包括：判斷噪聲水平是否小于預(yù)設(shè)閾值TH，如果是，則設(shè)置濾波器系數(shù)為單位沖激函數(shù)；否則，設(shè)置濾波器系數(shù)的sigma值為σ＝β·(f_dMT)的高斯濾波器，并歸一化高斯濾波器。