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用于无线通信的电子设备以及无线通信方法技术

技术编号:15056783 阅读:128 留言:0更新日期:2017-04-06 02:52
本公开涉及用于无线通信的电子设备以及无线通信方法。该电子设备包括一个或更多个处理器。处理器被配置成:对多个天线的接收信号分别进行空域滤波;基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移;根据所估计的频率偏移以及空域滤波的参数,估计由接收信号的收发端间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏;以及根据所估计的多普勒频移对天线的发送信号进行频率预处理,并且/或者进行控制以将与所估计的多普勒频移有关的信息反馈给信号的发送端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及无线通信,更具体地,涉及用于无线通信的电子设备以及无线通信方法。
技术介绍
在快速时变信道环境下(例如高速铁路),由于收发端之间的相对移动而造成的多普勒效应会影响无线通信系统的性能。另外,在无线蜂窝移动通信系统中,为了抑制由于收发端频率不一致产生的载波频偏,通常采用自动频率校准技术通过测量接收信号的频率偏移来调整接收机本地振荡器的频率,藉此使得本地振荡器产生的频率和接收到信号的载波频率同步。在快速时变信道环境下,由于收发端频率不一致产生的载波频偏和由收发端间相对移动产生的多普勒频移对接收信号的影响方式是类似的。因此在接收端通过自动频率校准技术估计出来的频率偏移参数实质上既包括了由于收发端频率不一致产生的载波频偏也包括了由收发端间相对移动产生的多普勒频移。
技术实现思路
通常,为了降低信号接收端的多普勒效应,信号发送端利用由接收信号估计的多普勒参数来对发送信号进行频率预处理。在发送端,对发送信号进行频率预处理时,需要利用的参数是多普勒频移而非由于收发端频率不一致产生的载波频偏。在通常情况下,接收端振荡器和发送端振荡器之间的频率差异是不可避免地存在的。因此相关技术在对发送信号进行频率预处理时,因为对由收发端频率不一致产生的频偏和由收发端间相对移动产生的多普勒频移不能加以区分,从而不能抑制由于收发端间相对移动产生的多普勒频移对接收机性能的影响。另一方面,在无线蜂窝系统中采用基站发送信号方式实现无线网络覆盖。由于多普勒效应不但同收发端间相对移动速度有关,还与接收信号到达角有关。当移动台移动到基站附近和移动台在两个基站间进行切换时,多普勒频率变化非常大。这也是相关技术在快速时变信道环境下发生掉话和切换失败的主要原因之一。在下文中给出了关于本专利技术实施例的简要概述,以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解,以下概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分,也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。根据本专利技术的一个方面,一种用于无线通信的电子设备包括一个或更多个处理器。处理器被配置成:对多个天线的接收信号分别进行空域滤波;基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移;根据所估计的频率偏移以及空域滤波的参数,估计由接收信号的收发端间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏;以及根据所估计的多普勒频移对天线的发送信号进行频率预处理,并且/或者进行控制以将与所估计的多普勒频移有关的信息反馈给该接受信号的发送端。根据本专利技术的另一个方面,一种无线通信方法,包括:对多个天线的接收信号分别进行空域滤波;基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移;根据所估计的频率偏移以及空域滤波的参数,估计由接收信号的收发端间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏;以及根据所估计的多普勒频移对天线的发送信号进行频率预处理,并且/或者进行控制以将与所估计的多普勒频移有关的信息反馈给该接收信号的发送端。根据本专利技术实施例的方案有利于提高无线通信系统在快速时变信道环境下的吞吐率性能。附图说明本专利技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解,其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分,而且用来进一步举例说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中:图1是示出根据本专利技术一个实施例的用于无线通信的电子设备的配置示例的框图;图2是示出根据另一个实施例的用于无线通信的电子设备的配置示例的框图;图3是示出根据本专利技术一个实施例的无线通信方法的过程示例的流程图;图4是示出另一个实施例的无线通信方法的过程示例的流程图;图5是示出根据又一个实施例的无线通信方法的过程示例的流程图;图6是示出根据一个示例实施例的用户设备的配置示例的框图;图7是示出根据一个示例实施例的基站的配置示例的框图;图8是用于说明在一个示例实施例中在基站和用户设备之间进行的信息交互过程的示意图;图9是示出根据本专利技术一个实施例的用于无线通信的电子设备的配置示例的框图;图10是示出实现本公开的方法和设备的计算机的示例性结构的框图;图11是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图;图12是示出可以应用本公开内容的技术的eNB(演进型基站)的示意性配置的示例的框图;以及图13是可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。具体实施方式下面将参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意,为了清楚的目的,附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。如图1所示,根据一个实施例的用于无线通信的电子设备100包括一个或更多个处理器110,处理器110包括滤波单元111、第一估计单元113、第二估计单元115和预处理/控制单元117。需要指出的是,虽然附图中以独立的虚线框示出了处理器110中的滤波单元111、第一估计单元113、第二估计单元115和预处理/控制单元117,然而应理解,这些单元的功能也可以由处理器110作为一个整体来实现,而并不一定是通过处理器110中分立的实际部件来实现。另外,虽然图中以一个框示出处理器110,然而电子设备100可以包括多个处理器,可以将滤波单元111、第一估计单元113、第二估计单元115和预处理/控制单元117的功能分布到多个处理器中,从而由多个处理器协同操作来执行这些功能。滤波单元111被配置为对多个天线的接收信号分别进行空域滤波。具体来说,对与从多个天线上接收到的信号进行的空域滤波可以表示为:r=Fy等式1其中,y为长度为N的接收信号矢量,r为长度为N的滤波后信号矢量,F为大小为N×N的空域滤波矩阵,该空域滤波矩阵的第k行上的元素对应第k个空域滤波器系数,长度为N。各个空域滤波器系数可以通过诸如最小等效波数谱扩展等方法来确定。需要指出,这里进行的空域滤波的目的是为了在后续处理中对收发端之间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏进行联合估计而提供必要的信号维度。第一估计单元113被配置为基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移。第一估计单元113可以采用本领域已知的多种方式估计该频率偏移。例如,根据一个实施例,第一估计单元113可以通过基于训练序列的估计方法或基于信号统计信息的盲估计方法来估计相应接收信号的频率偏移,然而本专利技术不限于此。需要指出,第一估计单元113所估计的频率偏移可以包括由信号的收发端之间的相对运动产生的多普勒频移的成分以及由收发端频率不一致产生的载波频偏的成分。如前所述,根据相关技术,不能对上述两种频率偏移成分加以区分,并且有时简单地将这两种频率偏移成分的总和近似作为多普勒频移(例如被称为等效多普勒频移)进行后续处理。而本专利技术的方案使得能够对上述两种频率偏移成分进行联合估计,即能够分别估计出多普勒频移以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线通信的电子设备,包括:一个或更多个处理器,被配置成对多个天线的接收信号分别进行空域滤波;基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移;根据所估计的频率偏移以及所述空域滤波的参数,估计由所述接收信号的收发端间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏;以及根据所估计的多普勒频移对所述天线的发送信号进行频率预处理,并且/或者进行控制以将与所估计的多普勒频移有关的信息反馈给所述接收信号的发送端。

【技术特征摘要】
1.一种用于无线通信的电子设备,包括:一个或更多个处理器,被配置成对多个天线的接收信号分别进行空域滤波;基于各个天线的经空域滤波的信号估计相应接收信号的频率偏移;根据所估计的频率偏移以及所述空域滤波的参数,估计由所述接收信号的收发端间相对运动产生的多普勒频移以及由收发端频率不一致产生的载波频偏;以及根据所估计的多普勒频移对所述天线的发送信号进行频率预处理,并且/或者进行控制以将与所估计的多普勒频移有关的信息反馈给所述接收信号的发送端。2.根据权利要求1所述的电子设备,其中,根据所述频率偏移是所述多普勒频移和所述载波频偏的线性组合的关系来估计所述多普勒频移和所述载波频偏。3.根据权利要求2所述的电子设备,其中,通过加权最小二乘法估计所述多普勒频移和所述载波频偏,其中根据多个天线的经各个空域滤波后信号的信噪比进行所述加权。4.根据权利要求3所述的电子设备,其中,所述线性组合的关系是根据多个天线的经各个空域滤波后信号的信噪比、针对所述各个空域滤波的方向角以及所述接收信号的收发端的相对运动方向角θR确定的。5.根据权利要求4所述的电子设备,其中,利用观测矩阵和加权矩阵来计算所述多普勒频移和所述载波频偏的估计值,其中,所述观测矩阵与所述方向角以及所述方向角θR有关,所述加权矩阵与经空域滤波的信号的所述信噪比有关。6.根据权利要求5所述的电子设备,其中,所述观测矩阵是根据所述方向角以及所述方向角θR预先确定的。7.根据权利要求5所述的电子设备,其中,所述加权矩阵是基于逐帧估计的所述信噪比而确定的。8.根据权利要求1所述的电子设备,其中,通过基于训练序列的估计方法或基于信号统计信息的盲估计方法来估计所述频率偏移。9.根据权利要求3所述的电子设备,其中,通过自相关方法估计所述信噪比。10.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述处理器被配置成针对所述接收信号逐帧地进行所述多普勒频移和所述载波频偏的估计。11.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述频率预处理包括:对各个不同的空域方向采用不同的多普勒频移估计来进行预处理,且采用各个空域接收信号估计得到的信噪比对发送信号进行加权。12.根据权利要求1-11中任一项所述的电子设备,其中,所述处理器还被配置为:根据所估计的载波频偏对本地频率发生器的频率进行校准。13.根据权利要求1所述的电子设备,其中,与所估计的多普勒频移有关的信息还包含以下信息:经空域滤波的信号中信噪比最高的信号所对应的空域滤波方向角。14.根据权利要求1-11中任一项所述的电子设备,其中所述电子设备...

【专利技术属性】
技术研发人员:张在琛曾嵘魏宇欣孙晨
申请(专利权)人:索尼公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

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