用于估计频率误差的方法和装置制造方法及图纸

一种用于确定体现为一系列值的频率误差的方法，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该方法包括:以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；以及根据使用第一和第二间隔产生的组合值确定频率误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计频率误差的方法和装置
本专利技术涉及用于确定频率误差的方法，所述频率误差可以是无线通信网络内的发射器和接收器之间的频率误差。
技术介绍
通信可被布置为包括用于同步的前同步码和其后的数据有效负载的帧的形式。前同步码可以包括接收器知道的同步字的多个重复。为了检测帧的开始，接收器必须在存在噪声的情况下检测这种重复模式。接收器一般不具有关于它和发射器之间的频率误差或者信道脉冲响应的先验知识。对帧的开始的准确并且快速的检测的益处包括允许系统减小每一个帧内所需的前同步码的长度，允许接收器将更多的接收的前同步码数据专门用于频率或者信道估计，并且改进总检测率。前同步码检测的目标是检测何时出现帧，即，相关器的输出处何时存在信道。在一个方法中，接收的样本最初被与同步字相关联。图1示出了这个阶段的示例输出，其中z是相关器的输出。某些延迟产生相关器输出中的峰值。在图1中，5个样本的延迟产生最高峰值。同步字为L个样本长，并且因此该峰值每L个样本重复自身。这些峰值中的每一个表示信道脉冲响应的估计。图1示出了发射器和接收器之间不存在频率误差，并且信道不随前同步码的长度显著改变时的相关器输出的示例。因此，这些峰值以L个样本的规则间距重复自身。在实际系统中，发射器和接收器之间可能存在接收器不知道的频率误差，在这种情况下信道脉冲响应仍然重复，但是存在同步字之间的为止的相移。如果没有对频率偏移的准确估算，则接收器很难正确地解调传输的数据。符号星座图(symbolconstellation)中的累积旋转可以导致显著的误差。因此准确地估算频率偏移是重要的。一般地，这通过检查接收的前同步码，并且寻找前同步码中的符号之间的复角的变化率实现。估算频率偏移的已有方案或是限制频率捕获范围并且是计算密集的，或是不能在低信噪比(SNR)时很好地执行。特别地，由于影响角度估计的噪声，较简单的估计器往往受低SNR的影响。反正切函数(其是频率偏移估计中的一个重要操作)的输入的噪声使得反正切函数的输出在低SNR时几乎均匀地分布在+/-π之间(在高SNR时，它近似是输入信号的期望角周围的高斯分布)。这意味着很难在低SNR时准确地估算偏移。因此，需要一种用于估算频率偏移的改进的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的第一实施例，提供了一种用于确定体现为一系列值的频率误差的方法，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该方法包括:以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；以及根据使用第一和第二间隔产生的组合值确定频率误差。所述一系列值中的每一个值可以表示接收的信号和已知序列之间的比较。所述一系列值可以体现发射器和接收器之间的频率误差，并且所述方法包括通过把接收器从发射器接收的信号与已知序列进行比较来产生所述一系列值。所述方法可以包括通过以下步骤把接收的信号与所述已知序列进行比较:选择接收的信号的一部分；执行选择的部分和所述已知序列之间的相关操作；以及指定所述相关的结果作为所述系列中的值。相位分量在所述系列上的变化可以反映所述接收的信号由于所述频率误差而相对于所述已知序列的旋转增大。相位分量可以在所述系列上大体线性地随时间改变。该方法可以包括通过执行选定值中的每一个及其相应的其它值之间的相关操作，以选定值中的每一个的相应的其它值处理选定值中的每一个。该方法可以包括相干地组合经处理的值。所述一系列值中的每一个可以包括需要的分量和噪声，并且该方法可以包括处理该一系列值和组合经处理的值，从而使得需要的分量被相干地组合，并且噪声被不相干地组合，由此这样产生的组合值形成第二系列值，该第二系列值体现频率误差，但是其中与所述一系列值相比，需要的分量与噪声的比例得以改进。确定频率误差可以包括确定包含在使用第一间隔产生的组合值中的相位分量和包含在使用第二间隔产生的组合值中的相位分量之间的差。确定相位分量的差可以包括把使用第一和第二间隔产生的组合值中的一个乘以使用第一和第二间隔产生的组合值中的另一个的复共轭。该方法可以包括以相同的选定值但是以不同于第一和第二间隔的第三间隔，重复处理和组合。该方法可以包括确定包含在使用第三间隔产生的组合值中的相位分量和包含在使用第二间隔产生的组合值中的相位分量和/或包含在使用第一间隔产生的组合值中的相位分量之间的一个或多个差。该方法可以包括确定把使用第一、第二和第三间隔产生的组合值上的相位变化联系起来的线性关系。确定所述线性关系可以包括将所述组合值上的相位变化视为一条直线的表示，并且确定该直线的斜率。该方法可以包括根据该直线的斜率确定频率误差。根据本专利技术的第二实施例，提供了一种用于确定体现为一系列值的频率误差的装置，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该装置被构造为:以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；以及根据使用第一和第二间隔产生的组合值确定频率误差。该装置可被包含在操作于无线通信网络中的接收器内。附图说明为了更好地理解本专利技术，以示例的方式参考下面的附图，其中:图1示出了典型的同步前同步码以及该同步前同步码的每一个部分Sk的互相关的输出的例子；图2示出了前同步码检测方案中所涉及的处理块的例子；图3示出了可被包括在用于确定频率误差的装置中的处理块的例子；图4示出了用于确定频率误差的方法的例子；图5示出了用于自相关处理的延迟线路的例子；图6示出了相位差和相位解缠处理的布置的例子；图7示出了根据原始系列形成的体现频率误差的一系列新值的例子；图8示出了噪声数据的线性拟合的例子。具体实施方式给出下面的描述，以便使得本领域的任意技术人员能够实现和使用该系统，并且在特定应用的上下文中提供下面的描述。对公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。此处定义的一般原理可被应用于其它实施例和应用，而不脱离本专利技术的精神和范围。因此，本专利技术不旨在局限于示出的实施例，而是与此处公开的原理和特征一致的最宽范围一致。一个实施例涉及一种用于确定体现为一系列值中的频率误差的方法。适当地，每一个值包括相位分量，并且作为频率误差的结果，所述相位分量在该系列上改变。所述方法可以提供产生第二系列值的方法，第二系列值保持原始系列的相位变化，但是具有改进的信噪比，使得能够更加准确并且更加可靠地检测频率误差。这可被通过以所述系列中的另一个值处理每一个值实现。优选地，被一起处理的值在所述系列中具有相对于彼此的相同位置。例如，每一个值可被以该系列中它前面紧临的值处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定体现为一系列值的频率误差的方法，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该方法包括:以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；以及根据使用第一和第二间隔产生的组合值确定频率误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.11 GB 1208245.91.一种用于确定体现为一系列值的频率误差的方法，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该方法包括:以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔和不同于第一、第二间隔的第三间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；确定把使用第一、第二和第三间隔产生的组合值上的相位变化联系起来的线性关系；以及根据所述线性关系，确定频率误差。2.如权利要求1所述的方法，其中所述一系列值中的每一个值表示接收的信号和已知序列之间的比较。3.如权利要求1所述的方法，其中所述一系列值体现发射器和接收器之间的频率误差，并且所述方法包括通过把接收器从发射器接收的信号与已知序列进行比较来产生所述一系列值。4.如权利要求2所述的方法，包括通过以下步骤把接收的信号与所述已知序列进行比较:选择接收的信号的一部分；执行选择的部分和所述已知序列之间的相关操作；以及指定所述相关的结果作为所述系列中的值。5.如权利要求2所述的方法，其中相位分量在所述系列上的变化反映所述接收的信号由于所述频率误差而相对于所述已知序列的旋转增大。6.如权利要求1所述的方法，其中相位分量在所述系列上大体线性地随时间改变。7.如权利要求1所述的方法，包括通过执行选定值中的每一个及其相应的其它值之间的相关操作，以选定值中的每一个的相应的其它值处理选定值中的每一个。8.如权利要求1所述的方法，包括相干地组合经处理的值。9.如权利要求8所述的方法，其中所述一系列值中的每一个包括需要的分量和噪声，并且该方法包括处理该一系列值和组合经处理的值，从而使得需要的分量被相干地组合，并且噪声被不相干地组合，由此这样产生的组合值形成第二系列值，该第二系列值体现频率误差，但是其中与所述一系列值相比，需要的分量与噪声的比例得以改进。10.如权利要求1所述的方法，其中确定频率误差包括确定包含在使用第一间隔产生的组合值中的相位分量和包含在使用第二间隔产生的组合值中的相位分量之间的差。11.如权利要求10所述的方法，其中确定相位分量的差包括把使用第一和第二间隔产生的组合值中的一个乘以使用第一和第二间隔产生的组合值中的另一个的复共轭。12.如权利要求1所述的方法，包括确定包含在使用第三间隔产生的组合值中的相位分量和包含在使用第二间隔产生的组合值中的相位分量和/或包含在使用第一间隔产生的组合值中的相位分量之间的一个或多个差。13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中确定所述线性关系包括将所述组合值上的相位变化视为一条直线的表示，并且确定该直线的斜率。14.如权利要求13所述的方法，包括根据所述直线的斜率确定频率误差。15.一种用于确定体现为一系列值的频率误差的装置，每一个值包括相位分量，通过这些相位分量在该系列上的变化确定该频率误差，该装置包括:处理模块，用于执行下列步骤：以所述系列中的其它值处理两个或更多个选定值中的每一个，每一个其它值以第一间隔与其相应的选定值间隔开，以便产生经处理的值，所有经处理的值包括大体上相同的相位分量；组合所述经处理的值以便产生包括与所述经处理的值大体相同的相位分量的组合值；以相同的选定值但是以不同于第一间隔的第二间隔和不同于第一、第二间隔的第三间隔重复处理和组合，以便产生包括与使用第一间隔产生的组合值不同的相位分量的、反映所述频率误差的组合值；确定把使用第一、第二和第三间隔产生的组合值上的相位变化联系起来的线性关系；以及根据所述线性关系，确定频率误差。16.如权利要求15所述的装置，所述处理模块还用于：通过把接收器从发射器接收的信号与已知序列进行比较来产生所述一系列值，从而形成所述一系列值使得该一系列值体现发射器和接收器之间的频率误差。17.如权利要求16所述的装置，所述处理模块还用于：通过以下方式把接收的信号与所述已知序列进行比较:选择接收的信号的一部分；执行选择的部分和所述已知序列之间的相关操作；以及指定所述相关的结果作为所述系列中的值。18.如权利要求15所述的装置，所述处理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·扬，B·加夫尼，
申请(专利权)人：纽尔有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB