用于同步通信系统的多扇区移动速率和多普勒估计的装置和方法 |
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| 申请号 | CN200980118351.X | 申请日 | 2009-06-10 | 公开(公告)号 | CN102027387B | 公开(公告)日 | 2013-06-19 |
| 申请人 | 高通股份有限公司; | 发明人 | M-C·蔡; J·P·沙哈; P·B·斯瑞尼瓦斯; | ||||
| 摘要 | 一种用于估计速率和多普勒 频率 的装置和方法，包括：在第一时间捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量；在第二时间和第三时间捕获来自第二和第三多个基站的第二和第三多个TOA测量；使用该第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量；使用这多个LOS距离测量确定多个速率估计和多个到达 角 (AOA)估计；使用这多个速率估计和这多个AOA估计确定多个多普勒频率估计；以及使用处理器来确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计，其中该第一、第二和第三多个TOA测量是关于这多个扇区捕获的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在无线通信系统中估计速率和多普勒频率的方法，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 用于同步通信系统的多扇区移动速率和多普勒估计的装置和方法 [0001] 根据35 U.S.C.§119要求优先权 [0002] 本专利申请要求于2008年6月11日提交且转让给本申请受让人并因而被明确援引纳入于此的题为“Multi-Sector Mobile Velocity and Doppler Estimate for Synchronous Systems(同步系统的多扇区移动速率和多普勒估计)”的临时申请No.61/060,703的优先权。 [0003] 领域 [0004] 本公开一般涉及用于速率和多普勒频率估计的装置和方法。本公开尤其涉及同步通信系统的多扇区移动速率和多普勒估计。 [0005] 背景 [0006] 无线通信系统向远离固定电信基础设施或正移动的移动用户提供各种通信服务。这些无线系统采用无线电传输将移动设备与服务区域中的各种基站互连。基站又连接至移动交换中心，后者将去往/来自移动设备的连接路由至诸如公共交换电话网(PSTN)、因特网等各种通信网络上的其他移动设备。以此方式，远离其固定站点或正移动的用户可接收诸如语音电话、寻呼、消息收发、电子邮件、数据传输、视频、web浏览等各种通信服务。 [0007] 由于对无线互连使用射频，因此所有移动用户必须对一组公共协议达成一致以共享分配给无线通信服务的稀缺无线电频谱。一种重要协议涉及用于将多个移动设备连接至无线通信网络的接入方法。各种接入方法包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、以及正交频分多址(OFDMA)。 [0008] 概述 [0009] 公开了供同步通信系统中的无线通信系统用于多扇区移动速率和多普勒估计的装置和方法。根据一方面，一种用于在无线通信系统中估计速率和多普勒频率的方法，该方法包括：使用接收机在第一时间捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量；使用该接收机在第二时间捕获来自第二多个基站的第二多个到达时间(TOA)测量；使用该接收机在第三时间捕获来自第三多个基站的第三多个到达时间(TOA)测量；使用该第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量；使用这多个LOS距离测量确定多个速率估计和多个到达角(AOA)估计；使用这多个速率估计和这多个到达角(AOA)估计确定多个多普勒频率估计；以及使用处理器来确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计，其中该第一、第二和第三多个TOA测量是关于这多个扇区捕获的。 [0010] 在另一方面，一种包括处理器和存储器的移动站，该存储器包含可由所述处理器执行以执行以下操作的程序代码：使用接收机在第一时间捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量；使用该接收机在第二时间捕获来自第二多个基站的第二多个到达时间(TOA)测量；使用该接收机在第三时间捕获来自第三多个基站的第三多个到达时间(TOA)测量；使用该第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量；使用这多个LOS距离测量确定多个速率估计和多个到达角(AOA)估计；使用这多个速率估计和这多个到达角(AOA)估计确定多个多普勒频率估计；以及使用处理器来确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计，其中该第一、第二和第三多个TOA测量是关于所述多个扇区捕获的。 [0011] 在另一方面，一种用于估计速率和多普勒频率的移动站，包括：用于在第一时间捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量的装置；用于在第二时间捕获来自第二多个基站的第二多个到达时间(TOA)测量的装置；用于在第三时间捕获来自第三多个基站的第三多个到达时间(TOA)测量的装置；用于使用该第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量的装置；用于使用该多个LOS距离测量确定多个速率估计和多个到达角(AOA)估计的装置；用于使用该多个速率估计和该多个到达角(AOA)估计确定多个多普勒频率估计的装置；以及用于确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计的装置，其中该第一、第二和第三多个TOA测量是关于所述多个扇区捕获的。 [0012] 在另一方面，一种具有包括指令的计算机程序的计算机可读介质，这些指令在由至少一个处理器执行时操作以估计速率和多普勒频率，该计算机程序包括：用于在第一时间捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量的指令；用于在第二时间捕获来自第二多个基站的第二多个到达时间(TOA)测量的指令；用于在第三时间捕获来自第三多个基站的第三多个到达时间(TOA)测量的指令；用于使用该第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量的指令；用于使用该多个LOS距离测量确定多个速率估计和多个到达角(AOA)估计的指令；用于使用该多个速率估计和该多个到达角(AOA)估计确定多个多普勒频率估计的指令；以及用于确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计的指令，其中该第一、第二和第三多个TOA测量是关于所述多个扇区捕获的。 [0013] 本公开的优点可包括(1)利用来自多个基站的信号的可用性的移动站速率估计有更好的准确度和可靠性，(2)从移动站速率估计推导出的移动站多普勒频率估计有更好的准确度和可靠性，(3)系统操作方面取决于对移动速率或多普勒频率的知识有更好的性能，以及(4)在移动站中利用典型的现有前向链路时间跟踪机制具有非常低的附加复杂度。 [0015] 附图简述 [0017] 图2图解支持多个用户的无线通信系统的示例。 [0018] 图3图解针对一维(1-D)地理情景的信号到达时间相关性的示例。 [0019] 图4图解针对二维(2-D)地理情景的信号到达时间相关性的示例。 [0020] 图5图解视线(LOS)相对运动线(LOM)情景的示例。 [0021] 图6图解移动站速率和多普勒频率估计的示例。 [0022] 图7图解来自个体基站的到达角(AOA)的示例。 [0023] 图8图解多扇区时间跟踪架构的示例。 [0024] 图9图解多扇区移动站速率和多普勒频率估计架构的示例。 [0025] 图10图解多扇区速率和多普勒频率估计的示例流程图。 [0026] 图11图解包括与存储器通信以执行多扇区速率和多普勒频率估计的过程的处理器的设备的示例。 [0027] 图12图解适于进行多扇区速率和多普勒频率估计的设备1200的示例。 [0028] 详细描述 [0029] 以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本公开的各个方面的描述，而无意表示仅可实践本公开的方面。本公开中描述的每个方面仅作为本公开的示例或例示来提供，并且不应必要地解释成优于或胜于其他方面。详细描述包括为了提供对本公开的透彻了解的具体细节。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，本公开无需这些具体细节也可实现。在一些实例中，众所周知的结构和设备以框图形式示出以避免模糊本公开的概念。首字母缩略词和其他描述性术语仅出于方便和清晰的目的而使用，且无意限制本公开的范围。 [0030] 尽管为使解释简单化将这些方法集图示并描述为一系列动作，但是应当理解并领会，这些方法集不受动作的次序所限，因为根据一个或多个方面，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述的其他动作并发地发生。例如，本领域技术人员将理解和领会，方法集可被替换地表示为诸如状态图中的一系列相互关联的状态或事件。此外，并非所有例示的动作皆为实现根据一个或多个方面的方法集所必要的。 [0031] 图1是图解示例接入节点/UE系统100的框图。本领域技术人员将理解，图1中所示的示例接入节点/UE系统100可在FDMA环境、OFDMA环境、CDMA环境、WCDMA环境、TDMA环境、SDMA环境、或任何其他合适的无线环境中实现。 [0032] 接入节点/UE系统100包括接入节点101(亦称基站)和用户装备或UE 201(亦称无线通信设备或移动站)。在下行链路路线上，接入节点101(亦称基站)包括发射(TX)数据处理器A 110，其接受、格式化、编码、交织、以及调制(或码元映射)话务数据并提供调制码元(亦称数据码元)。TX数据处理器A 110与码元调制器A 120通信。码元调制器A120接受并处理这些数据码元和下行链路导频码元并提供码元流。在一方面，码元调制器A 120与提供配置信息的处理器A 180通信。码元调制器A 120与发射机单元(TMTR)A 130通信。码元调制器A 120将数据码元与下行链路导频码元复用并将其提供给发射机单元A 130。 [0033] 每一个要传送的码元可以是数据码元、下行链路导频码元、或零值信号。下行链路导频码元可在每一码元周期中被连续发送。在一方面，下行链路导频码元被频分复用(FDM)。在另一方面，下行链路导频码元被正交频分复用(OFDM)。在又一方面，下行链路导频码元被码分复用(CDM)。在一方面，发射机单元A 130接收码元流并将其转换成一个或多个模拟信号，并进一步调理——例如，放大、滤波和/或上变频——这些模拟信号以生成适合无线传输的模拟下行链路信号。模拟下行链路信号随即通过天线140被发射。 [0034] 在下行链路路线上，UE 201包括用于接收模拟下行链路信号并将模拟下行链路信号输入到接收机单元(RCVR)B 220的天线210。在一方面，接收机单元B 220将模拟下行链路信号调理——例如，滤波、放大、以及下变频——成第一“经调理”信号。第一“经调理”信号随后被采样。接收机单元B 220与码元解调器B 230通信。码元解调器B 230解调从接收机单元B 220输出的第一“经调理”和“经采样”信号(亦称数据码元)。本领域技术人员将理解，一种替换方案是在码元解调器B230中实现采样过程。码元解调器B 230与处理器B 240通信。处理器B 240从码元解调器B 230接收下行链路导频码元并对下行链路导频码元执行信道估计。在一方面，信道估计是表征当前传播环境的过程。码元解调器B230从处理器B 240接收对下行链路路线的频率响应估计。码元解调器B 230对数据码元执行数据解调以获得下行链路路径上的数据码元估计。下行链路路径上的数据码元估计是对所传送的数据码元的估计。码元解调器B 230还与RX数据处理器B 250通信。 [0035] RX数据处理器B 250从码元解调器B 230接收下行链路路径上的数据码元估计，并且例如解调(即码元解映射)、解交织和/或解码下行链路路径上的数据码元估计以恢复话务数据。在一方面，码元解调器B 230和RX数据处理器B 250执行的处理分别与码元调制器A 120和TX数据处理器A 110执行的处理互补。 [0036] 在上行链路路线上，UE 201包括TX数据处理器B 260。TX数据处理器B 260接受并处理话务数据以输出数据码元。TX数据处理器B 260与码元调制器D 270通信。码元调制器D 270接受这些数据码元并将其与上行链路导频码元复用、执行调制并提供码元流。在一方面，码元调制器D 270与提供配置信息的处理器B 240通信。码元调制器D 270与发射机单元B 280通信。 [0037] 每一个要传送的码元可以是数据码元、上行链路导频码元、或零值信号。上行链路导频码元可在每一码元周期里被连续发送。在一方面，上行链路导频码元被频分复用(FDM)。在另一方面，上行链路导频码元被正交频分复用(OFDM)。在又一方面，上行链路导频码元被码分复用(CDM)。在一方面，发射机单元B 280接收码元流并将其转换成一个或多个模拟信号，并进一步调理——例如，放大、滤波和/或上变频——这些模拟信号以生成适合无线传输的模拟上行链路信号。模拟上行链路信号随即通过天线210被发射。 [0038] 来自UE 201的模拟上行链路信号被天线140接收到，并由接收机单元A 150处理以获得采样。在一方面，接收机单元A 150将模拟上行链路信号调理——例如，滤波、放大、以及下变频——成第二“经调理”信号。第二“经调理”信号随后被采样。接收机单元A 150与码元解调器C 160通信。本领域技术人员将理解，一种替换方案是在码元解调器C160中实现采样过程。码元解调器C 160对数据码元执行数据解调以获得上行链路路径上的数据码元估计，并随后提供上行链路导频码元和提供上行链路路径上的数据码元估计给RX数据处理器A 170。上行链路路径上的数据码元估计是对所传送的数据码元的估计。RX数据处理器A 170处理上行链路路径上的数据码元估计以恢复出无线通信设备201所传送的话务数据。码元解调器C 160还与处理器A 180通信。处理器A 180对在上行链路路线上传送的每一活跃终端执行信道估计。在一方面，多个终端可在上行链路路线上于其各自被指派的导频子带集上并发地传送导频码元，其中诸导频子带集可被交织。 [0039] 处理器A 180和处理器B 240分别指导(即，控制、协调或管理等)接入节点101(亦称基站)和UE 201处的操作。在一方面，处理器A 180和处理器B 240之一或两者与用于存储程序代码和/或数据的一个或多个存储器单元(未示出)相关联。在一方面，处理器A 180或处理器B 240之一或两者分别执行用以推导针对上行链路路线和下行链路路线的频率和冲激响应估计的计算。 [0040] 在一方面，接入节点/UE系统100是多址系统。对于多址系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA、SDMA等)，多个终端可在上行链路路线上并发地传送。在一方面，对于多址系统，诸导频子带可在不同终端间被共享。在给每一终端的导频子带横贯整个工作频带(可能频带边沿除外)的情形中使用信道估计技术。此类导频子带结构对于为每一终端获得频率分集是可取的。 [0041] 图2图解支持多个用户的无线通信系统290的示例。在图2中，附图标记292A到292G是指蜂窝小区，附图标记298A到298G是指基站(BS)或基收发机站(BTS)，而附图标记296A到296G是指接入用户装备(UE)。蜂窝小区大小可以变化。可使用各种算法和方法中的任一种来调度系统290中的传输。系统290为各自分别由相应基站298A到298G服务的数个蜂窝小区292A到292G提供通信。系统间(即，无线电接入技术间(IRAT)变换)换手在正进行的呼叫在一个网络的蜂窝小区与另一个网络的蜂窝小区之间变换时发生。这样的变换例如可在WCDMA站点与GSM站点之间发生。 [0042] 移动站速率和多普勒频率估计对于在包括数据解调、换手优化、功率控制等许多方面的无线系统性能改进是非常重要的。 [0043] 用于速率和多普勒频率估计的常规接收机设计是基于来自单个或个体基站的信号的，并因此在性能方面受限，在移动站处于衰落或在蜂窝小区边缘——这时服务扇区信号质量为最差——时尤甚。例如，这些估计移动速率的现有方法包括以下中的一个或多个：(1)确定最大多普勒频率估计，已知其在移动站处于衰落环境中时不可靠，(2)监视分集切换的速率，其依赖于具有对衰落分布的先验知识，(3)观测收到信号强度偏差，其在未使用计算密集的多维统计分析的情况下对于码间干扰很敏感，以及(4)使用基于幅度穿越率、信道响应自相关、小波分析等的其他方法。 [0044] 尽管常规无线通信接收机已试图对数据解调采用多径信号的分集组合，但并未对时间跟踪或移动站速率和多普勒频率估计采用。此不足在仅使用来自单个扇区的信号的情况下具有受限的准确度和可靠性限制。以上所有现有方法都是基于来自单个或个体基站的信号的，并因此具有性能限制，在移动站处于衰落状况或在蜂窝小区边缘——这时服务扇区信号质量为最差——时尤甚。 [0045] 本公开试图通过来自多个扇区的信号来增强移动站速率和多普勒频率估计的准确度和可靠性、以及系统性能的相关联方面。本公开公开了包括以下中的一个或多个的多扇区办法：(1)在移动无线通信接收机设计中针对性能以及移动站速率和多普勒估计尽可能使用分集组合作为常规手段；(2)使用移动站随着时间推移观测到的来自多个扇区的信号到达时间(TOA)数据；(3)结合对同步基站处前向链路信号传输时间的知识，并因此通过多扇区时间跟踪估计移动站与基站之间的距离；(4)基于对移动站与基站之间的距离的连续观测估计移动站速率；(5)基于不同扇区的信号估计移动站速率并跨各扇区组合这些信号以得到更好的准确度和可靠性；以及(6)测量移动站处来自个体基站的前向链路信号到达角(AOA)，并以与移动站速率估计相同的准确度和可靠性推导对应这些个体基站中每一个的多普勒频率。 [0046] 如本公开中所描述的，多扇区速率和多普勒频率估计办法通过使用来自多个扇区的信号在不需要诸如举例而言全球定位系统(GPS)接收机等附加装备、或信令开销、或增加计算复杂度的情况下增强移动站速率和多普勒频率估计的准确度和可靠性、以及系统性能的相关联方面。本公开中的此估计办法利用来自多个扇区的信号进行对移动速率和多普勒频率的联合估计，以避免使用来自单个或个体扇区的信号对移动站速率和多普勒频率估计的准确度和可靠性的限制。 [0047] 在一方面，基于从多个周围基站到移动站的到达时间或其他信号参数的移动站速率观测并非相互独立的。 [0048] 图3图解针对一维(1-D)地理情景的信号到达时间相关性的示例。图3中的该示例一维(1-D)地理情景演示测量相关性。 [0049] 例如，当移动站朝着基站#2移动时，信号到达时间T1、T2和T3改变相同的幅度，而符号改变从连续观测中知晓。通过跨所有3个测量取平均可容易地降低确定T1、T2和T3的幅度时的不准确性，例如使用信号强度加权来提高准确度。在服务扇区由于信号遮蔽而暂时从移动站不可见的最差情形中，其信号到达时间仍可通过参考其他扇区的信号到达时间来估计。 [0050] 图4图解针对二维(2-D)地理情景的信号到达时间相关性的示例。来自多个周围基站的信号到达时间相关性从简化的1-D情景到图4中所示的更现实的二维(2-D)情景并不那么明显。与1-D示例不同的是，2-D情景中来自多个基站的测得信号到达时间不易被移动接收机组合以获得更好准确度。难点在于信号到达时间仅向移动接收机提供二维情景的一维视图。 [0051] 图5图解视线(LOS)相对运动线(LOM)情景的示例。除非在移动站处采用充分的接收机天线分集，否则单个扇区信号分析基本上得到诸如多普勒频率等视线(LOS)性质，而不能得到诸如移动站速率等运动线(LOM)性质，其相差诸如图5中所示的到达角(AOA)θ。LOS性质通常因观测扇区而异，而LOM性质具有它们可能跨扇区相同的优点，这允许信号组合以获得更好准确度和可靠性。 [0052] 多扇区速率和多普勒频率估计办法包括这两个步骤：(1)通过利用来自多个周围扇区的信号来估计LOM性质以获得更好的准确度和可靠性，以及(2)基于更准确地估计的LOM性质推导LOS性质以获得移动无线系统性能改进，包括数据解调、功率控制、换手减少等。基于移动站可见的多个周围扇区设置的联合上限使得移动站速率和多普勒估计的准确度和可靠性超过单个扇区信号质量的人为限度是高度可取和可能的。 [0053] 在一方面，多扇区速率和多普勒频率估计办法包括以下中的一个或多个：(1)在移动站速率和多普勒频率的估计中进行分集组合，(2)移动站随着时间推移观测来自多个扇区的信号到达时间(TOA)，(3)对同步基站处前向链路信号传输时间进行多扇区时间跟踪以估计距离，(4)连续观测移动站与基站之间的距离以估计移动速率，(5)组合基于不同扇区的信号的移动站速率估计以获得更好的准确度和可靠性，以及(6)测量移动站处来自个体基站的前向链路信号到达角(AOA)，以便以与移动站速率估计相同的准确度和可靠性推导多普勒频率。 [0054] 在一方面，移动站处对来自不同基站的前向链路信号TOA测量并非是独立的。对于如图3中所示的具有3个扇区的简化1-D情景，T1、T2、和T3之间的约束如式1中所示。ΔT1、ΔT2、和ΔT3的符号可通过连续观测来确定。 [0055] |ΔT1|＝|ΔT2|＝|ΔT3| (1) [0056] 从1-D情景到2-D情景，该约束如式2中所示。 [0057] [0058] 其中 [0059] Di2(X，Y)＝(X-Xi)2+(Y-Yi)2＝X2+aiX+bi (3) [0060] 式2中所示的约束允许用来自移动站可见的多个周围基站的信号来持续地校准跨各基站的公共基准——同步通信部署的前向链路发射时间，由此不依赖于来自任何单个基站的信号质量。 [0061] 在给定基站处的同步通信前向链路发射时间的可用性、以及在移动站处已在估计TOA测量以进行时间跟踪的情况下，这暗示了移动站与个体基站之间的LOS距离可使用式4来计算，其中c是电磁波速度，而Ti和T0是时间测量。 [0062] Di＝c(Ti-T0) (4) [0063] 通过对移动站与个体基站之间的LOS距离的周期性更新，可如图6中所示地持续地监视移动站速率和多普勒频率。图6图解使用式5到9的移动站速率和多普勒频率估计的示例。 [0064] D2(t)＝Y2+X2 (5)[0065] D2(t+Δt)＝Y2+(X+d)2＝Y2+X2+2dX+d2＝D2(t)+2dX+d2 (6)[0066] D2(t+2Δt)＝Y2+(X+2d)2＝Y2+X2+4dX+4d2＝D2(t)+4dX+4d2 (7)[0067] D2(t+2Δt)-2D2(t+Δt)＝2d2＝2(VΔt)2＝2V2(Δt)2 (8)[0068] [0069] 如以上式5到9中所示，对移动站与个体基站之间的LOS距离的每3个连贯测量产生对移动站速率的一个估计，假设其跨各基站是相同的。在式5到9中，Δt是自时间t起的下一时间增量，而D是LOS距离测量。然而，AOA测量对于个体基站将不同，并且在移动站移动时将变化，如图7中所示。图7图解来自个体基站的到达角(AOA)的示例。并且AOA测量可进一步使用式10到12来推导。 [0070] 4D2(t+Δt)-D2(t+2Δt)＝4dX＝4VXΔt (10) [0071] [0072] [0073] 所得多普勒频率估计随后如式13中所示。 [0074] [0075] 并且类似地，在式10到13中，Δt是自时间t起的下一时间增量，而D是LOS距离测量。以及λ是所传送信号的波长。 [0076] 同步通信系统中对移动站速率和多普勒频率估计的多扇区办法的优点包括(1)通过利用来自多个基站的信号的可用性获得的移动站速率估计有更好的准确度和可靠性，(2)从移动站速率估计推导出的移动站多普勒频率估计有更好的准确度和可靠性，(3)系统操作方面取决于对移动速率或多普勒频率的知识有更好的性能，以及(4)通过在移动站中利用典型的现有前向链路时间跟踪机制具有非常低的附加复杂度，这可在图8与图9的比较中示出。图8图解多扇区时间跟踪架构的示例。图9图解多扇区移动站速率和多普勒频率估计架构的示例。 [0077] 本领域技术人员将理解，本文中公开的多扇区移动速率和多普勒频率估计办法及其实现可应用于任何同步无线移动通信系统，例如但不限于超移动宽带(UMB)系统。 [0078] 图10图解多扇区速率和多普勒频率估计的示例流程图。在框1010中，在第一时间t1捕获来自第一多个基站的第一多个到达时间(TOA)测量。到达时间(TOA)测量是前向链路信号到达时间(TOA)测量，其中前向链路表示从基站到移动站的方向。在一个示例中，接收机(诸如图1的接收机220)被用来捕获这些TOA测量。第一多个基站包括至少两个基站。在一方面，各基站彼此同步。在一方面，这些到达时间(TOA)测量是同步的并且是从全球定位系统(GPS)推导出来的。在一方面，这些TOA测量是从多个扇区捕获的。 [0079] 在框1010之后，在框1020中，在与第一时间t1不同的第二时间t2捕获来自第二多个基站的第二多个到达时间(TOA)测量，以及在与第二时间t2和第一时间t1不同的第三时间t3捕获来自第三多个基站的第三多个到达时间(TOA)测量。在一个示例中，接收机(诸如图1的接收机220)被用来捕获这些TOA测量。到达时间(TOA)测量是前向链路信号到达时间(TOA)测量，其中前向链路表示从基站到移动站的方向。在一个方面，第二和第三多个基站包括与第一多个基站中的基站不同的基站。在另一方面，第一、第二和第三多个基站是相同的。在一方面，这些基站彼此同步。在一方面，这些到达时间(TOA)测量是同步的并且是从GPS推导出来的。在一方面，这些TOA测量是从多个扇区捕获的。本领域技术人员将理解，框1020中的步骤可在附加的不同时间(例如t4、t5、t6等)被重复以获得来自附加基站的附加TOA测量。 [0080] 在框1020之后，在框1030中，使用第一、第二和第三多个TOA测量确定多个视线(LOS)距离测量。在一方面，这多个LOS距离测量是使用Di＝c(Ti-T0)来确定的，其中c是电磁波速度以及Ti是时间t1、t2或t3之一，并且T0对应于传输时间。在一方面，这多个LOS距离测量代表至少两个不同扇区。 [0081] 在框1030之后，在框1040中，使用这多个LOS距离测量来确定多个速率估计V(t)和多个到达角(AOA)估计。在一方面，速率估计是使用下式来确定的： [0082] [0083] 其中Δt是自时间t起的下一时间增量，而D是LOS距离测量。在一方面，到达角(AOA)估计是使用下式来确定的： [0084] [0085] 并且类似地，Δt是自时间t起的下一时间增量，而D是LOS距离测量。X(t)是图6中所示的x轴。这多个速率估计V(t)代表至少两个不同扇区。这多个到达角(AOA)估计代表至少两个不同扇区。 [0086] 在框1040之后，在框1050中，使用这多个速率估计V(t)和这多个到达角(AOA)估计来确定多个多普勒频率估计。本领域技术人员将理解，这些多普勒频率估计是针对多个扇区使用对应的多个速率估计V(t)和多个到达角(AOA)估计来确定的。在一方面，多普勒频率估计是使用下式来确定的： [0087] [0088] 其中Δt是从时间t的下一时间增量，D是LOS距离测量，以及λ是所传送信号的波长。 [0089] 在框1050之后，在框1060中，确定关于多个扇区的平均多普勒频率估计和平均速率估计。在一个示例中，取平均是由诸如图1中所示的Rx数据处理器250等处理器来执行的。在一方面，取平均被加权。在一方面，加权包括使用基于与到达时间(TOA)测量相关联的收到信号的信号强度的加权因子。本领域技术人员将理解，速率和多普勒频率估计办法可应用于同步系统中的任何无线通信系统。在一方面，这些无线通信系统采用以下接入技术之一：时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)或正交频分多址(OFDMA)。 [0090] 本领域技术人员将理解，图10中的示例流程图中所公开的步骤的次序可互换而不脱离本公开的范围和精神。另外，本领域技术人员将理解，该流程图中所示的步骤并非是排他的，而是可包括其他步骤或者该示例流程图中的一个或多个步骤可被删除而不影响本公开的范围和精神。 [0091] 本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的示例来描述的各种说明性组件、逻辑块、模块、电路、和/或算法步骤可实现为电子硬件、固件、计算机软件、或其组合。为清楚地说明硬件、固件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路、和/或算法步骤在上文中以其功能性的形式进行了一般化描述。这样的功能性是实现成硬件、固件还是软件取决于具体应用和加诸整体系统上的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能集，但此类实施决策不应被解释为致使脱离本公开的范围或精神。 [0092] 例如，对于硬件实现，这些处理单元可实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文中所述功能的其他电子单元、或其组合内。在软件实现下，实现可通过执行本文中描述的功能的模块(例如，过程、函数等等)来进行。软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器来执行。此外，本文中描述的各种说明性流程图、逻辑块、模块和/或算法步骤也可被编码为携带在本领域中已知的任何计算机可读介质上或实现在本领域中已知的任何计算机程序产品中的计算机可读指令。 [0093] 在一个或多个示例中，本文中描述的步骤或功能可在硬件、软件、固件、或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或借其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两种，通信介质包括便于计算机程序从一处转移到另一处的任何介质。存储介质可以是可被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这些计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备、或可被用来携带或存储指令或数据结构形式的合需程序代码且可被计算机访问的任何其他介质。另外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果软件被使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波等无线技术从web网站、服务器或其它远程源进行传送，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波等无线技术被包括在介质的定义之内。本文中所使用的盘和碟包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘通常磁性地再现数据，而碟用激光来光学地再现数据。上述组合应被包括在计算机可读介质的范围内。 [0094] 在一个示例中，本文中描述的各个说明性组件、流程图、逻辑块、模块和/或算法步骤用一个或多个处理器来实现或执行。在一方面，处理器被耦合至存储器，存储器存储供处理器执行的数据、元数据、程序指令等以实现或执行本文中描述的各种流程图、逻辑块和/或模块。图11图解包括与存储器1120通信以执行多扇区速率和多普勒频率估计的过程的处理器1110的设备1100的示例。在一个示例中，设备1100被用来实现图10中所示的算法。在一方面，存储器1120位于处理器1110内部。在另一方面，存储器1120位于处理器1110外部。在一方面，处理器包括用于实现或执行本文中所描述的各种流程图、逻辑块和/或模块的电路系统。 [0095] 图12图解适于进行多扇区速率和多普勒频率估计的设备1200的示例。在一方面，设备1200由包括配置成提供如本文在框1210、1220、1230、1240、1250和1260中所描述的多扇区速率和多普勒频率估计的不同方面的一个或多个模块的至少一个处理器来实现。例如，每一个模块包括硬件、固件、软件或其任何组合。在一方面，设备1200还由与该至少一个处理器通信的至少一个存储器来实现。 [0096] 提供以上对所公开方面的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对这些方面的各种修改对本领域技术人员而言将是明显的，并且本文中所定义的普适原理可应用于其他方面而不会脱离本公开的精神或范围。 |
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