專利名稱：估計函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位、二次內(nèi)插以及GPS地面定位系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的過程，所述函數(shù)比如GPS相關(guān)函數(shù)，所述參數(shù)比如位置因數(shù)或縮放因數(shù)。
背景技術(shù)：
GPS地面定位系統(tǒng)是一種環(huán)地軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，對衛(wèi)星可見的實體能夠從衛(wèi)星確定它們的位置。各個衛(wèi)星發(fā)送用1023個碼片的重復(fù)PN碼標(biāo)記的信號，該信號唯一地標(biāo)識了該衛(wèi)星。這1023的碼片每毫秒重復(fù)一次。信號也用數(shù)據(jù)比特來調(diào)制，其中每個數(shù)據(jù)比特在已調(diào)信號中有20ms的持續(xù)時間。
參照圖1，無線通信系統(tǒng)中的訂戶站100從對該訂戶站可見的GPS衛(wèi)星102a、102b、102c、102d接收傳輸，并且從四個或多個傳輸?shù)拿恳粋€中導(dǎo)出各個度量和相關(guān)值。然后，訂戶站100把所述度量和相關(guān)值傳送到定位實體(PDE)104，后者從這些度量和相關(guān)值中估計訂戶站100的位置和速度。或者，訂戶站100從這些度量和相關(guān)值中確定其自身的位置和速度。
訂戶站100通過把特定衛(wèi)星的PN碼與接收信號相關(guān)而搜索來自該衛(wèi)星的傳輸，接收信號一般是從存在噪聲時對訂戶站接收機(jī)可見的一個或多個衛(wèi)星而來的傳輸?shù)暮铣?。相關(guān)一般在兩個維數(shù)上執(zhí)行。在第一維上，即編碼相位維數(shù)，在PN編碼的可能偏移范圍上執(zhí)行相關(guān)，該范圍稱為搜索窗W。各個相關(guān)在一積分時間I上執(zhí)行，積分時間I可以表示為NC和M之積，其中NC是相關(guān)積分時間，M是非相干組合的相干積分?jǐn)?shù)目。在第二維數(shù)上，即多普勒頻率維數(shù)，相關(guān)在多普勒頻率假設(shè)范圍上執(zhí)行。
所產(chǎn)生的相關(guān)值定義了一個二維相關(guān)函數(shù)。相關(guān)函數(shù)被采樣，相關(guān)函數(shù)的峰值位于兩個維數(shù)的每一個上。一般而言，峰值還與所選的預(yù)定閾值相比較，使得誤警概率處在預(yù)定值或低于預(yù)定值。編碼相位維數(shù)上最大峰值的位置形成了衛(wèi)星的時間度量。類似地，多普勒頻率維數(shù)上的最大峰值位置形成了衛(wèi)星的多普勒頻率度量。還從編碼相位或多普勒頻率這兩個維數(shù)的最大峰值高度中導(dǎo)出峰值能量度量。
由于缺乏與采樣時鐘的同步，因此在編碼相位和多普勒頻率兩個維數(shù)上，在采樣的峰值位置和實際峰值位置之間通常有發(fā)散，在兩個維數(shù)上的采樣峰值高度和實際峰值高度之間也有發(fā)散。
為了更準(zhǔn)確地估計實際峰值的位置和高度，通常對相關(guān)函數(shù)的采樣應(yīng)用內(nèi)插。在二次內(nèi)插中，例如，二次函數(shù)適合于相關(guān)函數(shù)的三個采樣。二次函數(shù)的峰值通常是比采樣峰值更為準(zhǔn)確的實際峰值的估計。
然而，無論是在編碼相位維數(shù)還是在多普勒頻率維數(shù)上，GPS相關(guān)函數(shù)的形狀都不像二次函數(shù)。實際的相關(guān)脈沖形狀會取決于在接收機(jī)的接收鏈中所使用的實際濾波以及搜索參數(shù)NC和M。因而，內(nèi)插的和實際的峰值位置通常彼此發(fā)散，內(nèi)插的和實際的峰值高度也是如此。
圖2說明了編碼相位維數(shù)上GPS相關(guān)函數(shù)的脈沖202。該特定脈沖的形狀對應(yīng)于一組特定的濾波以及把參數(shù)NC設(shè)為20ms。該脈沖的峰值位于0碼片處，高度(以標(biāo)準(zhǔn)化表示)為1。第一二次函數(shù)206適合于脈沖202的采樣204b、204d和204f。第二二次函數(shù)208適合于脈沖202的采樣204a、204c和204e。第一二次函數(shù)206的峰值位置210以及第二二次函數(shù)208的峰值位置212都從實際峰值位置(0碼片)導(dǎo)出。類似地，第一二次函數(shù)206的峰值高度214以及第二二次函數(shù)208的峰值高度216都從實際峰值高度(標(biāo)準(zhǔn)化表示時為1)導(dǎo)出。
因而，從內(nèi)插的峰值位置和高度導(dǎo)出的位置和速度估計通常會是錯誤的。在編碼相位維數(shù)上定位相關(guān)函數(shù)峰值時的誤差會導(dǎo)致位置估計中的顯著誤差。在圖2所述的特定例子中，定位峰值時的誤差導(dǎo)致位置估計中±15m的誤差。
此外，目前可用的比二次內(nèi)插更準(zhǔn)確的內(nèi)插過程是昂貴的且耗時的，因此并不適合像無線手機(jī)這樣的大多數(shù)的市場消費(fèi)者電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
描述了一種用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法。在一實施例中，方法通過對處在局部最大值或最小值處或在其附近的函數(shù)采樣實行內(nèi)插而開始，導(dǎo)致內(nèi)插的局部最大值或最小值。
然后導(dǎo)出一內(nèi)插偏移。內(nèi)插偏移是內(nèi)插的局部最大值或最小值與采樣的局部最大值或最小值之間的偏差。然后從內(nèi)插偏移中導(dǎo)出參數(shù)估計。
在一實施例中，函數(shù)是一個二維相關(guān)函數(shù)，具有一編碼相位維數(shù)和一多普勒頻率維數(shù)。要設(shè)法確定的參數(shù)是兩個維數(shù)之一上的相關(guān)函數(shù)峰值的位置因數(shù)或縮放因數(shù)。二次函數(shù)適合于峰值處或峰值附近的相關(guān)函數(shù)的多個采樣，然后確定二次函數(shù)的峰值。
然后導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，該內(nèi)插偏移等于二次函數(shù)峰值位置以及采樣峰值位置之間的差異。然后從內(nèi)插偏移確定峰值的參數(shù)，比如其位置或高度。
在一種實現(xiàn)中，一參數(shù)偏移與內(nèi)插偏移有預(yù)先存在的關(guān)系。在該實現(xiàn)中，使用兩步過程導(dǎo)出參數(shù)估計。首先，使用預(yù)先存在的關(guān)系來導(dǎo)出與內(nèi)插偏移相對應(yīng)的參數(shù)偏移。其次，從參數(shù)偏移導(dǎo)出參數(shù)估計。在一例中，要設(shè)法估計的參數(shù)是編碼相位維數(shù)上的相關(guān)函數(shù)峰值的位置。導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，該內(nèi)插偏移是編碼相位維數(shù)上內(nèi)插的和采樣的峰值位置之差。然后通過訪問一查找表來確定對應(yīng)于該內(nèi)插偏移的編碼相位偏移，該查找表包含在兩個變量間預(yù)先存在的關(guān)系。該編碼相位偏移被加到內(nèi)插偏移以導(dǎo)出編碼相位維數(shù)上峰值位置的估計。
在第二例中，要設(shè)法估計的參數(shù)是編碼相位維數(shù)上的相關(guān)函數(shù)峰值的高度。導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，該內(nèi)插偏移是編碼相位維數(shù)上內(nèi)插的和采樣的峰值位置之差。然后通過訪問一查找表來確定對應(yīng)于該內(nèi)插偏移的峰值能量偏移，該查找表包含在兩個變量間預(yù)先存在的關(guān)系。該峰值能量偏移被加到內(nèi)插峰值能量以導(dǎo)出編碼相位維數(shù)上峰值高度的估計。
在第三個例子中，要設(shè)法估計的參數(shù)是多普勒頻率維數(shù)上的相關(guān)函數(shù)峰值的位置。導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，該內(nèi)插偏移等于多普勒頻率維數(shù)上的內(nèi)插峰值和采樣峰值之差。通過訪問查找表來確定對應(yīng)于該內(nèi)插偏移的多普勒頻率偏移，該查找表包含這兩個變量間預(yù)先存在的關(guān)系。該多普勒頻率偏移被加到內(nèi)插偏移以導(dǎo)出多普勒頻率維數(shù)上峰值位置的估計。
在第四個例子中，要設(shè)法估計的參數(shù)是多普勒頻率維數(shù)上相關(guān)函數(shù)的峰值高度。導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，該內(nèi)插偏移也等于多普勒頻率維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值之差。通過兩個變量間預(yù)先存在的關(guān)系來確定對應(yīng)于該內(nèi)插偏移的峰值能量偏移。該峰值能量偏移被加到內(nèi)插峰值能量以導(dǎo)出多普勒頻率維數(shù)上的峰值高度估計。
還描述了切實包含這些方法和相關(guān)系統(tǒng)的存儲器。


附圖中的組件不必要成比例，而是為了重點說明本發(fā)明的原理。附圖中，相同的參考數(shù)字指明了相應(yīng)的部件。
圖1是GPS地面定位系統(tǒng)的示意圖。
圖2是說明在GPS地面定位系統(tǒng)中從接收信號導(dǎo)出的相關(guān)函數(shù)中的內(nèi)插誤差。
圖3說明了二維GPS相關(guān)函數(shù)的例子，其中第一維是編碼相位維數(shù)，第二維是多普勒頻率維數(shù)。
圖4說明了編碼相位維數(shù)上GPS相關(guān)函數(shù)的脈沖例子。
圖5說明了多普勒頻率維數(shù)上GPS相關(guān)函數(shù)的脈沖例子。
圖6是說明在編碼相位維數(shù)上的GPS相關(guān)函數(shù)脈沖環(huán)境下的內(nèi)插偏移和參數(shù)偏移的示意圖。
圖7說明了按照本發(fā)明、用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法實施例的流程圖。
圖8說明了內(nèi)插偏移和編碼相位偏移之間預(yù)先存在的關(guān)系的例子。
圖9是實現(xiàn)圖8關(guān)系的查找表的例子。
圖10說明了內(nèi)插偏移和多普勒頻率偏移之間預(yù)先存在的關(guān)系的例子。
圖11說明了實現(xiàn)圖10關(guān)系的查找表的例子。
圖12說明了編碼相位維數(shù)中的內(nèi)插偏移和峰值能量偏移之間預(yù)先存在的關(guān)系的例子。
圖13說明了實現(xiàn)圖12關(guān)系的查找表的例子。
圖14說明了多普勒頻率維數(shù)中的內(nèi)插偏移和峰值能量偏移之間預(yù)先存在的關(guān)系的例子。
圖15說明了實現(xiàn)圖14關(guān)系的查找表的例子。
圖16是按照本發(fā)明、用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的系統(tǒng)實施例的框圖。
圖17是結(jié)合圖16系統(tǒng)的訂戶站的實施例框圖。
具體實施例方式
如這里使用的，諸如“大約”或“實質(zhì)上”這樣的術(shù)語表示商業(yè)中可接受容限上的數(shù)學(xué)精確性余地。因而，在1％到20％范圍內(nèi)通過“大約”或“實質(zhì)上”這樣的術(shù)語修正的值的上下偏差應(yīng)該被視為明確地在上述值的范圍內(nèi)。
此外，這里使用的術(shù)語“軟件”包括源代碼、匯編語言代碼、二進(jìn)制代碼、固件、宏指令、微指令等等，或者上述兩者或多者的任意組合。
此外，術(shù)語“存儲器”是指任一處理器可讀介質(zhì)，包括但不限于RAM、ROM、EPROM、PROM、EEPROM、磁盤、軟盤、硬盤、CD-ROM、DVD等等，或者上述兩者或多者的任意組合，其上可以保存處理器可執(zhí)行的一系列軟件指令。
術(shù)語“處理器”或“CPU”是指能執(zhí)行一系列指令的任何設(shè)備，包括但不限于通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥鳌⒂邢逘顟B(tài)機(jī)、控制器、計算機(jī)、數(shù)字信號處理器(DSP)等等。
相關(guān)函數(shù)和內(nèi)插誤差的介紹圖3說明了在GPS地面定位系統(tǒng)中從接收信號導(dǎo)出的二維相關(guān)函數(shù)的例子。接收信號是包括分別由一GPS衛(wèi)星發(fā)出的一個和多個分量信號的合成信號。
通過把接收信號與一顆衛(wèi)星的PN碼相關(guān)而導(dǎo)出相關(guān)函數(shù)。相關(guān)在多個編碼相位和多普勒頻率假設(shè)上執(zhí)行。相關(guān)函數(shù)表示位于兩個維數(shù)上的相關(guān)能量，單位為dB或線性表示，所述兩個維數(shù)是編碼相位維數(shù)和多普勒頻率維數(shù)。在圖3所示的例子中，編碼相位維數(shù)用數(shù)字302標(biāo)識，多普勒頻率維數(shù)用數(shù)字304標(biāo)識。
在圖3所示的例子中，在多普勒頻率維數(shù)304上，相關(guān)函數(shù)由一個主瓣306b和兩個旁瓣306a、306c組成。在編碼相位維數(shù)302上，相關(guān)函數(shù)由主瓣306b和兩個旁瓣308a、308b組成。其它示例也是可行的，上述任何內(nèi)容都不是限制性的。
圖4說明了在圖3的軸線4-4上的圖3相關(guān)函數(shù)的側(cè)視圖。如圖所示，主瓣306b導(dǎo)致主脈沖402a，旁瓣308a、308b導(dǎo)致兩個旁脈沖402b、402b。主脈沖402a是用于定位的相關(guān)脈沖。
圖5說明了在圖3的軸線5-5上的圖3相關(guān)函數(shù)的側(cè)視圖。如圖所示，主瓣306b導(dǎo)致主脈沖502a，旁瓣306a、306c導(dǎo)致兩個旁脈沖502b、502c。主脈沖502a是用于定位的相關(guān)脈沖。
相關(guān)函數(shù)的峰值由一個或多個峰值參數(shù)表征。示例包括編碼相位維數(shù)上的峰值位置、多普勒頻率維數(shù)上的峰值位置、以及任一維數(shù)上的峰值高度(能量)。圖6更詳細(xì)地說明了圖4的脈沖，其中編碼相位維數(shù)上的峰值位置602用數(shù)字604標(biāo)識，標(biāo)準(zhǔn)化的峰值能量(單位為dB)用數(shù)字606標(biāo)識。這些參數(shù)稱為“實際”峰值參數(shù)。
采樣峰值用數(shù)字608a標(biāo)識，采樣峰值是在高度上最接近于實際峰值的采樣。采樣峰值由一個或多個采樣的峰值參數(shù)表征，包括編碼相位維數(shù)上的采樣峰值位置610、多普勒頻率維數(shù)上的采樣峰值位置(圖6中未示出)、以及用數(shù)字612標(biāo)識的采樣峰值的標(biāo)準(zhǔn)化能量。
由于采樣時鐘相對于實際峰值位置的異步特性，因此在采樣峰值和實際峰值之間通常有偏差。這轉(zhuǎn)化成實際峰值參數(shù)和采樣峰值參數(shù)間的偏差。在圖6中，例如，編碼相位維數(shù)上實際和采樣峰值位置間的偏差為Δ1，而實際和采樣峰值高度間的偏差為Δ2。
內(nèi)插峰值用數(shù)字614標(biāo)識。該內(nèi)插峰值假定通過應(yīng)用于采樣608a、608b和608c的二次內(nèi)插而導(dǎo)出，內(nèi)插峰值由一個或多個參數(shù)表征，包括編碼相位維數(shù)上內(nèi)插峰值的位置616、多普勒頻率維數(shù)上內(nèi)插峰值的位置(未示出)以及內(nèi)插峰值的高度618。
內(nèi)插峰值和實際峰值的參數(shù)間的偏差是內(nèi)插誤差，所述參數(shù)比如位置因數(shù)或縮放因數(shù)。圖6中，實際和內(nèi)插的峰值高度間的內(nèi)插誤差為Δ3，編碼相位維數(shù)上實際和內(nèi)插的峰值位置間的內(nèi)插誤差為Δ4。
本發(fā)明的實施例圖7說明了用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法實施例的流程圖。方法從步驟702開始。步驟702中，方法對處在局部最大值或最小值上或其附近的函數(shù)采樣實行內(nèi)插，導(dǎo)致內(nèi)插的局部最大值或最小值。在一種實現(xiàn)中，該函數(shù)是二維相關(guān)函數(shù)，具有編碼相位維數(shù)和多普勒頻率維數(shù)。在該實現(xiàn)中，步驟702包括將二次函數(shù)適合于兩個維數(shù)中的一個上的相關(guān)函數(shù)峰值處或峰值附近的三個采樣，然后確定二次函數(shù)的峰值。
步驟704接著步驟702。步驟704包括導(dǎo)出一內(nèi)插偏移。內(nèi)插偏移是在步驟702確定的內(nèi)插局部最大值或最小值的位置以及采樣的局部最大值或最小值的位置之差。在一例中，采樣的局部最大值或最小值是在內(nèi)插過程中使用的多個采樣內(nèi)的最大采樣或最小采樣(分別對應(yīng)于是包括局部最大值還是局部最小值)。
在一實施例中，內(nèi)插偏移是編碼相位維數(shù)或多普勒頻率維數(shù)上相關(guān)函數(shù)的內(nèi)插和采樣的局部最大值或最小值的位置之差。圖6中，例如，在編碼相位維數(shù)上的采樣和內(nèi)插的峰值位置之間，內(nèi)插偏移為差異Δ5。
回過頭參照圖7，方法從步驟704前進(jìn)至步驟706。步驟706中，方法包括從內(nèi)插偏移導(dǎo)出一參數(shù)估計。
在一實施例中，步驟706包括使用一預(yù)先存在的關(guān)系從內(nèi)插偏移中導(dǎo)出一參數(shù)偏移，所述關(guān)系存在于這兩個變量之間，然后從參數(shù)偏移導(dǎo)出參數(shù)估計。在另一實施例中，該步驟包括直接從內(nèi)插偏移導(dǎo)出參數(shù)估計。
在一例中，內(nèi)插偏移是編碼相位維數(shù)上相關(guān)函數(shù)的內(nèi)插峰值和采樣峰值位置之間的偏差。編碼相位偏移具有與圖8所示的該內(nèi)插偏移的關(guān)系。數(shù)字802以碼片為單位標(biāo)識了內(nèi)插偏移，數(shù)字804標(biāo)識了編碼相位偏移，數(shù)字806標(biāo)識了包含這兩個變量間的關(guān)系的曲線。如圖所示，在該特定的例子中，對于范圍在-0.5和+0.5之間的內(nèi)插偏移，編碼相位偏移的范圍在-0.00405到+0.0575碼片之間，這轉(zhuǎn)化成-11.87到+16.85米。
在該例的一種實現(xiàn)中，內(nèi)插偏移和編碼相位偏移間的關(guān)系體現(xiàn)在一查找表上。通過使用該查找表，根據(jù)內(nèi)插偏移來確定編碼相位偏移。編碼相位偏移加到內(nèi)插偏移以便形成編碼相位維數(shù)上峰值位置的估計。在該特定的例子中，估計用采樣峰值和實際峰值間的編碼相位偏移來表示，但應(yīng)該理解，其它表示估計的形式是可行的，比如內(nèi)插峰值和實際峰值間的編碼相位偏移。此外，在該特定的例子中，訪問查找表導(dǎo)致一編碼相位偏移，該編碼相位偏移然后加到內(nèi)插偏移以便形成峰值位置估計。然而應(yīng)該理解，其中訪問查找表直接產(chǎn)生峰值位置估計的實施例也是可行的。
圖9中說明了該查找表的一例。在該特定的例子中，查找表有129項，與從0到128的表索引相關(guān)聯(lián)。對應(yīng)于索引值0的項用數(shù)字902a標(biāo)識；對應(yīng)于索引值1的項用數(shù)字1標(biāo)識；對應(yīng)于索引值2的項用數(shù)字2標(biāo)識；對應(yīng)于索引值128的項用數(shù)字902e標(biāo)識。
以下公式把內(nèi)插偏移interp_offset映射為表索引lut_indexlut_index＝(int)(interp_offset+0.5)*(lut_size-1) (1)其中int是整數(shù)函數(shù)，lut_size是查找表的大小。該特定例子中，lut_size為129。對于范圍在-0.5和+0.5之間的內(nèi)插偏移值，該表達(dá)式產(chǎn)生0和128之間的索引值。
在第二個例子中，內(nèi)插偏移是多普勒頻率維數(shù)上相關(guān)函數(shù)的內(nèi)插峰值和采樣峰值的位置間偏差。多普勒頻率偏移具有與圖10所示的該內(nèi)插偏移的關(guān)系。內(nèi)插偏移用數(shù)字1002標(biāo)識，多普勒頻率用數(shù)字1004標(biāo)識，體現(xiàn)這兩個變量間的關(guān)系的曲線用數(shù)字1006標(biāo)識。如圖所示，對于范圍在-0.5和+0.5之間的內(nèi)插偏移，多普勒偏移的范圍在-2到+2Hz。
在該例的一種實現(xiàn)中，關(guān)系用一查找表來體現(xiàn)。通過使用該查找表，確定與內(nèi)插偏移相對應(yīng)的多普勒頻率偏移。該多普勒頻率偏移加到內(nèi)插偏移以便形成多普勒頻率維數(shù)上峰值位置的估計。在該特定的例子中，峰值位置估計的形式為采樣峰值和實際峰值之間的多普勒頻率偏移，但應(yīng)該理解，其它表示該估計的形式也是可行的，比如形式為內(nèi)插峰值和實際峰值間的偏移。此外，在該特定例子中，訪問查找表產(chǎn)生一多普勒頻率偏移，但應(yīng)該理解，訪問查找表直接產(chǎn)生峰值位置估計的例子是可行的。
圖11說明了該查找表的一例。在該特定例子中，查找表有33項，與范圍在0到32間的表索引相關(guān)聯(lián)。對應(yīng)于索引0的表項用數(shù)字1102a標(biāo)識；對應(yīng)于索引值1的表項用數(shù)字1102b標(biāo)識；對應(yīng)于索引值2的表項用數(shù)字1102c標(biāo)識；對應(yīng)于索引值32的表項用數(shù)字1102d標(biāo)識。
圖11所示的表項單位為多普勒頻段，而不是Hz。該例中，多普勒頻段和Hz的大小關(guān)系取決于NC的設(shè)置。在NC被設(shè)為20ms的情況下，多普勒頻段的大小為25Hz。當(dāng)把lut_size設(shè)為33時，上述公式(1)把內(nèi)插偏移映射為一表索引。
在第三個例子中，內(nèi)插偏移又是編碼相位維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。峰值能量偏移具有與圖12所示的該內(nèi)插偏移的關(guān)系。內(nèi)插偏移用數(shù)字1202標(biāo)識，峰值能量偏移用數(shù)字1204標(biāo)識，體現(xiàn)這兩個變量間預(yù)先存在的關(guān)系的曲線用數(shù)字1206標(biāo)識。峰值能量偏移用C/N0標(biāo)識，單位為dB-Hz。如圖所示，對于范圍在-0.5到+0.5間的內(nèi)插偏移值，峰值能量偏移的范圍從-0.69到+0.14。
在該例的一種實現(xiàn)中，該關(guān)系用一查找表體現(xiàn)。通過使用該查找表，確定與內(nèi)插偏移相對應(yīng)的峰值能量偏移。該峰值能量偏移被加到內(nèi)插的峰值能量以便形成實際峰值能量的估計。
圖13說明了該查找表的一例。在該特定的例子中，查找表有33項，與從0到32的表索引值相關(guān)聯(lián)。對應(yīng)于索引0的表項用數(shù)字1302a標(biāo)識；對應(yīng)于索引1的表項用數(shù)字1302b標(biāo)識；對應(yīng)于索引2的表項用數(shù)字1302c標(biāo)識；對應(yīng)于索引32的表項用數(shù)字1302d標(biāo)識。公式(1)把內(nèi)插偏移映射為表索引。
在該特定的例子中，訪問查找表產(chǎn)生一峰值能量偏移，該峰值能量偏移接著被加到內(nèi)插的峰值能量以形成實際峰值能量的估計，但應(yīng)該理解，訪問查找表直接產(chǎn)生實際峰值能量的估計的例子是可行的。此外，通過把峰值能量偏移加到采樣峰值能量而形成實際峰值能量的估計。
在第四個例子中，內(nèi)插偏移是多普勒頻率維數(shù)上的內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。峰值能量偏移具有與圖14所示的該內(nèi)插偏移間的關(guān)系。內(nèi)插偏移用數(shù)字1402標(biāo)識；峰值能量偏移用數(shù)字1404標(biāo)識，體現(xiàn)這兩個變量間關(guān)系的曲線用數(shù)字1406標(biāo)識。如圖所示，對于范圍在-0.5到+0.5之間的內(nèi)插偏移值，該特定例子中的峰值能量偏移用C/N0表示，并且以dB-Hz單位來表示，范圍從-0.45到0。
在該例的一種實現(xiàn)中，這兩個變量間的關(guān)系用一查找表體現(xiàn)。通過使用該查找表，確定與內(nèi)插偏移相對應(yīng)的峰值能量偏移。然后，該峰值能量偏移被加到內(nèi)插的峰值能量以形成實際峰值能量的估計。
圖15說明了該查找表的一例。在該特定的例子中，查找表有33項，與從0到32的表索引值相關(guān)聯(lián)。對應(yīng)于索引0的表項用數(shù)字1502a標(biāo)識；對應(yīng)于索引1的表項用數(shù)字1502b標(biāo)識；對應(yīng)于索引2的表項用數(shù)字1502c標(biāo)識；對應(yīng)于索引32的表項用數(shù)字1502d。上述公式(1)把內(nèi)插偏移映射到表索引。
在該特定的例子中，訪問查找表產(chǎn)生一峰值能量偏移，該峰值能量偏移被加到內(nèi)插的峰值能量以形成實際峰值能量的估計，但應(yīng)該理解，訪問查找表直接產(chǎn)生實際峰值能量估計的例子是可行的。此外，從峰值能量偏移和采樣峰值能量之和形成實際峰值能量的估計的例子也是可行的。
圖16說明了用于估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的一系統(tǒng)的實施例。如圖所示，系統(tǒng)包括處理器1602和存儲器1604。存儲器1604切實體現(xiàn)了用于執(zhí)行圖7方法的一系列指令，或者已經(jīng)描述或提議的任一實施例、實現(xiàn)或示例。處理器被配置成訪問和執(zhí)行由存儲器1604切實包含的軟件指令。
在一種實現(xiàn)中，其中參數(shù)估計或偏移與內(nèi)插偏移具有關(guān)系，體現(xiàn)為查找表，查找表被保存在存儲器1604中，可由處理器1602訪問，用于確定與內(nèi)插偏移的特定值相對應(yīng)的參數(shù)估計或偏移。
圖17說明了無線通信系統(tǒng)中一訂戶站的實施例。該特定的訂戶站被配置成包含或結(jié)合圖16的系統(tǒng)。
無線收發(fā)機(jī)1706被配置成把諸如語音或數(shù)據(jù)這樣的基帶信息調(diào)制到一RF載波上，并且對已調(diào)的RF載波進(jìn)行解調(diào)以獲得基帶信息。
天線1710被配置成通過無線通信鏈路發(fā)散已調(diào)的RF載波，并且通過無線通信鏈路接收已調(diào)的RF載波。
接待處理器1708被配置成把基帶信息從用戶界面1716內(nèi)的輸入設(shè)備提供至收發(fā)機(jī)1706供通過無線通信鏈路發(fā)出?；鶐幚砥?708還被配置成把基帶信息從收發(fā)機(jī)1706提供至用戶界面1716內(nèi)的輸出設(shè)備。
用戶界面1716包括用于輸入或輸出諸如語音或數(shù)據(jù)等用戶信息的多個設(shè)備。所示設(shè)備一般包括在用戶界面內(nèi)，包括鍵盤、顯示屏、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器。
GPS接收機(jī)1712被配置成接收和下變頻GPS衛(wèi)星傳輸，并把經(jīng)下變頻的信息提供給相關(guān)器1718。
相關(guān)器1718被配置成從GPS接收機(jī)1712向其提供的信息中導(dǎo)出GPS相關(guān)函數(shù)。對于給定的PN碼，相關(guān)器1720產(chǎn)生一相關(guān)函數(shù)，該相關(guān)函數(shù)定義在編碼相位維數(shù)和多普勒頻率維數(shù)上。在編碼相位維數(shù)上，相關(guān)函數(shù)在一編碼相位范圍上定義，該范圍定義了搜索窗W。在多普勒頻率維數(shù)上，相關(guān)函數(shù)在多個多普勒頻率段上定義。各個單獨的相關(guān)按照所定義的相干和非相干積分參數(shù)(NC，M)來執(zhí)行。
相關(guān)器1718還被配置成從與收發(fā)機(jī)1706向其提供的導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息中導(dǎo)出導(dǎo)頻相關(guān)的相關(guān)函數(shù)。訂戶站使用該信息來獲得無線通信服務(wù)。
信道解碼器1720被配置成把基帶處理器1708向其提供的信道碼元解碼成基本源比特。在一例中，其中信道碼元是卷積編碼的碼元，信道解碼器是一維特比解碼器。在第二例中，其中信道碼元是卷積編碼的串聯(lián)或并聯(lián)，信道解碼器1720是一turbo解碼器。
存儲器1704被配置成保留體現(xiàn)圖7方法的軟件指令，或者描述或提議的任一實施例、實現(xiàn)或示例。CPU 1702被配置成訪問和執(zhí)行這些指令以便估計由相關(guān)器1717向其提供的GPS相關(guān)函數(shù)中的局部最大值或最小值的參數(shù)。
存儲器1704還被配置成保留查找表，所述查找表體現(xiàn)了內(nèi)插誤差以及參數(shù)估計或偏移之間的現(xiàn)存的關(guān)系。在一例中，CPU 1702被配置成訪問和使用這些查找表來確定與特定內(nèi)插偏移相對應(yīng)的參數(shù)估計或偏移。
CPU 1702被配置成分析相關(guān)器1718向其提供的GPS相關(guān)函數(shù)，以便分解出其中的局部最大值或最小值，并且使用圖7的方法來估計這些局部最大值或最小值的參數(shù)，或者討論并提議的任一變體。
CPU 1702還被配置成從這些參數(shù)中導(dǎo)出時間和多普勒頻率度量。此外，在一實施例中，CPU 1702被配置成確定與各個度量相關(guān)聯(lián)的均方根誤差(RMSE)。在該實施例中，這些度量和RMSE值被提供給PDE(未示出)。PDE基于其相應(yīng)的RMSE至的倒數(shù)對各個度量加權(quán)，然后基于加權(quán)的度量來估計訂戶站的位置和速度?；蛘撸啈粽緩脑撔畔⒅写_定其自身的位置和速度。
雖然已經(jīng)描述了各個實施例、實現(xiàn)和示例，然而對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，在本發(fā)明范圍內(nèi)，許多其它的實施例、實現(xiàn)和示例是可行的。特別是，這樣的實施例是可行的采用本發(fā)明來估計的局部最大值或最小值的參數(shù)，所述函數(shù)是除相關(guān)函數(shù)以外的其它函數(shù)；或者是從無線通信系統(tǒng)中基站發(fā)出的信號導(dǎo)出的相關(guān)函數(shù)，所述基站包括全部基站和一多扇區(qū)小區(qū)內(nèi)的各個扇區(qū)；或者是從采用基站和GPS衛(wèi)星組合的混合系統(tǒng)發(fā)出的信號導(dǎo)出的相關(guān)函數(shù)。此外，其中一次估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的不止一個參數(shù)的實施例是可行的。因而，本發(fā)明不是限制性的，而是僅受所附權(quán)利要求所限制。
權(quán)利要求
1.一種估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法，包括對處在局部最大值或最小值上或其附近的函數(shù)采樣實行內(nèi)插，導(dǎo)致內(nèi)插的局部最大值或最小值；導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，所述內(nèi)插偏移包含內(nèi)插的局部最大值或最小值以及采樣的局部最大值或最小值的位置間的偏差；以及從所述內(nèi)插偏移中導(dǎo)出參數(shù)估計。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述函數(shù)是一相關(guān)函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)函數(shù)從接收信號導(dǎo)出。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，第二導(dǎo)出步驟包括使用預(yù)先存在的關(guān)系從所述內(nèi)插偏移中導(dǎo)出一參數(shù)偏移，所述關(guān)系存在于這兩個變量之間，然后從所述參數(shù)偏移導(dǎo)出參數(shù)估計。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括編碼相位維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一編碼相位偏移。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所估計的參數(shù)是編碼相位維數(shù)上的峰值位置，該參數(shù)的估計從編碼相位偏移導(dǎo)出。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括多普勒頻率維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一多普勒頻率偏移。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所估計的參數(shù)是多普勒頻率維數(shù)上函數(shù)峰值的位置，該參數(shù)的估計從多普勒頻率偏移導(dǎo)出。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所估計的參數(shù)是峰值能量，該參數(shù)的估計從峰值能量偏移中導(dǎo)出。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所估計的參數(shù)是峰值能量，該參數(shù)的估計從峰值能量偏移導(dǎo)出。
15.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)插偏移和參數(shù)偏移間預(yù)先存在的關(guān)系用查找表來體現(xiàn)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，第二導(dǎo)出步驟包括通過訪問查找表而從內(nèi)插偏移直接導(dǎo)出參數(shù)估計。
17.一種切實包含查找表的存儲器，所述查找表在內(nèi)插偏移和參數(shù)偏移或參數(shù)估計之間實現(xiàn)一預(yù)先存在的關(guān)系，所述內(nèi)插偏移包括一函數(shù)的內(nèi)插和采樣的局部最大值或最小值的位置間偏差。
18.如權(quán)利要求17所述的存儲器，其特征在于，所述函數(shù)是一相關(guān)函數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的存儲器，其特征在于，所述相關(guān)函數(shù)從接收信號導(dǎo)出。
20.如權(quán)利要求18所述的存儲器，其特征在于，訪問所述查找表產(chǎn)生一參數(shù)偏移。
21.如權(quán)利要求18所述的存儲器，其特征在于，訪問所述查找表產(chǎn)生一參數(shù)估計。
22.如權(quán)利要求20所述的存儲器，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括編碼相位維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
23.如權(quán)利要求22所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一編碼相位偏移。
24.如權(quán)利要求23所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計是編碼相位維數(shù)上峰值位置的估計。
25.如權(quán)利要求24所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計包括內(nèi)插偏移和編碼相位偏移之和。
26.如權(quán)利要求22所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
27.如權(quán)利要求26所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計是峰值能量的估計。
28.如權(quán)利要求27所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計包括內(nèi)插峰值能量和峰值能量偏移之和。
29.如權(quán)利要求27所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計包括采樣峰值能量和峰值能量偏移之和。
30.如權(quán)利要求20所述的存儲器，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括多普勒頻率維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
31.如權(quán)利要求30所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一多普勒頻率偏移。
32.如權(quán)利要求31所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計是多普勒頻率維數(shù)上峰值位置的估計。
33.如權(quán)利要求32所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計包括內(nèi)插偏移和多普勒頻率偏移之和。
34.如權(quán)利要求30所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
35.如權(quán)利要求34所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)估計是峰值能量的估計。
36.如權(quán)利要求35所述的存儲器，其特征在于，所述估計包括內(nèi)插峰值能量和峰值能量偏移之和。
37.如權(quán)利要求35所述的存儲器，其特征在于，所述估計包括采樣峰值能量和峰值能量偏移之和。
38.一種包括一處理器和權(quán)利要求17的存儲器的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成訪問存儲器切實包含的查找表。
39.一種切實包含一軟件指令序列的存儲器，所述指令用于執(zhí)行估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法，包括對處在局部最大值或最小值上或其附近的函數(shù)采樣實行內(nèi)插，導(dǎo)致內(nèi)插的局部最大值或最小值；導(dǎo)出一內(nèi)插偏移，所述內(nèi)插偏移包含內(nèi)插的局部最大值或最小值以及采樣的局部最大值或最小值的位置間的偏差；以及從所述內(nèi)插偏移中導(dǎo)出參數(shù)估計。
40.如權(quán)利要求39所述的存儲器，其特征在于，所述函數(shù)是一相關(guān)函數(shù)。
41.如權(quán)利要求40所述的存儲器，其特征在于，所述相關(guān)函數(shù)從接收信號導(dǎo)出。
42.如權(quán)利要求40所述的存儲器，其特征在于，第二導(dǎo)出步驟包括使用預(yù)先存在的關(guān)系從所述內(nèi)插偏移中導(dǎo)出一參數(shù)偏移，所述關(guān)系存在于這兩個變量之間，然后從所述參數(shù)偏移導(dǎo)出參數(shù)估計。
43.如權(quán)利要求42所述的存儲器，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括編碼相位維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
44.如權(quán)利要求43所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一編碼相位偏移。
45.如權(quán)利要求44所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)是編碼相位維數(shù)上的峰值位置，該參數(shù)的估計從編碼相位偏移導(dǎo)出。
46.如權(quán)利要求42所述的存儲器，其特征在于，所述內(nèi)插偏移包括多普勒頻率維數(shù)上內(nèi)插峰值和采樣峰值位置間的偏差。
47.如權(quán)利要求46所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一多普勒頻率偏移。
48.如權(quán)利要求47所述的存儲器，其特征在于，所估計的參數(shù)是多普勒頻率維數(shù)上函數(shù)峰值的位置，該參數(shù)的估計從多普勒頻率偏移導(dǎo)出。
49.如權(quán)利要求46所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
50.如權(quán)利要求49所述的存儲器，其特征在于，所估計的參數(shù)是峰值能量，該參數(shù)的估計從峰值能量偏移中導(dǎo)出。
51.如權(quán)利要求46所述的存儲器，其特征在于，所述參數(shù)偏移是一峰值能量偏移。
52.如權(quán)利要求51所述的存儲器，其特征在于，所估計的參數(shù)是峰值能量，該參數(shù)的估計從峰值能量偏移導(dǎo)出。
53.如權(quán)利要求42所述的存儲器，其特征在于，所述內(nèi)插偏移和參數(shù)偏移間預(yù)先存在的關(guān)系用查找表來體現(xiàn)。
54.一種包括一處理器和權(quán)利要求39的存儲器的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成訪問和執(zhí)行由存儲器切實包含的軟件指令序列。
55.一種估計一函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法，包括對處在局部最大值或最小值上或其附近的函數(shù)采樣實行內(nèi)插、導(dǎo)致內(nèi)插的局部最大值或最小值的步驟；導(dǎo)出一內(nèi)插偏移的步驟，所述內(nèi)插偏移包含內(nèi)插的局部最大值或最小值以及采樣的局部最大值或最小值的位置間的偏差；以及從所述內(nèi)插偏移中導(dǎo)出參數(shù)估計的步驟。
全文摘要
一種用于估計從接收信號導(dǎo)出的相關(guān)函數(shù)的局部最大值或最小值的參數(shù)的方法和系統(tǒng)。確定內(nèi)插的局部最大值或最小值。然后導(dǎo)出內(nèi)插偏移，包括所述函數(shù)的內(nèi)插的以及采樣的局部最大值或最小值的位置間的偏移。從內(nèi)插偏移中導(dǎo)出參數(shù)估計。
文檔編號G01S19/30GK1703628SQ200380101211
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者C·派屈克, D·N·羅維奇 申請人:高通股份有限公司