[发明专利]基于监督学习的多普勒扩展估计

说明书

本公开涉及基于监督学习的多普勒扩展估计，提供一种无线电接收机包括信道估计器处理电路，其中，所述信道估计器处理电路包括：特征提取器，被配置为从接收信号中提取一个或更多个特征，其中，所述一个或更多个特征包括基于当前时隙中的参考信号估计的信道相关性，所述估计的信道相关性指示无线信道随时间的变化率；以及多普勒扩展估计器，被配置为通过将所述一个或更多个特征提供给在跨训练信噪比(SNR)范围且跨训练多普勒频移范围的训练数据上训练的一个或更多个多普勒频移预测器来估计所述无线信道的多普勒扩展，其中，每个多普勒频移预测器是在与所述训练数据的不同部分相应的一部分训练数据上被训练的。

本申请要求于2020年4月3日向美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.63/004,894的优先权和权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施例的各方面涉及无线通信和基于监督学习的多普勒扩展估计。

背景技术

在无线通信领域中，无线电收发机监测通信信道的特性，以便适应电磁环境中的变化的信号传播条件。这些特性通常被称为信道状态信息(CSI)，并且可包括诸如散射、衰落、功率衰减和多普勒扩展的效应。无线电收发机的信道估计(CE)块可用于估计接收到的无线电收发机的工作频率范围内的无线电信号的各种信道的CSI。

在无线通信领域中，当无线电发射机和无线电接收机相对于彼此移动时，无线电接收机可接收多普勒频移版本的发送信号。例如，在蜂窝陆地移动无线电系统的情况下，基站(例如，蜂窝塔)通常是固定的，而与基站通信的一个或更多个移动站(例如，智能电话)可以是静止的或移动的。通常，当移动站朝向基站移动时，接收信号的频率将被上移(增大)，并且当移动站远离基站移动时，接收信号的频率将被下移(降低)。例如，当移动站在快速移动的汽车中时，观察到的多普勒频移f_d的幅度通常大于当移动站被搁在办公室的桌面上时的多普勒频移的幅度。由于多普勒频移的变化率引起的发送信号的频谱的加宽被称为多普勒扩展D_s。

多普勒扩展通常用于无线电的信道估计块中的时间插值以及一些软件控制，作为用于无线电的系统的一部分以使传输适应当前信道条件以便实现可靠的通信。

发明内容

本公开的实施例的各方面涉及用于基于监督机器学习来估计多普勒扩展的系统和方法。

根据本公开的一个实施例，一种用于估计无线信道的多普勒扩展的方法包括：由无线电接收机的处理电路从接收信号提取一个或更多个特征，其中，所述一个或更多个特征包括当前时隙中的估计的信道相关性，所述估计的信道相关性指示所述无线信道随时间的变化率；以及由所述处理电路通过将所述一个或更多个特征提供给在跨训练信噪比(SNR)范围且跨训练多普勒频移范围的训练数据上训练的一个或更多个多普勒频移预测器来计算所述无线信道的多普勒扩展，其中，每个多普勒频移预测器是在与所述训练数据的不同部分相应的一部分训练数据上被训练的。所述估计的信道相关性可包括单个经无限脉冲响应滤波的信道相关性。

所述一个或更多个特征可包括基于一个或更多个先前时隙中的一个或更多个参考信号的一个或更多个估计的信道相关性。

所述参考信号可以是跟踪参考信号。

所述一个或更多个多普勒频移预测器中的每个多普勒频移预测器可基于所述训练SNR范围的不同子范围被训练，每个子范围具有下限和上限，并且所述方法还可包括：确定所述接收信号的当前SNR；以及基于所述当前SNR从所述一个或更多个多普勒频移预测器中选择多普勒频移预测器，其中，所选择的多普勒频移预测器的相应子范围的下限高于所述当前SNR。

所选择的多普勒频移预测器的相应子范围的下限在高于所述当前SNR的子范围的下限中可最接近于所述当前SNR。