CN101361338B - 多载波接收机中利用保护间隔相关进行同步的方法和装置 - Google Patents

Abstract

这里描述了一种用于执行接收机处的时间跟踪的技术。基于通信信道的信道冲激响应估计检测第一到达路径（FAP）和最后到达路径（LAP）。检测出的FAP和LAP可能正确或者也可能经过互换。为了解析检测出的FAP和LAP的不确定性，评估与FAP和LAP被正确检测出相对应的第一假设和与FAP和LAP被错误检测相对应的第二假设。对于每种假设，基于检测出的FAP和LAP确定假设FAP和LAP，并基于该假设FAP和LAP确定相关窗，并使用该相关窗执行相关。基于这两种假设的相关结果确定正确假设。基于对应正确假设的假设FAP和LAP来更新接收机定时并使用接收机定时来解调。

Description

多载波接收机中利用保护间隔相关进行同步的方法和装置

本申请要求提交于2005年11月15日题为“经由OFDM信号的保护间隔相关的改善型时间跟踪算法（IMPROVED TIME TRACKING ALGORITHMVIA GUARD INTERVAL CORRELATION FOR OFDM SIGNALS）”的临时美国申请S/N.60/737,087的优先权，该临时申请被转让给本受让人并通过引用包括于此。

背景

I.领域

本公开一般涉及通信，尤其涉及用于在通信***中的接收机处执行时间跟踪的技术。

II.背景

正交频分复用（OFDM）是一种可为一些无线环境提供优良性能的多载波调制技术。OFDM将整个***带宽分割成多个（K个）正交的频率子带，这些子带也被称为副载波、频调、频率槽等。采用OFDM，每个子带与一相应的可用数据调制的副载波相关联。在每个OFDM码元周期中可在这K个副载波上发送至多K个调制码元。

在一个OFDM***中，发射机通常用K点快速傅立叶逆变换（IFFT）或离散傅立叶逆变换（IDFT）将每个OFDM码元周期的调制码元变换到时域以获得K个时域样本。为了对抗通信信道中的延迟扩展，发射机重复K个码片中的部分以形成OFDM码元。重复的部分常被称为保护间隔或循环前缀。保护间隔被用于对抗由延迟扩展引起的码元间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI），延迟扩展是接收机处最早和最晚到达信号路径之间的时间差。

接收机执行互补处理并移除每个接收到的OFDM码元中的保护间隔。接收机随后用K点快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT）将每个接收到的OFDM码元的K个时域样本变换到频域以获得这K个子带的K个收到码元。接收机随后对收到码元执行检测以恢复所传送的调制码元。接收机通常维护一时间跟踪环，该跟踪环为每个接收到的OFDM码元确定FFT窗口的正确放置。该FFT窗口指示哪些样本应被保留而哪些样本应被丢弃。数据检测性能受FFT窗口的放置很大影响。

因此本领域需要一种在接收机处执行时间跟踪以达到FFT窗口的精确放置的技术。

概要

这里描述了一种用于执行接收机处的时间跟踪的技术。例如可基于接收到的导频导出通信信道的信道冲激响应估计。可基于该信道冲激响应估计检测出第一到达路径（FAP）和最后到达路径（LAP）。该FAP和LAP可能检测正确，且检测出的FAP和LAP可能分别是真实FAP和LAP。然而，如果通信信道的延迟扩展过量，则FAP和LAP可能检测不正确，且检测出的FAP和LAP可能经过互换并可分别对应真实LAP和FAP。

为了解析检测出的FAP和LAP的不确定性，可评估两种假设。第一种假设可对应FAP和LAP被正确检测出，而第二种假设可对应于FAP和LAP被错误检测。对于每种假设，基于检测出的FAP和LAP确定假设FAP和LAP，并基于该假设FAP和LAP确定相关窗。对应每种假设的相关窗可覆盖假设FAP的保护间隔的全部或部分和/或假设LAP的保护间隔的全部或部分。对于每种假设，可在收到数据中该相关窗内的第一片段与收到数据中K个样本之外的第二片段之间执行相关，其中K是OFDM码元的有用部分的持续时长。可基于这两种假设的相关结果确定正确假设。接收机处的定时可基于对应正确假设的假设FAP和LAP来更新。可基于经更新的接收机定时来执行OFDM解调，例如FFT窗可基于该接收机定时来正确放置。

以下进一步具体描述了本发明的各个方面和实施例。

附图简述

根据以下结合其中相同附图标记通篇作相应标识的附图阐述的具体描述，本发明的特诊和性质将变得更加显而易见。

图1示出了发射机和接收机的框图。

图2示出了发射机处OFDM调制器的框图。

图3示出了接收机处OFDM解调器的框图。

图4示出了接收机处时间跟踪环的框图。

图5A-5F示出了对两个示例性信道冲激响应估计的FAP和LAP检测。

图6A-6D示出对应两种示例性工作场合的信道拓扑和信道冲激响应。

图7A-7C示出了FAP及LAP检测器的可能决策。

图8A-8D示出了通过将OFDM码元数据相关来解析FAP和LAP检测中的不定性的实施例。

图9示出了用于解析FAP和LAP不确定性的相关窗口。

图10示出了用于解析检测的FAP和LAP中的不确定性的过程。

图11示出了用于解析检测的FAP和LAP中的不确定性的另一过程。

图12示出了用于在接收机处执行时间跟踪的过程。

具体描述

措辞“示例性”在此被用于表示“用作示例、实例、或例示”。在此被描述为“示例性”的任何实施例或设计都无需被理解为优选或优于其它实施例或设计。

在此所述的时间跟踪技术可用于诸如OFDM***、正交频分多址（OFDMA）***、单载波频分多址（SC-FDMA）***等各种通信***。OFDMA***利用OFDM。SC-FDMA***可利用交织的FDMA（IFDMA)在跨***带宽分布的各子带上传送，或利用局部FDMA（LFDMA）在相邻子带的块上传送，或利用增强型FDMA（EFDMA）在相邻子带的多个块上传送。一般而言，调制码元在OFDM情形下是在频域发送的，而在SC-FDMA情形下是在时域发送的。SC-FDMA码元包括以与OFDM码元的保护间隔同样的方式生成的保护间隔。为了简明起见，时间跟踪技术在以下专门针对基于OFDM的***来描述。

图1示出基于OFDM的***100中发射机110和接收机150的框图。在发射机110处，发射（TX）数据处理器120处理（例如，格式化、编码、交织、及码元映射）话务数据并生成数据码元。如在此所用的，数据码元是话务数据的调制码元，导频码元是导频——其是发射机和接收机两者都已知的先验的数据——的调制码元，以及零码元是零信号值。

OFDM调制器130接收数据码元和导频码元并将它们分别多路复用到数据和导频子带上，如下所述地执行OFDM调制，并提供每个OFDM码元周期的OFDM码元。OFDM码元周期是一个OFDM码元的持续时长，且也被称为码元周期。发射机单元（TMTR）132接收并处理（例如，转换到模拟、放大、滤波、及上变频）OFDM码元并生成经由天线134发射到接收机150的调制信号。

在接收机150，天线152接收来自发射机110的调制信号并将收到信号提供给接收机单元（RCVR）154。接收机单元154调理（例如，滤波、放大、下变频、及数字化）收到信号并提供收到样本。OFDM解调器（Demod）160如下所述的处理这些收到样本并获得每个OFDM码元周期中K个子带的K个收到码元。这些收到码元包括对应数据子带的收到数据码元和对应导频子带的收到导频码元。OFDM解调器160执行时间跟踪以为每个OFDM码元周期恰当地放置FFT窗口。OFDM解调器160还用信道估计对收到数据码元执行数据解调/检测以获得数据码元估计，它是发射机110发送的数据码元的估计。接收（RX）数据处理器170随后处理（例如，码元解映射、解交织、及解码）数据码元估计以获得经解码的数据。一般而言，OFDM解调器160和RX数据处理器170的处理分别与在发射机110处OFDM调制器130和TX数据处理器120的处理互补。

控制器/处理器140和180分别控制发射机110和接收机150处各种处理单元的操作。存储器142和182分别存储发射机110和接收机150的数据和程序代码。

图2示出图1中发射机110处OFDM调制器130的框图。在OFDM调制器130内，码元-子带映射单元210接收数据和导频码元并将它们分别映射到用于数据和导频的子带，将零码元映射到未用的子带，并为总共K个子带提供K个发射码元。每个发射码元可以是每个OFDM码元周期中的数据码元、导频码元、或零码元。对于每个OFDM码元周期，单元212用K点IFFT/IDFT将这K个发射码元变换到时域并提供包含K个时域码片的经变换的码元。每个码片是将在一个码片周期中传送的复数值。并串（P/S）转换器214将每个经变换的码元的K个码片串行化。保护间隔***单元216随后重复每个经变换的码元的一部分（或G个码片）以形成包含K+G个码片的OFDM码元。每个OFDM码元包含有用部分的K个码片和保护间隔的G个码片。保护间隔被用于对抗通信信道中的延迟扩展所引起的ISI和ICI。保护间隔的长度G决定了接收机在适中的移动速度上不出现ISI和ICI情况下可容忍的最大延迟扩展。

图3示出图1中接收机150处OFDM解调器160的实施例的框图。在OFDM解调器160内，预处理器310处理来自接收机单元154的收到样本并提供输入样本。预处理器310可执行自动增益控制（AGC）、定时捕获、滤波、样本率转换、直流（DC）偏移量移除、频率误差估计及移除、和/或其它功能。单元312基于FFT起始指针移除每个收到OFDM码元中的保护间隔并提供该OFDM码元的K个输入样本。FFT起始指针控制每个收到OFDM码元的FFT窗口放置。

对于每一个收到OFDM码元，单元314对这K个输入样本执行K点FFT/DFT并提供对应全部K个子带的K个频域收到码元。信道估计器318基于接收到的导频码元导出信道估计。信道估计可以是时域信道冲激响应估计和/或频域信道频率响应估计。数据解调器316用该信道估计对接收到的数据码元执行数据解调/检测并提供数据码元估计。

时间跟踪环320如下执行时间跟踪、确定每个收到OFDM码元的定时、并提供FFT起始指针。尽管为了简明起见未在图3中显示，OFDM解调器160可包括用于帧检测、帧同步、频率跟踪、和/或其它功能的处理单元。

信道估计器318、时间跟踪环320、及OFDM解调器160内的其它单元可以样本率执行处理。这些单元还可对样本进行抽取并以一较低的率来执行处理从而降低计算复杂度。这些单元还可对收到信号进行过采样并以一较高的率来执行处理从而实现更佳的分辨率。为了简明起见，以下描述假定以样本率处理，并且各种量、常数、和阈值是针对样本率处理而给出的。

接收机可以各种方式并基于发射机所发送的各类信息来执行时间跟踪。例如，发射机可在跨全部K个子带均匀分布的N个子带上发射导频，其中1<N<K。接收机可接收包含该导频的OFDM码元，移除保护间隔，并对收到OFDM码元的有用部分执行K点FFT/DFT以获得对应这N个导频子带的N个收到导频码元。接收机随后可移除对这N个收到导频码元的调制以获得N个信道增益并可对这N个信道增益执行N点IFFT/IDFT以获得包含N个信道抽头（可被表示为h_n，n=0,...,N-1）的信道冲激响应估计。接收机还可以本领域已知的其它方式导出信道冲激响应估计。在以下描述的实施例中，接收机基于该信道冲激响应估计来执行时间跟踪。

图4示出图3中时间跟踪环320的实施例的框图。在时间跟踪环320内，单元410从信道估计器318接收信道冲激响应估计的N个信道抽头，并计算每个信道抽头的幅值平方。单元410还可将多个码元周期上的信道抽头的幅值平方滤波。单元410提供包含对应这N个信道抽头的N个（经滤波和未经滤波的）幅值平方值的信道功率概况（profile）。如下所述，检测器412基于该信道功率概况检测第一到达路径（FAP）和最后到达路径（LAP）并提供检测到的FAP和LAP。单元414解析检测到的FAP和LAP中的不确定性并提供输出FAP和LAP。质心（CM）检测器416基于该输出FAP和LAP来确定信道功率概况的质心。加法器418从检测出的质心中减去定时目标并提供定时误差。定时目标是FFT窗的目标位置并且可以是可编程的值。定时误差指示检测出的质心与FFT窗的目标位置之间的误差。

环路滤波器420滤波该定时误差并提供定时调整。对于图4中所示的实施例，环路滤波器420实现一阶低通滤波器。乘法器422将定时误差乘以一增益。加法器424将乘法器422的输出与延迟单元426的输出相加并提供定时调整。延迟单元426存储加法器424的输出用于下一次环路更新。其它设计和/或其它转移函数也可用于环路滤波器420。限幅器430将该定时调整限于预定值域内并提供指示FFT窗应移动多少的提前/推迟（Adv/Ret）输出。加法器434将该提前/推迟输出与来自延迟单元436的当前FFT起始指针相加并提供经更新的FFT起始指针。延迟单元436存储经更新的FFT起始指针用于下一环路更新。

检测器412可以各种方式检测FAP和LAP。为了简明起见，以下描述了一种基于信道功率概况检测FAP和LAP的特定方案。对于该方案，首先针对不同抽头位置如下计算出滑动窗内所有信道抽头的能量：

$E_k=\underset{n=k}{\overset{(k+W-1)\mathrm{mod}N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_n\right|}^2,$ k=0,...,N-1          式(1)

其中E_k是在抽头位置k处该滑动窗内各信道抽头的能量，

W是该滑动窗的宽度，以及

“mod N”标示模N运算。

该滑动窗宽度可被选成小于或等于信道冲激响应估计的长度的一半，或W≤N/2。信道冲激响应估计长度通常小于或等于保护间隔，或N≤G。这是因为保护间隔通常被选成大于信道延迟扩展以避免ISI和ICI。式(1)实质上以循环方式在信道功率概况上移动滑动窗，并且对于每个抽头位置k，计算该滑动窗内W个信道抽头的能量。一旦到达信道功率概况的末端，滑动窗就回绕至信道功率概况的前端。

然后基于抽头能量计算出对应每个抽头位置的有限差分如下：

$D_n=\underset{k=0}{\overset{Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N}-\underset{k=Q}{\overset{2Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N},$ n=0,...,N-1     式(2)

其中Q是有限差分阶数，以及

D_n是对应抽头位置n的有限差分值。

使用长度为2Q的滑动窗来计算该有限差分。该滑动窗以循环方式在信道功率概况上移动。对于每个抽头位置n，该有限差分D_n被计算为该滑动窗的前一半中的组合能量减去滑动窗的后一半中的组合能量的差。

用于检测FAP和LAP的两个量度可基于抽头能量和有限差分值定义如下：

S_FAP(k)=α₁·E_k+(1-α₁)·D_(k-Q+1)modN，k=0,...,N-1    式(3)

S_LAP(k)=-α₂·E_k+(1-α₂)·D_(k-Q)modN，k=0,...,N-1     式(4)

其中α₁和α₂是分别用于FAP和LAP检测的系数，

S_FAP(k)是在抽头位置k处FAP检测的量度，以及

S_LAP(k)是在抽头位置k处LAP检测的量度。

系数α₁确定FAP检测的灵敏度并且可被选择成使得在它是近似最大累积能量地带中下跌前最后一个较大值的情况下则检测出FAP。类似地，系数α₂确定LAP检测的灵敏度并可被选择成使得在它是近似最大累积能量地带中上升前第一个较大值的情况下则检测出LAP。系数α₁和α₂可被选择成分别为FAP和LAP检测提供优良性能，并且可以基于计算机模拟、实验测量等来确定。

FAP的位置可以基于S_FAP(k)确定如下：

$\mathrm{FAPd}=\underset{k}{\arg }\left\{\max \right[S_{\mathrm{FAP}}\left(k\right)\left]\right\},$                              式(5)

其中FAPd是具有充分强度的检测出的FAP的索引。在式(5)中，首先标识出S_FAP(k)的最大值，而FAPd被设为产生该S_FAP(k)的最大值的索引。

LAP的位置可以基于S_LAP(k)确定如下：

$k_{\min }=\underset{k}{\arg }\left\{\min \right[S_{\mathrm{LAP}}\left(k\right)\left]\right\},$ 及                            式(6)

LAPd=(k_min+W-1)mod N，  式(7)

其中LAPd是具有充分强度的检测出的LAP的索引。在式(6)和(7)中，首先标识出S_LAP(k)的最小值，产生该S_LAP(k)的最小值的索引被标示为k_min，以及LAPd被设为k_min往右W－1个抽头位置。式(7)中的mod N运算将LAPd约束在0到N-1的范围内。在以下描述中，FAP和LAP分别标示真正的FAP和LAP，而FAPd和LAPd分别标示检测出的FAP和LAP。

图5A到5C示出了示例性信道冲激响应估计的FAP和LAP检测。对于该示例，N=16，且信道冲激响应估计包含抽头位置3和8处两个较大的信道抽头，如图5A中所示。图5B示出对应图5A中所示的信道冲激响应估计的能量E_k的曲线图512和有限差分D_n的曲线图514（W=8和Q=2）。图5C示出量度S_FAP(k)的曲线图516以及量度S_LAP(k)的曲线图518，其中α₁=α₂=0.5。

如图5B所示，FAP可通过检测能量E_k的曲线512中的下降沿来探知，而后者又可通过检测有限差分D_n的曲线图514中的峰值来探知。D_n的有限差分运算可增强噪声。因此，有限差分D_n和能量E_k的加权和可用作量度S_FAP(k)。类似地，LAP可通过检测能量E_k的曲线512中的上升沿来探知，而后者又可通过检测有限差分D_n的曲线图514中的波谷来探知。有限差分D_n和能量E_k的加权和可用作量度S_LAP(k)以减轻噪声增强的效应。对于图5A到5C中所示的示例，S_FAP(k)的最大值出现在索引k=3处，而FAP被检测为FAPd=3。S_LAP(k)的最小值出现在索引k=1处，而LAP被检测为LAPd=1+8-1=8。

图5D到5F示出了对应包含抽头位置3和13处的两个较大信道抽头的另一示例性信道冲激响应估计的FAP和LAP检测。图5E示出能量E_k的曲线图522和有限差分D_n的曲线图524。图5F示出了量度S_FAP(k)的曲线图526和量度S_LAP(k)的曲线图528。对于图5D到5F中所示的示例，S_FAP(k)的最大值出现在索引k=13，并且FAP被检测为位于FAPd=13。S_LAP(k)的最小值出现在索引k=12，并且LAP被检测为位于LAPd=(12+8-1)mod16=3。

为了简明起见，以上描述了用于检测FAP和LAP的一特定方案。该方案在某些条件下可能会提供错误的FAP和/或LAP。例如，如果滑动窗长度小于信道延迟扩展，则可能选取中间信道路径作为FAP或LAP的可能候选。此外，取决于信道路径的相对位置和/或它们的相对功率，这种W=N/2的检测方案可为FAP和LAP检测出不同的候选。例如通过假定先前的质心正确地位于预定点D_mid附近可避免FAP和LAP的错误检测。然后，对于当前信道估计，可关于哪一信号路径迟于D_mid出现以及哪一信号路径先于D_mid出现但较早混叠进信道估计作出初始判决。假定信道内容早出现和迟出现的可能性相等，过去与将来之间的断开点可被设为D_mid+N/2，并且在该断开点之后的任何信道抽头被假定为已较早到达但被混叠。注意，信道内容先前可能已呈现至多到D_mid+max{Δ_h}/2，其中Δ_h是信道延迟扩展。D_mid+max{Δ_h}/2与D_mid+N/2之间的区域表示用于迟信道内容的搜索带。一般而言，FAP和LAP检测可以各种方式来执行并用以应对各种信道条件。

当信道延迟扩展Δ_h小于或等于保护间隔的一半或Δ_h≤G/2时，以上在式(1)到(7)中描述的FAP和LAP检测方案提供了相对准确的检测FAP和LAP。然而，当延迟扩展长于保护间隔的一半时，该决策可能交换从而使得LAPd=FAP而FAPd=LAP。因此，检测FAP可能是真FAP也可能不是，以及检测LAP可能是真LAP也可能不是。FAPd和LAPd决策的准确性依赖于实际的信道抽头、信道延迟扩展、以及可能其它因素。因此，希望实现FAP和LAP的准确检测。

FAP和LAP还可以其它方式来检测。不论对FAP和LAP检测使用何种方案，检测出的FAP和LAP是正确或是已交换都存在不确定性。

FAP和LAP检测的不确定性可通过挖掘FFT窗的起始（由FFT起始指针指示）与得到的信道延迟概况之间的关系来解析。具体而言，FAP和LAP在信道冲激响应估计中的位置取决于(1)FAP和LAP的传播延迟和(2)FFT窗的放置。该关系在以下用两个示例来说明。

图6A示出OFDM码元经由具有多个信号路径的通信信道的示例性传输。一般而言，每条信号路径可具有任意复数增益和任意传播延迟，这两者都由信道环境决定。为了简单起见，FAP和LAP的增益在该示例中被假定相等。通信信道的延迟扩展是Δ_h，它是FAP和LAP的传播延迟之间的差异。

OFDM码元包括有用部分和保护间隔。接收机经由每条信号路径获得OFDM码元的副本。每个OFDM码元副本通过相关联的信号路径的复数增益被定标并且还被延迟了该信号路径的传播延迟。为了简单起见，图6A仅示出了经由FAP接收到的第一OFDM码元副本和经由LAP接收到的最后一个OFDM码元副本。最后一个OFDM码元副本的起始相对于第一个OFDM码元副本的起始被延迟了Δ_h个样本。接收到的OFDM码元在接收机处是所有这些OFDM码元副本的重叠。

图6A还示出了该OFDM码元的FFT窗的放置。该FFT窗的起始由FFT起始指针指示。FFT窗具有K个样本的宽度并且确定哪些样本被选择用于后续处理。对于图6A中所示的示例，FFT窗的起始与FAP的OFDM码元副本的有用部分中第一个样本相距Δ个样本，而与LAP的OFDM码元副本的有用部分中第一个样本相距Δ+Δ_h个样本。

图6A还示出了无ISI/ICI区域，这是接收机处所有OFDM码元副本的保护间隔的重叠区域。如果FFT起始指针在该无ISI/ICI区域内，则正确的K个样本被选择用于处理，而不会遇到ISI和ICI，这是合乎需要的。时间跟踪环320的目标是将FFT起始指针保持在无ISI/ICI区域内。

图6B示出了图6A中所示的示例性传输的信道冲激响应估计。该通信信道的信道冲激响应包括每条信号路径的信道抽头。为了简明起见，图6B仅示出了分别在索引Δ和Δ+Δ_h处对应FAP和LAP的两个信道抽头。每个信道抽头的幅值由相关联的信号路径的复数增益确定。每个信道抽头的位置或索引由相关联的信号路径的传播延迟和FFT起始指针来确定。

图6B实质上示出了该通信信道的信道延迟概况。对于该信道延迟概况，FFT起始指针被映射到原点。每条信号路径的信道增益被映射到由该FFT起始指针与对应该信号路径的OFDM码元副本的有用部分中的第一个样本之间的距离确定的索引。信号延迟概况包括指示信道冲激响应估计的开头的信息。

图6C示出了OFDM码元经由具有延迟扩展为G-Δ_h多个信号路径的通信信道的另一示例性传输。对于图6C中所示的示例性示例，FFT窗的起始与FAP的OFDM码元副本的有用部分中的第一个样本相距Δ+Δ_h个样本，而与LAP的OFDM码元副本的有用部分中的第一个样本相距Δ+G个样本。

图6D示出了图6C中所示的示例性传输的信道冲激响应估计。该信道冲激响应估计包括分别对应于LAP和FAP的在索引Δ和Δ+Δ_h处的两个信道抽头。在该示例中，LAP的OFDM码元副本的有用部分中的第一个样本与FFT窗口的起始相距大于G。这导致LAP的信道抽头回绕并出现在索引Δ处，这位于FAP的信道抽头的左边。

如图6A到图6D所示，信道延迟概况（例如，图6B或6D中）可基于信道拓扑（例如，图6A或6C中）和FFT起始指针来确定。相反，信道拓扑可基于信道延迟概况和FFT起始指针来确定。

图6A到6D假定FFT起始指针不在OFDM码元的有用部分中。一给定信道拓扑还可与多个可能的FFT起始指针位置相关联。例如，图6D中的信道拓扑还可通过让FFT窗的起始位于FAP的OFDM码元副本的有用部分的开头的右侧Δ个样本处——即图6D中所示的FFT起始指针位置的右侧G个样本处来获得。还可测试FFT起始指针的不确定性以纠正FAP和LAP。

时间跟踪环320试图将FFT起始指针保持在无ISI/ICI区域内。时间跟踪环320试图在由于发射机与接收机处的时钟频率之间的差异、时钟频率随时间的变化、通信信道的改变等而存在定时漂移的情况下达到该目标。FFT起始指针的准确更新是实现良好数据检测性能的根本。

图7A示出了接收机处的示例性信道冲激响应估计。该接收机具有已经知晓每个抽头位置上的信道抽头，但在时间跟踪之前不知道该信道冲激响应实际上在何处开始。时间跟踪环320内的FAP及LAP检测器412检测FAP和LAP。

图7B和7C示出了对图7A中所示的信道冲激响应估计的FAP和LAP检测的两种可能结果。图7B中结果的信道延迟概况指示检测出的FAP在索引Δ处，而检测出的LAP位于索引Δ+Δ_h处。图7C中结果的信道延迟概况指示检测出的LAP位于索引Δ处，而检测出的FAP位于索引Δ+Δ_h处。

基于图7A中所示的信道冲激响应估计，FAP及LAP检测器412提供可如图7B或7C所示的检测出的FAP和LAP，这取决于延迟扩展Δ_h是否超过时间跟踪算法的限度、信道抽头的幅值和位置、以及可能地其它因素。如果实际信道延迟概况如图7B所示且FAPd和LAPd决策是正确的，则图6A中所示的信道拓扑可基于信道拓扑、FFT起始指针、以及信道延迟概况之间的关系来重建。然而，如果实际信道延迟概况如图7B所示且FAPd和LAPd决策不正确，则可能构造出如图6C中所示的错误信道拓扑。

FFT起始指针对于图6A和6C中所示的信道拓扑是以不同方式更新的。因此，FAP和LAP的错误检测导致信道拓扑的错误解释，这随后导致FFT起始指针以次优或错误方式更新，进而又导致时间跟踪和数据检测的性能退化。

为了解析FAP和LAP检测的不确定性，接收机可对FAPd和LAPd决策的两种假设进行评估以确定这些决策是否正确。假设0可标示FAPd和LAPd决策正确这一假设，而假设1可标示FAPd和LAPd决策错误这一假设。对于每种假设，接收机可通过如上关于图6A到6D所述地挖掘OFDM码元结构并使用FFT起始指针与信道延迟概况之间的关系来重建对应该假设的信道拓扑。从所重建的信道拓扑，接收机可基于OFDM码元结构来探知保护间隔和保护副本位于何处。接收机然后可评估每一种假设并执行保护间隔与保护副本之间的相关。正确的假设将得到较大的相关结果，并可被用来纠正错误的FAPd和LAPd决策。

图8A到8D示出了通过将OFDM码元数据相关来解析FAP和LAP检测的不确定性的实施例。对于该示例，真实FAP和LAP以及检测出的FAP和LAP被假定如图8B所示，且检测出的FAP和LAP不正确。在以下描述中，FAPh和LAPh分别标示对应一特定假设的假设FAP和假设LAP。

对于假设0，假设FAP和LAP分别等于检测出的FAP和LAP，或FAPh0=FAPd及LAPh0=LAPd，如图8B所示。基于假设FAP和LAP及FFT起始指针构造出图8A中所示的信道拓扑。对于图8A到8D中所示的实施例，相关窗覆盖FAP的OFDM码元副本的保护间隔中的第一个样本到LAP的OFDM码元副本的保护间隔的最后一个样本。对于假设0，相关窗始于样本索引T_0,a并结束于样本索引T_0,b。

对于假设1，假设FAP和LAP分别等于检测出的LAP和FAP，或FAPh0=LAPd及LAPh0=FAPd，如图8D所示。基于图8D中所示的假设FAP和LAP及FFT起始指针构造出图8C中所示的信道拓扑。对于假设1，相关窗始于样本索引T_1,a并结束于样本索引T_1,b。

对于每种假设i，相关窗的起始T_i,a可被确定为：

T_i,a=FFT起始+T_FAP,i-G，i=0,1           式(8)

其中T_FAP,i是FAPhi的抽头位置。对于图8A和8B中所示的假设0，T_FAP,0=Δ+Δ_h，而对于图8C和8D中所示的假设1，T_FAP,1=Δ

对于每种假设i，相关窗的末端T_i,b可被确定为：

T_i,b=FFT起始+T_LAP,i，i=0,1             式(9)

其中T_LAP,i是在考虑任何回绕效应之后LAPhi的抽头位置。对应图8A和8B中所示的假设0，T_LAP,0=Δ+G，其中添加了G以应对LAPh0由于回绕效应而出现在FAPh0的左边。对应图8C和8D中所示的假设1，T_LAP,1=Δ+Δ_h，其中没有添加G是因为LAPh1出现在FAPh1的右边而没有回绕效应。

对应每种假设i的相关窗的大小可被计算为T_i,b-T_i,a。如图8A和8C所示，对应假设0和假设1的相关窗通常具有不同大小。

对应每种假设i在保护间隔与保护副本之间执行相关如下：

$C_i=\frac{1}{T_{i,b}-T_{i,a}}\&CenterDot;|\underset{n=T_{i,a}}{\overset{T_{i,b}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{r}_n\&CenterDot;r_{n+K}^{*}|,$ i=0,1          式(10)

其中r_n是收到OFDM码元的样本索引n处的输入样本，

C_i是对应假设i的相关结果，以及

“*”标示复共轭。

图8A和8C示出每个OFDM码元副本的保护间隔以及保护副本。保护间隔用灰色阴影来显示，而保护副本用虚框来表示。对于每个OFDM码元副本，保护间隔是保护副本的重复。如式(10)所示，保护间隔中的每个样本乘以保护副本中对应样本的复共轭，并且乘法结果在相关窗的长度上被累积。式(10)中的除以(T_i,b-T_i,a)考虑用于假设0和1的不同相关窗大小，并且得到归一化的相关结果。

如果假设FAP和LAP是真实FAP和LAP，如图8D所示，则相关窗覆盖所传送的OFDM码元的保护间隔和保护副本，如图8C所示。对应真实假设的信道拓扑随后在该保护间隔与保护副本之间得到较高的相关结果，因为这些片段携带来自发射机的同一波形。如果假设FAP和LAP不是真实FAP和LAP，如图8B所示，则相关窗覆盖所传送的OFDM码元的实际保护间隔的一部分以及有用部分的一部分。对应该假假设的信道拓扑随后在该“保护间隔”与“保护副本”——包含统计上通常独立的随机数据——之间得到较低的相关值。这两种假设的相关结果由此可被用来确定哪一假设是正确的并纠正由于仅使用信道冲激响应估计而造成的任何错误FAPd和LAPd决策。

正确假设可被确定如下：

如果，C₀≥C₁，则FAPo=FAPd且LAPo=LAPd，否则  式(11a)

如果C₁>C₀，则FAPo=LAPd且LAPo=FAPd，       式(11b)

其中FAPo和LAPo是由图4中的单元414提供的输出FAP和LAP。式(11a)是对应其中假设0正确而检测出的FAP和LAP分别被直接提供作为输出FAP和LAP的情形。式(11b)是对应其中假设1正确而检测出的FAP和LAP被交换并提供作为输出FAP和LAP的情形。

图9示出了相关窗的各种实施例。对于图8A到8D中所示的实施例——在图9中被标记为窗1，相关窗始于假设FAP的保护间隔的第一个样本并结束于假设LAP的保护间隔的最后一个样本。对于被标记为窗2的实施例，相关窗始于假设FAP的保护间隔的中间样本并结束于假设LAP的保护间隔的最后一个样本。对于标记为窗3的实施例，相关窗覆盖假设LAP的整个保护间隔。对于标记为窗4的实施例，相关窗覆盖假设LAP的保护间隔的一部分（例如，后一半）。对于标记为窗5的实施例，相关窗覆盖假设FAP的整个保护间隔。对于标记为窗6的实施例，相关窗覆盖假设FAP和LAP的ISI/ICI区域。对于标记为窗7的实施例，相关窗具有固定大小（例如，G个样本）并且以假设FAP和LAP的ISI/ICI区域的中间为中心。也可使用各种其它的相关窗。在图9中未示出的另一实施例中，相关窗大小可选择为W≥max{Δ_h}。

图10示出用于解析检测出的FAP和LAP的不确定性的过程1000的实施例。例如基于通信信道的信道冲激响应估计初步检测出FAP和LAP（框1012）。FAP和LAP可通过例如以下步骤来检测：确定对应不同抽头位置的滑动窗内信道抽头的能量，基于这些能量确定有限差分值，基于这些能量与有限差分值的第一函数检测出FAP，以及基于这些能量与有限差分值的第二函数检测出LAP，如上关于式(1)到(7)所述。

基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被正确检测出相对应的第一假设的假设FAP和LAP（框1014）。还基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被错误检测相对应的第二假设的假设FAP和LAP（框1016）。基于对应每种假设的假设FAP和LAP确定该假设的相关窗（框1018）。每种假设的相关窗可覆盖假设FAP的保护间隔的全部或一部分和/或假设LAP的保护间隔的全部或一部分。

随后基于第一假设的相关窗对对应第一假设的收到数据执行相关（框1020）。还基于第二假设的相关窗对对应第二假设的收到数据执行相关（框1022）。对于每种假设，可在收到数据中位于对应该假设的相关窗内的第一片段与收到数据中K个样本之外的第二片段之间执行相关，其中K是OFDM码元的有用部分的持续时长。随后基于对应第一和第二假设的相关结果确定正确假设（框1024）。

在另一方面，通过评估单个假设确定正确的FAP和LAP。FAP和LAP可如上所述地初步检测。可以各种方式选择FAP和LAP的单个假设以进行评估。

在一个实施例中，导致对当前FFT起始指针的定时调节较小的假设被选择进行评估。在该实施例中，确定对于假设0情形对当前FFT起始指针的定时调节量并将其标示为ΔT₀。还确定对于假设1情形对当前FFT起始指针的定时调节量并将其标示为ΔT₁。具有较小定时调节的假设被选择用于评估并被称为假设s。如上所述地对所选的假设s执行相关。假设s的相关结果C_s可与阈值C_th相比较。如果C_s大于C_th，则假设s被认为是正确假设，而FFT起始指针可基于对应假设s的假设FAP和LAP来更新。否则，如果C_s等于或小于C_th，则未评估的另一假设（被称为假设u）被认为是正确假设，而FFT起始指针可基于对应假设u的假设FAP和LAP来更新。

在另一实施例中，基于对应在前假设决策的定时（例如，定时调节）来选择用于评估的假设。在该实施例中，可如上所述地计算出对应假设0和1的定时调节。可将对应这两种假设的定时调节与对应在前更新间隔的正确假设的定时调节相比较。例如，可存储对应P次最近的正确假设的定时调节，并且与这P个存储的假设中多数更接近的假设0或1可被选择用于评估。作为另一示例，可选择更接近这P个存储的假设的平均定时的假设0或1。其它类型的历史信息也可存储和用于假设选择。在任意情形下，可对所选的假设进行评估，并且可将相关结果C_s与阈值C_th相比较以确定所选的假设s还是未选的假设u是正确假设。

单个假设可基于检测出的FAP和LAP以及历史信息如上所述地被选择用于评估。还可在不用历史信息的情况下选择单个假设。例如，假设0可以总被选择，或者可随机地选择一个假设。所选假设可被评估并与阈值C_th相比较。阈值C_th可以是可被选成实现良好性能的固定值。阈值C_th还可以是可配置的，例如可基于最近正确假设的相关结果来设置。用于所选假设的相关窗可基于以上关于图9所述的任意实施例来确定。可变大小的相关窗可改善检测性能。然而，固定大小的相关窗可降低实现复杂度。

图11示出了用于解析检测出的FAP和LAP的不确定性的过程1100的实施例。例如基于通信信道的信道冲激响应估计首先检测出FAP和LAP（框1112）。选择FAP和LAP的单个假设用于评估（框1114）。该假设可基于当前FFT起始指针、对应在前假设的历史信息等来选择。随后对应该所选假设对收到数据执行相关（框1116）。基于相关结果和阈值确定所选假设是否是正确假设（框1118）。

在此所述的技术可被用以解析信道延迟扩展大于保护间隔的一半（或Δ_h>G/2）时以及信道延迟扩展小于或等于保护间隔的一半时检测出的FAP和LAP的不确定性。一般而言，这些技术可用于解析通信信道的冲激响应的任意两个信道抽头的不确定性，其中该不确定性是由于第一信道抽头早于或迟于第二信道抽头这一不定性所引起的。可针对与第一信道抽头早于第二信道抽头相对应的第一假设执行相关。还可针对与第一信道抽头迟于第二信道抽头相对应的第二假设执行相关。这两种假设的相关结果可被用于确定第一信道抽头是早于还是迟于第二信道抽头。

参照图4，质心检测器416接收来自单元414的输出FAP和LAP并确定信道冲激响应估计的质心。在一实施例中，检测器416仅基于输出FAP和LAP来确定质心。例如，质心可如下设为等于FAPo和LAPo之间的中点：

DS=(LAPo–FAPo)mod N，以及    式(12a)

CM=(FAPo+DS/2)mod N    式(12b)

其中DS是检测出的信道延迟扩展。在式(12a)中，信道延迟扩展被计算为{(LAPo–FAPo)mod N}，其中mod N运算考虑其中信道延迟概况中的LAPo在FAPo的左边的情形。在式(12b)中，质心是自FAPo起信道延迟扩展的一半，其中mod N运算考虑质心的可能回绕。在另一实施例中，质心是基于信道冲激响应估计中两个以上（例如，所有）信道抽头来确定的。质心计算可以本领域内已知的其它方式来执行。

来自加法器418的定时误差可计算如下：

定时误差＝CM–定时目标    式(13)

定时误差是可以为正、零、或负的带符号值。

在一实施例中，来自环路滤波器420的定时调节可计算如下：

定时调节(t)＝定时误差×增益+定时调节(t-1)    式(14)

在另一实施例中，定时调节可计算如下：

定时调节(t)＝定时误差×增益1+定时调节(t-1)×增益2    式(15)式(14)中的增益和式(15)中的增益1和增益2可以是固定或可编程值。

定时调节可被限于预定的值域内，如下：

Adv/Ret(t)=SAT{定时调节(t),最大调节}    式(16)

其中最大调节是任意给定更新的最大定时调节的绝对值，而SAT{}是饱和运算。得到的Adv/Ret(t)是饱和带符号值。

FFT起始指针可更新如下：

FFT起始指针(t)=FFT起始指针(t–1)+Adv/Ret(t)    式(17)FFT起始指针被提前每个OFDM码元的K+G个样本周期，并在每个环路更新区间中进一步用Adv/Ret(t)来更新。

时间跟踪环320试图将质心保持在信道延迟扩展概况中的特定位置上——称为目标定时。目标定时的良好定位可取决于实际的信道冲激响、信道估计窗的长度（N）、保护间隔的长度（G）等。可对该目标定时使用可编程值。环路滤波器增益、最大调节、和/或其它参数可以是固定或可配置的值。

图12示出了用于在接收机处执行时间跟踪的过程1200的实施例。首先例如基于通信信道的信道冲激响应估计来检测出FAP和LAP（框1212）。然后通过对应FAP和LAP的至少一个假设对收到数据执行相关来解析检测出的FAP和LAP的不确定性（框1214）。可如图10中所述的评估两种假设或者可如图11中所述的评估单个假设。接收机处的定时随后基于对应正确假设的假设FAP和LAP来更新（框1216）。对于框1216，可基于对应正确假设的假设FAP和LAP来确定信道冲激响应估计的质心（例如，确定为假设FAP和LAP之间的中点）。可基于该质心与定时目标来确定定时误差并可对其滤波以获得定时调节。可将定时调节限于预定值域内并可被用于更新接收机定时——例如FFT起始指针。随后基于经更新的接收机定时来对收到数据执行OFDM解调（框1218）。FFT起始指针可用于选择收到数据中用于处理的样本。

在此所述的技术可用各种手段来实现。例如，这些技术可以硬件、固件、软件、或其组合来实现。对于硬件实现，用于解析信道估计的不确定性和/或执行接收机处的时间跟踪的处理单元可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、电子器件、以及被设计成执行在此所描述的功能的其它电子单元、或其组合内实现。

对于固件和/或软件实现，这些技术可用执行在此所描述的功能的模块（例如，过程，功能等）来实现。软件代码可存储在存储器单元（例如，图1中的存储器182）中并由处理器（例如，处理器180）来执行。存储器可在处理器内部或存储器外部实现。

提供所公开的实施例的先前描述旨在使本领域的任何技术人员皆能够制作或使用本发明。对于本领域的技术人员对这些实施例的各种修改将是显而易见的，并且在此所定义的一般性原理可适用于其它实施例而不会背离本发明的精神实质或范围。因此，本发明无意被限于这里所示的实施例，而应根据与在此所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围来授权。

Claims (28)

1.一种用于在接收机处执行时间跟踪的方法，包括：

检测通信信道中的第一到达路径FAP和最后到达路径LAP；

基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被正确检测出相对应的第一假设的假设FAP和LAP；

基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被错误检测相对应的第二假设的假设FAP和LAP；

基于对应第一假设的假设FAP和LAP确定第一假设的第一相关窗并基于对应第二假设的假设FAP和LAP确定第二假设的第二相关窗；

基于第一相关窗针对所述第一假设对收到数据执行相关；

基于第二相关窗针对所述第二假设对所述收到数据执行相关；以及

基于所述第一和第二假设的相关结果确定所述第一和第二假设当中的正确假设，

其中每种假设的相关窗覆盖对应该假设的假设FAP的保护间隔的至少一部分和/或对应该假设的假设LAP的保护间隔的至少一部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测FAP和LAP包括基于所述通信信道的信道冲激响应估计检测所述FAP和LAP。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对收到数据执行相关包括

执行收到数据中所述第一相关窗内的第一片段与收到数据的第二片段之间的相关，以及

执行收到数据中所述第二相关窗内的第三片段与收到数据的第四片段之间的相关。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述正确假设更新定时；以及

基于经更新的定时对所述收到数据执行正交频分复用（OFDM）解调。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一和第二片段相隔K个样本以及所述第三和第四片段相隔K个样本，其中K是OFDM码元的有用部分的持续时长。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信道冲激响应估计包括多个信道抽头，以及其中检测通信信道中的第一到达路径FAP和最后到达路径LAP包括：

根据以下等式确定对应不同抽头位置的滑动窗内信道抽头的能量：

$E_k=\underset{n=k}{\overset{(k+W-1)\mathrm{mod}N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_n\right|}^2,$ k=0,...,N-1

其中E_k是在抽头位置k处该滑动窗内各信道抽头的能量，W是该滑动窗的宽度，h_n是对应抽头位置n的信道冲激响应，而“mod N”标示模N运算，其中N为正整数，

根据以下等式基于所述对应不同抽头位置的能量确定有限差分：

$D_n=\underset{k=0}{\overset{Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N}-\underset{k=Q}{\overset{2Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N,}$ n=0,...,N-1

其中Q是有限差分阶数，而D_n是对应抽头位置n的有限差分值，

根据以下等式基于所述能量与所述有限差分的第一函数检测所述FAP：

S_FAP(k)=α₁·E_k+(1-α₁)·D_(k-Q+1)modN，k=0,...,N-1，

$\mathrm{FAPd}=\underset{k}{\arg }\left\{\max \right[S_{\mathrm{FAP}}\left(k\right)\left]\right\}$

其中α₁是用于FAP检测的系数，S_FAP(k)是在抽头位置k处FAP检测的量度，而FAPd是所检测出的FAP的索引，以及

根据以下等式基于所述能量与所述有限差分的第二函数检测所述LAP：

S_LAP(k)=-α₂·E_k+(1-α₂)·D_(k-Q)modN，k=0,...,N-1

$k_{\min }=\underset{k}{\arg }\left\{\min \right[S_{\mathrm{LAP}}\left(k\right)\left]\right\},$ 及

LAPd=(k_min+W-1)mod N，

其中α₂是用于LAP检测的系数，S_LAP(k)是在抽头位置k处LAP检测的量度，而LAPd是所检测出的LAP的索引。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于对应所述正确假设的所述假设FAP和LAP确定所述通信信道的冲激响应的质心，

基于所述质心更新指针，以及

使用所述指针来选择所述收到数据中用于处理的样本。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，确定所述通信信道的冲激响应的质心包括将所述质心确定为对应所述正确假设的所述假设FAP和LAP之间的中点。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，更新指针包括：

基于所述质心和定时目标来确定定时误差，

将所述定时误差滤波以获得定时调节，以及

基于所述定时调节来更新所述指针，其中所述定时目标是快速傅立叶变换FFT窗口的目标位置，所述定时误差是表示质心以及所述FFT窗口的目标位置之间的误差的定时误差。

10.如权利要求9所述的方法，还包括将所述定时调节限于预定值域内。

11.一种用于在接收机处执行时间跟踪的设备，包括：

用于检测通信信道中的第一到达路径FAP和最后到达路径LAP的装置；

用于基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被正确检测出相对应的第一假设的假设FAP和LAP的装置；

用于基于检测出的FAP和LAP确定与FAP和LAP被错误检测相对应的第二假设的假设FAP和LAP的装置；

用于基于对应第一假设的假设FAP和LAP确定第一假设的第一相关窗并基于对应第二假设的假设FAP和LAP确定第二假设的第二相关窗的装置；

用于基于第一相关窗针对所述第一假设对收到数据执行相关的装置；

用于基于第二相关窗针对所述第二假设对所述收到数据执行相关的装置；以及

用于基于所述第一和第二假设的相关结果确定所述第一和第二假设当中的正确假设的装置，

其中每种假设的相关窗覆盖对应该假设的假设FAP的保护间隔的至少一部分和/或对应该假设的假设LAP的保护间隔的至少一部分。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述用于对收到数据执行相关的装置包括

用于执行收到数据中所述第一相关窗内的第一片段与收到数据的第二片段之间的相关的装置，以及

用于执行收到数据中所述第二相关窗内的第三片段与收到数据的第四片段之间的相关的装置。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：

用于基于所述正确假设更新定时的装置；以及

用于基于经更新的定时对所述收到数据执行正交频分复用（OFDM）解调的装置。

14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一和第二片段相隔K个样本以及所述第三和第四片段相隔K个样本，其中K是OFDM码元的有用部分的持续时长。

15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，用于检测通信信道中的FAP和LAP的装置包括用于基于所述通信信道的信道冲激响应估计来检测所述FAP和LAP的装置。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述信道冲激响应估计包括多个信道抽头，以及其中用于检测通信信道中的第一到达路径FAP和最后到达路径LAP的装置包括：

用于根据以下等式确定对应不同抽头位置的滑动窗内信道抽头的能量的装置：

$E_k=\underset{n=k}{\overset{(k+W-1)\mathrm{mod}N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_n\right|}^2,$ k=0,...,N-1

其中E_k是在抽头位置k处该滑动窗内各信道抽头的能量，W是该滑动窗的宽度，h_n是对应抽头位置n的信道冲激响应，而“mod N”标示模N运算，其中N为正整数，

用于根据以下等式基于所述对应不同抽头位置的能量确定有限差分的装置：

$D_n=\underset{k=0}{\overset{Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N}-\underset{k=Q}{\overset{2Q-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{E}_{(n+k)\mathrm{mod}N,}$ n=0,...,N-1

其中Q是有限差分阶数，而D_n是对应抽头位置n的有限差分值，

用于根据以下等式基于所述能量与所述有限差分的第一函数检测所述FAP的装置：

S_FAP(k)=α₁·E_k+(1-α₁)·D_(k-Q+1)modN，k=0,...,N-1，

$\mathrm{FAPd}=\underset{k}{\arg }\left\{\max \right[S_{\mathrm{FAP}}\left(k\right)\left]\right\}$

其中α₁是用于FAP检测的系数，S_FAP(k)是在抽头位置k处FAP检测的量度，而FAPd是所检测出的FAP的索引，以及

用于根据以下等式基于所述能量与所述有限差分的第二函数检测所述LAP的装置：

S_LAP(k)=-α₂·E_k+(1-α₂)·D_(k-Q)modN，k=0,...,N-1

$k_{\min }=\underset{k}{\arg }\left\{\min \right[S_{\mathrm{LAP}}\left(k\right)\left]\right\},$ 及

LAPd=(k_min+W-1)modN，

其中α₂是用于LAP检测的系数，S_LAP(k)是在抽头位置k处LAP检测的量度，而LAPd是所检测出的LAP的索引。

17.如权利要求11所述的设备，还包括：

用于基于对应所述正确假设的所述假设FAP和LAP确定所述通信信道的冲激响应的质心的装置，

用于基于所述质心更新指针的装置，以及

用于使用所述指针来选择所述收到数据中用于处理的样本的装置。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，用于确定所述通信信道的冲激响应的质心的装置包括用于将所述质心确定为对应所述正确假设的所述假设FAP和LAP之间的中点的装置。

19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，用于更新指针的装置包括：

用于基于所述质心和定时目标来确定定时误差的装置，

用于将所述定时误差滤波以获得定时调节的装置，以及

用于基于所述定时调节来更新所述指针的装置，其中所述定时目标是快速傅立叶变换FFT窗口的目标位置，所述定时误差是表示质心以及所述FFT窗口的目标位置之间的误差的定时误差。

20.如权利要求19所述的设备，还包括用于将所述定时调节限于预定值域内的装置。

21.一种用于在接收机处执行时间跟踪的设备，包括：

用于确定通信信道的冲激响应的第一和第二信道抽头的装置，

用于针对与所述第一信道抽头早于所述第二信道抽头相对应的第一假设对收到数据执行相关的装置，

用于针对与所述第一信道抽头迟于所述第二信道抽头的第二假设对所述收到数据执行相关的装置，以及

用于基于所述第一和第二假设的相关结果确定所述第一信道抽头早于还是迟于所述第二信道抽头的装置；

其中所述设备还包括用于对于每种假设，确定对应该假设的相关窗以覆盖所述第一信道抽头的保护间隔的一部分、所述第二信道抽头的保护间隔的一部分、或两者的装置，并且其中基于所述相关窗执行对应该假设的相关。

22.一种用于在接收机处执行时间跟踪的方法，包括：

检测通信信道中的第一到达路径（FAP）和最后到达路径（LAP），

选择与所述FAP和LAP相对应的单个假设用于评估，

针对对应于所述FAP和LAP的所选假设对收到数据执行相关，以及

基于所选假设的相关结果和阈值确定所选假设是否为正确假设；

其中对收到数据执行相关包括基于检测出的FAP和LAP确定每一种假设的假设FAP和LAP。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，选择单个假设包括基于先前评估的假设的历史信息来选择所述假设。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，选择单个假设包括选择与一定时相关联的假设，该定时与先前评估的假设的定时最接近。

25.一种用于在接收机处执行时间跟踪的设备，包括：

用于检测通信信道中的第一到达路径（FAP）和最后到达路径（LAP）的装置；

用于选择与所述FAP和LAP相对应的单个假设用于评估的装置；

用于针对对应于所述FAP和LAP的所选假设对收到数据执行相关的装置；以及

用于基于所选假设的相关结果和阈值确定所选假设是否为正确假设的装置；

其中所述用于对收到数据执行相关的装置包括基于检测出的FAP和LAP确定每一种假设的假设FAP和LAP的装置。

26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，用于选择单个假设的装置包括用于基于先前评估的假设的历史信息来选择所述假设的装置。

27.如权利要求25所述的设备，其特征在于，用于选择单个假设的装置包括用于选择与一定时相关联的假设的装置，该定时与先前评估的假设的定时最接近。

28.一种用于在接收机处执行时间跟踪的方法，包括：

确定通信信道的冲激响应的第一和第二信道抽头，

针对与所述第一信道抽头早于所述第二信道抽头相对应的第一假设对收到数据执行相关，

针对与所述第一信道抽头迟于所述第二信道抽头的第二假设对所述收到数据执行相关，以及

基于所述第一和第二假设的相关结果确定所述第一信道抽头早于还是迟于所述第二信道抽头；

其中所述方法还包括对于每种假设，确定对应该假设的相关窗以覆盖所述第一信道抽头的保护间隔的一部分、所述第二信道抽头的保护间隔的一部分、或两者，并且其中基于所述相关窗执行对应该假设的相关。

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