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Title:
VELOCITY MEASUREMENT METHOD AND APPARATUS USING PILOT FREQUENCY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/007169
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a velocity measurement method and apparatus using a pilot frequency, relating to the field of communications, and used to improve the precision in measuring the moving velocity of a terminal, and reduce the complexity of a velocity measurement process. The method comprises: measuring the velocity of a terminal using a pilot frequency, obtaining a correct frequency domain channel response according to known data sent by the pilot frequency, obtaining a frequency domain channel variation parameter according to a difference of frequency domain channel responses between pilot frequencies in a specified time domain range, and determining a current moving velocity of the terminal according to the frequency domain channel variation parameter. In this way, the velocity measurement process is not affected by the fluctuations of signal amplitude, thereby effectively improving the precision of the velocity measurement algorithm. Moreover, the embodiments only use pilot frequencies received in a specified time domain range; the data processing amount is small and the processing time is relatively short, effectively reducing the complexity of the velocity measurement algorithm.

Inventors:
LI XIAOJIAO (CN)
SHI RUI (CN)
BI HAI (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/078298
Publication Date:
January 17, 2013
Filing Date:
July 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
CHINA ACADEMY OF TELECOMM TECH (CN)
LI XIAOJIAO (CN)
SHI RUI (CN)
BI HAI (CN)
International Classes:
H04L25/02
Foreign References:
CN101437243A2009-05-20
CN101917363A2010-12-15
KR20080065340A2008-07-14
Attorney, Agent or Firm:
TDIP & PARTNERS (CN)
北京同达信恒知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
1、 一种釆用导频测速的方法, 其特征在于, 包括:

接收传送端发送的无线子帧, 并分别对各无线子帧携带的每一个导频进行信道估计, 获得各导频的频域信道响应;

根据指定时域范围内的导频间的频域信道响应的差值, 确定相应的频域信道变化参 数;

根据预设的频域信道变化参数和终端移动速度之间的映射关系, 获取所述确定的频域 信道变化参数对应的速度值, 并基于该速度值确定所述终端当前的移动速度。

2、 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述传送端为基站或者终端。

3、 如权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 获得各导频的频域信道响应后, 在根据 指定时域范围内的导频间的频域信道响应的差值, 确定相应的频域信道变化参数之前, 对 各导频的频域信道响应进行抑噪处理。

4、 如权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 根据指定时域范围内的导频间的频域信 道响应的差值, 确定相应的频域信道变化参数, 包括:

针对在指定的 N个无线子帧内接收的各导频, 以每两个频域位置相同的相邻导频为一 组, 分别计算每一个导频组内两导频间的频域信道响应的差值;

分别将每一个导频组对应的频域信道响应的差值进行模处理, 并基于模处理结果确定 所述频域信道变化参数。

5、 如权利要求 4 所述的方法, 其特征在于, 分别将每一个导频组对应的频域信道响 应的差值进行模处理, 并基于模处理结果确定所述频域信道变化参数, 包括:

分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的差值的模;

计算获得各导频组对应的频域信道响应的差值的模的平均值;

将所述平均值确定为所述频域信道变化参数。

6、 如权利要求 4 所述的方法, 其特征在于, 分别将每一个导频组对应的频域信道响 应的差值进行模处理, 并基于模处理结果确定所述频域信道变化参数, 包括:

分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的差值的模平方;

计算获得各导频组对应的频域信道响应的差值的模平方的平均值;

将所述平均值或者所述平均值的开方值, 确定为所述频域信道变化参数。

7、 如权利要求 1 _ 6任一项所述的方法, 其特征在于, 根据预设的频域信道变化参数 和终端移动速度之间的映射关系,获取所述确定的频域信道变化参数对应的速度值, 包括: 获取唯一设置的频域信道变化参数和终端移动速度之间的映射关系, 并根据该映射关 系, 获取所述确定的频域信道变化参数对应的速度值;

或者

确定当前信道的信道状态参数, 并获取对应所述信道状态参数设置的频域信道变化参 数和终端移动速度之间的映射关系, 以及根据该映射关系, 获取所述确定的频域信道变化 参数对应的速度值。

8、 如权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 所述信道状态参数为信噪比 S R或 /和最 大多径时延。

9、 如权利要求 7 所述的方法, 其特征在于, 基于获得的速度值确定所述终端当前的 移动速度, 包括:

直接将获得的速度值作为终端当前的移动速度;

或者

对获得的速度值进行平滑处理, 并将平滑处理结果作为终端当前的移动速度。

10、 如权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 确定终端当前的移动速度后, 根据该移 动速度对所述指定时频范围内接收的非导频信号进行信道估计和信号检测。 11、 一种釆用导频测速的装置, 其特征在于, 包括:

通信单元, 用于接收传送端发送的无线子帧, 并分别对各无线子帧携带的每一个导频 进行信道估计, 获得各导频的频域信道响应;

第一处理单元, 用于根据指定时域范围内的导频间的频域信道响应的差值, 确定相应 的频域信道变化参数;

第二处理单元, 用于根据预设的频域信道变化参数和终端移动速度之间的映射关系, 获取所述确定频域信道变化参数对应的速度值, 并基于该速度值确定所述终端当前的移动 速度。

12、 如权利要求 11所述的装置, 其特征在于, 所述装置为基站或者终端。

13、如权利要求 11所述的装置, 其特征在于, 所述通信单元获得各导频的频域信道响 应后, 在所述第一处理单元根据指定时域范围内的导频间的频域信道响应的差值, 确定相 应的频域信道变化参数之前, 对各导频的频域信道响应进行抑噪处理。

14、如权利要求 11所述的装置, 其特征在于, 所述第一处理单元根据指定时域范围内 的导频间的频域信道响应的差值, 确定相应的频域信道变化参数时, 针对在指定的 Ν个无 线子帧内接收的各导频, 以每两个频域位置相同的相邻导频为一组, 分别计算每一个导频 组内两导频间的频域信道响应的差值, 以及分别将每一个导频组对应的频域信道响应的差 值进行模处理, 并基于模处理结果确定所述频域信道变化参数。

15、 如权利要求 14 所述的装置, 其特征在于, 所述第一处理单元分别将每一个导频 组对应的频域信道响应的差值进行模处理, 并基于模处理结果确定所述频域信道变化参数 时, 分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的差值的模, 并计算获得各导频组对应的 频域信道响应的差值的模的平均值, 以及将所述平均值确定为所述频域信道变化参数。

16、 如权利要求 14 所述的装置, 其特征在于, 所述第一处理单元分别将每一个导频 组对应的频域信道响应的差值进行模处理, 并基于模处理结果确定所述频域信道变化参数 时, 分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的差值的模平方, 并计算获得各导频组对 应的频域信道响应的差值的模平方的平均值, 以及将所述平均值或者所述平均值的开方 值, 确定为所述频域信道变化参数。

17、如权利要求 11 _ 16任一项所述的装置, 其特征在于, 所述第二处理单元根据预设 的频域信道变化参数和终端移动速度之间的映射关系, 获取所述确定的频域信道变化参数 对应的速度值时, 获取唯一设置的频域信道变化参数和终端移动速度之间的映射关系, 并 根据该映射关系, 获取所述确定的频域信道变化参数对应的速度值, 或者, 确定当前信道 的信道状态参数, 并获取对应所述信道状态参数设置的频域信道变化参数和终端移动速度 之间的映射关系,以及根据该映射关系,获取所述确定的频域信道变化参数对应的速度值。

18、 如权利要求 17 所述的装置, 其特征在于, 所述第二处理单元确定的信道状态参 数为信噪比 S R或 /和最大多径时延。

19、 如权利要求 17 所述的装置, 其特征在于, 所述第二处理单元基于获得的速度值 确定所述终端当前的移动速度时, 直接将获得的速度值作为终端当前的移动速度, 或者, 对获得的速度值进行平滑处理, 并将平滑处理结果作为终端当前的移动速度。

20、 如权利要求 17所述的装置, 其特征在于, 进一步包括:

第三处理单元, 用于在所述第二处理单元确定终端当前的移动速度后, # ^据该移动速 度对所述指定时频范围内接收的非导频信号进行信道估计和信号检测。

Description:
一种采用导频测速的方法及装置 本申请要求在 2011年 7月 8日提交中国专利局、 申请号为 201110191296.6、发明名称为"一 种釆用导频测速的方法及装置"的中国专利申 的优先权, 其全部内容通过引用结合在本申请 中。 技术领域 本发明涉及通信领域, 特别涉及一种釆用导频测速的方法及装置。 背景技术 在通信系统中, 终端的快速移动会产生较大的多谱勒频移, 尤其在多径的场景下会造 成信号幅度的快速衰落和信号相位的迅速变化 , 从而导致系统性能的恶化。 为了避免系统 性能受到终端快速移动的影响, 现有技术中, 接收端通常根据终端的当前移动速度, 来对 信道估计方式和信号检测相关算法进行自适应 调整, 此时就需要有较为准确的测速算法来 支持这种自适应的调整策略。

现有的测速算法主要有以下几种:

A、 Crossing Rate算法。

Crossing Rate算法在实际的通信系统中广为使用。 具体为: 多普勒频散会造成信号在 时域上的起伏, 总体上每移动半个波长的距离, 信号幅度便会有一次深衰落, 而 Crossing

Rate算法即是通过统计单位时间内电平衰落 数 Le, 估计出终端的移动速度; 例如, 假设 载频为 fc, 光速为 c, 那么, 可以估计出速度 v=c/fc*Le。

显然, Crossing Rate算法的重点是如何准确统计 Le, 然而, 实际应用中, 信号会受到 信道中的噪声和千扰的影响, 从而在时域上出现很多小幅度的起伏, 俗称毛刺, 这些毛刺 会影响 Le 的精确统计, 即使预先对信号进行去毛刺处理, 也无法保证毛刺的完全去除, 从而进一步影响了终端移动速度的估计准确度 ; 另一方面, Crossing Rate算法的精度并不 高, 且在低速传输下需要较长的统计时间, 进而影响了系统的整体运行效率。

B、 相关性算法。

终端的快速移动会令信号在频域上出现多普勒 频散, 在 Rayleigh (瑞利)信道下接收 信号时, 信号的时域自相关值与多普勒频散呈以下关系 :

其中, 表示信号的时域自相关值, 该时域自相关值用以表征在时频上不同时刻 的信号之间的相关程度, 表示最大多普勒频散, r表示相关时间, σ 2 为噪声功率, J。(-) 表示 0阶第一类贝塞尔函数, 该函数的曲线走向如图 1所示。 通过上述公式(1 )可以看 出, 利用信号的时域自相关特性, 统计信号的时域自相关值, 并对照贝塞尔函数曲线进行 查询, 可以估计出多普勒频散/ m , 接着, 再根据预设的多普勒频散/„^ 端的移动速度 之间的映射关系, 便可以估计出终端当前的移动速度。

然而, 实际应用中, 相关性算法的统计特性只适用于 Rayleigh信道, 对于其他信道则 不适用。 例如, 在 Rician (莱斯)信道下, 来波方向不是均匀分布的, 且受到莱斯因子 K 的影响, 公式(1 ) 需经莱斯因子 K修正后才能使用, 但是, 赖斯因子 K不易确定, 从而 难以在 Rician信道下使用相关性算法来估计终端的移动 速度。 此外, 由图 1可知, 贝塞尔 函数并非单调函数, 为了能准确估计出终端的移动速度, 需要保证 2 r/ m T < 4 , 而在高速传 输下多普勒频散 f m 的取值较大, 则 τ的取值必须非常小才能进行多普勒频散 f m 的估计, 这 使得相关性算法在高速传输场景下的使用受到 了较大限制。

另一方面, 现有技术中, 釆用上述两种测速算法估计终端的移动速度时 , 一般都是釆 用全部接收信号进行信道估计后, 使用得到的全带宽上的频域信道响应值统计全 带宽上各 个子载波的信道相关性或者 Le, 从而测量得到终端的移动速度, 数据处理量较大, 处理时 间较长, 从而令本次测量出的终端的移动速度只能在下 一次进行信道估计和信号检测时使 用, 具有一定的时延, 因此, 难以实现较高的测量精度。 发明内容 本发明实施例提供一种釆用导频测速的方法及 装置, 用以提高终端移动速度的测量精 度, 同时降低测速流程的执行复杂度。

本发明实施例提供的具体技术方案如下:

一种釆用导频测速的方法, 包括:

接收传送端发送的无线子帧, 并分别对各无线子帧携带的每一个导频进行信 道估计, 获得各导频的频域信道响应;

根据指定时域范围内的导频间的频域信道响应 的差值, 确定相应的频域信道变化参 数;

根据预设的频域信道变化参数和终端移动速度 之间的映射关系, 获取对应所述频域信 道变化参数设置的速度值, 并基于该速度值确定所述终端当前的移动速度 。

一种釆用导频测速的装置, 包括:

通信单元, 用于接收传送端发送的无线子帧, 并分别对各无线子帧携带的每一个导频 进行信道估计, 获得各导频的频域信道响应;

第一处理单元, 用于根据指定时域范围内的导频间的频域信道 响应的差值, 确定相应 的频域信道变化参数;

第二处理单元, 用于根据预设的频域信道变化参数和终端移动 速度之间的映射关系, 获取对应所述频域信道变化参数设置的速度值 , 并基于该速度值确定所述终端当前的移动 速度。

本发明实施例中,测速装置釆用导频对终端进 行测速, 由于导频的发送数据是已知的, 因此直接釆用 LS ( Least Squares, 最小二乘法) 方法就可以得到较为准确的信道估计值, 即频域信道响应 H, 从而令测速装置可以根据指定时域范围内的导 频之间的频域信道响应 的差值, 来得到频域信道变化参数 AH , 并根据 AH确定终端当前的移动速度 V, 这样, 测 速过程不会受到信号幅度起伏的影响, 从而有效提高了测速算法的测量精度, 并且, 本实 施例中仅釆用在指定时域范围内接收的导频来 进行测速, 数据处理量小, 处理时间相对较 短, 因而有效地降低了测速算法的执行复杂度, 进一步地, 由于测速操作是在对无线子帧 携带的非导频信号进行信道估计之前进行的, 因此, 本次的测速结果可以直接用于本次对 非导频信号的信道估计和信号检测过程, 避免了因为时延造成的测速结果应用的滞后, 从 而进一步提高了信道估计和信号检测的准确性 。 附图说明

图 1为现有技术下第一类贝塞尔函数曲线图;

图 2为本发明实施例中测速装置功能结构示意图

图 3为本发明实施例中测速装置釆用导频对终端 行测速流程图。 具体实施方式 为了提高终端移动速度的测量精度, 同时降低测速流程的执行复杂度, 本发明实施例 中, 测速装置釆用导频来测量终端当前的移动速度 , 即通过统计导频的频域信道响应的差 值来对终端当前的移动速度进行估计。

进一步地, 测速装置还可以通过一些接收端的常用测量量 (如信噪比, 最大多径时延 等) 来对测速算法进行优化, 从而进一步提高测速算法的测量精度。

本发明实施例提供的技术方案可以应用于各种 能够发送导频的通信系统, 如 TD-SCDMA( Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址) 系统、 LTE ( Long Term Evolution, 长期演进)系统、 LTE- A ( Long Term Evolution- Advance, 长期演进增强)系统等等。 同时, 上述测速装置可以是网络侧的基站, 也可以是终端自身, 若为基站, 则基站可以根据上行导频测量上行信道的变化 , 若为终端, 则终端可以根据下 行导频测量下行信道的变化, 从而基站和终端都能够得到精确的终端当前移 动速度。 下面以 LTE系统为例, 结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说 明。 参阅图 2所示, 本发明实施例中, 测速装置包括通信单元 20、 第一处理单元 21和第 二处理单元 22, 其中,

通信单元 20, 用于接收传送端发送的无线子帧, 并分别对各无线子帧携带的每一个导 频进行信道估计, 获得各导频的频域信道响应;

第一处理单元 21 , 用于根据指定时域范围内的导频间的频域信道 响应的差值, 确定相 应的频域信道变化参数;

第二处理单元 22, 用于根据预设的频域信道变化参数和终端移动 速度之间的映射关 系, 获取所述确定的频域信道变化参数对应的速度 值, 并基于该速度值确定终端当前的移 动速度。

如图 2所示, 测量装置中进一步包括第三处理单元 23 , 用于在第二处理单元 22确定 终端当前的移动速度后, 根据该移动速度对指定时频范围内接收的非导 频信号进行信道估 计和信号检测。

基于上述实施例, 参阅图 3 所示, 本实施例中, 测速装置对终端进行测速的详细流 程如下:

步骤 300: 测速装置接收传送端发送的无线子帧, 并分别对无线子帧携带的每一个导 频进行信道估计, 获得各导频的频域信道响应。

通信系统中, 无线信号都是以无线子帧的形式发送的, 每个无线子帧中同一频域位置 通常携带有多个导频, 本实施例中, 测速装置即是通过对无线子帧携带的导频进行 信道估 计, 从而实现对终端的测速。 另一方面, 上述传送端为基站时, 测速装置为终端, 即终端 对自身进行测速; 而上述传送端为终端时, 测速装置为基站, 即基站对终端进行测速。

本实施例中, 以 LTE系统为例, 将任一导频的频域信道响应记为 HO ) , 其中, n表 示时域上导频所在的 OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用) 符号的位置, k表示频域上导频所在的频域子载波的索引, 即 H(«, t)表示第 n个 OFDM符 号的第 k个子载波上的导频的频域信道响应; 其中, 较佳的, 在 LTE系统中, n = 0, 4 ( 0 和 4为导频所在的 OFDM符号的位置); 而为保证各种带宽配置下性能一致, k在不同带 宽下可取频域位置完全相同的 PRB ( Physical Resource Block, 物理资源块)上的导频子载 波的索引, 例如, 在 20M带宽下, 系统内包含有 100个 PRB, 而在 1.4M带宽下, 系统内 包含有 6个 PRB, 而 1.4M带宽下的 6个 PRB上的导频子载波和 20M带宽下的 100PRB 内位于中间位置的 6个 PRB上的导频子载波占用的频域资源是相同的, 因此, 为了保证配 置一致性, 可以将上述中间位置的 6个 PRB上的导频子载波的索引作为 k的取值。

另一方面, 较佳的, 为了进一步提高测速的精确度, 测速装置在获得各导频的频域信 道响应后, 可以先进行抑噪处理, 再执行步骤 310。 当然, 若信道环境处于较为理想状态, 则为了提高了测速装置的处理速度, 也可以不执行抑噪处理。 抑噪处理的执行与否, 可以 视具体的应用环境而灵活设定, 在此不再赘述。

步骤 310: 测速装置根据指定时域范围内的导频间的频域 信道响应的差值, 确定相应 的频域信道变化参数。

本实施例中, 假设指定的时域范围是 N个无线子帧, N取正整数, 这 N个无线子帧在 时域上可以是连续的, 也可以是不连续的, 若为不连续的, 则 N个无线子帧之间相隔的周 期可以预先设定, 那么, 步骤 310的具体执行方式如下:

步骤 A, 测速装置针对在指定的 N个无线子帧内接收的各导频, 以每两个频域位置相 同的相邻导频为一组, 分别计算每一个导频组内两导频间的频域信道 响应的差值;

步骤 B , 测速装置分别将每一个导频组对应的频域信道 响应的差值进行模处理, 并基 于模处理结果确定相应的频域信道变化参数。

其中, 步骤 B的执行方式包含但不限于以下两种:

第一种方式为: 分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的 差值的模平方, 并计算 获得各导频组对应的频域信道响应的差值的模 平方的平均值, 以及将该平均值或者该平均 值的开方值, 确定为频域信道变化参数。

例如, 本实施例中, 将任意一个导频组内两导频间的频域信道响应 的差值的模平方记 为( H ') 2 , 则( H ') 2 的计算方式如下:

其中, N f 表示子载波的数目

那么, 测速装置可以根据上述公式, 分别计算获得每一个导频组对应的频域信道响 应 的差值的模平方,再求其平均值, 即 Ν个无线子帧内包含的各导频组对应的 H'f的平均 值, 最后, 测速装置将获得的平均值作为频域信道变化参 数, 记为 AH , 或者, 将获得的 平均值进行开方, 即对各导频组对应的 ') 2 的平均值进行开方, 并将开方值作为频域信 道变化参数, 记为 AH; 本实施例中, 执行开方操作时, 可以釆用公式

AH = E ( ')

其中, E表示求平均值。

第二种方式为: 分别计算每一个导频组对应的频域信道响应的 差值的模, 并计算获得 各导频组对应的频域信道响应的差值的模的平 均值, 以及将该平均值确定为频域信道变化 参数。

例如, 本实施例中, 将任意一个导频组内两导频间的频域信道响应 的差值的模记为 ( ) 2 , 其中, ( H') 2 的计算方式同上述公式, 不再赘述。 那么, 测速装置可以根据公 式 ( ) 2 分别计算获得每一个导频组对应的频域信 道响应的差值的模, 再求其平均值, 即 N个无线子帧内包含的各导频组对应的 δΗ') 2 的平均值, 最后, 测速装置将获得的平 均值作为频域信道变化参数 , 记为 AH。

步骤 320: 测速装置根据预设的频域信道变化参数和终端 移动速度之间的映射关系, 获取上述确定的频域信道变化参数对应的速度 值, 并基于该速度值确定终端当前的移动速 度。

本发明实施例中, 在设置频域信道变化参数 AH和终端的移动速度 V之间的映射关系 时, 可以釆用的设置方式包含但不限于以下两种:

第一种设置方式为: 当信道环境处于较为理想的状态时 (如, 抑噪算法的性能较好、 信道中不存在过强的噪声、 信道中不存在过长时延等等), 此时, 可以针对不同的信道状 态设置统一的频域信道变化参数 AH和终端的移动速度 V之间的映射关系。

例如, 可以将上述映射关系设置为拟合公式 = F(AH) , 如:

k snr -AH+b snr

σ

-123.78σ 3 -755.38σ 2 -85.75σ-0.85,ν<90 其中, σ = ^表示噪声的幅度值, 此处可取当前所处环境在一般情况下的值, 如,

0.1

又例如, 也可以将上述映射关系设置为映射表 AH-V; 如

表 1

170 1.0724

190 1.1501

釆用第一种设置方式设置上述映射关系时, 在执行步骤 310获得 AH后, 可以直接根 据该映射关系获得对应的 V, 从而确定终端的当前移动速度。

第二种设置方式为: 在信道环境未处于较为理想的状态时, 可以基于信道状态参数, 针对不同的信道状态分别设置相应的映射关系 ; 其中, 所谓的信道状态参数, 可以是信道 的 S R (信噪比), 或 /和, 信道的最大多径时延。

例如,可以根据不同的 S R或 /和最大多径时延,分别设置相应的拟合 = F(AH,SNR) , 如:

v = k^-AH+b,

σ =

最大多径时延小于 5 /

-107.73σ 3 +400.66ί7 2 -19.38ί7 + 211.57,ν>90

k.

-97.21σ 3 +848.14σ 2 + 238.43σ + 127.33,ν<90

81.72σ 3 -452.23σ 2 +60.96σ-58.33,ν> 90

b

-123.78σ 3 -755.38σ 2 -85.75σ-0.85,ν<90

最大多径时延大于 5 /

-73.36σ 3 +401.54σ 2 +23.49σ + 227.14,ν>90

k.

-248.63σ 3 + 751.28σ 2 + 344.96σ + 170.95, ν<90

24.44σ 3 - 430.52σ 2 - 18.82σ - 27.66, > 90

b

140.68σ 3 - 908.97σ 2 - 96.Ί3σ - 0.03, ν<90 又例如, 还可以根据不同的 SNR 或 /和最大多径时延, 分别设置相应的映射表 AH-V(S R), 如:

表 2

170 1.0819 1.0048 0.9511 0.9172 0.8982 0.8877 0.8821 0.8790 0.8775 0.8766 0.8761

190 1.1085 1.0445 1.0023 0.9765 0.9627 0.9562 0.9525 0.9506 0.9495 0.9490 0.9488 表 3

釆用第二种设置方式设置上述映射关系时, 在执行步骤 310获得 AH后, 可以进一步 确定当前信道的 S R或 /和最大多径时延,并获取对应该 S R或 /和最大多径时延预设的映 射关系, 再根据该映射关系获得对应的 V, 从而确定终端的当前移动速度。 其中, 所谓的 确定当前信道的 S R或 /和最大多径时延,可以是在获得 AH之前预先测量信道的 S R或 / 和最大多径时延, 也可以是在获得 AH后, 实时测量信道的 S R或 /和最大多径时延; 本实 施例中, 结合 SNR或 /和最大多径时延来对终端的进行测速, 可以进一步优化测速算法, 提高测速结果的准确度, 并且, SNR或 /和最大多径时延仅是信道状态参数的一种举 , 实 际应用中并不局限于此, 在此不再赘述。

实际应用中, 在设置上述映射关系时, 可以釆用以下实现方法: 仿真终端进行匀速运 动,分别统计每一种 "最大多径时延 - SNR -移动速度 V"下 H的平均值。根据统计的 H 的平均值建立不同时延场景下的拟合公式 = F(AH,SNR), 或者, 建立不同时延场景下的 映射表 "AH-V(SNR)"。 其中, 仿真计算任意一种 "最大多径时延 -S R -移动速度 V" 下 AH的平均值的具体流程为:

对仿真的无线子帧中携带的各导频进行信道估 计,获得各导频的频域信道响应 H( n,k) 并进行抑噪处理;

对抑噪处理后的 H (n,k)信道进行统计, 以每两个导频为一组, 分别计算每一个导频 组内的频域信道响应的差值的模平方 , 的计算方法和测速算法中相同; 统计

M个无线子帧内导频组的、δΗ、、 2 的平均值之后开方得到 AH = JE (δΗ ') 其中,通常 M»N,因为 M的取值要足够大才能保证生成的映射公式具 较高的精度, 从而保证测量精度, 判断 M的取值是否足够大的标准是确定继续增大 M后, AH的统计 结果是否稳定, (如, 在 LTE系统内, 一般 M的数量级在千帧以上)。 N的取值取决于终 端所能达到的加速度和测量所需精度,通常终 端的加速度较高则 N的值就应该设置的较小, 例如, 在 LTE系统中, 若最高加速度为 2.8 Aw/ , 则 N设置为 100, 最多会引入的测量 误差为 \0 kmlh , 从而保证测量值相对真实值的时延不会过高, 以及由此引入的最大测量 误差不会过大; 而终端为匀速运动时, N的值越高则测量精度越高。

上述映射关系能够区分的时延场景取决于时延 测量算法能够区分的时延类型, 如果没 有必要进行最大多径时延的估计, 则在仿真时需要将各时延场景的统计结果 AH进行平均 后, 再建立唯一的映射关系, 如, 建立唯一的拟合公式 = F (AH, SNR) , 或者, 建立唯一 的映射表 " AH - V(SNR) "。

由此可见, 在 LTE系统中, 在记录 H ( n,k ) 时, 若将中间位置的 6个 PRB的索引作 为 k的取值, 则可以在各种带宽配置下使用相同的 AH和 V之间的映射关系, 当然, 为了 提高测量精确度, 也可以针对不同带宽配置使用频域资源不完全 相同的 PRB的索引作为 k 的取值, 这需要针对不同的带宽配置分别仿真建立 AH和 V之间的映射关系, 在此不再赘 述。

另一方面, 在上述步骤 320中, 获取对应 AH设置的速度值, 并基于该速度值确定终 端当前的移动速度 V时, 其执行方式包含但不限于以下两种:

第一种执行方式: 直接将获得的速度值作为终端当前的移动速度 V;

第二种执行方式: 对获得的速度值进行平滑处理, 并将平滑处理结果作为终端当前的 移动速度 V。

平滑处理的方式有很多,例如,获取本次测量 之前,经 K次测量后获得的 K个速度值, 再加上本次测量获得的速度值, 求平均值, 并将该平均值作为终端当前的移动速率 V。

在上述实施例中,测速操作是在对 N个无线子帧携带的非导频信号进行信道估计 前 进行的, 由于本实施例中仅釆用在 N个无线子帧内 (非全带宽)接收的导频来进行测速, 因此数据处理量小, 处理时间相对较短, 从而令本次获得的测速结果可以直接用于本次 对 非导频信号的信道估计和信号检测过程, 在对非导频信号进行信道估计时, 需要先获得时 域滤波矩阵: 时域滤波矩阵的生成和最大多普勒频移相关, 据测量获得的终端的移动速 度可 勒频移

V表示终端的移动速度, 表示电磁波的波长, /表示工作频率, 根据/皿和当前釆 用的信道估计谱型, 如 Jakes语, 釆用公式 R(T) = J。(2 r/ max T)可以计算信号间的时域相关 性 从而生成时域滤波矩阵, 接着, 便可以根据生成的时域滤波矩阵进行信道估计 ; 当然,时域滤波矩阵也可以不用基于终端的移 动速度实时计算, 而是设定不同的速度等级, 提前预存几个时域滤波矩阵, 然后根据当前测量获得的终端的移动速度选择 相应的时域滤 波矩阵, 并根据选择的时域滤波矩阵进行信道估计。

而在对非导频信号进行信号检测时, 基站如果获知终端处于高速状态, 可以通过多天 线联合检测等方法, 提高高速环境下的检测性能。

实际应用中, 上述技术方案具有广泛的适用性, 可以适用于各种能够发送导频的通信 系统, 例如, TD-SCDMA系统、 LTE系统、 LTE - A系统等等, 进一步地, 还可以同时应 用于 TDD双工系统和 FDD双工系统。 其中, 当应用于 TD-SCDMA系统时, 不存在频域 带宽的问题, 而当应用于 LTE系统时, 终端占用的频域资源大小不同, 导频带宽也不同, 因此, 为了保证测速装置能够周期性地获得传送端发 送的导频, 较佳的, 当传送端发送的 是上行无线子帧时, 该无线子帧携带的导频为 DMRS ( DeModulation Reference Signal , 解 调参考信号), 或者, SRS ( Sounding Reference Symbol, 探测参考信号), 而当传送端发送 的是下行无线子帧时, 该无线子帧携带的导频为 CRS ( Cell Reference Signal, 小区参考信 号)。

综上所述, 本发明实施例中, 测速装置釆用导频对终端进行测速, 由于导频的发送数 据是已知的, 因此直接釆用 LS ( Least Squares, 最小二乘法) 方法就可以得到较为准确的 信道估计值, 即频域信道响应 H, 从而令测速装置可以根据指定时域范围内的导 频之间的 频域信道响应的差值, 来得到频域信道变化参数 AH , 并根据 AH确定终端当前的移动速 度 V, 这样, 测速过程不会受到信号幅度起伏的影响, 从而有效提高了测速算法的测量精 度, 并且, 本实施例中仅釆用在指定时域范围内接收的导 频来进行测速, 数据处理量小, 处理时间相对较短, 因而有效地降低了测速算法的执行复杂度, 进一步地, 由于测速操作 是在对无线子帧携带的非导频信号进行信道估 计之前进行的, 因此, 本次的测速结果可以 直接用于本次对非导频信号的信道估计和信号 检测过程, 避免了因为时延造成的测速结果 应用的滞后, 从而进一步提高了信道估计和信号检测的准确 性。

进一步地, 通过实验可以获知, 本发明实施例提供的技术方案适用于各种能够 发送导 频的通信系统, 具有广泛的适用性, 并且在各种通信系统中均能保证测速结果的高 精度 , 具有较好的鲁棒性。

本领域内的技术人员应明白, 本发明的实施例可提供为方法、 系统、 或计算机程序产 品。 因此, 本发明可釆用完全硬件实施例、 完全软件实施例、 或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。 而且, 本发明可釆用在一个或多个其中包含有计算机 可用程序代码的计算机 可用存储介盾 (包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程 序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、 设备(系统)、 和计算机程序产品的流程图 和 /或方框图来描述的。 应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流 程和 /或方框、 以及流程图和 /或方框图中的流程和 /或方框的结合。 可提供这些计算机 程序指令到通用计算机、 专用计算机、 嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处 理器 以产生一个机器, 使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的 处理器执行的指令产生用 于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机 或其他可编程数据处理设备以特定方 式工作的计算机可读存储器中, 使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生 包括指令装 置的制造品, 该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程 和 /或方框图一个方框或多个 方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他 可编程数据处理设备上, 使得在计算机 或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产 生计算机实现的处理, 从而在计算机或其他 可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程 图一个流程或多个流程和 /或方框图一个 方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例, 但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性 概 念, 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。 所以, 所附权利要求意欲解释为包括优选 实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改 。

显然, 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动 和变型而不脱离本发明的精神和 范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属 于本发明权利要求及其等同技术的范围之内, 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。