CN101401477B - 移动通信系统以及估计移动终端的运动速度的方法 - Google Patents

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Abstract

生成无线信道估计结果,该无线信道估计结果是对去往作为通信目标的移动终端的传播路径的状态的估计结果。确定用于校正在无线基站和移动终端之间的无线通信中使用的无线频率的频率偏移的校正操作是否已经收敛。然后,仅使用在该校正操作已经收敛时的无线信道估计结果来估计移动终端的运动速度。

Description

移动通信系统以及估计移动终端的运动速度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及利用无线信道执行与移动终端的无线通信的无线基站和用于估计移 动终端的运动速度的运动速度估计方法。

背景技术

[0002] 在移动通信系统等中,移动终端和无线基站利用无线信道来执行无线通信。作为 在移动通信系统中使用的、用于无线基站同时与多个移动终端执行无线通信的多址方案, 频分多址方案(FDMA)、时分多址方案(TDMA)、码分多址方案(CDMA)等已经投入实际使用。

[0003] 在这种移动通信系统中,可以估计得到移动终端的运动速度,这是因为其例如被 用于移动终端的位置测量、对无线基站的下行链路发送功率的控制、对移动终端的上行链 路发送功率的控制、当移动终端移动经过多个小区时在各个无线基站中的参数移交控制、 作为对传播路径的状态的估计结果的无线信道估计结果的平均间隔的控制、等等。

[0004] 传统上,已经提出了用于在无线基站中估计移动终端的运动速度的各种手段。它 们中的大多数基于无线信道估计结果的自动校正来获得运动速度,例如记载在日本专利早 期公开No. 2003-158779 (在下文中称为专利文献1)中的。

[0005] 但是,在上述有关移动通信系统中,存在以下问题:当用于无线基站和移动终端之 间的无线通信的无线信道的频率存在固定频率偏移时,移动终端的运动速度的估计精度降 低。

[0006] 在移动通信系统中,当用于无线基站和移动终端之间的无线通信的无线频率存在 固定频率偏移时,移动通信系统进行操作以在无线基站中通过已知的AFC(自动频率控制) 技术来校正频率偏移。在用于校正频率偏移的操作尚未收敛的状态中获得的无线信道估计 结果中,包含由频率偏移导致的错误分量。

[0007] 在上述专利文献1中记载的现有技术中,因为移动终端的运动速度是使用包含错 误分量的无线信道估计结果估计出的,所以运动速度的估计精度降低。

发明内容

[0008] 因此,本发明的一个示例性目的是提供一种估计移动终端的运动速度的无线基站 和方法,其可以防止对移动终端的运动速度的估计精度的降低。

[0009] 为了实现上述目的,根据本发明,在无线基站中,生成无线信道估计结果,该无线 信道估计结果是对去往作为通信目标的移动终端的传播路径的状态的估计结果;并确定用 于校正在无线基站和移动终端之间的无线通信中使用的无线频率的频率偏移的校正操作 是否已经收敛。然后,仅使用在该校正操作已经收敛时的无线信道估计结果来估计移动终 端的运动速度。

[0010] 在上述无线基站和运动速度估计方法中,对用于校正无线频率的频率偏移的校正 操作是否已经收敛进行判断,并且仅使用在校正操作已经收敛时的无线信息估计结果来估 计移动终端的运动速度。因此,在校正操作尚未收敛时的无线信道估计结果不被用于估计移动终端的运动速度。

[0011] 因此,即使在无线基站和移动终端之间存在固定频率偏移,也可以防止由无线基 站估计移动终端的运动速度的精度降低。

附图说明

[0012] 图1是示出在本发明的移动通信系统中包括的无线基站的一个配置示例的框图。 具体实施方式

[0013] 接下来,将参考附图来描述本发明的示例性实施例。

[0014] 根据该示例性实施例,仅使用在通过AFC(自动频率控制)校正无线频率的频率偏 移的操作已经收敛的状态下的无线信道估计结果来估计移动终端的运动速度,从而防止移 动终端的运动速度的估计精度降低。

[0015] 具体而言,当根据无线信道估计结果来估计移动终端的运动速度时,使用指示出 频率偏移的校正量的AFC控制信息、依据AFC控制信息的值是否满足预定条件来确定通过 AFC的频率偏移校正操作是否已经收敛,并且仅仅在校正操作已经收敛时的无线信道估计 结果才被用于移动终端的运动速度的估计。

[0016] 在下文中,将使用CDMA方案的移动通信系统的一个示例来描述本示例性实施例 的用于估计移动终端的运动速度的方法。本示例性实施例的用于估计移动终端的运动速度 的方法也可以应用于除CDMA方案之外的多址方案。

[0017] 如图1所示,在本示例性实施例的移动通信系统中包括的无线基站被配置为包括 接收天线101、无线接收器102、路径延时检测器/选择器103、信道估计器104和速度估计 器105。路径延时检测器/选择器103、信道估计器104和速度估计器105由逻辑电路等组 成的LSI来实现,或者由根据程序实现这些组件的功能的诸如DSP(数字信号处理器)或 CPU之类的处理设备来实现。

[0018] 接收天线101接收从移动终端发送的无线信号,以及向移动终端发射将从无线基 站发送的无线信号。因为本示例性实施例意图提出根据所接收信号来估计移动终端的运动 速度的方法,所以以下将省略对在无线基站中包括的发送功能的描述。在本示例性实施例 中使用的接收天线101所包括的接收天线的元件数目和排列方法可以是任何已知配置,并 且并不限于特定配置。

[0019] 从各个移动终端通过多个无线信道发送的用户信号、干扰信号和热噪声被叠加在 接收天线101所接收的信号上。在所接收的信号中,因为所接收的信号经过多个无线信道, 所以存在延时量不同的多径分量,即使该分量是同一用户的信号分量。

[0020] 无线接收器102包括低噪声放大器、带限滤波器、混频器、本地振荡器、AGC(自动 增益控制)、正交检测器和低通滤波器、模数转换器等,并对经接收天线101接收的信号执 行放大,以及对所接收的信号执行频率转换(射频到基带信号频率)、正交检测和模数转 换。其执行将基带信号向路径延时检测器/选择器103和信道估计器104输出的操作。在 本示例性实施例中使用的无线接收器102可以是任何已知配置,并且并不限于特定配置。

[0021] 路径延时检测器/选择器103从无线接收器102的输出信号中检测所需用户信号 (通信目标的用户信号)的多径分量的定时,即,路径延时。这里要注意,用于从复用了多个用户信号的所接收信号中分离所需信号的方法、用于检测路径延时的方法、以及将要检测 的路径延时的数目并不受具体限制,并且可以使用任何已知方法。作为用于检测路径延时 的方法,例如,存在使用与所需用户信号相对应的已知符号(导频符号等)来检测路径延时 的方法。

[0022] 路径延时检测器/选择器103根据预定的选择标准从检测到的多个路径延时中选 择满足标准的路径延时。

[0023] 路径延时的选择标准的示例为如下所示的(1)到(4):

[0024] (1)按所需用户信号分量的大小的顺序的前N(N是大于或等于1的整数)个路径 延时

[0025] (2)按所需用户信号的信号干扰比(SIR)的降序的前N(N是大于或等于1的整数) 个路径延时

[0026] (3)大于阈值的所需用户信号分量的路径延时

[0027] (4)信号干扰比大于阈值的所需用户信号的路径延时

[0028] 路径延时的选择标准并不限于上述(1)到⑷,并且可以提供其它选择标准。指示 出所选择的路径延时的路径延时信息被输出到信道估计器104。

[0029] 信道估计器104基于从路径延时检测器/选择器103输出的路径延时信息和无线 接收器102的输出信号,在从路径延时信息中获得的各个路径延时定时处对所需用户信号 执行无线信道估计。

[0030] 作为无线信道估计方法,例如,存在使用与所需用户信号相对应的已知符号(导 频符号等)来执行无线信道估计的方法。无线信道估计方法并不限于上述方法,并且可以 使用任何已知方法。

[0031] 信道估计器104将所需用户信号的无线信道估计结果输出到速度估计器105。

[0032] 速度估计器105接收从信道估计器104输出的所需用户信号的无线信道估计结果 以及AFC控制信息作为输入,并使用AFC控制信息来确定是否使用此时的无线信道估计结 果来估计相关用户(移动终端)的运动速度。

[0033] 如上所述,AFC是基于无线基站所保持的参考频率来估计所需用户信号的固定频 率偏移的功能,以及校正所需用户信号的频率偏移的功能。

[0034] AFC方案的示例为以下的(5)到(6)方案:

[0035] (5)使用从信道估计器104输出的所需用户信号的无线信道估计结果来估计该所 需用户信号的待校正频率偏移,并进行校正从而通过闭环控制消除该频率偏移。在这种情 况下,指示出所需用户信号的待校正频率偏移量的信息被包含在AFC控制信息中。

[0036] (6)使用从信道估计器104输出的所需用户信号的无线信道估计结果来估计该所 需用户信号的固定频率偏移,并且进行校正从而通过闭环控制消除该频率偏移。在这种情 况下,指示出所需用户信号的固定频率偏移量的信息被包含在AFC控制信息中。

[0037] 在上述方案(5)、(6)的配置中,例如在信道估计器104的输出侧提供了用于实现 AFC的AFC控制器(未示出),并且从AFC控制器输出AFC控制信息。

[0038] 虽然在上述方案(5)、(6)中,图示了基于从信道估计器104输出的所需用户信号 的无线信道估计结果来生成AFC控制信息的示例,但是可以进行如下配置:例如,检测在无 线接收器102处的所接收信号中包含的所需用户信号的频率偏移,并且输出指示出频率偏移量的AFC控制信息。如果可以基于无线基站所保持的参考频率来检测到所需用户信号的 频率偏移,并且可以输出用于校正偏移量的AFC控制信息,则AFC方案可以是任何配置。

[0039] 作为确定是否由速度估计器105使用无线信道估计结果来估计运动速4度的方 法,存在以下方法(7)、⑶:

[0040] (7)在AFC控制信息中包含所需用户信号的待校正频率偏移的情况下,当该频率 偏移大于预定的阈值时,此时的无线信道估计结果不被用于运动速度的估计。如果频率偏 移小于或等于该阈值,则此时的无线信道估计结果被用于运动速度的估计。这里,大小为所 述频率偏移加上预定裕度的值可以被设定为所述阈值,在该预定裕度中,通过AFC的频率 偏移校正操作可以被推定为已经收敛。

[0041] (8)在AFC控制信息中包含所需用户信号的固定频率偏移的情况下,当该频率偏 移的变化量大于预定的阈值时,此时的无线信道估计结果不被用于运动速度的估计。如果 频率偏移的变化量小于或等于该阈值,则此时的无线信道估计结果被用于运动速度的估 计。这里,大小为所述频率偏移的变化量加上预定裕度的值可以被设定为所述阈值,在该预 定裕度中,通过AFC的频率偏移校正操作可以被推定为已经收敛。

[0042] 用于确定其是否用于运动速度的估计的方法并不限于上述(7)、(8),并且可以是 不同的方法。

[0043] 速度估计器105根据被确定为将用于运动速度的估计的无线信道结果来估计与 所需用户信号相对应的移动终端的运动速度,并输出估计结果作为用户速度信息。

[0044] 作为运动速度估计方法,存在如专利文献1所述的根据无线信道估计结果的自动 校正来估计运动速度的方法。运动速度估计方法并不限于上述方法,并且可以使用任何已 知方法。

[0045] 根据本示例性实施例,对通过AFC来校正无线频率的频率偏移的校正操作是否已 经收敛进行确定,并且仅仅使用在该校正操作已经收敛时的无线信道估计结果来估计移动 终端的运动速度,因此,在校正操作尚未收敛时的无线信道估计结果不被用于估计移动终 端的运动速度。

[0046] 因此,即使在无线基站和移动终端之间存在固定频率偏移,也可以防止由无线基 站估计移动终端的运动速度的精度的降低。

Claims (9)

  1. 一种无线基站,该无线基站估计移动终端的运动速度,所述无线基站包括:信道估计器,该信道估计器输出无线信道估计结果,所述无线信道估计结果是对去往作为通信目标的所述移动终端的传播路径的状态的估计结果;以及速度估计器,该速度估计器确定用于校正在所述无线基站和所述移动终端之间的无线通信中使用的无线频率的频率偏移的校正操作是否已经收敛,并且仅使用所述校正操作已经收敛时的所述无线信道估计结果来估计所述移动终端的运动速度。
  2. 2.如权利要求1所述的无线基站,其中,所述速度估计器确定指示出所述频率偏移的 校正量的自动频率控制AFC控制信息的值是否满足预定条件,并且如果所述AFC控制信息 的值满足所述预定条件,则确定对所述频率偏移的校正操作已经收敛。
  3. 3.如权利要求2所述的无线基站,其中,如果在所述AFC控制信息中包含指示出所述频 率偏移的量的信息,则当所述频率偏移小于或等于预定阈值时,所述速度估计器确定所述 AFC控制信息的值满足所述预定条件。
  4. 4.如权利要求2所述的无线基站,其中,如果在所述AFC控制信息中包含指示出所述频 率偏移的量的信息,则当所述频率偏移的变化量小于或等于预定阈值时,所述速度估计器 确定所述AFC控制信息的值满足所述预定条件。
  5. 5. 一种移动通信系统,包括:如权利要求1所述的无线基站;以及 与所述无线基站执行无线通信的移动终端。
  6. 6. 一种用于由无线基站估计移动终端的运动速度的运动速度估计方法,所述方法包括:生成无线信道估计结果,所述无线信道估计结果是对去往作为通信目标的所述移动终 端的传播路径的状态的估计结果;确定用于校正在所述无线基站和所述移动终端之间的无线通信中使用的无线频率的 频率偏移的校正操作是否已经收敛;以及仅使用所述校正操作已经收敛时的所述无线信道估计结果来估计所述移动终端的运 动速度。
  7. 7.如权利要求6所述的用于由无线基站估计移动终端的运动速度的运动速度估计方 法,包括:确定指示出所述频率偏移的校正量的自动频率控制AFC控制信息的值是否满足 预定条件,并且如果所述AFC控制信息的值满足所述预定条件,则确定对所述频率偏移的 校正操作已经收敛。
  8. 8.如权利要求7所述的用于由无线基站估计移动终端的运动速度的运动速度估计方 法,包括:如果在所述AFC控制信息中包含指示出所述频率偏移的量的信息,则当所述频率 偏移小于或等于预定阈值时,确定所述AFC控制信息的值满足所述预定条件。
  9. 9.如权利要求7所述的用于由无线基站估计移动终端的运动速度的运动速度估计方 法,包括:如果在所述AFC控制信息中包含指示出所述频率偏移的量的信息,则当所述频率 偏移的变化量小于或等于预定阈值时,确定所述AFC控制信息的值满足所述预定条件。
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