CN101686481A - 一种终端移动速度的估算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端移动速度的估算方法和装置。其中，该方法包括：a.计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′；b.利用计算出的Δf和Δf′，根据如右公式，得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。本发明利用如右公式能够准确估算出终端移动速度。

Description

一种终端移动速度的估算方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信系统中终端移动速度的估算技术，特别是涉及高速移动中的终端移动速度估计方法。

背景技术

在某些移动通信场景下，终端的移动具有以下特征：大部分时间内，用户以较为稳定的高速沿既定的路线移动(以下简称为特征1)。高速铁路场景是具有特征1的典型场景。具备特征1的高速铁路及类似场景的出现，对移动通信系统提出了极大的挑战。例如，现有的切换策略中，由于其针对的是终端处于静止或慢速移动的场景，在上述场景中，终端移动速度的差异对切换的性能影响不大，因此，现有切换策略对于所有场景下的终端而言是一致的，即，切换策略不会因为终端移动速度的不同而不同。而当特征1场景出现后，由于该场景下终端移动速度很快，此时再按照现有的切换策略进行切换，会导致终端不能在需要切换的区域及时接收到系统的切换指令，从而使切换性能较差。由此可见，为了能够更好地提供服务，系统需要在具备特征1的场景下对终端移动速度进行评估，以便系统对该场景下的终端采用不同的服务策略。

在无线传播环境里，频偏与终端的移动速度有关，两者的具体关系如公式(1)所示。

Δf＝f₀·(v/c)·cosθ       (1)

其中，Δf为多普勒频移；f₀为载波中心频率(Hz)，该值为基站已知；v为终端的移动速度(m/s)；c为光速(m/s)；θ为终端移动方向和信号传播方向的夹角。

如图1所示，当处于火车上的终端远离基站时，终端接收到的信号频率f为f₀+Δf，而当所述终端靠近基站时，则f为f₀-Δf。

由于θ是一个不断变化的角度，系统很难获得的该角度，现有的一些系统则采用忽略角度θ的方式对终端移动速度进行评估，即如公式(2)所示：

v＝(Δf·c)/f₀          (2)

在实际应用中，系统在物理层信道估计中可以获得Δf。这样，根据公式(2)即可得到终端移动速度v。

上述对终端移动速度进行评估的方法，存在误差较大的问题。例如，如图1所示，当处在特征1场景中的终端移动到原点O时，系统在物理层信道估计中得到的Δf将为零，这样，根据公式(2)，终端移动速度v为零，这与实际的高速移动速度不相符。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种终端移动速度的估算方法和装置，能够准确估算出终端移动速度。

为了达到上述目的，本发明提出的一种终端移动速度的估算方法，包括以下步骤：

a、计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′；

b、利用计算出的Δf和Δf′，根据公式

得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

本发明提出的一种终端移动速度的估算装置，包括：

多普勒频移计算模块，用于计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′，将计算出的Δf和Δf′发送至速度估算模块；

速度估算模块，利用所述Δf和Δf′，根据公式

得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

从上述方案中可以看出，本发明提出的终端移动速度的估算方法，利用公式

能够准确估算出终端移动速度。

附图说明

图1为终端移动示意图；

图2为本发明实施例的方法流程示意图；

图3为本发明实施例的装置的示例性结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的主要思想是，通过利用特征1场景中终端移动速度接近常值的特性，对公式(1)进行适当变化，消除其中系统无法获知的参数θ，得到与θ无关的终端移动速度计算公式，从而在不忽略角度θ的情况下，较为准确地估计出终端移动速度，该终端移动速度计算公式的具体推导方法为：

对公式(1)求导，得到Δf′＝f₀·(v/c)·sinθ(3)；

根据公式(1)，得到(Δf)²＝f₀ ²·(v/c)²·cos²θ(4)；

根据公式(3)，得到(Δf′)²＝f₀ ²·(v/c)²·sin²θ(5)；

将公式(4)和(5)相加，得到：(Δf)²+(Δf′)²＝f₀ ²·(v/c)²(6)

根据公式(6)，得到

在实际应用中，在Δf的采样样本点足够多的情况下，可以计算出Δf′。这样，基站根据已知的c、f₀、Δf和Δf′，利用公式(7)，即可较为准确地估计出终端移动速度。

图2为本发明实施例的流程图。如图2所示，该实施例包括：

步骤201、计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′；

本步骤中，Δf和Δf′的具体计算方法为本领域人员所公知，在此不再赘述。

步骤202、利用计算出的Δf和Δf′，根据公式

得到终端

移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

在实际应用中，当系统获得所述终端移动速度v后，可以将所述终端移动速度v应用到一些相关的策略中，例如在切换带进行提前切换，以获得较好的切换性能，具体如何上述应用。

以上对本发明实施例中的终端移动速度的估算方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的终端移动速度的估算装置进行详细描述。

图3为本发明实施例中终端移动速度的估算装置的示例性结构图。如图3所示，该装置包括：

多普勒频移计算模块301，用于计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′，计算出的Δf和Δf′发送至速度估算模块302；

速度估算模块302，利用所述Δf和Δf′，根据公式得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种终端移动速度的估算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、计算多普勒频移Δf以Δf及的一阶导数Δf′；

b、利用计算出的Δf和Δf′，根据公式

得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

2、一种终端移动速度的估算装置，其特征在于，该装置包括：

多普勒频移计算模块，用于计算多普勒频移Δf以及Δf的一阶导数Δf′，将计算出的Δf和Δf′发送至速度估算模块；

速度估算模块，利用所述Δf和Δf′，根据公式

得到终端移动速度v，其中，c为光速，f₀为载波中心频率。

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