CN102238569A - 估计终端移动速度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种估计终端移动速度的方法和装置，涉及无线移动通信技术，为解决现有技术中估计终端移动速度的成本比较高的技术问题而发明。所述方法包括：基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性；所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。本发明能够用于LTE系统中终端移动速度的估计。

Description

估计终端移动速度的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术，特别是指一种估计终端移动速度的方法和装置。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)无线通信系统是以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术为基础的新一代无线网络，其无线侧采用MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put，多输入多输出)、高阶调制以及相应的频选调度、功率控制等技术相配合，以达到更高的系统吞吐量和频谱效率。

在LTE系统中，MIMO被认为是达到用户平均吞吐量和频谱效率要求的最佳技术。为了达到该目标，LTE系统中规定了在不同的无线信道环境中，可自适应的选择采用包括开环CDD(Cyclic Delay Diversity，循环延迟冗余技术)空间复用、闭环预编码、波束赋形以及发射分集等方案在内的多种MIMO技术。此外，LTE系统属于宽带无线通信系统，因此，由于无线信道的多径效应会在其带宽内产生相应的频率选择性衰落，可根据系统内不同用户所处的无线信道状况，为其选择合适的编码调制水平以及物理资源映射位置，以进一步提高系统性能。

在LTE无线移动通信系统中，上述包括MIMO模式选择、频选调度以及功率控制在内的可以进一步提高系统性能的技术的实现，都需要基于事先掌握用户的无线信道信息，由此带来的信道变化情况以及算法实现的时延等问题都与用户终端UE的移动速度密切相关。

LTE无线通信系统中，用户设备(即移动终端)与基站之间的信号是通过无线信道传播的，信道衰落的波动速度与用户终端的移动速度有着密切的关系。而且，移动通信系统始终处于动态变化的环境中，用户终端可能从静止状态到高速移动状态，也可能从市区环境到郊区环境移动等。

如果可以准确地估计用户终端的移动速度，则上述算法都将会更加有效。LTE系统中，如对于功率控制而言，如果可以准确的估计用户终端的移动速度，就可以更加准确有效地根据环境的变化，动态地改变功率控制的参数，包括功率控制的步长、周期、目标值等。又如，对于终端的下行链路发射模式选择时，可以根据UE速度的高低情况自适应的分别选择开环CDD空间复用及闭环预编码模式以与其实际速度对应的MIMO技术方案。

因此，对于LTE系统而言，实现上述算法的有效保障措施就是分辨用户终端的移动速度，从而合理选择终端下行链路发射模式、功率控制等算法及其参数。

现有技术中，可以在用户终端上增加GPS(Navigation Satellite TimingAnd Ranging Global Position System，导航星测时与测距全球定位系统)的定位装置，在基站上相应设备的配合下准确地对移动终端进行定位，但是，该方案增加了用户终端设备的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低的估计终端移动速度的方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种估计终端移动速度的方法，包括：

基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性；

所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

所述基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性的步骤为：所述基站根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的信息；

所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法的步骤具体为：

如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；

如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度的步骤包括：

步骤一，所述基站获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI；

步骤二，所述基站根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率P_down；

步骤三，所述基站根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，查找所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

所述步骤一具体为：

$P_{\mathrm{PMI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{PMI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{PMI}}}$

$P_{\mathrm{RI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{RI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{RI}}}$

其中，Num_PMI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的PMI的变化次数，Num_{total_PMI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈PMI的总次数，Num_RI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的RI的变化次数，Num_{total_RI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈RI的总次数；

所述步骤二具体为：

$P_{\mathrm{down}}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\α}\·P_{\mathrm{PMI}}+\mathrm{\β}\·P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{PMI}},& P_{\mathrm{RI}}=0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}=0\end{array}\right.,$

其中，α和β为加权系数，α+β＝1，0≤α≤1，0≤β≤1。

当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度的步骤包括：

步骤a，所述基站获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

步骤b，所述基站获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

步骤c，所述基站将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H；

步骤d，所述基站根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

所述步骤c之后，还包括：

将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

所述步骤d具体为：

所述基站根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

所述的估计终端移动速度的方法，其中，

所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁为；

所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂为

所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H为：

$R_H=\frac{1}{L^{\′}}\underset{i=1}{\overset{L^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\left|\frac{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)*h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)}{\sqrt{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)\right|}^2*\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)\right|}^2}}\right|;$

其中，k为终端的序号，Ka为基站阵列的天线数量，L为LTE系统带宽内RE的数量；L′为序号为k的终端相邻时隙上行所占用的相同频域位置的RE的数量，i＝1，2，…，L′，L′≤L。

所述滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值

为：

其中，ω为平滑滤波因子，0＜ω≤1。

另一方面，提供一种估计终端移动速度的装置，包括：

获取单元，用于获取终端是否向所述基站反馈终端信道数据的信息；

选择单元，用于根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

估算单元，用于根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

所述获取单元具体为：根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的信息；

所述选择单元具体为：

如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用所述终端给基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；

如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，所述估算单元包括：

第一获取子单元，用于获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI；

计算子单元，用于根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率P_down；

第一查找子单元，用于根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，获取所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，所述估算单元包括：

第二获取子单元，用于获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

第三获取子单元，用于获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

相关子单元，用于将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H；

第二查找子单元，用于根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

可选的，所述估算单元还包括：

滤波子单元，用于将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

所述第二查找子单元具体为：根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，所述基站根据终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性，选择终端移动速度的估计算法；所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度，相比于现有技术，不需要增加GPS组件的成本，因此降低了成本。

附图说明

图1为本发明所述的估计终端移动速度的方法的流程示意图；

图2为图1所述的估计终端移动速度的方法中选择第一种估算算法时，步骤13的流程示意图；

图3为图1所述的估计终端移动速度的方法中选择第二种估算算法时，步骤13的流程示意图；

图4为本发明所述的估计终端移动速度的方法的应用场景的流程示意图；

图5为本发明所述的估计终端移动速度的装置的结构示意图；

图6为图5所示的估计终端移动速度的装置中估算单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，为本发明所述的一种估计终端移动速度的方法，包括：

步骤11，基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性；具体步骤为：所述基站根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的信息；

下行链路信道信息包括：预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI。

步骤12，所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

步骤12具体为：如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

根据LTE协议的规定，当终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，终端给基站上报预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI；当终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，则无PMI和RI信息反馈。

步骤13，所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

上述方案中，所述基站根据终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性，选择终端移动速度的估计算法；所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度，相比于现有技术，不需要增加GPS组件的成本，因此降低了成本。

如图2所示，当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，步骤13包括：

步骤141，所述基站获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI，具体为：

$P_{\mathrm{PMI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{PMI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{PMI}}}$

$P_{\mathrm{PI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{RI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_R1}}$

步骤142，所述基站根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率，具体为：

$P_{\mathrm{down}}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\α}\·P_{\mathrm{PMI}}+\mathrm{\β}\·P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{PMI}},& P_{\mathrm{RI}}=0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}=0\end{array}\right.,$

其中，α和β为加权系数，α+β＝1，0≤α≤1，0≤β≤1。

步骤143，所述基站根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，查找所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

其中，Num_PMI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的PMI的变化次数，Num_{total_PMI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈PMI的总次数，Num_RI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的RI的变化次数，Num_{total_RI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈RI的总次数。

如图3所示，当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，步骤13包括：

步骤151，所述基站获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

步骤152，所述基站获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

步骤153，所述基站将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H；

步骤154，所述基站根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

可选的，所述步骤153之后，还包括：

将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

步骤154具体为：

所述基站根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁为；

所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂为

所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H为：

$R_H=\frac{1}{L^{\′}}\underset{i=1}{\overset{L^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\left|\frac{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)*h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)}{\sqrt{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)\right|}^2*\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)\right|}^2}}\right|;$

其中，k为终端的序号，Ka为基站阵列的天线数量，L为LTE系统带宽内RE(Resource Element，资源单元)的数量；L′为序号为k的终端相邻时隙上行所占用的相同频域位置的RE的数量，i＝1，2，…，L′，L′≤L。

所述滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值

为：

其中，ω为平滑滤波因子，0＜ω≤1。

以下描述本发明的应用场景：一种LTE无线通信系统中分辨用户终端移动速度的方法，包括：

步骤一，根据该UE的下行链路发射模式进行判断，如果UE下行链路发射模式为模式3、模式4、模式5、模式6中的任意一种模式下时，转到步骤二；否则转到步骤四；

步骤二，记录下行时间窗T_down内上报PMI(Precoding matrix indicator，预编码矩阵指示)及RI(Ranking indication，秩指示)的变化概率，分别记作P_PMI及P_RI；转到步骤三；

步骤三，根据步骤二计算得到下行信道变化概率P_down，比对下行信道变化概率与UE移动速度估计对照门限表，估计出该终端当前的移动速度，处理过程结束。

当从步骤一跳转到步骤四时，处理流程如下：

步骤四，在某一时隙t1在基站侧获取上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；根据LTE协议，该信道估计可以产生自上行解调参考信号(DeModulationReference Signal，DMRS)或上行信道探测参考信号(Sounding ReferenceSignal，SRS)；

步骤五，在后续某上行时隙t2从基站端获取信道冲击响应估计数据H₂；同样，根据LTE协议，该信道估计可以产生自上行解调参考信号DMRS或上行sounding参考信号SRS；其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；之后将H₁与H₂对应采样点的CIR数据求相关，得到上行链路相前后时隙信道估计数据的相关值R_H；

步骤六，对步骤五中得到的上行链路相前后时隙信道估计数据的相关值R_H与历史保存的相关值

进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相前后时隙信道估计数据的相关值大小；比对上行链路相前后时隙信道估计数据的相关值与终端移动速度估计对照门限，估计出该终端当前的移动速度，处理过程结束。

本发明所提供的估计用户终端移动速度的方法，根据UE所处UE下行链路发射模式选择速度计算方法方案，利用下行时间窗内UE上报的PMI及RI信息(反馈的PMI及RI的变化概率)或利用上行时间窗内前后不同时隙上行链路的信道冲击响应(CIR，channel impulse response)数据的相关值，通过比对门限的方法，估计出该终端当前移动速度。在保证估计结果准确性的同时，大大减少了运算复杂度，非常利于工程实现。

以下描述本发明所述的LTE无线通信系统中分辨用户终端移动速度方法的另一应用场景，图4为其具体实施过程中的流程图。假设其基站端天线阵列采用Ka根天线。所述方法包括以下步骤：

首先，基于UE所处UE下行链路发射模式选择算法：如果UE下行链路发射模式为模式3、模式4、模式5、模式6中的任意一种模式下时，转到利用UE反馈的PMI、RI估计终端的移动速度的方案；否则，转到利用上行信道估计的相关值估计终端的移动速度的方案：

利用上行信道冲击响应估计终端速度(算法2)，要求其连续时隙中UE所处的频域位置有重合部分，即L’不能等于0。因此，上行信道估计相关算法需要同时满足时域和频域的要求。而利用下行反馈信息估计终端速度(算法1)则无此限制，并且反馈信息一般都为周期设置，相较于上行依靠于实时调度更为可靠，因此，算法1优先级高。

当利用UE反馈的PMI、RI估计UE运动速度时，步骤具体包括：

步骤421，获取下行时间窗T_down内上报PMI的变化概率P_PMI和RI的变化概率P_RI：当UE不反馈PMI时，P_PMI为0。当UE不反馈RI时，P_RI为0。

步骤421包括：

步骤a，假设Num_PMI和Num_RI分别为下行时间窗T_down内UE反馈PMI、RI的变化次数。每个下行时间窗T_down开始时，Num_PMI＝Num_RI＝0；当基站侧接收到UE连续两个上报的PMI值不同时，则Num_PMI自加一；当基站侧接收到UE连续两个上报的RI值不同时，则Num_RI自加一；

步骤b，求P_PMI和P_RI；

$P_{\mathrm{PMI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{PMI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{PMI}}}$

$P_{\mathrm{RI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{RI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{RI}}}$

其中，Num_{total_PMI}为T_down内UE反馈PMI的总次数，Num_{total_RI}为T_down内UE反馈RI的总次数。T_down的具体值可根据PMI和RI反馈周期配置，建议值为100ms。

步骤422，计算下行信道变化概率P_down。根据R_PMI及P_RI，计算得到下行信道变化概率：

$P_{\mathrm{down}}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\α}\·P_{\mathrm{PMI}}+\mathrm{\β}\·P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{PMI}},& P_{\mathrm{RI}}=0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}=0\end{array}\right.$

其中，α和β为加权系数，α+β＝1，0≤α≤1，0≤β≤1，α和β的取值和PMI和RI反馈周期等有关，建议值为α＝β＝0.5。

步骤423，估计终端的移动速度。根据计算得到的P_down，查找下行信道变化概率与估计的终端移动速度对应门限，从而估计出该终端当前的移动速度大小。终端移动速度的门限值可通过仿真或测试获得，可以为，在终端固定速度情况不同的无线环境中，通过仿真和测试记录所得到的该速度下对应的下行信道变化概率值，然后，根据不同速度下的变化概率值确定其判决门限。

当利用上行信道估计的相关值估计终端的移动速度时，步骤具体包括：

步骤431，记录上行时间窗T_up内不同时隙信道数据：

针对LTE通信系统，第t1个时隙第k个用户经过信道后处理的上行链路信道冲激响应估计矩阵表示为

其中，Ka表示基站阵列天线数，L表示LTE系统带宽内RE的数目。

第t2个时隙第k个用户经过信道后处理的上行链路信道冲激响应估计矩阵表示为

其中，t2-t1≤T_up；上行时间窗T_up的取值与UE上行调度的周期以及UE所占的频域位置有关，T_up的建议值为20ms。

步骤432，将得到的H_t1与H_t2对应频域位置上的CIR数据求相关，计算瞬时相关值R_H。计算公式如下式所示：

$R_H=\frac{1}{L^{\′}}\underset{i=1}{\overset{L^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\left|\frac{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)*h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)}{\sqrt{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)\right|}^2*\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)\right|}^2}}\right|$

其中，i＝1，2，…，L′，L′为前后不同时隙第k个用户所占用的相同频域位置的RE数目，L′＝0时

为上行链路相关值的历史值；

步骤433，平滑滤波。对瞬时相关值R_H与上行链路相关值的历史值

进行平滑滤波，具体如下式所示：

${\stackrel{\‾}{R}}^{\′}=(1-\mathrm{\ω})\stackrel{\‾}{R}+\mathrm{\ω}{R}_H$

得到滤波后的上行链路相邻时隙信道估计数据的瞬时相关值

同时，相关值

为下一上行时间窗的历史相关值。其中，ω为平滑滤波因子，0＜ω≤1，，ω取值和UE所处的无线信道环境下的噪声和干扰大小相关，一般ω取值为0.3；

步骤434，估计速度。根据滤波后的瞬时相关值

查找相邻时隙CIR相关值与估计的终端移动速度的对应门限，从而估计出该终端当前的移动速度大小。终端移动速度的门限值可通过仿真或测试获得，可以为，在终端固定速度情况不同的无线环境中，通过仿真和测试记录所得到的该速度下对应的上行信道变化概率值，然后根据不同速度下的变化概率值确定其判决门限。

如图5所示，为本发明所述的估计终端移动速度的装置，包括：

获取单元51，用于获取终端是否向所述基站反馈终端信道数据的信息；具体为：根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的信息；

选择单元52，用于根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

估算单元53，用于根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

上述方案中，根据终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性，选择终端移动速度的估计算法；根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度，相比于现有技术，不需要增加GPS组件的成本，因此降低了成本。

所述选择单元52具体为：

如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用所述终端给基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；

如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，如图6所示，所述估算单元53包括：

第一获取子单元531，用于获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI；具体为：

$P_{\mathrm{PMI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{PMI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{PMI}}}$

$P_{\mathrm{RI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{RI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{RI}}}$

其中，Num_PMI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的PMI的变化次数，Num_{total_PMI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈PMI的总次数，Num_RI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的RI的变化次数，Num_{total_RI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈RI的总次数；

计算子单元532，用于根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率P_down；具体为：

$P_{\mathrm{down}}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\α}\·P_{\mathrm{PMI}}+\mathrm{\β}\·P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{PMI}},& P_{\mathrm{RI}}=0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}=0\end{array}\right.,$

其中，α和β为加权系数，α+β＝1，0≤α≤1，0≤β≤1。

第一查找子单元533，用于根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，获取所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，所述估算单元53包括：

第二获取子单534，用于获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

第三获取子单元535，用于获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

相关子单元536，用于将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H；

第二查找子单元537，用于根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

可选的，所述估算单元53还包括：滤波子单元538，将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

第二查找子单元537具体为：根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁为；

所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂为

所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值T_H为：

$R_H=\frac{1}{L^{\′}}\underset{i=1}{\overset{L^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\left|\frac{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)*h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)}{\sqrt{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)\right|}^2*\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)\right|}^2}}\right|;$

其中，k为终端的序号，Ka为基站阵列的天线数量，L为LTE系统带宽内RE的数量；L′为序号为k的终端相邻时隙上行所占用的相同频域位置的RE的数量，i＝1，2，…，L′，L′≤L。

所述滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值

为：

其中，ω为平滑滤波因子，0＜ω≤1。

本发明还提供一种包括上述终端移动速度的装置的基站。

本发明的移动终端速度的估计方案，具有如下特点：

(1)利用LTE系统协议规定，根据UE的下行链路发射模式分别采用不同的参数判断速度，提高了算法的可靠性；

(2)基于上行时隙信道数据求相关及统计上报PMI/RI值进行判断，适用于LTE FDD(Frequency Division Dual，频分双工)及TDD(Time Division Dual，时分双工)系统，并且，引入滤波平滑机制，有效提高算法判断精度；

(3)设定不同的门限值，可适应各种不同的信道环境；

(4)现有技术的方法能对用户终端的径向移动速度提供估计，并且，其估计精度取决于用户终端对于频率偏差的测量精度，因此误差较大。本发明在保证分辩结果精度的情况下，减少了运算复杂度，适合于工程实现处理。本发明的移动终端的估计方法，也可以用于移动台的速度估计。

所述方法实施例是与所述装置实施例相对应的，在方法实施例中未详细描述的部分参照装置实施例中相关部分的描述即可，在装置实施例中未详细描述的部分参照方法实施例中相关部分的描述即可。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如：磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种估计终端移动速度的方法，其特征在于，包括：

基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性；

所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

2.根据权利要求1所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，

所述下行链路信道信息包括：预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI；

所述基站获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性的步骤为：所述基站根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的属性；

所述基站根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法的步骤具体为：

如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；

如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，所述基站选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

3.根据权利要求2所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，

当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度的步骤包括：

步骤一，所述基站获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI；

步骤二，所述基站根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率P_down；

步骤三，所述基站根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，查找所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

4.根据权利要求3所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，

所述步骤一具体为：

$P_{\mathrm{PMI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{PMI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{PMI}}}$

$P_{\mathrm{RI}}=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{RI}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{total}\_\mathrm{RI}}}$

其中，Num_PMI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的PMI的变化次数，Num_{total_PMI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈PMI的总次数，Num_RI为所述下行时间窗T_down内终端反馈的RI的变化次数，Num_{total_RI}为所述下行时间窗T_down内终端反馈RI的总次数；

所述步骤二具体为：

$P_{\mathrm{down}}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\α}\·P_{\mathrm{PMI}}+\mathrm{\β}\·P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{PMI}},& P_{\mathrm{RI}}=0,P_{\mathrm{PMI}}\≠0\\ P_{\mathrm{RI}},& P_{\mathrm{RI}}\≠0,P_{\mathrm{PMI}}=0\end{array}\right.,$

其中，α和β为加权系数，α+β＝1，0≤α≤1，0≤β≤1。

5.根据权利要求2所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，所述基站根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度的步骤包括：

步骤a，所述基站获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

步骤b，所述基站获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

步骤c，所述基站将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H

步骤d，所述基站根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

6.根据权利要求5所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，所述步骤c之后，还包括：

将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

所述步骤d具体为：

所述基站根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

7.根据权利要求6所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，

所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁为；

所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂为

所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H为：

$R_H=\frac{1}{L^{\text{'}}}\underset{i=1}{\overset{L^{\text{'}}}{\mathrm{\Σ}}}\left|\frac{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)*h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)}{\sqrt{\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}|{h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t1\right)|}^2*\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}|{h_i^{(k,\mathrm{ka})}\left(t2\right)|}^2}}\right|;$

其中，k为终端的序号，Ka为基站阵列的天线数量，L为LTE系统带宽内资源单元RE的数量；L′为序号为k的终端相邻时隙上行所占用的相同频域位置的RE的数量，i＝1，2，…，L′，L′≤L。

8.根据权利要求7所述的估计终端移动速度的方法，其特征在于，所述滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值

为：

其中，ω为平滑滤波因子，0＜ω≤1。

9.一种估计终端移动速度的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取终端是否向所述基站反馈下行链路信道信息的属性；

选择单元，用于根据所述属性，选择终端移动速度的估计算法；

估算单元，用于根据选择的所述估计算法，估计所述终端的移动速度。

10.根据权利要求9所述的估计终端移动速度的装置，其特征在于，

所述获取单元具体为：根据所述终端的下行链路发射模式，获取终端是否向所述基站反馈预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI的信息；

所述选择单元具体为：

如果所述终端的下行链路发射模式为长期演进LTE协议规定的模式3、模式4、模式5以及模式6中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用所述终端给基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度的算法；

如果所述终端的下行链路发射模式为LTE协议规定的模式1、模式2以及模式7中的任意一种时，则选择的估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度的算法。

11.根据权利要求10所述的估计终端移动速度的装置，其特征在于，

当选择的所述估计算法为：利用所述终端给所述基站上报的预编码矩阵指示PMI和/或秩指示RI来估计所述终端的移动速度时，所述估算单元包括：

第一获取子单元，用于获取下行时间窗T_down内，所述终端向所述基站上报的PMI的变化概率P_PMI和所述终端向所述基站上报的RI的变化概率P_RI；

计算子单元，用于根据所述PMI的变化概率和所述RI的变化概率P_RI，计算得到下行信道变化概率P_down；

第一查找子单元，用于根据预设的下行信道变化概率与终端移动速度的对应关系，获取所述下行信道变化概率P_down对应的终端的移动速度。

12.根据权利要求10所述的估计终端移动速度的装置，其特征在于，当选择的所述估计算法为：利用基站侧的相邻时隙上行链路的信道冲击响应数据的相关值来估计所述终端的移动速度时，所述估算单元包括：

第二获取子单元，用于获取第一上行时隙t1基站侧的第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁；

第三获取子单元，用于获取第二上行时隙t2基站端的第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂，其中，t2-t1≤T_up，T_up为上行时间窗长；

相关子单元，用于将所述第一上行链路的信道冲击响应估计数据H₁与所述第二上行链路的信道冲击响应估计数据H₂的对应采样点求相关，得到上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H；

第二查找子单元，用于根据预设的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对应关系，查找所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H对应的终端的移动速度。

13.根据权利要求12所述的估计终端移动速度的装置，其特征在于，所述估算单元还包括：

滤波子单元，用于将所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值R_H与上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的历史相关值进行滤波处理，得到滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值；

所述第二查找子单元具体为：根据预设的滤波后的上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值与终端移动速度的对照表，查找滤波后的所述上行链路相邻时隙信道冲击响应估计数据的相关值对应的终端的移动速度。

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