CN1116612C

CN1116612C - 用来在移动通信中估计速度的装置和方法

Info

Publication number: CN1116612C
Application number: CN98120850A
Authority: CN
Inventors: 久保德郎; 箕轮守彦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2003-07-30
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: JPH11215053A; CN1441619A; US6249682B1; JP3805520B2; CN100459766C; CN1224845A

Abstract

本发明为一种速度估计装置，用于在扩频系统的移动通信中探测从接收站发送的传输功率控制指令的变化，并估计该接收站的移动速度。该速度估计装置还通过从所接收的信号中提取希望信号来产生一个希望信号功率，并用该希望信号功率来估计相应的发送站的移动速度。

Description

用来在移动通信中估计速度的装置和方法

本发明涉及用来在移动通信系统中估计对方站的移动速度的装置和方法。

对于移动通信系统中的信道多路转换法，常规上曾经过使用时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统等。然而，希望开发一种更高效地使用频率的方法，特别是直接序码分多址(DS-CDMA)系统是一个有前途的候选者，因为用此一系统有很大的通信容量可资利用。

DS-CDMA系统是一种扩频通信系统。在此一系统中，在发送侧通过针对一组信道使用同一频率并针对每个信道在宽带情况下把数据信号乘以独立的扩展码，以扩展频谱来发送数据信号，而在接收侧通过把所接收的信号乘以同一扩展码来恢复针对每个信道的数据信号。在接收侧扩展码的相乘称为解扩展。当此一DS-CDMA系统用于移动通信时，搜索器功能、传输功率控制功能、绝对相干探测功能等是必不可少的。

搜索器功能意味着用来探测传输通路和解扩展码定时，即用来进行解扩展的定时，的功能。传输功率控制功能意味着用来针对由于移动站与总站之间的距离上的差异引起的远近问题，和由于多通路引起的瞬时波动(衰落)，修改传输功率的功能。相干探测功能意味着用来把导引信号加到数据信号上，以便当发送时在较小的传输功率下得到所需的比特差错率(BER)，以及进行相干探测的功能。

在移动通信中，在如此众多的动态地变化着的环境中，即移动站可能从静止状态到高速状态移动，以及移动站可能从市区环境到郊区环境移动等，需要稳定的通信。特别是，在伴随着穿过一组传输线路的反射波和延迟波的多通路环境中，对抗措施是必不可少的，因为干扰产生衰落(瞬时值波动)。结合每种上述功能，有效的衰落对抗措施在DS-CDMA系统中也是希望的。

然而，在使用DS-CDMA系统的移动通信中，存在着以下问题。

一般来说，虽然针对通信装置的每个单元的参数存在着防备在通信期间产生的衰落的最佳值，但是每个参数不是始终设定于最佳值，因为衰落的波动速度与移动站的移动速度(或衰落距)有关地变化。因而，当参数不是最佳时，在接受特性方面产生降低，因此信道容量减小。为了优化每个参数，必须在总站处估计移动站的移动速度。

然而，在DS-CDMA系统中，由于一组信道在同一频率上多路复用，与作为其他多路复用方法而公知的TDMA或FDMA系统不一样，难以根据接收场强的测量来估计移动速度。

本发明的一个目的在于，提供用来在使用诸如CDMA系统之类的扩频系统的移动通信中，估计移动站的移动速度的装置和方法。

本发明的用来估计移动速度的装置包括一个输入单元、一个接器单元、一个功率复合器单元以及一个速度估计单元。

在本发明的第1方案中，用来估计速度的装置被用于移动通信中以便控制发送站与接收站之间的传输功率。输入单元输入从接收站向发送站发送的传输功率控制指令。速度估计单元用该传输功率控制指令来估计接收站的移动速度，并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

每个发送站和接收站分别相当于移动通信中的总站或移动站。例如，DS-CDMA系统这样控制，以致传输功率可以最佳地设定以防备由于在总站与移动站之间和多通路传输线路在距离上的差异而产生的衰落。

在此一控制中，在接收侧产生一个传输功率控制指令，该指令被发送到发送侧。在发送侧根据所接收的传输功率控制指令来修改传输功率。由于传输功率控制指令的值根据瞬时波动，例如伴随移动站漫游的衰落，而变化，所以如果探测到该变化，则能估计移动速度。速度估计单元根据传输功率控制指令的变化或累计值来估计接收站的移动速度。

在本发明的第2方案中，用来估计速度的装置被用于发送站与接收站之间的移动通信中。接收器单元从所接收的信号中提取希望信号，而功率复合器单元从该希望信号产生希望信号功率。然后，速度估计单元用该希望信号功率来估计发送站的移动速度，并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

例如，在DS-CDMA系统中，所接收的信号处于这样一种状态，其中频谱被扩展，而一组信道被多路复用。因此，经受来自发送站的衰落的信号在解扩展之前无法被观察。然而，通过对信号解扩展，能提取希望信号，能观察衰落的影响，借此能估计移动速度。

接收器单元对所接收的信号解扩展并提取希望信号。功率复合器单元从所提取的信号产生希望信号功率。然后，速度估计单元根据希望信号功率的采样值来估计发送站的移动速度。

其实，由于总站和移动站既具有发送站的功能又具有接收站的功能，所以总站和移动站能既用传输功率控制指令又用希望信号功率来估计对方站的移动速度。通过使用从速度估计单元输出的控制信号，通信装置的参数也能设定成最佳值以防备衰落。

图1表示本发明的速度估计装置的原理。

图2表示发送机的原理。

图3表示接收机的原理。

图4表示接收机的传输功率控制单元的配置。

图5表示用TPC指令估计速度。

图6表示TPC指令的第1计数结果。

图7表示TPC指令的第2计数结果。

图8表示TPC指令的第3计数结果。

图9表示TPC指令的第4计数结果。

图10表示衰落距估计单元的第1配置示例。

图11表示衰落距估计单元的第2配置示例。

图12表示用来从计数值产生衰落距的电路。

图13表示用TPC指令的累计值估计速度。

图14表示累计值的采样。

图15表示衰落距估计单元的第3配置示例。

图16表示TPC指令的累计值的基准值。

图17表示衰落距估计单元的第4配置示例。

图18表示用希望信号功率估计速度。

图19表示接收相关值的采样。

图20表示采样电路。

图21表示第1功率复合。

图22表示第2功率复合。

图23表示第3功率复合。

图24表示功率复合器单元的第1配置示例。

图25表示功率复合器单元的第2配置示例。

图26表示希望信号功率的基准值。

图27表示两种估计方法之间的关系。

图28表示所估计的速度的5个范围。

参照附图详细描述本发明的最佳实施例。

图1表示本发明的速度估计装置的原理。图1中所示的速度估计装置包括一个输入单元1、一个接收器单元2、一个功率复合器单元3以及一个速度估计单元4。

根据本发明的第1个原理，速度估计装置被用于移动通信中，以便控制发送站与接收站之间的传输功率。输入单元1输入从接收站向发送站发送的传输功率控制指令。速度估计单元4用该传输功率控制指令来估计接收站的移动速度，并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

在此一控制中，在接收侧，产生一个传输功率控制指令，而该指令被发送到发送侧。在发送侧根据所接收的传输功率控制指令来修改传输功率。由于传输功率控制指令的值根据瞬时波动，例如伴随移动站漫游的衰落，而变化，所以如果探测到该变化，则能估计移动速度。速度估计单元根据传输功率控制指令的变化或累计值来估计接收站的移动速度。

根据本发明的第2原理，速度估计装置被用于发送站与接收站之间的移动通信中。接收器单元2从所接收的信号中提取希望信号，而功率复合器单元3从该希望信号产生希望信号功率。然后，速度估计单元4用该希望信号功率来估计发送站的移动速度，并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

例如，在DS-CDMA系统中，所接收的信号处于这样一种状态，其中频谱被扩展，而一组信道被多路复用。因此，受来自发送站的衰落影响的信号在解扩展之前无法被观察。然而，通过对信号解扩展，能提取希望信号，能观察衰落的影响，借此能估计移动速度。

接收器单元2对所接收的信号解扩展并提取希望信号。功率复合器单元3从所提取的信号产生希望信号功率。然后，速度估计单元4根据希望信号功率的采样值来估计发送站的移动速度。

其实，由于总站和移动站既具有发送站的功能又具有接收站的功能，所以总站和移动站能既用传输功率控制指令又用希望信号功率来估计对方站的移动速度。通过使用从速度估计单元4输出的控制信号，通信装置的参数也能设定成最佳值以防备衰落。

例如，图1中所示的输入单元1相当于图13中所示的TPC指令累加单元261，图1中所示的接收器单元2相当于图4中所示的接收器单元192和解调器单元193，图1中所示的功率复合器单元3相当于图18中所示的功率复合器单元291，以及图1中所示的速度估计单元4相当于图5中所示的衰落距估计单元231、图13中所示的衰落距估计单元262和图18中所示的衰落距估计单元292。

在此一实施例中，利用在DS-CDMA系统的传输功率控制(TPC)中所用的TPC指令和所接收的波的接收相关值，来估计移动速度。如果得到移动速度，则用于搜索器、传输功率控制单元、以及相位估计单元的参数值，在相干探测时能最佳地设定，以防备所产生的衰落。

首先，下面描述DS-CDMA系统的通信装置。图2和图3分别表示DS-CDMA系统的发送机和接收机的原理。

在图2中将要发送的数据被加于载波并被用乘法器12乘以来自编码发生器11的扩展码，穿过放大器13，并从天线14被发送。对于乘法器12的逻辑而言，能使用诸如异或(EXOR)之类的任何逻辑。

在图3中从天线21穿过放大器22输入的所接收信号被转换器单元23转换成基带信号(数字信号)，并被解调器单元24恢复成原始数据。

解调器单元24包括一组由编码发生器31、乘法器32和探测器33组成的装置。每个编码发生器31产生具有不同定时的解扩展码。对于该解扩展码而言，通常采用与用于发送的扩展码相同的编码。乘法器32把输入信号乘以该解扩展码，并把频谱恢复成原始频带。探测器单元33探测该解扩展信号。加法器34复合并输出诸探测器单元33的输出。

为了使在发送侧的扩展与在接收侧的解扩展相匹配，设置搜索器25。搜索器25探测多通路环境中的每个通路对转换器单元23的输出信号的信号延迟，并这样控制每个编码发生器31的定时，以便以与每个通路一致的定时进行解扩展。这样一来，从解调器单元24输出由穿过一组通路的信号复合的数据。

接着，下面描述用来估计移动速度的配置。虽然这里进行的描述主要假定在总站处估计移动站的移动速度，但是移动站也能设置类似的配置。在该场合，能估计总站对移动站的相对移动速度。

有两种移动速度估计方法。就是说，一种是用来自移动站的TPC指令的方法，而另一种是用希望信号功率的方法。首先，下面描述用TPC指令的估计方法。例如，在DS-CDMA系统中，如图4中所示的传输功率控制是在接收侧的传输功率控制单元中，针对由于总站与移动站之间，和多通路传输线路在距离上的差异而产生的衰落来进行的。

在图4中，天线191相当于图3中所示的天线21，接收器单元192相当于图3中所示的放大器22和转换器单元23，而解调器单元193相当于图3中所示的解调器单元24。解调器单元193进行来自接收器单元192的基带信号的解扩展和搜索合成，并输出一个接收相关值。接收相关值意味着一个解扩展后的信号。

传输功率控制单元194包括一个SIR估计单元195和一个比较器单元196。SIR估计单元195从接收相关值来估计信号干扰比(SIR)，而比较器单元196把所估计的SIR值与目标SIR值相比较。如果所估计的SIR值大于目标SIR值，则比较器单元196产生一个减小传输功率的TPC指令。如果所估计的SIR值小于目标SIR值，则比较器单元196产生一个加大传输功率的TPC指令。然后，传输功率控制单元194向发送侧发送该TPC指令，并控制传输功率。

当设置在发送侧的传输功率控制单元(图4中未画出)接收一个来自接收侧的TPC指令时，该传输功率控制单元根据该TPC指令来加大或减小传输功率值。于是，发送侧的传输功率能被控制成使得接收侧的SIR值可以被优化。

由于TPC指令与诸如衰落之类的瞬时波动有关地变化，所以只有当探测到TPC指令的变化率时才能估计移动速度。然而，当移动速度超过一定值时，由于在极高速衰落的场合TPC指令跟不上它，所以变化率被饱和并变成常数。一个TPC指令被饱和并变成常数的点，与该TPC指令的可变宽度和可变时间宽度两者有关。

图5表示用在上述系统中产生的控制传输功率的TPC指令来估计移动速度的配置。在图5中，在发送侧设置一个衰落距估计单元231，并且通过探测所输入的TPC指令的变化来估计接收侧的移动速度。

例如，如果分别用“+1”和“-1”表示加大传输功率的TPC指令和减小传输功率的TPC指令，则衰落距估计单元231比较相继的两个TPC指令，计数带有同一码的数据连续出现两次的事件的频度，并根据该计数值来估计移动速度。一般来说，当移动速度低时，TPC指令的码不经常变化。当移动速度高时，该码经常翻转。因此，当移动速度变低时，带有同一码的数据连续出现的事件的频度倾向于提高。当移动速度变高时，此一频度倾向于降低。

例如，在图6和图7中所示的TPC指令串中，该计数值(SUM)分别为7和4。因此，可以估计在图7中所示状态下的移动速度高于在图6中所示状态下的移动速度。通过划分计数值的范围，可以按多级来估计移动速度。也可以把移动速度表达为计数值的适当函数。

图8和图9分别表示图6和图7中所示的TPC指令串的另一种计数方法。即使采用此一计数方法，也能以与上述相同的方式来估计移动速度。

图10表示进行图6和图7中所示的计数操作的衰落距估计单元231的配置示例。图10中所示的配置包括一个延迟电路241、一个EX-NOR门242、一个移动平均滤波器243以及一个速度换算存储器245。

延迟电路241把所输入的TPC指令延迟一个采样时间，并输出该TPC指令。EX-NOR门242对所输入的TPC指令和延迟电路241的输出进行异或非操作。于是，输出该所输入的TPC指令和一次采样前的TPC指令的异或非信号。因此，如果两个相继的TPC指令的值相同，则输出一个逻辑“1”。否则，输出一个逻辑“0”。

移动平均滤波器243包括一组延迟电路241和一个加法器244。移动平均滤波器243把一段时间内的EX-NOR门242的诸输出相加，并作为计数值输出相加的结果。速度换算存储器245储存着一个换算表，用以把从移动平均滤波器243输出的计数值换算成衰落距，并输出用该换算表所估计的衰落距值。

图11中所示配置包括一个由加法器246和锁存电路247组成的积分器，代替图10中所示的移动平均滤波器243。加法器246把用来把XR-NOR门242的输出与储存于锁存电路247中的计数值相加的操作重复一定次数，而锁存电路247向速度换算存储器245输出该计数值。于是，衰落距的估计值从速度平均换算存储器245输出。

也可以通过采用图12中所示的这样一种电路代替速度换算存储器245把该计数值换算成衰落距。图12中所示的电路包括4个比较器251和一个解码器252。

每个比较器251把一个所输入的计数值A与给定的阈值B(S1、S2、S3和S4)相比较。如果A＞B，则比较器251输出一个逻辑“1”，否则，比较器251输出一个逻辑“0”。假定阈值S1、S2、S3和S4由计数值与衰落距之间的关系事先确定，并假定S1＜S2＜S3＜S4。

解码器252从每个比较器251的输出产生一个与衰落距相对应的信号。例如，解码器252的输出为3比特。当计数值≤S1，S1＜计数值≤S2，S2＜计数值≤S3，S3＜计数值≤S4以及S4＜计数值时，输出分别变成“100”、“011”、“010”、“001”和“000”。因此，计数值变成越大的，则解码器252的输出变成越小的。

在这样的速度估计方法中，当TPC指令的传输频率由于系统中的差异而有所不同时，带有同一码的数据连续出现两次的事件的频度对于速度估计而言不一定是最佳的。因此，此一方法被归纳为，计数带有同一码的数据连续出现N次的事件的频度，而把一个对于系统而言最佳的计数值用于估计。最好是，TPC指令的传输频率越高，就使n值越大。

按下来，图13表示用TPC指令的累计值来估计移动速度的配置。图13中所示的TPC指令累加器单元261设置在发送侧的传输功率控制单元中。相继输入的TPC指令值被依次相加，从相加的结果得到累计值。在发送侧，根据此一累计值修改传输功率值。衰落距估计单元262从TPC指令累加器单元261接收该累计值，并估计移动速度。

如图14中所示，衰落距估计单元262以一定的采样间隔对TPC指令的累计值采样，把一段时间内的两个相继的采样值(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K)之差的绝对值相加，并从总和估计移动速度。

移动速度越高，则此一相加值变成越大的，因为移动速度越高，则累计值加大或减小得越迅速。移动速度越低，则此一相加值变成越小的，因为移动速度越低，则累计值加大或减小得越缓慢。因此，通过划分采样值之差的总和的范围，可以按多级来估计移动速度。也可以把移动速度表达为总和的适当函数。

图15表示用来进行这样的操作的衰落距估计单元262的配置示例。图15中所示的配置包括一个延迟电路271、一个比较器272、一个转换器电路273、一个减法器274、一个加法器275、一个锁存电路276以及一个速度换算存储器277。

延迟电路271把所输入的累计值延迟一个采样时间，并输出该累计值。比较器272把所输入的累计值B与延迟电路271的输出A相比较。如果A＞B，则比较器272输出一个逻辑“1”，否则，比较器272输出一个逻辑“0”。

转换器电路273由比较器272的输出来控制。如果比较器272的输出为逻辑“1”，则转换器电路273分别从输出端X和Y输出诸输入A和B。如果比较器272的输出为逻辑“0”，则转换器电路273的输出端Y和X分别输出诸输入A和B。因此，如果所输入的累计值B大于一次采样前的累计值A，则X＝B和Y＝A，而如果所输入的累计值B小于一次采样前的累计值A，则X＝A和Y＝B。

减法器274从转换器电路273的输出X中减去输出Y，并输出该差值。由于转换器电路273的输出始终是X≥Y，所以减法器274的输出始终为0或正。此一输出相当于所输入的累计值与一次采样前的累计值之差的绝对值。

加法器275把用来把减法器274的输出与由锁存电路276存储的总和相加的操作重复一定次数，而锁存电路276向速度换算存储器277输出该总和。于是，衰落距的估计值从速度换算存储器277输出。代替速度换算存储器277，该总和也能用图12中所示的这样一种电路换算成估计值。

要不然，当把一段时间内的采样值之差相加时，能测量这些值的移动平均，从该平均值能估计移动速度。通过准确地测量移动平均，能估计移动速度的较精确的波动。

如图16中所示，通过使衰落距估计单元262计数TPC指令的累计值穿越某个基准值的事件的频度，也能从该计数值(SUM)估计移动速度。累计值穿越基准值意味着，累计值变成大于基准值，或累计值变成小于基准值。移动速度越高，则计数值变成越大的。移动速度越低，则计数值变成越小的。因此，通过用此一计数值，能以与把采样值之差相加者相同的方式估计移动速度。

图17表示用来进行这样的操作的衰落距估计单元262的配置示例。图17中所示的配置包括一个基准值计算器单元281、一个比较器282、一个上升沿探测器单元283、一个乘法器284、一个加法器285、一个锁存电路286以及一个速度换算存储器277。

基准值计算器单元281还包括(n-1)个延迟电路271、一个加法器287、一个乘法器288和一个加法器289，并从n个累计值的平均来计算一个基准值。加法器287把一个所输入的累计值与(n-1)个延迟电路271的诸输出相加，而乘法器288把该相加的结果乘以1/n。加法器289把某个值α加到该相乘的结果上，并产生基准值。

比较器282把来自基准值计算器单元281的基准值A与所输入的累计值B相比较。如果A＜B，则比较器282输出一个逻辑“1”，否则，比较器282输出一个逻辑“0”。当比较器的输出从逻辑“0”变成逻辑“1”时，上升沿探测器单元283输出一个逻辑“1”，而乘法器284把上升沿探测器单元283的该输出乘以2。

加法器285把用来把乘法器284的输出加到由锁存电路286储存的计数值上的操作重复一定次数，而锁存电路286向速度换算存储器277输出该计数值。于是，在一定次数内累计值超过基准值的事件的频度的两倍作为计数值被输出，而此一计数值相当于累计值穿越基准值的事件的频度。

速度换算存储器277输出与所输入的计数值相对应的衰落距的估计值。采用图12中所示的这样一种电路代替速度换算存储器277，也能把该计数值换算成一个估计值。

当计数穿越频度时通过测量一段时间内计数值的移动平均，也能从该平均来估计移动速度。通过准确地测量移动平均，能估计移动速度的较精确的波动。

虽然以上所述的所有方法都是用TPC指令来估计移动速度的方法，但是还有用从接收相关值得到的希望信号功率的另一种方法。在DS-CDMA系统中，所接收的信号在被解扩展之前处于频谱被扩展，而一组信道被多路复用的状态。因此，受来自目标移动站的衰落的影响的信号在被解扩展之前无法观察。然而，通过对信号解扩展能提取一个目标希望信号，借此能估计移动速度。

图18表示用希望信号功率来估计移动速度的配置。一个功率复合器单元291用与图3中所示的解调器24的输出相对应的接收相关值合成一个希望信号功率。一个衰落距估计单元292根据所合成的希望信号功率来估计移动速度。

如图19中所示，衰落距估计单元292测量接收相关值，并以一定的时间段对希望信号功率采样。从N个相继的接收相关值(1、2、…、n)产生希望信号功率的每个采样值(SP1、SP2、…、SPi、SPj)。

图20表示用来进行这样的采样操作的电路的配置。图20中所示的采样电路包括加法器301和锁存电路302和303，并产生希望信号功率的采样值。

加法器301和锁存电路302对n个相继的接收相关值进行积分，而锁存电路302在每一次采样时间被采样信号清零。锁存电路303在每一次采样时间根据采样信号锁存锁存电路302的输出，并输出一个采样值。根据像这样的电路，在一次采样时间内所输入的n个相继的接收相关值的总和作为采样值被输出。

当进行信号的相干探测时，相位估计在图3中所示的探测器单元33中是必须的。当采用插入式同步探测器电路时，用一个作为插入数据信号之间的已知信号的导引信号来估计相位。对于用来从一个信号，其中包括导引信号，的接收相关值产生希望信号功率的方法而言，可以考虑图21、图22和图23中所示的3种方法。

在图21中，一个搜索合成器单元304输出与一个具体信道相对应的希望信号的接收相关值，而一个导引提取器单元305提取作为已知信号的导引信号的接收相关值。一个功率复合器单元291进行所提取的接收相关值的功率复合，并产生希望信号功率的采样值。这里采样值是通过把n个接收相关值平方而得到的n个值的总和。

在图22中，功率复合器单元291进行所提取的接收相关值的振幅复合，并产生希望信号功率的采样值。这里采样值是通过把n个接收相关值的平均值平方而得到的。

在图23中，不进行导引信号的提取。功率复合器单元291进行从搜索合成器单元304输出的一个导引信号和一些数据信号的接收相关值的功率复合，并产生希望信号功率的采样值。这里采样值是通过把n个接收相关值平方而得到的n个值的总和。图23中所示的方法能用于任何信号而不论是否有导引信号。

图24表示图23中所示的功率复合器单元291的配置示例。图24的配置包括一个平方发生器311、一个加法器312和一个锁存电路313。平方发生器311把所输入的接收相关值平方。加法器312和锁存电路313对来自平方发生器311的n个相继的输出进行积分，并作为采样值输出该积分的结果。锁存电路313在每一次采样时间被采样信号清零。图23中所示的功率复合器单元291包括与图24中所示者相同的电路。

图25表示图22中所示的功率复合器单元291的配置示例。图25的配置包括一个加法器321、一个锁存电路322和323、一个乘法器324以及一个平方发生器325。

加法器321和锁存电路322对n个相继的接收相关值进行积分，而锁存电路322在每一次采样时间被采样信号清零。锁存电路323在每一次采样时间根据采样信号锁存锁存电路322的输出，而乘法器324把锁存电路323的输出乘以1/n。平方发生器325把乘法器324的输出平方，并作为采样值输出该计算的结果。

图18中所示的衰落距估计单元292把一段时间内的两个相继的值之差的绝对值相加，并以与图14中所示者相同的方式根据产生的希望信号功率的采样值从该相加值来估计移动速度。在此一场合，衰落距估计单元292包括例如与图15中所示者相同的电路。

移动速度越高，则此一相加值变成越大的，因为移动速度越高，则希望信号功率加大或减小得越迅速。移动速度越低，则此一相加值变成越小的，因为移动速度越低，则希望信号功率加大或减小得越缓慢。因此，通过划分采样值之差的总和的范围，可以按多级来估计移动速度。也可以把移动速度表达为总和的适当函数。

如图26中所示，通过使衰落距估计单元292计数希望信号功率的采样值穿越某个基准值的事件的频度，也能从该计数值(SUM)估计移动速度。移动速度越高，则计数值变成越大的。移动速度越低，则计数值变成越小的。因此，用此一计数值，能以与上述把采样值之差相加者相同的方式估计移动速度。在此一场合，衰落距估计单元292包括例如与图17中所示者相同的电路。

虽然以上描述了用TPC指令和希望信号功率的两种估计方法，但是在这两种方法的结果之间存在着某种关系。一般来说，由于传输功率不能被TPC指令所控制，所以如果移动速度超过一定值，则在接收侧产生的TPC指令的变化率变成常数。

因此，在用TPC指令的方法中，如图27中所示，在超过一定值的高速区里根据此一变化率得到的估计速度指示一个恒定值。图27表示所产生的衰落的衰落距(fdT)与估计速度之间的关系。在衰落距与实际移动速度之间存在着密切的关系。衰落距变成越大的，则移动速度变成越高的。

另一方面，在用希望信号功率的方法中，与用TPC指令的方法相反，在低于一定值的低速区里估计速度指示一个恒定值。这是因为，当移动速度低时，由于TPC指令的有效的传输功率控制，希望信号功率的值变成常数。如果移动速度变高到某种程度，则传输功率控制变成无效的，而希望信号功率波动。因此，用该波动能估计移动速度。

因而，最好是同时采用这些估计方法来估计移动速度。例如，在用TPC指令得到的估计值饱和的区域里可以采纳用希望信号功率得到的估计值，而在用希望信号功率得到的估计值饱和的区域里可以采纳用TPC指令得到的估计值。通过同时采这用两种方法，能克服两种方法的缺点，借此能扩展移动速度的估计范围。

例如，如图28中所示，用上述衰落距估计单元231、262和292，能按一组速度范围估计移动站的移动速度，而每个衰落距估计单元能输出一个与各自的速度范围相对应的控制信号。在图28中，估计速度被划分为A(静止状态)、B(0至40km/h)、C(40至80km/h)、D(80至120km/h)以及E(120km/h以上)5个速度范围，而根据估计速度所属的速度范围输出不同的控制信号。

估计此一控制信号，搜索器、传输功率控制单元、以及在相干探测场合的相位估计单元等的各自的参数值，能被优化以防备产生的衰落。

在上述实施例中，任何硬件或固件，例如数字信号处理器(DSP)之类，可以用于用来估计移动速度的电路和用来设定通信装置的各种参数的电路。所控制的目标参数不限于搜索器功能、传输功率控制功能和相干探测功能，而是能包括任何其他功能。

此外，本发明不限于在DS-CDMA系统中的通信，而是也能广泛地运用于相移键控(PSK)系统、个人数字蜂窝(PDC)系统等的通信。

根据本发明，在CDMA系统等的移动通信中，通过利用传输功率控制功能和解扩展功能，能估计移动站的移动速度。还能根据所估计的速度动态地控制通信装置的各种参数，借此能改善接收特性和信道容量。

Claims

1.一种用来在移动通信中估计速度的装置，用以控制发送站与接收站之间的传输功率，该装置包括：

输入装置(1和262)，用以输入从所述接收站向所述发送站发送的传输功率控制指令；以及

速度估计装置(4和261)，用以利用所述传输功率控制指令来估计所述接收站的移动速度并输出一个与所估计的速度相对应的控制信号。

2.根据权利要求1的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置估计所述接收站对所述发送站的相对移动速度。

3.根据权利要求1的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置探测相继输入的所述传输功率控制指令的值的变化，并根据该值的变化来估计所述移动速度。

4.根据权利要求3的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置探测所述传输功率控制指令的同一值连续出现预定次数的事件数，并根据该事件数来估计所述移动速度。

5.根据权利要求4的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置根据所述传输功率控制指令的传输频率来设定所述预定次数。

6.根据权利要求1的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置以预定间隔采样所述传输功率控制指令的累计值，把一段时间内的两个相继的采样值之差相加，并根据所得到的值来估计所述移动速度。

7.根据权利要求6的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置计算所述采样值之差的移动平均，并从该移动平均来估计所述移动速度。

8.根据权利要求1的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置在预定的时间内计数所述传输功率控制指令的累计值穿越一个基准值的事件数，并根据一个计数值来估计所述移动速度。

9.根据权利要求8的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置采用一种移动平均方法来计算所述计数值。

10.一种用来在移动通信中在发送站与接收站之间估计速度的装置，该装置包括：

接收装置(2、24和193)，用以从一个所接收的信号中提取一个所希望的信号；

功率复合装置(3和291)，用以从所述所希望的信号产生一个所希望的信号功率；以及

速度估计装置(4和292)，用以利用所述所希望的信号功率来估计所述发送站的移动速度并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

11.根据权利要求10的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置估计所述发送站对所述接收站的相对移动速度。

12.根据权利要求10的用来估计速度的装置，其中，

所述接收装置包括通过对所述所接收的信号的解扩展来提取所述所希望的信号的解调装置。

13.根据权利要求10的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置以预定间隔采样所述所希望的信号功率，把一段时间内的两个相继的采样值之差相加，并根据所得到的值来估计所述移动速度。

14.根据权利要求13的用来估计速度的装置，其中，

15.根据权利要求10的用来估计速度的装置，其中，

所述速度估计装置以预定间隔采样所述所希望的信号功率，在预定时间内计数采样值穿越一个基准值的事件数，并根据一个计数值来估计所述移动速度。

16.根据权利要求15的用来估计速度的装置，其中，

17.一种用来在移动通信中估计速度的装置，用以控制传输功率，该装置包括：

第1速度估计装置(4、231和262)，用以用从对方站发送的传输功率控制指令来估计该对方站的移动速度，并输出一个与所估计的速度相对应的第1控制信号；

接收装置(2、24和193)，用以从所接收的信号中提取一个所希望的信号；

第2速度估计装置(4和292)，用以用所述所希望的信号功率来估计所述对方站的移动速度并输出一个与所估计的速度相对应的第2控制信号。

18.一种发送机，包括：

输入装置(1和261)，用以在移动通信中输入从一个接收站向一个发送站发送的一个传输功率控制指令；以及

速度估计装置(4和262)，用以用所述传输功率控制指令来估计所述接收站的移动速度并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。

19.一种接收机，包括：

接收装置(2、24和193)，用以在移动通信中从所接收的信号中提取一个所希望的信号；

速度估计装置(4和292)，用以用所述所希望的信号功率来估计发送站的移动速度并输出一个与所估计的移动速度相对应的控制信号。