CN113709658B - 终端移动速度的估计方法、装置及设备 - Google Patents

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CN113709658B CN202010444421.9A CN202010444421A CN113709658B CN 113709658 B CN113709658 B CN 113709658B CN 202010444421 A CN202010444421 A CN 202010444421A CN 113709658 B CN113709658 B CN 113709658B
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Abstract

本发明公开了一种终端移动速度的估计方法、装置及设备。终端移动速度的估计方法包括：获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。本发明的方案可以使移动速度估计精度大幅度提升。

Description

终端移动速度的估计方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端移动速度的估计方法、装置及设备。
背景技术
在蜂窝移动通信系统中，物理层下行发射模式切换以及单双列导频切换，上、下行导频配置，层二调度器切换，异构网中的无线资源管理，小区切换和高铁频偏预补偿等均需要知道UE的移动速度。因此UE移动速度估计对通信系统性能提升非常重要。
用户移动速度估计是蜂窝移动通信系统中的一个重要课题。当前常用方案是：采用信道时域自相关方法，计算出相关系数，然后通过查表方式获得最大多谱勒频移，最后推算出UE(User Equipment，用户设备或者终端)移动速度。
然后，现在技术中的终端移动速度的估计方法，如果信道不服从Jakes分布，获得的移动速度估计值非常不准确。并且这个方法受噪声影响比较明显，低SNR时，速度估计值明显偏小。
另外，现有技术中的方法需要两列参考信号，而5G NR蜂窝系统中，在某些场景下只配置一列参考信号，因此现有技术中的方法应用场景进一步受限。
发明内容
本发明实施例提供了一种终端移动速度的估计方法、装置及设备站。解决现有技术中速度估计不准确的问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案：
一种终端移动速度的估计方法，应用于基站，所述方法包括：
获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
可选的，获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息，包括：
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
可选的，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值，包括：
根据H1(i)＝r1(i)*conj(s(i))，获取第一信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r1为第一时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H1为第一信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵，包括：
根据R1(i)＝H1hor(i)*conj(H1hor(i))，获取第一相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R1(i)为第一相关系数矩阵；
H1hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H1hor为H1的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱，包括：
根据P(θ1)＝transpose(a(θ1))*R1*a(θ1)，获取第一空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000031
a(θ1)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd1sinθ1/λ，d1表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ1)，θ1为第一角度，P(θ1)为第一空间角度谱。
可选的，根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值，包括：
根据θ1opt＝arg min(abs(P(θ1)-P(θ1expect)))，获取第一方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ1expect表示终端的真实方位角，θ1opt表示第一方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ1)。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵，包括：
根据R2(i)＝H1ver(i)*conj(H1ver(i))，获取第二相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R2(i)为第二相关系数矩阵；
H1ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H1ver为H1的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ1)＝transpose(a(φ1))*R2*a(φ1)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000032
a(φ1)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd2sinφ1/λ，d2表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ1)，φ1为第二角度，P(φ1)为第二空间角度谱。
可选的，根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值，包括：
根据φ1opt＝arg min(abs(P(φ1)-P(φ1expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ1expect表示终端的真实方位角，φ1opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ1)。
可选的，获取终端到基站的第一距离，包括：
根据L1＝tao*3x108获取终端到基站的第一距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L1表示第一距离。
可选的，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值，包括：
根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值；
根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值，包括：
根据H2(i)＝r2(i)*conj(s(i))，获取第二信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r2为第二时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H2为第二信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵；
根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱；
根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵，包括：
根据R3(i)＝H2hor(i)*conj(H2hor(i))，获取第三相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R3(i)为第三相关系数矩阵
H2hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H2hor为H2的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱，包括：
根据P(θ2)＝transpose(a(θ2))*R3*a(θ2)，获取第三空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000041
其中，a(θ2)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd3sinθ1/λ，d3表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ2)，θ2为第三角度，P(θ2)为第三空间角度谱。
可选的，根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值，包括：
根据θ2opt＝arg min(abs(P(θ2)-P(θ2expect)))，获取第二方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ2expect表示终端的真实方位角，θ2opt表示第二方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ2)。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵；
根据所述第四相关系数矩阵，获取第四空间角度谱；
根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵，包括：
根据R4(i)＝H2ver(i)*conj(H2ver(i))，获取第四相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R4(i)为第四相关系数矩阵；
H2ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H2为H2的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第四相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ2)＝transpose(a(φ2))*R4*a(φ2)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000051
a(φ2)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd4sinφ2/λ，d4表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ2)，φ2为第四角度，P(φ2)为第四空间角度谱。
可选的，根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值，包括：
根据φ2opt＝arg min(abs(P(φ2)-P(φ2expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ2expect表示终端的真实方位角，φ2opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ2)。
可选的，获取终端到基站的第二距离，包括：
根据L2＝tao*3x108获取终端到基站的第二距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L2表示第二距离。
可选的，根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000061
获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；其中，
Δx＝L2 sin(θ2opt)cos(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)cos(φ1opt)；
Δy＝L2 sin(θ2opt)sin(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)sin(φ1opt)；
Δz＝L2 cos(φ2opt)-L1 cos(φ1opt)；
θ1opt表示第一时刻的第一方位角估计值，θ2opt表示第二时刻的第二方位角估计值；
φ1opt表示第一时刻的第一俯仰角估计值，φ2opt表示第二时刻的第二俯仰角估计值；
L1表示终端到基站的第一距离，L2表示终端到基站的第二距离；
s表示终端从第一时刻到第二时刻的移动距离。
可选的，根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000062
估计所述终端的移动速度；
其中，t表示第一时刻到第二时刻之间的时间差，v表示所述终端的移动速度。
本发明的实施例还提供一种终端移动速度的估计装置，应用于基站，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
第二获取模块，用于根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
处理模块，用于根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
可选的，所述第一获取模块具体用于：获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
本发明的实施例还提供一种通信设备，包括：收发机，处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序；所述处理器执行所述程序时实现：获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
可选的，获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息，包括：
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
本发明的实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令用于使所述处理器执行如上所述的方法。
本发明实施例的有益效果是：
本发明的上述实施例，通过获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。从而使移动速度估计精度大幅度提升，速度估计值接近真实值。且本发明的上述实施例所述的方案应用场景广，受噪声影响小。
附图说明
图1为本发明的终端移动速度的估计方法流程示意图；
图2是CDL-D信道的移动速度估计值和真实值的曲线示意图；
图3是CDL-C信道的移动速度估计值和真实值的曲线示意图；
图4为本发明的实施例终端移动速度的估计装置的模块示意图；
图5为本发明的实施例终端的架构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供一种终端移动速度的估计方法，应用于通信设备，这里的通信设备可以是基站，也可以终端，所述方法包括：
步骤11，获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
步骤12，根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
步骤13，根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
本发明的实施例中，第一时刻、第二时刻并不用于限定特定的时刻，而是指终端在移动过程中所处的不同时间点，第一空间位置信息是指终端在第一时刻用方位角、俯仰角以及终端到基站的距离等空间信息确定的空间位置，第二空间位置信息是指终端在第二时刻，用方位角、俯仰角以及终端到基站的距离等空间信息确定的空间位置。
本发明的该实施例中，通过估计出终端的空间位置信息，并通过不同时刻的空间位置，得到终端的移动距离，并进一步根据移动距离和时间差，得到终端的移动速度，从而使移动速度估计精度大幅度提升，速度估计值接近真实值。且本发明的上述实施例所述的方案不受列参考信号的限制，应用场景广，受噪声影响小。
本发明的一可选的实施例中，上述实施例中步骤11可以包括：
步骤111，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
步骤112，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
该实施例中，可以通过估计终端在不同时刻的方位角、俯仰角以及终端到基站的距离，进而推算出终端的移动速度，从而使得移动速度的估计值的精度大幅提升，具体的，移动速度估计值接近于真实值。
本发明的一可选的实施例中，上述步骤111中，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
步骤1111，根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
具体的，可以根据H1(i)＝r1(i)*conj(s(i))，获取第一信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r1为第一时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H1为第一信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
步骤1112，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值。
具体的，步骤1112中，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值可以包括：
步骤11121，根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；具体的，可以根据R1(i)＝H1hor(i)*conj(H1hor(i))，获取第一相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R1(i)为第一相关系数矩阵；
H1hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H1hor为H1的水平面信道，M为水平天线数。
步骤11122，根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
具体的，可以根据P(θ1)＝transpose(a(θ1))*R1*a(θ1)，获取第一空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000091
a(θ1)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd1sinθ1/λ，d1表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ1)，θ1为第一角度，P(θ1)为第一空间角度谱，空间角度谱表示该角度下终端的功率。
步骤11123，根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值。
具体的，可以根据θ1opt＝arg min(abs(P(θ1)-P(θ1expect)))，获取第一方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ1expect表示终端的真实方位角，θ1opt表示第一方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ1)。
这里，根据第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值，进一步根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值；可以使得获取的方位角估计值更接近于真实值。
相应的，本发明的一可选的实施例中，上述步骤111中，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
具体的，步骤1112中，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值可以包括：
步骤11124，根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
具体的，根据R2(i)＝H1ver(i)*conj(H1ver(i))，获取第二相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R2(i)为第二相关系数矩阵；
H1ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H1ver为H1的垂直面信道，N为垂直天线数。
步骤11125，根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
具体的，根据P(φ1)＝transpose(a(φ1))*R2*a(φ1)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000101
a(φ1)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd2sinφ1/λ，d2表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ1)，φ1为第二角度，P(φ1)为第二空间角度谱。
步骤11126，根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值；
具体的，根据φ1opt＝arg min(abs(P(φ1)-P(φ1expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ1expect表示终端的真实方位角，φ1opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ1)。
这里，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值；可以使得获取的俯仰角估计值更接近于真实值。
相应的，本发明的一可选的实施例中，上述步骤111中，获取终端到基站的第一距离可以包括：
步骤1116，根据L1＝tao*3x108获取终端到基站的第一距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L1表示第一距离。
本发明的一可选的实施例中，上述步骤112中，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值，包括：
步骤1121，根据终端在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值；
具体的，可以根据H2(i)＝r2(i)*conj(s(i))，获取第二信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r2为第二时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H2为第二信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
步骤1122，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值。
其中，步骤1122中，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值可以包括：
步骤11221，根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵；
具体的，可以根据R3(i)＝H2hor(i)*conj(H2hor(i))，获取第三相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R3(i)为第三相关系数矩阵；
H2hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H2hor为H2的水平面信道，M为水平天线数。
步骤11222，根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱；
具体的，可以根据P(θ2)＝transpose(a(θ2))*R3*a(θ2)，获取第三空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000111
其中，a(θ2)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd3sinθ1/λ，d3表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ2)，θ2为第三角度，P(θ2)为第三空间角度谱，空间角度谱表示该角度下终端的功率。
步骤11223，根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值。
具体的，可以根据θ2opt＝arg min(abs(P(θ2)-P(θ2expect)))，获取第二方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ2expect表示终端的真实方位角，θ2opt表示第二方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ2)。
这里，根据第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值，进一步根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值；可以使得获取的方位角估计值更接近于真实值。
相应的，本发明的一可选的实施例中，步骤1122，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值，可以包括：
步骤11224，根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵；
具体的，可以根据R4(i)＝H2ver(i)*conj(H2ver(i))，获取第四相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R4(i)为第四相关系数矩阵；
H2ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H2为H2的垂直面信道，N为垂直天线数。
步骤11225，根据所述第四相关系数矩阵，获取第四空间角度谱；
具体的，可以根据P(φ2)＝transpose(a(φ2))*R4*a(φ2)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000121
a(φ2)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd4sinφ2/λ，d4表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ2)，φ2为第四角度，P(φ2)为第四空间角度谱。
步骤11226，根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值；
具体的，可以根据φ2opt＝arg min(abs(P(φ2)-P(φ2expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ2expect表示终端的真实方位角，φ2opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ2)。
这里，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值；可以使得获取的俯仰角估计值更接近于真实值。
相应的，本发明的一可选的实施例中，上述步骤112中，获取终端到基站的第二距离，包括：
具体，可以根据L2＝tao*3x108获取终端到基站的第二距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L2表示第二距离。
在计算出上述第一时刻的第一空间位置信息以及第二时刻的第二空间位置信息之后，进一步的，本发明的一可选的实施例中，上述步骤12中具体可以包括：
步骤121，根据
Figure BDA0002505198340000131
获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；其中，
Δx＝L2 sin(θ2opt)cos(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)cos(φ1opt)；
Δy＝L2 sin(θ2opt)sin(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)sin(φ1opt)；
Δz＝L2 cos(φ2opt)-L1 cos(φ1opt)；
θ1opt表示第一时刻的方位角估计值，θ2opt表示第二时刻的方位角估计值；
φ1opt表示第一时刻的俯仰角估计值，φ2opt表示第二时刻的俯仰角估计值；
d1表示终端到基站的第一距离，d2表示终端到基站的第二距离；
s表示终端从第一时刻到第二时刻的移动距离。
进一步的，本发明的一可选的实施例中，上述步骤13具体可以包括：
步骤131，根据
Figure BDA0002505198340000132
估计所述终端的移动速度；
其中，t表示第一时刻到第二时刻之间的时间差，v表示所述终端的移动速度。
为了评估本发明的上述实施例中移动速度估计精度，以给定UE移动速度30km/h为例，基于5G NR信道模型CDL(ClusteredDelay Line，簇延迟线)-D和CDL-C，时域自相关方法和本发明的速度曲线如图2和图3所示，图2是CDL-D信道的移动速度估计值的曲线1和真实值的曲线2的示意图，图3是CDL-C信道的移动速度估计值的曲线1和真实值的曲线2的示意图，横坐标为估计时刻或时延估计次数，纵坐标为估计速度值。由此可见，根据上述仿真图可知，不论是CDL-D还是CDL-C信道，本发明获得速度估计值均在真实速度值附近，而现有技术中，相关方法获得速度估计值远离真实值。
这里的5G NR信道模型，CDL模型可以适用于频率范围从0.5GHz到100GHz的通信系统，支持的最大带宽为2GHz，覆盖了5G中的所有频段和最大带宽。CDL模型又根据模拟的现网环境不同分为CDL-A、CDL-B、CDL-C、CDL-D、CDL-E五种类型，其中前三种(CDL-A、CDL-B、CDL-C)用来模拟三类非视距传输的信道，而后两种(CDL-D、CDL-E)用来模拟视距传输的信道。
本发明的上述实施例提供了一种终端的移动速度估计方法，通过估计用户方位角、俯仰角和终端到基站的距离，推算出用户移动速度。相对于现有技术，本发明的终端的移动速度估计精度大幅度提升，速度估计值接近真实值。另外，本发明应用场景广，受噪声影响小，简单，便于工程实现。
如图4所示，本发明的实施例还提供一种终端移动速度的估计装置40，应用于通信设备，这里的通信设备可以是基站，也可是终端，所述装置40包括：
第一获取模块41，用于获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
第二获取模块42，用于根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
处理模块43，用于根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
可选的，所述第一获取模块41具体用于：获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
可选的，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值，包括：
根据H1(i)＝r1(i)*conj(s(i))，获取第一信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r1为第一时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H1为第一信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵，包括：
根据R1(i)＝H1hor(i)*conj(H1hor(i))，获取第一相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R1(i)为第一相关系数矩阵；
H1hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H1hor为H1的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱，包括：
根据P(θ1)＝transpose(a(θ1))*R1*a(θ1)，获取第一空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000151
a(θ1)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd1sinθ1/λ，d1表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ1)，θ1为第一角度，P(θ1)为第一空间角度谱。
可选的，根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值，包括：
根据θ1opt＝arg min(abs(P(θ1)-P(θ1expect)))，获取第一方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ1expect表示终端的真实方位角，θ1opt表示第一方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ1)。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵，包括：
根据R2(i)＝H1ver(i)*conj(H1ver(i))，获取第二相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R2(i)为第二相关系数矩阵；
H1ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H1ver为H1的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ1)＝transpose(a(φ1))*R2*a(φ1)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000152
a(φ1)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd2sinφ1/λ，d2表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ1)，φ1为第二角度，P(φ1)为第二空间角度谱。
可选的，根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值，包括：
根据φ1opt＝arg min(abs(P(φ1)-P(φ1expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ1expect表示终端的真实方位角，φ1opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ1)。
可选的，获取终端到基站的第一距离，包括：
根据L1＝tao*3x108获取终端到基站的第一距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L1表示第一距离。
可选的，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值，包括：
根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值；
根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值，包括：
根据H2(i)＝r2(i)*conj(s(i))，获取第二信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r2为第二时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H2为第二信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵；
根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱；
根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵，包括：
根据R3(i)＝H2hor(i)*conj(H2hor(i))，获取第三相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R3(i)为第三相关系数矩阵
H2hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H2hor为H2的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱，包括：
根据P(θ2)＝transpose(a(θ2))*R3*a(θ2)，获取第三空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000171
其中，a(θ2)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd3sinθ1/λ，d3表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ2)，θ2为第三角度，P(θ2)为第三空间角度谱。
可选的，根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值，包括：
根据θ2opt＝arg min(abs(P(θ2)-P(θ2expect)))，获取第二方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ2expect表示终端的真实方位角，θ2opt表示第二方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ2)。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵；
根据所述第四相关系数矩阵，获取第四空间角度谱；
根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵，包括：
根据R4(i)＝H2ver(i)*conj(H2ver(i))，获取第四相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R4(i)为第四相关系数矩阵；
H2ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H2为H2的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第四相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ2)＝transpose(a(φ2))*R4*a(φ2)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000172
a(φ2)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd4sinφ2/λ，d4表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ2)，φ2为第四角度，P(φ2)为第四空间角度谱。
可选的，根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值，包括：
根据φ2opt＝arg min(abs(P(φ2)-P(φ2expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ2expect表示终端的真实方位角，φ2opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ2)。
可选的，获取终端到基站的第二距离，包括：
根据L2＝tao*3x108获取终端到基站的第二距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L2表示第二距离。
可选的，根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000181
获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；其中，
Δx＝L2 sin(θ2opt)cos(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)cos(φ1opt)；
Δy＝L2 sin(θ2opt)sin(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)sin(φ1opt)；
Δz＝L2 cos(φ2opt)-L1 cos(φ1opt)；
θ1opt表示第一时刻的第一方位角估计值，θ2opt表示第二时刻的第二方位角估计值；
φ1opt表示第一时刻的第一俯仰角估计值，φ2opt表示第二时刻的第二俯仰角估计值；
L1表示终端到基站的第一距离，L2表示终端到基站的第二距离；
s表示终端从第一时刻到第二时刻的移动距离。
可选的，根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000182
估计所述终端的移动速度；
其中，t表示第一时刻到第二时刻之间的时间差，v表示所述终端的移动速度。
需要说明的是，该实施例中的装置是与上述图1所示的方法对应的装置，上述各实施例中的实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
如图5所示，本发明的实施例还提供一种通信设备50，该通信设备可以是基站，也可以是终端，通信设备包括：收发机51，处理器52，存储器53，所述存储器53上存有所述处理器52可执行的程序；所述处理器52执行所述程序时实现：获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度。
可选的，获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息，包括：
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离。
可选的，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值，包括：
根据H1(i)＝r1(i)*conj(s(i))，获取第一信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r1为第一时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H1为第一信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵，包括：
根据R1(i)＝H1hor(i)*conj(H1hor(i))，获取第一相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R1(i)为第一相关系数矩阵；
H1hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H1hor为H1的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱，包括：
根据P(θ1)＝transpose(a(θ1))*R1*a(θ1)，获取第一空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000201
a(θ1)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd1sinθ1/λ，d1表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ1)，θ1为第一角度，P(θ1)为第一空间角度谱。
可选的，根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值，包括：
根据θ1opt＝arg min(abs(P(θ1)-P(θ1expect)))，获取第一方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ1expect表示终端的真实方位角，θ1opt表示第一方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ1)。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
可选的，根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵，包括：
根据R2(i)＝H1ver(i)*conj(H1ver(i))，获取第二相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R2(i)为第二相关系数矩阵；
H1ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H1ver为H1的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ1)＝transpose(a(φ1))*R2*a(φ1)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000202
a(φ1)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd2sinφ1/λ，d2表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ1)，φ1为第二角度，P(φ1)为第二空间角度谱。
可选的，根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值，包括：
根据φ1opt＝arg min(abs(P(φ1)-P(φ1expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ1expect表示终端的真实方位角，φ1opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ1)。
可选的，获取终端到基站的第一距离，包括：
根据L1＝tao*3x108获取终端到基站的第一距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L1表示第一距离。
可选的，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值，包括：
根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值；
根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值。
可选的，根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值，包括：
根据H2(i)＝r2(i)*conj(s(i))，获取第二信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r2为第二时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H2为第二信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵；
根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱；
根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵，包括：
根据R3(i)＝H2hor(i)*conj(H2hor(i))，获取第三相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R3(i)为第三相关系数矩阵
H2hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H2hor为H2的水平面信道，M为水平天线数。
可选的，根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱，包括：
根据P(θ2)＝transpose(a(θ2))*R3*a(θ2)，获取第三空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000211
其中，a(θ2)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd3sinθ1/λ，d3表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ2)，θ2为第三角度，P(θ2)为第三空间角度谱。
可选的，根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值，包括：
根据θ2opt＝arg min(abs(P(θ2)-P(θ2expect)))，获取第二方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ2expect表示终端的真实方位角，θ2opt表示第二方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ2)。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵；
根据所述第四相关系数矩阵，获取第四空间角度谱；
根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值。
可选的，根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵，包括：
根据R4(i)＝H2ver(i)*conj(H2ver(i))，获取第四相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R4(i)为第四相关系数矩阵；
H2ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H2为H2的垂直面信道，N为垂直天线数。
可选的，根据所述第四相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ2)＝transpose(a(φ2))*R4*a(φ2)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure BDA0002505198340000221
a(φ2)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd4sinφ2/λ，d4表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(φ2)，φ2为第四角度，P(φ2)为第四空间角度谱。
可选的，根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值，包括：
根据φ2opt＝arg min(abs(P(φ2)-P(φ2expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ2expect表示终端的真实方位角，φ2opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(φ2)。
可选的，获取终端到基站的第二距离，包括：
根据L2＝tao*3x108获取终端到基站的第二距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L2表示第二距离。
可选的，根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000231
获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；其中，
Δx＝L2 sin(θ2opt)cos(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)cos(φ1opt)；
Δy＝L2 sin(θ2opt)sin(φ2opt)-L1 sin(θ1opt)sin(φ1opt)；
Δz＝L2 cos(φ2opt)-L1 cos(φ1opt)；
θ1opt表示第一时刻的第一方位角估计值，θ2opt表示第二时刻的第二方位角估计值；
φ1opt表示第一时刻的第一俯仰角估计值，φ2opt表示第二时刻的第二俯仰角估计值；
L1表示终端到基站的第一距离，L2表示终端到基站的第二距离；
s表示终端从第一时刻到第二时刻的移动距离。
可选的，根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度，包括：
根据
Figure BDA0002505198340000232
估计所述终端的移动速度；
其中，t表示第一时刻到第二时刻之间的时间差，v表示所述终端的移动速度。
需要说明的是，该实施例中的通信设备是与上述图1所示的方法对应的通信设备，上述各实施例中的实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。该通信设备中，收发机51与存储器53，以及收发机51与处理器52均可以通过总线接口通讯连接，处理器52的功能也可以由收发机51实现，收发机51的功能也可以由处理器52实现。在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述通信设备，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
本发明的实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令用于使所述处理器执行如上图1的方法，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (25)

1.一种终端移动速度的估计方法，其特征在于，应用于通信设备，所述方法包括：
获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度；
获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息，包括：
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离；
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
2.根据权利要求1所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值，包括：
根据H1(i)＝r1(i)*conj(s(i))，获取第一信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r1为第一时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H1为第一信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
3.根据权利要求2所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵，包括：
根据R1(i)＝H1hor(i)*conj(H1hor(i))，获取第一相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R1(i)为第一相关系数矩阵；
H1hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H1hor为H1的水平面信道，M为水平天线数。
4.根据权利要求3所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱，包括：
根据P(θ1)＝transpose(a(θ1))*R1*a(θ1)，获取第一空间角度谱；
其中，
Figure FDA0003778209070000021
a(θ1)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd1sinθ1/λ，d1表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ1)，θ1为第一角度，P(θ1)为第一空间角度谱。
5.根据权利要求4所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值，包括：
根据θ1opt＝arg min(abs(P(θ1)-P(θ1expect)))，获取第一方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ1expect表示终端的真实方位角，θ1opt表示第一方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ1)。
6.根据权利要求2所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵，包括：
根据R2(i)＝H1ver(i)*conj(H1ver(i))，获取第二相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R2(i)为第二相关系数矩阵；
H1ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H1ver为H1的垂直面信道，N为垂直天线数。
7.根据权利要求6所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(Φ1)＝transpose(a(Φ1))*R2*a(Φ1)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure FDA0003778209070000031
a(Φ1)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd2sinφ1/λ，d2表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(Φ1)，Φ1为第二角度，P(Φ1)为第二空间角度谱。
8.根据权利要求7所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值，包括：
根据Φ1opt＝arg min(abs(P(Φ1)-P(Φ1expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，Φ1expect表示终端的真实方位角，Φ1opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(Φ1)。
9.根据权利要求1所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，获取终端到基站的第一距离，包括：
根据L1＝tao*3x108获取终端到基站的第一距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L1表示第一距离。
10.根据权利要求1所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值，包括：
根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值；
根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值以及第二俯仰角估计值。
11.根据权利要求10所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据基站在第二时刻的接收参考信号，获取第二信道估计值，包括：
根据H2(i)＝r2(i)*conj(s(i))，获取第二信道估计值，i＝1,2,……,Nsc；
其中，i为子载波索引，r2为第二时刻的接收参考信号，s为本地参考信号序列，H2为第二信道估计值，Nsc表示子载波数，conj表示共轭。
12.根据权利要求11所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二方位角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵；
根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱；
根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值。
13.根据权利要求12所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二信道估计值，获取第三相关系数矩阵，包括：
根据R3(i)＝H2hor(i)*conj(H2hor(i))，获取第三相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R3(i)为第三相关系数矩阵；
H2hor＝[h1,1,h1,2，…,h1,M]
其中，H2hor为H2的水平面信道，M为水平天线数。
14.根据权利要求13所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第三相关系数矩阵，获取第三空间角度谱，包括：
根据P(θ2)＝transpose(a(θ2))*R3*a(θ2)，获取第三空间角度谱；
其中，
Figure FDA0003778209070000041
其中，a(θ2)＝[1，eja,…,ej(M-1)a]T为列矢量，a＝2πd3sinθ1/λ，d3表示水平相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(θ2)，θ2为第三角度，P(θ2)为第三空间角度谱。
15.根据权利要求14所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第三空间角度谱，获取第二方位角估计值，包括：
根据θ2opt＝arg min(abs(P(θ2)-P(θ2expect)))，获取第二方位角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，θ2expect表示终端的真实方位角，θ2opt表示第二方位角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(θ2)。
16.根据权利要求15所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二信道估计值，获取终端在第二时刻的第二俯仰角估计值，包括：
根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵；
根据所述第四相关系数矩阵，获取第四空间角度谱；
根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值。
17.根据权利要求16所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第二信道估计值，获取第四相关系数矩阵，包括：
根据R4(i)＝H2ver(i)*conj(H2ver(i))，获取第四相关系数矩阵；
其中，conj表示共轭，“*”表示乘法，R4(i)为第四相关系数矩阵；
H2ver＝[h1,1,h1,2，…,h1,N]
其中，H2为H2的垂直面信道，N为垂直天线数。
18.根据权利要求17所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第四相关系数矩阵，获取第二空间角度谱，包括：
根据P(φ2)＝transpose(a(φ2))*R4*a(φ2)，获取第二空间角度谱；
其中，
Figure FDA0003778209070000051
a(φ2)＝[1，eja,…,ej(N-1)a]T为列矢量，a＝2πd4sinφ2/λ，d4表示垂直面相邻天线间距，λ是波长，transpose(x)表示对矢量x进行转置，x为a(Φ2)，Φ2为第四角度，P(Φ2)为第四空间角度谱。
19.根据权利要求18所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第四空间角度谱，获取第二俯仰角估计值，包括：
根据Φ2opt＝arg min(abs(P(φ2)-P(Φ2expect)))，获取第一俯仰角估计值；
其中，arg min(y(x))表示y(x)取得最小值时的xopt，φ2expect表示终端的真实方位角，φ2opt表示第一俯仰角估计值，abs(x)表示取x的模，x为P(Φ2)。
20.根据权利要求1所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，获取终端到基站的第二距离，包括：
根据L2＝tao*3x108获取终端到基站的第二距离，其中，tao表示终端到基站之间的距离对应的传播时延，L2表示第二距离。
21.根据权利要求1所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离，包括：
根据
Figure FDA0003778209070000052
获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；其中，
Δx＝L2 sin(θ2opt)cos(Φ2opt)-L1 sin(θ1opt)cos(Φ1opt)；
Δy＝L2 sin(θ2opt)sin(Φ2opt)-L1 sin(θ1opt)sin(Φ1opt)；
Δz＝L2 cos(Φ2opt)-L1 cos(Φ1opt)；
θ1opt表示第一时刻的第一方位角估计值，θ2opt表示第二时刻的第二方位角估计值；
Φ1opt表示第一时刻的第一俯仰角估计值，Φ2opt表示第二时刻的第二俯仰角估计值；
L1表示终端到基站的第一距离，L2表示终端到基站的第二距离；
s表示终端从第一时刻到第二时刻的移动距离。
22.根据权利要求21所述的终端移动速度的估计方法，其特征在于，根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度，包括：
根据
Figure FDA0003778209070000061
估计所述终端的移动速度；
其中，t表示第一时刻到第二时刻之间的时间差，v表示所述终端的移动速度。
23.一种终端移动速度的估计装置，其特征在于，应用于通信设备，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；
第二获取模块，用于根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；
处理模块，用于根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度；
所述第一获取模块具体用于：获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离；
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
24.一种通信设备，其特征在于，包括：收发机，处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序；所述处理器执行所述程序时实现：获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息；根据所述第一空间位置信息以及所述第二空间位置信息，获得所述终端从第一时刻到第二时刻的移动距离；根据所述移动距离和所述第一时刻到所述第二时刻之间的时间差，估计所述终端的移动速度；
获取终端在第一时刻的第一空间位置信息以及在第二时刻的第二空间位置信息，包括：
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值、第一俯仰角估计值以及终端到基站的第一距离；
获取终端在第二时刻的第二方位角估计值、第二俯仰角估计值以及终端到基站的第二距离；
获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值，包括：
根据基站在第一时刻的接收参考信号，获取第一信道估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值以及第一俯仰角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一方位角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第一相关系数矩阵；
根据所述第一相关系数矩阵，获取第一空间角度谱；
根据所述第一空间角度谱，获取第一方位角估计值；
根据所述第一信道估计值，获取终端在第一时刻的第一俯仰角估计值，包括：
根据所述第一信道估计值，获取第二相关系数矩阵；
根据所述第二相关系数矩阵，获取第二空间角度谱；
根据所述第二空间角度谱，获取第一俯仰角估计值。
25.一种处理器可读存储介质，其特征在于，所述处理器可读存储介质存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令用于使所述处理器执行权利要求1至22任一项所述的方法。
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