DE19923690A1 - Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders gegenüber einem Empfänger und Empfangsvorrichtung für Funksignale - Google Patents

Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders gegenüber einem Empfänger und Empfangsvorrichtung für Funksignale

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders (1) gegenüber einem Empfänger (2) bzw. eine Empfangsvorrichtung für Funksignale vorgeschlagen, das bzw. die die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals der relativen Geschwindigkeit eines Senders (1) gegenüber einem Empfänger (2) zuordnet. Diese Zuordnung geschieht nach einer dem Empfänger (2) bekannten Funktion zwischen zeitlicher Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals (4) und der relativen Geschwindigkeit zwischen Sender (1) und Empfänger (2). Mit der geschätzten Geschwindigkeit optimiert der Empfänger (2) das Funkübertragungssystem.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders gegenüber einem Empfänger bzw. von einer Empfangsvorrichtung für Funksignale nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.
Es ist bereits aus der Patentschrift von Hughes Aircraft Company "Doppler bandwidth dependent estimation of communications channel" US-Patent-Nr. 5,513,221, erteilt am 30. 4. 1996, bekannt, daß die Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders gegenüber einem Empfänger unter Ausnutzung des Doppler-Effekts vorgenommen wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, daß eine genaue Geschwindigkeitsschätzung ermöglicht wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung für einen großen Geschwindigkeitsbereich bis fünfhundert Stundenkilometer einsetzbar ist. Dadurch ergibt sich ein großes Anwendungsgebiet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. der Empfangsvorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß im Empfänger bereits aus der Schätzung der Impulsantwort des Funkkanals ein Maß für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften gewonnen und daraus auf die relative Geschwindigkeit des Senders gegenüber dem Empfänger geschlossen wird. Hierzu wird eine einfache Formel zur Berechnung des Maßes verwendet. Ist im Empfänger eine Funkkanalschätzung schon implementiert, ist das Hinzufügen der Berechnung für das Maß für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals eine mit geringem Aufwand verbundene Maßnahme.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung ist dadurch gegeben, daß im Empfänger schon aus einer Mehrzahl von Empfangssignalen identischer, nacheinander gesendeter Signale, ein Maß für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals gewonnen und daraus auf die relative Geschwindigkeit des Senders gegenüber dem Empfänger geschlossen wird, ohne daß die genaue Form der Sendesignale im Empfänger bekannt ist. Hierzu wird eine einfache Formel zur Berechnung des Maßes verwendet. Die Hinzunahme dieser Berechnung für das Maß für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals in den Empfänger ist mit einem sehr geringen Aufwand verbunden.
Darüber hinaus ist es eine Eigenschaft der Erfindung, daß dem Empfänger die Funktion bekannt ist, mit der das Maß für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals mit der relativen Geschwindigkeit des Senders gegenüber dem Empfänger verknüpft ist. Dadurch wird in einfacher Weise der Wert für das Maß in einen Wert für die Geschwindigkeit übersetzt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den allgemeinen Aufbau eines Funkübertragungssystems,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Empfängers und
Fig. 3 ein weiteres Blockschaltbild eines Empfängers.
Beschreibung
In Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau eines Funkübertragungssystems dargestellt. Ein Sender 1, eine Mobilstation, strahlt über eine Antenne 3 ein Funksignal über einen Funkkanal 4 ab. Über diesen Funkkanal 4 empfängt ein Empfänger 2, eine Basisstation, mittels einer Antenne 10 das Funksignal.
Die vom Empfänger 2 empfangenen Funksignale entsprechen nicht den vom Sender 1 ausgesandten Funksignalen. Dies liegt in den Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 begründet, durch den die ausgesandten Funksignale verändert werden. Für die Übertragungseigenschaften sind eine Vielzahl von Gegebenheiten verantwortlich: Die Entfernung zwischen Sender und Empfänger, Mehrfachreflexionen von Funksignalen an Gebäuden, der Landschaft, Fahrzeugen usw. und die Frequenzverschiebung bei nicht verschwindender relativer Geschwindigkeit zwischen Sender und Empfänger aufgrund des Dopplereffekts. Im Empfänger 2 oder auch im Sender 1 sind Mittel vorhanden, die in Kenntnis der Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 aus den so veränderten, empfangenen Funksignalen die ursprünglichen. Signale wieder rekonstruieren.
Die Kenntnis der relativen Geschwindigkeit zwischen Sender 1 und Empfänger 2 wird dazu verwendet, die Zahl der Schätzungen der Übertragungseigenschaften des Funkkanals pro Zeiteinheit an die relative Geschwindigkeit anzupassen. Ist die Geschwindigkeit hoch, werden sich die Übertragungseigenschaften rasch ändern und daher müssen die Funkkanalübertragungseigenschaften häufiger geschätzt werden, um eine optimale Signalrekonstruktion im Empfänger zu gewährleisten.
Darüber hinaus werden die geschätzten Geschwindigkeitswerte dazu verwendet, in einem Mobilfunksystem bei niedriger Geschwindigkeit eine Vorentzerrung der Sendesignale in der Basisstation vorzunehmen, bei hohen Geschwindigkeiten dagegen in den Mobilstationen. Eine Vorentzerrung in der Basisstation verringert den Rechenaufwand der Mobilstationen, da dann keine Nachentzerrung in den Mobilstationen mehr nötig ist. Andererseits arbeitet eine Vorentzerrung nur bei niedrigen Geschwindigkeiten ausreichend gut, da die zur Vorentzerrung nötigen Kanalschätzungen der Rückwärtsstrecke (Mobilstation- Basisstation) bei hohen Geschwindigkeiten die Vorwärtsstrecke (Basisstation-Mobilstation) inkorrekt beschreiben. Die Bestimmung der Geschwindigkeit erlaubt es, zwischen diesen beiden Betriebsarten, Entzerrung nur in der Basisstation und Nachentzerrung in den Mobilstationen, optimal umzuschalten.
Weiterhin ist es in bestehenden Mobilfunksystemen von Interesse, die Funksignalleistung jeder Sendestation individuell zu regeln. Hierbei ist es vorteilhaft, die relative Geschwindigkeit zwischen Sender 1 und Empfänger 2 zu kennen, um beispielsweise die notwendige Schrittweite der Funksignalleistungsregelung zu bestimmen oder die Funksignalleistungsregelung bei hohen Geschwindigkeiten ganz auszuschalten.
Additive Störungen wie zum Beispiel durch benachbarte Funksysteme stören die Bestimmung der Kanalübertragungseigenschaften. Es hat sich herausgestellt, daß die dadurch entstehenden Fluktuationen der Geschwindigkeitsschätzung durch mehrfache Geschwindigkeitsschätzungen herausgemittelt werden.
Zur Bestimmung der Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 gibt es zwei Methoden:
  • 1. Wiederholte Kanalschätzung
  • 2. Direkte Auswertung wiederholt gesendeter Signalfolgen
Wiederholte Kanalschätzung
Die Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 werden durch seine Impulsantwort beschrieben. Die Impulsantwort verknüpft rechnerisch das gesendete Funksignal mit dem empfangenen. Die Verknüpfung ist durch die Faltungsoperation gegeben, das heißt, das gesendete Funksignal gefaltet mit der Impulsantwort des Funkkanals 4 ergibt das empfangene Funksignal. Die Impulsantwort wird vollständig durch ihre Betragskomponenten und ihre Phasenkomponenten beschrieben.
Diese Komponenten stammen von den unterschiedlichen Pfaden, über die das Funksignal vom Sender 1 zum Empfänger 2 gelangt. Diese unterschiedlichen Pfade werden durch die oben beschriebene Mehrwegeausbreitung verursacht.
Die Impulsantwort ändert sich bei Bewegung des Senders 1 gegenüber dem Empfänger 2. Denn eine Änderung der Entfernung und der geometrischen Gegebenheiten zwischen Sender 1 und Empfänger 2 ändert die Impulsantwort. Die zeitliche Änderung der Impulsantwort enthält daher Informationen über die Geschwindigkeit des Senders 1 gegenüber dem Empfänger 2. Die Betragskomponenten der Impulsantwort des Funkkanals 4 ändern sich aufgrund der unterschiedlichen Dämpfung, die von einer sich ändernden Entfernung Sender/Empfänger und aufgrund veränderter Phasen gleich langer Ausbreitungspfade stammt. Die Phasenkomponenten ändern sich aufgrund des Dopplereffekts und der veränderten Pfadlängen aufgrund veränderter Mehrfachreflexionen.
Um die zeitliche Änderung der Impulsantwort zu ermitteln, ist die Bestimmung der Impulsantwort im Empfänger 2 notwendig. Dafür wird einer Schätzung des Funkkanals 4 eingesetzt. Eine Funkkanalschätzung wird so durchgeführt, daß das ursprünglich gesendete Funksignal dem Empfänger 2 bekannt ist, so daß der Empfänger das empfangene Funksignal mit dem ursprünglichen Funksignal entfaltet und auf diese Weise eine Schätzung für die Impulsantwort des Funkkanals 4 erhält. Voraussetzung für diese Methode ist, daß der Sender 1 in einem festen Zeitabstand dieses bekannte Funksignal aussendet. Hier beträgt dieser Zeitabstand eine Millisekunde. Um ein Maß für die zeitliche Veränderung der Impulsantwort zu ermitteln, ist es notwendig, mindestens zwei aufeinanderfolgende geschätzte Impulsantworten zu berücksichtigen. Um zuverlässige Änderungswerte zu erhalten, ist es von Vorteil, kurzzeitige Störungen der Schätzungen der Impulsantwort herauszumitteln. Hier werden einhundert geschätzte Impulsantworten berücksichtigt, das heißt, daß nach einhundert Millisekunden die erste Geschwindigkeitsschätzung erfolgt und jede weitere nach einer weiteren Millisekunde.
Der Empfänger 2 nimmt nun eine Schätzung (n) der Impulsantwort vor, wobei n den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem die Impulsantwort geschätzt wurde. Er speichert die letzten N= einhundert Schätzungen der Impulsantwort ab. Gespeichert wird nach dem FIFO-(First-In-First-Out) Prinzip. Durch folgende Formel ist das Maß a für die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals gegeben:
wobei k eine ganze Zahl ist, die die Funktion einer Laufvariablen hat. Im Zähler wird durch die Differenzbildung die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 berücksichtigt, während der Nenner aus Gründen der Normierung eingeführt wurde. Der Empfänger 2 ordnet dem ermittelten Wert a einen Geschwindigkeitswert zu. Die Zuordnung ist erfahrungsgemäß linear. Mit dem Geschwindigkeitswert optimiert der Empfänger 2 die Funkverbindung.
Direkte Auswertung wiederholt gesendeter Signalfolgen
Beobachtet man ein wiederholt ausgesendetes Funksignal im Falle, daß sich der Sender 1 gegenüber dem Empfänger 2 bewegt, so gibt bereits die Änderung dieses wiederholt empfangenen Funksignales Aufschluß über die Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals. Diese Änderung wird wieder in Betrag und Phase berücksichtigt, damit sowohl die unterschiedliche Entfernung zwischen Sender 1 und Empfänger 2, unterschiedliche Mehrfachreflexionen und ein unterschiedlicher Dopplereffekt berücksichtigt werden. Der Empfänger 2 muß in diesem Fall das ausgesendete Funksignal nicht kennen. Es muß nur vom Sender 1 in festen Zeitabständen in gleicher Form ausgesendet werden.
Hat dann beispielsweise der Sender 1 gegenüber dem Empfänger 2 eine Relativgeschwindigkeit von null, so ist die Differenz zwischen dem empfangenen Funksignal zum Zeitpunkt tn und zum Zeitpunkt tn+1 auch null. Liegt eine Relativgeschwindigkeit von größer null vor, so werden sich die empfangenen Funksignale zu den Zeitpunkten tn und tn+1 unterscheiden. Damit gibt die Änderung des empfangenen Funksignals zu verschiedenen Zeitpunkten Auskunft über die zeitliche Änderung des Funkkanals 4 und damit über die relative Geschwindigkeit zwischen Sender 1 und Empfänger 2. Der Empfänger 2 empfängt die wiederholt gesendeten Funksignale r (n) , wobei der Index n eine ganze Zahl ist und den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem das Funksignal empfangen wurde. Der Empfänger 2 speichert die letzten N= einhundert Funksignale ab. Abgespeichert wird wieder nach dem FIFO- Prinzip. Der Empfänger 2 berechnet nach der folgenden Formel das Maß a', das die zeitliche Änderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals charakterisiert:
wobei k eine ganze Zahl ist, die die Funktion einer Laufvariablen hat. Der Zähler berücksichtigt durch Differenzbildung die zeitliche Änderung der Funkkanaleigenschaften, während der Nenner aus Gründen der Normierung eingeführt wurde. Dann folgt die Zuordnung einer Geschwindigkeit zu diesem Wert a'. Mit diesem Geschwindigkeitswert optimiert der Empfänger 2 die Funkverbindung zwischen Sender 1 und Empfänger 2.
Neben dem Funksignal, das die Funktion eines Testsignals inne hat, werden andere Funksignale, die Nutzdaten, wie digital codierte Sprachsignale beim Mobilfunksystem, beinhalten, vom Sender 1 zum Empfänger 2 über den Funkkanal 4 übertragen. Um die optimale Übertragung dieser Nutzdaten zu gewährleisten, wird letztlich diese Geschwindigkeitsschätzung durchgeführt.
Als gesendetes Funk- und Testsignal wird die 26 Bit-lange Trainingssequenz des GSM (Global System for Mobile Communication Standards) für beide Lösungsstrategien, wiederholte Kanalschätzung und direkte Auswertung wiederholt gesendeter Signalfolgen, verwendet. Diese Trainingssequenz hat die Eigenschaft, daß sie im übrigen Datenstrom praktisch nicht vorkommt. Alternativ kann jedoch auch eine andere geeignete Sequenz, die entweder bekannt ist oder immer gleich wiederholt wird, verwendet werden.
Die Trainingssequenz hat zum Beispiel wie im GSM eine Dauer von 95,94 µs. Die Periodendauer von einer Millisekunde als Abstand zwischen zwei Schätzungen der Impulsantwort und auch als Zeit zwischen zwei empfangenen Funksignalen kann in Abhängigkeit von der Genauigkeit der Geschwindigkeitsschätzung, der Übertragungsrate und der eingesetzten Hardware verändert werden. Es können mehr oder weniger als einhundert Speichereinträge zur Berechnung in Abhängigkeit von der Genauigkeit und der Speicherkapazität verwendet werden. Die Trainingssequenz kann auch als Teil eines Funksignals übertragen werden, in dem die Nutzdaten gesendet werden. Dies ist zum Beispiel die übliche Form bei dem GSM-Standard.
Alternativ dazu, daß gewartet wird, bis einhundert Speichereinträge erreicht sind, um die erste Geschwindigkeitsschätzung vorzunehmen, kann der Speicher dynamisch verwaltet werden, so daß zunächst die vorhandenen Speichereinträge in die Geschwindigkeitsschätzung eingehen, bis einhundert erreicht sind und dann nach dem FIFO-Prinzip fortgefahren wird. Das heißt, dann wird jede Millisekunde mit einhundert Speichereinträgen gerechnet.
Andere Ausführungsbeispiele als Sender und Empfänger bei einem Mobilfunksystem für die Erfindung sind, daß der Sender 1 und Empfänger 2 jeweils an Flugkörper, Raumflugkörper, Landfahrzeuge oder Wasserfahrzeuge gebunden sein können. Dies demonstriert die uneingeschränkte Verwendbarkeit der Erfindung.
In Fig. 2 ist schematisch der innere Aufbau des Empfängers 2 dargestellt. Die Antenne 10 ist über eine Leitung mit einem Hochfrequenzeingang eines Hochfreguenzempfangsteils 5 verbunden. Das Hochfrequenzempfangsteil 5 ist über seinen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-/Digitalwandlers 6 verbunden. Der Digitalausgang des Analog-/Digitalwandlers 6 ist über eine Datenleitung an einen Dateneingang eines Prozessors 7 angeschlossen. Über Datenleitungen sind Dateneingänge und Ausgänge des Prozessors 7 und eines Speichers 8 miteinander verknüpft. Datenausgänge des Prozessors 7 führen über Datenleitungen zu einem Entzerrerfilter 9. Die Datenleitung zwischen dem Prozessor 7 auf der einen Seite und dem Analog-/Digitalwandler 6, dem Speicher 8 und dem Entzerrerfilter 9, auf der anderen Seite sind in der Zeichnung zur Vereinfachung als eine Datenleitung dargestellt. In der tatsächlichen Schaltung sind jedoch zum Teil mehr als eine realisiert.
Die empfangenen Funksignale werden von der Antenne 10 empfangen und gelangen über eine Leitung in das Hochfrequenzempfangsteil 5. Dort werden die empfangenen Funksignale gefiltert, verstärkt und in eine Zwischenfrequenz umgesetzt. Über den Ausgang des Hochfrequenzempfangsteils 5 kommen die verstärkten und umgesetzten Signale über eine Leitung in den Analog- /Digitalwandler 6, durch den sie digitalisiert werden. Die digitalisierten Signale werden dann über den Digitalausgang des Analog-/Digitalwandlers 6 über eine Datenleitung an einen Dateneingang des Prozessors 7 übergeben. Der Prozessor 7 ist hier ein digitaler Signalprozessor. Er schätzt die Geschwindigkeit nach einem der oben genannten Verfahren und optimiert dann die Funkverbindung zwischen Sender und Empfänger. In der oben genannten Druckschrift wird ein Anwendungsbeispiel bezüglich eines Entzerrers dargestellt, wobei in die Kanalschätzung eine mit der Geschwindigkeit gewichtete Komponente eingeht. Da die Kanalschätzung die Entzerrerkoeffizienten bestimmt, werden dadurch auch die Entzerrerkoeffizienten angepaßt. Der ermittelte Geschwindigkeitswert wird nämlich von dem Prozessor 7 über einen seiner Datenausgänge über eine Datenleitung an den Entzerrerfilter 9 übergeben, der damit seine Koeffizienten für die Funksignalfilterung anpaßt. Die Funksignale selbst gelangen über andere Datenausgänge des Prozessors 7 über Datenleitungen an Dateneingänge des Entzerrerfilters 9. Der Entzerrerfilter 9 ist hier ein vom Prozessor eigenständiger digitaler Signalprozessor, durch den die vom Prozessor 7 kommenden Signale gefiltert werden.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers 2 dargestellt, wobei hier ein Kanalschätzer 11, ein Puffer 12 und ein Geschwindigkeitsschätzer 13 anstatt des Prozessors 6 und des Speichers 8 aus Fig. 2 erscheinen. Eine Antenne 10 ist mit einem Hochfrequenzempfangsteil 5 verbunden. Das Hochfrequenzempfangsteil 5 ist an einen Analog-/Digital­ wandler 6 angeschlossen. Der Analog-/Digitalwandler 6 ist über seinen Digitalausgang an einen ersten Dateneingang eines Entzerrerfilters 9 und an den Kanalschätzer 11 angeschlossen. Vom Kanalschätzer 11 geht ein Datenausgang an den zweiten Dateneingang des Entzerrerfilters 9 und ein zweiter Datenausgang an den Puffer 12. Der Puffer 12 ist mit dem Geschwindigkeitsschätzer 13 verbunden. Der Geschwindigkeitsschätzer 13 hat einen offenen Ausgang.
Die Funksignale werden mit der Antenne 10 empfangen und gelangen dann in das Hochfrequenzempfangsteil 5. Dort werden die empfangenen Signale gefiltert, um unerwünscht empfangene Signale auf ungewollten Frequenzen zu eliminieren, verstärkt und in eine Zwischenfrequenz umgesetzt. Von dem Hochfrequenzempfangsteil 5 kommen die Signale in den Analog- /Digitalwandler 6, wo sie digitalisiert werden. Dieser Datenstrom geht dann von dem Digitalausgang des Analog- /Digitalwandlers 6 zum ersten Dateneingang des Entzerrerfilters 9 und zum Kanalschätzer 11. Im Entzerrerfilter 9 wird der Datenstrom zwischengespeichert, bis die Schätzung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals von dem Kanalschätzer 11 an den zweiten Dateneingang des Entzerrerfilters 9 übermittelt wird. Mittels der Kanalschätzung entzerrt der Entzerrerfilter 9 die Nutzdatensignale im Datenstrom in der oben beschriebenen Weise.
Der Kanalschätzer 11 schätzt die Übertragungseigenschaften des Funkkanals mittels der oben beschriebenen Trainingssequenzen. Es liegen dann also Impulsantworten des Funkkanals vor. Diese Impulsantworten werden im Puffer 12 zwischengespeichert. Der Geschwindigkeitsschätzer 13 entnimmt die gespeicherten Impulsantworten dem Puffer 12 und schätzt die Geschwindigkeit des Empfängers 2 gegenüber dem Sender 1 mit den oben beschriebenen Methoden. Dieser geschätzte Geschwindigkeitswert liegt dann zur Weiterverarbeitung vor.
Weiterhin kann die Geschwindigkeitsschätzung auch zur Anpassung der Schrittweite der Sendeleistungsregelung an die Geschwindigkeit und damit an die Veränderung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals 4 verwendet werden. Eine hohe Geschwindigkeit erfordert eine schnelle Veränderung der Dämpfung und daher ist eine rasche Anpassung der Sendeleistung erforderlich.

Claims (11)

1. Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders (1) gegenüber einem Empfänger (2), wobei der Sender (1) dem Empfänger (2) Funksignale über einen Funkkanal (4) sendet, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger (2) aus einer Mehrzahl von empfangenen Funksignalen die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) in Betrag und Phase ermittelt und daraus eine Schätzung der relativen Geschwindigkeit zwischen Sender (1) und Empfänger (2) vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) dem Empfänger (2) ein bekanntes Funksignal über den Funkkanal (4) sendet, daß das Übertragungsverhalten des Funkkanal (4) durch eine Schätzung (n) der Impulsantwort des Funkkanals (4) gewonnen wird, wobei n eine ganze Zahl ist und den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem der Empfänger (2) aus dem Vergleich des empfangenen Funksignals mit dem bekannten Funksignal die Impulsantwort des Funkkanals schätzt und daß das Maß a für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) zum Zeitpunkt tn gegeben ist durch
wobei k eine ganze Zahl ist und die Funktion einer Laufvariablen hat und N bestimmt, wieviele Impulsantworten des Funkkanals (4) in die Berechnung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) eingehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) dem Empfänger (2) ein wiederholtes Funksignal sendet, daß das Übertragungsverhalten des Funkkanals (4) durch die empfangenen Funksignale r (n) charakterisiert wird, wobei n eine ganze Zahl ist und den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem das Funksignal empfangen wurde, und daß das Maß a' für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) zum Zeitpunkt tn gegeben ist durch
wobei k eine ganze Zahl ist und die Funktion einer Laufvariablen hat und N bestimmt, wieviele empfangene Funksignale r (n) in die Berechnung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) eingehen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) auf die relative Geschwindigkeit zwischen Sender (1) und Empfänger (2) durch eine dem Empfänger (2) bekannte Funktion vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Impulsantwort des Funkkanals durch die Geschwindigkeitsschätzung verbessert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Impulsantwort des Funkkanals durch Mittelung von mehreren Schätzungen der Impulsantwort vorgenommen wird und daß die letzten Schätzungen der Impulsantwort in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsschätzung bei der Mittelung gewichtet werden.
7. Empfangsvorrichtung für Funksignale, wobei Sender (1) und Empfänger (2) über mindestens einen Funkkanal (4) verbunden sind, wobei der Sender (1) dem Empfänger (2) ein Funksignal sendet, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (2) aus einer Mehrzahl empfangener Funksignale die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) in Betrag und Phase ermittelt, und damit eine Schätzung der relativen Geschwindigkeit zwischen Sender (1) und dem Empfänger (2) vornimmt.
8. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (2) von dem Sender (1) ein bekanntes Funksignal empfängt, daß der Empfänger (2) das Übertragungsverhalten des Funkkanals (4) durch eine Schätzung (n) der Impulsantwort des Funkkanals (4) bestimmt, wobei n eine ganze Zahl ist und den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem der Empfänger die Impulsantwort schätzt, daß der Empfänger (2) die zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten geschätzten Impulsantworten (n) in einem Speicher (8) ablegt und daß der Empfänger (2) das Maß a für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) zum Zeitpunkt tn mit
berechnet, wobei k eine ganze Zahl ist und die Funktion einer Laufvariablen hat und N bestimmt, wieviele abgespeicherte Impulsantworten des Funkkanals (4) in die Berechnung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) eingehen.
9. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (2) von dem Sender (1) wiederholt das gleiche Funksignal erhält, und daß der Empfänger (2) das Übertragungsverhalten des Funkkanals (4) durch die empfangenen Funksignale r (n) bestimmt, wobei n eine ganze Zahl ist und den Zeitpunkt tn indiziert, zu dem der Empfänger (2) die Funksignale empfängt, daß der Empfänger 2 die zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten empfangenen Funksignale r (n) in einen Speicher (8) ablegt und daß der Empfänger (2) das Maß a' für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) zum Zeitpunkt tn mit
berechnet, wobei k eine ganze Zahl ist und die Funkton einer Laufvariablen hat und N bestimmt, wieviele abgespeicherte Funksignale r (n) in die Berechnung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) eingehen.
10. Empfangsvorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (2) die Abbildung des Maßes für die zeitliche Änderung des Übertragungsverhaltens des Funkkanals (4) auf die relative Geschwindigkeit zwischen Sender (1) und Empfänger (2) mit einer dem Empfänger (2) bekannten Funktion vornimmt.
11. Empfangsvorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (2) die Schrittweite der Funksignalleistungsregelung in Abhängigkeit von der geschätzten Geschwindigkeit einstellt.
DE1999123690 1999-05-22 1999-05-22 Verfahren zur Schätzung der relativen Geschwindigkeit eines Senders gegenüber einem Empfänger und Empfangsvorrichtung für Funksignale Ceased DE19923690A1 (de)

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