JP2016130692A - Mobile station speed estimation method in mobile communication system using doppler spectrum - Google Patents

Mobile station speed estimation method in mobile communication system using doppler spectrum Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a maximum Doppler frequency estimation method using a Doppler spectrum, taking into account a frequency offset or a line-of-sight propagation environment.SOLUTION: The maximum Doppler frequency estimation method includes: a step for receiving a reference signal; a step for creating time fluctuation data of a propagation path from the received reference signal; a step for performing FFT of the time fluctuation data of the propagation path; a step for calculating a Doppler spectrum from an output of the FFT; a step for detecting a first frequency of a component having the highest power among the components of the Doppler spectrum; a step for detecting a second frequency of a component having the second highest power among the components of the Doppler spectrum; a step for obtaining the maximum Doppler frequency by halving an absolute value of a difference between the first frequency and the second frequency; and a step for determining a moving speed of a mobile station from the maximum Doppler frequency.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、移動局の速度推定方法に関し、特に、ドップラースペクトルを用いた移動局の速度推定方法に関する。   The present invention relates to a mobile station speed estimation method, and more particularly to a mobile station speed estimation method using a Doppler spectrum.

現在、無線通信システムは、無線通信の多様な利用を想定して、様々な形態による無線通信サービスを提供している。例えば、低データレートのテキスト通信や音声通話通信から高データレートのデータ通信や動画ストリーミング伝送、静止状態や歩行状態での利用から車両内など高速移動状態での利用、あるいは屋内での使用から屋外での使用などである。   Currently, wireless communication systems provide various types of wireless communication services assuming various uses of wireless communication. For example, low data rate text communication and voice call communication, high data rate data communication and video streaming transmission, use in a stationary state or walking state, in a high-speed movement state such as in a vehicle, or indoor use to outdoor use For example, in use.

このような利用形態に加え、無線通信システムでは、都市部や農村部などサービスを提供する場所、サービスを利用するユーザの人口やデータ量(トラフィック密度)など、様々な条件を考慮してシステムを構築する必要がある。無線通信システムを提供する事業者は、どのような場所や時間においても、ユーザが遅滞なく無線通信システムに接続することができ、満足するサービスの提供を受けられるように、利用形態やトラフィック密度を考慮したサイズ及び形状のセルの配置設計を行う。   In addition to these types of usage, wireless communication systems are systems that take into account various conditions, such as locations that provide services, such as urban and rural areas, the population of users who use services, and the amount of data (traffic density). Need to build. Operators that provide wireless communication systems can change usage patterns and traffic density so that users can connect to wireless communication systems without delay and receive satisfactory services at any location and time. The arrangement design of the cell of the size and shape that is taken into consideration is performed.

しかし、利用形態の更なる多様化やトラフィック量の増加に伴い、平面的なセル配置では、十分なサービスを提供することは困難となる。このため、複数の種類のセルを組み合わせることにより、多様な利用形態やトラフィック特性に合致したサービスを提供する階層セル構成が検討されている。このようなセル構成方法の例として、セルサイズの大きいマクロセル内にセルサイズの小さい極小セルを重畳(オーバーレイ)させる階層セル構成がある。極小セルは、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルなどである。このような極小セルは、マクロセル内のトラフィック密度が高い場所、高データレート通信が想定される場所、マクロセル基地局からの電波受信が困難な場所等に設置される。   However, with further diversification of usage forms and increase in traffic volume, it is difficult to provide sufficient services with a planar cell arrangement. For this reason, a hierarchical cell configuration that provides services that match various usage forms and traffic characteristics by combining a plurality of types of cells is being studied. As an example of such a cell configuration method, there is a hierarchical cell configuration in which a minimal cell having a small cell size is superimposed (overlaid) in a macro cell having a large cell size. The micro cell is a micro cell, a pico cell, a femto cell, or the like. Such a micro cell is installed in a place where the traffic density in the macro cell is high, a place where high data rate communication is assumed, a place where radio wave reception from the macro cell base station is difficult, and the like.

移動局の基地局間のハンドオーバは、通常、基地局からの参照信号を測定して参照信号電力の最も強い基地局と接続することで行われる。このため、階層セル構成にて、極小セル内を高速度の移動局が通過する場合においても、移動局は極小セルにハンドオーバする可能性がある。このような移動局が極小セルにハンドオーバした場合、セル内滞在時間は非常に短く、このため、ハンドオーバ制御が頻繁に生じて、ハンドオーバのシグナリングに伴うユーザデータの通信断が頻発するという問題がある。   A handover between base stations of a mobile station is usually performed by measuring a reference signal from the base station and connecting to a base station having the strongest reference signal power. For this reason, even when a high-speed mobile station passes through the minimal cell in the hierarchical cell configuration, the mobile station may be handed over to the minimal cell. When such a mobile station is handed over to a very small cell, the staying time in the cell is very short. Therefore, handover control frequently occurs, and there is a problem that communication of user data is frequently interrupted due to handover signaling. .

このため、階層セル構成において、階層選択制御を適用することが検討されている。階層選択制御では、移動局がサービスの利用形態に応じて、適切なセルに接続されるように制御する。例えば、高速度で移動する移動局に対しては、マクロセルの基地局が接続し、静止状態又は低速度移動の移動局に対しては、極小セルが接続するよう制御される。   For this reason, it has been studied to apply hierarchical selection control in a hierarchical cell configuration. In the hierarchy selection control, control is performed so that the mobile station is connected to an appropriate cell according to the service usage form. For example, a base station of a macro cell is connected to a mobile station that moves at a high speed, and a micro cell is connected to a mobile station that is stationary or moves at a low speed.

階層選択制御を適切に実行するためには、移動局の移動速度を正確に測定し、移動速度に基づいて、マクロセル又は極小セルに接続させることが重要である。移動速度が速い移動局は、マクロセルのみに接続し、極小セルには接続されないようにする。一方、移動速度の遅い移動局は、極小セル内にある場合は極小セルと接続し、極小セルが重畳されていない場所では、マクロセルと接続する。このような階層選択制御により、高速移動の移動局が極小セルに頻繁にハンドオーバすることを防止して、ハンドオーバの制御シグナリングに伴う通信断を減らすことにより周波数利用効率を向上させることができる。   In order to appropriately execute the hierarchy selection control, it is important to accurately measure the moving speed of the mobile station and connect it to the macro cell or the minimal cell based on the moving speed. A mobile station having a high moving speed is connected only to a macro cell and not connected to a very small cell. On the other hand, a mobile station having a low moving speed is connected to a minimal cell when in a minimal cell, and is connected to a macro cell at a location where the minimal cell is not superimposed. By such hierarchical selection control, it is possible to prevent a mobile station moving at high speed from frequently handing over to a very small cell, and to improve frequency utilization efficiency by reducing communication interruption accompanying handover control signaling.

移動速度を推定する方法の1つとして、ドップラースペクトルを利用する方法がある(非特許文献1)。ここでドップラースペクトルとは、伝搬路応答の振幅値の時間変動をフーリエ変換した結果得られる周波数軸(ドップラー周波数シフト)上の電力波形である。移動局と基地局間の無線伝搬環境が電波の到来方向分布が一様である全周散乱モデルと見なせる場合、ドップラースペクトルは、最大ドップラー周波数においてピークを示す。このため、スペクトルのピークを検出することにより、最大ドップラー周波数を測定することができる。   One method for estimating the moving speed is to use a Doppler spectrum (Non-Patent Document 1). Here, the Doppler spectrum is a power waveform on the frequency axis (Doppler frequency shift) obtained as a result of Fourier transform of the time variation of the amplitude value of the propagation path response. When the radio propagation environment between the mobile station and the base station can be regarded as an all-around scattering model in which the distribution of arrival directions of radio waves is uniform, the Doppler spectrum shows a peak at the maximum Doppler frequency. For this reason, the maximum Doppler frequency can be measured by detecting the peak of the spectrum.

G-H. Park, D. Hong and C-E. Kang, 「A New Doppler Spread Estimation Using FFT」 IEICE Trans. Commun., vol.E86-B, No.9, pp.2799-2803, Sept. 2003.G-H. Park, D. Hong and C-E. Kang, `` A New Doppler Spread Estimation Using FFT '' IEICE Trans.Commun., Vol.E86-B, No.9, pp.2799-2803, Sept. 2003. 大渡 他, “LTE-Advancedにおける下りリンクチャネル品質測定用参照信号構成の検討,” 電子情報通信学会技術報告,RCS2009-279,March 2014.Owatari et al., “Examination of reference signal configuration for downlink channel quality measurement in LTE-Advanced,” IEICE Technical Report, RCS2009-279, March 2014.

しかし、通常、無線伝搬環境は、周囲の建造物等が必ずしも一様に存在しないときの影響を受け、全周散乱モデルと見なすことができず、ドップラースペクトルから最大ドップラー周波数を検出することが困難になる。   However, the radio propagation environment is usually affected by the surrounding buildings that do not necessarily exist uniformly, and cannot be regarded as an all-around scattering model, and it is difficult to detect the maximum Doppler frequency from the Doppler spectrum. become.

例えば、基地局と移動局との間に主なる障害物が存在しない見通し内伝搬環境の場合、又は特定のビルからの反射等により、特定方向から強い信号が到達する伝搬環境の場合、直接波や特定の反射波の成分がドップラースペクトル内に生じて、最大ドップラー周波数以外の周波数成分においてピークが生じることがある。   For example, in the case of a line-of-sight propagation environment where there is no main obstacle between the base station and the mobile station, or in a propagation environment where a strong signal arrives from a specific direction due to reflection from a specific building, etc. In addition, a component of a specific reflected wave may occur in the Doppler spectrum, and a peak may occur in a frequency component other than the maximum Doppler frequency.

また、基地局と移動局では、装置内で使用される基準発振器の周波数精度が異なる。これは、基地局では、ルビジウムやGPS等により提供される精度の高い基準発振器が使用可能であり、一方、移動局では、コストなどを考慮し基地局に比べて周波数精度の低いTCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator)等の基準発振器が使用されることによる。このため、基地局と移動局で周波数精度の異なる基準発振器が使用されることから、基地局と移動局間のキャリア周波数オフセット(以降、単に周波数オフセットと記載)が生じる。このような周波数オフセットは、ドップラースペクトルに影響し、周波数軸上で、ドップラースペクトルをシフトさせる。   Moreover, the frequency accuracy of the reference oscillator used in the apparatus differs between the base station and the mobile station. This is because base stations can use high-precision reference oscillators provided by rubidium, GPS, etc., while mobile stations consider TCXO (Temperature Compensated) with lower frequency accuracy than base stations in consideration of costs. By using a reference oscillator such as Crystal Oscillator. For this reason, since reference oscillators having different frequency accuracy are used between the base station and the mobile station, a carrier frequency offset between the base station and the mobile station (hereinafter simply referred to as a frequency offset) occurs. Such a frequency offset affects the Doppler spectrum and shifts the Doppler spectrum on the frequency axis.

本発明は、ドップラースペクトルを用いた移動速度の推定において、周波数オフセットや見通し内伝搬環境を考慮して、精度の高い最大ドップラー周波数を算出し、移動速度を推定する移動速度推定方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a moving speed estimation method for estimating a moving speed by calculating a highly accurate maximum Doppler frequency in consideration of a frequency offset and a line-of-sight propagation environment in estimating a moving speed using a Doppler spectrum. With the goal.

更に、本発明は、周波数オフセットや見通し内伝搬環境を考慮して、精度の高い最大ドップラー周波数を算出し、移動速度を推定する装置を提供することを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to provide an apparatus that calculates a maximum Doppler frequency with high accuracy and estimates a moving speed in consideration of a frequency offset and a line-of-sight propagation environment.

本発明は、移動局の移動速度を推定する方法であって、参照信号を受信するステップと、前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、前記ドップラースペクトルの成分のうち、最も高い電力を持つ成分の第1の周波数を検出するステップと、前記ドップラースペクトルの成分のうち、次に高い電力を持つ成分の第2の周波数を検出するステップと、前記第1の周波数と前記第2の周波数の差分の絶対値の半分を最大ドップラー周波数とするステップと、前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、を有する。   The present invention is a method for estimating a moving speed of a mobile station, the step of receiving a reference signal, the step of creating time fluctuation data of a propagation path from the received reference signal, and the time fluctuation of the propagation path Multiplying data by FFT, calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT, detecting a first frequency of a component having the highest power among the components of the Doppler spectrum, Detecting a second frequency of a component having the next highest power among the components; setting a half of an absolute value of a difference between the first frequency and the second frequency as a maximum Doppler frequency; and Determining the moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency.

また、本発明は、移動局の移動速度を推定する方法であって、参照信号を受信するステップと、前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、前記ドップラースペクトルに対するしきい値を設定し、前記ドップラースペクトルの成分のうち、前記しきい値以上となる有効成分を選択するステップと、前記有効成分のうち、最も高い周波数の成分の第1の周波数を検出するステップと、前記有効成分のうち、最も低い周波数の成分の第2の周波数を検出するステップと、前記第1の周波数の絶対値と前記第2の周波数の絶対値を比較し、大きい方を最大ドップラー周波数とするステップと、前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、を有する。   The present invention is also a method for estimating a moving speed of a mobile station, the step of receiving a reference signal, the step of creating time variation data of a propagation path from the received reference signal, A step of multiplying time-varying data by FFT, a step of calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT, a threshold value for the Doppler spectrum is set, and among the components of the Doppler spectrum, an effective value that is not less than the threshold Selecting a component; detecting a first frequency of the highest frequency component of the effective components; detecting a second frequency of the lowest frequency component of the effective components; The absolute value of the first frequency is compared with the absolute value of the second frequency, and the larger one is set as the maximum Doppler frequency. When, and a step of determining a moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency.

更に、本発明は、移動局の移動速度を推定する方法であって、参照信号を受信するステップと、前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、前記ドップラースペクトルに対するしきい値を設定し、前記ドップラースペクトルの成分のうち、前記しきい値以上となる有効成分を選択するステップと、前記有効成分のうち、最も高い周波数の成分の第1の周波数を検出するステップと、前記有効成分のうち、最も低い周波数の成分の第2の周波数を検出するステップと、前記第1の周波数と前記第2の周波数の差分の絶対値の半分を最大ドップラー周波数とするステップと、前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、を有する。   Further, the present invention is a method for estimating a moving speed of a mobile station, the step of receiving a reference signal, the step of creating time variation data of a propagation path from the received reference signal, A step of multiplying time-varying data by FFT, a step of calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT, a threshold value for the Doppler spectrum is set, and among the components of the Doppler spectrum, an effective value that is not less than the threshold Selecting a component; detecting a first frequency of the highest frequency component of the effective components; detecting a second frequency of the lowest frequency component of the effective components; A half of the absolute value of the difference between the first frequency and the second frequency as a maximum Doppler frequency, and the maximum A determining the moving speed of the mobile station from Ppura frequency, the.

更に、本発明は、参照信号を受信する信号受信部と、前記受信した参照信号の受信電力を測定し、伝搬路の時間変動データを作成する受信信号電力測定部と、前記伝搬路の時間変動データをフーリエ変換するFFTと、前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出し、第1の周波数及び第2の周波数を検出する信号選択部と、前記第1の周波数と前記第2の周波数を用いて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定する移動局速度推定部と、を有する。   Furthermore, the present invention provides a signal receiving unit that receives a reference signal, a received signal power measuring unit that measures received power of the received reference signal and creates time variation data of the propagation path, and time variation of the propagation path Using an FFT for Fourier transforming data, a signal selection unit for calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT, and detecting a first frequency and a second frequency, the first frequency and the second frequency A maximum Doppler frequency calculating unit that calculates a maximum Doppler frequency; and a mobile station speed estimating unit that determines a moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency.

本発明に係る移動速度推定方法及び装置により、周波数オフセットや見通し内伝搬環境において、精度の高い最大ドップラー周波数を算出して、移動速度を推定することを可能にする。   With the moving speed estimation method and apparatus according to the present invention, it is possible to estimate the moving speed by calculating a highly accurate maximum Doppler frequency in a frequency offset or line-of-sight propagation environment.

最大ドップラー周波数の推定方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the estimation method of the maximum Doppler frequency. ドップラースペクトルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a Doppler spectrum. 最大ドップラー周波数の検出方法を説明する図である。It is a figure explaining the detection method of the maximum Doppler frequency. 周波数オフセットの影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence of a frequency offset. 周波数オフセットを考慮した最大ドップラー周波数の推定方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the estimation method of the maximum Doppler frequency in consideration of the frequency offset. 直接波の影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence of a direct wave. ドップラースペクトルへのしきい値の適用を説明する図である。It is a figure explaining application of the threshold value to a Doppler spectrum. 直接波を考慮した最大ドップラー周波数の推定方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the estimation method of the maximum Doppler frequency which considered the direct wave. 直接波及び周波数オフセットを考慮した最大ドップラー周波数の推定方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the estimation method of the maximum Doppler frequency in consideration of the direct wave and the frequency offset. 本発明の装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the apparatus of this invention.

以下図面を参照して、ドップラースペクトルを用いた移動局の速度推定方法について説明する。しかしながら、本発明が、図面又は以下に記載される実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。   A mobile station speed estimation method using a Doppler spectrum will be described below with reference to the drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the drawings or the embodiments described below.

図1は、ドップラースペクトルを用いて最大ドップラー周波数を推定する方法のフローチャートを示す図である。S10において、無線接続している基地局または移動局から参照信号を受信する。ここで、参照信号としたが、システムにより、パイロット信号やビーコンなどとも呼ばれ、伝搬路推定に使用される既知の信号である。また、伝搬路推定が行われている状態では、データ信号を使用することも可能である。S11において、受信した参照信号をベースバンド信号に変換し、復調した後、受信電力を測定することにより、受信信号の伝搬路の時間変動データを作成する。伝搬路の時間変動データは、一定区間毎にバッファに格納される。   FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for estimating a maximum Doppler frequency using a Doppler spectrum. In S10, a reference signal is received from a base station or mobile station that is wirelessly connected. Although the reference signal is used here, it is also known as a pilot signal or a beacon depending on the system, and is a known signal used for propagation path estimation. In addition, a data signal can be used in a state where propagation path estimation is performed. In S11, the received reference signal is converted into a baseband signal, demodulated, and then received power is measured to create time variation data of the propagation path of the received signal. The time variation data of the propagation path is stored in the buffer for every fixed section.

受信信号は、移動局の移動速度に比例して変動するため、受信信号の伝搬路変動をフーリエ変換することにより、ドップラースペクトルが得られる。S12において、一定区間毎に格納された伝搬路の時間変動データに高速フーリエ変換(FFT)を掛ける。ここで、一定区間は、FFTのポイント数に相当する。S13において、FFTの出力からドップラースペクトルが算出される。   Since the received signal varies in proportion to the moving speed of the mobile station, a Doppler spectrum can be obtained by Fourier transforming the propagation path variation of the received signal. In S12, fast time Fourier transform (FFT) is applied to the time variation data of the propagation path stored for each fixed section. Here, the fixed interval corresponds to the number of points in the FFT. In S13, a Doppler spectrum is calculated from the output of the FFT.

図2にドップラースペクトルの例を示す。この例は、無線伝搬環境が全周散乱モデルとみなせる理想的な場合を表している。図において、横軸は周波数を表し、縦軸は相対電力を表す。ただし、図2ではベースバンド帯域に変換した後の処理結果を示しているため、実際には横軸の周波数0Hzがキャリア周波数に対応することに注意が必要である。以降のドップラースペクトルの図においても横軸の周波数の定義は図2と同様である。この例において、最大ドップラー周波数は、100 Hzであり、ドップラースペクトルの周波数100 Hz及び-100 Hzにおいて、高い電力の成分が生じている。このような理想的な無線伝搬環境において、受信信号の伝搬路変動を用いて算出されたドップラースペクトルから、電力の高い成分の周波数を検出することで、最大ドップラー周波数を推定することができる。   FIG. 2 shows an example of a Doppler spectrum. This example represents an ideal case where the radio propagation environment can be regarded as an all around scattering model. In the figure, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents relative power. However, since FIG. 2 shows the processing result after conversion to the baseband, it should be noted that the frequency 0 Hz on the horizontal axis actually corresponds to the carrier frequency. In the subsequent Doppler spectrum diagrams, the definition of the frequency on the horizontal axis is the same as in FIG. In this example, the maximum Doppler frequency is 100 Hz, and high power components occur at frequencies of 100 Hz and -100 Hz in the Doppler spectrum. In such an ideal wireless propagation environment, the maximum Doppler frequency can be estimated by detecting the frequency of the component with high power from the Doppler spectrum calculated using the propagation path fluctuation of the received signal.

図1のS14において、ドップラースペクトルの周波数が正の領域内で最大電力となる成分を見つけ、その周波数f(Pmax+)を検出する。最大電力成分の探索方法として、例えば、周波数0 Hzにおける電力P(f=0)とその次の周波数Δf Hzにおける電力P(f=Δf)とを比較し、高い電力の成分を選択する。更に、次の周波数2×Δf Hzにおける電力P(f=2×Δf)を比較し、より高い電力の成分を選択する。このように、周波数が正の領域にある各成分の電力を順に比較し、最終的に最も電力が高くなる成分を選択して、その周波数をf(Pmax+)とする。 In S14 of FIG. 1, a component having the maximum power in a region where the frequency of the Doppler spectrum is positive is found, and the frequency f (P max + ) is detected. As a search method for the maximum power component, for example, the power P (f = 0) at the frequency 0 Hz is compared with the power P (f = Δf) at the next frequency Δf Hz, and the high power component is selected. Further, the power P (f = 2 × Δf) at the next frequency 2 × Δf Hz is compared, and a higher power component is selected. In this way, the power of each component in the positive frequency region is compared in order, the component with the highest power is finally selected, and the frequency is defined as f (P max + ).

S15において、S14と同様の方法により、ドップラースペクトルの周波数が負の領域内で最大電力が得られる周波数f(Pmax-)を検出する。 In S15, the frequency f (P max− ) at which the maximum power is obtained in the region where the frequency of the Doppler spectrum is negative is detected by the same method as in S14.

S16において、検出された2つの周波数を用いて、最大ドップラー周波数を算出する。ここでは、周波数の正側で検出された周波数f(Pmax+)と負側で検出された周波数f(Pmax-)とのうち、絶対値の大きい方を最大ドップラー周波数fDとする。即ち、fD=max(|f(Pmax+)|, |f(Pmax-)|)とする。 In S16, the maximum Doppler frequency is calculated using the two detected frequencies. Here, of the frequency f (P max + ) detected on the positive side of the frequency and the frequency f (P max− ) detected on the negative side, the larger absolute value is set as the maximum Doppler frequency f D. That is, f D = max (| f (P max + ) |, | f (P max− ) |).

信号受信時に、特定の方向から強い受信電力を持つ電波が到来する場合、正と負の最大ドップラー周波数、すなわちドップラースペクトルの両ピークの間に、強い電力成分が生じることがある。このため、最大電力を示す周波数が最大ドップラー周波数と一致しない場合が考えられる。S14とS15において検出された正と負の最大電力周波数のうち、絶対値の大きい方を選択することで、より精度の高い最大ドップラー周波数を決定することができる。   When a radio wave having strong received power comes from a specific direction at the time of signal reception, a strong power component may be generated between the positive and negative maximum Doppler frequencies, that is, both peaks of the Doppler spectrum. For this reason, the case where the frequency which shows maximum electric power does not correspond with the maximum Doppler frequency can be considered. By selecting the larger absolute value of the positive and negative maximum power frequencies detected in S14 and S15, it is possible to determine a more accurate maximum Doppler frequency.

最大ドップラー周波数fDが得られると、移動局の移動速度νは、fD×λで算出することができる。ここで、λは、キャリア周波数の波長である。 When the maximum Doppler frequency f D is obtained, the moving speed ν of the mobile station can be calculated by f D × λ. Here, λ is the wavelength of the carrier frequency.

図3は、ドップラースペクトルから最大ドップラー周波数を算出する方法を簡単に説明した図である。周波数の負側において、最大電力が得られる周波数をf(1)とし、正側において、最大電力が得られる周波数をf(2)とする。理想的なフェージング環境下においては、f(1)とf(2)の間でU字型のスペクトルを示し、f(1)とf(2)は、同じ周波数絶対値を示す。この周波数絶対値が最大ドップラー周波数となる。ここで、理想的なフェージング環境下とは、無線伝搬環境が全周散乱モデルとみなせる環境である。   FIG. 3 is a diagram simply illustrating a method for calculating the maximum Doppler frequency from the Doppler spectrum. On the negative side of the frequency, f (1) is the frequency at which the maximum power is obtained, and on the positive side, the frequency at which the maximum power is obtained is f (2). Under an ideal fading environment, a U-shaped spectrum is shown between f (1) and f (2), and f (1) and f (2) show the same absolute frequency value. This absolute frequency value is the maximum Doppler frequency. Here, the ideal fading environment is an environment in which the radio propagation environment can be regarded as an all around scattering model.

しかし、実際の無線伝搬環境では、必ずしも移動局周辺の到来方向分布が一様ではなく、全方位で均等な受信電力とはならない。また、雑音の影響もあり、ドップラースペクトルはスムーズなU字型とはならない。更に、FFTはフーリエ変換を有限のポイント数で行うため、元の時間変動のデータの両端が不連続となる結果、FFTにより得られたスペクトルには歪が生じる。この歪の発生は、FFTにより得られたドップラースペクトルには本来存在しない成分が現れることを意味するため、最大ドップラー周波数の決定に誤差を与えることになる。例えば、このような誤差要因の対策として、次のような方法がある。伝搬路の時間変動データにFFTを掛ける前に、ハニング窓などの窓関数を適用する。窓関数の適用により、スペクトルの歪を抑制することができ、より急峻なスペクトルを得ることができる。また、FFT後のスペクトル信号を一定区間内で平均化することにより、雑音等の影響を抑制し、よりスムーズなスペクトルを得ることができる。ここでの一定区間は、シャドウィング変動が十分小さい時間区間となる。以下、本発明の実施例の説明において、これらの方法を適用することは記載していないが、勿論、適用することも可能である。   However, in an actual wireless propagation environment, the arrival direction distribution around the mobile station is not necessarily uniform, and the received power is not uniform in all directions. In addition, due to the influence of noise, the Doppler spectrum is not a smooth U-shape. Furthermore, since the FFT performs Fourier transformation with a finite number of points, both ends of the original time variation data become discontinuous, resulting in distortion in the spectrum obtained by the FFT. The occurrence of this distortion means that a component that does not originally exist appears in the Doppler spectrum obtained by the FFT, which causes an error in determining the maximum Doppler frequency. For example, there are the following methods as countermeasures against such error factors. Apply a window function such as Hanning window before applying FFT to the time-varying data of the propagation path. By applying the window function, spectrum distortion can be suppressed, and a steeper spectrum can be obtained. In addition, by averaging the spectrum signal after FFT within a certain interval, the influence of noise and the like can be suppressed and a smoother spectrum can be obtained. Here, the fixed interval is a time interval in which the shadowing fluctuation is sufficiently small. Hereinafter, in the description of the embodiments of the present invention, it is not described that these methods are applied, but of course, they can also be applied.

最大ドップラー周波数の算出を困難にする周波数オフセット及び見通し内伝搬の影響を考慮し、それらの環境下において、最大ドップラー周波数を高い精度で算出する方法を説明する。   Considering the influence of frequency offset and line-of-sight propagation that make it difficult to calculate the maximum Doppler frequency, a method for calculating the maximum Doppler frequency with high accuracy in those environments will be described.

まず、周波数オフセットの影響とその対策について説明する。無線通信システムにおいて、一般的に、基地局と移動局では、装置内部の基準発振器の周波数精度が異なる。通常、基地局側では、より精巧な基準発振器が使用され、移動局側では、精度の低い基準発振器が使用される。このような送受信局間での基準発振器の周波数精度の違いは、基地局と移動局間の周波数オフセットを生じさせるため、ドップラー周波数推定精度に影響を与える。   First, the influence of frequency offset and countermeasures will be described. In a radio communication system, generally, the frequency accuracy of a reference oscillator inside the apparatus differs between a base station and a mobile station. Usually, a more elaborate reference oscillator is used on the base station side, and a less accurate reference oscillator is used on the mobile station side. Such a difference in the frequency accuracy of the reference oscillator between the transmitting and receiving stations causes a frequency offset between the base station and the mobile station, which affects the Doppler frequency estimation accuracy.

図4は、ドップラースペクトルにおける周波数オフセットの影響の例を示した図である。周波数オフセットにより、オフセット分の周波数foffsetだけスペクトルがシフトする。この結果、最大ドップラー周波数もfoffset分シフトし、foffset+fDとfoffset-fDにスペクトルのピークが生じることになる。このようにスペクトルがシフトされた状態において、図1のS14〜S16で示したように、最大電力を示す周波数の絶対値を選択する方法では、正しい最大ドップラー周波数を得ることはできない。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the influence of the frequency offset in the Doppler spectrum. The frequency offset spectrum is shifted by the frequency f offset of offset. As a result, the maximum Doppler frequency is also f offset shifted, so that the peak of the spectrum occurs in the f offset + f D and f offset -f D. In the state where the spectrum is shifted in this way, as shown by S14 to S16 in FIG. 1, the method of selecting the absolute value of the frequency indicating the maximum power cannot obtain the correct maximum Doppler frequency.

本発明の1つの実施例において、ドップラースペクトルの両端に生じる高い電力成分の周波数を用いて、スペクトルの幅を算出し、スペクトル幅より最大ドップラー周波数を算出する。   In one embodiment of the present invention, the spectrum width is calculated using the frequencies of the high power components generated at both ends of the Doppler spectrum, and the maximum Doppler frequency is calculated from the spectrum width.

図5は、周波数オフセットが存在する環境において、最大ドップラー周波数を算出する方法のフローチャートを示す図である。図5において、ドップラースペクトルを算出するまでの処理(S10〜S13)は、図1に示す方法と同じである。S24において、1番目に高い電力を持つ成分の周波数f(Pmax1)を検出する。この周波数f(Pmax1)は、理想的な伝搬環境下において、図4に示されるfoffset+fD又はfoffset-fDの一方となる。続いて、S25において、2番目に高い電力を持つ成分の周波数f(Pmax2)を検出する。この周波数f(Pmax2)は、同様に、foffset+fD又はfoffset-fDの他方となる。S26において、最大ドップラー周波数を算出する。ここでは、f(Pmax1)とf(Pmax2)からスペクトルの幅を計算し、スペクトル幅の半分を最大ドップラー周波数とする。即ち、|f(Pmax1)- f(Pmax2)|/2を最大ドップラー周波数とする。 FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for calculating the maximum Doppler frequency in an environment where a frequency offset exists. In FIG. 5, the processing (S10 to S13) until the Doppler spectrum is calculated is the same as the method shown in FIG. In S24, the frequency f (P max1 ) of the component having the first highest power is detected. This frequency f (P max1 ) is one of f offset + f D or f offset −f D shown in FIG. 4 in an ideal propagation environment. Subsequently, in S25, the frequency f (P max2 ) of the component having the second highest power is detected. This frequency f (P max2 ) is similarly the other of f offset + f D or f offset −f D. In S26, the maximum Doppler frequency is calculated. Here, the spectrum width is calculated from f (P max1 ) and f (P max2 ), and half of the spectrum width is set as the maximum Doppler frequency. That is, let | f (P max1 ) −f (P max2 ) | / 2 be the maximum Doppler frequency.

上記のように、ドップラースペクトルの幅から最大ドップラー周波数を算出することにより、周波数オフセットが存在する環境下において、スペクトルの中心が送信側のキャリア周波数に対応していない場合においても、精度の高い最大ドップラー周波数を算出することを可能にする。   As described above, by calculating the maximum Doppler frequency from the width of the Doppler spectrum, even if the center of the spectrum does not correspond to the carrier frequency on the transmitting side in an environment where a frequency offset exists, the maximum value with high accuracy is obtained. Allows calculation of Doppler frequency.

次に、見通し内伝搬の影響とその対策について説明する。典型的な見通し外伝搬環境の場合は、電波の到来方向分布が一様である全周散乱モデルでモデル化でき、ドップラースペクトルは、最大ドップラー周波数において電力が最も高くなるU字型スペクトルとなる。しかし、見通し内伝搬環境では、信号の送信元から直接波が到来する。このような直接波は、通常、散乱波のパスに比べて信号強度が強く、スペクトル形状に大きな影響を与える。また、見通し内伝搬以外の環境においても、特定の建物からの反射などにより、特定方向から信号強度が強い電波が到来することがあり、スペクトル形状に影響する。   Next, the effects of line-of-sight propagation and countermeasures will be described. In the case of a typical non-line-of-sight propagation environment, it can be modeled by an all-around scattering model in which the arrival direction distribution of radio waves is uniform, and the Doppler spectrum becomes a U-shaped spectrum with the highest power at the maximum Doppler frequency. However, in a line-of-sight propagation environment, a direct wave comes from a signal transmission source. Such a direct wave usually has a higher signal intensity than the scattered wave path, and has a great influence on the spectrum shape. Further, even in environments other than line-of-sight propagation, radio waves with strong signal intensity may arrive from a specific direction due to reflection from a specific building, etc., affecting the spectrum shape.

図6に直接波がドップラースペクトルに与える影響の例を示す。図に示すように、最大ドップラー周波数(fD=100 Hz)を示す100 Hz及び-100 Hzの成分の他にも、電力の強い成分が出現している。特に、0 Hz近傍に電力が最大となる成分が生じている。このような直接波成分が現れる周波数は、直接波の到来方向に関連する。ドップラースペクトル内に高い電力の直接波成分が生じた場合、最大電力を示す周波数から最大ドップラー周波数を算出することが困難になる。 FIG. 6 shows an example of the influence of the direct wave on the Doppler spectrum. As shown in the figure, in addition to the components of 100 Hz and -100 Hz indicating the maximum Doppler frequency (f D = 100 Hz), a component with strong power appears. In particular, a component with the maximum power is generated near 0 Hz. The frequency at which such a direct wave component appears is related to the direction of arrival of the direct wave. When a high-power direct wave component occurs in the Doppler spectrum, it is difficult to calculate the maximum Doppler frequency from the frequency indicating the maximum power.

本発明のその他の実施例において、ドップラースペクトルに対してしきい値を設定し、しきい値以上となる有効成分について、そのうちの最大周波数の成分と最小周波数の成分から最大ドップラー周波数を算出する。   In another embodiment of the present invention, a threshold is set for the Doppler spectrum, and the maximum Doppler frequency is calculated from the maximum frequency component and the minimum frequency component of the active components that are equal to or greater than the threshold.

図7は、ドップラースペクトルにおけるしきい値の設定の一例を示した図である。ここでは、雑音電力N0 [dBm]を算出し、更に、雑音の分散から算出されるΔN [dB]を加算した値をしきい値とする。図7に示されるように、N0+ΔN [dBm]をしきい値とすることで、ドップラースペクトルの外側の雑音成分を除外することができる。そして、しきい値以上となる有効成分は、直接波成分を含んだ幾つかの電力が高い成分となる。これらの有効成分の中から、最大の周波数を持つ成分(即ち、図7の「A」で示される100 Hzの成分)と最小周波数を持つ成分(即ち、図7の「B」で示される-100 Hzの成分)を選択することで、直接波成分の影響を除外することができる。なお、実際の受信信号から雑音電力を推定する方法については様々な方法があり、例えば伝搬路推定のために定期的に挿入されるパイロット信号あるいは参照信号の受信信号に基づき推定する方法がある(非特許文献2)。 FIG. 7 is a diagram showing an example of threshold setting in the Doppler spectrum. Here, the noise power N 0 [dBm] is calculated, and a value obtained by adding ΔN [dB] calculated from the noise variance is used as a threshold value. As shown in FIG. 7, by using N 0 + ΔN [dBm] as a threshold, a noise component outside the Doppler spectrum can be excluded. And the effective component which becomes more than a threshold value becomes a component with some high electric power containing a direct wave component. Among these active components, the component having the maximum frequency (ie, the 100 Hz component indicated by “A” in FIG. 7) and the component having the minimum frequency (ie, indicated by “B” in FIG. 7) By selecting (100 Hz component), the influence of the direct wave component can be excluded. There are various methods for estimating the noise power from the actual received signal. For example, there is a method for estimating based on the received signal of the pilot signal or reference signal periodically inserted for channel estimation ( Non-patent document 2).

図8は、見通し内伝搬環境における最大ドップラー周波数算出の方法を示すフローチャートである。ドップラースペクトルを算出するまでの処理(S10〜S13)は、図1に示す方法と同じである。S34において、スペクトルのしきい値を設定し、しきい値以上となる有効成分を検出する。S35において、有効成分の中から最大周波数を持つ有効成分Ef_maxを選択し、その周波数f(Ef_max)を検出する。S36において、有効成分の中から最小周波数を持つ有効成分Ef_minを選択し、その周波数f(Ef_min)を検出する。 FIG. 8 is a flowchart showing a method of calculating the maximum Doppler frequency in the line-of-sight propagation environment. The processing (S10 to S13) until the Doppler spectrum is calculated is the same as the method shown in FIG. In S34, a threshold value of the spectrum is set, and an active component that is equal to or higher than the threshold value is detected. In S35, the effective component E f_max having the maximum frequency is selected from the effective components, and the frequency f (E f_max ) is detected. In S36, the effective component E f_min having the minimum frequency is selected from the effective components, and the frequency f (E f_min ) is detected.

S37において、検出された2つの周波数を用いて、最大ドップラー周波数を算出する。ここでは、周波数f(Ef_max)と周波数f(Ef_min)とのうち、絶対値の大きい方を最大ドップラー周波数fDとする。即ち、fD=max(|f(Ef_max)|, |f(Ef_min)|)とする。 In S37, the maximum Doppler frequency is calculated using the two detected frequencies. Here, of the frequency f (E f_max ) and the frequency f (E f_min ), the larger absolute value is set as the maximum Doppler frequency f D. That is, f D = max (| f (E f_max ) |, | f (E f_min ) |).

このように、しきい値を設定し、しきい値以上となる有効成分を抽出することで、雑音成分によるスペクトルを除外して、受信信号によるスペクトルのみを選択することができる。更に、有効成分の中から最大周波数と最小周波数を検出することにより、散乱波によるスペクトル以外の直接波等によるスペクトルを除外することができ、見通し内伝搬環境においても、精度の高い最大ドップラー周波数を算出することを可能にする。   In this way, by setting a threshold value and extracting an effective component that is equal to or higher than the threshold value, it is possible to exclude only the spectrum due to the noise component and select only the spectrum due to the received signal. Furthermore, by detecting the maximum frequency and the minimum frequency from the active components, it is possible to exclude the spectrum due to the direct wave other than the spectrum due to the scattered wave, and the maximum Doppler frequency with high accuracy can be obtained even in the line-of-sight propagation environment. Enable to calculate.

上記実施例において、しきい値を雑音電力N0にΔNを加算した値に設定したが、これに限定されるものではない。例えば、測定されるSNRなどの無線伝搬状況に応じて、しきい値を可変とすることも可能である。 In the above embodiment, the threshold value is set to a value obtained by adding ΔN to the noise power N 0 , but is not limited to this. For example, the threshold value can be made variable according to the radio propagation status such as the measured SNR.

本発明の更にその他の実施例として、見通し内伝搬環境であると共に、周波数オフセットが存在する状況を想定する。上記の2つの実施例において説明したように、見通し内伝搬環境では、直接波による強い成分が生じる。そして、周波数オフセットにより、ドップラースペクトルがシフトする。   As still another embodiment of the present invention, it is assumed that there is a line-of-sight propagation environment and a frequency offset exists. As described in the above two embodiments, a strong component due to a direct wave is generated in the line-of-sight propagation environment. Then, the Doppler spectrum shifts due to the frequency offset.

図9に周波数オフセットが存在し、かつ見通し内伝搬環境における最大ドップラー周波数算出の方法を示すフローチャートを示す。ドップラースペクトルを算出するまでの処理(S10〜S13)は、図1に示す方法と同じである。S44において、スペクトルのしきい値を設定し、スペクトルの中で、しきい値以上となる有効成分を検出する。S45において、有効成分の中から最大周波数を持つ有効成分Ef_maxを選択し、その周波数f(Ef_max)を検出する。S46において、有効成分の中から最小周波数を持つ有効成分Ef_minを選択し、その周波数f(Ef_min)を検出する。 FIG. 9 is a flowchart showing a method of calculating the maximum Doppler frequency in a line-of-sight propagation environment where a frequency offset exists. The processing (S10 to S13) until the Doppler spectrum is calculated is the same as the method shown in FIG. In S44, a threshold value of the spectrum is set, and an active component exceeding the threshold value is detected in the spectrum. In S45, the effective component E f_max having the maximum frequency is selected from the effective components, and the frequency f (E f_max ) is detected. In S46, the effective component E f_min having the minimum frequency is selected from the effective components, and the frequency f (E f_min ) is detected.

S47において、この検出された2つの周波数を用いて、最大ドップラー周波数を算出する。ここでは、f(Ef_max)とf(Ef_min)からスペクトルの幅を計算し、スペクトル幅の半分を最大ドップラー周波数とする。即ち、|f(Ef_max)- f(Ef_min)|/2を最大ドップラー周波数とする。 In S47, the maximum Doppler frequency is calculated using the two detected frequencies. Here, the spectrum width is calculated from f (E f_max ) and f (E f_min ), and half of the spectrum width is set as the maximum Doppler frequency. That is, let | f (E f_max ) −f (E f_min ) | / 2 be the maximum Doppler frequency.

ドップラースペクトルの幅から最大ドップラー周波数を算出することにより、周波数オフセット環境下において、スペクトルの中心が送信側のキャリア周波数に対応していない場合においても、最大ドップラー周波数を算出することを可能にする。また、適切なしきい値を設けることで、雑音成分による誤検出を軽減し、さらに、見通し内伝搬環境において、直接波成分に比べて受信電力の低い散乱波成分を検出できるようになり、より正確な最大ドップラー周波数を推定することができる。   By calculating the maximum Doppler frequency from the width of the Doppler spectrum, it is possible to calculate the maximum Doppler frequency even when the center of the spectrum does not correspond to the carrier frequency on the transmission side in a frequency offset environment. In addition, by setting an appropriate threshold, it is possible to reduce false detection due to noise components, and to detect scattered wave components with lower received power compared to direct wave components in a line-of-sight propagation environment. Maximum Doppler frequency can be estimated.

図10は、本発明の装置構成を簡単に説明するブロック図である。このような構成は、基地局側、移動局側のどちらにも設置することができ、両局のどちらにおいても、最大ドップラー周波数の測定を可能にする。   FIG. 10 is a block diagram for briefly explaining the apparatus configuration of the present invention. Such a configuration can be installed on either the base station side or the mobile station side, and enables measurement of the maximum Doppler frequency in both stations.

図10において、50は信号受信部、51は受信信号電力測定部、52はFFT、53は信号選択部、54は最大ドップラー周波数算出部、55は移動局速度推定部を表す。信号受信部50は、無線通信を行う送信側局からの信号を受信し、受信信号の中から参照信号を取り出す。参照信号の挿入方法は、システムにより規定される。受信信号電力測定部51は、受信した参照信号をベースバンド信号に変換し、復調した後、受信電力を測定して、受信信号の伝搬路の時間変動データを生成する。生成された伝搬路の時間変動データは、バッファに格納される。受信信号電力測定部51は、伝搬路推定の一部として実装することも可能である。FFT 53は、伝搬路の時間変動データにFFTを掛けて、ドップラースペクトルを算出する。信号選択部53は、ドップラースペクトルの中より、最大ドップラー周波数を算出するために使用する成分を選択する。図5の例において、信号選択部53は、1番目に高い電力の成分と2番目に高い電力の成分を選択する。図8及び9の例において、信号選択部53は、しきい値を設定し、有効成分中の最大周波数の成分と最小周波数の成分を選択する。最大ドップラー周波数算出部54は、信号選択部53で選択された成分の周波数から、最大ドップラー周波数を算出する。図5及び9の例において、最大ドップラー周波数算出部54は、スペクトルの幅を算出し、その1/2を最大ドップラー周波数とする。図8の例において、絶対値の大きい方を最大ドップラー周波数とする。移動局速度推定部55は、算出された最大ドップラー周波数より、移動局の移動速度を推定する。   In FIG. 10, 50 is a signal receiving unit, 51 is a received signal power measuring unit, 52 is an FFT, 53 is a signal selecting unit, 54 is a maximum Doppler frequency calculating unit, and 55 is a mobile station speed estimating unit. The signal receiving unit 50 receives a signal from a transmitting station that performs wireless communication, and extracts a reference signal from the received signal. The method of inserting the reference signal is defined by the system. The received signal power measurement unit 51 converts the received reference signal into a baseband signal, demodulates it, measures the received power, and generates time variation data of the propagation path of the received signal. The generated time variation data of the propagation path is stored in the buffer. The received signal power measurement unit 51 can also be implemented as part of propagation path estimation. The FFT 53 multiplies the time variation data of the propagation path by FFT to calculate a Doppler spectrum. The signal selection unit 53 selects a component to be used for calculating the maximum Doppler frequency from the Doppler spectrum. In the example of FIG. 5, the signal selection unit 53 selects the first highest power component and the second highest power component. 8 and 9, the signal selection unit 53 sets a threshold value, and selects a maximum frequency component and a minimum frequency component in the effective components. The maximum Doppler frequency calculation unit 54 calculates the maximum Doppler frequency from the frequency of the component selected by the signal selection unit 53. 5 and 9, the maximum Doppler frequency calculation unit 54 calculates the width of the spectrum, and ½ thereof is set as the maximum Doppler frequency. In the example of FIG. 8, the larger absolute value is the maximum Doppler frequency. The mobile station speed estimation unit 55 estimates the mobile station speed from the calculated maximum Doppler frequency.

50 信号受信部
51 受信信号電力測定部
52 FFT
53 信号選択部
54 最大ドップラー周波数算出部
55 移動局速度推定部
50 Signal receiver
51 Received signal power measurement section
52 FFT
53 Signal selector
54 Maximum Doppler frequency calculator
55 Mobile station speed estimator

Claims (6)

移動局の移動速度を推定する方法であって、
参照信号を受信するステップと、
前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、
前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、
前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、
前記ドップラースペクトルの成分のうち、最も高い電力を持つ成分の第1の周波数を検出するステップと、
前記ドップラースペクトルの成分のうち、次に高い電力を持つ成分の第2の周波数を検出するステップと、
前記第1の周波数と前記第2の周波数の差分の絶対値の半分を最大ドップラー周波数とするステップと、
前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、
を有する、移動速度の推定方法。
A method for estimating a moving speed of a mobile station,
Receiving a reference signal; and
Creating propagation time variation data from the received reference signal;
Multiplying the time variation data of the propagation path by FFT;
Calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT;
Detecting a first frequency of a component having the highest power among the components of the Doppler spectrum;
Detecting a second frequency of a component having the next highest power among the components of the Doppler spectrum;
Setting half the absolute value of the difference between the first frequency and the second frequency as a maximum Doppler frequency;
Determining a moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency;
A method for estimating a moving speed.
移動局の移動速度を推定する方法であって、
参照信号を受信するステップと、
前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、
前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、
前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、
前記ドップラースペクトルに対するしきい値を設定し、前記ドップラースペクトルの成分のうち、前記しきい値以上となる有効成分を選択するステップと、
前記有効成分のうち、最も高い周波数の成分の第1の周波数を検出するステップと、
前記有効成分のうち、最も低い周波数の成分の第2の周波数を検出するステップと、
前記第1の周波数の絶対値と前記第2の周波数の絶対値を比較し、大きい方を最大ドップラー周波数とするステップと、
前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、
を有する、移動速度の推定方法。
A method for estimating a moving speed of a mobile station,
Receiving a reference signal; and
Creating propagation time variation data from the received reference signal;
Multiplying the time variation data of the propagation path by FFT;
Calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT;
Setting a threshold for the Doppler spectrum, and selecting an effective component that is equal to or greater than the threshold among the components of the Doppler spectrum;
Detecting the first frequency of the highest frequency component of the active components;
Detecting a second frequency of the lowest frequency component of the active components;
Comparing the absolute value of the first frequency with the absolute value of the second frequency, and setting the larger one as the maximum Doppler frequency;
Determining a moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency;
A method for estimating a moving speed.
前記しきい値は、雑音電力に基づいて設定される、請求項2に記載の移動速度の推定方法。   The method according to claim 2, wherein the threshold is set based on noise power. 移動局の移動速度を推定する方法であって、
参照信号を受信するステップと、
前記受信した参照信号から、伝搬路の時間変動データを作成するステップと、
前記伝搬路の時間変動データにFFTを掛けるステップと、
前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出するステップと、
前記ドップラースペクトルに対するしきい値を設定し、前記ドップラースペクトルの成分のうち、前記しきい値以上となる有効成分を選択するステップと、
前記有効成分のうち、最も高い周波数の成分の第1の周波数を検出するステップと、
前記有効成分のうち、最も低い周波数の成分の第2の周波数を検出するステップと、
前記第1の周波数と前記第2の周波数の差分の絶対値の半分を最大ドップラー周波数とするステップと、
前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定するステップと、
を有する、移動速度の推定方法。
A method for estimating a moving speed of a mobile station,
Receiving a reference signal; and
Creating propagation time variation data from the received reference signal;
Multiplying the time variation data of the propagation path by FFT;
Calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT;
Setting a threshold for the Doppler spectrum, and selecting an effective component that is equal to or greater than the threshold among the components of the Doppler spectrum;
Detecting the first frequency of the highest frequency component of the active components;
Detecting a second frequency of the lowest frequency component of the active components;
Setting half the absolute value of the difference between the first frequency and the second frequency as a maximum Doppler frequency;
Determining a moving speed of the mobile station from the maximum Doppler frequency;
A method for estimating a moving speed.
前記しきい値は、雑音電力に基づいて設定される、請求項4に記載の移動速度の推定方法。   The method according to claim 4, wherein the threshold is set based on noise power. 参照信号を受信する信号受信部と、
前記受信した参照信号の受信電力を測定し、伝搬路の時間変動データを作成する受信信号電力測定部と、
前記伝搬路の時間変動データをフーリエ変換するFFTと、
前記FFTの出力からドップラースペクトルを算出し、第1の周波数及び第2の周波数を検出する信号選択部と、
前記第1の周波数と前記第2の周波数を用いて最大ドップラー周波数を算出する最大ドップラー周波数算出部と、
前記最大ドップラー周波数から移動局の移動速度を決定する移動局速度推定部と、
を有する、移動速度を推定する装置。
A signal receiver for receiving a reference signal;
A received signal power measuring unit that measures the received power of the received reference signal and creates time variation data of a propagation path;
FFT for Fourier transforming the time variation data of the propagation path;
A signal selection unit for calculating a Doppler spectrum from the output of the FFT and detecting a first frequency and a second frequency;
A maximum Doppler frequency calculation unit for calculating a maximum Doppler frequency using the first frequency and the second frequency;
A mobile station speed estimator for determining a mobile station's moving speed from the maximum Doppler frequency;
An apparatus for estimating a moving speed.
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