[發明專利]一種測量移動臺運動速度的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710177527.1
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101437243A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 繆德山;肖國軍;索士強
• 申請（專利權）人: 大唐移動通信設備有限公司
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04B17/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 張穎玲

技術領域

本發明涉及移動臺運動速度測量技術，尤其涉及一種測量移動臺運動速度的方法和裝置。

背景技術

在移動通信系統中，移動臺的運動造成多普勒頻移和信道質量的變化，對移動通信系統中的信道估計和鏈路自適應等技術提出很高的要求，因此，在移動通信系統中需要測量移動臺的運動速度，以針對不同運動速度進行工作模式的切換。

由于移動臺的運動，移動臺接收到的基站發來的信號會發生相位和幅度的變化，因此，可利用所述變化測量移動臺運動速度的變化。針對移動臺運動速度的測量，目前已經有很多公司和研究機構進行了廣泛的研究，測量方法主要有兩大類：一類是利用與移動臺信號最好小區發生改變的頻率與移動臺速度相關性判決移動臺的運動速度；另一類是利用接收到信號的時域或頻域變化特性與多普勒頻移的相關性求出多普勒頻移，進而求出移動臺的運動速度。下面詳細介紹兩類測量方法：

第一類，最好小區信號質量測量方法。

如果移動臺的運動速度很快，必然會進行相鄰小區的切換，因此，通過記錄移動臺的切換情況，即可獲得移動臺所對應的運動速度。但是，在采用分層小區結構的移動通信系統中，是根據單位時間內移動臺所測得的信號質量最好的微小區基站的變化次數對移動臺的運動速度進行判斷，而不是根據實際的切換次數對移動臺的運動速度進行判斷。因此，在具體的測量步驟中，需預先設定各個速度所對應的變化次數的門限，通過比較信號質量最好的微小區基站的變化次數和門限值即可判斷出移動臺的運動速度。

該方法需要利用高層的指示信息，同時監控多個小區的信號質量，實時記錄信號質量最好的相鄰微小區的變化情況，實現過程較復雜，而且，由于小區發生切換一般經歷較長時間，因此，測量運動速度的周期較長。

第二類，依據接收信號變化的測量方法。

移動臺的運動引起信道信息的變化，進而引起接收信號和信道信息的幅度與相位發生變化，利用所述變化特性可求出移動臺運動速度的變化。常用的有下述兩種方法：

a、首次過零測量方法：

首次過零測量是利用信道相關的統計特性和移動臺運動造成的多普勒頻移之間的關系，估計移動臺的運動速度。

根據經典統計理論，信道信息的時域相關特性滿足下式：

其中，τ表示時間間隔，f_d表示最大多普勒頻移，J₀(·)表示第一類零階貝塞爾函數，表示噪聲功率譜密度。

貝塞爾函數J₀(x)首次過零點時的x值為固定值：x＝2.405。如果選擇合適的τ可以使得J₀(x)等于零，則可以求出最大多普勒頻移：

fd=2.4052πτ]]>

因此，通過計算(τ)，可以計算出最大的多普勒頻移，進而測量出移動臺的運動速度。

上述首次過零測量方法需要首先獲得正確的移動信道時域沖激響應信息，所以，對移動信道估計的要求較高，其估計精度受移動信道估計結果影響較大，而且，為了發現第一個零點，對時間間隔τ的選取比較敏感，當運動速度不同時，過零時的τ值是變化的，增大了系統的復雜度。

b、多普勒功率譜測量方法：

對于移動信道的多普勒功率譜特性，理論上通常假設其滿足如圖1所示的經典多普勒功率譜分布圖，最大的多普勒頻移-Fd和Fd在縱軸的兩側。因此，可以利用移動信道的多普勒功率譜估計移動信道的最大多普勒頻移，進而獲得移動臺的運動速度。

在本方法中，首先獲得時域的移動信道參數，然后對其進行傅立葉變換，獲得移動信道的多普勒功率譜，之后，尋找所述功率譜上的突變點，求得最大的多普勒頻移，進而獲得移動臺的運動速度。

上述多譜勒功率譜測量方法的前提是：假設移動信號的多普勒功率譜滿足經典多普勒功率譜分布圖，而在實際情況下，移動信道的多普勒功率譜和經典的多普勒功率譜分布圖有很大的差距，功率譜中的突變點和實際的最大多普勒頻移并不相等，所以測量誤差較大；同時，導頻間距必須滿足多普勒頻譜最低采樣率的要求。

通過以上對于現有技術中移動臺運動速度測量方法的介紹可知，現有測量方法的實現過程均較為復雜，不易實現。

發明內容