一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，0FDM)是多載波 (Multi-CarrierModulation,MCM)調(diào)制的一種。根據(jù)OFDM標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)分別通過許多相互 正交的子載波傳輸，而且有一個(gè)保護(hù)間隔，來有效克服多徑干擾問題。在下一代無線通信系 統(tǒng)中，0FDM扮演著十分重要的角色。由于用戶與基站的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接收信號(hào)會(huì)發(fā)生多普勒 頻移，這會(huì)破壞接收信號(hào)子載波之間的正交特性，大幅度影響系統(tǒng)性能。速度信息代表了用 戶的信道狀態(tài)，它對(duì)于有效管理系統(tǒng)資源十分重要。用戶移動(dòng)速度信息還可用于用戶服務(wù) 基站的切換，降低掉話概率；另外，還能幫助基站完成自適應(yīng)天線模式切換和自適應(yīng)編碼調(diào) 制，進(jìn)而獲得更好的空間復(fù)用增益、分集增益和陣列增益。因此，估計(jì)用戶移動(dòng)速度，對(duì)于改 善系統(tǒng)性能具有十分重要的意義。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)自相關(guān)函數(shù)（Auto-CorrelationFunction,ACF)來進(jìn)行速度 估計(jì)的方法是：在假定發(fā)送器持續(xù)發(fā)送一個(gè)特殊固定信號(hào)的情況下，通過計(jì)算時(shí)域接收信 號(hào)的ACF，得到用戶速度。此方案中，為了減小噪聲影響，當(dāng)判斷出用戶移動(dòng)速度很低時(shí)，則 計(jì)算具有更大的采樣間隔自相關(guān)系數(shù)。
[0004] 但是，以上基于ACF的估計(jì)方法主要是在時(shí)域估計(jì)，其計(jì)算量非常大，通過對(duì)不 同移動(dòng)速度采用不同采樣間隔的處理方法，雖然能有效減小噪聲干擾，但是需要重復(fù)計(jì)算 ACF，這勢(shì)必更加大了計(jì)算量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明提供一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中用戶速度估計(jì) 方案計(jì)算量過大的技術(shù)問題。
[0007](二）技術(shù)方案
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，包括：
[0009] 對(duì)時(shí)域接收信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信號(hào)；
[0010] 在所述頻域信號(hào)中，選擇分配給同一用戶的兩個(gè)子幀，抽取這兩個(gè)子幀的解調(diào)參 考信號(hào)位置的信號(hào)；
[0011] 根據(jù)所抽取的兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，計(jì)算兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下 的自相關(guān)函數(shù)，得到自相關(guān)函數(shù)比；
[0012] 通過所述自相關(guān)函數(shù)比，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其 對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。
[0013] 進(jìn)一步地，所述對(duì)時(shí)域接收信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信號(hào)包 括：
[0014] 令上行正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，所發(fā)送的時(shí)域正交頻分復(fù)用信號(hào)為x(t)，則通過具 有瑞利衰落特性的多徑信道傳輸列/ -r",)，所得到的接收信號(hào)為： W-1
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，其特征在于，包括： 對(duì)時(shí)域接收信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信號(hào)； 在所述頻域信號(hào)中，選擇分配給同一用戶的兩個(gè)子幀，抽取這兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信 號(hào)位置的信號(hào)； 根據(jù)所抽取的兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，計(jì)算兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下的自 相關(guān)函數(shù)，得到自相關(guān)函數(shù)比； 通過所述自相關(guān)函數(shù)比，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其對(duì)應(yīng) 的用戶移動(dòng)速度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，其特征在于，所述對(duì)時(shí)域接收信號(hào) 進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信號(hào)包括： 令上行正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，所發(fā)送的時(shí)域正交頻分復(fù)用信號(hào)為x(t)，則通過具有瑞 利衰落特性的多徑信道傳輸吣）=ft⑴·沖-L)，所得到的接收信號(hào)為： w=l
其中M為多徑數(shù)目，τπ為第m條徑的傳輸時(shí)延； 將所述接收信號(hào)疊加一個(gè)高斯白噪聲n (t)，得到實(shí)際接收信號(hào)為： r(t) = y(l) + n(t)
對(duì)所述實(shí)際接收信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到頻域信號(hào)R(k)為： R(k)=X(k) · H(k)+N(k), 其中k=l，. . .，K，K為頻域上系統(tǒng)分配給用戶的總子載波數(shù)，X(k)為頻域序列，H(k)為 頻域信號(hào)響應(yīng)，N(k)為噪聲信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，其特征在于， 所述在所述頻域信號(hào)中，選擇分配給同一用戶的兩個(gè)子幀，抽取這兩個(gè)子幀的解調(diào)參 考信號(hào)位置的信號(hào)包括： 在頻域信號(hào)中，選擇連續(xù)分配給同一個(gè)用戶的兩個(gè)子幀，得到這兩個(gè)子幀的解調(diào)參考 信號(hào)位置的信號(hào)R1 (k)，1=1，...，4,并利用下述公式得到戽: k人k) = Rl(Ii) S'{k) = S從).I!{kYS'{k) + N(k).S'{k) ^Ji(k) + N{k)-S*,(k) ， 其中s'(k)為所對(duì)應(yīng)的發(fā)送解調(diào)參考信號(hào)序列S1GO的共軛。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)所抽取的兩 個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，計(jì)算兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下的自相關(guān)函數(shù)，得到自相 關(guān)函數(shù)比包括： 計(jì)算攻(A)和尾(A)的自相關(guān)函數(shù)P1:
其中<T"2為噪聲方差，Jtl為零階貝塞爾函數(shù)，v為移動(dòng)速度，f。為載波頻率，c為光速，T s 為采樣間隔； 計(jì)算戽0)和尾0)的自相關(guān)函數(shù)P2: K=I
^ J^lnvfcC-lITs) . 得到p i和p 2的自相關(guān)函數(shù)比妒=/? ' A .
O
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法，其特征在于： 在所述得到自相關(guān)函數(shù)比之后，還包括：根據(jù)多次抽取的子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的 信號(hào)，得到兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下的自相關(guān)函數(shù)比平均值； 所述通過所述自相關(guān)函數(shù)比，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其 對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度包括：通過所述自相關(guān)函數(shù)比平均值，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速 度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。
6. -種用戶移動(dòng)速度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括：順序連接的頻域信號(hào)解調(diào)單元、參 考信號(hào)抽樣單元、自相關(guān)函數(shù)比計(jì)算單元和速度估計(jì)單元，其中： 頻域信號(hào)解調(diào)單元，用于對(duì)時(shí)域接收信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信 號(hào)； 參考信號(hào)抽樣單元，用于在所述頻域信號(hào)中，選擇分配給同一用戶的兩個(gè)子幀，抽取這 兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)； 自相關(guān)函數(shù)比計(jì)算單元，用于根據(jù)所抽取的兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，計(jì) 算兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下的自相關(guān)函數(shù)，得到自相關(guān)函數(shù)比； 速度估計(jì)單元，用于通過所述自相關(guān)函數(shù)比，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān) 系表中，查得其對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述頻域信號(hào)解調(diào)單 元包括： 時(shí)域接收子單元，用于表示時(shí)域接收信號(hào)，其中令上行正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，所 發(fā)送的時(shí)域正交頻分復(fù)用信號(hào)為x(t)，則通過具有瑞利衰落特性的多徑信道傳輸 MO = -L)，所得到的接收信號(hào)利用如下公式表示： m=l
其中M為多徑數(shù)目，τπ為第m條徑的傳輸時(shí)延； 噪聲疊加子單元，用于將所述接收信號(hào)疊加一個(gè)高斯白噪聲n(t)，得到實(shí)際接收信號(hào) 為：
傅里葉變換子單元，用于對(duì)所述實(shí)際接收信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到頻域信號(hào)R(k) 為： R(k)=X(k) · H(k)+N(k)， 其中k=l，. . .，K，K為頻域上系統(tǒng)分配給用戶的總子載波數(shù)，X(k)為頻域序列，H(k)為 頻域信號(hào)響應(yīng)，N(k)為噪聲信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述參考信號(hào)抽樣單 元包括： 子幀選取子單元，用于在頻域信號(hào)中，選擇連續(xù)分配給同一個(gè)用戶的兩個(gè)子幀，得到這 兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)R1 (k)，1=1，...，4,并利用下述公式得到反: R, (Ic) - Rl(k)-Si!(k)^Sl(k)-II(k)-S'l(k)+N(k)-S tl(k) ^Il(k) + N{k)-S\(k) 其中s'(k)為所對(duì)應(yīng)的發(fā)送解調(diào)參考信號(hào)序列S1GO的共軛。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述自相關(guān)函數(shù)比計(jì) 算單元包括： 第一計(jì)算子單元，用于計(jì)算片0)和尾(岣的自相關(guān)函數(shù)P1 :
其中力2為噪聲方差，Jo為零階貝塞爾函數(shù)，V為移動(dòng)速度，f·。為載波頻率，C為光速，Ts 為采樣間隔； 第二計(jì)算子單元，用于計(jì)算和先的自相關(guān)函數(shù)P2:
比值計(jì)算子單元，用于得到口：和02的自相關(guān)函數(shù)比0 =巧./只：
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的用戶移動(dòng)速度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于： 所述系統(tǒng)還包括，平均值計(jì)算單元，連接在所述自相關(guān)函數(shù)比計(jì)算單元和所述速度估 計(jì)單元之間，用于根據(jù)多次抽取的子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，得到兩種自相關(guān)時(shí)延 間隔下的自相關(guān)函數(shù)比平均值； 所述速度估計(jì)單元還包括：平均值估計(jì)子單元，用于通過所述自相關(guān)函數(shù)比平均值，在 自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用戶移動(dòng)速度估計(jì)方法及系統(tǒng)，包括：對(duì)時(shí)域接收信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用信號(hào)解調(diào)，得到頻域信號(hào)；在所述頻域信號(hào)中，選擇分配給同一用戶的兩個(gè)子幀，抽取這兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)；根據(jù)所抽取的兩個(gè)子幀的解調(diào)參考信號(hào)位置的信號(hào)，計(jì)算兩種自相關(guān)時(shí)延間隔下的自相關(guān)函數(shù)，得到自相關(guān)函數(shù)比；通過所述自相關(guān)函數(shù)比，在自相關(guān)函數(shù)比和用戶移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)關(guān)系表中，查得其對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。本發(fā)明首先對(duì)所接收到的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行OFDM解調(diào)，得到頻域信號(hào)，然后根據(jù)頻域信號(hào)計(jì)算自相關(guān)函數(shù)比，從而求得其對(duì)應(yīng)的用戶移動(dòng)速度。本發(fā)明直接利用DMRS進(jìn)行用戶移動(dòng)速度估計(jì)，不需要進(jìn)行信道估計(jì)，大大降低了運(yùn)算量。
【IPC分類】H04L27-26, H04W24-08
【公開號(hào)】CN104639488
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310565489
【發(fā)明人】呂伯軒, 宋磊, 彭木根, 王明敏
【申請(qǐng)人】普天信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月13日