测定终端设备速度的方法以及接收机技术

本发明专利技术涉及一种用于测定一台终端设备的速度的方法以及一部在一个使用时分多址方法的无线电系统中的接收机，该接收机包括装置（２０２，５０２），用于对该接收信号进行采样。为了有利地测定该终端设备的速度，该接收机包括装置（２０２，２０８，５００），用以在每一个接收时隙内，通过使用至少两个时间窗口，从而在一个在长度上最多为半个时隙的时间窗口内形成一个跟该信号包络的平均强度成正比的参数，并包括装置（２０８，５００），用以按照诸时隙，根据该参数来计算该包络的变化，并且在若干个时隙上，计算该导出的变化数值的平均值，还包括装置（２１０，２１２），用以将该平均变化数值跟计算所得的参考数值进行比较，并指示该设备的速度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在一个无线电系统中测定一台终端设备的速度的方法，该无线电系统使用一种时分多址方法，该方法包括在一个给定的时间窗口内测量一组接收到的采样信号的包络的平均强度。本专利技术特别适用于各种蜂窝无线电系统，也适用于其他数字无线电系统，在上述无线电系统中，与诸基站进行通信的诸终端设备可以越出小区边界。关于该终端设备的移动速度的信息将在实质上使得管理该无线电系统的资源更加简便，例如越区切换预测以及功率控制优化。例如，在一个使用小的微小区以及较大的、与微小区重叠的所谓的伞形小区的系统中，如果将快速移动的诸终端设备连接到伞形小区，并且将缓慢移动或静止的诸终端设备连接到较小的微小区，那将是有利的。在这种方式下，有可能显著地减少所需的越区切换次数，并从而显著地减少在该网络中装载的信令数目。一种已知的测定一台移动终端设备的速度的解决方案就是监测载频的多普勒频移。然而，由于这种方法需要一个昂贵的稳定的频率参考源，所以它是不实用的。作者Doumi T.,Gardiner J.G.发表于《电子学快报》杂志第30卷第22期1835-1836页的题为“用于移动速度估算的基站分集的应用”的文章中，已经叙述了另一种已知的方法。该被引用的参考文献的方法利用基站天线分集。通常选择那些能提供最强的信号电平的天线供分集之用。该天线的频移正比于多普勒频移，基于多普勒频移就能推断该设备的速度。美国专利US5,396,645描述了一种用于测定一台设备的速度的方法。在该被引用的参考文献的方法中，在一个预定的时间间隔内测量接收到的信号强度的变化量，并且基于这个变化量，推断该设备的速度。然而，在已知的诸方法中，还没有一种适用于使用了跳频的时分多址(TDMA)无线电系统，即该设备的使用者所使用的载频，根据某些给定的变化曲线随着时隙而改变。本专利技术的目标是实现一种设备速度的测定方法，该设备适于在时分多址系统中使用，并且可以伴有跳频或者不伴有跳频。通过采用在本文开头所述的方法就能做到这一步，本方法的特征在于所给定的时间窗口在长度上最多为半个时隙，还在于在每一个时间窗口期间，形成一个正比于该信号包络的平均强度的参数，还在于在每一个接收时隙，至少使用两个时间窗口来测量该参数，还在于按诸时隙根据该参数来计算该包络的变化量，还在于在若干时隙上求出该导出的变化数值的平均值，还在于将该平均的变化数值跟由计算得出的参考数值进行比较，比较的结果表示该设备的速度。本专利技术也涉及一部在使用时分多址方法的无线电系统中的接收机，该接收机包括对接收信号进行采样的装置。本专利技术的接收机的特征在于该接收机含有用以在每一个接收时隙，通过使用至少两个时间窗口来测量该参数从而在长度最多为半个时隙的时间窗口期间形成一个正比于该信号包络的平均强度的参数的装置，并包括用于按诸时隙根据该参数来计算该包络的变化量并用于在若干时隙上求出该导出的变化数值的平均值的装置，以及用于将该平均的变化数值跟计算所得的参考数值进行比较并指示该设备的速度的装置。本专利技术的方法具有许多优点。采用部分样本队列的本专利技术的第一优选实施例适用于在无线电信道中出现大量干扰那样的传播情况。本专利技术的第二优选实施例适用于一条干扰较小的信道，并且，与第一实施例相比，后者实现起来相应地要简单一些。下面，借助于诸附图，对本专利技术的优选实施例作更详细的说明，其中附图说明图1表示本专利技术的系统能在其中实现的一个蜂窝无线电系统的一个实例，图2表示本专利技术的第一优选实施例的接收机结构的一个实例，图3表示该部分样本队列的选择的一个实例，图4表示一份用于计算该部分样本队列的图，图5表示本专利技术的第二优选实施例的接收机结构的一个实例。图1表示本专利技术的系统能在其中实现的一个蜂窝无线电系统的一个实例。该图显示一组小的所谓的微小区102至106，以及一个与之重叠的大的伞形小区100。典型地由一个特定的基站设备向每一个小区提供服务。诸微小区被安排用于缓慢移动的或静止的终端设备110，例如，用于步行者。一个伞形小区服务于例如被放置在车辆中的快速移动的终端设备108。为了使诸终端设备能够被保持于正确类型的小区之内，重要的是测定它们的移动速度。应当指出，本专利技术的方法可以自然地应用于其他类型的无线电系统，例如GSM系统，在该系统中，已不使用互相重叠的微小区和伞形小区。当一台连接于一个基站的终端设备移动时，由于快速的衰落，使得该基站所接收到的来自该终端设备的信号强度发生变化。人们早已知道，该信号包络的变化量正比于该终端设备的速度。在一个蜂窝无线电环境中，一条无线电信道可以被描述为一条单传播路径的非分集信道，或者一条多径传播的分集信道，这取决于通过该信道的信号在时域上是如何被延迟和被传播的。在后一种信道中，信号的多径传播以及巨大的延时偏差导致诸接收符号的干扰(ISI)。当一组信号通过一条分集的多径信道传播时，在该接收信号的包络中能检测到两种主要的干扰类型，即白色高斯分布噪声(AWGN)以及符号间干扰(ISI)。当一组信号在一条非分集的单路径信道中传播时，主要的干扰是白色噪声。首先考察本专利技术的第一优选实施例。这个实施例适用于一组信号通过一条分集的多径信道传播的环境。本专利技术的优越的特征在于基于该实施例，可以从该信号包络中去除ISI和噪声的影响，至于快速衰落对该包络的影响，则没有任何改变。现在，借助于图2所示的方框图来考察本专利技术的解决方案。在本专利技术的解决方案中，根据包络的变化来估算速度。为了能够去除噪声和ISI的影响，在本专利技术的这个实施例中，使用了部分样本队列及其平均值。由于使用跳频，需要在每一个时隙内观察该包络的变化。在一种使用现有技术的采样装置202中对接收信号200进行采样，并且按照下述方式形成部分样本队列204。采样速度可以是，例如，每个符号一个样本。通过使用一个在长度上最多为半个时隙的时间窗口来计算该信号包络的平均强度。在每一个时隙中，通过使用至少两个时间窗口，在一个处理器208中计算该包络的平均强度，基于该时间窗口，计算出在该时隙内该包络的平均变化。进一步地在若干时隙上对由此得到的平均包络变化值求平均值。用D来表示该包络的平均变化数值，以及用y(t,i)来表示该接收信号，其中i表示第i个时隙，可以用所附的一个时隙具有两个时间窗口的示例公式来说明该计算过程D=1NΣI=0N-12]]>式中，N=时隙的数目，M=在一个时隙内样本队列的数目，j=第j个样本队列，yqueue1(t,j,i)=在第一个时间窗口中由该样本队列所构成的平均值，以及yqueue2(t,j,i)=在第二个时间窗口中由该样本队列所构成的平均值。在一个处理器210中，预先将该平均变化数值D跟存储在某些存储元件212中的理论参考数值进行比较，比较的结果是得出该终端设备的速度214。在一个实用的实施例中，诸处理器208和210可以是同一个处理器或者是一个不同的处理器，或者相应的计算可以用专门的逻辑电路来实现，这对专业人士来说是显而易见的。下一步我们将考察在一组首先进行相位调制的信号中的部分样本队列的形成。如同在GSM系统中那样，由ISI所引起的干扰是具有不同相位的诸符号叠加在一起的结果。由于ISI仅影响一个有限数目的相邻的诸符号，并且由于相位调制具有有限数目的相位(例如在MSK中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在一个使用时分多址方法的无线电系统中测定终端设备速度的方法，该方法包括在一个给定的时间窗口内测量一组接收到的采样信号的包络的平均强度，其特征在于：该给定的时间窗口在长度上最多为半个时隙，在每一个时间窗口期间，形成一个正比于该 信号包络的平均强度的参数，在每一个接收时隙，通过使用至少两个时间窗口来测量该参数，以及基于该参数，按照诸时隙来计算该包络的变化，所导出的变化数值在若干个时隙上求平均值，将该平均变化数值跟由计算得出的参考数值进行比较，比较的结果表 示该设备的速度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王铃，
申请(专利权)人：诺基亚电信公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]