[发明专利]一种基于信道估计的速度测量方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于信道估计的速度测量方法和设备。

背景技术

当前的测速算法包括：相关性类算法和电平通过率方法。

测速方法1：相关性类方法。

ACF（自相关函数）方法：对于瑞利衰落的信道，推导出归一化的时域自相关函数表达式如下：

                       （1）

表示0阶第一类贝塞尔函数，即，是用于计算相关信道响应的时间间隔；基于所估计的信道响应，统计一定时间间隔上的信道响应的自相关，由式（1）反推出对应的速度。

对于莱斯信道，由于来波方向不是均匀分布的，且受到莱斯因子K的影响，需要对式（1）进行修正，且并不能直接使用，在此不进行详细展开。

Cov（Covariance，自协方差）方法：其定义为：

       （2）

表示信道系数包络的平方，T₁为信道的时域采样时间间隔，该定义量的理论表达式为：

                （3）

，类似于ACF，可利用统计量和速度之间的对应关系，基于信道响应估计的结果获得统计量，进而得到速度的估计。

测速方法2：基于电平通过率的方法，多普勒频散会造成信号在时域上起伏，总体上每移动半个波长距离，信号幅度会有一次深衰落；测量信道响应的包络在一定时间内超过某一门限的次数、或者取得极大值的次数、或者从极大值变为极小值的时间。例如，通过统计单位时间内电平衰落次数Le，可以估计出速度；假设载频fc，光速为c，则可以估计出速度v=c/fc*Le。

需要注意的是，在上述相关性类算法和电平通过率方法中，并没有考虑到实际信道的特性（如PDP（时域功率时延谱）等），而是基于一定的理论表达式，因此其能够达到的测速精度有限。

为了提高测速精度，现有技术中提出了一种基于信道响应做差的方法（可以考虑信道之间的差异，以提高测速精度），在其可测速的范围内，速度函数与速度之间呈线性关系，两者的对应关系由各种信道下的具体统计结果指出，其所定义的速度统计函数为：

             （4）

其中，k代表子载波号，n代表信道的第n次采样，表示信道响应的第k个子载波的第n次采样。在信道无衰落和单径瑞利衰落下，理论上可以证明和多普勒频率呈线性关系，进而与速度呈线性关系。在实际应用中，信道响应通常由信道估计产生，且由于该方法利用了信道的差值（即采样前后的变化大小），因此可称为基于信道响应变化大小的方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

在电平通过率方法中，无法准确统计出Le。信号由于受到噪声和信道影响，从时域上观察会发现很多毛刺；因此首先要对信号进行去噪、去毛刺处理，否则无法准确统计电平衰落次数。此外，电平通过率的统计方式也对速度估计准确率有影响，该算法的精度不高，且在低速下需要较长的统计时间。

在相关性类算法中，在莱斯信道下不适用，在其他情况下需要利用赖斯因子修正算法，但赖斯因子K不易确定。由于贝塞尔曲线并非单调函数，为了准确估计速度，需要保证；而在高速下多普勒频散较大，则的取值需要非常小才能进行多普勒频散的估计，从而使得相关性类算法在高速情况下受到较大限制。此外，相关性类算法也会影响算法的精度。

对于基于信道响应变化大小的方法，通过在速度估计中考虑SNR（信噪比）的影响，在不同SNR下使用不同速度统计函数和速度的统计关系，可以在一定程度上减轻对速度估计精度的影响，但无法克服中低SNR下速度可分辨性的损失。例如，当SNR为0dB、5dB时，速度范围上的测速误差增大，速度的可分辨性降低；当SNR大于10dB时，中低速的速度的可分辨性和估计精度受到较大的影响。

发明内容

本发明实施例提供一种基于信道估计的速度测量方法和设备，以提高测速精度。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种基于信道估计的速度测量方法，包括：

获得信道响应的变化信息；

根据所述信道响应的变化信息确定初步速度信息；

根据所述信道响应的变化信息和所述初步速度信息确定精确速度信息。

本发明实施例提供一种基于信道估计的速度测量设备，包括：

第一确定模块，用于获得信道响应的变化信息，并根据所述信道响应的变化信息确定初步速度信息；