[发明专利]移动通信系统中的用户设备移动速度的估算方法

说明书

技术领域

本发明面向移动通信领域，提出了通信基站通过判断用户设备的无线通信信道环境变化来估算该用户设备移动速度等级的方法。

背景技术

链路自适应(LA)技术普遍应用于包括LTE、WiMAX在内的现代移动通信系统中，它是指根据无线链路的信道变化情况来动态地选择最合适的调制编码方案(MCS)、调度模式、传输模式等系统配置及参数，由此获得在当前信道环境下的数据传输吞吐率和鲁棒性之间的最佳折衷。

以LTE为例，根据不同的应用场景，下行调度策略可分为频率选择性调度(FSS)和频率分布式调度(FDS)两种模式。FSS主要适用于信道环境变化比较慢的情况，比如针对静止或者低速移动的用户设备(UE)；FDS主要适用于信道环境变化比较快的情况，比如针对高速移动的UE。对于多天线(MIMO)传输模式，闭环MIMO、开环MIMO技术对预编码矩阵的选择方法不一样，应用场景也不一样。相比较而言，前者主要适用于UE静止或者低速移动的场景，而后者则更适用于UE高速移动的场景。另外，波束赋型(Beamforming)技术更适用于UE低速移动的场景。

因此，对于调度模式和传输模式的选择，关键在于能否较为准确地判定UE的信道环境变化快慢。信道环境变化包括频域和时域的变化，其中频域的变化快慢主要取决于信道的多径延迟，而时域的变化快慢主要由UE的移动速度决定。

本发明通过分析UE上报的信息，判别UE的信道环境在时域上的变化快慢，从而指导链路自适应技术中对调制编码方案、调度模式、传输模式等配置参数的选择，提高通信系统的整体性能。

发明内容

无线通信信道的时域变化快慢很大程度上取决于UE的移动速度。移动速度越快，信道冲击响应在时域的变化就越快。因此，基站可通过分析UE发送的相关信息，来判断其无线信道环境的变化状况，从而推导出UE的移动速度等级。

图1给出了本发明的基于上行导频信息或下行信道质量反馈信息的UE移动速度估算方案的示意图。基站接收到UE的上行导频信息或下行信道质量反馈信息后，对该信息的时频变化特征进行统计，并将统计得到的变化特征值与变化阈值相比较，从而得到估算的UE移动速度等级。

在本发明中，表征UE移动速度快慢的等级(“速度阈值”)，以及表征上行导频信息或下行信道质量反馈信息的变化大小的数值(“变化阈值”)，需根据不同的移动速度估算方法、系统带宽、信道模型、上报周期、传输周期、应用场景等条件设定。“速度阈值”与“变化阈值”存在一一对应关系，即一个“速度阈值”对应一个“变化阈值”。根据不同的系统需求和应用场景，可设定单个或多个“速度阈值”。多个“速度阈值”之间、多个“变化阈值”之间满足依次递增或递减的关系。以递减关系为例：

-n个“速度阈值”之间的关系为：V1＞V2＞…＞Vn；

-n个“变化阈值”之间的关系为：FT1＞FT2…＞FTn。

“速度阈值”可以设置为具体的速度值，例如，V1＝30kmph，V2＝10kmph，V3＝3kmph，等等。

基站通过对上行导频信息或下行信道质量反馈信息进行统计，得出前后两次统计值的差值(“变化特征值”)，然后与“变化阈值”进行比对，从而根据上述“速度阈值”与“变化阈值”的对应关系判定UE的移动速度。例如，假设系统设定了n级“速度阈值”，一种简单的判定规则是：

-若计算得出的“变化特征值”大于或等于第一级“变化阈值”(FT1)，则判断UE的移动速度大于或等于第一级“速度阈值”(V1)；

-若“变化特征值”小于第一级“变化阈值”(FT1)，且大于或等于第二级“变化阈值”(FT2)，则判断UE的移动速度小于第一级“速度阈值”(V1)且大于或等于第二级“速度阈值”(V2)；

-……；

-若“变化特征值”小于第(n-1)级“变化阈值”(FT(n-1))，且大于或等于第n级“变化阈值”(FTn)，则判断UE的移动速度小于第(n-1)级“速度阈值”(V(n-1))且大于或等于第n级速度阈值(Vn)；

-若“变化特征值”小于第n级“变化阈值”(FTn)，则判断UE的移动速度小于第n级“速度阈值”(Vn)。

综上，本发明通过基站统计UE的上行导频信道冲击响应的变化快慢，或者通过基站统计UE反馈的下行信道反馈信息，如信道质量信息(CQI)、预编码矩阵指示(PMI)、秩指示(RI)等的变化规律，以此估算UE移动速度的快慢等级，从而指导链路自适应的配置与参数选择，提高通信系统的整体性能。

本发明具有以下特点：