(57)【要約】【課題】通信システム、受信機、ネットワーク要素、及びプロセッサにおける速度検出方法を提供する。【解決手段】通信システムにおける速度検出方法、受信機、ネットワーク要素、及びプロセッサであり、プロセッサは、例えば、所定数の周波数推定値を判断するための手段、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断するための手段（３００）、平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段（３００）、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段（３０２）、及び所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段（３０４）を含む。【選択図】図３
2009500885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数の周波数推定値を判断する段階と、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断する段階と、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化する段階と、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算する段階と、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算する段階と、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定する段階と、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算する段階と、
を含むことを特徴とする、通信システムにおける速度検出方法。
【請求項２】
選択された期間にわたって実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バースト毎に実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
以下の式：
【数１】
2009500885.tif 000026
を使用することによって前記周波数推定値を判断する段階、
を更に含み、
ここで、Ｚnは、受信サンプルであり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａnは、次式：
【数２】
2009500885.tif 000027
から得られる基準値を示し、ここで、ｈkは、現在のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを表し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
以下の式：
【数３】
2009500885.tif 000028
を使用することによって前記周波数推定値の前記平均値を判断する段階、
を更に含み、
ここで、
【数４】
2009500885.tif 000029
は、以前のバーストに対して計算された以前の周波数推定値平均を表し、ωkは、バーストを含む選択された期間にわたる周波数推定値を表し、ｋは、期間番号であり、μは、適応定数であり、該適応定数μは、滑らかな平均を得るために０．００８〜０．０４の間に設定され、かつ高速適応を必要とする時はより大きい値に設定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
以下の式：
【数５】
2009500885.tif 000030
を使用することによって所定の周波数推定値を不偏化する段階、
を更に含み、
ここで、Ｚnは、不偏化前の前記受信サンプルを表し、Ｍは、バースト長を含む期間長さであり、ｊは、複素数値を示している、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
以下の式：
【数６】
2009500885.tif 000031
を使用してインパルス応答値を不偏化する段階、
を更に含み、
ここで、ｈiは、バイアス前のフィルタタップ又は前記インパルス応答値を表し、Ｌは、フィルタタップ又はインパルス応答値の個数を示し、ｊは、複素数値である、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
以下の式：
【数７】
2009500885.tif 000032
を使用することによって前記ドップラー周波数推定値を計算する段階、
を更に含み、
ここで、Ｚn’は、中間／平均周波数オフセットが除去された修正受信サンプルであり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、σw2は、推定ノイズ分散であり、σω2は、該周波数オフセットの分散であり、Σは、総和演算を示し、Ｉｍは、虚数値を示し、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａn’’は、平均値の除去後に得られる基準値の複素共役を表し、ａn’は、以下のような平均値の除去後に得られる基準値を表し、
【数８】
2009500885.tif 000033
ここで、ｈk’は、中間／平均値の除去後のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを示し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
以下の式：
【数９】
2009500885.tif 000034
を使用することによって、選択された２次統計値を計算する段階を更に含み、
ここで、Ｎは、期間の個数であり、ωkは、バーストを含む選択された期間にわたる前記周波数推定値を表し、
【数１０】
2009500885.tif 000035
は、前記周波数推定値の前記平均値を示し、ｋは、期間番号である、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択された２次統計値は、標準偏差であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
以下の式：
【数１１】
2009500885.tif 000036
を使用することによって最大ドップラー周波数を推定する段階、
を更に含み、
ここで、αは、周波数分布から前記最大ドップラーシフトを捕らえる信頼区間又は最適確率であり、ここで、αは、シミュレーションを使用して選択される、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
以下の式：
【数１２】
2009500885.tif 000037
を使用することによって通信システム端末の速度を計算する段階、
を更に含み、
ここで、ｆcは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、すなわち、３*１０8ｍ／ｓである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
所定数の周波数推定値を判断するための手段と、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断するための手段と、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段と、
を含むことを特徴とする受信機。
【請求項１４】
選択された期間にわたって前記速度計算を実行するための手段、
を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項１５】
バースト毎に前記速度計算を実行するための手段、
を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項１６】
以下の式：
【数１３】
2009500885.tif 000038
を使用することによって周波数推定値を判断するための手段、
を更に含み、
ここで、Ｚnは、受信サンプルであり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａnは、以下のように得られる基準値を示し、
【数１４】
2009500885.tif 000039
ここで、ｈkは、現在のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを表し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項１７】
以下の式：
【数１５】
2009500885.tif 000040
を使用することによって前記周波数推定値の前記平均値を判断するための手段、
を更に含み、
ここで、
【数１６】
2009500885.tif 000041
は、以前のバーストに対して計算された以前の周波数推定値平均を表し、ωkは、バーストを含む選択された期間にわたる周波数推定値を表し、ｋは、期間番号であり、μは、適応定数であり、該適応定数μは、滑らかな平均を得るために０．００８〜０．０４の間に設定され、かつ高速適応を必要とする時はより大きい値に設定される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項１８】
以下の式：
【数１７】
2009500885.tif 000042
を使用することによって所定の周波数推定値を不偏化するための手段、
を更に含み、
ここで、Ｚnは、不偏化前の前記受信サンプルを表し、Ｍは、バースト長を含む期間長さであり、ｊは、複素数値を示している、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項１９】
以下の式：
【数１８】
2009500885.tif 000043
を使用してインパルス応答値を不偏化するための手段、
を更に含み、
ここで、ｈiは、バイアス前のフィルタタップ又は前記インパルス応答値を表し、Ｌは、フィルタタップ又はインパルス応答値の個数を示し、ｊは、複素数値を示している、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項２０】
以下の式：
【数１９】
2009500885.tif 000044
を使用することによって前記ドップラー周波数推定値を計算するための手段、
を更に含み、
ここで、Ｚn’は、中間／平均周波数オフセットが除去された修正受信サンプルであり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、σw2は、推定ノイズ分散であり、σω2は、該周波数オフセットの分散であり、Σは、総和演算を示し、Ｉｍは、虚数値を示し、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａn’’は、平均値の除去後に得られる基準値の複素共役を表し、ａn’は、以下のような平均値の除去後に得られる基準値を表し、
【数２０】
2009500885.tif 000045
ここで、ｈk’は、中間／平均値の除去後のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを示し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している、
ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項２１】
以下の式：
【数２１】
2009500885.tif 000046
を使用することによって、選択された２次統計値を計算するための手段、
を更に含み、
ここで、Ｎは、期間の個数であり、ωkは、バーストを含む選択された期間にわたる前記周波数推定値を表し、
【数２２】
2009500885.tif 000047
は、前記周波数推定値の前記平均値を示し、ｋは、期間番号である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の受信機。
【請求項２２】
標準偏差を２次統計値として計算するための手段を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
【請求項２３】
以下の式：
【数２３】
2009500885.tif 000048
を使用することによって最大ドップラー周波数を推定するための手段、
を更に含み、
ここで、αは、周波数分布から前記最大ドップラーシフトを捕らえる信頼区間又は最適確率を表し、ここで、αは、シミュレーションを使用して選択される、
ことを特徴とする請求項２１に記載の受信機。
【請求項２４】
以下の式：
【数２４】
2009500885.tif 000049
を使用することによって通信システム端末の速度を計算するための手段、
を更に含み、
ここで、ｆcは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、すなわち、３*１０8ｍ／ｓである、
ことを特徴とする請求項２３に記載の受信機。
【請求項２５】
所定数の周波数推定値を判断するための手段と、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断するための手段と、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段と、
を含むことを特徴とするネットワーク要素。
【請求項２６】
所定数の周波数推定値を判断するための手段と、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断するための手段と、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段と、
を含むことを特徴とするプロセッサ。
【請求項２７】
所定数の周波数推定値を判断し、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断し、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算する、
ように構成されたことを特徴とする受信機。
【請求項２８】
所定数の周波数推定値を判断し、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断し、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算する、
ように構成されたことを特徴とするプロセッサ。
【請求項２９】
所定数の周波数推定値を判断し、
平均周波数オフセットを得るために前記周波数推定値の平均値を判断し、
前記平均周波数オフセットを使用して受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、
前記不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、
所定の期間にわたる前記ドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、
前記選択された２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、
前記最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算する、
ように構成されたことを特徴とするネットワーク要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムにおける速度検出方法、受信機、ネットワーク要素、及びプロセッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザ端末のような通信システム端末の速度を推定する機能は、ハンドオーバ処理、電力制御、及び／又はチャンネル割り当ての性能を改善することによって無線システムの容量を増す時に必要とされている。例えば、ハンドオーバの回数を低減するために、ミクロセルの代わりにマクロセルを選択することは、高速ユーザ端末に対して有利である。更に、ユーザ端末速度の知識によって、電力制御は、例えば、端末速度に応じて電力制御アルゴリズムの平均化周期を選択することによって最適化することができるであろう。すなわち、端末速度、又は同等に感知されるチャンネルドップラー拡散の信頼性のある推定は、無線システムにおいて極めて重要である。
【０００３】
端末速度を推定する従来技術の方法は、平均受信電力交差率に基づいている。そのアルゴリズムは、信号レベル値とそれらの平均値の比較に基づいている。アルゴリズムは、信号レベルが高速フェーディングによって平均信号レベルを交差する割合を計算する。交差率は、モバイル速度に比例する。
【０００４】
いくつかの問題が従来技術方法から生じる。第１に、異なる周波数が異なるフェーディング特性を有するために、この方法は、周波数ホッピングと共に使用するためには適切でない。第２に、速度が極めて大きい時、この方法は、正しい推定値を提供することができない。これは、電力交差率を使用しているためであり、電力交差率が使用されるサンプリング速度を超える時、推定速度値は、それ以上実際の速度に追従しない。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の態様によれば、通信システムにおける速度検出方法が提供され、本方法は、所定の数の周波数推定値を判断する段階と、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断する段階と、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化する段階と、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算する段階と、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算する段階と、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定する段階と、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算する段階とを含む。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、受信機が提供され、受信機は、所定の数の周波数推定値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段とを含む。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、ネットワーク要素が提供され、ネットワーク要素は、所定の数の周波数推定値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段とを含む。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、プロセッサが提供され、プロセッサは、所定の数の周波数推定値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断するための手段と、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化するための手段と、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算するための手段と、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算するための手段と、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定するための手段と、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するための手段とを含む。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、受信機が提供され、受信機は、所定の数の周波数推定値を判断し、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断し、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するように構成されている。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、プロセッサが提供され、プロセッサは、所定の数の周波数推定値を判断し、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断し、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するように構成されている。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、ネットワーク要素が提供され、ネットワーク要素は、所定の数の周波数推定値を判断し、平均周波数オフセットを得るために周波数推定値の平均値を判断し、平均周波数オフセットを使用して、受信サンプル及び／又はインパルス応答値を不偏化し、不偏化された受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用してドップラー周波数推定値を計算し、所定の期間にわたるドップラー周波数推定値の選択された２次統計値を計算し、２次統計値に基づいて最大ドップラー周波数を推定し、最大ドップラー周波数を使用して通信システム端末の速度を計算するように構成されている。
【００１２】
本発明は、いくつかの利点を提供する。本発明の実施形態は、サンプリング速度に依存せず、従って、実施形態はまた、高い速度に適している。実施形態はまた、周波数ホッピングシステムに十分に適している。
【００１３】
以下では、実施形態及び添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照して、本発明の実施形態を適用することができる通信システムの実施例を考察する。本発明は、様々な通信システムに適用することができる。そのような通信システムの実施例には、ＧＳＭ（移動通信グローバルシステム）又はＥＤＧＥ（グローバルな進化のための拡張データレート）がある。しかし、実施形態は、実施例として与えられているシステムに限定されず、当業者は、この解決法を必要な特性を備えた他のシステムに適用することができる。
【００１５】
本発明による方法は、異なる変調方法又はエアインタフェース標準を利用するシステムに適用することができることが当業者には明らかである。
【００１６】
図１は、本発明による解決法を適用することができるデジタルデータ送信システムの簡易図である。これは、ユーザ端末１０６及び１０８に双方向無線リンク１０２及び１０４を有する基地局１００を含むセルラー無線システムの一部である。ユーザ端末は、固定されているか、車載か、又は携帯用とすることができる。基地局は、例えば、送受信機を含む。基地局の送受信機からは、ユーザ端末に双方向の無線リンクを構築するアンテナユニットへの接続がある。更に、基地局は、ネットワークの他の部分への端末の接続を送信する基地局コントローラ（ＢＳＣ）１１０に接続されている。更に、基地局コントローラは、コアネットワーク（ＣＮ、図示せず）に接続されている。システムによっては、ＣＮ側の相手方は、移動通信交換局（ＭＳＣ）、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）、又は稼働中ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）サポートノード（ＳＧＳＮ）とすることができる。
【００１７】
セルラー無線システムはまた、公衆交換電話網又は「インターネット」のような他のネットワークと通信することができる。
【００１８】
次にドップラー効果をより詳細に説明する。
【００１９】
相対運動が送信機と受信機の間に存在する時は必ず、ドップラー効果のために受信信号の周波数に見かけのシフトが存在する。更に、送信機か受信機のいずれかが動いている時、全ての伝播径路の電気的長さの連続的な変化が現れるいわゆる動的マルチパス状態になり、従って、それらの間の相対的位相変化は、空間位置に応じて変化する。信号の受信振幅（エンベロープ）は変化する。一部の位置では、建設的な足し算が起こる一方、他では、ほぼ完全な相殺が起こる。実際には、勿論、位置によって異なる方法で結合するいくつかの異なる径路が存在する。
【００２０】
伝播径路長の時間変化又は動的な変化は、受信機の運動に直接的に、かつ生じるドップラー効果に間接的に関連付けることができる。運動による位相の変化率は、各伝播径路においてドップラー周波数シフトとして現れる。
【００２１】
従って、位相変化は、以下のようになる。
【００２２】
【数１】
2009500885.tif 000003
【００２３】
ここで、λは、波長であり、Δｌは、波ｄｃｏｓαの径路長の区分的変化である。
【００２４】
周波数の見かけの変化（ドップラーシフト）は、以下のようになる。
【００２５】
【数２】
2009500885.tif 000004
【００２６】
ここで、Δφは、位相変化であり、Δｔは、時間の区分的変化であり、ｖ＝速度又は速さ、λは、波長であり、αは、基地局に対する速度の角度であり、ｆｃは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、３*１０8ｍ／ｓである。
【００２７】
径路長の変化は、波と運動方向の間の空間的角度に依存していることは明らかである。最大ドップラーシフトは、以下のように、表すことができる。
【００２８】
【数３】
2009500885.tif 000005
【００２９】
ここで、ｖは、ユーザ端末の速度であり、ｆｃは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、３*１０8ｍ／ｓである。
【００３０】
次に、速度推定方法の実施形態を図２を用いて説明する。この実施形態は、モバイル機器のような通信システムのユーザ端末の高速時における速度の推定に十分に適している。この実施形態では、速度推定処理は、例えば、バーストのような選択された期間にわたって実行される。本方法は、事前に判断された信号サンプル、インパルス応答値、又はフィルタのタップ値を利用する。信号をサンプリングし、インパルス応答値又はフィルタのタップ値を判断するいくつかの従来技術の方法が存在する。従って、これらの方法は、本明細書ではより詳細には説明しない。
【００３１】
この実施形態は、ブロック２００において開始する。
【００３２】
ブロック２０２において、所定数の周波数推定値を判断する。ＧＳＭ／ＥＤＧＥシステム（ＧＳＭ＝「移動通信グローバルシステム」、ＥＤＧＥ＝グローバルな進化のための拡張データレート、又はＧＳＭ進化のための拡張データレート）において周波数を推定する１つの可能な方法は、受信値及び基準値の使用に基づいている。本方法は、２６個のトレーニングシンボル及び最小二乗推定量によって推定された５個のチャンネルインパルス応答値から得られた受信及び基準シンボルに「最小二乗誤差（ＬＳＥ）」判定基準を用いる。最小二乗推定量は、不偏化周波数推定値を提供する（すなわち、それは、平均成分を導入しない）。
【００３３】
周波数は、以下の式を使用することによって推定される。
【００３４】
【数４】
2009500885.tif 000006
【００３５】
ここで、Ｚnは、受信サンプルであり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、Ｉｍは、虚数値を示し、Σは、総和演算を示し、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａnは、次式で得られる基準値を示している。
【００３６】
【数５】
2009500885.tif 000007
【００３７】
ここで、ｈkは、現在のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを表し、Σは、総和演算を示し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している。
【００３８】
ブロック２０４において、周波数推定値の平均値を判断する。この平均は、以下のように移動平均を計算することによって判断することができる。
【００３９】
【数６】
2009500885.tif 000008
【００４０】
ここで、
【００４１】
【数７】
2009500885.tif 000009
【００４２】
は、以前の周波数推定値平均（例えば、以前のバーストに対して計算された）を表し、ωkは、選択された期間（例えば、バースト）にわたる周波数推定値を表し、ｋは、期間番号であり、μは、適応定数である。定数μは、滑らかな平均値を得るために、０．００８〜０．０４の間に設定することができるが、高速適応を必要とする時は、より大きい値に設定することができる。
【００４３】
平均を計算する他の方法も存在する。
【００４４】
ブロック２０６において、所定の受信サンプル及び／又はインパルス応答値は、平均周波数オフセットを使用して不偏化される。
【００４５】
不偏化は、平均周波数成分を除去するために行われる。不偏化は、受信サンプルに関して以下のように行うことができる。
【００４６】
【数８】
2009500885.tif 000010
【００４７】
ここで、Ｚnは、不偏化前の受信サンプルを表し、Ｍは、期間長さ（例えば、バースト長）であり、ｊは、複素数値を示し、
【００４８】
【数９】
2009500885.tif 000011
【００４９】
は、式（６）から得られる（ω＝２πｆ）。
【００５０】
以下の式を使用して、インパルス応答値（又はフィルタのタップ）に関して不偏化を行うことができる。
【００５１】
【数１０】
2009500885.tif 000012
【００５２】
ここで、ｈiは、不偏化前のフィルタのタップ又はインパルス応答値を表し、Ｌは、フィルタのタップ又はインパルス応答値の個数を示し、ｊは、複素数値を示し、
【００５３】
【数１１】
2009500885.tif 000013
【００５４】
は、式（６）から得られる（ω＝２πｆ）。
【００５５】
ブロック２０８において、ドップラー周波数推定値は、不偏受信サンプル及び／又はインパルス応答値を使用して計算される。ドップラー周波数推定値は、以下のように計算することができる。
【００５６】
【数１２】
2009500885.tif 000014
【００５７】
ここで、Ｚn’は、修正された受信サンプル（中間／平均周波数オフセットが除去された）であり、ｒn≡（ｎ−Ｎ／２）は、定数であり、σw2は、推定ノイズ分散であり、σω2は、周波数オフセットの分散であり、Σは、総和演算を示し、Ｉｍは、虚数値を示し、ｎは、現在の受信シンボルを示し、ａn’’は、平均値の除去後に得られた基準値の複素共役を表し、ａn’は、以下の式を使用することによって計算することができる平均値の除去後に得られる基準値を表している。
【００５８】
【数１３】
2009500885.tif 000015
【００５９】
ここで、ｈk’は、平均値の除去（不偏化）後のチャンネルインパルス応答値を表し、ｓn-kは、送信されたトレーニングシンボルを示し、Σは、総和演算を示し、Ｌは、チャンネルインパルス応答値の個数を表している。
【００６０】
ブロック２１０において、選択されたドップラー周波数推定値の２次統計値が、所定の期間にわたって計算される。実際には、推定量の信頼性の欠如のために、観測結果から最大値を選択することによって最大ドップラーシフトを得ることはできないが、観測結果は、統計的に処理されることになる。使用することができるいくつかの可能な２次統計値が存在する。この実施例においては、標準偏差が使用される。標準偏差は、以下のように計算することができる。
【００６１】
【数１４】
2009500885.tif 000016
【００６２】
ここで、Ｎは、期間の個数であり、ｆkは、選択された期間（例えば、バースト）にわたる周波数推定値を表し、
【００６３】
【数１５】
2009500885.tif 000017
【００６４】
は、周波数推定値の平均値を示し、それは、式（６）から得られ（ω＝２πｆ）、Σは、総和演算を示し、√は、平方根を示し、ｋは、期間番号である。
【００６５】
式（１１）は、以下のように書くこともできる。
【００６６】
【数１６】
2009500885.tif 000018
【００６７】
ここで、ｆd（ｉ）は、不偏化後のドップラーシフト推定値を示し、Ｎは、期間（又はバースト）の個数であり、√は、平方根を示し、Σは、総和演算を示している。
【００６８】
ブロック２１２において、最大ドップラー周波数は、２次統計値に基づいて推定される。最大ドップラー周波数は、以下の式から得ることができる。
【００６９】
【数１７】
2009500885.tif 000019
【００７０】
ここで、ｆstdは、式（１２）から得られ、√は、平方根を示し、αは、周波数分布から最大ドップラーシフトを得ることができる信頼区間又は最適確率を意味し、変数αは、シミュレーションを用いて選択することができ、ｌｎ（）は、自然対数を意味する。
【００７１】
ブロック２１４において、通信システム端末の速度が、最大ドップラー周波数推定値を使用して計算される。携帯電話のような通信システム端末の速度推定値は、以下のように最大ドップラーシフトの定義を使用することによって得ることができる。
【００７２】
【数１８】
2009500885.tif 000020
【００７３】
ここで、ｖは、ユーザ端末の速度であり、ｆcは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、３*１０8ｍ／ｓである。
【００７４】
従って、速度推定値：
【００７５】
【数１９】
2009500885.tif 000021
【００７６】
は、下式を使用することによって得ることができる。
【００７７】
【数２０】
2009500885.tif 000022
【００７８】
ここで、ｆcは、搬送波周波数であり、ｃは、光速、３*１０8ｍ／ｓであり、
【００７９】
【数２１】
2009500885.tif 000023
【００８０】
は、式（１３）から得られる。
【００８１】
この実施形態は、ブロック２１６において終了する。矢印２１８は、この実施形態を繰り返す１つの可能性を表している。
【００８２】
受信機の一部分の実施例（一般的にプロセッサ又はその一部によって実施される）を図３に示している。受信機のこの部分は、一般的に基地局のようなネットワ−ク要素に設けられる。
【００８３】
ブロック３００への入力値は、受信信号サンプル、及び／又は以前に判断されたインパルス応答値、及び／又はフィルタタップ値である。信号をサンプリングし、インパルス応答値又はフィルタのタップ値を判断するいくつかの従来技術の方法が存在する。従って、これらの方法は、本明細書でより詳細には説明しない。
【００８４】
第１に、周波数推定値は、例えば式（４）を使用することによって判断され、次に、周波数推定値は、例えば式（６）を使用することによってブロック３００において平均される。周波数推定値又はインパルス応答値は、判断された平均値を使用して不偏化される。不偏化は、平均周波数成分を除去するために行われる。不偏化は、式（７）及び／又は式（８）を使用することによって行うことができる。
【００８５】
不偏化後のドップラーシフトｆd（ｉ）は、例えば、式：
【００８６】
【数２２】
2009500885.tif 000024
【００８７】
を使用することによってブロック３０２において行われ、この式の中で、ｆkは、選択された期間（例えば、バースト）にわたる周波数推定値を表し、
【００８８】
【数２３】
2009500885.tif 000025
【００８９】
は、周波数推定値の平均値を表し、それは、式（６）から得られる（ω＝２πｆ）。
【００９０】
ブロック３０４において、選択されたドップラー周波数推定値の２次統計値を計算する。最大ドップラー周波数は、２次統計値（例えば、分散又は標準偏差）を使用してブロック３０４において推定される。最大ドップラー周波数は、式（１３）を使用することによって得ることができる。
【００９１】
速度推定は、例えば式（１４）を使用することによってブロック３０６において行われる。
【００９２】
受信機は、図３に示すもの以外の他の部分を含む場合がある。
【００９３】
図４は、基地局の一部分の実施例を示している。基地局は、ネットワーク要素の例である。送受信機は、受信及び送信に同じアンテナ４０８を使用し、従って、送信と受信を分けるために複式フィルタ４０６が存在する。アンテナは、アンテナアレイ又は単一アンテナとすることができる。
【００９４】
受信機ＲＦ部分４１０は、この場合には、無線経路上で減衰した受信信号を増幅する電力増幅器も含む。一般的に、ＲＦ部分は、信号を中間周波数に、次にベースバンド周波数までダウンコンバートするか、又は直接にベースバンド周波数までダウンコンバートする。アナログデジタル変換器４１２は、サンプリング及び量子化によってアナログ信号をデジタル形式に変換する。
【００９５】
受信機及び送信機は、一般的に「デジタル信号処理」ブロック４００を共有する。両者に別々のＤＳＰブロックが存在することも可能であろう。ＤＳＰブロックの一般的な機能は、例えば、送信に対するインターリーブ、符号化、及び暗号化であり、受信に対する例えばインターリーブ解除、復号化のような対応する解除機能である。「デジタル信号処理」は、当業技術で公知である。
【００９６】
送信機において、ブロック４０２は、信号をアナログ形式に変換する。ブロック４０４のＲＦ部分は、信号を中間周波数を通じて搬送波周波数、すなわち、無線周波数に又は直接に搬送波周波数にアップコンバートする。この実施例において、ＲＦ部分はまた、無線経路に対する信号を増幅する電力増幅器を含む。
【００９７】
制御ブロック４１４は、ＤＳＰブロック４００を制御する。また、制御ブロックは、ＤＳＰブロック内に含めることができる。
【００９８】
送受信機はまた、図４に示すもの以外の他の部分を含むことができる。
【００９９】
速度検出方法の上述の実施形態の開示した機能は、有利な態様においては、一般的に「デジタルシグナルプロセッサ」に位置するソフトウエアによって実施することができる。実装解決法はまた、例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）構成要素とすることもできる。これらの異なる実装の混成も実現可能である。速度検出方法はまた、例えば、ネットワーク要素に挿入可能なモジュールとして実施することができる。
【０１００】
本発明を添付図面による実施例を参照して説明したが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲内でいくつかの方法で修正することができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】通信システムの実施例を示す図である。
【図２】流れ図である。
【図３】受信機の一部をその実施例で示す図である。
【図４】ネットワーク要素の一部をその実施例で示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
３００  平均判断手段、不偏化手段
３０２  ドップラー周波数推定値計算手段
３０４  ２次統計値計算手段
【図１】
2009500885.tif 000050
【図２】
2009500885.tif 000051
【図３】
2009500885.tif 000052
【図４】
2009500885.tif 000053
【国際調査報告】
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2009500885.tif 000055
2009500885.tif 000056