(57)【要約】【課題】移動通信システムで移動端末の速度推定装置及び方法を提供する。【解決手段】移動通信システムにおいて移動端末の速度を推定するための基地局装置であって、速度帯域別にチャネル推定を遂行し、移動端末から無線チャネル信号を受信し、各速度帯域に対する最適化したチャネル推定係数を用いてチャネルを推定するチャネル推定器と、前記速度帯域を、複数の副ドップラー帯域に区分し、これら区分された副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域を検出し、該検出された副ドップラー帯域の情報を前記チャネル推定器に転送し、この情報に相応するチャネル推定係数が転送されるようにする速度推定器と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2005099017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムにおいて移動端末の速度を推定するための基地局装置であって、
速度帯域別にチャネル推定を遂行し、移動端末から無線チャネル信号を受信し、各速度帯域に対する最適化したチャネル推定係数を用いてチャネルを推定するチャネル推定器と、
前記速度帯域を、複数の副ドップラー帯域に区分し、これら区分された副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域を検出し、該検出された副ドップラー帯域の情報を前記チャネル推定器に転送し、この情報に相応するチャネル推定係数が転送されるようにする速度推定器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記速度推定器は、前記移動端末の速度によって、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域の検出位置を変更することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記検出位置は、前記移動端末の速度が減少する場合に、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域が中心位置で検出されうるように、１段階低い副ドップラー帯域に変更されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記検出位置は、前記移動端末の移動速度が増加する場合に、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域が中心位置で検出されうるように、１段階高い副ドップラー帯域に変更されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスは、あらかじめ設定された周期の間に、前記速度帯域に該当する周波数インデックスを選択し、前記周波数インデックスに該当する副ドップラー帯域の電力スペクトラムを測定して、最大電力スペクトラムが測定される周波数インデックスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記チャネル推定係数は、所定個数の速度帯域に相応する所定個数のドップラー周波数帯域に対して最適化されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
移動通信システムの基地局装置において、移動端末の速度を推定するための方法であって、
速度帯域別にチャネル推定を設定し、前記移動端末から無線チャネル信号を受信し、各速度帯域に対する最適化したチャネル推定係数を用いてチャネルを推定するチャネル推定ステップと、
前記速度帯域を複数の副ドップラー帯域に分け、あらかじめ設定された周期の間に、前記分けられた副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域から、前記推定係数に相応する副ドップラー帯域情報を検出し、前記移動端末の速度によって、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域の検出位置を変更する速度推定ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスは、あらかじめ設定された周期の間に、前記速度帯域に該当する周波数インデックスを選択し、これら周波数インデックスに該当する副ドップラー帯域の電力スペクトラムを測定して、最大電力スペクトラムが測定される周波数インデックスであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記速度推定ステップは、
前記速度帯域を所定個数の副ドップラー帯域に分けるステップと、
あらかじめ設定された周期の間に、前記分けられた副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域を検出するステップと、
前記検出された副ドップラー帯域から、前記推定係数に相応する副ドップラー帯域情報を検出するステップと、
前記副ドップラー帯域情報を検出するときの動作状態を判断するステップと、
前記動作状態によって、前記検出された副ドップラー帯域情報と以前に検出された副ドップラー帯域情報とを比較し、検出集合を設定するステップと、
前記移動端末の速度によって、前記副ドップラー帯域情報を検出する位置を変更するステップと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出位置は、前記移動端末の移動速度が減少する場合に、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域が、中心位置で検出されうるように、１段階低い副ドップラー帯域に変更されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記検出位置は、前記移動端末の移動速度が増加する場合に、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域が、中心位置で検出されうるように、１段階高い副ドップラー帯域に変更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】
前記判断された動作状態が正常検出状態であれば、前記検出集合は、前記ドップラー帯域情報が以前に検出された副ドップラー帯域情報よりも高周波帯域で検出された場合、前記ドップラー帯域情報が以前に検出された副ドップラー帯域情報よりも低周波帯域で検出された場合、及び前記ドップラー帯域情報と前記以前に検出された副ドップラー帯域情報との間に変化がない場合によって異なって設定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記判断された動作状態が初期検出状態である場合に、前記チャネル推定に使用されるチャネル推定係数を、最も広い帯域幅を持つ速度帯域に設定することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記判断された動作状態が初期検出状態である場合に、前記検出集合と別途の検出集合として前記副ドップラー帯域情報を検出することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記初期検出状態で、前記周波数インデックスの個数と前記副ドップラー帯域の個数が同一であれば、前記副ドップラー帯域につき一つの周波数インデックスで周波数応答大きさを求めることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記初期検出状態で、前記周波数インデックスの個数が、前記副ドップラー帯域の個数よりも１小さい場合に、前記副ドップラー帯域の中で、最大高周波帯域の副ドップラー帯域を除く残りの副ドップラー帯域につき一つの周波数インデックスで周波数応答を求めることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記初期検出状態で、前記周波数インデックスの個数が、前記副ドップラー帯域の個数よりも２以上小さい場合に、時分割測定を通じて前記全ての副ドップラー帯域につき一つの周波数インデックスで周波数応答を求めることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記チャネル推定係数は、所定個数の速度帯域に相応する所定個数のドップラー周波数帯域に対して最適化されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末の速度を推定するための装置及び方法に関し、特に、移動通信システムで移動端末の速度を推定するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムは、移動端末の移動性を提供するために開発された。このように移動端末の移動性を確保するために、移動通信システムでは、無線チャネルを通して基地局と移動端末機間にチャネルを形成し、形成されたチャネルを通して音声及びデータ通信を遂行する。このように移動端末は移動性を提供するので、移動端末から出力される無線信号は、常に固定した位置から送信されるわけにはいかない。すなわち、移動端末は、常に異なる位置で無線信号を送信するので、無線チャネルの環境及び経路は随時変化することになる。しかも、移動端末は、使用者と一緒に移動するので、静止状態で無線信号を送信することもあり、低速または高速で移動しつつ無線信号を送信することもある。
【０００３】
このように、移動通信システムでは、チャネルの環境が変化し、また、移動端末の位置移動に起因する無線信号の送信経路が変化するので、変化されるチャネル環境、変化された移動端末の位置及び移動端末の速度などを考慮してデータを受信すべきである。特に、移動通信システムでは、移動端末の送信チャネルを推定し、推定された結果に従ってデータを抽出することになる。したがって、移動端末のチャネル推定が正確に遂行されないと、正確なるデータ抽出は不可能になる。すなわち、移動通信システムでチャネルを正確に推定できない場合には、データ抽出が不可能になるのである。
【０００４】
次に、移動通信システムでのチャネル推定について述べる。移動通信システムは、基地局から移動端末に送信される順方向(Forward)リンクを通して、移動端末にデータを送信する。このときに、基地局は、移動端末のチャネル推定を可能にすべく、トラヒックチャネルと共にパイロット信号を送信する。また、移動端末は、基地局に送信される逆方向(Reverse)リンクを通して、基地局にデータを送信する。このときに、移動端末は、基地局の逆方向チャネル推定を可能にすべく、逆方向パイロット信号を送信する。基地局は、移動端末から逆方向に送信されたパイロット信号を受信すると、該受信されたパイロット信号を用いて、チャネル推定を遂行する。そして、基地局は、前記チャネル推定された値に基づいて、該当の移動端末から受信されるトラヒック信号の復号を遂行する。このようなトラヒック信号の復号により、データ受信性能は向上される。
【０００５】
ところが、移動端末の移動速度によって、逆方向パイロットチャネル及び逆方向トラヒックチャネルにはドップラー偏移(Doppler shift)が生じる。このドップラー偏移により、実際のチャネル推定性能が劣化することもある。特に、実際のチャネル推定性能は、受信された信号の偏移度合いに比例して変化する。またドップラー偏移効果は、移動端末の速度によって異なる値を招く。したがって、基地局でドップラー偏移効果を完全に除去するために、基地局は、端末機の各速度ごとにドップラー偏移効果を除去し、移動端末の各速度ごとにチャネル推定を遂行しなければならないので、ドップラー偏移効果の除去及びチャネル推定を全て遂行するためには、各速度ごとにチャネル推定器が必要とされる。
【０００６】
このように移動通信システムにおいて移動端末の速度を推定するために使用される方式は、下記の通りである。移動通信システムは、移動端末の速度を数個の速度領域に分け、該当の速度領域で最適のチャネル推定性能を提供する、あらかじめ設計されたチャネル推定器を有する。この場合に、あらかじめ設計されたチャネル推定器は、移動端末の速度に従って複数のものが使用されるため、いずれのチャネル推定器を使用するかをまず決定しなければならない。このようにチャネル推定器を選択する上では、受信された信号に基づいて移動端末の速度を推定する速度推定器(Velocity estimator)が必要とされる。速度推定器を実現する方法には、時間領域で受信信号の自己相関関数を利用する方法と、周波数領域で離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform：以下、‘ＤＦＴ’と称する。)を利用する方法と、がある。
【０００７】
中でも、周波数領域でＤＦＴを利用する速度推定器は、Ｍｄｆｔ-ポイントＤＦＴを用いてドップラースペクトラムを推定する過程が要求されるが、ドップラースペクトラムの形態を推定するために、全てのＭｄｆｔ-ポイントＤＦＴを求めると、資源を浪費する結果につながる。その上、移動端末の速度が高くなるほど、ドップラースペクトラムの帯域幅は広くなり、よって、広くなったドップラー帯域幅に応じて、使用されるチャネル推定係数の個数及びドップラースペクトラム推定のために計算すべき周波数インデックスの個数も増加する、という問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、移動通信システムにおいて移動端末の速度に拘わらずに、正確なチャネル推定を通じてデータ復調及び復号を効率よく遂行することができる装置及び方法を提供するにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、高速で移動する移動端末の速度を測定する速度測定器を、最小個数の周波数インデックスに対して離散フーリエ変換を遂行するように構成することによって、高效率の資源管理を可能にした装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の装置は、移動通信システムにおいて移動端末の速度を推定するための基地局装置であって、速度帯域別にチャネル推定を遂行し、移動端末から無線チャネル信号を受信し、各速度帯域に対する最適化したチャネル推定係数を用いてチャネルを推定するチャネル推定器と、前記速度帯域を、複数の副ドップラー帯域に区分し、これら区分された副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域を検出し、該検出された副ドップラー帯域の情報を前記チャネル推定器に転送し、この情報に相応するチャネル推定係数が転送されるようにする速度推定器と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の方法は、移動通信システムの基地局装置において、移動端末の速度を推定するための方法であって、速度帯域別にチャネル推定を設定し、前記移動端末から無線チャネル信号を受信し、各速度帯域に対する最適化したチャネル推定係数を用いてチャネルを推定するチャネル推定ステップと、前記速度帯域を複数の副ドップラー帯域に分け、あらかじめ設定された周期の間に、前記分けられた副ドップラー帯域の中で、最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域から、前記推定係数に相応する副ドップラー帯域情報を検出し、前記移動端末の速度によって、前記最大周波数応答を持つ周波数インデックスを含む副ドップラー帯域の検出位置を変更する速度推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、全体ドップラー帯域を副ドップラー帯域に分け、移動端末の速度に応じて副ドップラー帯域の検出位置を変更するので、最小資源を維持しつつ高速移動する移動端末の速度を動的かつ安定的に検出することができ、結果として、受信信号のデコーディング性能を全体的に向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には、可能な限り同一の参照符号および番号を共通使用するものとする。なお、本発明を説明するにあたり、関連する公知機能や構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を曖昧にするのを避けるために、その詳細な説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による基地局(Base Station：ＢＳ)で使用される速度推定装置を示す構成図である。
図１を参照すると、速度推定装置は、チャネル推定器(channel estimator)１１０と速度推定器(velocity estimator)１２０と、を含み、この速度推定器１２０は、移動端末(Mobile Station：ＭＳ)の速度を推定して、チャネル推定器１１０を制御する。
【００１５】
チャネル推定器１１０は、速度帯域別にそれぞれ使用され、各速度帯域の最適の推定係数をもってチャネル推定を遂行する。これら最適推定係数は、Ｍｖｅｌ個の速度帯域に対応するＭｖｅｌ個のドップラー周波数帯域に対して最適化され、また、オフライン方法によって設計されることができる。個々のチャネル推定係数が使用される個々のドップラー周波数帯域は、ＤＦＴ(Discrete Fourier Transform)方法により検出される。該ドップラー帯域検出のためのＤＦＴは、Ｍｄｆｔ個の入力信号サンプルを収集した後に、Ｍｖｅｌ個のドップラー帯域を区分しうる最小個数(ｑ)の周波数インデックス(ｎｉ)(ｉ＝０〜ｑ−１)に適用される。ここで、ＤＦＴが遂行される周波数インデックス(ｎｉ)は、Ｍｖｅｌ個のドップラー帯域を区分するように設定され、各周波数インデックスは、最終検出を遂行すべく、下記の数学式１に示すＭｖｅｌ個の検出集合(Ｓｉ、ｉ＝０〜Ｍｖｅｌ−１)で縛られる。
【００１６】
【数１】
2005099017.tif 000003
【００１７】
上記の数学式１において、各変数は０<ｉ<ｊ<ｋ<ｑ−１の順に配列される。
ドップラー帯域を検出するために速度推定器１１０は、全ての周波数インデックス(ｎｉ)に対してＤＦＴを用いて電力スペクトラム(Ｐ(Ｎｉ))を推定した後に、最大電力スペクトラムの大きさの観察される周波数インデックス(ｎmax)を検出する。該最大周波数インデックス(ｎmax)は、下記の数学式２で示されることができる。
【００１８】
【数２】
2005099017.tif 000004
【００１９】
検出された最大周波数インデックス(ｎmax)が属する集合は、
Ｓｍａｘ（Ｓｍａｘ∈｛Ｓ０，Ｓ１，．．．，ＳＭｖｅｔ−１｝）
で表すことができ、この結果、速度推定器１１０は、Ｓmaxに相応するドップラー帯域のために設計されたチャネル推定係数
ＣＯＥＦｍａｘ（ＣＯＥＦｍａｘ∈｛ＣＯＥＦ０，ＣＯＥＦ１，．．．，ＣＯＥＦＭｖｅｔ−１｝）
を、チャネル推定器１２０が使用するように制御する。このような制御動作を、図面を参照して詳細に説明すると、下記の通りである。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態によってチャネル推定係数を選択する一例を示す図である。
図２において、Ｘ軸は、周波数インデックス(Frequency Index)
ｎ０，．．．，ｎｉ，ｎｉ＋１，．．．，ｎｊ，．．．，ｎｋ，．．．，ｎｑ−１
を表し、Ｙ軸は、電力スペクトラム(Power Spectrum)を表す。そして、全体ドップラー帯域は、周波数インデックスによって複数の副ドップラー帯域(Band ０〜Ｍvel-１)に分けられる。各副ドップラー帯域に含まれた周波数インデックスの集合は、
Ｓ０，Ｓ１，．．．，ＳＭｖｅｔ−１  で表され、各周波数インデックスの集合に相応するチャネル推定係数は、ＣＯＥＦ０，ＣＯＥＦ１，．．．，ＣＯＥＦＭｖｅｔ−１  で表される。
【００２１】
移動端末の速度が増加すると、検出すべきドップラー帯域の帯域幅は、移動端末の速度に比例して広くなる。すなわち、高速の速度を検出するためには、チャネル推定係数の個数Ｍvelが増加されなければならない。その結果、ドップラー帯域検出のための周波数インデックスｎｉの個数(ｑ)も増加することになるが、このような周波数インデックス個数(ｑ)の増加は、速度推定器の実現のための資源の増加を招く。したがって、ドップラー帯域の電力スペクトラム推定に必要な最小個数(ｑ)の周波数インデックスだけを用いて、必要な資源の増加無しで高速の移動速度を検出しなければならない。
【００２２】
速度推定器１１０は、最小の周波数インデックス個数(ｑ)を維持するために検出すべき全体ドップラー帯域を、図２に示すように、複数の副ドップラー帯域(Band ０〜Ｍvel-１)に分け、これら副ドップラー帯域の中で一部ドップラー帯域の電力スペクトラムを推定する。図２のグラフから観察されるように、最大電力スペクトラム大きさが観察される周波数インデックス(ｎmax)が、Band １内の周波数インデックスｎｊ＋２であることが分かる。その後に、検出結果に従って周波数インデックスの位置を動的に変更することによって、電力スペクトラムを測定すべき副ドップラー帯域を変更する。すなわち、Ｓmaxを指示する検出結果をｖindxとすれば、ｖindxによって、電力スペクトラムを測定する周波数インデックスを異なって設定することができる。次に、部分トフラー帯域を変更する動作の一例を、添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図３Ａ乃至図３Ｃは、本発明の一実施形態によって、移動端末の移動速度が減少する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【００２４】
図３Ａ及び図３Ｂでは、ドップラー帯域検出に必要な周波数インデックス個数(ｑ)が、‘６’であり、全てのＳｉ(ｉ=０〜Ｍvel-１)の要素の個数が‘２’である。すなわち、一つのドップラー帯域検出に必要な周波数インデックスの個数は‘２’である。
【００２５】
図３Ａを参照すると、ｔ時点で測定した電力スペクトラムの最大値は、ｎ2,vで測定され、このときのｖindxは、‘ｖ’と設定される。ここで、ｎi,jは、ｖindx＝ｊ(ｊ＝０〜Ｍvel-１)のときの周波数インデックスｉ(ｉ=０〜５)を表す。そして、ｖindx=ｖのときの電力スペクトラム測定のための周波数インデックスｎi,vは、ｖindx＝ｖに相応するドップラー帯域と、該ドップラー帯域に最も近い低周波帯域(ｖindx＝ｖ-１)及び高周波帯域(ｖindx＝ｖ＋１)とを検出するように設定される。この場合に、副ドップラー帯域の方向性を指示する検出集合は、
（ＳＣＥＮＴＥＲ）ｔ＝｛ｎ２，ν，ｎ３，ν｝、
（ＳＬＯＷ）ｔ＝｛ｎ０，ν，ｎ１，ν｝及び
（ＳＨＩＧＨ）ｔ＝｛ｎ４，ν，ｎ５，ν｝
で示される。
【００２６】
図３Ｂに示すように、ｔ＋Δｔ時点で、ドップラースペクトラム最大値がｖindx＝ｖ−１((ＳLOW)t)であるドップラー帯域内のｎ1,vで観測されると、速度推定器１１０は、ｖindx＝ｖ−１の新しい速度検出を遂行すると同時に、ドップラースペクトラム推定のための周波数インデックスを、ｎi,vからｎi,v-1に変更する。こうすると、図３Ｃに示すように、ｖindx＝ｖ−１における周波数インデックスｎi,v-1は、ｎi,vと同様に、ｖindx＝ｖ−２とｖindx＝ｖに相応するドップラー帯域を検出するように設定される。この場合に、ｔ＋Δｔ時点で方向性を指示する検出集合は、
（（ＳＣＥＮＴＥＲ）ｔ＋Δｔ＝｛ｎ２，ν−１，ｎ３，ν−１｝、
（ＳＬＯＷ）ｔ＋Δｔ＝｛ｎ０，ν−１，ｎ１，ν−１｝及び
（ＳＨＩＧＨ）ｔ＝｛ｎ４，ν−１，ｎ５，ν−１｝
で示される。
【００２７】
一方、移動端末の速度が増加する場合のドップラースペクトラム推定のための周波数インデックス変更について、図４Ａ乃至図４Ｃを参照して説明すると、下記の通りである。
図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の一実施形態によって、移動端末の速度が増加する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックス変更例を示す図である。
【００２８】
図４Ａを参照すると、ｔ時点で測定した電力スペクトラムの最大値は、ｎ2,vで測定され、このときの検出結果をｖindx＝ｖで表した。移動端末の速度が減少すると、図４Ｂに示すように、ｔ＋Δｔで、ドップラースペクトラム最大値が、ｖindx＝ｖ−１((ＳHIGH)t)であるドップラー帯域内のｎ4,vで観測されると、速度推定器１１０は、ｖindx＝ｖ＋１の新しい速度検出を遂行すると同時に、ドップラースペクトラム推定のための周波数インデックスを、ｎi,vからｎ1,v+1に変更する。こうすると、図４Ｃに示すように、ｖindx＝ｖ＋１における周波数インデックスｎi,v+1は、ｎi,v、ｎi,v-1と同様に、ｖindx＝ｖとｖindx＝ｖ＋２に相応するドップラー帯域を検出するように設定される。
【００２９】
このように、速度推定器１１０は、検出する全体ドップラー帯域を数個のドップラー帯域に分けた後に、電力スペクトラムの推定に必要な周波数インデックスを動的に変更することによって、広い帯域幅を持つドップラースペクトラム、すなわち、高速の速度帯域範囲においても移動端末の速度を検出することが可能になる。
【００３０】
このような周波数インデックス変動を通じて、速度推定器１１０でドップラー電力スペクトラムを測定するための周波数インデックスは、速度帯域に従って異なって設定され、これら設定された周波数インデックスは一般化し、下記の数学式３で示される。
【００３１】
【数３】
2005099017.tif 000005
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態によって、ドップラー電力スペクトラムを測定するための周波数インデックスを、速度帯域に従ってそれぞれ設定する一例を示す図である。上記の数学式３に示された周波数インデックスの周波数軸での相対的位置設計例が、図５に示されている。ここで、検出されたドップラー帯域がｖindx=０またはｖindx＝Ｍvel−１の場合には、各周波数の正数制限条件と検出しようとする最大目標ドップラー帯域幅により、実際に使用されるように制御されたチャネル推定係数に相応するドップラー帯域が、中央、すなわち、ＳCENTERに位置しないことが分かる。
【００３３】
図６Ａ乃至図６Ｃは、本発明の一実施形態によって、初期速度検出時にドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックス設定例を示す図である。
【００３４】
初期速度を検出する場合には、周波数インデックスが設定されるように、１個の周波数インデックスだけが、ドップラースペクトラムを測定するための各周波数インデックスに適用される。ｑ＝Ｍvelの場合に、図６Ａに示すように、各周波数インデックスは、下記の数学式４のようにＭvel個の検出集合で縛られる。
【００３５】
【数４】
2005099017.tif 000006
【００３６】
ｑ＝Ｍvel−１の場合に、図６Ｂに示すように、各周波数インデックスは、下記の数学式５のようにＭvel−１個の検出集合で縛られる。
【００３７】
【数５】
2005099017.tif 000007
【００３８】
上記の数学式５で検出不可能な速度帯域ｖindx＝Ｍvel−１(ＳMvel-1)は、初期速度検出時にｖindx＝Ｍvel−２検出を遂行した後に、上記の数学式３及び図４Ａ乃至図４Ｃに示した検出動作でｖindx＝Ｍvel−１を最終検出する。
【００３９】
ｑ＜Ｍvel−１の場合に、図６Ｂに示すように、各周波数インデックスは、時分割検出方法で設定される。一般に、移動端末の速度の変化量、すなわち加速度は、速度推定器の速度検出周期に比べて非常に遅い。速度推定器の動作周期をＴavgとすれば、初期速度検出時に、速度推定器は、時間(ｔ)に従って下記の数学式６に表したドップラースペクトラムを測定する。
【００４０】
【数６】
2005099017.tif 000008
【００４１】
ここで、Ｐ(ａ)(ｂ)は、速度推定器の動作周期‘ｂ’に、周波数インデックス‘ａ’で測定したドップラー電力スペクトラムを表し、ｃ＝‘Ｍvel/ｑ’、‘・’は、整数上げ演算子(integer raising operator)を表す。上記の数学式６での検出集合は、下記の数学式７で示される。
【００４２】
【数７】
2005099017.tif 000009
【００４３】
上記の数学式７に基づき、最終的な速度帯域検出は、下記の数学式８で計算された全体ドップラー電力スペクトラムの大きさ比較を通じて遂行される。
【００４４】
【数８】
2005099017.tif 000010
【００４５】
上述の如く、初期検出時にそれぞれの帯域幅を検出するために使用する周波数インデックスの個数、すなわち、それぞれの検出集合(Ｓ)の個数は、上記の数学式１で表現された正常動作時の集合(Ｓ)の個数よりも小さい。これにより、初期検出時に測定されるドップラー電力スペクトラムは、正常動作時のそれに比べて雑音に一層大きく影響を受け、よって、誤り要因の数が突然増加することがある。したがって、安定したドップラー帯域検出のためには、初期検出時の速度推定器動作周期Ｔavgを、正常動作時のそれに比べて長く設定することが好ましい。
【００４６】
また、速度推定器の初期速度検出が遂行される前にチャネル推定器で使用されるチャネル推定係数は、あらかじめ与えられるチャネル情報や速度推定器の検出情報が全くないので、最も広い帯域幅を持つ‘ＣＯＥＦＭvel−１’として使用するのが、チャネル推定器の初期速度検出時点での性能悪化を防止するという面で好ましい。次に、このような初期速度検出機能を有する速度推定器の全般動作について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００４７】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態に従う速度推定器の動作を示す流れ図である。
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、ステップＳ７０１で、速度推定器は、初期速度推定周期Ｔavg(=INIT_N_OF_AVG>N_OF_AVG：正常動作時の速度推定周期)、初期周波数インデックス選択のためのｖindx、そしてｎi、ＩＮＩＴを設定する。このときに、チャネル推定器は、初期検出時点の前に、ｖindx＝Ｍvel−１(ＳＭvel−１)の初期値を設定する。
【００４８】
初期値設定が完了すると、ステップＳ７０２で、速度推定器は、与えられたｖindxに該当する周波数インデックスｎi、ｖindxを、検出結果として選択する。続いて、ステップＳ７０３で、速度推定器は、Ｔavg周期の間に、周波数インデックスｎi、ｖindxに該当するドップラー電力スペクトラムＰ(ｎi，ｖindx)を測定し、ステップＳ７０４で、最大ドップラー電力スペクトラムの観察される周波数インデックスｎmaxを検出する。
【００４９】
その後に、ステップＳ７０５で、速度推定器は、現在状態が初期検出状態なのか正常検出状態なのかを判断する。判断結果、現在状態が初期検出状態であれば、次の動作周期からは正常速度検出を遂行するために、ステップＳ７１０で、速度推定器は、正常動作時の速度推定周期(N_OF_AVG)を設定する。そして、ステップＳ７１１で、検出された周波数インデックスｎmaxを、上記の数学式４、数学式５及び数学式７の検出集合に適用し、ドップラー帯域ｖindxを検出する。最終的に、図５に示すように、周波数インデックスが設定されるｖindx＝０とｖindx＝Ｍvel−１の場合を区分するために、ステップＳ７１２で、速度推定器は、ｖindxが‘０’なのか判断する。ｖindxが‘０’でなければ、ステップＳ７１３で、ＳLOWをＳmaxに設定した後に、ステップＳ７３０に進む。一方、ｖindxが‘０’であれば、ステップＳ７１４で、速度推定器は、ｖindxがＭvel−１であるか判断し、ｖindxがＭvel−１であれば、ステップＳ７１５で、ＳHIGHをＳmaxに設定した後に、ステップＳ７３０に進む。一方、ｖindxがＭvel−１でなければ、ステップＳ７１６に進み、速度推定器は、ＳCENTERをＳmaxに設定した後に、ステップＳ７３０に進行する。
【００５０】
一方、ステップＳ７０５で、現在状態が正常検出状態と判断されると、ステップＳ７２０で、速度推定器は、Ｓmaxを、最大周波数インデックスｎmaxの検出されたドップラー帯域に相応する集合と設定する。すなわち、測定されたドップラー電力スペクトラムが、検出されたｖindxよりも高周波帯域で検出された場合には、ＳHIGHを、低周波帯域で検出された場合にはＳLOWを、測定されたドップラー電力スペクトラムと検出されたｖindx間に変化がない場合には、ＳCENTERを設定する。ただし、ｖindx＝０とｖindx＝Ｍvel−１の例外の場合には、ＳLOWとＳHIGHをそれぞれ設定する。このような速度推定器の動作状態区分及び帯域検出区分が完了すると、ステップＳ７３０で、速度推定器は、移動端末の速度によって検出位置変更動作を遂行した後に、ステップＳ７４０で、変更された副ドップラー帯域のｖindxを検出し、検出されたｖindxをチャネル推定器に転送した後に、動作を終了する。次に、ステップＳ７３０での検出位置変更動作を、図７Ｂを参照して詳細に説明する。
【００５１】
図７Ｂを参照すると、ステップ８００で、速度推定器は、副ドップラー帯域の検出位置が変更されたか否かを判断する。このときに、副ドップラー帯域の検出位置に変更がないと判断されると、速度推定器は全ての動作を終了する。一方、副ドップラー帯域の検出位置に変更があると判断される場合には、ステップＳ８１０で、Ｓmax＝ＳLOWなのか判断し、Ｓmax＝ＳLOWであれば、速度推定器は、現在ドップラースペクトラムの測定された副ドップラー帯域が、中心位置で検出されうるように、現在検出位置を１段階低い副ドップラー帯域に下降させる必要がある。このときに、速度推定器は、ステップＳ８１１で、副ドップラー帯域のｖindxが‘０’なのか確認し、ｖindxが‘０’でなければ、全ての動作を終了し、ｖindxが‘０’であれば、ステップＳ８１２で、速度推定器は、ｖindx(すなわち、検出位置)の値を減少させる。その後に、ステップＳ８１３で、測定されたドップラー電力スペクトラムを初期化する。
【００５２】
一方、ＳmaxがＳLOWでないと判断されると、ステップＳ８２０で、Ｓmax＝ＳHIGHなのか判断し、Ｓmax＝ＳHIGHであれば、速度推定器は、現在検出位置を１段階高い副ドップラー帯域に上昇させる必要がある。ステップＳ８２１で、ｖindxがＭvel−１なのか判断し、ｖindxがＭvel−１でなければ、全ての動作を終了する。また、ステップＳ８２１の判断結果、ｖindxがＭvel−１であれば、ステップＳ８２２で、速度推定器は、ｖindx(すなわち、検出位置)の値を増加させ、ステップＳ８２３で、測定されたドップラースペクトラムを初期化する。
【００５３】
一方、ステップＳ８２０で、ＳmaxがＳHIGHでなければ、ステップＳ８３０で、速度推定器は、ＳmaxをＳCENTERと設定する。続いて、ステップＳ８３１で、速度推定器は、ｖindxが‘０’なのか判断し、ｖindxが‘０’であれば、ステップＳ８３２で、ｖindx＝１に相応する副ドップラー帯域に検出位置を上昇させた後に、動作を終了する。一方、ｖindxが‘０’でなければ、ステップＳ８３３で、速度推定器は、ｖindx＝Ｍvel−１なのか確認する。ここで、ｖindx＝Ｍvel−１であれば、ステップＳ８３４で、ｖindx＝Ｍvel−２に相応するドップラー帯域に検出位置を下降させた後に、動作を終了する。これに対し、ｖindx＝Ｍvel−１でなければ、すなわち、ｖindx＝０〜Ｍvel−２であれば、これは、副ドップラー帯域の検出位置が固定された場合、すなわち、移動端末の速度が変わらない場合であるので、速度推定器は、検出位置を更新せずにそのまま動作を終了する。このような検出位置変更動作を通じて、速度推定器は、最終的に検出及び更新された速度帯域情報(すなわち、ｖindx情報)を、チャネル推定器に伝達し、チャネル推定器が相応するチャネル推定係数ＣＯＥＦｖindxを使用するように制御する。
【００５４】
以上の詳細な説明では具体的な実施形態に上げて本発明を説明してきたが、本発明の範囲を外れない限り、各種の変形が可能であることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、上述した実施形態によって限定されてはいけなく、特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による基地局で使用される速度推定装置の構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に従ってチャネル推定係数を選択する一例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によって、移動端末の速度が減少する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によって、移動端末の速度が減少する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態によって、移動端末の速度が減少する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によって、移動端末の移動速度が増加する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態によって、移動端末の移動速度が増加する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態によって、移動端末の移動速度が増加する場合に、ドップラー帯域を検出し、ドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスの変更例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によって、速度帯域によってドップラースペクトラムを異なって測定するための周波数インデックスを設定する例を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によって、初期速度検出時にドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスを設定する例を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態によって、初期速度検出時にドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスを設定する例を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態によって、初期速度検出時にドップラースペクトラムを測定するための周波数インデックスを設定する例を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による速度推定器の動作を示す流れ図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による速度推定器の動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１０・・・チャネル推定器
１２０・・・速度推定器
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
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