专利名称：一种终端高速移动状态的检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种终端高速移动状态的检测方法和装置。
背景技术：
在蜂窝通信系统中，终端通过AFC(自动频率控制)来跟踪载波的频率，进而完成对接收数据的正确解调。在移动环境中，终端的移动速度会引起多普勒频移，而多普勒频移将会直接引起接收载波的频率变化。通常，终端移动越快，多普勒频移越大，接收载波的频率变化也越快。
在高速移动场景下，为了正确解调数据就需要终端AFC能够较快地跟踪载波的频率变化，那么AFC调整的环路带宽应当比较大才行，例如使用大的AFC调整步长。在高速移动场景下，环境通常要比较空旷，接收信号中的直射成分较高，有利于提高载波频偏估计的准确程度，这样，即使AFC的环路带宽较大也不会引起终端本地频率的不稳定。但是如果在慢速移动场景下也使用较大的环路带宽来调整AFC的话，由于慢速环境中通常存在较多散射体，此时接收信号中的直射成分较低甚至没有，这就使得载波频偏估计的准确程度相对较低，环路带宽较大的AFC调整会引起终端的本地载波频率抖动较大，不稳定，影响终端的解调性能。
因此，需要一种技术方案来识别终端当前是否处于高速移动状态。在识别出终端当前所处的状态后，就可以根据终端当前所处的状态来决定使用哪种AFC的调整模式，从而使终端的解调性能达到最优。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种终端高速移动状态的检测方法和装置。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下 一种终端高速移动状态的检测方法，包括根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态。
上述的方法，其中，根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态具体包括A、在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的自动频率控制值；B、根据所述记录的自动频率控制值计算一最大频率值和一最小频率值；C、根据所述最大频率值和最小频率值的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。
上述的方法，其中，所述预定时间为所述终端的睡眠周期。
上述的方法，步骤B中，取最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值分别作为所述最大频率值和最小频率值。
上述的方法，步骤B中，按照如下公式计算所述最大频率值fmax和最小频率值fmin 其中，fmax，0、fmin，0分别为最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的的最大值和最小值，fmax，-i、fmin，-i分别为最近一个记录周期的前第i个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值，β为遗忘因子，M为大于0的整数。
上述的方法，其中，步骤C具体包括判断所述最大频率值和最小频率值的差值是否大于预设门限，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
上述的方法，其中，步骤C具体包括判断所述最大频率值和最小频率值的差值的α倍是否大于预设门限，其中，0.8<α<1，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
上述的方法，其中，还包括在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
上述的方法，其中，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位为取所述最大频率值和最小频率值的均值对终端的自动频率控制进行置位。
上述的方法，其中，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位为计算所述最大频率值与最近一次记录的自动频率控制值之差的绝对值得到第一差值，计算最近一次记录的自动频率控制值与所述最小频率值之差的绝对值得到第二差值，在第一差值大于第二差值时，用所述最大频率值对终端的自动频率控制进行置位，在第一差值不大于第二差值时，用所述最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
一种终端高速移动状态的检测装置，所述装置根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态。
上述的装置，包括滑动记录器，用于在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的自动频率控制值；最值计算器，用于根据所述记录的自动频率控制值计算一最大频率值和一最小频率值；状态判断器，用于根据所述最大频率值和最小频率值的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。
本发明能够准确地检测出终端当前是否处于高速移动状态，并且实现方式简单、灵活。在检测出终端当前所处的状态后，就可以根据终端当前所处的状态来决定使用哪种AFC的调整模式，从而使终端的解调性能达到最优。进一步，还能解决终端处于高速移动状态下，在发生小区切换或者小区重选时引起的频率跳变问题。
图1为BBU+RRU的大区覆盖原理示意图； 图2为高速移动场景下，终端在同一个小区内两个RRU之间移动的频率变化以及发生小区切换或者小区重选时的频率跳变的示意图； 图3为本发明实施例的终端高速移动状态的检测装置结构示意图； 图4为本发明另一实施例的终端高速移动状态的检测装置结构示意图； 图5为本发明实施例的终端高速移动状态的检测方法流程图。
具体实施例方式 为了便于对本发明的理解，下面具体描述一下终端在高速移动状态下接收信号的载波频率变化以及发生小区切换或者小区重选时的频率跳变问题。
在高速移动场景下，蜂窝通信系统会采用更大的小区覆盖。目前，BBU+RRU(BBUBase Band Unit基带单元，RRURemote Radio Unit远端无线单元)的布网方式是解决大区覆盖的一种有效方法。其原理如图1所示，即多个RRU发射来自同一个BBU的信号，也就是说这多个RRU属于同一个逻辑小区，其功能相当于同一个基站的多根天线，但是彼此可以相隔很远，这样大范围覆盖就可以实现了。
这种布站方式虽然可以解决用户频繁切换的问题，但是它所引发的另一个问题是，用户在相邻的RRU之间高速移动时，多普勒频移变化迅速。如图1、2所示，当终端在属于同一个逻辑小区的RRU区间移动时，由于终端速度引起的多普勒频移会在[-fd，fd]之间快速连续变化；当终端在相邻两个分属不同的逻辑小区RRU之间移动时，会发生小区切换(终端处于连接模式)或者小区重选(终端处于空闲模式)，此时多普勒频移会在瞬间从-fd变化到fd，也就是说，终端会在一瞬间引入2fd的频偏，这将严重影响终端的解调性能，更重要的是，这样大的频偏会超出终端频偏估计的能力范围，致使终端再也无法正常解调数据，只能掉话(连接模式)。
基于上述分析，本发明实施例采用的方案是根据一定时期内终端AFC值的变化程度来判断终端是否处于高速移动状态，如果AFC值的变化程度较大，则确定终端处于高速移动状态，否则，确定终端处于非高速移动状态。
参照图3，本发明实施例的终端高速移动状态的检测装置，主要包括滑动记录器10、最值计算器20和状态判断器30。
滑动记录器10，用于在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的AFC值。
滑动记录器10可以采用长度为N的循环存储器，它每隔一定时间TI记录一次AFC的值，在一个记录周期TA(即刷新一次循环存储器所需的时间)内记录N个AFC值。AFC的值是指，终端AFC的控制字对应的频率。TI的值可以灵活设置，其值的具体大小与当前终端所处的状态有关。当终端处于连接模式时，终端连续接收信号，该值可预先设定。当终端处于非连接模式时，存在一个睡眠周期，该周期长短由网络侧配置决定，睡眠周期具体为0.64s，1.28s，2.56s，5.12s。也就是说，此时终端要每隔一定睡眠周期才能接收一次信号，记录一次AFC的值，那么这时的TI就是四种睡眠周期中的一个。当然，为使实现方案简单，当终端处于连接模式时，也可将TI设置为所述睡眠周期中的一个。
作为一种实施例，N可设为128，TA设为81.92s。终端处于连接模式时，TI设为0.64s，终端处于非连接模式时，TI为终端当前的睡眠周期。为保证终端无论处于连接还是非连接状态，循环存储器始终记录最近时间段TA＝81.92s内的AFC数据，可采用如下代码实现 第一次记录时的初始化 k＝0 i＝0 for(j＝0；j<128；j++) B[j]＝fi end k＝k+TIi/0.64 i＝i+1 即，第一次记录时，在循环存储器的每个存储单元B[j]，j＝1，2，...，N中都存储f0。
第二次开始，以后的记录方式为 for(j＝0；j<TIi/0.64；j++) B[(k+j)％128]＝fi end k＝k+TIi/0.64 i＝i+1 即，如果终端处于非连接模式，当前的睡眠周期为TIi，则在循环存储器中存储TIi/0.64个fi，这样便可保证循环存储器始终记录最近时间段TA＝81.92s内的AFC数据。
需要说明的是，上述代码给出的是对AFC值的一种较佳的记录方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
最值计算器20，用于根据所述记录的AFC值计算一最大频率值fmax和一最小频率值fmin。以下给出两种计算最大频率值和最小频率值的方式，同样，本发明并不局限于这两种方式。
方式一，取最近一个记录周期内记录的AFC值中的最大值和最小值分别作为所述最大频率值和最小频率值 fmax＝max{B} fmin＝min{B} 其中，{B}为最近一个记录周期内循环存储器存储的AFC值的集合。
方式二，根据最近一个记录周期以及最近一个记录周期的前M个记录周期内记录的AFC值的最大值和最小值，来计算当前的fmax和值fmin，以增加稳定性 其中，fmax，0、fmin，0分别为最近一个记录周期内记录的AFC值中的的最大值和最小值，fmax，-i、fmin，-i分别为最近一个记录周期的前第i个记录周期内记录的AFC值中的最大值和最小值，β为遗忘因子，M为大于0的整数。
状态判断器30，用于根据所述最大频率值fmax和最小频率值fmin的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。
状态判断器30计算fmax与fmin的差值，判断所述差值是否大于预设门限Tdif，若是，则确定终端处于高速移动状态，否则，确定终端处于非高速移动状态 if fmax-fmin>Tdif高速移动状态 else非高速移动状态 end Tdif的一种设置方法为若实施中认为终端移动速度为x km/h时即为高速移动状态，那么Tdif可设置为3.7x Hz。例如，若认为移动速度为100km/h时即为高速移动状态，那么Tdif可设置为370Hz。
为防止信道环境较差时出现误检的情况，作为一种优化方案，可通过一个参数α来改善这种情况，即 if α(fmax-fmin)>Tdif高速移动状态 else非高速移动状态 end 参数α的取值范围是0<α≤1，α越小越难进入高速移动状态，虽然可以有助于减低误检概率，但也同时增加了漏检概率。所以实际应用中该值在0.8～1之间为宜。
通过上述实施例的装置检测出终端当前所处的状态后，就可以决定使用哪种AFC的调整模式，即如果终端当前处于高速移动状态，则使用环路带宽较大的AFC调整模式，如果终端当前处于非高速移动状态，则使用环路带宽较小的AFC调整模式。这样，能够使终端的解调性能达到最优，从而提高了通信质量。
在本发明另一实施例中，还能解决终端处于高速移动状态下，终端在发生小区切换或者小区重选时引起的频率跳变问题。
参照图4，本发明另一实施例的终端高速移动状态的检测装置，主要包括滑动记录器10、最值计算器20、状态判断器30和置位器40。
滑动记录器10、最值计算器20、状态判断器30的功能与图3中相同，这里只描述其中的置位器40。
置位器40，用于在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值fmax和最小频率值fmin对终端的AFC进行置位，以削弱多普勒频移的影响。这里提供两种较佳的置位方法 一种是均值置位的方法，即，取所述最大频率值fmax和最小频率值fmin的均值对终端的AFC进行置位 另外一种是反向最值置位的方法，即，计算fmax与最近一次记录的AFC值flatest之差的绝对值得到第一差值，计算flatest与fmin之差的绝对值得到第二差值，在第一差值大于第二差值时，用fmax对终端的AFC进行置位，在第一差值不大于第二差值时，用fmin对终端的AFC进行置位 if|flatest-fmax|>|flatest-fmin| freset＝fmax else freset＝fmin 所谓对终端的AFC进行置位是指，根据freset查找对应的频率控制字，将查找到的频率控制字作为终端的AFC的控制字。
参照图5，本发明实施例还提供一种终端高速移动状态的检测方法，主要包括如下步骤 步骤501在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的AFC值； 可以采用长度为N的循环存储器，它每隔一定时间TI记录一次AFC的值，在一个记录周期TA(即刷新一次循环存储器所需的时间)内记录N个AFC值。AFC的值是指，终端AFC的控制字对应的频率。TI的值可以灵活设置，其值的具体大小与当前终端所处的状态有关。当终端处于连接模式时，终端连续接收信号，该值可预先设定。当终端处于非连接模式时，存在一个睡眠周期，该周期长短由网络侧配置决定，睡眠周期具体为0.64s，1.28s，2.56s，5.12s。也就是说，此时终端要每隔一定睡眠周期才能接收一次信号，记录一次AFC的值，那么这时的TI就是四种睡眠周期中的一个。当然，为使实现方案简单，当终端处于连接模式时，也可将TI设置为所述睡眠周期中的一个。
步骤502根据所述记录的AFC值计算一最大频率值fmax和一最小频率值fmin； 以下给出两种计算最大频率值和最小频率值的方式。
方式一，取最近一个记录周期内记录的AFC值中的最大值和最小值分别作为所述最大频率值和最小频率值 fmax＝max{B} fmin＝min{B} 其中，{B}为最近一个记录周期内循环存储器存储的AFC值的集合。
方式二，根据最近一个记录周期以及最近一个记录周期的前M个记录周期内记录的AFC值的最大值和最小值，来计算当前的fmax和值fmin，以增加稳定性 其中，fmax，0、fmin，0分别为最近一个记录周期内记录的AFC值中的的最大值和最小值，fmax，-i、fmin，-i分别为最近一个记录周期的前第i个记录周期内记录的AFC值中的最大值和最小值，β为遗忘因子，β>0，M为大于0的整数。
步骤503根据所述最大频率值fmax和最小频率值fmin的差值确定所述终端是否处于高速移动状态； 首先计算fmax与fmin的差值，然后判断所述差值是否大于预设门限Tdif，若是，则确定终端处于高速移动状态，否则，确定终端处于非高速移动状态 if fmax-fmin>Tdif高速移动状态 else非高速移动状态 end Tdif的一种设置方法为若实施中认为终端移动速度为x km/h时即为高速移动状态，那么Tdif可设置为3.7x Hz。例如，若认为移动速度为100km/h时即为高速移动状态，那么Tdif可设置为370Hz。
为防止信道环境较差时出现误检的情况，作为一种优化方案，可通过一个参数α来改善这种情况，即 if α(fmax-fmin)>Tdif高速移动状态 else非高速移动状态 end 参数α的取值范围是0<α≤1，α越小越难进入高速移动状态，虽然可以有助于减低误检概率，但也同时增加了漏检概率。所以实际应用中该值在0.8～1之间为宜。
步骤504在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值fmax和最小频率值fmin对终端的AFC进行置位。本步骤为可选步骤，是为了解决终端处于高速移动状态下，终端在发生小区切换或者小区重选时引起的频率跳变问题。这里提供两种较佳的置位方法 一种是均值置位的方法，即，取所述最大频率值fmax和最小频率值fmin的均值对终端的AFC进行置位 另外一种是反向最值置位的方法，即，计算fmax与最近一次记录的AFC值flatest之差的绝对值得到第一差值，计算flatest与fmin之差的绝对值得到第二差值，在第一差值大于第二差值时，用fmax对终端的AFC进行置位，在第一差值不大于第二差值时，用fmin对终端的AFC进行置位 if|flatest-fmax|>|flatest-fmin| freset＝fmax else freset＝fmin 综上所述，本发明能够准确地检测出终端当前是否处于高速移动状态，并且实现方式简单、灵活。在检测出终端当前所处的状态后，就可以根据终端当前所处的状态来决定使用哪种AFC的调整模式，从而使终端的解调性能达到最优。进一步，还能解决终端处于高速移动状态下，在发生小区切换或者小区重选时引起的频率跳变问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种终端高速移动状态的检测方法，其特征在于，包括
根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态具体包括
A、在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的自动频率控制值；
B、根据所述记录的自动频率控制值计算一最大频率值和一最小频率值；
C、根据所述最大频率值和最小频率值的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于
所述预定时间为所述终端的睡眠周期。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于
步骤B中，取最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值分别作为所述最大频率值和最小频率值。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于
步骤B中，按照如下公式计算所述最大频率值fmax和最小频率值fmin
其中，fmax，0、fmin，0分别为最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的的最大值和最小值，fmax，-i、fmin，-i分别为最近一个记录周期的前第i个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值，β为遗忘因子，β>0，M为大于0的整数。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C具体包括
判断所述最大频率值和最小频率值的差值是否大于预设门限，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C具体包括
判断所述最大频率值和最小频率值的差值的α倍是否大于预设门限，其中，0.8<α<1，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括
在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位为
取所述最大频率值和最小频率值的均值对终端的自动频率控制进行置位。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位为
计算所述最大频率值与最近一次记录的自动频率控制值之差的绝对值得到第一差值，计算最近一次记录的自动频率控制值与所述最小频率值之差的绝对值得到第二差值，在第一差值大于第二差值时，用所述最大频率值对终端的自动频率控制进行置位，在第一差值不大于第二差值时，用所述最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
11.一种终端高速移动状态的检测装置，其特征在于
所述装置根据终端的自动频率控制值的变化程度来确定终端是否处于高速移动状态。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，包括
滑动记录器，用于在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的自动频率控制值；
最值计算器，用于根据所述记录的自动频率控制值计算一最大频率值和一最小频率值；
状态判断器，用于根据所述最大频率值和最小频率值的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于
所述预定时间为所述终端的睡眠周期。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于
所述最值计算器进一步用于，取最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值分别作为所述最大频率值和最小频率值。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于
所述最值计算器进一步用于，按照如下公式计算所述最大频率值fmax和最小频率值fmin
其中，fmax，0、fmin，0分别为最近一个记录周期内记录的自动频率控制值中的的最大值和最小值，fmax，-i、fmin，-i分别为最近一个记录周期的前第i个记录周期内记录的自动频率控制值中的最大值和最小值，β遗忘因子，β>0，M为大于0的整数。
16.如权利要求12所述的装置，其特征在于
所述状态判断器进一步用于，判断所述最大频率值和最小频率值的差值是否大于预设门限，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
17.如权利要求12所述的装置，其特征在于
所述状态判断器进一步用于，判断所述最大频率值和最小频率值的差值的α倍是否大于预设门限，其中，0.8<α<1，若是，则确定所述终端处于高速移动状态，否则，确定所述终端处于非高速移动状态。
18.如权利要求11至17中任一项所述的装置，其特征在于，还包括
置位器，用于在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在
所述置位器进一步用于，取所述最大频率值和最小频率值的均值对终端的自动频率控制进行置位。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于
所述置位器进一步用于，计算所述最大频率值与最近一次记录的自动频率控制值之差的绝对值得到第一差值，计算最近一次记录的自动频率控制值与所述最小频率值之差的绝对值得到第二差值，在第一差值大于第二差值时，用所述最大频率值对终端的自动频率控制进行置位，在第一差值不大于第二差值时，用所述最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。
全文摘要
本发明提供一种终端高速移动状态的检测方法和装置。所述方法包括如下步骤A.在每个预定的记录周期内，每隔预定时间记录一次终端的自动频率控制值；B.根据所述记录的自动频率控制值计算一最大频率值和一最小频率值；C.根据所述最大频率值和最小频率值的差值确定所述终端是否处于高速移动状态。本发明能够准确地检测出终端当前是否处于高速移动状态，并且实现方式简单、灵活。所述方法还可包括在终端处于高速移动状态，并且发生小区切换或者小区重选时，根据所述最大频率值和最小频率值对终端的自动频率控制进行置位。解决了终端处于高速移动状态下，终端在发生小区切换或者小区重选时引起的频率跳变问题。
文档编号G01P3/00GK101482573SQ200910077938
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者许百成 申请人:北京天碁科技有限公司