CN106452520B - 用于匹配通信***的至少一个参数的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于匹配通信***的至少一个参数的方法和装置，尤其涉及一种用于匹配在两个参与方(1,2)之间的通信***的至少一个参数的方法，其中至少一个参与方(1,2)是移动的，其中，在时刻t0确定移动参与方(1,2)的当前位置并且根据当前位置借助环境模型(8)估计对于将来的时刻t1,t2的信道质量，其中基于所述估计在将来的时刻t1,t2改变至少一个参数。本发明还涉及一种合适的装置(10)。

Description

用于匹配通信***的至少一个参数的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于匹配通信***的至少一个参数的方法和装置。
背景技术
例如通过移动网络的数字通信是目前普遍存在的。用户期望高的数据传输率、小的等待时间和高的可靠性。为实现这一点，发送器和接收器在任意时刻重新调整到给定的情形。在发送器和接收器之间的信道的特征通常被估计并且相应于该估计来调整对数据传输率和鲁棒性具有影响的参数。现有的移动无线电通信方法基于以下假定，即，在静止的传输站(Base Transceiver Station BTS oder Evolved Node B eNB，基站收发器站BTS或演进的节点B eNB)和便携式终端UE(User Equipment用户设备)之间存在通信链路，其中传输站优选地布置在提高的位置上并且终端的移动运动模式是相对慢和随机的。
在相对慢和随机的运动中，所谓的“slow and random fading，慢的和随机衰落”占主导，对于所述慢的和随机衰落，对运动的估计带来较少优点。附加地，用于终端设备的大多数天线没有可取向以与环境匹配的天线。将来的或处于开发中的移动无线电通信***基于具有不同通信链路的异构通信***。于是复杂的静态或移动传输站可以与简单或复杂的移动终端设备(例如车辆)通信或车辆也可以直接互相通信。这些新的情景通过不同的运动模式、天线布置或在车辆和环境之间的其他物理的或逻辑的关系来表征。这导致，已知的信道估计模型不再是最佳地匹配的，例如因为车辆的天线通常不再与在静态交换中心(Vermittlungsstellen)情况下一样高并且在两辆车辆之间的连接情况下的有效范围通常较小。由此在具有预先已知的轨迹的非常快速的运动模式情况下，快速的但是可估计的信道衰落是关键特征。车辆和其他终端设备或交换中心可以具有不同的但是固定的天线布置，其中借助不同的天线元件进行分离。这是麻烦的。替换地，必须驶入考虑了这些情景的新的路径。
数字通信使用不同的机制，以便调整在发送器和接收器之间的当前信道。这按照两个步骤进行：
-在第一步骤中估计在发送器和接收器之间的信道。发送器在预先定义的位置将已知的符号(导频序列)嵌入到信号中。接收器使用已知的信号的失真的图像，以便估计通过信道的干扰。在所谓的闭环估计中接收器将关于信道的所述信息发送到发送器。在开环信道估计中发送器使用接收器的应答用于估计信道。这基于信道是对称的假定。
-在第二步骤中，发送器调整通信***的参数，以便根据给定的信道进行设置。
这样的参数例如是发送强度或调制字母表(Modulationsalphabet)，其说明了，可传输多少不同的符号。另一个参数例如是信息速率(也称为Coderate，码率)。在调制字母表上长度的分组码的信息速率表示每个码字所传输的信息符号与字的长度的比例。另一个参数例如可以是天线分集的设置。这些参数影响数据传输率、等待时间(Latenz)和传输的可靠性。
用于匹配参数的已知方法在此具有一定的限制。例如导频序列的频度应当尽可能小，以便不过多减少数据符号的数量。然而由此仅对特定时间估计信道。信道对称性的假定在大多数情况下不能得到保证，尤其是当参与方非常快速运动时。这一点独立于传输方法(例如TDMA,CDMA,FDMA等)成立。由此主要使用闭环方法用于估计。然而因为至发送器的反向信道以宽带为代价，所以通常仅将统计信息从接收器传输到发送器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于匹配在两个参与方之间的通信***的至少一个参数的方法，其中至少一个参与方是移动的，所述方法允许改善对信道质量的估计。另一个要解决的技术问题在于，实现用于估计信道质量的合适装置。
用于匹配在两个参与方之间的通信***的至少一个参数的方法包括以下步骤，其中至少一个参与方是移动的。在时刻t0确定移动参与方的当前位置并且根据当前位置借助环境模型估计对于至少一个将来的时刻t1,t2的信道质量，其中基于所述估计在将来的时刻t1,t2改变所述至少一个参数。本发明的基本思路在于，环境(例如高建筑物,林地等)对通信质量具有决定性影响。简言之，在高建筑物情况下出现反射，从而发生多径传播，而在林地几乎不发生值得一提的反射。当多径传播能够被很好估计或预测时，该多径传播可以被有利地利用。这一点于是可以被用于接收器的性能提高。此时按照本发明有针对地考虑这一点用于信道质量的估计。在此优选地，移动参与方是车辆。车辆情况下的优点是，天线的取向是事先已知的，这改善估计。另一个参与方在此可以是位置固定的(例如基站)但是也可以是移动的(例如另一辆汽车)。
在一种实施方式中，确定至少一个移动参与方的速度，其中根据当前位置和速度确定运动矢量并且从中估计在参数变化的时刻t1移动参与方的位置。这允许改善在时刻t1对信道质量的估计的精度。在此对于时刻t1的估计主要根据在移动参与方处的现有数据而安排。t1在此例如位于小于一秒的范围中。
如果两个参与方都是移动的，则优选地进行对于两个参与方的运动矢量的确定。根据两个参与方的在时刻t2的估计位置，然后可以根据环境模型估计信道质量。在此时刻t2位于t0之后多于一秒。即这是进一步的前瞻性估计。确切的可实现的时间t1和t2在此取决于不同因素、例如参与方的速度。
在另一个实施方式中，两个参与方是移动的参与方，尤其是车辆，其中至少一个参与方将其估计的在时刻t2的位置通过分离的通信或传感器传输到另一个参与方。优点是，发送参与方获得信息，其中本身的移动无线电信道不被占用。例如借助Car2Car通信进行估计的位置的传输。在此Car2Car通信一般地理解为经过本身的通信信道的特殊的无线通信链路，其例如基于iEEE 802.11标准。在此这例如可以是802.11p,a,b或g标准。
在另一个实施方式中为了确定信道质量，附加考虑在两个参与方之间的通信有效范围内的另一个移动参与方的位置和运动矢量。于是例如大的反射的载重汽车可以一起包括到信道估计中。在此考虑所有其他移动参与方或，也可以仅考虑选择的参与方(例如仅载重汽车)。
在另一个实施方式中，环境模型构造为至少三维的数字地图，因为通过附加考虑高度，可以更好估计反射。附加地，可以为地图的对象也分配传播矢量等，其描述了无线电波的影响。
在另一个实施方式中，至少一个参数是发送强度和/或调制字母表和/或信息速率和/或发送和/或接收天线的天线设置，其优选地构造为分集天线。
在另一个实施方式中，在确定运动矢量时，考虑导航***的计算的路线的数据。由此可以进一步改善关于参与方的位置的估计。
在另一个实施方式中，在两个参与方之间的通信经过至少另一个参与方进行(多跳通信)。当其他参与方的位置和运动矢量也已知时，这尤其起作用。
用于匹配在两个参与方之间的移动无线电信道的至少一个参数的装置(其中根据估计的将来的信道质量改变至少一个参数)构造为，采集或确定移动参与方的至少一个当前位置。根据当前位置和环境模型，估计对于将来的时刻t1,t2的信道质量，其中基于所述估计在将来的时刻t1,t2改变至少一个参数。关于其他构造，有条件地参考对方法的前面叙述。
附图说明
以下根据实施例详细解释本发明。唯一的附图示出了在两个参与方之间的移动无线电通信的示意图。
具体实施方式
图1示出了两个参与方1，2，在其之间经过至少一个移动无线电信道进行移动无线电通信。在此两个参与方都是汽车。每辆汽车具有天线3，其优选地具有自适应天线元件并且例如构造为分集天线。汽车还具有发送-接收单元4、评估和控制单元5、位置确定装置6、导航***7以及环境模型8。位置确定装置6例如是卫星支持的位置确定装置。元件3-8在此形成装置10。此外Car2Car通信的数据被传输到评估和控制单元5。在此注意，例如构造为GPS接收器的卫星支持的位置确定装置6，和环境模型，也可以作为组成部分集成到导航***中。环境模型8在此构造为至少三维的数字地图。
两个参与方1、2此时分别在时刻t0估计，其预计在时刻t2位于何处。在t2和t0之间的差例如为多于一秒。为此评估和控制单元5计算运动矢量9，其中方向可以通过导航***7中计算的线路给出。速度例如可以从GPS差分信号中确定或由另一个车辆传感器(例如轮速传感器)提供。借助运动矢量9，然后评估和控制单元5知道，在时刻t2参与方1，2预计停留在何处。借助环境模型8，然后评估和控制单元5确定，信道质量如何，由此附加地考虑另一个参与方的在时刻t2的估计位置。在此两个参与方1、2可以通过Car2Car通信交换分别估计的在时刻t2的位置。另一个参与方的在时刻t2的估计的位置也可以经过Car2Car通信被传输，从而形成动态更新的环境模型。根据两个参与方1、2在时刻t2的估计的位置以及其在环境模型8中的方位然后评估和控制单元5改变至少一个参数，以便保持或改善在时刻t2的信道质量。在此如下情形当然也是可能的，即，作为结果，不必改变任何参数。
另一个参与方的位置和运动矢量的传输和考虑在此是长期的估计。
也可能的是，参与方仅基于其本身的现有的数据、例如位置和速度对于例如小于一秒的较短的时刻t1估计信道质量。在此也可以包括在时刻t1另一个参与方的估计的位置，其例如是事先已知的并且不需要被传输。

Claims (7)

1.一种用于匹配在两个参与方(1,2)之间的通信***的至少一个参数的方法，其中至少一个参与方(1,2)是移动的，其中，
在时刻t0确定移动参与方(1,2)的当前位置并且根据当前位置借助环境模型(8)估计将来的时刻t1,t2的信道质量，其中基于所述估计在将来的时刻t1,t2改变至少一个参数，其中确定所述至少一个移动参与方(1,2)的速度，其中根据所述当前位置和所述速度确定运动矢量(9)并且从中估计在参数变化的所述时刻t1移动参与方(1,2)的位置，
其特征在于，
为了确定信道质量，附加考虑在两个参与方(1,2)之间的通信有效范围内的其他移动参与方的位置和运动矢量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两个参与方(1,2)是移动的参与方(1,2)，其中，两个参与方中的一个参与方(1,2)将其估计的在时刻t1,t2的位置通过与两个参与方之间的通信链路不同的通信链路传输到两个参与方中的另一个参与方(2,1)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境模型(8)构造为至少三维的数字地图。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个参数是发送强度和/或调制字母表和/或信息速率和/或发送和/或接收天线的天线设置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定运动矢量(9)时，考虑导航***(7)的计算的路线的数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在两个参与方(1,2)之间的移动无线电通信经过在通信有效范围中的至少另一个参与方进行。
7.一种用于匹配在两个参与方(1,2)之间的通信***的至少一个参数的装置(10)，其中根据估计的将来的信道质量改变至少一个参数，其中，所述装置(10)构造为，采集或确定移动参与方(1,2)的在时刻t0的至少一个当前位置并且根据所述当前位置和环境模型(8)，估计对于将来的时刻t1,t2的信道质量，其中基于所述估计在所述时刻t1,t2改变至少一个参数，其中确定至少一个移动参与方(1,2)的速度，其中根据当前位置和速度确定运动矢量(9)并且从中估计在参数变化的所述时刻t1移动参与方(1,2)的位置，
其特征在于，
所述装置(10)构建为，为了确定信道质量，附加考虑在两个参与方(1,2)之间的通信有效范围内的其他移动参与方的位置和运动矢量。
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