FI118877B - Liiketilan estimointi - Google Patents

Liiketilan estimointi Download PDF

Info

Publication number
FI118877B
FI118877B FI20001453A FI20001453A FI118877B FI 118877 B FI118877 B FI 118877B FI 20001453 A FI20001453 A FI 20001453A FI 20001453 A FI20001453 A FI 20001453A FI 118877 B FI118877 B FI 118877B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
transceiver
movable
frequency
mobile
motion
Prior art date
Application number
FI20001453A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20001453A (fi
FI20001453A0 (fi
Inventor
Tapio Frantti
Petri Maehoenen
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI20001453A priority Critical patent/FI118877B/fi
Publication of FI20001453A0 publication Critical patent/FI20001453A0/fi
Priority to EP01945364A priority patent/EP1304008A1/en
Priority to US10/311,234 priority patent/US7079814B2/en
Priority to AU2001267604A priority patent/AU2001267604A1/en
Priority to JP2002504165A priority patent/JP4886154B2/ja
Priority to PCT/FI2001/000562 priority patent/WO2001099447A1/en
Priority to US12/218,972 priority patent/USRE43543E1/en
Publication of FI20001453A publication Critical patent/FI20001453A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI118877B publication Critical patent/FI118877B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/10—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using Doppler effect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P7/00—Measuring speed by integrating acceleration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0251—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of local events, e.g. events related to user activity
    • H04W52/0254—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of local events, e.g. events related to user activity detecting a user operation or a tactile contact or a motion of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/28—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission
    • H04W52/282—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission taking into account the speed of the mobile
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

-3, ii.*r*T · 118877
Liiketilan estimointi
Keksinnön ala
Keksinnön kohteena on ratkaisu liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan tunnistamiseksi radiojärjestelmässä.
5 Keksinnön tausta
Radiojärjestelmissä kuten GSM (Global System for Mobile Communication), COMA (Code Division Multiple Access), WCDMA (Wide Band CDMA), CDMA2000, PDC (Personal Digital Cellular) jne. liikutettavan päätelaitteen liiketilaa ei tavallisesti pyritä mitenkään mittaamaan, vaan päätelait-10 teen ja koko radiojärjestelmän toiminnot pyritään mitoittamaan siten, että tiedonsiirtoyhteys toimii kaikissa olosuhteissa. Tällöin toiminnot suoritetaan ikäänkuin päätelaite liikkuisi koko ajan hyvin suurella nopeudella kahden tai useamman tukiaseman kuuluvuusalueen rajalla kaupungissa päiväaikaan, jolloin tukiasemien kuormitus on suuri, interferenssitaso korkea ja kanavien muu-15 tokset mahdollisimman suuret. Tämä johtaa resurssien ja tehon tuhlaukseen ja häiriötason kasvuun, koska monia mittaus- ja signalointitoimenpiteitä suoritetaan päätelaitteen todelliseen liiketilan edellyttämään tarpeeseen nähden aivan liian usein.
Keksinnön lyhyt selostus » · · 20 Keksinnön tavoitteena on siten parantaa liiketilan estimointia ja so- ··: : vittaa radiojärjestelmän toiminnot liiketilaan. Tämän saavuttaa menetelmä liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan tunnistamiseksi radiojärjestelmäs-sä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman ja päätelaitteita. Edelleen menetel-:‘f: mässä mitataan ainakin yhdellä kiihtyvyysanturilla liikutettavan lähetinvas- 25 taanottimen liiketilaa liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan huomioimi- φ· · seksi radiojärjestelmän toiminnassa siten, että mitataan ainakin yhdellä kiihty-vyysanturilla liikutettavan lähetinvastaanottimen kiihtyvyyttä, määritetään integ-f roinnin ja kontekstitunnistuksen avulla kiihtyvyystiedosta liikutettavan lähetin- T vastaanottimen liiketila, ja määritetään liikutettavan lähetinvastaanottimen liike- 30 tilan avulla Doppler-ilmiön aiheuttama taajuusmuutos tiedonsiirrossa käytetyllä taajuudella.
:·* Keksinnön kohteena on myös liikutettava lähetinvastaanotin radio- • * · järjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman ja päätelaitteita. Liiku-*"** tettava lähetinvastaanotin on sovitettu mittaamaan ainakin yhdellä kiihty- 118877 2 vyysanturilla liiketilaansa liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan huomioimiseksi radiojärjestelmän toiminnassa siten, että liikutettava lähetinvas-taanotin on sovitettu mittaamaan ainakin yhdellä kiihtyvyysanturilla liikutettavan lähetinvastaanottimen kiihtyvyyttä ja määrittämään integroinnin ja konteks-5 ^tunnistuksen avulla kiihtyvyystiedosta liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketila, ja liikutettava lähetinvastaanotin on sovitettu määrittämään liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan avulla Doppler-ilmiön aiheuttama taa-juusmuutos tiedonsiirrossa käytetyllä taajuudella.
Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patentti-10 vaatimusten kohteena.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan useita etuja. Liikutettavan lähetinvastaanottimen tehonkulutusta voidaan pienentää, radioverkon kapasiteettia voidaan lisätä ja tiedonsiirron laatua voidaan parantaa.
15 Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää radiojärjestelmän lohkokaaviota, kuvio 2 esittää lähetinvastaanottimen lohkokaaviota, 20 kuvio 3 esittää FIR-suodattimen lohkokaaviota, ja •v. kuvio 4A esittää kävelyn aiheuttamia kiihtyvyyksiä eri ulottuvuuksien : .·. suuntaan, ja • · · “V kuvio 4B esittää kiihtyvyyksiä vastattaessa puheluun.
···· *
Keksinnön yksityiskohtainen selostus ··· 25 Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu käytettäväksi erityisesti ra- diojärjestelmän liikutettavassa lähetinvastaanottimessa.
Tarkastellaan aluksi radiojäijestelmää kuvion 1 avulla. Tyypillinen :Y: digitaalinen radiojärjestelmä käsittää tukiaseman 1, liikkuvia lähetinvas- • · .···. taanotinyksikköjä 2 - 4 ja tukiasemaohjaimen 5. Tukiasema 1 on yhteydessä 30 liikkuvien lähetinvastaanotinyksiköiden 2-4 kanssa signaaleilla 6 - 8. Tu-* kiasema 1 on yhteydessä tukiasemaohjaimeen 5 digitaalisella siirtolinkillä 9.
Liikutettavat lähetinvastaanotinyksiköt 2-4 ovat päätelaitteita, jotka ovat esi-:\t merkiksi matkapuhelimia. Tukiaseman 1 ja liikkuvien lähetinvastaanottimien 2 .···. - 4 väliset signaalit 6 - 8 käsittävät digitoitua informaatiota, joka on esimerkiksi 118877 3 tilaajien tuottamaa puhe- tai datainformaatiota tai radiojärjestelmän tuottamaa ohjausinformaatiota.
Kuviossa 2 on esitetty liikutettavan lähetinvastaanottimen lohkokaavio. Lähetinvastaanotin käsittää antennin 100 lähettämistä ja vastaanottamista 5 varten. Vastaanotettaessa signaali etenee antennista 100 duplex-suodatti-melle 102, joka erottaa vastaanotin- ja lähetinpiirit toisistaan. Duplex-suodatin 102 päästää vastaanotetun signaalin vastaanotinpuolen radiotaajuusiohkoon 104, jossa vastaanotettu radiotaajuinen signaali muunnetaan kantataajuudel-le. Radiotaajuuslohkosta 104 analoginen ja kantataajuinen signaali etenee 10 analogia-digitaalimuuntimelle 106, joka muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi. A/D-muuntimesta 106 digitaalinen signaali etenee edelleen signaalin-käsittelylohkoon 108, jossa signaalia voidaan esimerkiksi suodattaa, dekoodata ja demoduloida, ja signaalikäsittelylohkosta 108 usein edelleen muihin lähetinvastaanottimen lohkoihin, jotka eivät ole keksinnön kannalta oleellisia eikä 15 niitä siksi ole esitetty.
Lähetettäessä signaalia signaali saapuu signaalinkäsittelylohkoon 108, jossa lähetettävää signaalia voidaan esimerkiksi suodattaa, koodata ja moduloida, ja etenee edelleen digitaali-analogiamuuntimelle 110, joka muuntaa digitaalisen signaalin analogiseksi. Analoginen signaali muunnetaan radio-20 taajuuslohkossa 112 olevalla sekoittajalla radiotaajuiseksi. Radiotaajuinen signaali etenee duplex-suodattimelle 102 ja duplex-suodatin edelleen ohjaa radiotaajuisen signaalin antenniin 100, joka säteilee signaalin sähkömagneetti- • ♦ : sena säteilynä ympäristöönsä.
**Y Signaalinkäsittelylohkossa 108 suoritetaan muun muassa impulssi- 25 vasteen mittaus sinänsä tunnetulla tavalla. Esitetyssä ratkaisussa impulssivas- j..* teen mittaustiheys riippuu lähetinvastaanottimen liiketilasta. Liiketila mitataan • · *♦··* ainakin yhdellä kiihtyvyysanturilla 114 - 116. Kiihtyvyysanturi on tavallisesti elektromekaaninen muutin, joka muodostaa kiihtyvyyttä vastaavan sähköisen signaalin lähtönapaansa. Kiihtyvyysanturin toiminta perustuu esimerkiksi piet- :Y: 30 sosähköiseen kiteeseen, jossa varausjakauman muutos on verrannollinen ki- :***: teeseen kohdistuvaan voimaan. Kiihtyvyysantureita on tarkemmin kuvattu jul- • · · kaisussa Understanding Smart Sensors, Frank Randy, Artech House Inc., I..* 1996 (ISBN 0-89006-824-0), joka otetaan tähän viitteeksi.
***** Liiketilaa voidaan mitata useammassa ulottuvuudessa käyttämällä :*·.. 35 useampia kiihtyvyysantureita, jotka voidaan integroida samaan anturiin. Vähin- tään kolmella kiihtyvyysanturilla, jotka ovat eri ulottuvuuksien suunnassa, voi- ··* 118877 4 daan päätelaitteen tila mitata kolmiulotteisesti. Kiihtyvyysanturien 114 - 116 mittaama kiihtyvyyssignaali syötetään digitaaliseen signaalinkäsittelylohkoon 108, jossa kiihtyvyystiedon ja/tai kiihtyvyystiedosta lasketun nopeuden perusteella ohjataan muun muassa impulssivasteen mittaustiheyttä. Mitä suurempi 5 on mitattu kiihtyvyys tai nopeus, sitä useammin impulssivastetta mitataan. Samoin mitä alhaisempi mitattu kiihtyvyys tai nopeus, sitä harvemmin impulssivastetta mitataan.
Kiihtyvyyden lisäksi tai sijasta voidaan mitata päätelaitteen nopeus integroimalla kiihtyvyyttä. Matemaattisesti ilmaistuna nopeus v saadaan kiihty-10 vyyden a integraalina seuraavasti: t, v- Jadt, t.
missä to on mittauksen aloitushetki ja ti on mittauksen lopetushetki eli aikaväli ti - to on mittausaikaikkuna. Nopeuden v mittaus voidaan esittää diskreetissä muodossa seuraavasti:
M
15 v=SaiAti· i-1 missä M on mittausaikaikkunassa olevien mittaushetkien määrä, ai on kiihtyvyys kullakin mittauskerralla ja Ati on kahden mittaushetken välinen aika. Impulssivasteen mittaustiheys kasvaa esitetyssä ratkaisussa myös päätelaitteen • · · : nopeuden kasvaessa. Samoin impulssivasteen mittaustiheys pienenee, kun : 20 päätelaitteen nopeus pienenee.
··· Koska liikutettava lähetinvastaanotin ei liiku koko ajan hyvin suurella ···· nopeudella kovasti kuormitettujen tukiasemien kuuluvuusalueen rajalla, voi- .··. daan impulssivasteen mittaustiheyden harventamisen avulla pienentää liikutet- tavan lähetinvastaanottimen tehonkulutusta huomattavasti. Tehonkulutus voi ”* 25 pienentyä enimillään jopa alle 1/300 osaan verrattuna tilanteeseen, jossa liiku- .. tettava lähetinvastaanotin ei ota huomioon liiketilaansa. Tilaajapäätelaitteessa • ♦ ♦ *·)·’ pienentynyt tehonkulutus tarkoittaa pidempää akun latausväliä sekä standby- että puhetilanteessa. Kun liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketila vaatii suurinta mahdollista impulssivasteen mittaustiheyttä, mittaustiheys voi olla .·♦·. 30 esimerkiksi 100 Hz. Kun taas lähetinvastaanotin ainakin likimain paikallaan, voidaan impulssivasteen mittaus suorittaa esimerkiksi 1 Hz taajuudella. Eli im- i *** pulssivasteen mittaustiheyttä voidaan esitetyn esimerkin mukaan pienentää · + * satakertaisesti. Annetut mittaustaajuudet ovat vain esimerkkejä toiminnasta ja 5 118877 antavat käsityksen esitetyn ratkaisun vaikutuksesta impulssivasteen mittaus-taajuuteen. Esitetty ratkaisu ei ole rajoittunut ko. mittaustaajuuksiin eikä mainittujen mittaustaajuuksien suhteisiin. Yksinkertaisimmillaan impulssi-vasteen mittaus voidaan suorittaa kahdella taajuudella. Tällöin matalaa 5 mittaustaajuutta käytetään, kun liikutettava lähetinvastaanotin on paikallaan tai liikkuu hitaasti (ihmisen kävelyvauhtia, alle 10 km/h). Suurta mittaustaajuutta käytetään muulloin. Mittaustaajuudet eivät sinänsä ole tärkeitä, vaan se, että matala impulssivasteen mittaustaajuus on pienempi kuin suuri impulssivasteen mittaustaajuus.
10 Impulssivastetietoa käytetään esimerkiksi seuraavalia tavalla. Se tukiasema tai ne tukiasemat, joiden kanssa päätelaite on tiedonsiirtoyhteydessä, etsitään impulssivastemittauksena avulla. Etsintä suoritetaan siten, että mitataan impulssivaste yhdestä tai useammasta tukiasemasta ja valitaan ainakin yksi tukiasema, jolla on suurin signaalin ja häiriöiden välinen suhde SIR (signal 15 interference ratio) tai suurin signaalin ja kohinan välinen suhde SNR (signal noise ratio). Impulssivastemittauksen avulla päivitetään naapuritukiasemalis-taa mahdollista kanavanvaihtoa varten. Impulssivastemittausta käytetään myös synkronoinnin ajoitukseen päätelaitteiden ja tukiasemien välillä. Lisäksi impulssivastemittauksen avulla määritetään päätelaitteen aloituslähetysteho 20 yhteydenmuodostuksen alussa.
Mitattaessa liikutettavan lähetinvastaanottimen nopeutta integroi- :v. maila kiihtyvyys muodostettua nopeusestimaattia voidaan käyttää liikutettavan j lähetinvastaanottimen lähetystehonsäädössä. Tällöin voidaan optimoida esi- • * · *“.* merkiksi tehonsäädön askeleen koko. Tehosäädön askeleen koko on se tehon • · · 25 muutos, joka voidaan pienimmillään tehdä. Tätä on tarkemmin selitetty julkai-suissa: T. Frantti, Fuzzy Power Control for Mobile Radio Systems, European Symposium on Applications of Intelligent Technologies, Aachen, Germany, ««· 1997 ja A. J. Viterbi, CDMA - Principles of Spread Spectrum Communications,
Addison Wesley, 1995, jotka otetaan tähän viitteeksi. Nopeuden avulla voi- :V: 30 daan myös muuttaa tehonsäädön kynnystä siten, että nopeuden ylittäessä en- :**·. naita määrätyn nopeuskynnyksen, tehoa säädetään eri tavalla kuin nopeuden • · · * . ollessa alle määritellyn rajan. Tällaisia kynnyksiä voi olla yksi tai useampia.
Nopeuskynnysten sijasta voidaan tehonsäätöä muuttaa myös liukuvasti eli jat-kuvasti nopeuden mukaan. Lisäksi nopeuden avulla voidaan määrittää impuls-·*·.. 35 sivasteen mittaustarkkuus eli optimoida FIR-suodattimen (Finite Impulse Res- ponse) pituus.
··· 118877 6
Tarkastellaan nyt hieman lähemmin FIR-suodatinta kuvion 3 avulla. FIR-suodatin käsittää viivevälineet 300, tapit eli väliotot 302 ja summaimen 304. FIR-suodattimen tapit 302 ovat impulssivasteen painotuskertoimia. Kun kertoimet ovat oikeat, kanavan aiheuttama vääristymä vähenee minimiinsä.
5 Yksinkertaisimmillaan tappien kertoimet ovat joko ykkösiä tai nollia. Sisääntu-leva signaali x(t) viivästetään jokaisessa viivevälineessä 300 ja viivästetyt signaalit summataan summaimessa 304 yhteen. Yksinkertaisimmillaan FIR-suodatin on siirtorekisteri, jonka jokaisen rekisterielementin sisältö summataan painotettuna tappikertoimella. Aikatasossa FIR-suodattimen lähtö y(t) voidaan 10 esittää kaavana M-l y(t)- ][]h(k)x(t-kAt) k=0 missä h(k) on impulssivasteen tappikerroin, k on indeksi 0:stä M -1 :een, M on tappien määrä, t on aika ja x(t) on signaalin arvo hetkellä t, y(t) on vastaanotetun signaalin signaaliestimaatti.
15 Kun kanavan aiheuttama vääristymä ei ole kovin iso, ei tarvita tark kaa impulssivastetietoa. Tällöin kaikkia M kappaletta FIR-suodattimen tappeja ei tarvitse mitata tai määritellä, vaan riittää, että signaaliestimaatin määrityksessä käytetään P kappaletta tappeja, missä P on pienempi kuin M eli P < M. Määrittelemättömät tapit saavat tällöin arvon 0.
20 Kun liikutettavan lähetinvastaanottimen nopeus mitataan, voidaan ί muodostaa luotettava tieto myös Doppler-ilmiön vaikutuksesta vastaanotetun • : signaalin taajuussiirtymään. Doppler-ilmiön aiheuttama taajuussiirtymä Δή yh- delle signaalin komponentille i on matemaattisessa muodossa seuraava: v • · Afj = -cosoq , .···, λ 25 missä i signaalikomponentin indeksi, λ on signaalin aallonpituus, v on lähetin-***** vastaanottimen nopeus ja on lähetinvastaanottimen liikesuunnan ja saapu van signaalin suunnan välinen kulma. Vastaanotetun signaalin taajuuden muu-tos Af aiheuttaa myös vastaanotetun symbolin kestoon muutoksen, joka tulee ottaa huomioon tiedonsiirrossa. Lähetyksessä Doppler-ilmiön vaikutuksen mu- 30 kaan voidaan symbolin kestoaikaa joko lisätä tai pienentää.
,*··. Vastaanotetusta signaalista tulee ottaa näytteitä (kuviossa 2 lohko · “* 106) Nyquistin taajuudella suhteessa suurimpaan Doppler-ilmiön aiheutta- : '·· maan taajuusmuutokseen Af. Esitetetyssä ratkaisussa voidaan näytteenotto- taajuutta muuttaa sen mukaan, mikä taajuusmuutos Af on. Näytteenottotaa- 118877 7 juutta suurennetaan, kun taajuusmuutos on kasvaa, ja näytteenottotaajuutta pienennetään, kun taajuusmuutos pienenee.
Kun käydään läpi kaikki K signaalikomponenttia, jolloin i käy yhdestä K:ään (i = 1.....K), missä K on haluttu määrä signaalikomponentteja, voi- 5 daan muodostaa Doppler-hajonnan tehotiheysspektri. Kun oletetaan, että eri signaalikomponentit ovat sironneet isotrooppisesti ja saapuvat tasaisesti jakautuneesi välillä [0°, 360°] vastaanottimelle, saadaan U-muotoinen tehoti-heyskäyrä. Tehotiheysspektristä tai suoraan suurimmasta taajuusmuutoksesta voidaan estimoida Ooppler-hajonnan kaistanleveys fD, jonka käänteislukuna 10 saadaan viivehajonta Tc, Tc = 1/(2.fd), missä kaistanleveys fd on fd = (v/c).fcja fc on kantoaallon taajuus. Viivehajonnasta tai suoraan Doppler-hajonnan kaistanleveydestä voidaan määrittää koherenssiaika, joka on sellainen aika, jolloin kanavan vaihtelut ovat pieniä ja kanavassa lähetetyssä symbolissa ei juurikaan esiinny kanavan aiheuttamia häiriöitä. Doppler-hajonta on Dopp-15 ler_spread = 2t(v/c).fc = pd. Koherenssiaika puolestaan on Tc = 1/pd. Jos symbolin kesto on lyhyempi kuin koherenssiaika, kyseessä on hitaasti häipyvä kanava. Jos taas symbolin kesto on pitempi kuin koherenssiaika, kyseessä on nopeasti häipyvä kanava. Kun koherenssiajan Tc havaitaan muuttuvan Dopp-ler-ilmiön seurauksena, voidaan esitetyssä ratkaisussa muuttaa lähdekooda-20 usta, kanavakoodausta, tehonsäätöä tai tiedonsiirtonopeutta siten, että Dopp-ler-ilmiön vaikutus pienenee tai eliminoituu. Koherenssiajan ja symbolin keston ..... suhde määrittelee kanavan tyypin hitaasti tai nopeasti häipyväksi.
! ^ Jopa yhden mutta mielellään useamman kiihtyvyysanturin avulla voidaan suorittaa myös kuhunkin liiketilaan liittyvä kontekstitunnistus. Tätä on ··· *··ϊ 25 esitetty kuviossa 4A ja 4B, joissa pystyakselina on anturin kiihtyvyyttä vastaa- va lähtöjännite U voltteina V ja vaaka-akselilla on aikaa T vastaava näyteluku *·· ·*...·’ N. Molemmissa kuvioissa 4A ja 4B on käytetty samaa näytteenottotaajuutta.
Kontekstitunnistuksen avulla voidaan esimerkiksi erottaa paikallaanolo, käveleminen, juokseminen ja autossa olo tms. toisistaan ko. tiloissa syntyvien kiih-30 tyvyyssignaalien käyttäytymisen perusteella. Kuviossa 4A on esitetty kolmen, • » /*·, eri ulottuvuuksien suuntiin mittaavan anturin kiihtyvyyskäyrät ajan funktiona, *·'' kun käyttäjä on ottanut askeleita normaalin kävelyn tahtiin eli vaaka-akselin 50 näytettä vastaa noin yhtä sekuntia. Anturit on kiinnitetty päätelaitteeseen, joka ΦΜ on kävelevän käyttäjän mukana. Kävelemisessä ja juoksemisessa esiintyy 4 :\<a 35 tunnistettavasti säännöllistä ylös ja alas suuntautuvia kiihtyvyyksiä. Kiihtyvyys- [···, signaalin amplitudin ja taajuuden perusteella käveleminen ja juokseminen voi- • · ·· 118877 8 daan erottaa muista tilanteista samoin kuin myös toisistaan. Paikallaan ollessa kiihtyvyyksiä ei usein juurikaan esiinny tai kiihtyvyydet aiheutuvat esimerkiksi paikallaan kääntymisestä, pään kääntämisestä tms, mikä on tunnistettavissa ja myös erotettavissa varsinaisesta maanpinnan suhteen liikkumisesta. Kuvi-5 ossa 4B on esitetty tilanne, jossa käyttäjä vastaa päätelaitteena olevaan puhelimeen. Tällöin puhelin nostetaan korvalle, mikä aiheuttaa eri ulottuvuuksien suuntaan tyypilliset kiihtyvyyskäyrät. Autossa ollessa puolestaan esimerkiksi lähtö-, pysähtymis- ja kaarrekiihtyvyyksien avulla voidaan päätellä esimerkiksi päätelaitteen nopeus. Kontekstitunnistusta on tarkemmin selitetty kirjassa: E. 10 Tuulari, Context Aware Hand Held Devices, VTT Publications, 2000, joka otetaan tähän viitteeksi.
Kiihtyvyysanturit voidaan integroida päätelaitteen piireihin tai runkoon ja kiihtyvyystieto voidaan prosessoida päätelaitteen prosessorilla tai erillisellä prosessorilla digitaalisessa signaalinkäsittelylohkossa (kuvio 1, lohko 15 108).
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
• · · • · · • ψ • · • · • · · • · · ·· 1 ·1· t • · 1 · » 9 ··· • · • Φ • · · • · · • · • · • · · • · • · · * ♦ # • 1 • · · * 9 • · • · · « · • · · • · • · * · · m * m • · • «· 1 « • · * ·
• M

Claims (20)

118877
1. Menetelmä liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan tunnistamiseksi radiojärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman (1) ja päätelaitteita (2-4), tunnettu siitä, että mitataan ainakin yhdellä kiihty-5 vyysanturilla (114-116) liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilaa liikutettavan lähetinvastaanottimen liiketilan huomioimiseksi radiojärjestelmän toiminnassa siten, että mitataan ainakin yhdellä kiihtyvyysanturilla (114 -116) liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) kiihtyvyyttä, 10 määritetään integroinnin ja kontekstitunnistuksen avulla kiihtyvyys- tiedosta liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila, ja määritetään liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan avulla Doppler-ilmiön aiheuttama taajuusmuutos tiedonsiirrossa käytetyllä taajuudella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan vastaanotossa näytteenottotaajuutta taajuusmuutoksen suuruuden mukaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan avulla j V 20 Doppler-ilmiöön liittyvä koherenssiaika. • · • · · • « t "V
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan koherenssiajan muuttuessa ainakin yhtä seuraavista tiedonsiir- ].,* toon vaikuttavista tekijöistä: lähdekoodaus, kanavakoodaus ja tiedonsiirtono- « · *···* peus. • » · 1 • · • · • · ·
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että huomioidaan liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila säädettä-• · · ' .···. essä liikutettavan lähetinvastaanottimen lähetystehoa.
• * • * * ·;··· 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, .···. että määritetään liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan avulla im- a*·* 30 pulssivasteen mittaustiheys. • · • · ··· • · • 9 ··· 118877
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että optimoidaan impulssivasteen mittaustarkkuus liikutettavan lähetinvastaan-ottimen (2 - 4) liiketilan mukaan.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että käytetään ainakin kolmea kiihtyvyysanturia (114 - 116) mittaamaan liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila kolmessa eri spatiaalisessa ulottuvuudessa.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila ainakin kah- 10 dessa ulottuvuudessa ainakin kahden kiihtyvyysanturin (114-116) avulla.
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on matkapuhelin.
11. Liikutettava lähetinvastaanotin radiojärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman ja päätelaitteita, tunnettu siitä, että liikutettava 15 lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu mittaamaan ainakin yhdellä kiihtyvyysanturilla (114-116) liiketilaansa liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan huomioimiseksi radiojärjestelmän toiminnassa siten, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu mittaamaan aina-;v kin yhdellä kiihtyvyysanturilla (114-116) liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 : :* 20-4) kiihtyvyyttä ja määrittämään integroinnin ja kontekstitunnistuksen avulla :·γ kiihtyvyystiedosta liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila, ja liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu määrittämään liiku-*:**: tettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan avulla Doppler-ilmiön aiheutta- ma taajuusmuutos tiedonsiirrossa käytetyllä taajuudella. t · · • · • ·
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tun- . . n e 11 u siitä, että muutetaan vastaanotossa näytteenottotaajuutta taajuus- • · · *·*·* muutoksen suuruuden mukaan. »·· • · • · mm['.
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tun- n e 11 u siitä, että määritetään liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketi- • · *·;·* 30 lan avulla Doppler-ilmiöön liittyvä koherenssiaika. • φ
• · • «· [·.·, 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen lähetinvastaanotin, tun- n e 11 u siitä, että muutetaan koherenssiajan muuttuessa ainakin yhtä seuraa- 118877 vista tiedonsiirtoon vaikuttavista tekijöistä: lähdekoodaus, kanavakoodaus ja tiedonsiirtonopeus.
15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu määrittä- 5 mään liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketilan avulla impulssivas-teen mittaustiheys.
16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu huomioimaan liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila säädettäessä liikutetta- 10 van lähetinvastaanottimen (2 - 4) lähetystehoa.
17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu optimoimaan impulssivasteen mittaustarkkuus liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4. liiketilan mukaan.
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen lähetinvastaanotin, tun nettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) käsittää ainakin kolme kiihtyvyysanturia (114-116) liikutettavan lähetinvastaanottimen (2-4) liiketilan mittaamiseksi kolmessa eri spatiaalisessa ulottuvuudessa. M I
• *.·’ 19. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, tun- 20 nettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on sovitettu mittaa- ·:· maan liikutettavan lähetinvastaanottimen (2 - 4) liiketila ainakin kahdessa ulot- ···· •;··; tuvuudessa ainakin kahden kiihtyvyysanturin (114-116) avulla.
··♦ • · ***** 20. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lähetinvastaanotin, t u n - ··· ’ nettu siitä, että liikutettava lähetinvastaanotin (2 - 4) on matkapuhelin. • * m m m mmm • m mmm • · • · ** • * ··· • m m · *·· ·· • « • ·* mmm • · * · • mm 118877
FI20001453A 2000-06-19 2000-06-19 Liiketilan estimointi FI118877B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001453A FI118877B (fi) 2000-06-19 2000-06-19 Liiketilan estimointi
EP01945364A EP1304008A1 (en) 2000-06-19 2001-06-14 Estimation of movement
US10/311,234 US7079814B2 (en) 2000-06-19 2001-06-14 Estimation of movement
AU2001267604A AU2001267604A1 (en) 2000-06-19 2001-06-14 Estimation of movement
JP2002504165A JP4886154B2 (ja) 2000-06-19 2001-06-14 移動の評価
PCT/FI2001/000562 WO2001099447A1 (en) 2000-06-19 2001-06-14 Estimation of movement
US12/218,972 USRE43543E1 (en) 2000-06-19 2001-06-14 Estimation of movement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001453A FI118877B (fi) 2000-06-19 2000-06-19 Liiketilan estimointi
FI20001453 2000-06-19

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20001453A0 FI20001453A0 (fi) 2000-06-19
FI20001453A FI20001453A (fi) 2002-04-15
FI118877B true FI118877B (fi) 2008-04-15

Family

ID=8558588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20001453A FI118877B (fi) 2000-06-19 2000-06-19 Liiketilan estimointi

Country Status (6)

Country Link
US (2) USRE43543E1 (fi)
EP (1) EP1304008A1 (fi)
JP (1) JP4886154B2 (fi)
AU (1) AU2001267604A1 (fi)
FI (1) FI118877B (fi)
WO (1) WO2001099447A1 (fi)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20020400A0 (fi) * 2002-03-01 2002-03-01 Nokia Corp Signaalin suunnan määritys radiojärjestelmässä
FR2841085B1 (fr) * 2002-06-18 2004-12-10 France Telecom Poste de telecommunication equipe d'accelerometres et reseau de telecommunication correspondant
US7848270B2 (en) * 2005-04-28 2010-12-07 Ascom Tateco Ab Minimizing energy usage in a wireless portable unit based on motion of the device
US7778433B2 (en) * 2005-04-29 2010-08-17 Industrial Technology Research Institute Wireless system and method thereof for hearing
US7633076B2 (en) 2005-09-30 2009-12-15 Apple Inc. Automated response to and sensing of user activity in portable devices
US8666460B2 (en) * 2006-05-05 2014-03-04 Analog Devices, Inc. Method and apparatus for controlling a portable device
TWI338492B (en) * 2007-01-05 2011-03-01 Primax Electronics Ltd Communication device
GB2450167B (en) * 2007-06-18 2009-07-29 Nec Corp Discontinuous Reception In A Mobile Radio Communications Network
GB2453979B (en) * 2007-10-24 2010-01-06 Motorola Inc Scheduling of data packets over an air interface of a cellular communication system
KR101301240B1 (ko) * 2009-02-26 2013-08-28 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 속도추정 장치 및 방법
CN102104669A (zh) * 2009-12-17 2011-06-22 深圳富泰宏精密工业有限公司 智能来电通知系统及方法
KR20120081694A (ko) * 2011-01-12 2012-07-20 삼성전자주식회사 광대역 무선 접속 시스템에서 고속 주파수 오프셋 추정 장치 및 방법
EP3272161B1 (en) * 2015-03-17 2018-07-11 Philips Lighting Holding B.V. Localization based on motion detection of the mobile device

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2183117B (en) 1984-12-22 1988-08-17 Gen Electric Plc Radar apparatus for use on a platform subject to unwanted movement
JPH05259969A (ja) * 1992-03-11 1993-10-08 Fujitsu Ltd 移動速度別無線周波数帯割当方法及び装置
JPH06208696A (ja) * 1993-01-08 1994-07-26 Nippon Signal Co Ltd:The 超音波式車種判別装置
US5513221A (en) * 1994-05-19 1996-04-30 Hughes Aircraft Company Doppler bandwidth dependent estimation of a communications channel
KR100319309B1 (ko) 1995-01-25 2002-04-24 다치카와 게이지 이동통신시스템
TW347616B (en) * 1995-03-31 1998-12-11 Qualcomm Inc Method and apparatus for performing fast power control in a mobile communication system a method and apparatus for controlling transmission power in a mobile communication system is disclosed.
JP3359781B2 (ja) 1995-05-26 2002-12-24 株式会社日立製作所 情報収集支援システム及び情報収集用携帯端末装置
JPH0983409A (ja) * 1995-09-14 1997-03-28 Fujitsu Ltd フェージング推定方式
JPH0998465A (ja) 1995-09-29 1997-04-08 Nec Corp 携帯無線電話制御法及び携帯無線電話機
AUPN733395A0 (en) * 1995-12-22 1996-01-25 University Of Technology, Sydney Location and tracking system
JPH09200827A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Brother Ind Ltd 携帯用電話機
US5894473A (en) * 1996-02-29 1999-04-13 Ericsson Inc. Multiple access communications system and method using code and time division
US6067460A (en) * 1996-05-23 2000-05-23 Nokia Mobile Phones Limited Mobile station having enhanced standby mode
JPH1079701A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Fujitsu Ltd 移動通信端末及びその送信電力制御方式
US6249252B1 (en) * 1996-09-09 2001-06-19 Tracbeam Llc Wireless location using multiple location estimators
JP3111909B2 (ja) 1996-09-27 2000-11-27 松下電器産業株式会社 移動電話機
US6396867B1 (en) * 1997-04-25 2002-05-28 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for forward link power control
FI105005B (fi) * 1997-05-13 2000-05-15 Nokia Networks Oy Päätelaitteen nopeuden estimoimismenetelmä, solun valitsemismenetelmä ja radiojärjestelmä
EP0899896A1 (de) * 1997-08-27 1999-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Schätzung räumlicher Parameter von Überstragungskanälen
JP3913879B2 (ja) * 1998-02-03 2007-05-09 富士通株式会社 移動速度に基づく通信制御装置および方法
US6133876A (en) * 1998-03-23 2000-10-17 Time Domain Corporation System and method for position determination by impulse radio
US6225948B1 (en) * 1998-03-25 2001-05-01 Siemens Aktiengesellschaft Method for direction estimation
US6385460B1 (en) * 1998-05-26 2002-05-07 Conexant Systems, Inc. Power management system for a mobile unit by reduced neighbor cell scanning
US6078826A (en) * 1998-05-29 2000-06-20 Ericsson Inc. Mobile telephone power savings method and apparatus responsive to mobile telephone location
FI107686B (fi) 1998-06-16 2001-09-14 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä ja tietoliikennelaite kantajien hallintaa varten kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmässä
US6314308B1 (en) 1998-07-02 2001-11-06 Snaptrack, Inc. Method and apparatus for providing reserve power in a cellular telephone
JP3593459B2 (ja) * 1998-07-27 2004-11-24 株式会社日立製作所 移動体監視方法及びシステム
GB9818378D0 (en) * 1998-08-21 1998-10-21 Nokia Mobile Phones Ltd Receiver
US6219540B1 (en) 1998-11-23 2001-04-17 Motorola, Inc. Communication device providing out-of-range battery saving and method therefor
US6320919B1 (en) * 1998-11-30 2001-11-20 Ericsson Inc. Adaptive channel characterization using decoded symbols
US6370357B1 (en) * 1998-12-21 2002-04-09 Nortel Networks Limited Mobile speed estimation for digital cellular radio systems
FR2789492A1 (fr) * 1999-02-08 2000-08-11 Mitsubishi Electric Inf Tech Procede d'estimation de la vitesse de deplacement relatif d'un emetteur et d'un recepteur en communication l'un avec l'autre d'un systeme de telecommunications
US6542741B2 (en) 1999-07-01 2003-04-01 Ericsson, Inc. Method of establishing an adaptive public neighbor cell list for mobile stations of a private cellular system
US6313787B1 (en) * 1999-11-12 2001-11-06 Motorola, Inc. Method and apparatus for assisted GPS protocol
US6564042B1 (en) * 2000-03-03 2003-05-13 Qualcomm Incorporated Velocity-estimation-based gain tables

Also Published As

Publication number Publication date
FI20001453A (fi) 2002-04-15
FI20001453A0 (fi) 2000-06-19
US7079814B2 (en) 2006-07-18
JP4886154B2 (ja) 2012-02-29
US20040072556A1 (en) 2004-04-15
USRE43543E1 (en) 2012-07-24
JP2004501586A (ja) 2004-01-15
AU2001267604A1 (en) 2002-01-02
EP1304008A1 (en) 2003-04-23
WO2001099447A1 (en) 2001-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118877B (fi) Liiketilan estimointi
KR100957395B1 (ko) 레벨 교차율을 이용한 속도추정 장치 및 방법
EP0884861B1 (en) Spread spectrum receiver and transmission power control method
EP1131902B1 (en) Variable loop gain in double loop power control systems
KR970004774B1 (ko) 수신기의 채널품질 평가방법 및 장치
EP0822668B1 (en) Spread spectrum receiving apparatus
KR100746608B1 (ko) 직접 변환용 수신기의 수신기 감도를 증가시키기 위한장치, 및 관련 방법
KR960015281B1 (ko) 두개 이상의 안테나로부터 가장 알맞는 수신기를 선택하는 방법
KR100304752B1 (ko) 이동통신시스템용시디엠에이송수신기
CA2382536A1 (en) System and method for accurately predicting signal to interference and noise ratio to improve communications system performance
US6445732B1 (en) Dynamic range reduction circuitry for a digital communications receiver
EP1156590A1 (en) Receiver and gain control method
FI104025B (fi) Tehonsäätömenetelmä ja solukkoradiojärjestelmä
AU723533B2 (en) Method for determining speed of terminal, and receiver
EP0903951A2 (en) Base station searching device
WO2001067631A2 (en) Velocity-estimation-based transmission power gain tables
CN1902873A (zh) 在无线网络中使用信道自适应度量定位干扰设备
US20010050902A1 (en) Radio communication system, radio communication apparatus, mobile communication terminal, base station apparatus and transmission power controlling method
KR20010072319A (ko) 통신 장치 및 방법
FI102345B (fi) Menetelmä päätelaitteen nopeuden määrittämiseksi ja vastaanotin
JP2003087167A (ja) 移動端末の移動速度を推定する方法および装置
JP2005520376A (ja) 送信電力制御コマンドを通じて速度情報を行なうシステム及び方法
US20030069046A1 (en) Base station apparatus provided with array antennas and reception method using the same antennas
KR100546597B1 (ko) 위상 정보를 이용한 도플러 주파수 추정 방법
Dorpinghaus et al. Enhanced predictive up/down power control for cdma systems

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118877

Country of ref document: FI