JP4154590B2

JP4154590B2 - Moving speed detection method and moving speed detection means for moving mobile terminal

Info

Publication number: JP4154590B2
Application number: JP2003063232A
Authority: JP
Inventors: 政彦中山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004274442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
無線通信において、移動速度の推定を行う、移動体端末の移動速度検出方法及び移動速度検出手段を備えた移動体端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信にとって、移動速度を検出することは移動通信システムにとってあらゆる利点を生むことになる。移動体通信は、電波を利用した無線で構成されることがほとんどであり、電波環境によりさまざまな状況が生まれる。その中で、移動速度を検出することは、容易ではない。
【０００３】
従来の速度検出方法には、GPS技術を用いて時間と移動距離から、速度算出するような手法があった（例えば、特許文献１参照。）。また、ドップラー周波数の検出から移動速度を算出する手段もある（例えば、特許文献２参照。）。また、フェージングピッチから移動速度を算出する手段もある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３５９１４５号公報
【特許文献２】
特開平１１−９８０７１号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２６６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の速度検出方法には、GPS技術を用いて時間と移動距離から、速度算出するような手法があり、また、ドップラー周波数の検出やフェージングピッチから移動速度を算出する手段もあるが、これらは、携帯端末に実装する上で、回路規模が大きくなったり、処理量がかかるなどの不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、無線通信で、簡単に速度検出が可能となるような回路構成の移動体端末の移動速度検出方法及び移動速度検出手段を備えた移動体端末を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体端末の移動速度検出方法は、
アンテナ部と受信回路部とAFC/AGC制御部とADC(Analog TO Digital Converter)部と受信データ処理部と速度検出回路部とから構成される移動体端末の移動速度検出方法であって、アンテナ部で電波を受けるとRF(radio frequency)の信号が受信され、RFの信号は、受信回路部に入力され、受信回路部には、AFC(Automatic Frequency control)信号とAGC制御(GCA(Gain Control AMP)を制御するための制御)信号がAFC/AGC制御部より入力され、アンテナ部で受けた電波を復調し、アナログベースバンド信号としてADC部へ出力し、AFC/AGC制御部は、受信データ処理部からの情報に基づき、搬送波周波数制御電圧と発振子周波数制御電圧とGCAを制御するためのAGC制御電圧とを生成し、受信回路部へ出力し、ADC部は、アナログベースバンド信号を送信データのｎ倍の周波数でサンプリングしてデジタル信号化し、デジタル化された信号を、受信データ処理部及び速度検出回路部へ入力し、受信データ処理部は、受信信号を処理し、通信に必要なデータを出力し、速度検出回路部は、受信信号を処理し、速度検出を行い、速度情報を出力し、速度検出回路部は、レベル積算回路とピーク値検出回路と解析部とから構成され、速度検出回路部は、レベル積算回路により、デジタル化された信号を電圧値のレベル毎にカウントし、その出力のレベル積算結果をピーク値検出回路へ出力し、ピーク値検出回路にて検出した情報を解析部に入力し、解析部にてピークレベルの変化より、位相変化を求め、ドップラー周波数を算出し、移動速度の推定を行い、レベル積算回路は、閾値判定回路と複数のカウンタとから構成され、解析部は、 DSP 部と ROM パターンデータとから構成され、 ADC 部でデジタルに変換された受信信号は、閾値判定回路に入力され、閾値判定回路は、各サンプリング点におけるレベルでレベル積算回路内の閾値判定を行い、各カウンタへパルスを発生し、各カウンタはそれぞれのレベルでカウントアップし積算し、所定の周期でレベル積算結果をピーク値検出回路へ出力し、ピーク値検出回路は、所定の周期毎にピークレベルを抽出し、 DSP 部へ出力し、 DSP 部は、単位時間当たりのピークレベルの位相変化と ROM パターンデータに収められているピークレベルの移動速度に伴ったパターンとを比較し、状態変化パターンの類似したものを判定し、移動速度の推定を行う。
【０００８】
また、 AFC/AGC 制御部の AFC 制御はオフ（ OFF ）にし、 AGC 制御はオン（ ON ）にしておいてもよい。
【０００９】
本発明の移動速度検出手段を備えた移動体端末は、
アンテナ部と受信回路部とAFC/AGC制御部とADC(Analog TO Digital Converter)部と受信データ処理部と速度検出回路部とから構成される移動体端末であって、アンテナ部で電波を受けるとRF(radio frequency)の信号が受信され、RFの信号は、受信回路部に入力され、受信回路部には、AFC(Automatic Frequency control)信号とAGC制御(GCA(Gain Control AMP)を制御するための制御)信号がAFC/AGC制御部より入力され、アンテナ部で受けた電波を復調し、アナログベースバンド信号としてADC部へ出力し、AFC/AGC制御部は、受信データ処理部からの情報に基づき、搬送波周波数制御電圧と発振子周波数制御電圧とGCAを制御するためのAGC制御電圧とを生成し、受信回路部へ出力し、ADC部は、アナログベースバンド信号を送信データのｎ倍の周波数でサンプリングしてデジタル信号化し、デジタル化された信号を、受信データ処理部及び速度検出回路部へ入力し、受信データ処理部は、受信信号を処理し、通信に必要なデータを出力し、速度検出回路部は、受信信号を処理し、速度検出を行い、速度情報を出力し、速度検出回路部は、レベル積算回路とピーク値検出回路と解析部とから構成され、速度検出回路部は、レベル積算回路により、デジタル化された信号を電圧値のレベル毎にカウントし、その出力のレベル積算結果をピーク値検出回路へ出力し、ピーク値検出回路にて検出した情報を解析部に入力し、解析部にてピークレベルの変化より、位相変化を求め、ドップラー周波数を算出し、移動速度の推定を行い、レベル積算回路は、閾値判定回路と複数のカウンタとから構成され、解析部は、 DSP 部と ROM パターンデータとから構成され、 ADC 部でデジタルに変換された受信信号は、閾値判定回路に入力され、閾値判定回路は、各サンプリング点におけるレベルでレベル積算回路内の閾値判定を行い、各カウンタへパルスを発生し、各カウンタはそれぞれのレベルでカウントアップし積算し、所定の周期でレベル積算結果をピーク値検出回路へ出力し、ピーク値検出回路は、所定の周期毎にピークレベルを抽出し、 DSP 部へ出力し、 DSP 部は、単位時間当たりのピークレベルの位相変化と ROM パターンデータに収められているピークレベルの移動速度に伴ったパターンとを比較し、状態変化パターンの類似したものを判定し、移動速度の推定を行う。
【００１０】
また、AFC/AGC制御部のAFC制御はオフ（OFF）にし、AGC制御はオン（ON）にしておいてもよい。
【００１１】
本発明は、受信した信号をAD変換したデジタル値をサンプリングし、一定の間隔で累積加算をする機構をもち、そのレベル変動の変化により速度推定を行う方法である。
【００１２】
また、累積加算された結果を用いて、速度を推定する処理機構をもつ速度推定を行う方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図1を参照しながら本発明の実施の形態の全体構成を説明する。受信機の装置構成として、アンテナ部101で電波を受けるとRF(radio frequency)の信号が受信される。その信号は、受信回路部102に入力される。受信回路部はアナログ信号の処理となり、RF信号処理LNA(low noise AMP、filterなど)、ヘテロダイン方式ならIF信号処理、GCA(Gain Control AMP)、周波数変換回路等からなる。受信回路部102には、AFC(Automatic Frequency control)信号、AGC制御(GCAを制御するための制御)信号がAFC/AGC制御部103より入力される。AFC/AGC制御部103は、受信データ処理部106等からの情報に基づき、搬送波周波数制御電圧、発振子(TCXOなどの)周波数制御電圧、GCAを制御するためのAGC制御電圧を生成し、受信回路部102へ出力する。
【００１４】
受信回路部102の出力は、ADC(Analog TO Digital Converter) 部104に入力される。
【００１５】
ADC部104によって、アナログからデジタルへ変換された受信信号は、受信データ処理部106及び速度検出回路部105へ入力され、受信データ処理部106は、受信信号を処理し、通信に必要なデータを出力する。同様に受信信号は速度検出回路部105に入力され、速度検出回路部105内で速度検出行い、速度情報が出力される。
【００１６】
次に、速度検出回路部105の内部構成を説明する。
【００１７】
ADC部104でデジタル値に変換された受信信号は、レベル積算回路105aに入力され、その出力のレベル積算結果をピーク値検出回路105bへ出力する。ピーク値検出回路105bにて検出した情報を解析部105cに入力し、解析結果により速度情報を得る。
【００１８】
次に、動作原理を説明する。
【００１９】
アンテナ部101、受信回路部102、ADC部104、受信データ処理部106,AFC/AGC制御部103の詳細な内部構成および動作原理は、本発明の核心とあまり深くかかわらないので詳細は割愛する（一般的に知られている構成でかまわない）。
【００２０】
アンテナ部101で受けた電波は、通常、受信回路部102で復調されると、アナログベースバンド信号となって出力される。このアナログベースバンド信号をADC部104で送信データのｎ倍の周波数でサンプリングされてデジタル信号化される。このデジタル化された信号を電圧値のレベル毎にカウントする動作を行なうのが、速度検出回路部105内のレベル積算回路105aである。
【００２１】
図2に静止状態から移動したときのレベルカウントを行なった状態例(シミュレーション)を示す。このように、静止状態から移動したときに現れる周波数変化（＝速度変動->周波数変化->位相変化）によりレベルカウントの分布が変動することが分かる。
【００２２】
これは、ドップラー効果として知られている。式としては、次のようになる。
fd＝ｆ×(V-Vo)/(V-Vs) ・・・・・・・ (1)
電波の速度(光速) V
基地局の移動速度 Vs (基地局は、移動対象ではないのでVs=0)
端末の移動速度 Vo
基地局での電波周波数 f
端末に届く電波の周波数 fd
本発明が有効になるときの条件は、AFCはOFF、AGC(自動利得制御)はONとなる。AFCをONにすると、移動したときの周波数変動を補正してしまうので、本特徴を利用することができない。また、AGCをONにしておくことで、マルチパス環境下のフェージングピッチ変動によるレベル変動補正（レベルの正規化）が自動的におこなわれるので、受信信号のレベルのカウントミスが生じない。
【００２３】
CDMA等の通信システムでの経験から、AFCの更新周期は高速ではないため、受信ベースバンド信号(ADC出力)を用いた速度検出方法が可能となる。
【００２４】
【実施例】
実施例の全体構成については、「発明の実施の形態」と同じなので省略する。
【００２５】
本発明の実施例を図３の速度検出回路部に注目して構成の説明をする。
【００２６】
受信される信号がQPSK変調、ADC部が6bit出力、 4倍オーバーサンプリング(アナログベースバンド信号に対しサンプリング周波数が4倍)とした受信機を想定して説明する。なお、本実施例は、QPSK変調方式であるが、BPSK変調方式等の変調方式でも同様なことができるので、EYE patternが見える受信信号を用いている移動体端末に本発明は適用が可能であり、必ずしもQPSK変調方式でなくてもよい。
【００２７】
ADC部104の出力は上記実施例条件の場合、I ch、Q ch信号として、それぞれのアナログベースバンド信号となり、それがレベル積算回路301の閾値判定回路301aに入力される。閾値判定回路301aの出力は、レベルに応じてカウンタ回路301b0〜301b63に繋がっておりレベルの値によってカウントされる。
【００２８】
カウントの出力値は、比較器（ピーク値検出回路）302に入力されその結果を速度を推定する解析部303のDSP部303aへ通知される構成となる。
【００２９】
各ブロックの動作の説明を図２、図３、図４、図５を用いて説明する。
Ich、Qch信号は、4倍オーバーサンプリングにてAD変換をしているため、離散的に値が確定する。端末が移動していないときは、周波数の変動がないので、図４に示すような感じ(a,b,c,d)で毎回サンプリングされる。図４(位相変動の状態がないシミュレーションのEYE pattern図)のaのサンプリング点に注目すると、信号が集まっており、このレベルの積算値の回数が多くなり、カウント値がUPされる。
【００３０】
各サンプリング点におけるレベル(縦軸：0〜63段階)で、レベル積算回路301内の閾値判定を行い、各カウンタへpulseを発生する。レベル積算回路301内の各カウンタは、それぞれのレベルでカウントアップする。これにより、積算される。
【００３１】
図５のタイミング図によって説明すると、カウンタは、IQ ch信号をｎ time周期間中、閾値判定しながら、それぞれのレベルをカウントUPしている(図5 b)。n timeの終わりで値を確定し、比較器302へ引き渡される。n timeの周期で、カウンタはリセットを行い次の積算に入る。各レベルごとにカウントを積算している期間があるのは、マルチパス環境や外来ノイズの影響を分散して確実にピークが出るようにする目的のためである。
【００３２】
比較器302では、位相変化を捉えられるように各レベルの大きいものを抽出する(図5のｃの段階)。
【００３３】
図２は、ある速度時の積算結果をグラフ化したものである(説明のためシミュレーションにて求めた図を利用)。図２のｎ1 時間にPa1,Pb1(実施例では横軸が0〜63の値なので、そのうちのどれかになる)の値を抽出する。次のn2時間では同様にPa2、Pb2を抽出する。
【００３４】
以下同様にPan,Pbnを求めていく(ハードウエアの処理)。
【００３５】
ｎ time毎に抽出された値は、ピークレベルの移動により位相変化を解析するために、解析部303へ送られる。
【００３６】
解析部303では、単位時間当りにPa,Pbの変化がどの程度進むかによって、位相の変化を求める。単位時間値の位相変化、つまり式(1)より、f-fdとなるので、ここからVoを求めることになる。また、図３のように、ROMよりパターン比較で求める。
【００３７】
ref Pan、ref Pbnの移動速度に伴ったパターンがROMパターンデータ303bに収められており、これと測定したPa,Pbの状態変化パターンの類似したものをDSP部303aにより判定する。これにより現在の移動速度の推定を行なう。
【００３８】
ROMの内容としては、実験結果から求めて代用的な値を格納してある。
【００３９】
【表１】

【００４０】
図２のn5を参照すると、Pa5,Pb5は、ほぼ同じ値を示す状態がある。（ある一定距離内にpeakが２つある状態）。この状態を検知してから、ROMパターンデータ303bの値と逐次比較し、パターンにあった時点で移動速度が決定される。
【００４１】
DSP部303aによるパターン比較としているのは、端末の移動方向が基地局方向の移動ではなく、斜めに移動した場合の補正計算を考慮するためであって、実施例をDSP部303aのみと規定するものではない（ハードウエア only、CPUによる判定等でもよい。）。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明には以下の効果がある。
【００４３】
本発明は、受信信号のIch、Qch値をサンプリングし積算し、そのピークレベルの変化より、位相変化→ドップラー周波数の算出→移動速度推定を行うことが出来るものである。
【００４４】
IQ受信信号の時点からサンプリングし、位相変化の測定を行うため短時間で移動速度推定の処理に移ることができる。パイロット信号等の復調処理を通さないで、移動速度の推定が行える点がメリットである。
【００４５】
CDMA方式の場合ならば、逆拡散後に本回路を適用すれば、同様な結果が得られる。マルチパス毎に本回路を適用することで、精度が上がることが予想される。
【００４６】
ドップラー周波数を求める過程は、位相変化を求めているのと同じことなので、AFCへ応用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図である。
【図２】ある速度時の積算結果のグラフである。
【図３】速度検出回路部の構成図である。
【図４】位相変動の状態がないシミュレーションのEYE pattern図である。
【図５】タイミング図である。
【符号の説明】
１０１アンテナ部
１０２受信回路部
１０３ AFC/AGC制御部
１０４ ADC(Analog TO Digital Converter) 部
１０５速度検出回路部
１０５ａ、３０１レベル積算回路
１０５ｂピーク値検出回路
１０５ｃ、３０３解析部
１０６受信データ処理部
３０１ａ閾値判定回路
３０１ｂ０〜３０１ｂ６３カウンタ回路
３０１ａ閾値判定回路
３０１ｂ０〜３０１ｂ６３カウンタ回路
３０２比較器（ピーク値検出回路）
３０３ａＤＳＰ部
３０３ｂＲＯＭパターンデータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile terminal movement speed detection method and a mobile terminal equipped with a movement speed detection means for estimating a movement speed in wireless communication.
[0002]
[Prior art]
For mobile communication, detecting the moving speed will produce all the advantages for the mobile communication system. Mobile communication is mostly configured by radio using radio waves, and various situations arise depending on the radio wave environment. Among them, it is not easy to detect the moving speed.
[0003]
As a conventional speed detection method, there has been a technique of calculating speed from time and moving distance using GPS technology (for example, see Patent Document 1). There is also means for calculating the moving speed from detection of the Doppler frequency (see, for example, Patent Document 2). There is also a means for calculating the moving speed from the fading pitch (see, for example, Patent Document 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-359145 A [Patent Document 2]
JP-A-11-98071 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22665
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional speed detection method described above, there is a method for calculating speed from time and moving distance using GPS technology, and there is also a means for calculating moving speed from Doppler frequency detection and fading pitch, These have problems such as an increase in circuit scale and processing amount when mounted on a portable terminal.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a mobile terminal moving speed detection method and a mobile terminal equipped with a moving speed detection means having a circuit configuration that enables simple speed detection by wireless communication. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The mobile terminal speed detection method of the present invention is
A moving speed detection method for a mobile terminal comprising an antenna unit, a receiving circuit unit, an AFC / AGC control unit, an ADC (Analog TO Digital Converter) unit, a received data processing unit, and a speed detecting circuit unit, the antenna unit When receiving radio waves, an RF (radio frequency) signal is received, and the RF signal is input to the receiving circuit unit.The receiving circuit unit receives an AFC (Automatic Frequency control) signal and an AGC control (GCA (Gain Control AMP ) Signal is input from the AFC / AGC control unit, the radio wave received by the antenna unit is demodulated and output to the ADC unit as an analog baseband signal, and the AFC / AGC control unit receives received data processing Generates carrier frequency control voltage, oscillator frequency control voltage, and AGC control voltage for controlling GCA based on the information from the unit, outputs it to the receiving circuit unit, and the ADC unit sends the analog baseband signal to the transmission data Sampling at a frequency n times higher than The signalized and digitized signal is input to the reception data processing unit and the speed detection circuit unit, the reception data processing unit processes the reception signal and outputs data necessary for communication, and the speed detection circuit unit The received signal is processed, speed detection is performed, and speed information is output. The speed detection circuit unit is composed of a level integration circuit, a peak value detection circuit, and an analysis unit. The digitized signal is counted for each voltage value level, the output level integration result is output to the peak value detection circuit, and the information detected by the peak value detection circuit is input to the analysis unit. from the change in peak level, obtains a phase change, to calculate a Doppler frequency, have rows estimation of the moving speed, the level integrated circuit has a threshold decision circuit and a plurality of counters, the analysis unit, DSP unit and ROM Patter Is composed of a Ndeta, reception signals converted into digital by the ADC unit is input to the threshold value determination circuit, the threshold value determination circuit performs a threshold determination in the level integrated circuit at the level at each sampling point, the pulse to the counter Each counter counts up and accumulates at each level, outputs the level integration result to the peak value detection circuit at a predetermined cycle, the peak value detection circuit extracts the peak level at every predetermined cycle, and outputs to the DSP unit, DSP unit compares the pattern with the movement speed of the peak level which is on the phase change and ROM pattern data of the peak level per unit time, something analogous state change pattern judgment, intends line an estimate of the movement speed.
[0008]
Also, AFC control AFC / AGC controller turns off (OFF), AGC control may be set to the ON (ON).
[0009]
A mobile terminal equipped with the moving speed detecting means of the present invention is
A mobile terminal composed of an antenna unit, a reception circuit unit, an AFC / AGC control unit, an ADC (Analog TO Digital Converter) unit, a reception data processing unit, and a speed detection circuit unit. An RF (radio frequency) signal is received, the RF signal is input to a receiving circuit unit, and the receiving circuit unit controls an AFC (Automatic Frequency control) signal and AGC control (GCA (Gain Control AMP)). Control signal) is input from the AFC / AGC control unit, the radio wave received by the antenna unit is demodulated and output to the ADC unit as an analog baseband signal, and the AFC / AGC control unit receives information from the received data processing unit. Based on this, a carrier frequency control voltage, an oscillator frequency control voltage, and an AGC control voltage for controlling the GCA are generated and output to the receiving circuit unit. The ADC unit outputs an analog baseband signal at a frequency n times the transmission data. Sampled into a digital signal and The received signal is input to the reception data processing unit and the speed detection circuit unit. The reception data processing unit processes the reception signal and outputs data necessary for communication. The speed detection circuit unit processes the reception signal. The speed detection circuit unit is composed of a level integration circuit, a peak value detection circuit, and an analysis unit, and the speed detection circuit unit is digitized by the level integration circuit. The signal is counted for each voltage level, the output level integration result is output to the peak value detection circuit, the information detected by the peak value detection circuit is input to the analysis unit, and the peak level is changed by the analysis unit from a more, obtains a phase change, to calculate a Doppler frequency, have rows estimation of the moving speed, the level integrated circuit has a threshold decision circuit and a plurality of counters, the analysis unit includes a DSP unit and the ROM pattern data Structure Is, the received signal converted into digital by the ADC unit is input to the threshold value determination circuit, the threshold value determination circuit performs a threshold determination in the level integrated circuit at the level at each sampling point, the pulse generated to the counter, Each counter counts up and accumulates at each level, outputs the level integration result to the peak value detection circuit at a predetermined cycle, and the peak value detection circuit extracts the peak level at each predetermined cycle and outputs it to the DSP unit The DSP unit compares the phase change of the peak level per unit time with the pattern according to the movement speed of the peak level stored in the ROM pattern data, determines the similar state change pattern, and moves It intends line an estimate of the speed.
[0010]
Further, the AFC control of the AFC / AGC control unit may be turned off (OFF) and the AGC control may be turned on.
[0011]
The present invention has a mechanism for sampling a digital value obtained by AD-converting a received signal and accumulating it at regular intervals, and is a method for estimating speed by changing the level fluctuation.
[0012]
Also, this is a method of performing speed estimation having a processing mechanism for estimating speed using the cumulative addition result.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The overall configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As an apparatus configuration of the receiver, an RF (radio frequency) signal is received when the antenna unit 101 receives a radio wave. The signal is input to the receiving circuit unit 102. The receiving circuit unit processes analog signals, and includes RF signal processing LNA (low noise AMP, filter, etc.), IF signal processing, GCA (Gain Control AMP), frequency conversion circuit, etc. in the heterodyne system. An AFC (Automatic Frequency control) signal and an AGC control (control for controlling GCA) signal are input from the AFC / AGC control unit 103 to the reception circuit unit 102. The AFC / AGC control unit 103 generates a carrier frequency control voltage, an oscillator (such as TCXO) frequency control voltage, and an AGC control voltage for controlling the GCA based on information from the reception data processing unit 106 and the like. Output to the circuit unit 102.
[0014]
The output of the receiving circuit unit 102 is input to an ADC (Analog TO Digital Converter) unit 104.
[0015]
The reception signal converted from analog to digital by the ADC unit 104 is input to the reception data processing unit 106 and the speed detection circuit unit 105, and the reception data processing unit 106 processes the reception signal and outputs data necessary for communication. Output. Similarly, the received signal is input to the speed detection circuit unit 105, the speed is detected in the speed detection circuit unit 105, and speed information is output.
[0016]
Next, the internal configuration of the speed detection circuit unit 105 will be described.
[0017]
The reception signal converted into a digital value by the ADC unit 104 is input to the level integration circuit 105a, and the output level integration result is output to the peak value detection circuit 105b. Information detected by the peak value detection circuit 105b is input to the analysis unit 105c, and speed information is obtained from the analysis result.
[0018]
Next, the principle of operation will be described.
[0019]
The detailed internal configuration and operation principle of the antenna unit 101, the reception circuit unit 102, the ADC unit 104, the reception data processing unit 106, and the AFC / AGC control unit 103 are not so deeply related to the core of the present invention, so the details are omitted ( A generally known configuration may be used).
[0020]
The radio wave received by the antenna unit 101 is normally output as an analog baseband signal when demodulated by the receiving circuit unit. This analog baseband signal is sampled by the ADC unit 104 at a frequency n times the transmission data and converted into a digital signal. The level integration circuit 105a in the speed detection circuit unit 105 performs the operation of counting the digitized signal for each level of the voltage value.
[0021]
FIG. 2 shows a state example (simulation) in which level counting is performed when moving from a stationary state. Thus, it can be seen that the distribution of level counts fluctuates due to frequency changes (= speed fluctuations-> frequency changes-> phase changes) that appear when moving from a stationary state.
[0022]
This is known as the Doppler effect. The formula is as follows.
fd = f × (V-Vo) / (V-Vs) (1)
Radio speed (speed of light) V
Base station moving speed Vs (Base station is not moving target, so Vs = 0)
Device movement speed Vo
Radio frequency at base station f
Frequency of radio wave reaching the terminal fd
The conditions under which the present invention is effective are AFC OFF and AGC (automatic gain control) ON. When AFC is turned on, the frequency fluctuation when moving is corrected, so this feature cannot be used. In addition, when AGC is turned on, level fluctuation correction (level normalization) due to fading pitch fluctuations in a multipath environment is automatically performed, so that no miscounting of the received signal level occurs.
[0023]
Based on experience with communication systems such as CDMA, the AFC update cycle is not fast, so a speed detection method using a received baseband signal (ADC output) becomes possible.
[0024]
【Example】
The overall configuration of the example is the same as that of the “Embodiment of the Invention”, and is therefore omitted.
[0025]
The configuration of the embodiment of the present invention will be described by paying attention to the speed detection circuit portion of FIG.
[0026]
A description will be given assuming a receiver in which the received signal is QPSK modulated, the ADC unit outputs 6 bits, and is 4 times oversampling (sampling frequency is 4 times that of the analog baseband signal). Although this embodiment is a QPSK modulation scheme, the same can be applied to a modulation scheme such as a BPSK modulation scheme, and therefore the present invention can be applied to a mobile terminal using a received signal in which an EYE pattern is visible. Yes, and not necessarily the QPSK modulation method.
[0027]
In the case of the above-described embodiment conditions, the output of the ADC unit 104 is an analog baseband signal as an Ich and Qch signal, which is input to the threshold value determination circuit 301a of the level integration circuit 301. The output of the threshold determination circuit 301a is connected to the counter circuits 301b0 to 301b63 according to the level, and is counted according to the value of the level.
[0028]
The count output value is input to the comparator (peak value detection circuit) 302, and the result is notified to the DSP unit 303a of the analysis unit 303 that estimates the speed.
[0029]
The operation of each block will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
Since the Ich and Qch signals are AD converted by four times oversampling, the values are determined discretely. When the terminal is not moving, since there is no frequency fluctuation, sampling is performed every time with a feeling (a, b, c, d) as shown in FIG. Paying attention to the sampling point a in FIG. 4 (the EYE pattern diagram of the simulation with no phase fluctuation state), signals are gathered, the number of integrated values at this level increases, and the count value is increased.
[0030]
The threshold in the level integration circuit 301 is determined at the level at each sampling point (vertical axis: 0 to 63 steps), and a pulse is generated for each counter. Each counter in the level integration circuit 301 counts up at each level. Thereby, it accumulates.
[0031]
Referring to the timing chart of FIG. 5, the counter counts up each level while determining the threshold value of the IQ ch signal for n time periods (FIG. 5b). The value is determined at the end of n time and passed to the comparator 302. The counter resets at the time of n time and starts the next integration. The reason that the count is accumulated for each level is for the purpose of distributing the influence of the multipath environment and external noise to ensure a peak.
[0032]
In the comparator 302, the one having a large level is extracted so as to capture the phase change (step c in FIG. 5).
[0033]
FIG. 2 is a graph of the integration results at a certain speed (using a figure obtained by simulation for explanation). The values of Pa1 and Pb1 (in the embodiment, the horizontal axis is a value from 0 to 63, which is one of them) are extracted at time n1 in FIG. In the next n2 hours, Pa2 and Pb2 are similarly extracted.
[0034]
Similarly, Pan and Pbn are obtained (hardware processing).
[0035]
The value extracted every n time is sent to the analysis unit 303 in order to analyze the phase change by the movement of the peak level.
[0036]
The analysis unit 303 obtains a change in phase depending on how much the change in Pa and Pb proceeds per unit time. From the phase change of the unit time value, that is, from equation (1), f−fd is obtained, so Vo is obtained from this. Further, as shown in FIG. 3, it is obtained by pattern comparison from ROM.
[0037]
A pattern according to the movement speed of ref Pan and ref Pbn is stored in the ROM pattern data 303b, and the DSP unit 303a determines a similar pattern change pattern of Pa and Pb. Thus, the current moving speed is estimated.
[0038]
As the contents of ROM, substitute values obtained from experimental results are stored.
[0039]
[Table 1]

[0040]
Referring to n5 in FIG. 2, there are states in which Pa5 and Pb5 show substantially the same value. (State where there are two peaks within a certain distance). After detecting this state, the value is sequentially compared with the value of the ROM pattern data 303b, and the moving speed is determined when the pattern is found.
[0041]
The pattern comparison by the DSP unit 303a is to consider correction calculation when the moving direction of the terminal is not moving in the direction of the base station but is moving obliquely, and the embodiment is defined as only the DSP unit 303a. Not a thing (hardware only, judgment by CPU, etc. may be used).
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
[0043]
According to the present invention, Ich and Qch values of a received signal are sampled and integrated, and phase change → Doppler frequency calculation → moving speed estimation can be performed based on the change of the peak level.
[0044]
Sampling from the time of the IQ reception signal and measuring phase change, it is possible to move to the processing of movement speed estimation in a short time. The advantage is that the moving speed can be estimated without passing through demodulation processing of pilot signals and the like.
[0045]
In the case of the CDMA system, a similar result can be obtained by applying this circuit after despreading. The accuracy is expected to increase by applying this circuit for each multipath.
[0046]
Since the process of obtaining the Doppler frequency is the same as that of obtaining the phase change, it can be applied to AFC.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph of integration results at a certain speed.
FIG. 3 is a configuration diagram of a speed detection circuit unit.
FIG. 4 is an EYE pattern diagram of a simulation without a phase variation state.
FIG. 5 is a timing diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Antenna part 102 Reception circuit part 103 AFC / AGC control part 104 ADC (Analog TO Digital Converter) part 105 Speed detection circuit part 105a, 301 Level integration circuit 105b Peak value detection circuit 105c, 303 Analysis part 106 Reception data processing part 301a Threshold value Determination circuit 301b0 to 301b63 Counter circuit 301a Threshold determination circuit 301b0 to 301b63 Counter circuit 302 Comparator (peak value detection circuit)
303a DSP section 303b ROM pattern data

Claims

A moving speed detection method for a mobile terminal comprising an antenna section, a receiving circuit section, an AFC / AGC control section, an ADC (Analog TO Digital Converter) section, a received data processing section, and a speed detection circuit section,
When receiving radio waves in the antenna unit, an RF (radio frequency) signal is received, and the RF signal is input to the receiving circuit unit,
The reception circuit unit receives an AFC (Automatic Frequency control) signal and an AGC control (control for controlling GCA (Gain Control AMP)) signal from the AFC / AGC control unit and receives the radio wave received by the antenna unit. Is output to the ADC unit as an analog baseband signal,
The AFC / AGC control unit generates a carrier frequency control voltage, an oscillator frequency control voltage, and an AGC control voltage for controlling the GCA, based on information from the reception data processing unit, and outputs to the reception circuit unit And
The ADC unit samples the analog baseband signal at a frequency n times that of transmission data to form a digital signal, and inputs the digitized signal to the reception data processing unit and the speed detection circuit unit,
The reception data processing unit processes a reception signal and outputs data necessary for communication,
The speed detection circuit unit processes the received signal, performs speed detection, and outputs speed information,
The speed detection circuit unit includes a level integration circuit, a peak value detection circuit, and an analysis unit.
The speed detection circuit unit counts the digitized signal for each voltage value level by the level integration circuit, outputs the output level integration result to the peak value detection circuit, and the peak value detection circuit the detected information is input to the analyzer at, from a change in the peak level at the analyzer, obtains a phase change, to calculate a Doppler frequency, have rows estimation of the moving speed,
The level integration circuit is composed of a threshold determination circuit and a plurality of counters, and the analysis unit is composed of a DSP unit and ROM pattern data,
The received signal converted into digital by the ADC unit is input to the threshold determination circuit,
The threshold determination circuit performs threshold determination in the level integration circuit at the level at each sampling point, generates a pulse to each counter, and distributes the influence of multipath environment and external noise so that each counter has a peak. Counts up and integrates at each level, outputs the level integration result to the peak value detection circuit at a predetermined cycle,
The peak value detection circuit extracts a peak level for each predetermined period, and outputs the peak level to the DSP unit.
The DSP unit compares the phase change of the peak level per unit time with the pattern accompanying the moving speed of the peak level stored in the ROM pattern data, and determines a similar state change pattern, cormorant line estimation of the moving speed, the moving speed detection method of the mobile terminal.

The method of detecting a moving speed of a mobile terminal according to claim 1, wherein AFC control of the AFC / AGC control unit is turned off (OFF) and AGC control is turned on (ON).

A mobile terminal comprising an antenna unit, a reception circuit unit, an AFC / AGC control unit, an ADC (Analog TO Digital Converter) unit, a reception data processing unit, and a speed detection circuit unit,
When receiving radio waves in the antenna unit, an RF (radio frequency) signal is received, and the RF signal is input to the receiving circuit unit,
The reception circuit unit receives an AFC (Automatic Frequency control) signal and an AGC control (control for controlling GCA (Gain Control AMP)) signal from the AFC / AGC control unit and receives the radio wave received by the antenna unit. Is output to the ADC unit as an analog baseband signal,
The AFC / AGC control unit generates a carrier frequency control voltage, an oscillator frequency control voltage, and an AGC control voltage for controlling the GCA, based on information from the reception data processing unit, and outputs to the reception circuit unit And
The ADC unit samples the analog baseband signal at a frequency n times that of transmission data to form a digital signal, and inputs the digitized signal to the reception data processing unit and the speed detection circuit unit,
The reception data processing unit processes a reception signal and outputs data necessary for communication,
The speed detection circuit unit processes the received signal, performs speed detection, and outputs speed information,
The speed detection circuit unit includes a level integration circuit, a peak value detection circuit, and an analysis unit.
The speed detection circuit unit counts the digitized signal for each voltage value level by the level integration circuit, outputs the output level integration result to the peak value detection circuit, and the peak value detection circuit the detected information is input to the analyzer at, from a change in the peak level at the analyzer, obtains a phase change, to calculate a Doppler frequency, have rows estimation of the moving speed,
The level integration circuit is composed of a threshold determination circuit and a plurality of counters, and the analysis unit is composed of a DSP unit and ROM pattern data,
The received signal converted into digital by the ADC unit is input to the threshold determination circuit,
The threshold determination circuit performs threshold determination in the level integration circuit at the level at each sampling point, generates a pulse to each counter, and distributes the influence of multipath environment and external noise so that each counter has a peak. Counts up and integrates at each level, outputs the level integration result to the peak value detection circuit at a predetermined cycle,
The peak value detection circuit extracts a peak level for each predetermined period, and outputs the peak level to the DSP unit.
The DSP unit compares the phase change of the peak level per unit time with the pattern accompanying the moving speed of the peak level stored in the ROM pattern data, and determines a similar state change pattern, cormorant line estimation of the moving speed, the mobile terminal having a moving speed detecting means.

The mobile terminal provided with the moving speed detecting means according to claim 3, wherein AFC control of the AFC / AGC control unit is turned off (OFF) and AGC control is turned on (ON).