TW558908B - Method and system for estimating movement speed of mobile phone - Google Patents

Description

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發明領域 统，關於一種估計行動單元移動速度的方法及系 i行於一種利用一調變載波、平移信號頻譜以估 叶灯動早兀移動速度的方法及系統。 發明背景

在行動無線通訊系統架構中，通訊服務區域多個基地 =所涵蓋。各基地台負責服務在其無線電涵蓋區内的行動 早兀’此涵蓋區（radio coverage)又稱為細胞（ceU)。當 一個行動用戶在通訊時，無線行動單元（如行動電話）經由 無線電介面與一基地台連結。如果行動用戶移動到另一基 地台的涵蓋區内，行動單元與舊基地台的無線電連結就會 中斷。為了使行動單元可繼續提供用戶服務，就需要立即 與新基地台建立連結。這個轉換基地台的過程便稱為交遞 (handover) 〇 而行動單元在細胞間的交遞過程會進而影響行動系統 所提供的服務效率及品質。因此，對於行動無線通訊系統 而言，提供一種方法供行動單元在細胞間完成快速且可靠 的交遞是很重要的。 一般而言，評估一行動單元進行交遞的考量因素之_ 為此行動單元在基地台的服務範圍内的移動速度。而目前 已有許多技術發展用以估計行動單元的移動速度，測量行

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動單元載波的都卜勒頻率（D〇ppler fre(iuency)即 估計行動單元移動速度的方法。如圖—所示，此方7 擷取行動單元的載波（步驟1〇1)。計算此載波的波封 且將該波封值取平方（步驟1〇3)。接著經計算後得 關係數（C〇rreUti〇n coefficient)(步驟 105)，並依攄此 相關係數之相對關係得到一對應的都卜勒頻率（步 1 07)，最後便以此都卜勒頻率估計此移 (步驟109)。 干^日]栘動速度 然而，以此 制，如果行動單 此行動單元的移 元載波相關係數 圖中顯示三條不 代表三種不同載 所對應的載波相 同載波功率的行 圖二所示，速度 關係數平均值會 低於一速度時， 而言，系統便無 方法估汁行動單元移動速度的範圍有所限 :::速移動’則此方法便無法精確量測 =速度。請參考圖二，圖二係揭示行動單 對行動單元移動速度的曲線圖。 $的曲線A，B，C，三條曲線A，β，c分別 波功率的扞^ l 關〆A仃動早70在不同的移動速度時， =數平均*。可明顯地看出，當三種不 3:70的移動速度在低於某-速度後，如 里“，時，其對應的二 兑二Γ關Γ表示當行動單元的移動速度 具冋一相關係數會讲虛 法主丨辦4 / 4曰對應兩組速度，對系統 判斷此行動單元的移動速度。 發明目的及其概述 為解決此上述問題，本發明 種在仃動無線通訊 558908 一〜 五、發明說明（3) 5 :::叶仃動單元移動速度的方法及* :係“、―種可增加測量速度的系、统。本發明之目 ，的方法。當行動單元以低速進行移f改善低速測量準 糸統仍可藉由本發明精確測量此行時，行動無線通訊 早70的移動速度。 百先，基地台接收器接收行動 號經處理後為第-信號。利用此第 ^出之信號，該信 理，例如將該波封值平方後得到第二的波封值經一處 上-調變载波，得到第三信?虎，此調；u第二信號乘 載波頻率。最後，計算該第三信號的自，/、有一預定之 -相關係數與者p卜勒頻率的相對關】〒係數’參照 =之都卜勒頻率，以及根據都= 疋的移動速度。 彳订動早 本發明提供估計行動單元移動速度的系統包含接收 疋、計算單元、調變單元及估計單元。接收單元負責接收 相關於行動單元送出訊號的第一信號。計算單元將第一信 號取波封值，並將此波封值取平方，得到第二信號。調^ 單元將此第二信號乘上一調變載波，得到第三信號。此調 變載波具有一調變頻率fD，此調變頻率約介於6至8 〇赫茲° (Hz )之間。估計單元依據第三信號，估計行動單元的移動 速度。 估 計單元包含第一單元、第二單元及第三單元 第

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單元計算第四信號 與都卜勒頻率的相 頻率。而第三單元 的移動速度。 的相關係數。第二 對關係，得到對應 則根據此都卜勒頻 單元參照一相關係數 此相關係數的都卜勒 率’估計此行動單元 較佳實施例說明 圖二係况明行動i甬14 4 單元3(Π，此行動單元此架構包含一行動 ^300 P ^ - fr w ^ 毛达彳5说至接收端30〇。此接收 缟川〇包a刖置處理器303、估計行動單元蔣動、#声之系 統305及處理器307。行動欲丁動早兀移動速度之糸 睥，彳^啼本μ义m ^動 301發送信號至接收端30〇 吟 4吕號先經月IJ置虛王5 55 Q Π Ο + m 女遍 .,R w 303處理’此前置處理器303包含 Q Q Ο ^ , σ專处理早兀。接著，經前置處理器 〇5 U cl處理後之信號再經估钭 π - 旦、日丨仏外—么十订動早70移動速度之系統30 5， 篁測估鼻仃動早元3 〇 i的移 ^ L ^ ^ 口栘動速度。之後，再由處理器307 、’只处。处理器307可評估此行動單元301在基地台 的服務範圍内的移動速度，因而進行交遞動作。 圖四係揭路本發明在行動無線通訊系統中估計行動單 元移動速度的方法。本發明首先接收估算之第一信號R(t) (步驟4 0 1 )。接著，計算第一信號R (t)的波封值（步驟 403 )，並且將該波封值取平方得到第二信號x(t)(步驟 4 0 5 )。此時，將第二信號χ (t)乘上一調變載波（步驟 407 )，如cos(2 ;r fDt)，得到第三信號γ( t): Y(t )= X( t)cos(2 7Γ fDt )

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五、發明說明（5)

此調變載波COS (2 7Γ fDt)具有載波頻率fD，此載波頻率的實 施例介於8-60赫茲之間。 K 得到第三信號Y (t )後，計算此第三信號γ ( t )的一相關 係數（步驟409 )，並參照一相關係數與都卜勒頻率的相對 關係，如查一相關係數與都卜勒頻率的對照表，得到對與 相關係數之都卜勒頻率（步驟411 )，再根據對應的都卜勒u 頻率，估計行動單元的移動速度（步驟41 3)。 圖五係說明本發明量測行動單元移動速度之一實施例 之方塊圖。本發明首先接收相關於該行動單元傳送信號 R(t)(步驟501)。接著，取第一信號R(t)波封值的平°方°， 得到第二信號X(t)(步驟503 )。此時，將第二信號乘 上一調變載波（步驟505 )，如C0S(2 7rfDt)，得口到^三信號 Y (t) 5十算此第二信號Y (t)的一相關係數（步驟5 0 7)，此 相關係數為P :

~~Li (t)Y(t- π ) } - I E (ΥΓ|) } I p = E {丨 Y(t) I2 } - I E {Y(t)丨 |2 得到相關係數P後 照表’得到對應相 據對應的都卜勒頻 ，再參照一相關係 關係數之都卜勒頻 率，估計行動單元 數與都卜勒頻率的對 率（步驟5 0 9 )，再根 白勺移動速度（步驟

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511)。 圖六（a)及（a)說明兔7 \h ^ «

νμ ^ ^ ^ 為了使行動無線通訊系統可精準S 、士 你相ϋ议勒逆度’本發明將此信號乘上一調變載 波，使頻碏平移。圖六（a、炎 ，^ ^ ^ Κ Λ 0 ^ D W χ Ν 、）為一信號R 1 ( t )的頻譜，而圖六 (b )即為將Rl(t)乘上一恭、士 4 r 、 .,^ ,, ^ . .s . ^ 栽波後之頻譜，如cos(2 7Γ fDt)， 此載波的载波頻率為f 請 不為未 關係數 表不乘 相關係 曲線71 多，亦 之情況 實施例 ，圖七 載波作 對行動 載波後 對行動 ，曲線 動無線 量到較 變載波 曲線71 時，行 速度的 ，行動 速度的 的情形 可在行 動單元 波頻率 參考圖七 乘上調變 平均值相 上一調變 數平均值 在低速時 即代表行 下，可測 中，此調 顯示兩條 平移頻譜 單元移動 之k號後 單元移動 向下彎折 通訊系統 精確的行 的最佳載 ，73 〇 曲 動單元信 曲線。而 單元信號 曲線。可 較曲線73 動單元在 移動速度 為1 5赫茲 線7 3係表 號載波相 曲線71係 載波載波 明顯看出 改善許 低速移動 。而在此 ^ f =，本發明亦提供一種估計行動單元移動逮产的 二;ΓΛ所示，此系統綱包含接收單洲、計ίΐ 相對二Λ?805 ΐ估計單元807。接收單元801負責接 8〇3負責將由早：Λ 號之待估算之第一㈣。計算單 封信&正接受早元801接受的信號取波封值，並將此 平方，得到第二信號。調變單元8〇5則負責將此 558908 五、發明說明（7) 二信號乘上一調變載波，如c〇s ( 2万fD t )，得到第三信 號。此調變载波具有_調變頻率^，此調變頻率約介於6 至80赫兹之間。估計單元8〇7則負責依據第三信號，估計 行動單元的移動速度。 及黛，ί叶早兀807亦包含第一單元8071、第二單元80 73 JC。第-單元_負責計算第三信號的相關 相對關係，：：8073負責參照一相關係數與都卜勒頻率的 到對應此相βί K = f f數與都卜勒頻率的對照表，得 根據此都卜：：；的而第三單元侧負責 侬冲此仃動早π的移動速度。 描述本創作之‘d;施例之詳述，係希望能更加清楚 例並非對本創作之^的限=^，所揭露的較佳具體實施 各種改變及均等性、2兔:相反地，上述的說明以及 疇。因此，本創作所申」二t作所欲受到保護的範 的說明作最寬廣的解：。:：：：範圍的範嘴應該根據上述 具均等性的安排。解釋並涵盖所有可能均等的改變以及 第11頁 558908 圖式簡單說明 圖一為習知技術量測行動單元移動速度的方法。 圖二為習知技術量測行動單元移動速度時，得到的行動單 元載波相關係數平均值對行動單元移動速度的曲線 圖。 圖三為行動 圖四為本發 圖五為本發 圖六（a)、（ 頻譜。 圖七揭露以 得到的 速度的 圖八揭露本 無線通訊系統之架構。 明量測行動單元移動速度的方法。 明之實施例之方塊圖。 b )為第一信號的頻譜及信號乘上一載波後的 本發明之一實施例量測行動單元移動速度時， 行動單元載波相關係數平均值對行動單元移動 曲線圖。 發明量測行動單元移動速度的系統。

元件符號說明 300 接 收 端 301 行 動 單 元 303 前 置 處 理器 305 估 計 行 動單元移動速度之系 統 307 處 理 器 800 本 發 明 之實施例 801 接 收 單 元 803 計 算 單 元 805 調 變 單 元 807 估 計 單 元 807 1 第 一 單 元 8073 第 二 單 元 80 75 第 三 單 元 第12頁

Claims (1)

1. 558908 六 申請專利範圍 1 · 一種在一行動無線通訊系 &移動速度 的方法，包含·· 怙彳仃動單 =才目關於該行動單元傳送信號 彳，忒弟一信號的一波封，弟一信號； ，變信號乘上-調變載波，得到：”； 凋載f，、有一預定之載波頻率；以及 弟二信號，該 計异第三信號之一自相關係數，灸昭 勒頻率，根據該都卜勒頻率，估計=係數之一都卜 度。 早疋的移動速 2·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其 頻率係介於8至60赫茲之間。 ’、μ預定之載波 3·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中計曾a 號的該波封時，進一步將該波封取平方值。外螻第一信 祁關係數與都卜聋 4 ·如申請專利範圍第1項所述之方法 數與都卜勒頻率的相對關係為參照一 率的對照表。 5 · —種估計一行動單元移動速度的系統，包含： 一接收單元，該接收單元供接收該相關於行動 送信ϊ虎之一第一信號，

   558908 六、申請專利範圍 一計异單元，該計算單元計算該第一信號的一波封， 得到一弟一化號； 一調變單元，該調變單元供將該第二信號乘上一調變 載波，得到一第三信號，該調變載波具有一載波頻率；以 及 一估計單元，該估計單元供根據該第三信號，估計該 行動單元的移動速度。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該載波頻率係 介於8至6 〇赫茲之間。 7·如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該計算單元進 一步並將該波封取平方值。 8·如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該估計單元根 據該第三信號，估計該行動單元的移動速度係包含下列步 驟： 計算該第三信號的一相關係數； 參照一相關係數與都卜勒頻率的相對關係，得到對應 該相關係數之一都卜勒頻率；以及 “ 根據該都卜勒頻率，估計該行動單元的移動速度。 數與都卜勒頻率的相對關係係為參照一相 申請專利範圍第8項所述之系統，其中參照該相關係 關係數與都卜勒

   11111 第14頁 558908 六、申請專利範圍 頻率的對照表。

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