接收机及利用接收机测量移动终端移动的速度的方法与流程

本发明涉及一种无线通信领域，特别是一种正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)接收机及利用OFDM接收机测量移动终端移动的速度的方法。

背景技术：

无线高保真技术(Wireless Fidelity，Wi-Fi)是手机、平板设备、笔记本电脑等便携电子产品实现无线网络接入的主要手段。在各种室内环境中实现Wi-Fi信号覆盖的技术目前已经相当成熟，当前Wi-Fi技术的发展方向是在交通工具当中提供稳定可靠和具有较高数据传输速度的无线网络接入。

目前全球定位系统(Global Positioning System，GPS)已广泛应用于对便携电子产品进行定位和速度测量。然而，在GPS信号较弱的情况下，其定位和速度测量并不是非常准确。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种不需要通过GPS测量速度的OFDM接收机及利用OFDM接收机测量移动终端移动的速度的方法。

本发明实施方式提供一种接收机，用于测量移动终端移动的速度。所述移动终端用于在连接Wi-Fi信号后发送封包。所述包括用于接收所述封包的射频接收模块及处理模块。所述处理模块还包括存储单元及处理单元。所述存储单元用于存储多个速度映射表。所述处理单元用于根据所述封包的长度及根据多普勒效应计算出关联值，根据关联值在所述存储的多个速度映射表中查找出与所述关联值匹配的速度映射表，并根据关联值在查找到的速度映射表中查找出与关联值匹配的速度值。

本发明实施方式还提供一种利用接收机测量移动终端移动的速度的方法，包括步驟：接收移动终端发送的封包；根据获取的封包的长度及根据多普勒效应的原理，计算出一关联值；根据所述关联值在存储的多个速度映射表中查找出与所述关联值匹配的速度映射表；及根据所述关联值在所述查找到的速度映射表中查找出与所述关联值匹配的速度值。

与现有技术相比，上述接收机及利用接收机测量移动终端的移动速度的方法中，所述移动终端连接Wi-Fi信号的情况下可以获取到所述移动终端的移动速度，而不需要通过GPS进行定位和测量速度。

附图说明

图1是本发明实施方式之接收机与移动终端的应用环境示意图。

图2是本发明实施方式之接收机的功能模块图。

图3是本发明实施方式之移动终端发送的七个封包对应的关系值与速度值的曲线图。

图4是本发明实施方式之图3中的第五封包对应的速度映射表。

图5是本发明实施方式之移动终端移动的速度测量方法的步骤流程图。

图6是本发明实施方式之移动终端移动的速度测量方法中步骤S102的实施流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，一用于测量一移动终端100移动的速度的接收机。在一实施中，所述接收机为一OFDM接收机200。所述OFDM接收机200包括一射频(Radio Frequency，RF)接收模块10、一模拟数字转换(Analog to Digital Converter，ADC)模块20、一快速傅氏变换(Fast Fourier Transformation，FFT)模块30、一相关检测(coherent detection)模块40、一去交错模块50、一解码模块60、一处理模块70及一警报模块80。所述移动终端100用于连接一Wi-Fi信号。所述移动终端100可以是移动手机、平板电脑等具有连接Wi-Fi功能的电子设备。

所述处理模块70包括一处理单元71、一存储单元72、一封包单元73及一导出单元74。所述射频接收模块10连接所述模拟数字转换模块20。所述模拟数字转换模块20连接所述FFT模块30。所述FFT模块30连接所述相关检测模块40。所述FFT模块30经过信道估计连接至所述处理单元71。所述处理单元71连接所述存储单元72与所述封包单元73。所述导出单元74连接所述警报模块80。所述相关检测模块40连接所述去交错模块50。所述去交错模块50连接所述解码模块60。所述解码模块60包括一输出端。

所述移动终端100用于连接一Wi-Fi信号后可向所述移动终端100发送一封包，所述封包为一信号。所述移动终端100可以根据连接的Wi-Fi信号发送不同的封包，每一封包对应相关联的的速度值与关联值。如图3所示，所述移动终端100发送的七个封包，分别为一第一封包P1、一第二封包P2、一第三封包P3、一第四封包P4、一第五封包P5、一第六封包P6及一第七封包P7。所述移动终端100发送的所述封包P1-P7的长度不一样。相应地，所述移动终端100发送所述封包P1-P7的时间不一样。所述移动终端100发送的所述封包P1-P7的时间分别为500微秒(microsecond，μs)、1毫秒(millisecond，ms)、2ms、3ms、4ms、5ms、6ms。

所述射频接收模块10用于接收所述移动终端100移动过程中发送的封包。所述模拟数字转换模块20用于将所述射频接收模块10接收的封包转换成一数字信号。所述FFT模块30用于将所述数字信号的封包从时域变换到频域。所述处理单元71用于根据多普勒效应的原理，计算出与所述移动终端100移动的速度值相关联的关联值。所述存储单元72存储有多个速度映射表，所述速度映射表中存储有对应所述移动终端100移动的速度值及对应所述速度值的关联值。每一速度映射表存储有所述移动终端100发送的其中一封包的速度值与关联值。因为每一速度值对应一关联值，所以所述处理单元71可以通过所述关联值查找到与所述关联值匹配的速度值，从而通过所述关联值可以获取所述移动终端100移动的速度值。所述封包单元73用于获取所述封包的长度。

所述导出单元74用于将获取的所述移动终端100移动的速度值导出并发送给所述警报模块80，从而所述警报模块80可以根据所述移动终端100移动的速度发出警报信息。例如，当侦测到一手持移动终端100的用户B以较快的速度靠近用户A时，所述警报模块80发出警报信息给用户A以提示用户A，从而避免用户A与用户B发生相撞。

所述处理单元71将计算出的关联值发送给所述相关检测模块40，从而所述相关检测模块40进行相关检测。所述相关检测模块40在进行相关检测后将所述关联值发送给所述去交错模块50。所述去交错模块50通过交错式扫描后将所述关联值发送给所述解码模块60。所述解码模块60将所述关联值解码后通过其输出端输出。

在本实施例中，所述处理单元71计算所述关联值的公式为：rt(l)＝J0(2π*fmax*l*Ts)＝J0(2π*fc*(v/c)*l*Ts)，其中，rt(l)代表关联值，fmax代表最大多普勒频率，fc代表传输所述封包的频率，v代表所述移动终端100移动的速度，c代表光速，l代表封包的长度(所述封包单元73用于获取所述封包的长度l)，Ts代表一个符元周期的时间，l*Ts代表所述移动终端100发送一个封包的时间(例如，在上述实施例中，所述移动终端100发送一个第五封包P5的时间为4ms，即l*Ts＝4ms)。

具体地，请参阅图4，所述存储单元72存储的速度映射表是对应所述移动终端100发送的第五封包P5的速度值与关联值。在一实施例中，所述处理单元71可以通过关联值0.911查找到与所述关联值0.911匹配的速度值3，从而所述处理单元71可以获取所述移动终端100移动的速度为3米/秒(m/s)。

如图5所示，一种利用接收机测量移动终端100移动的速度的方法。

步骤S101，所述射频接收模块10接收所述移动终端100发送的封包。

步骤S102，所述处理模块70的处理单元71根据多普勒效应的原理，计算出一对应所述移动终端100移动的关联值。

步骤S103，所述处理单元71每间隔一预设时间核对所述计算出的关联值，根据所述计算出的关联值在所述存储的多个速度映射表中进行查找，查找出与所述计算出的关联值匹配的速度映射表。具体地，在一实施例中，当所述处理单元71计算出的关联值为0.911时，可以通过查找与所述关联值0.911匹配的速度映射表为对应所述第五封包P5的速度映射表。

步骤S104，所述处理单元71下载所述速度映射表，并根据所述关联值在所述下载的速度映射表中获取一速度值。具体地，在一实施例中，所述处理单元71下载到对应所述第五封包P5的速度映射表后，在对应所述第五封包P5的速度映射表中查找到与所述关联值0.911匹配的速度值3，从而可以获取所述移动终端100移动的速度为3米/秒。

步骤S105，所述处理单元71根据两个相邻时刻的速度值计算出一加速度值。具体地，在一实施例中，可以计算出在t时刻的加速度a(t)＝(V(t)-V(t-1))/△t，其中V(t)为所述移动终端100在t时刻的速度，V(t-1)为所述移动终端100在t-1时刻的速度，△t为t时刻与t-1时刻之间的间隔时间。

步骤S106，所述处理单元71根据所述计算出的加速度值计算所述移动终端100在下一时刻的速度值。具体地，在一实施例中，可以计算出所述移动终端100在下一时刻(即t+1时刻)的速度值V(t+1)，V(t+1)＝V(t)+a(t)*△t，其中V(t)为所述移动终端100在当前时刻(即t时刻)的速度，a(t)为所述移动终端100在当前时刻(即t时刻)的加速度，△t为t+1时刻与t时刻之间的间隔时间。

步骤S107，判断所述移动终端100在下一时刻的速度值是否等于0。如果等于0，则结束本流程，否则，进行步骤S108。具体地，判断所述移动终端100在t+1时刻移动的速度值V(t+1)是否等于0。

S108，判断所述移动终端100发送的封包是否发送完成。如果发送完成，则结束本流程，否则，进行步骤S102。具体地，根据所述射频接收模块10是否可以接收到所述移动终端100发送的封包来判断所述移动终端100发送的封包是否发送完成。当所述射频接收模块10无法接收到所述移动终端100发送的封包时，判断所述移动终端100发送的封包发送完成。当所述射频接收模块10可以接收到所述移动终端100发送的封包时，判断所述移动终端100发送的封包未发送完成。

请参阅图6，所述步骤S102。

步骤S201，所述射频接收模块10将所述接收到的封包发送给所述模拟数字转换模块20。

步骤S202，所述模拟数字转换模块20将所述封包转换成数字信号、并将所述转换为数字信号的封包发送给所述FFT模块30。

步骤S203，所述FFT模块30将所述转换为数字信号的封包从时域变换到频域，并将所述变换到频域的封包发送给所述处理单元71。

步骤S204，所述处理单元71将所述变换到频域的封包发送给所述封包单元73。

步骤S205，所述封包单元73获取所述变换到频域的封包的长度并将获取到的封包的长度发送给所述处理单元71。

步骤S206，所述处理单元71根据多普勒效应的原理计算出一关联值。具体地，所述处理单元71计算所述关联值的公式为：rt(l)＝J0(2π*fmax*l*Ts)＝J0(2π*fc*(v/c)*l*Ts)。

在上述实施例中，在所述移动终端100连接Wi-Fi的情况下，所述OFDM接收机200可以通过多普勒效应的原理计算出所述移动终端100移动的速度，而不需要借助GPS来测量所述移动终端100移动的速度，从而用户可以在室内或者GPS信号较弱的情况下，通过路由器或者其他移动通信设备提供的Wi-Fi信号测量出所述移动终端100移动的速度，非常方便。

多普勒效应的主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移blue shift)。在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移red shift)。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

多普勒效应在移动通信中的应用：当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低，通过多普勒效应的公式可以计算出移动台的移动速度。

多普勒效应的公式为：观察者和发射源的频率关系为：f’＝((v+v0)/(v-vs))*f，或者为：f’＝((v+v0)/(v-vs))*f，其中f’为观察到的频率，f为发射源于该介质中的原始发射频率，v为波在该介质中的行进速度，v0为观察者移动速度；若接近发射源，则上述公式中使用v+v0，若远离发射源，则上述公式中使用v-v0；vs为发射源移动速度，若接近观察者，则上述公式中使用v-vs，若远离观察者，则上述公式中使用v+vs。

对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。