通過(guò)媒體以信號(hào)運(yùn)行時(shí)間來(lái)測(cè)量距離的電信產(chǎn)品的制作方法

專利名稱：通過(guò)媒體以信號(hào)運(yùn)行時(shí)間來(lái)測(cè)量距離的電信產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)式電信產(chǎn)品，即，用于信息傳送的產(chǎn)品，其例如包含移動(dòng)電話，WLAN卡或PDA，并且已經(jīng)常常用在日常生活中。此種移動(dòng)式并且也可為固定式的無(wú)線電信產(chǎn)品的停留位置，就原理而言是不為人所知的。但在很多情況下，辨認(rèn)或決定該裝置的位置是值得追求的。該電信產(chǎn)品例如在建筑物，球隊(duì)和系統(tǒng)管理，設(shè)備管理，交互式游戲等等之中適用于一種與上下文相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送、定位/導(dǎo)航等。
背景技術(shù)：
目前為止上述以無(wú)線電為主的電信產(chǎn)品的位置不為人所知或只稍微為人所知。為了進(jìn)行定位，則須使用其它可以在單元(cell)平面上分析位置的方法，這包括一種可以利用所接收的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)決定距離的方法，以及一種可決定所接收的信號(hào)的方向的方法。此處可參考Vossiek et al.“Wireless Local Positioning-Concepts，Solutions，Applications”，RAWCON，Boston，2003.
由一種技術(shù)上完全不同的領(lǐng)域中已知的多種測(cè)量距離所用的方法，其與信號(hào)運(yùn)行時(shí)間有關(guān)。該運(yùn)行時(shí)間例如是在一種轉(zhuǎn)發(fā)器(Transponder)和一基地臺(tái)之間測(cè)得。然后對(duì)該運(yùn)行時(shí)間的信息進(jìn)行評(píng)估。這些方法和典型的配置已描述在WO 03/040753 A1中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在電信產(chǎn)品中提供一種已改良的測(cè)量距離的可行方式。
該目的通過(guò)權(quán)利要求書(shū)獨(dú)立權(quán)項(xiàng)中所述的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)。有利的其它形式描述在本發(fā)明的各項(xiàng)從屬權(quán)利要求中。
因此，一種電信產(chǎn)品具有用于通信的媒體和用于測(cè)量距離的媒體。須設(shè)計(jì)該用于測(cè)量距離的媒體，使距離測(cè)量可通過(guò)信號(hào)運(yùn)行時(shí)間的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
較佳是產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)以測(cè)量信號(hào)運(yùn)行時(shí)間，該測(cè)量信號(hào)例如詢問(wèn)信號(hào)。
為了測(cè)量該電信產(chǎn)品和例如另一電信產(chǎn)品之間的距離，則原則上發(fā)出具有時(shí)間碼的測(cè)量信號(hào)即已足夠，使另一電信產(chǎn)品可接收該測(cè)量信號(hào)并且借助于該接收時(shí)間來(lái)評(píng)估該測(cè)量信號(hào)。當(dāng)然該電信產(chǎn)品和另一電信產(chǎn)品的時(shí)鐘須準(zhǔn)確地在實(shí)際時(shí)間上實(shí)現(xiàn)同步。其時(shí)鐘通常不是處于此種同步情況中。
因此，另一種方式是使該信號(hào)運(yùn)行時(shí)間設(shè)計(jì)成由該電信產(chǎn)品至另一電信產(chǎn)品且又返回到該電信產(chǎn)品時(shí)的信號(hào)運(yùn)行時(shí)間，其包括另一電信產(chǎn)品中可能發(fā)生的延遲時(shí)間(中斷時(shí)間)。
通過(guò)上述射程往返時(shí)間(Round Trip Time of Flight)的距離測(cè)量，則電信產(chǎn)品中即可不需安裝真實(shí)時(shí)間顯示用的時(shí)鐘。
該電信產(chǎn)品和另一電信產(chǎn)品對(duì)該距離的測(cè)量較佳是以相同方式來(lái)構(gòu)成，使其可觸發(fā)一種射程往返時(shí)間的詢問(wèn)并且也可回答此種詢問(wèn)。因此，通過(guò)該電信產(chǎn)品(其用于測(cè)量距離的媒體可產(chǎn)生該詢問(wèn)信號(hào)以測(cè)量該信號(hào)運(yùn)行時(shí)間)也可以接收由外部所產(chǎn)生(例如，來(lái)自另一個(gè)電信產(chǎn)品)的詢問(wèn)信號(hào)，并且該距離測(cè)量用的媒體具有一種媒體，其用于對(duì)該外部所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)產(chǎn)生并且發(fā)出一個(gè)回答信號(hào)。
在上述的射程往返時(shí)間的距離測(cè)量中會(huì)發(fā)生一種問(wèn)題，即，在被詢問(wèn)的電信產(chǎn)品中該中斷時(shí)間(或延遲時(shí)間)必須已知或等于零。該中斷時(shí)間即所謂的延遲時(shí)間，其例如是由于在電信產(chǎn)品中的運(yùn)行時(shí)間和處理時(shí)間所造成。
上述二種方式的后者(即，中斷時(shí)間等于零)是以下述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，該詢問(wèn)信號(hào)實(shí)際上又反射回來(lái)而成為回答信號(hào)。因此，該用于距離測(cè)量的媒體較佳是具有一種主動(dòng)式(即，設(shè)有一種特定的能源)振蕩器，其可以通過(guò)外部所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)來(lái)觸發(fā)以產(chǎn)生一種相位，它是與該外來(lái)的詢問(wèn)信號(hào)形成準(zhǔn)相干(quasi coherent)的回答信號(hào)。
另一方式是該詢問(wèn)信號(hào)也可通過(guò)被動(dòng)式的反射而轉(zhuǎn)換成一回答信號(hào)，此種反射例如可通過(guò)反射器、鏡面、反向散射轉(zhuǎn)發(fā)器及/或一種表面波組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。但此種方式的缺點(diǎn)是其只可測(cè)量很小的距離。從而，根據(jù)該輻射能量隨著半徑的四次方而衰減。
另一方式是該無(wú)中斷時(shí)間在被詢問(wèn)的電信產(chǎn)品中能夠?yàn)槿怂?。因此，時(shí)鐘形式的時(shí)間計(jì)數(shù)器在該電信產(chǎn)品中和另一電信產(chǎn)品中必須同步，這些電信產(chǎn)品依據(jù)實(shí)際的角色分布，而且分別扮演用于詢問(wèn)的電信產(chǎn)品或被詢問(wèn)的電信產(chǎn)品。通過(guò)該被詢問(wèn)的電信產(chǎn)品，則可接收兩種外來(lái)的，具有時(shí)間偏移的詢問(wèn)信號(hào)，且該用于測(cè)量距離的媒體具有一種用于測(cè)量該時(shí)間偏移的媒體以及一種在該中斷時(shí)間后發(fā)出一種回答信號(hào)用的媒體，其在考慮該已測(cè)得的時(shí)間偏移時(shí)，對(duì)該電信產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量。若該時(shí)間偏移界定在兩個(gè)外來(lái)的詢問(wèn)信號(hào)之間，則該電信產(chǎn)品可由其本身特定的時(shí)鐘所測(cè)得的時(shí)間偏移而計(jì)算出「其時(shí)數(shù)相對(duì)于用于詢問(wèn)的電信產(chǎn)品的時(shí)數(shù)的偏差數(shù)」。該電信產(chǎn)品因此可以送回一種具備中斷時(shí)間的回答信號(hào)，該中斷時(shí)間已依據(jù)該用于詢問(wèn)的電信產(chǎn)品的時(shí)數(shù)來(lái)調(diào)整。特別有利的是，只有該兩個(gè)電信產(chǎn)品的時(shí)數(shù)的相對(duì)的偏差可被修正，即，絕對(duì)時(shí)間不需同步。
該回答信號(hào)又由用于詢問(wèn)的電信產(chǎn)品所接收，并且因此例如可通過(guò)FMCW或PN方法來(lái)算出該信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間。該回答信號(hào)于是通?？梢韵蛳禄旌稀?br> 在移動(dòng)式電信產(chǎn)品中，由于成本和重量的原因，則使用盡可能小的硬件是重要的。因此，該用于通信的媒體至少一部分也可以用來(lái)測(cè)量距離，其也可以以各種不同的方式而用在此處所述的通信和距離測(cè)量的組合和整合中。
因此，開(kāi)始時(shí)該用于通信的媒體可具有一種發(fā)送及/或接收路徑，并且可以利用該發(fā)送及/或接收路徑來(lái)發(fā)送及/或接收該測(cè)量距離用的信號(hào)。
為了能夠測(cè)量該信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間，則該詢問(wèn)信號(hào)以及該回答信號(hào)須將一種依據(jù)至少一個(gè)由發(fā)出該詢問(wèn)信號(hào)所用的電信產(chǎn)品所得知的時(shí)間上的關(guān)系來(lái)改變成其頻率。在最簡(jiǎn)單的情況下，該詢問(wèn)信號(hào)具有至少兩種頻率并且因此具有一種頻率跳躍(Hop)。但一種較高的測(cè)量準(zhǔn)確性和一種較簡(jiǎn)單的處理方法可以通過(guò)該測(cè)量信號(hào)的頻率改變成線性斜坡的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者改變成一種通過(guò)多個(gè)頻率跳躍所形成的斜坡的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，特別是能夠以一種模擬方式來(lái)作進(jìn)一步處理。
假如該用于通信的媒體具有一個(gè)用于調(diào)整的媒體且因此能夠以頻率合成器的形式來(lái)使通信頻率改變，則同樣也可以改變?cè)撛儐?wèn)信號(hào)的頻率。于是又可以節(jié)省硬件。
假如該用于調(diào)整通信頻率的媒體，其被設(shè)計(jì)成可操作在不同的頻道，則此時(shí)所用的頻率切換器也可以同時(shí)用來(lái)使該詢問(wèn)信號(hào)的頻率改變。
另一方式是在距離測(cè)量時(shí)，使模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入至電信產(chǎn)品的通信分路(即，用于通信的媒體)中，而不是輸入電信數(shù)據(jù)，該模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以使該電信產(chǎn)品產(chǎn)生一種用于使其頻率改變的信號(hào)。
第三種可能方式是在該用于通信頻率調(diào)整的媒體的頻率輸入端上預(yù)先施加不同的頻率，這些頻率由該用于通信頻率調(diào)整的媒體設(shè)定成「高」?fàn)顟B(tài)并且因此可以形成多個(gè)頻率不同的詢問(wèn)信號(hào)。
顯示該詢問(wèn)信號(hào)所用的方式當(dāng)然也可類似地用于該回答信號(hào)中。另一方式是該回答信號(hào)就像先前所述者一樣也可以以反射而回的方式來(lái)形成。
原則上該通信和距離測(cè)量的組合和整合能夠以兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中一種方式是通信(電信媒體主要用來(lái)進(jìn)行該通信)必須中斷以進(jìn)行距離的測(cè)量。電信產(chǎn)品必須具有一種相對(duì)應(yīng)而設(shè)計(jì)的運(yùn)行控制器，其例如在詢問(wèn)另一電信產(chǎn)品以導(dǎo)入距離測(cè)量過(guò)程時(shí)，必須使通信中斷，并且轉(zhuǎn)換至一種狀態(tài)中，在該狀態(tài)中可以接收或發(fā)出一種詢問(wèn)信號(hào)。
另一方式是就下一個(gè)整合過(guò)程而言，甚至可以使用電信信號(hào)來(lái)作為詢問(wèn)信號(hào)。這特別是在「該電信產(chǎn)品在通信中所用的通信標(biāo)準(zhǔn)已顯示有頻率跳躍」時(shí)適用，就像IEEE 802.11中所述的情況一樣。
上述的電信產(chǎn)品實(shí)質(zhì)上是一種電信產(chǎn)品而不是一種轉(zhuǎn)發(fā)器或其它測(cè)量距離用的產(chǎn)品，則例如可確定該用于通信的電信產(chǎn)品具有一種較4KBit/s還大的傳送速率。
該電信產(chǎn)品特別是移動(dòng)式終端機(jī)、WLAN卡、移動(dòng)電話及/或PDA，其是依據(jù)一種用于電信的傳送標(biāo)準(zhǔn)，例如，GSM、UMTS及/或WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11x(其中x是任意的字母或一些字母的組合)來(lái)操作。
在用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)電信產(chǎn)品(其分別具有用于通信的媒體和用于測(cè)量距離的媒體)之間距離的方法中，必須測(cè)量信號(hào)運(yùn)行時(shí)間來(lái)測(cè)量距離。本方法的較佳的實(shí)施形式類似于該裝置的較佳的實(shí)施形式，并且反之亦然。例如，就該裝置的個(gè)別的媒體而言，可以設(shè)有相對(duì)應(yīng)的步驟，并且反之亦然。
距離測(cè)量特別是可以用來(lái)分析一種傳送通道的長(zhǎng)度及/或質(zhì)量。
特別是在查驗(yàn)電信網(wǎng)絡(luò)的存取權(quán)限時(shí)須考慮該傳送通道已測(cè)得的或已分析出的長(zhǎng)度。因此，除了一些已保留的區(qū)域(例如，VIP休息室)之外，例如都可提供一種WLAN服務(wù)。另一方式是可抑制一種未授權(quán)而侵入至WLAN網(wǎng)絡(luò)的行為，當(dāng)此種侵入行為實(shí)際上存在于預(yù)設(shè)的區(qū)域之外部時(shí)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)以下將依據(jù)圖式，并且描述在各實(shí)施例中。


圖1是具有定位功能的WLAN卡形式的電信產(chǎn)品。
圖2是圖1的電信產(chǎn)品的高頻處理單元。
圖3是距離測(cè)量方法的流程圖。
圖4是轉(zhuǎn)發(fā)器模塊。
圖5是定位模塊。
圖6是集成式電信產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
另外，在數(shù)字式電信產(chǎn)品中，描述用射程往返時(shí)間(Round TripTime of Flight)來(lái)距離測(cè)量的方法、產(chǎn)品、配置和算法，該數(shù)字式電信產(chǎn)品，例如依據(jù)WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11而操作成一種通信產(chǎn)品。
現(xiàn)代的電信產(chǎn)品典型方式是包含一種用于通信的媒體，其形式是圖1上方所示的三個(gè)功能方塊發(fā)送和接收路徑(TX/RX天線/切換/信號(hào)路徑)，高頻處理單元和基頻處理單元。因此，該數(shù)字式通信信號(hào)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)天線而被接收且存入至高頻處理單元中。因此，各發(fā)送和接收路徑通?；ハ喔糸_(kāi)并且通過(guò)一開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行切換。實(shí)際的WLAN模塊，例如同樣描述在Heide，P.et al.“HighlyIntegrated LTCC Front and Modules for Bluetooth and Wireless LANApplications”，ECWT Proceedings，München，2003中。
圖2是高頻處理單元的典型的功能方塊圖，其形式是一種模擬式的射頻IC，其包含一個(gè)發(fā)送頻率向上轉(zhuǎn)換單元(TXUp-Convert)，其通常將電信信號(hào)向上轉(zhuǎn)換成5GHz。此外，如下所示，其也可用來(lái)產(chǎn)生用于測(cè)量距離的(詢問(wèn))信號(hào)。此外，該高頻處理單元含有接收頻率向下轉(zhuǎn)換單元(RXDown-Convert)以及接收中頻處理單元(RXIF-Processing)。
最后，該高頻處理單元也具有用于調(diào)整電信頻率的媒體，其形式是一種頻率合成器，其可支配頻率輸入端并且可以支配各個(gè)發(fā)送頻率向上轉(zhuǎn)換單元和接收頻率向下轉(zhuǎn)換單元的連接。
在利用該發(fā)送和接收路徑進(jìn)行接收之后，各信號(hào)向下混合至該高頻處理單元中并且被放大從而繼續(xù)傳送至基頻處理單元?；l處理單元的輸出信號(hào)以類似方式相對(duì)應(yīng)地被放大，向上轉(zhuǎn)換至該發(fā)送頻率，進(jìn)行濾波并且發(fā)送至該發(fā)送和接收的路徑天線。
在該基頻處理單元中，各信號(hào)被數(shù)字化且數(shù)據(jù)被相對(duì)應(yīng)地譯碼或被編碼以便傳送，并且轉(zhuǎn)換成該高頻處理單元用的模擬信號(hào)。
上述系統(tǒng)現(xiàn)在與距離測(cè)量功能單元相組合。該用于通信的媒體至少一部分也可以用來(lái)測(cè)量距離。此外，另外還有用于測(cè)量距離的媒體，其具有功能方塊，各功能方塊可以另外加入以測(cè)量距離及包含其它不能由用于通信的媒體所能實(shí)現(xiàn)的附加功能。用于距離測(cè)量的各功能方塊實(shí)際上當(dāng)然可依據(jù)布局的選擇而集成化于，和用于通信媒體相同的IC上。測(cè)量距離用的媒體包含-定位模塊(距離處理)，其通過(guò)距離測(cè)量來(lái)進(jìn)行位置測(cè)量并且使已接收的數(shù)據(jù)數(shù)字化并進(jìn)行評(píng)估；-轉(zhuǎn)發(fā)器模塊(反向散射振蕩器)，其將已接收的詢問(wèn)信號(hào)送回以作為回答信號(hào)；情況需要時(shí)以同步器(時(shí)序/控制)作為流程控制。
電信產(chǎn)品的配置以下述方式來(lái)處理。連接裝置(例如，計(jì)算機(jī))觸發(fā)距離的測(cè)量。短時(shí)間中通信會(huì)中斷且該定位模塊利用高頻處理單元而發(fā)送其用于測(cè)量距離的詢問(wèn)信號(hào)。該詢問(wèn)信號(hào)可為頻率斜波(Ramps)和非連續(xù)的頻率序列。在距離測(cè)量之前的短暫時(shí)間中，該詢問(wèn)信號(hào)會(huì)被傳送到至少另一個(gè)已加入的電信產(chǎn)品中，以啟動(dòng)該電信產(chǎn)品的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊，若該轉(zhuǎn)發(fā)器模塊本來(lái)即未處于持續(xù)操作狀態(tài)中時(shí)。該另一個(gè)電信模塊的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊對(duì)已進(jìn)入的信號(hào)以其識(shí)別碼(ID)來(lái)進(jìn)行調(diào)變。這例如是通過(guò)頻率編碼或通過(guò)垂直正交的碼序列(擴(kuò)散頻譜，CDMA方法)來(lái)進(jìn)行。輻射回來(lái)的回答信號(hào)在該電信產(chǎn)品中被接收，以及在高頻處理單元中向下混合，并且在定位模塊中被數(shù)字化以及在情況需要時(shí)受到評(píng)估。特別是該用于通信的媒體或連接到該電信產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)，能夠以其主處理器和主處理器中所設(shè)定的處理智能(intelligence)來(lái)作為評(píng)估用的一部分。當(dāng)行動(dòng)電話和PDA連接成計(jì)算機(jī)或用來(lái)取代計(jì)算機(jī)時(shí)，則上述相對(duì)應(yīng)的情況也適用于行動(dòng)電話和PDA的可程序化的處理器。
圖3是測(cè)量距離的流程圖。步驟S1中產(chǎn)生一個(gè)用于測(cè)量距離的詢問(wèn)。步驟S2中，通信保持在WLAN卡形式的已受詢問(wèn)的電信產(chǎn)品中，并且觸發(fā)該距離測(cè)量用的電信產(chǎn)品(其是以WLAN卡的形式)，使用該詢問(wèn)信號(hào)以作為距離測(cè)量信號(hào)。然后，該已受詢問(wèn)的WLAN卡的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊則以該詢問(wèn)信號(hào)(其反射成回答信號(hào))的各自的識(shí)別碼(ID)來(lái)對(duì)該詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行調(diào)變。這顯示在步驟S3中。步驟S4中，該觸發(fā)用的卡使已接收的回答信號(hào)的頻率下降，在進(jìn)行數(shù)字化并且情況需要時(shí)，對(duì)該回答信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。然后，該觸發(fā)用的卡使已評(píng)估(情況需要時(shí))的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至詢問(wèn)器。最后，步驟S5中通信又重新開(kāi)始。
轉(zhuǎn)發(fā)器模塊中較佳是使用一種已調(diào)變的反向散射器(如WO01/23906 A1中所述者)或使用一種如WO 02/03096 A1中所述的用于切換的振蕩器。該轉(zhuǎn)發(fā)器模塊直接連接至天線，典型上是連接至一個(gè)發(fā)射天線。當(dāng)每次通信中事先都預(yù)告一種距離測(cè)量時(shí)，則特別有利的是只驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)發(fā)器。因此，通常在利用蓄電池而被供給能量的移動(dòng)式電信產(chǎn)品中可以節(jié)省能量。
圖4顯示一種轉(zhuǎn)發(fā)器模塊(反向散射/振蕩器)、發(fā)送和接收路徑(TX/RX天線/切換/信號(hào)路徑)及其功能單元。該發(fā)送和接收路徑例如包含一種LTCC FEM R005，其同時(shí)形成在發(fā)送和接收之間的切換器中。該轉(zhuǎn)發(fā)器模塊具有一種振蕩器，其通常利用一種開(kāi)關(guān)而又被接通，使其可通過(guò)一種利用該發(fā)送和接收路徑而耦合至其上的詢問(wèn)信號(hào)以相位準(zhǔn)相干的方式而被激發(fā)，因此產(chǎn)生一種回答信號(hào)，其對(duì)該回答信號(hào)也形成相位準(zhǔn)相干的關(guān)系。其它方法和裝置(其能夠以上述方式而有利地與WLAN通信模塊相組合)描述在DE 199 46 168 A1和WO 03/047137 A2中。
該用于測(cè)量距離的媒體的定位模塊，直接設(shè)置在用于通信的媒體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(Infrastructure)上，特別是設(shè)置在高頻處理單元的頻率合成器上。典型的配置顯示在圖5中，其中該高頻處理單元和定位模塊的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器利用高頻處理單元的接收分路(RX)而互相連接。此外，高頻處理單元和該定位模塊也利用該高頻處理單元的發(fā)送分支(TX)而互相連接。該定位單元因此可選擇性地(optionally)具有一種碼加法器(Addit.code)。此外，該定位模塊可支配用于產(chǎn)生頻率斜坡(Ramp)的媒體，但該媒體也可集成(integrated)成一種主計(jì)算機(jī)單元的形式而成為數(shù)字單元的一部分。該數(shù)字單元是與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連接，并且與可選擇的碼加法器相連接。該數(shù)字單元可以在芯片內(nèi)部中實(shí)現(xiàn)一種協(xié)調(diào)和同步的功能，并且可以在芯片內(nèi)部中進(jìn)行控制以及進(jìn)行距離數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送。該數(shù)字單元可以支配一種至PC的連接。PC中也可以處理由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器所數(shù)字化的回答信號(hào)或所屬的距離資料。依據(jù)制作方式，上述功能也可以部分的，或者甚至完全的由PC來(lái)接管。
該數(shù)字單元或連接至其上的頻率斜波產(chǎn)生器利用頻率合成器的頻率輸入端與高頻處理單元的頻率合成器相連接。因此，可選擇性地設(shè)置一個(gè)中頻(IF)時(shí)鐘。
在觸發(fā)該距離測(cè)量過(guò)程之后，定位模塊產(chǎn)生該距離測(cè)量信號(hào)的第一部分，其是由該詢問(wèn)信號(hào)所設(shè)定。依據(jù)所使用的形式而存在多種不同的可能性。一種可能的方式是產(chǎn)生線性的頻率斜波。頻率合成器必須與該頻率斜波相配合，或外部的頻率源必須以中頻時(shí)鐘的形式而互相配合。特別有利的是使用很短的斜波，從而，這樣可以使通信的中斷時(shí)間較短。另一實(shí)施形式是使用非連續(xù)的頻率步級(jí)(step)以取代頻率掃描。因此，可特別有利地依據(jù)典型的非連續(xù)分布的通信頻道和相對(duì)應(yīng)的構(gòu)件的特性來(lái)調(diào)整。兩種信號(hào)形式適合用于距離的測(cè)量。相對(duì)應(yīng)的方法則描述在DE 199 46 168A1，WO 03/047137 A2，WO 01/23906 A1和WO 03/40753 A1中。
由轉(zhuǎn)發(fā)器模塊所發(fā)出的，并且反射回到其它卡上的信號(hào)利用通信頻道的接收路徑而被接收且降頻。然后，該信號(hào)在定位模塊中被數(shù)字化，并且該信號(hào)在該定位模塊中及/或在用于詢問(wèn)的PC形式的系統(tǒng)中被評(píng)估。該定位模塊因此也可接管個(gè)別流程的同步功能。
在定位及通信相組合時(shí)，這兩種過(guò)程的同步特別重要。因此，存在著一種實(shí)施可行性，即，距離測(cè)量和通信依序以分時(shí)多重存取(TDMA)法來(lái)進(jìn)行。典型方式是，首先在正常的數(shù)據(jù)流中一起發(fā)出用于距離測(cè)量的詢問(wèn)，例如利用一種特殊的位序列或一種特殊的數(shù)據(jù)封包(Packet)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，在短時(shí)間中進(jìn)行距離的測(cè)量，接著又進(jìn)行通信。由于轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的地址空間有限，則特別有利的是，例如利用相鄰的文字列而動(dòng)態(tài)地分配地址至每一個(gè)參加該距離測(cè)量的系統(tǒng)中。此種分配可與數(shù)據(jù)流一起發(fā)出以觸發(fā)該距離的測(cè)量。另一方式是全部的參加者可以依序被測(cè)量，于是該轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的有限的地址空間問(wèn)題即可解決。缺點(diǎn)是會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間。
除了TDMA法之外，也可使用分頻多重存取(FMDA)法。此時(shí)必須通過(guò)部分動(dòng)態(tài)式的、確定的頻率分配來(lái)進(jìn)行編碼。因此，特別是與OFDM法相組合時(shí)是有利的，從而，在適當(dāng)?shù)闹谱鬟^(guò)程中該通信不會(huì)中斷。當(dāng)然，在觸發(fā)該距離測(cè)量之后，該轉(zhuǎn)發(fā)器必須對(duì)應(yīng)于已一致的編碼特性，從而同樣使各頻帶接通。缺點(diǎn)是會(huì)有更多的技術(shù)上的耗費(fèi)。
在制作一種具有用于距離測(cè)量的媒體的電信產(chǎn)品時(shí)，典型方式是使各個(gè)以可定位的通信模塊的形式而存在的芯片位置擴(kuò)充成具備LPR功能。圖1可作為一個(gè)例子，其中可在WLAN卡中進(jìn)行擴(kuò)充。因此，可形成一般的方?jīng)Q(收發(fā)器)和相隔開(kāi)的方塊(基頻處理單元、定位模塊、轉(zhuǎn)發(fā)器模塊)。當(dāng)然，這些功能也可以整合在一個(gè)共同的芯片或芯片組中，其在技術(shù)上特別有利。也可以在芯片內(nèi)部中使用共同的功能方塊，例如，F(xiàn)FT處理器。特別有利的是定位模塊與基頻處理單元整合在一個(gè)模塊中，以及轉(zhuǎn)發(fā)器與模擬電路整合在一個(gè)模塊中，其類似于Heide，P.et al.“HighlyIntegrated LTCC Front and Modules for Bluetooth and Wireless LANApplications”，ECWT Proceedings，München，2003中所建議的LTCC。就被動(dòng)式的反向散射器的實(shí)施形式而言可更簡(jiǎn)化，此時(shí)該發(fā)送和接收路徑的切換用的開(kāi)關(guān)直接用作轉(zhuǎn)發(fā)器模塊。因此，頻率編碼可通過(guò)該切換頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。
特別有利的是，距離測(cè)量不只用來(lái)純粹作為定位用，而且也可用來(lái)測(cè)量通道長(zhǎng)度，或測(cè)定該傳送通道的正確的特性，因?yàn)槔绺鞣N不同的多路徑方式就其長(zhǎng)度和傳送質(zhì)量而言，可以通過(guò)所建議的用于距離測(cè)量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該傳送通道的此種幾乎是最佳化的在線(On line)分析可明顯地用來(lái)組構(gòu)該漫游和路徑選擇過(guò)程。
當(dāng)本發(fā)明的WLAN模塊是一種自我組構(gòu)式的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以特別有利地使用上述信息。于是，多個(gè)上述的電信產(chǎn)品一方面可以決定用于該網(wǎng)絡(luò)通信的電信產(chǎn)品形式的各節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)距離，并且另一方面，所有的被執(zhí)行的距離測(cè)量的方法，通常也可以依據(jù)其原理而提供該傳送信道的詳細(xì)信息，因?yàn)榫嚯x測(cè)量也利用該傳送通道。上述的信息例如也會(huì)衰減、光譜會(huì)失真、通道會(huì)發(fā)生延遲擴(kuò)展(Delay-Spread)或類似現(xiàn)象等。全部的信息(其在原理上存在于節(jié)點(diǎn)中但也可廣域地(global)獲得)幾近理想化地、可使數(shù)據(jù)最佳化地、并且有效地由一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送至另一節(jié)點(diǎn)。因此，利用這些信息可以容易地實(shí)現(xiàn)最短的傳送路徑或最佳的數(shù)據(jù)速率、最佳的信道或調(diào)變，該傳送路徑是以最大的信道容量或以最小的干擾機(jī)率來(lái)決定。
上述的電信產(chǎn)品形式的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)典型方式是由主計(jì)算機(jī)單元、集成式距離測(cè)量(定位)單元和通信單元所構(gòu)成，其具有用于距離測(cè)量的媒體及用于通信的媒體，并且情況需要時(shí)也具有其它的接口設(shè)備。各接口設(shè)備可以是一種輸入和輸出裝置，也可以是傳感器(例如，濕氣、溫度、煙氣、媒氣等等傳感器)或照相機(jī)、麥克風(fēng)等等。
圖6顯示該電信產(chǎn)品，其具備距離測(cè)量和通信單元(WLAN+Dist.)，接口設(shè)備(Per.)，主計(jì)算機(jī)單元(HRE)，蓄電池/電壓供應(yīng)器(Batt.)形式的能源，天線終端(ant.)和電壓供應(yīng)(V)用的終端或以太網(wǎng)絡(luò)(Net)。
符號(hào)說(shuō)明Per. 接口設(shè)備WLAN+Dist. 通信單元HRE主計(jì)算機(jī)單元Batt. 蓄電池/電壓供應(yīng)器Ant. 天線Net以太網(wǎng)絡(luò)
權(quán)利要求
1.一種電信產(chǎn)品，其包含用于通信的媒體，用于距離測(cè)量的媒體，其特征在于距離測(cè)量是通過(guò)測(cè)量信號(hào)運(yùn)行時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電信產(chǎn)品，其中可由所述電信產(chǎn)品產(chǎn)生詢問(wèn)信號(hào)以測(cè)量該信號(hào)運(yùn)行時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電信產(chǎn)品，其中，所述信號(hào)運(yùn)行時(shí)間是由一個(gè)電信產(chǎn)品至另一個(gè)電信產(chǎn)品，并且又回到所述電信產(chǎn)品時(shí)的信號(hào)運(yùn)行時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電信產(chǎn)品，其中，可接收由外部產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)來(lái)測(cè)量該信號(hào)運(yùn)行時(shí)間，并且所述電信產(chǎn)品具有用于由所述詢問(wèn)信號(hào)而產(chǎn)生用于回答信號(hào)的媒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電信產(chǎn)品，其中，所述電信產(chǎn)品具有振蕩器，其可由外部所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)來(lái)激發(fā)而產(chǎn)生，對(duì)所述外部所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)而言是相位準(zhǔn)相干的回答信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電信產(chǎn)品，其中，可由所述電信產(chǎn)品接收兩個(gè)具有時(shí)間偏移，并且由外部所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)，而且所述電信產(chǎn)品具有用于測(cè)量時(shí)間偏移的媒體和用于在中斷時(shí)間后發(fā)送回答信號(hào)的媒體，該中斷時(shí)間可以考慮在該已測(cè)得的時(shí)間偏移時(shí)產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電信產(chǎn)品，其中，該用于通信的媒體至少一部分也可作為用于距離測(cè)量的媒體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電信產(chǎn)品，其中，所述用于通信的媒體具有天線，利用天線可以發(fā)送所述詢問(wèn)信號(hào)及/或該回答信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電信產(chǎn)品，其中，可以產(chǎn)生所述詢問(wèn)信號(hào)，使其頻率改變。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電信產(chǎn)品，其中，所述用于通信的媒體具有用于調(diào)整通信頻率的媒體，并且所述詢問(wèn)信號(hào)的頻率可以利用用于調(diào)整所述通信頻率的媒體來(lái)改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電信產(chǎn)品，其中，該電信產(chǎn)品具有媒體，其用來(lái)使該通信中斷以進(jìn)行距離測(cè)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電信產(chǎn)品，其中，所述詢問(wèn)信號(hào)是通信信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的電信產(chǎn)品，其中，所述用于通信的電信產(chǎn)品具有比4KBit/s還大的傳送速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的電信產(chǎn)品，其中，所述電信產(chǎn)品是移動(dòng)式終端機(jī)、WLAN模塊、移動(dòng)電話及/或PDA。
15.一種用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)電信產(chǎn)品間的距離的方法，其中，各電信產(chǎn)品分別包含用于通信的媒體和用于距離測(cè)量的媒體，其特征為距離測(cè)量是通過(guò)信號(hào)運(yùn)行時(shí)間的測(cè)量來(lái)進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述距離測(cè)量是用來(lái)分析傳送通道的長(zhǎng)度及/或質(zhì)量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)的存取權(quán)限須考慮所述傳送通道的長(zhǎng)度。
全文摘要
一種電信產(chǎn)品具有用于通信的媒體和用于距離測(cè)量的媒體，其中距離測(cè)量是通過(guò)信號(hào)運(yùn)行時(shí)間的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01S13/82GK1961219SQ200580014268
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者馬丁·福西克, 帕特里克·海德, 萊夫·維貝金, 彼得·古爾登, 迪爾克·貝克爾 申請(qǐng)人:西門(mén)子股份有限公司