專利名稱：無(wú)線位置測(cè)量終端與無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)要求的優(yōu)先權(quán)基于第2000-182317號(hào)日本專利申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及利用無(wú)線通信進(jìn)行位置測(cè)量，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及無(wú)線位置測(cè)量終端與終端和基站的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)。
在諸如CDMA系統(tǒng)的典型無(wú)線通信系統(tǒng)中，基站為傳輸和接收的基礎(chǔ)。移動(dòng)終端與基站之間通信的延遲量，即延遲分布隨終端與基站或站之間的距離的變化和信號(hào)在終端與基站之間取的路徑的不同而發(fā)生變化。例如，經(jīng)過(guò)比從鄰近基站發(fā)出的信號(hào)的傳輸時(shí)間要長(zhǎng)的傳輸時(shí)間，從遠(yuǎn)端基站到達(dá)的信號(hào)被終端接收，因此當(dāng)與鄰近基站進(jìn)行比較時(shí)，該信號(hào)會(huì)具有漂移延遲分布，并且與經(jīng)過(guò)反射從基站到達(dá)終端的信號(hào)比較，經(jīng)過(guò)直接路徑從基站到達(dá)終端的信號(hào)將具有不同的延遲分布。
此外，為了定位終端的位置，至少需要測(cè)量距離三個(gè)基站的距離，即延遲分布以利用三角測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)定位。因此，如以下所進(jìn)一步說(shuō)明的那樣，為了監(jiān)測(cè)在至少三個(gè)基站與終端之間傳播的數(shù)據(jù)，必須確保足夠大小的延遲分布采樣滑窗。
第Hei 7-181242號(hào)日本出版未檢專利申請(qǐng)(Japanese PublishedUnexamined Patent Application)披露了利用寬帶無(wú)線信號(hào)測(cè)量終端位置的技術(shù)，例如利用碼分多址(CDMA)信號(hào)的定位系統(tǒng)。圖3示出第Hei 7-181242號(hào)日本出版未檢專利申請(qǐng)(Japanese PublishedUnexamined Patent Application)披露的延遲分布系統(tǒng)。圖3所示的終端1從多個(gè)基站2、3、4接收信號(hào)6、信號(hào)7、信號(hào)8(例如寬帶信號(hào)6、寬帶信號(hào)7、寬帶信號(hào)8)，其中基站2、基站3、基站4與例如全球定位系統(tǒng)(GPS)等同步。
正如以下所說(shuō)明的那樣，諸如圖3所示的延遲分布允許對(duì)各寬帶信號(hào)6、寬帶信號(hào)7、寬帶信號(hào)8從基站2、基站3、基站4分別到終端的傳輸距離進(jìn)行估計(jì)，然后利用三角測(cè)量方法根據(jù)基站的位置和所估計(jì)的其距終端的距離來(lái)確定終端的位置。
圖4示出典型延遲分布的時(shí)序圖。這里所使用的延遲分布是一種計(jì)算發(fā)送信號(hào)與相應(yīng)接收信號(hào)之間相關(guān)的表示。正如在本技術(shù)領(lǐng)域所公知的那樣，并且如上所述，延遲分布根據(jù)信號(hào)在基站與終端之間所取的路徑變化。盡管這里所指的延遲分布被表示為純時(shí)間，但是很明顯，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，延遲分布還可以被表示為例如根據(jù)光速求延遲時(shí)間的積分獲得的傳播時(shí)基，這是因?yàn)檠舆t是由波的傳播引起的。
根據(jù)圖4，由于在相關(guān)峰接收到接收信號(hào)，該接收信號(hào)可以用于估計(jì)基站與終端之間的傳播時(shí)間，即該接收信號(hào)顯示了信號(hào)到達(dá)終端所取路徑的特征和所占用時(shí)間的特征。如圖4所示，如上所述，利用終端通過(guò)計(jì)算“滑窗”可以計(jì)算多個(gè)延遲分布(例如多個(gè)基站延遲分布)，其中滑窗包括一系列在特定基準(zhǔn)時(shí)間附近的采樣。對(duì)于滑窗內(nèi)的給定基站，在強(qiáng)相關(guān)之前在滑窗內(nèi)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的結(jié)果在這里被定義為“前向”，在強(qiáng)相關(guān)之后在滑窗內(nèi)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的結(jié)果在這里被定義為“后向”。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，很明顯選擇的滑窗越大，在滑窗內(nèi)需要計(jì)算延遲分布的計(jì)算量就越大。
如果在終端所處的位置不知道基站的密度，即使分布的基站稀少，仍必須充分將滑窗向前向和后向進(jìn)行擴(kuò)展以至少可以測(cè)量三個(gè)距離，因?yàn)橐瓿扇菧y(cè)量方法定位，至少需要三個(gè)基站距離。然而，在知道基站密度的位置，使用大滑窗沒(méi)有必要而且多余，并且這種使用不必要的大滑窗還另外需要增大不必要的計(jì)算量，增加響應(yīng)時(shí)間，并且/或增加能量消耗。
因此，對(duì)于終端需要一種運(yùn)行終端的系統(tǒng)，以及使用終端的方法，該終端提供計(jì)算終端距多個(gè)基站的距離，由此可以計(jì)算終端的位置，而且可以使為獲得此距離和位置所需的計(jì)算量最少。
本發(fā)明涉及一種允許根據(jù)任何當(dāng)時(shí)終端位置對(duì)延遲分布改變滑窗大小的無(wú)線位置測(cè)量終端。該無(wú)線位置測(cè)量終端包括延遲分布計(jì)算電路，至少對(duì)一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)計(jì)算延遲分布；以及滑窗調(diào)節(jié)器，與延遲分布計(jì)算電路相連進(jìn)行通信，其中滑窗調(diào)節(jié)器對(duì)延遲分布計(jì)算電路設(shè)置計(jì)算滑窗的延遲分布范圍?；罢{(diào)節(jié)器至少根據(jù)一個(gè)信息項(xiàng)改變范圍，此至少一個(gè)信息項(xiàng)至少包含在至少一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)內(nèi)。例如可以從一個(gè)主基站接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)，此至少一個(gè)信息項(xiàng)可以包括需要計(jì)算的至少兩個(gè)基站(而不是主基站)的延遲分布的范圍。
無(wú)線位置測(cè)量終端還可以包括存儲(chǔ)最初多個(gè)基站的位置信息的存儲(chǔ)電路，其中最初多個(gè)基站中至少有一個(gè)基站利用至少一個(gè)基站接收的信號(hào)之一將信息項(xiàng)發(fā)送到終端。然后，根據(jù)位置信息與該信息的相關(guān)性，滑窗調(diào)節(jié)器改變范圍。
在無(wú)線位置測(cè)量終端的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)選擇包括具有最大功率的基站的三個(gè)基站來(lái)改變范圍，并且通過(guò)滑窗調(diào)節(jié)器選擇等效于補(bǔ)充到預(yù)定邊緣的三個(gè)選擇的基站之間的位置信息的平均距離的范圍。換句話說(shuō)，位置信息可以包括每個(gè)分別對(duì)應(yīng)于鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)和人口高稠密地區(qū)的范圍。
本發(fā)明還涉及無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)終端進(jìn)行延遲分布計(jì)算滑窗大小，其中滑窗大小與在終端當(dāng)時(shí)位置的基站密度對(duì)應(yīng)。本發(fā)明系統(tǒng)包括終端和至少三個(gè)基站，其中至少三個(gè)基站中至少有一個(gè)基站將至少一個(gè)信號(hào)送到終端。至少一個(gè)信號(hào)中至少有一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)信息項(xiàng)。終端接收從至少三個(gè)基站中至少一個(gè)基站發(fā)送的至少一個(gè)信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算各基站的延遲分布來(lái)估計(jì)該終端與至少三個(gè)基站中各基站之間的傳播距離。以終端根據(jù)至少一個(gè)信息項(xiàng)確定的滑窗大小計(jì)算此至少三個(gè)基站的全部基站的延遲分布。然后，終端根據(jù)三個(gè)傳播距離利用三角測(cè)量方法測(cè)量終端當(dāng)時(shí)位置。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)另外還包括一個(gè)例如服務(wù)器的中心設(shè)施。此至少一個(gè)信息項(xiàng)可以被存儲(chǔ)到此中心設(shè)施，并且終端優(yōu)先通過(guò)與中心設(shè)施的無(wú)線連接利用此至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)。
本發(fā)明還涉及在無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)中對(duì)終端實(shí)現(xiàn)延遲分布計(jì)算滑窗大小的方法，其中滑窗的大小與終端當(dāng)時(shí)位置的基站密度對(duì)應(yīng)。該方法包括終端從至少三個(gè)基站中的至少一個(gè)基站至少接收一個(gè)信號(hào)的步驟，其中至少一個(gè)信號(hào)中至少有一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)信息項(xiàng)；根據(jù)此至少一個(gè)信息項(xiàng)確定延遲分布計(jì)算滑窗大小的步驟；通過(guò)計(jì)算各基站的延遲分布估計(jì)終端與至少三個(gè)基站中的各基站之間的傳播距離的步驟，其中在終端根據(jù)至少一個(gè)信息項(xiàng)確定的滑窗大小內(nèi)計(jì)算至少三個(gè)基站的所有基站的延遲分布；以及根據(jù)三個(gè)傳播距離用三角測(cè)量方法測(cè)量終端當(dāng)時(shí)位置的步驟。該方法另外還包括將至少一個(gè)信息項(xiàng)存儲(chǔ)到中心設(shè)施的步驟；以及通過(guò)與中心設(shè)施的無(wú)線連接利用至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)接收至少一個(gè)信息項(xiàng)的步驟。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的無(wú)線位置測(cè)量終端根據(jù)當(dāng)時(shí)位置的基站之間的間距設(shè)置滑窗大小用于計(jì)算延遲分布，在基站密集分布的實(shí)例中可以減小滑窗的大小，并且因此可以利用最少的處理資源快速監(jiān)測(cè)許多基站。此外，在基站稀疏分布的實(shí)例中，通過(guò)在更長(zhǎng)期間內(nèi)利用完成位置測(cè)量必須的最小滑窗大小對(duì)少數(shù)基站計(jì)算延遲分布可以可靠實(shí)現(xiàn)位置測(cè)量，因此可以使用最少處理資源而提供最快的速度。
通過(guò)以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加明顯。
為了更清楚地理解本發(fā)明并為了更容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，將結(jié)合
本發(fā)明，其中相同的參考符號(hào)代表相同或相近的單元，本說(shuō)明書引用這些圖并將它作為本說(shuō)明書的一部分，其中圖1示出無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)；圖2示出無(wú)線位置測(cè)量終端；圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)；圖4示出延遲分布；圖5示出在密集分布基站的實(shí)施例中計(jì)算延遲分布的過(guò)程；圖6示出在稀疏分布基站的實(shí)施例中計(jì)算延遲分布的過(guò)程；以及圖7示出無(wú)線位置測(cè)量終端；顯然，對(duì)本發(fā)明的附圖和說(shuō)明作了簡(jiǎn)化，只示出與清楚理解本發(fā)明有關(guān)的單元，而為了簡(jiǎn)明起見，將在普通電信系統(tǒng)中可見到的許多其它單元?jiǎng)h除。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明要求并/或需要其它單元。然而，由于這些單元為本技術(shù)領(lǐng)域所公知，并且由于它們并無(wú)助于更好地理解本發(fā)明，所以在此沒(méi)有對(duì)它們進(jìn)行說(shuō)明。
圖5示出通過(guò)傳播數(shù)據(jù)的滑窗監(jiān)測(cè)多個(gè)密集分布的基站的時(shí)序圖。對(duì)于圖5所示的情況，波從各基站到終端的傳播距離短，并且從不同基站到終端的距離的變化小。因此，在圖5的右側(cè)示出的所計(jì)算的各延遲分布的強(qiáng)相關(guān)部分實(shí)質(zhì)上同時(shí)被終端接收。因此，為了進(jìn)行基準(zhǔn)定時(shí)，即為了對(duì)至少三個(gè)基站接收強(qiáng)相關(guān)部分，進(jìn)行延遲分布計(jì)算所需的滑窗的大小可以相對(duì)較小。
參考圖5，對(duì)于基站之間的間距接近1km的情況，為了估計(jì)信號(hào)到達(dá)時(shí)間，與強(qiáng)相關(guān)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，優(yōu)先通過(guò)對(duì)應(yīng)于3km至6km的滑窗，即至少是一個(gè)選擇基站到下一個(gè)基站間距的兩倍并且優(yōu)先是三至六倍的間距對(duì)至少三個(gè)基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，對(duì)于利用信號(hào)估計(jì)傳播距離的情況，例如，當(dāng)碼片速率為1MHz時(shí)，并且知道光速約為300,000km/sec，通過(guò)對(duì)應(yīng)于6km/300,000km/sec，×1,000,000Hz＝20碼片的滑窗進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以確保傳播信號(hào)被圖5所示的至少五個(gè)基站接收。
圖6示出對(duì)多個(gè)稀疏分布的基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)序圖。在圖6所示的實(shí)施例中，例如，如果從一個(gè)基站到下一個(gè)基站的間距接近10km，根據(jù)上述準(zhǔn)則，允許根據(jù)傳播距離對(duì)至少三個(gè)基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)所必須的滑窗對(duì)應(yīng)于40km至60km，因此根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程，需要200碼片之多的相關(guān)計(jì)算。
當(dāng)終端位于不知道基站密度的地方時(shí)，即使基站是稀疏分布，仍優(yōu)先將滑窗充分?jǐn)U展到可以測(cè)量至少三個(gè)距離(至少三個(gè)基站的延遲分布)。然而，在知道基站密度的情況下，使用大滑窗沒(méi)有必要而且多余，并且因?yàn)槭褂么蠡皶?huì)要求增加不必要的計(jì)算量，增加響應(yīng)時(shí)間，并/或增加能量消耗，因此要求使用與終端當(dāng)時(shí)位置的基站密度相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)滑窗。
圖1示出無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)位置的基站密度確定滑窗大小。該系統(tǒng)包括終端1和至少三個(gè)基站2、3、4。位置測(cè)量終端1接收基站A2、基站B3和基站C4發(fā)送的信號(hào)。通過(guò)測(cè)量各基站2、3、4的延遲分布來(lái)估計(jì)傳播距離，并根據(jù)基站的位置和所獲得的對(duì)傳播距離的估計(jì)結(jié)果來(lái)估計(jì)自身位置。因?yàn)?，根?jù)各基站2、3、4距離終端的各自傳播距離，從基站到達(dá)的信號(hào)被延遲，必須將用于監(jiān)測(cè)至少三個(gè)延遲分布的滑窗大小充分?jǐn)U大以致可以在滑窗內(nèi)對(duì)最遠(yuǎn)的至少三個(gè)基站計(jì)算延遲分布。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，至少基站A、B和C中之一優(yōu)先使用公共控制信道(例如同步信號(hào)信道)將下列信息項(xiàng)發(fā)送到終端1(a)基站位置；(b)諸如例如在本發(fā)明的IS-95實(shí)施例中基站的PN偏移的傳輸時(shí)間偏移；以及(c)計(jì)算該基站以及與該基站相鄰的其它基站的延遲分布所需的至少一個(gè)滑窗的大小。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的其它技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯終端還從基站接收諸如發(fā)送功率的其它信息項(xiàng)，并且其它信息項(xiàng)也屬于在此定義的“信息項(xiàng)”術(shù)語(yǔ)內(nèi)。
圖7示出在根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行位置測(cè)量的位置測(cè)量終端的優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。該終端包括將接收的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)的信號(hào)接收機(jī)20、延遲分布計(jì)算器21、滑窗調(diào)節(jié)器22以及位置計(jì)算器23。
滑窗調(diào)節(jié)器22優(yōu)先通過(guò)與具有最大功率的基站同步例如接收由基站發(fā)送的控制信道(例如諸如同步信號(hào)信道)，并獲得上述說(shuō)明的信息項(xiàng)(a)、(b)和(c)。根據(jù)信息項(xiàng)(c)，滑窗調(diào)節(jié)器22確定能通過(guò)其搜索延遲分布的滑窗。
例如，延遲分布計(jì)算器21可以包括相關(guān)器或匹配濾波器。為了計(jì)算延遲分布，延遲分布計(jì)算器在搜索的滑窗內(nèi)將導(dǎo)頻信號(hào)擴(kuò)頻。根據(jù)傳輸定時(shí)偏移信息項(xiàng)(b)確定計(jì)算延遲分布的基準(zhǔn)時(shí)間。根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，信息項(xiàng)(b)對(duì)移動(dòng)通信的各單獨(dú)基站指出傳輸時(shí)間偏移值。然后，終端對(duì)各基站系統(tǒng)估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是諸如GPS的通用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，所有基站均參考該基準(zhǔn)時(shí)間。通過(guò)將待監(jiān)測(cè)的基站的傳輸定時(shí)偏移與基站系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相加，終端就可以完成此估計(jì)，因此獲得了待監(jiān)測(cè)基站系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間。將包括待監(jiān)測(cè)的基站的基準(zhǔn)時(shí)間的前向部分和后向部分的滑窗向基準(zhǔn)時(shí)間的前向和后向充分設(shè)置以計(jì)算至少兩個(gè)其它基站的延遲分布。這里所使用的“前向”是指在比參考基站更近的位置對(duì)基站進(jìn)行搜索，這里所使用的“后向”是指指在比參考基站更遠(yuǎn)的位置對(duì)基站進(jìn)行搜索。
根據(jù)為了計(jì)算延遲分布所需的滑窗大小是根據(jù)圖1所示的實(shí)施例基站確定的事實(shí)，為了計(jì)算延遲分布要求計(jì)算滑窗大小時(shí)，終端沒(méi)有進(jìn)行不必要的處理。
參考圖7，完成對(duì)至少三個(gè)基站所必需的延遲分布的計(jì)算后，根據(jù)該基站延遲分布的峰值位置，終端計(jì)算由基站出來(lái)的路徑定時(shí)，然后據(jù)此計(jì)算相對(duì)延遲時(shí)間，即傳播時(shí)間。然后，根據(jù)相對(duì)延遲信息和信息項(xiàng)(a)、該基站位置，位置計(jì)算器23計(jì)算終端的實(shí)際位置。
在第二實(shí)施例中，至少信息項(xiàng)(a)、(b)和(c)之一被存儲(chǔ)到中心設(shè)施12，并且通過(guò)與中心設(shè)施12進(jìn)行無(wú)線連接，終端接收信息。如圖1所示，通過(guò)無(wú)線連接，將終端1連接到一系列基站A、B和C中的至少一個(gè)基站，并且，根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例，例如，終端會(huì)從服務(wù)器12請(qǐng)求基站信息，服務(wù)器12通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的基站控制裝置10和節(jié)點(diǎn)11連接到基站。然后，根據(jù)上述參考圖7所述的方法，終端通過(guò)選擇滑窗根據(jù)從中心設(shè)施12接收的信息(a)、(b)和(c)可以計(jì)算延遲分布。
圖2示出位置測(cè)量終端的第二優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。圖2所示的終端包括信號(hào)接收機(jī)20、延遲分布計(jì)算器21、滑窗調(diào)節(jié)器22、控制信道接收機(jī)24、存儲(chǔ)器13以及位置計(jì)算器23。實(shí)際上上述已根據(jù)圖7對(duì)信號(hào)接收機(jī)20、延遲分布計(jì)算器21、滑窗調(diào)節(jié)器22以及位置計(jì)算器23進(jìn)行了說(shuō)明。
存儲(chǔ)器13是本技術(shù)領(lǐng)域所公知的存儲(chǔ)裝置，例如在終端1內(nèi)或與終端1進(jìn)行通信的ROM裝置或RAM裝置。在終端1經(jīng)常進(jìn)行位置測(cè)量的實(shí)施例中，如果在位于終端內(nèi)或與終端進(jìn)行通信的存儲(chǔ)器13內(nèi)存儲(chǔ)了上述基站信息項(xiàng)，則可以限制處理時(shí)間。當(dāng)基站信息項(xiàng)(a)和/或(b)和/或(c)存儲(chǔ)在位于終端內(nèi)或與終端進(jìn)行通信的存儲(chǔ)器內(nèi)時(shí)，則與基站必需進(jìn)行的通信較少。一旦終端1將使用的存儲(chǔ)器13初始化，終端1可以從至少一個(gè)本地基站，或通過(guò)向中心設(shè)施12發(fā)請(qǐng)求獲得信息項(xiàng)(a)和/或(b)和/或(c)，并且終端1可以將存儲(chǔ)器13內(nèi)的信息(a)和/或(b)和/或(c)進(jìn)行累加。在后來(lái)終端1必需進(jìn)行位置測(cè)量的實(shí)例中，滑窗調(diào)節(jié)器22根據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的信息選擇滑窗。
在滑窗調(diào)節(jié)器根據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的信息的運(yùn)行過(guò)程中，例如，終端選擇具有最大接收功率的基站，然后，根據(jù)該基站，在滑窗內(nèi)利用由以前使用保持到存儲(chǔ)器內(nèi)的有關(guān)多個(gè)基站的位置的位置信息，終端選擇位于待監(jiān)測(cè)的最大功率基站周圍的基站。換句話說(shuō)，在使用之前，利用此位置信息，可以將此存儲(chǔ)器編程。例如，可以在存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)基站列表，列表內(nèi)的基站可以包括距離選擇的主基準(zhǔn)基站(例如當(dāng)時(shí)最大功率基站)最近的基站的列表。
在優(yōu)選實(shí)施例中，終端接收主基準(zhǔn)基站的定時(shí)偏移信息，或?qū)⑺鼈兇鎯?chǔ)到存儲(chǔ)器，并估計(jì)基站系統(tǒng)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。例如，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間可以是當(dāng)前時(shí)間少于定時(shí)的差值，例如PN、偏移。因此，此典型實(shí)施例使用差值定時(shí)，但是很明顯，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，還可以使用變換的基站定時(shí)方法。
根據(jù)基站之間的距離，終端還可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定滑窗大小。例如，如果在存儲(chǔ)器13內(nèi)選擇的基站之間的平均距離為4km，盡管不知道將作為基準(zhǔn)的基站與終端之間的距離，但是可以假定該距離不大于基準(zhǔn)基站與其它已選基站之間的平均距離，由于我們知道將作為基準(zhǔn)的基站提供最大功率信號(hào)，所以它很可能是距離終端最近的基站或是最近基站之一。因此，選擇等效于4km前向傳播延遲的滑窗。由于從一個(gè)基站到終端的距離差值可以大于基站之間的傳播距離，所以優(yōu)先選擇基站空間加移動(dòng)邊緣作為滑窗的后向部分。例如，幾個(gè)采樣測(cè)量足可以選擇此預(yù)定邊緣，并且進(jìn)行這些采樣測(cè)量的方法，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
利用以上剛剛說(shuō)明的經(jīng)驗(yàn)方法，終端產(chǎn)生大小適于計(jì)算所必需的至少三個(gè)延遲分布的滑窗而不必從基站獲得信息。由于每次進(jìn)行位置測(cè)量時(shí)，有關(guān)基站和/或滑窗的信息無(wú)需從基站和/或中心設(shè)施獲得，所以這就減少了接觸基站獲取信息項(xiàng)的需要因此更提高了終端的處理速度。此外，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，顯而易見，如果將作為基準(zhǔn)的基站保持與上述位置測(cè)量的實(shí)例相同，則設(shè)置與上述實(shí)例使用的設(shè)置相同，無(wú)需與基站或滑窗大小有關(guān)的終端另外計(jì)算或重新計(jì)算。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行的附加優(yōu)選實(shí)施例中，從各基站到達(dá)的信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度與基站與其測(cè)量位置之間距離的相關(guān)性允許近似計(jì)算所測(cè)量的位置。例如，通過(guò)計(jì)算代表基站位置的位置向量的平均值，以基站電場(chǎng)強(qiáng)度成正比進(jìn)行加權(quán)可以計(jì)算終端位置的加權(quán)中心，因此可以近似指出終端位置。利用此加權(quán)方法，可以提高估計(jì)終端離開各基站距離的精度，因此可以進(jìn)一步減小計(jì)算延遲分布所需的滑窗大小。
此外，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見，通過(guò)檢測(cè)基站與終端之間的最短前向路徑就可以測(cè)量位置，因?yàn)樵撟疃糖跋蚵窂奖徽J(rèn)為是直接路徑。因此，一旦完成對(duì)最短前向路徑的檢測(cè)，就不需要再計(jì)算延遲分布。相應(yīng)地，在滑窗的前向部分開始計(jì)算延遲分布，并且在確認(rèn)第一路徑時(shí)，完成對(duì)特定基站的延遲分布的計(jì)算。以這種方式可以進(jìn)一步減少計(jì)算延遲分布的處理過(guò)程。
上述實(shí)施例均是典型實(shí)施例，在這些實(shí)施例中，計(jì)算延遲分布所需的滑窗大小或者由基站指定，或者由中心設(shè)施指定，或者由終端計(jì)算。然而，這些各典型實(shí)施例解決的問(wèn)題是在基站密集分布情況下計(jì)算延遲分布僅需要小滑窗，而在基站稀疏分布的情況下需要大滑窗，例如，事先對(duì)鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)和人口高稠密地區(qū)確定所使用滑窗的大小，其中對(duì)延遲分布的計(jì)算隨終端地理位置改變的其它方法也屬于本發(fā)明范圍。
在無(wú)線位置測(cè)量過(guò)程中，使用本發(fā)明可以減少計(jì)算延遲分布的處理量，并由此可以減少系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間以及終端的能量消耗。本發(fā)明的其它優(yōu)勢(shì)和益處對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例范圍。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以進(jìn)行各種變化和變換，而這些變化和變換均屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，與詳細(xì)說(shuō)明、本領(lǐng)域技術(shù)和所附權(quán)利要求一致的本發(fā)明的最寬廣范圍屬于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算位置的無(wú)線位置測(cè)量終端，該無(wú)線位置測(cè)量終端包括延遲分布計(jì)算電路，用于對(duì)至少一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)計(jì)算延遲分布；以及滑窗調(diào)節(jié)器，與所述延遲分布計(jì)算電路連接進(jìn)行通信，其中所述滑窗調(diào)節(jié)器根據(jù)至少一個(gè)信息項(xiàng)對(duì)所述延遲分布計(jì)算電路改變計(jì)算滑窗的延遲分布的范圍，其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)在至少一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)中的至少一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)最初多個(gè)基站的位置信息，其中所述最初多個(gè)基站中至少有一個(gè)基站在至少一個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)中之一中將信息項(xiàng)發(fā)送到終端，并且其中所述滑窗調(diào)節(jié)器根據(jù)位置信息與信息項(xiàng)的相關(guān)性改變范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中至少一個(gè)信息項(xiàng)包括在終端具有最大接收功率的基站，并且其中所述滑窗調(diào)節(jié)器根據(jù)具有最大接收功率的基站的位置信息改變范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中通過(guò)選擇包括具有最大接收功率的基站的三個(gè)基站改變范圍，并利用所述滑窗調(diào)節(jié)器選擇等效于補(bǔ)充到預(yù)定邊緣的三個(gè)已選基站之間的位置信息的平均距離的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中位置信息分別包括鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)和人口高稠密地區(qū)的一個(gè)范圍，并且其中信息項(xiàng)包括在鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)或人口高稠密地區(qū)內(nèi)的終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中從一個(gè)基站至少接收一個(gè)信息項(xiàng)，并且其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)包括計(jì)算至少兩個(gè)基站而非計(jì)算一個(gè)基站的延遲分布所必需的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中一個(gè)基站包括在終端具有最大接收功率的基站。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中根據(jù)信息項(xiàng)確定計(jì)算延遲分布的基準(zhǔn)時(shí)間，并且其中該范圍包括離開發(fā)送此信息項(xiàng)基站的基準(zhǔn)時(shí)間的至少一個(gè)前向部分和至少一個(gè)后向部分，并且其中前向部分和后向部分離開基準(zhǔn)時(shí)間充分前向和后向以計(jì)算至少兩個(gè)不發(fā)送此信息項(xiàng)的其它基站的至少兩個(gè)延遲分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，進(jìn)一步包括位置計(jì)算器，其中利用所述延遲分布計(jì)算電路根據(jù)至少三個(gè)遠(yuǎn)程接收信號(hào)對(duì)至少三個(gè)基站的延遲分布計(jì)算完成后，該終端根據(jù)至少三個(gè)延遲分布計(jì)算終端與至少三個(gè)基站之間的傳播時(shí)間，其中所述位置計(jì)算器根據(jù)至少三個(gè)傳播時(shí)間和信息項(xiàng)計(jì)算終端的實(shí)際位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線位置測(cè)量終端，其中在基站密集分布的第一區(qū)域內(nèi)分范圍小于基站分布密度比在第一區(qū)域內(nèi)分布密度低的第二區(qū)域內(nèi)的范圍。
11.一種對(duì)終端進(jìn)行延遲分布計(jì)算滑窗大小的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，其中滑窗的大小與終端當(dāng)時(shí)位置的基站分布密度對(duì)應(yīng)，該無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)包括終端；至少三個(gè)基站，其中所述至少三個(gè)基站中至少有一個(gè)基站將至少一個(gè)信號(hào)送到該終端，其中至少一個(gè)信號(hào)中至少有一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)信息項(xiàng)；其中該終端接收所述至少三個(gè)基站中至少一個(gè)基站發(fā)送的至少一個(gè)信號(hào)，并且其中該終端通過(guò)計(jì)算各基站的延遲分布估計(jì)終端與各所述至少三個(gè)基站之間的傳播距離，并且其中終端根據(jù)此至少一個(gè)信息項(xiàng)計(jì)算所述至少三個(gè)基站中的所有基站的延遲分布；以及其中終端根據(jù)至少三個(gè)傳播距離對(duì)終端的當(dāng)時(shí)位置進(jìn)行三角測(cè)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括中心設(shè)施，其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)存儲(chǔ)到所述中心設(shè)施，并且其中終端通過(guò)與所述中心設(shè)施進(jìn)行無(wú)線連接利用至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，其中該終端包括存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)最初多個(gè)基站的位置信息，其中最初多個(gè)基站包括所述至少三個(gè)基站中的至少一個(gè)基站；其中最初多個(gè)基站中的所述至少三個(gè)基站中至少一個(gè)基站中的至少一個(gè)基站在至少一個(gè)信號(hào)中將信息項(xiàng)發(fā)送到該終端，并且該終端根據(jù)位置信息與信息項(xiàng)的相關(guān)性改變滑窗大小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)包括在終端具有最大接收功率的基站，其中該終端根據(jù)具有最大接收功率的基站的位置信息改變此滑窗大小。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，其中從所述至少三個(gè)基站中的一個(gè)主基站接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)，并且其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)包括為了計(jì)算所述至少兩個(gè)基站而非一個(gè)主基站的延遲分布所需的滑窗大小。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)，其中根據(jù)信息項(xiàng)確定計(jì)算延遲分布的基準(zhǔn)時(shí)間，并且其中此滑窗大小包括離開發(fā)送信息項(xiàng)的所述至少三個(gè)基站的基準(zhǔn)時(shí)間的至少一個(gè)前向部分和至少一個(gè)后向部分，并且其中將前向部分和后向部分充分向前向和后向離開基準(zhǔn)時(shí)間以計(jì)算不發(fā)送信息項(xiàng)的所述至少兩個(gè)基站的至少兩個(gè)延遲分布。
17.一種在無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)中用于對(duì)終端實(shí)現(xiàn)延遲分布計(jì)算滑窗大小的方法，其中滑窗大小與終端當(dāng)時(shí)位置的基站密度對(duì)應(yīng)，該方法包括在終端從至少三個(gè)基站中的至少一個(gè)基站接收至少一個(gè)信號(hào)，其中至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)包括至少一個(gè)信息項(xiàng)；根據(jù)此至少一個(gè)信息項(xiàng)確定延遲分布計(jì)算滑窗的大小；通過(guò)計(jì)算各基站的延遲分布，估計(jì)終端與至少三個(gè)基站中的各基站之間的傳播距離，其中在根據(jù)至少一個(gè)信息項(xiàng)由終端確定的滑窗大小內(nèi)計(jì)算至少三個(gè)基站中所有基站的延遲分布；以及根據(jù)至少三個(gè)傳播距離三角測(cè)量終端的當(dāng)時(shí)位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括將此至少一個(gè)信息項(xiàng)存儲(chǔ)到中心設(shè)施；以及通過(guò)與中心設(shè)施無(wú)線連接利用至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)最初多個(gè)基站的位置信息，其中最初多個(gè)基站包括此至少三個(gè)基站中的至少一個(gè)基站；利用最初多個(gè)基站中的所述至少三個(gè)基站中至少一個(gè)基站中的至少一個(gè)基站在至少一個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)中將信息項(xiàng)發(fā)送到終端；使位置信息與信息項(xiàng)相關(guān)；以及根據(jù)位置信息與信息項(xiàng)的所述相關(guān)性改變滑窗大小。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括從至少三個(gè)基站中的一個(gè)主基站接收此至少一個(gè)信息項(xiàng)，其中此至少一個(gè)信息項(xiàng)包括為對(duì)至少兩個(gè)基站而非對(duì)一個(gè)主基站的延遲分布進(jìn)行所述計(jì)算所需的滑窗大小。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括確定根據(jù)信息項(xiàng)計(jì)算延遲分布的基準(zhǔn)時(shí)間；確定包括離開發(fā)送此信息項(xiàng)的至少三個(gè)基站中的一個(gè)基站的基準(zhǔn)時(shí)間的至少一個(gè)前向部分和至少一個(gè)后向部分，其中確定前向部分和后向部分充分向前向和后向離開基準(zhǔn)時(shí)間以計(jì)算不發(fā)送此信息項(xiàng)的至少兩個(gè)基站的至少兩個(gè)延遲分布。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種無(wú)線位置測(cè)量終端、一種無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)和一種用于在無(wú)線位置測(cè)量系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)延遲分布計(jì)算滑窗大小的方法。該終端包括延遲分布計(jì)算電路和滑窗調(diào)節(jié)器,該滑窗調(diào)節(jié)器與延遲分布計(jì)算電路相連根據(jù)遠(yuǎn)程接收信號(hào)內(nèi)的至少一個(gè)信息項(xiàng)改變延遲分布計(jì)算滑窗的范圍。該終端還包括存儲(chǔ)電路,該存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)位置信息,其中滑窗調(diào)節(jié)器根據(jù)位置信息與信息項(xiàng)的相關(guān)性改變范圍。該系統(tǒng)包括終端和至少三個(gè)基站,其中至少一個(gè)基站將遠(yuǎn)程接收信號(hào)送到該終端。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1329257SQ0110892
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者桑原干夫, 矢野隆, 石藤智昭, 土居信數(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所