具有定位能力的中繼器的制作方法

專利名稱：具有定位能力的中繼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信，且更具體而言涉及構建于無線通信系統中的中繼器。
相關申請案本申請案主張基于2004年4月5日提出申請的第60/559,546號美國臨時申請案的優先權。
背景技術：
全球定位系統(GPS)是一種設計用于在全世界幾乎任何地方提供位置信息的衛星導航系統。GPS由美國國防部開發，且當前包括一由二十四顆作業衛星組成的群集。其他類型的衛星定位系統包括廣域差分系統(WAAS)、由俄羅斯聯邦部署的全球導航衛星系統(GLONASS)、及由歐盟策劃的伽利略系統。
人們已設計出各種接收機來解碼從定位衛星發射的信號以用于測定各個接收機在地球表面上或靠近地球表面的位置。為了解密所述信號并計算一位置，所述接收機從處于其視線內的特定衛星獲取信號并隨后測量和跟蹤所接收的信號且從所述信號中恢復導航數據。通過精確地測量距三個不同衛星的距離，所述接收機能夠對其位置進行三角測量，例如求解緯度、經度和高度。所述接收機通過測量每一信號從各個衛星傳播到所述接收機所花費的時間來測量其距不同型星的距離。通常，使用來自第4顆衛星的測量值來幫助消除時間測量誤差，例如因所述接收機中的計時電路的不精確性所產生的誤差。在某些情況下，可將來自少于三顆衛星的信號與地面信號結合使用以對所述接收機的位置進行三角測量，尤其是當額外衛星的可見度受到限制時。
人們已將GPS接收機構建在無線通信系統的用戶單元內，以使用戶單元的用戶能夠利用GPS。用戶單元一般是指最終用戶所使用的移動無線裝置，例如移動無線電話或類似裝置。
為了加快無線通信系統的用戶單元內的GPS接收機識別其視線內的衛星所花費的時間，人們已開發出GPS輔助技術。具體而言，可使用由無線通信系統內的用戶單元所探測到的信號來非常迅速地產生對所述用戶單元的位置的粗略估測。然后，可將GPS輔助信息發送給所述用戶單元，以允許所述用戶單元更快地識別處于其GPS接收機視線內的衛星。
GPS輔助技術能夠極大地加快用戶單元使用GPS識別其位置所花費的時間。這在使用位置識別來幫助第一響應者服務(例如“911”第一響應者服務)時對于迅速查明用戶單元的位置以便能夠向所述位置派遣幫助尤為重要。GPS輔助技術還能提高接收機在某些其中GPS定位技術在沒有輔助的情況下可能會失效(例如樓房或城市街道峪谷內部)的位置中計算其位置的能力。

發明內容
在一實施例中，本發明闡述一種無線通信系統的中繼器，所述中繼器包括中繼電路，其用于接收一自所述無線通信系統中一第一裝置發送的信號并將所述信號中繼至所述無線通信系統中的一第二裝置；及一定位單元，其用于接收定位信號并根據所述定位信號計算所述中繼器的位置。
本發明還闡述各種用于使用由所述中繼器所計算出的位置的技術。例如，闡述用于使用由所述中繼器所計算出的位置來為一用戶單元產生位置輔助信息的技術。而且，還闡述用于使用由所述中繼器所計算出的位置來計算一中繼器延遲的技術。
在下文附圖及說明中，將闡述本發明的一個或多個實施例的細節。根據說明及圖式以及權利要求書將易知本發明的其他特征、目的及優點。


圖1為一圖解說明一包括一衛星定位系統及一無線通信系統的根據本發明的實例性系統的方塊圖。
圖2為一根據本發明實施例的中繼器的方塊圖。
圖3為一根據本發明一實施例的位置測定實體(PDE)的方塊圖。
圖4為一圖解說明一種根據本發明一實施例的技術的方塊圖。
圖5為另一根據本發明另一實施例的PDE的方塊圖。
圖6為另一圖解說明一種根據本發明一實施例的技術的方塊圖。
具體實施例方式
大體而言，本發明涉及一種無線通信系統的中繼器，所述中繼器包括一定位單元(例如GPS接收機)，以使所述中繼器能夠計算其位置。另外，還闡述利用所述中繼器所產生的定位信息來改進所述無線通信系統的各種技術。例如，所述中繼器所產生的定位信息可由所述無線通信系統的一裝置用來幫助計算中繼器延遲。而且，所述中繼器所產生的定位信息可由一位置測定實體(PDE)用來提高所產生并發送至所述無線通信系統的用戶單元的位置輔助信息的質量。
圖1為一圖解說明一包括一衛星定位系統4及一無線通信系統6的實例性系統2的方塊圖。舉例而言，衛星定位系統4可包括由美國國防部開發的全球定位系統(GPS)。或者，衛星定位系統4可包括廣域差分系統(WAAS)、由俄羅斯聯邦部署的全球導航衛星系統(GLONASS)、由歐盟策劃的伽利略系統或類似系統。總之，衛星定位系統4包括復數個衛星5A-5C(統稱為衛星5)，所述衛星繞地球軌道旋轉并發送由地球表面上或靠近地球表面的定位接收機來接收的信號。雖然為簡明起見，圖1中顯示3顆衛星5，但當前的GPS包括24顆衛星。
衛星5發送定位信號7A-7C(統稱為定位信號7)，無線通信系統6的用戶單元10可使用這些定位信號對其在地球表面上或靠近地球表面的位置進行三角測量。根據本發明，中繼器14還包括一定位單元，例如一GPS接收機，以使中繼器14能夠對其在地球表面上或靠近地球表面的位置進行三角測量。中繼器14通常是指一自一個或多個基站12接收信號并將基本相同的信號轉發至一個或多個用戶單元10的網絡裝置。中繼器14通常用于擴展一個或多個基站12的范圍。如下文將更詳細闡述，可通過在中繼器14中并入定位能力來實現多個優點。還將闡述用于利用由中繼器14所產生的定位信息的各種技術。
無線通信系統6可基于各種信號編碼及調制方案中的任何一種。例如，無線通信系統6可包括一擴頻系統，例如碼分多址(CDMA)系統。或者，系統6可包括時分多址(TDMA)系統、頻分多址(FDMA)系統、使用正交頻分多工(OFDM)的系統或類似系統。此外，系統6還可采用CDMA、FDMA、TDMA及OFDM的各種組合。例如，全球移動通信系統(GSM)即利用FDMA及TDMA技術。
在無線通信系統6中，基站12C-12D(統稱為基站12)使用戶單元10能夠訪問網絡。雖然圖1中顯示單個用戶單元10，但系統6通常支持大量此類單元。一用戶單元10通常是指一由一最終用戶使用的移動無線裝置，例如移動無線電話、臺式或便攜式計算機、個人數字助理(PDA)、交互式電視、無線數據終端、無線數據收集裝置或任何其它無線裝置。基站12通常為固定設備，其以無線方式與用戶單元10進行通信以使用戶單元10能夠對一有線電通網絡進行訪問。舉例而言，基地臺12可在用戶單元與一公用電話交換網(PSTN)之間提供一一接口，以便可投送往來于用戶單元10的電話呼叫。或者或另外，基站12可耦接至一基于包的網路以傳輸基于包的語音信息或基于包的數據。
無線通信系統6還包括一個或多個中繼器14。在無線通信系統中通常安裝中繼器14，以擴展與一個或多個基站(例如基站12c)相關聯的網絡覆蓋范圍。同樣，中繼器14通常是指一自一個或多個基站12接收信號并將基本相同的信號轉發至一個或多個用戶單元10的網絡裝置。例如，中繼器14可自基站12C接收信號15C并對信號15C進行中繼(所中繼的信號標記為15C’)以擴展基站12C的網絡覆蓋范圍。在某些情況下，中繼器14可(例如)通過光纖鏈路、銅線或類似線路以有線方式連接至基站12C。在其它情況下，如圖1中所示，中繼器14為完全無線的。無線中繼器通常接收一信號，對所述信號進行放大并隨后將所放大的信號轉發至用戶單元(或基站)。
中繼器通常被視為一種用于擴展或改進網絡覆蓋范圍的在經濟上合算的機構。具體而言，中繼器的使用可有效地拓寬與一給定基站相關聯的地理覆蓋區。此外，構建中繼器的費用可顯著低于增加額外基站的費用。然而，在無線通信系統中構建中繼器會提出許多挑戰和潛在的困難。例如，中繼器可使網絡6的拓撲復雜化并造成發送至用戶單元10的傳統位置輔助信息的精確度下降。出于此原因及其他原因，人們希望改進在無線通信系統6中產生位置輔助信息的技術。一種如本文中所述用以改進位置輔助信息產生的方式是利用中繼器14所計算出的位置信息。具體而言，在知道一中繼器的位置的情況下，可提高位置輔助信息的精確度及質量。與用戶單元10不同，中繼器14通常靜止于無線通信系統6內。不過，如本文中所述將一定位單元并入中繼器14中可非常有利。
定位輔助技術通常會加快用戶單元10使用衛星定位系統4來識別其位置所花費的時間。同樣，這在使用所述位置識別來幫助第一響應者服務(例如“911”第一響應者服務)時尤為重要。為了產生位置輔助信息，系統6包括一個或多個通常耦接至一個或多個基站12的位置測定實體(PDE)16。PDE 16是指用于接收自用戶單元10發送的輸入并使用所述輸入來產生用于回送至用戶單元10的位置輔助信息的網絡設備。PDE 16通常保持一關于無線通信系統6的拓撲的記錄以及一關于衛星定位系統4的各顆衛星5的位置的記錄。PDE 16(例如)通過基站12C或12D自用戶單元10接收信號，并對所述信號進行處理以產生位置輔助信息。PDE 16隨后(例如)通過基站12D或通過基站12C及中繼器14將所述位置輔助信息發送回至用戶單元10。
根據本發明，PDE 16還(例如)通過基站12C自中繼器14接收位置信息。相應地，可對由PDE 16所保持的關于無線通信系統6的拓撲的記錄進行更新，以反映中繼器14在系統6中的存在及中繼器14在系統6內的具體位置。在產生位置輔助信息時，PDE 16可使用中繼器14的位置。例如，如果用戶單元10報告檢測到與基站12C相關聯的信號，PDE 16仍然可測定用戶單元10不緊密靠近基站12C，而是靠近中繼器14。通過此種方式，所測定并自中繼器14發送至PDE 16的位置信息可提供由PDE16所產生的位置輔助信息的質量及精確度。
由中繼器14所產生的位置信息也可由系統6的其它接收裝置(例如基站12C或PDE 16)使用。例如，PDE 16或另一裝置可使用由中繼器14所測定的位置信息來計算經由中繼器14的延遲。具體而言，PDE 16可接收指示中繼器14、用戶單元10及基站12C的位置的定位信息。PDE 16可使用此定位信息來為自用戶單元10經由中繼器14發送至基站12C的信號計算一中繼器延遲。具體而言，PDE 16可根據與中繼器14相關聯的定位信息、與用戶單元10相關聯的定位信息、與基站12C相關聯的定位信息及在用戶單元10處所觀測到的信號來計算所述中繼器延遲。下文將闡述根據本發明進行中繼器延遲計算的其他細節。大體而言，可使用所述網絡中的任何裝置來計算中繼器延遲。在下文參照圖5所示的實例中，使用PDE 16B來計算中繼器延遲。
圖2為一根據本發明的實例性中繼器14的一方塊圖。在圖2中，所示組件包括根據本發明教示內容所使用的特定組件。然而，也可存在其它組件，例如以用于控制其它中繼器功能。大體而言，中繼器14包括中繼電路23以用于接收一自無線通信系統6中的一第一裝置發送的信號并將所述信號中繼至無線通信系統6中的一第二裝置。更具體而言，在此實例中，中繼器14包括一用于自基站12C接收信號的第一天線22、用于對所接收的信號進行調節的信號中繼電路23及一用于傳輸(即中繼)由第一天線22所接收的信號的第二天線26。
例如，信號中繼電路23可包括一用于對在第一天線22處接收的信號進行放大的第一放大器24。此外，信號調節電路23還可包括一用于對在第二天線處(例如自用戶單元16)接收的信號進行放大的第二放大器28。在此情況下，第一天線22傳輸(即中繼)在第二天線26處接收的信號。在其它實施例中，天線22、26中的一個可由一與一實體傳輸線路(例如光纜、銅線或類似線路)的接口取代。
根據本發明，中繼器14進一步包括一定位單元25。例如，定位單元25可包括一定位接收機，例如一GPS接收機。定位單元25可使用模擬或數字組件構建而成。大體上，定位單元25自定位衛星5接收定位信號7并計算地球表面上或靠近地球表面的中繼器14的位置。也可將一個或多個地面信號用作定位信號。
在某些情況下，定位單元25可耦接至一經調諧以自定位衛星接收定位信號的專用GPS天線，或者另一選擇為，定位單元25可自天線22、26中的一者或二者接收定位信號。如果以數字組件構建而成，則定位單元25可包括一執行軟件模塊的數字信號處理器(DSP)、一可編程微處理器或若干分立式硬件組件。在此種情況下，還將使用一數字-模擬轉換器(未顯示)來將所接收信號轉換成可以數字方式處理的數字值。
在其它實施例中，定位單元25可構建于硬件、軟件、固件、一個或多個可編程微處理器、數字信號處理器、或類似裝置的任一組合中。在一實例中，定位單元25包括一DSP或類似于通常構建于包含GPS功能性的用戶單元中的芯片組。重要的是，定位單元25使中繼器14能夠接收并測量來自衛星定位系統4的衛星5(圖1)的信號7。因此，定位單元25使中繼器14能夠對其在地球表面上或靠近地球表面的位置進行三角測量。
一旦計算出其位置，中繼器14便可將指示其位置的信息發送至無線通信系統6中的其它裝置以改進網絡性能。例如，中繼器14可將指示其所計算位置的信息發送至基站12C，由基站12C將所述信息轉發至PDE 16。在此種情況下，如下文將進一步詳細闡述，PDE 16或基站12C可使用指示中繼器14的位置的信息來計算一中繼器延遲。另外，PDE 16可使用指示中繼器14的位置的信息來提高為用戶單元10產生的位置輔助信息的質量。
圖3為一可對應于PDE 16(圖1)的根據本發明一實施例的位置測定實體(PDE)16A的一方塊圖。在圖3中，所示PDE 16A的各組件具體而言是那些用于自用戶單元10及中繼器14接收信息并根據本發明各實施例為用戶單元10產生位置輔助信息的組件。PDE中也可存在用于其它功能的其它組件。然而，為簡明起見，未圖解說明這些額外組件。
PDE 16A使用自中繼器14接收到的定位信息來根據本發明為用戶單元10產生定位輔助信息。如圖3中所示，PDE包括一發射機/接收機32、一位置輔助單元36及一個或多個用于存儲GPS信息37、網絡信息38及用戶單元信息30的數據庫或存儲器。發射機/接收機32(例如)通過基站12C自用戶單元10接收信息。例如，自用戶單元10經由基站12C發送至PDE 16A的信息包括指示由用戶單元10檢測到的各種基站信號15的信息。
具體而言，用戶單元10可通過檢測信號15中的相位偏移量(例如相對于系統時間的偽隨機噪聲(PN)偏移量)來識別基站12。用戶單元10向PDE 16A發送指示所檢測到的信號15的信息，所述信號15用于識別基站12。一旦發射機/接收機32自用戶單元10接收到信息，位置輔助單元36便將所述信息作為用戶單元信息39進行存儲并在此后存取用戶單元信息39以產生位置輔助信息。
PDE 16A還存儲GPS信息37，GPS信息37可由位置輔助單元36在產生位置輔助信息時存取。GPS信息37是指指示衛星定位系統4的各顆衛星5或類似地面定位信號源的位置的信息。GPS信息37可(例如)通過接收信號7來由PDE 16A測量，或者可(例如)由某一外部源存儲并更新。
PDE 16A還存儲網絡信息38，網絡信息38通常包括一靠近用戶單元10的各基站的歷書并可自用戶單元10接收到或作為無線通信網絡6的拓撲的通用映射保持于PDE16A內。
根據本發明，PDE 16A的發射機/接收機32(例如)通過基站12C自中繼器14接收定位信息。位置輔助單元36使用或存儲自中繼器14接收的定位信息，以便更新網絡信息38來反映中繼器14在無線通信系統6中的存在及位置。相應地，網絡信息38識別中繼器14的存在，并且包括一關于中繼器14所計算出的位置的指示。PDE 16A使用包括指示中繼器14的位置的信息在內的網絡信息38來提高為用戶單元10所產生的位置輔助信息的質量。
為了產生所述位置輔助信息，位置輔助單元36存取GPS信息37、網絡信息38及用戶單元信息39。位置輔助單元36對網絡信息38及用戶單元信息39進行處理以識別用戶單元10在無線通信網絡中的大致位置。然后，位置輔助單元36根據用戶單元10的所述大致位置及GPS信息37產生位置輔助信息。例如，位置輔助單元36使用GPS信息37、根據用戶單元10的可能位置來識別一組處于用戶單元10視野內的定位衛星5。然后，接收機/發射機32可將此所產生的位置輔助信息(例如定位衛星的一列表)轉發至用戶單元10，以加快一由用戶單元10為識別其位置所實施的三角測量過程。
通過自中繼器14接收定位信息，可改進由PDE 16A為用戶單元10所產生的位置輔助信息。例如，如果用戶單元10報告檢測到與基站12C相關聯的信號，PDE 16A仍然可測定用戶單元10不緊靠基站12C，而是靠近中繼器14。自中繼器14發送至PDE16A的定位信息有利于進行此種測定。通過此種方式，所測定并自中繼器14發送至PDE 16A的位置信息可提高由PDE 16A為用戶單元10產生的位置輔助信息的質量及精確度。
位置輔助單元36可包括一執行軟件模塊的數字信號處理器(DSP)、一可編程微處理器、或多個分立式硬件組件。此外，位置輔助單元36也可構建于硬件、軟件、固件、一個或多個可編程微處理器、數字信號處理器、或類似裝置的任一組合中。如果PDE16以軟件方式實施這些技術，則可將一存儲器或其他計算機可讀媒體(未顯示)耦接至位置輔助單元36，以存儲裝入位置輔助單元36中以供在PDE 16內執行的軟件指令。
圖4為一圖解說明根據本發明一實施例的技術的流程圖。如圖4中所示，PDE 16A自中繼器14接收定位信息(41)。例如，所述定位信息可自中繼器14經由基站12C發送至PDE 16a。另外，PDE 16A自用戶單元10接收指示所檢測到的基站信號15的信息(42)。例如，用戶單元10可從信號15中識別標識(ID)代碼，或者可識別信號15相對于系統時間的PN偏移量。具體而言，如果系統6為一CDMA系統，則可在信號15中檢測導頻符號在一相對于系統時間的所規定PN偏移量處的存在以識別基站12。
PDE 16A根據自用戶單元10接收到的信息及自中繼器14接收到的定位信息產生位置輔助信息(43)。例如，PDE 16A可使用自中繼器14接收到的定位信息來更新網絡信息38且由此保持對無線通信系統6的拓撲的更精確的記錄。通過此種方式，所測定并自中繼14發送至PDE 16A的位置信息可提高PDE 16A為用戶單元10產生的位置輔助信息的質量及精確度。一旦產生位置輔助信息，PDE 16A便將所述位置輔助信息例如經由基站12C發送至用戶單元10(44)。用戶單元10使用所述位置輔助信息來加快使用來自定位衛星5的信號7識別其位置的過程。
圖5為一可對應于PDE 16(圖1)的實例性PDE 16B的另一方塊圖。在圖5中，所示PDE 16B的各組件具體而言是那些用于自中繼器14、用戶單元10及基站12C接收定位信息并根據本發明計算一中繼器延遲的組件。PDE 16B中也可存在諸多用于例如信號編碼及解調等其他功能的其他組件。然而，為簡明起見，未圖解說明這些額外組件。在隨后的說明中，將使用PDE 16B來說明計算一中繼器延遲的過程。然而，也可使用網絡中的諸多其它裝置來實施此種計算。例如，基站12C可包括圖5中所示的組件來實施計算所述中繼器延遲的過程。一般而言，任何網絡裝置均可用于此目的。
如圖5中所示，PDE 16B包括一接收機/發射機54、一控制單元56及一存儲網絡信息58及用戶單元信息59的數據庫或存儲器。PDE 16B還包括一中繼器延遲單元55，以計算與自用戶單元10經由中繼器14發送至基站12C的信號相關聯的中繼器延遲。
為了計算中繼器延遲，PDE 16B的接收機/發射機54接收與無線通信系統6中的裝置相關聯的定位信息。具體而言，PDE 16B接收與中繼器14、用戶單元10及基站12C相關聯的定位信息。例如，基站12C還可包括一一定位接收機(未顯示)以使用來自定位衛星的信號7來對其位置進行三角測量。或者，基站12C可編程為知道其位置，或者可自一外部裝置接收其位置。基站12C將與中繼器14、用戶單元10及基站12C相關聯的定位信息發送至PDE 16B，PDE 16B將所述信息作為網絡信息58存儲于一數據庫或存儲器中。
PDE 16B還接收指示自基站12C發送至用戶單元10的所觀測信號的信息。PDE16B存儲指示自基站12C發送至用戶單元10的所觀測信號的信息作為用戶單元信息59。例如，用戶單元10可將指示用于識別基站12C的所檢測信號15C’的信息發送至基站12C。具體而言，可將一與信號15C’相關聯的所觀測到的自系統時間的偏移量自用戶單元10傳送至基站12C。然后，可將所觀測到的偏移量自基站12C傳送至PDE16B，并將其作為用戶單元信息59進行存儲。
控制單元56存取網絡信息58并將與中繼器14、用戶單元10及基站12C相關聯的定位信息轉發至中繼器延遲單元55。控制單元56以類似方式存取用戶單元信息59并將用戶單元信息59轉發至中繼器延遲單元55。中繼器延遲單元55根據與中繼器14、用戶單元10及基站12C相關聯的定位信息及指示自基站12C發送至用戶單元10的所觀測信號的用戶單元信息59來為自用戶單元10經由中繼器14發送至基站12C的信號計算中繼器延遲。
例如，在給定用戶單元10、基站12C及中繼器14的位置的條件下，中繼器延遲單元55根據用戶單元10與中繼器14之間及中繼器14與基站12C之間的距離來識別一所預測延遲。中繼器延遲單元55還識別一所觀測延遲一即一信號自用戶單元10經由中繼器14傳播至基站12C所花費的實際時間。具體而言，所觀測延遲可從自用戶單元10發送至基站12C的指示所檢測到的信號15C’的用戶單元信息59中識別出。然后，中繼器延遲單元55以所觀測延遲與所預測延遲之差的形式計算中繼器延遲。一旦計算出所述中繼器延遲，便可將其傳送至無線通信系統6中的一個或多個其它裝置，以使這些裝置能夠知道所述延遲并可能補償所述中繼器延遲。
在一實施例中，中繼器延遲單元55通過識別一相對于與無線通信系統6相關聯的系統時間的導頻符號相位偏移量來識別所觀測延遲。換句話說，由用戶單元10所檢測到的信號15C’的導頻符號將因傳播延遲及中繼器延遲而相對于與基站12C相關聯的所規定PN偏移量出現延遲。當PDE 16B接收到指示所檢測信號15C’的用戶單元信息59時，中繼器延遲單元55可根據所觀測到的相對于系統時間的導頻符號相位偏移量來測量所觀測到的信號15C的延遲。然后，使用所預測延遲及所觀測延遲，中繼器延遲單元55可將所觀測延遲與所預測延遲之差歸因于在中繼器14內所進行的處理。
在一些實施例中，中繼器延遲單元55可集成為控制單元56的一部分。中繼器延遲單元55及控制單元56可包括一個或多個執行軟件模塊的數字信號處理器(DSP)、一個或多個可編程微處理器、或若干分立式硬件組件。此外，中繼器延遲單元55也可構建于硬件、軟件、同件、一個或多個可編程微處理器、數字信號處理器或類似裝置的任一組合中。如果PDE 16B以軟件形式實施這些技術，則呵將一存儲器或其他計算機可讀媒體(未顯示)耦接至控制單元56，以存儲由中繼器延遲單元55執行的軟件指令。
圖6為一圖解說明一種用于根據本發明一實施例計算一中繼器延遲的技術的流程圖。圖6大體涉及一發送裝置、一接收裝置及一中繼器。信號可自所述發送裝置經由所述中繼器發送至所述接收裝置。例如，所述發送裝置可包括基站12A且所述接收裝置可包括用戶單元10。不過，在其它實施例中，這些角色可以顛倒，且所述技術也可適用于經由一中繼器進行通信的其它裝置。
如圖6中所示，一網絡裝置接收與一中繼器相關聯的定位信息(61)并且還接收與一接收裝置相關聯的定位信息(62)。另外，所述網絡裝置接收與一發送裝置相關聯的定位信息(63)。在某些情況下，所述發送裝置可用于計算中繼器延遲，在此種情況下，所述發送裝置可自其自身的內部組件接收其定位信息。換句話說，用于計算所述中繼器延遲的網絡裝置可為發送裝置，例如一用于計算中繼器延遲的基站。
總之，所述網絡裝置均接收指示自所述發送裝置發送至所述接收裝置的所觀測信號的信息(64)。具體而言，指示所觀測信號的信息將一從所述發送裝置至所述接收裝置的所觀測延遲識別(例如)為一自相對于系統時間的預期PN偏移量偏斜的相位偏移量。使用此信息集合，所述發送裝置計算一與自所述發送裝置發送至所述接收裝置的信號相關聯的中繼器延遲(65)。
換句話說，在步驟61-63中，所述網絡裝置獲得指示所述發送裝置、所述接收裝置及所述中繼器的位置的信息。此信息確定各個裝置之間的相對距離，且因此實現對所預測延遲的計算。在步驟64中，所述網絡裝置獲得指示自所述發送裝置發送至所述接收裝置的信號的實際延遲的信息。然后，使用所預測延遲及所觀測延遲，所述網絡裝置可將所觀測延遲與所預測延遲之差歸因于在中繼器內所進行的處理。所述網絡裝置以此種方式計算中繼器延遲(65)。
本文已對多個實施例進行了闡述。具體而言，已闡述一種無線通信系統的中繼器，所述中繼器包括一定位單元(例如一GPS接收機)，以使所述中繼器能夠計算出其位置。另外，已闡述了各種利用由所述中繼器所產生的定位信息來改進所述無線通信系統的技術。本文中所述的技術可按硬件、軟件、固件、或類似裝置形式實施于無線通信系統6的各種裝置中。實例性硬件構建方案包括構建于數字信號處理器(DSP)內、應用專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯裝置、專門設計的硬件組件內或上述裝置的任一組合內。另外，可部分地或完全以軟件形式實施本文所述的一種或多種技術。在此種情況下，一計算機可讀媒體可存儲或以其他方式包含計算機可讀指令(即程序代碼)，這些計算機可讀指令可由中繼器、PDE或基站的處理器或DSP執行以實施上文所述的一種或多種技術。
例如，計算機可讀媒體可包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEROM)、快閃存儲器或類似存儲器。所述計算機可讀媒體可耦接至中繼器15的定位單元25、PDE 16B的控制單元56或PDE 16A的位置輔助單元36。在這些情況下，定位單元25、控制單元56或位置輔助單元36可包括一處理器或DSP來執行存儲于所述計算機可讀媒體中的各種軟件模塊。
在不背離本發明的精神和范圍內，可做出多種其他修改。例如，雖然本文依據CDMA系統闡述了許多技術，但所述技術也可適用于其他系統，例如時分多址(TDMA)系統、頻分多址(FDMA)系統、利用正交頻分多址(OFDM)的系統、諸如組合使用TDMA和FDMA技術的全球移動通信系統(GSM)等系統、或類似系統。
此外，本文還闡述了各種用于利用與中繼器相關聯的定位信息來改進無線通信系統的技術。在此種情況下，與中繼器相關聯的定位信息可如本文中所述由中繼器產生，或者另一選擇為，可例如在部署中繼器時由另一裝置測定。與中繼器相關聯的定位信息可用于幫助計算中繼器延遲。此外，與中繼器相關聯的定位信息也可用來提高所產生并發送至無線通信系統的用戶單元的位置輔助信息的質量。雖然中繼器可產生其定位信息，但一些實施例未必僅限于此。
另外，雖然本文依據GPS衛星及一GPS接收機闡述了本發明的諸多方面，但在其它實施例中，中繼器可根據諸如地面信號或來自其它衛星定位系統的其它信號來計算其位置。這些及其它實施例均歸屬于隨附權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種無線通信系統的中繼器，其包括中繼電路，其用于接收一自所述無線通信系統中一第一裝置發送的信號并將所述信號中繼至所述無線通信系統中的一第二裝置；及一定位單元，其用于接收定位信號并根據所述定位信號來計算所述中繼器的一位置。
2.如權利要求1所述的中繼器，其中所述定位信號包括自定位衛星接收的衛星定位信號且所述定位單元包括一全球定位系統(GPS)接收機。
3.如權利要求1所述的中繼器，其中所述中繼器通過一第一無線鏈路自所述第一裝置接收所述信號并通過一第二無線鏈路將所述信號中繼至所述第二裝置。
4.如權利要求1所述的中繼器，其中所述中繼器通過一實體傳輸線路自所述第一裝置接收所述信號并通過一無線鏈路將所述信號中繼至所述第二裝置。
5.一種方法，其包括自一無線通信系統的一中繼器接收指示所述中繼器的一位置的定位信息。
6.如權利要求5所述的方法，其進一步包括接收指示由所述無線通信系統的一用戶單元檢測到的信號的信息；及根據自所述中繼器接收到的所述定位信息及指示由所述用戶單元檢測到的信號的所述信息來產生位置輔助信息。
7.如權利要求6所述的方法，其進一步包括將所述位置輔助信息發送至所述用戶單元。
8.如權利要求6所述的方法，其中所述位置輔助信息識別一組處于所述用戶單元視野內的定位系統衛星。
9.如權利要求6所述的方法，其中指示由所述用戶單元檢測到的信號的所述信息包括相位偏移量，且所述信號與所述無線通信系統的基站相關聯。
10.如權利要求5所述的方法，其進一步包括接收一接收裝置的定位信息；接收一發送裝置的定位信息；接收指示自所述發送裝置發送至所述接收裝置的信號的所觀測信息；及根據所述中繼器的所述定位信息、所述接收裝置的所述定位信息、所述發送裝置的所述定位信息、及所述所觀測信息來為自所述發送裝置經由所述中繼器發送至所述接收裝置的信號計算一中繼器延遲。
11.如權利要求10所述的方法，其中計算所述中繼器延遲包括根據所述發送裝置與所述中繼器及所述中繼器與所述接收裝置之間的距離來識別一所預測延遲；根據所述所觀測信息識別一所觀測延遲；及以所述所觀測延遲與所述所預測延遲之差的形式計算所述中繼器延遲。
12.如權利要求11所述的方法，其中識別所述所觀測延遲包括從所述所觀測信息中識別一相對于與所述無線通信系統相關聯的系統時間的導頻符號一相位偏移量。
13.一種無線通信系統的位置測定實體(PDE)，其包括一接收機，其用于接收指示一無線通信系統的一中繼器的一位置的所述中繼器的定位信息并接收指示由所述用戶單元檢測到的信號的信息；及一位置輔助單元，其用于根據所述中繼器的所述定位信息及指示由所述用戶單元檢測到的信號的所述信息來產生位置輔助信息。
14.如權利要求13所述的位置測定實體，其進一步包括一用于將所述位置輔助信息發送至所述用戶單元的發射機。
15.如權利要求13所述的位置測定實體，其中所述位置輔助信息識別一組處于所述用戶單元的視野內的定位系統衛星。
16.如權利要求13所述的位置測定實體，其中指示由所述用戶單元檢測到的信號的所述信息包括相位偏移量，其中所述信號與所述無線通信系統的基站相關聯。
17.一種無線通信系統的裝置，其包括一接收機，其用于接收指示一無線通信系統的一中繼器、一基站及一用戶單元的位置的定位信息，并接收指示自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號的所觀測信息；及一控制單元，其用于根據所述定位信息及指示自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號的所述所觀測信息來為自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號計算一中繼器延遲。
18.如權利要求17所述的裝置，其中所述控制單元通過下述方式來計算所述中繼器延遲根據所述基站與所述中繼器之間及所述中繼器與所述用戶單元之間的距離來識別一所預測延遲，從所述所觀測信息中識別一所觀測延遲，并以所述所觀測延遲與所述所預測延遲之差的形式計算所述中繼器延遲。
19.如權利要求17所述的裝置，其中識別所述所觀測延遲包括根據自所述用戶單元發送的指示自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號的信息從所述所觀測信息中識別一相對所述系統時間的導頻符號相位偏移量。
20.一種計算機可讀媒體，其包括當在一無線通信系統的一位置測定實體(PDE)中執行時使所述PDE根據指示所述中繼器的一位置的信息及指示由所述用戶單元檢測到的信號的信息來產生位置輔助信息的指令。
21.如權利要求20所述的計算機可讀媒體，其進一步包括當執行時使所述PDE將所述位置輔助信息發送至所述用戶單元的指令。
22.如權利要求20所述的計算機可讀媒體，其中所述位置輔助信息識別一組處于所述用戶單元的視野內的定位系統衛星。
23.如權利要求20所述的計算機可讀媒體，其中指示由所述用戶單元檢測到的信號的所述信息包括相位偏移量，其中所述信號與所述無線通信系統的基站相關聯。
24.一種計算機可讀媒體，其包括當在一無線通信系統的一裝置中執行時使所述裝置至少部分地根據與一中繼器、一基站及一用戶單元相關聯的定位信息及指示自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號的所觀測信息來為自所述基站經由所述中繼器發送至所述用戶單元的信號計算一中繼器延遲的指令。
25.如權利要求24所述的計算機可讀媒體，其中計算所述中繼器延遲包括根據所述基站與所述中繼器之間及所述中繼器與所述用戶單元之間的距離識別一所預測延遲；從所述所觀測信息中識別一所觀測延遲；及以所述所觀測延遲與所述所預測延遲之差的形式計算所述中繼器延遲。
26.如權利要求25所述的計算機可讀媒體，其中識別所述所觀測延遲包括從所述所觀測信息中識別一相對于與所述無線通信系統相關聯的系統時間的導頻符號相位偏移量。
27.一種無線通信系統的中繼器，其包括用于接收一自所述無線通信裝置中一第一裝置發送的信號的裝置；及用于將所述信號中繼至所述無線通信系統中一第二裝置的裝置；用于接收定位信號的裝置；及用于根據所述定位信號計算所述中繼器的一位置的裝置。
28.如權利要求27所述的中繼器，其進一步包括用于將指示所述中繼器的所述位置的信息發送至另一裝置的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種無線通信系統(6)的中繼器(14)，其包括一定位單元(4)(例如一GPS接收機)以用于計算中繼器(14)的位置。另外，本發明還闡述各種利用由中繼器(14)所產生的定位信息來改進無線通信系統(6)的技術。
文檔編號H04B7/185GK1954232SQ200480043096
公開日2007年4月25日 申請日期2004年4月30日 優先權日2004年4月5日
發明者肯尼斯·R·貝克, 查爾斯·E·惠特利三世, 丹·威利斯, 利奧尼德·謝恩布拉特 申請人:高通股份有限公司