專利名稱：在通信信號(hào)內(nèi)檢測(cè)過(guò)度延時(shí)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及利用通信信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差(TDOA)來(lái)估計(jì)移動(dòng)單元的位置，尤其涉及在蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)使用TDOA調(diào)整移動(dòng)單元的估計(jì)的位置。
相關(guān)技術(shù)的描述最近確定移動(dòng)設(shè)備的位置是比較熱門的話題。特別引起興趣的一個(gè)方面是確定在一定情況下蜂窩電話用戶的位置的能力。例如，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)規(guī)定在用戶撥911時(shí)能確定蜂窩用戶的位置。除了FCC的規(guī)定以外，可以預(yù)見(jiàn)會(huì)研發(fā)利用知道用戶位置的應(yīng)用程序。
各種技術(shù)已被用于確定移動(dòng)單元的位置。例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種衛(wèi)星系統(tǒng)，它使用戶配有能確定其在世界上任何位置的GPS接收機(jī)。雖然GPS提供了全球范圍內(nèi)的覆蓋，但它有幾項(xiàng)缺點(diǎn)。一種缺點(diǎn)是一般GPS系統(tǒng)需要用戶必須能清楚地位于可見(jiàn)四個(gè)GPS衛(wèi)星范圍內(nèi)才能準(zhǔn)確地確定其位置。對(duì)于蜂窩用戶，這會(huì)成為使用GPS的顯著的阻礙，因?yàn)樵S多蜂窩用戶位于城區(qū)內(nèi)，其中一些目標(biāo)，如高樓可能屏蔽用戶使得他們不能看見(jiàn)要求數(shù)量的衛(wèi)星。該問(wèn)題在蜂窩用戶在大樓的戶內(nèi)時(shí)更趨惡化。
已經(jīng)研發(fā)了其它技術(shù)，試圖利用蜂窩系統(tǒng)本身的特點(diǎn)以幫助確定移動(dòng)單元的位置。一種該種技術(shù)是到達(dá)時(shí)間差(TDOA)技術(shù)。TDOA技術(shù)可以在接收到的信號(hào)的實(shí)際傳輸時(shí)間已知時(shí)被使用，或當(dāng)接收到信號(hào)的傳輸以一定的已知周期率發(fā)生時(shí)使用。例如，如果移動(dòng)單元接收到至少?gòu)膬蓚€(gè)基站發(fā)射來(lái)的信號(hào)，且信號(hào)由基站在同時(shí)發(fā)送，或信號(hào)相互間同步，移動(dòng)單元將能確定兩個(gè)信號(hào)被接收到的時(shí)間間的相對(duì)差異。接收到兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間上的差異對(duì)應(yīng)每個(gè)信號(hào)從相應(yīng)的基站到移動(dòng)單元經(jīng)歷的不同距離。
兩個(gè)信號(hào)間的TDOA建立了一點(diǎn)集，它們維持著接收到的信號(hào)間恒定的時(shí)間差和對(duì)應(yīng)的經(jīng)過(guò)的距離。點(diǎn)集定義了表示移動(dòng)單元的可能位置的雙曲線表面。通過(guò)進(jìn)行多次同時(shí)的TDOA測(cè)量，可以生成一表面集合，這些表面的交集提供了移動(dòng)單元的位置的估計(jì)。
如果由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)已經(jīng)被延時(shí)，則當(dāng)使用TDOA技術(shù)時(shí)會(huì)有問(wèn)題。例如，在一般的無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)，從基站發(fā)送的信號(hào)從表面上反射，產(chǎn)生了該信號(hào)的多個(gè)實(shí)例，它們可能在基站和移動(dòng)單元間的無(wú)線信道上傳播時(shí)經(jīng)歷幾條不同的路徑。該現(xiàn)象通常稱為多徑。信號(hào)實(shí)例經(jīng)過(guò)的多徑的每一條一般與其它路徑具有不同的距離，造成多徑信號(hào)相互間在不同的時(shí)間被接收到，且與直線信號(hào)到達(dá)移動(dòng)單元的時(shí)間相比被延時(shí)。直線信號(hào)表示從基站到移動(dòng)單元的實(shí)際距離。
在無(wú)線信道內(nèi)，多徑的產(chǎn)生是由于信號(hào)在環(huán)境中的障礙物上的反射，例如大樓、樹(shù)、車、人。相應(yīng)地，無(wú)線信道一般是時(shí)變多徑信道，這是因?yàn)橐苿?dòng)單元和造成多徑的結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的。因此，接收到的信號(hào)的延時(shí)量也是時(shí)變的。
信道的多徑特性還以其它方式影響了移動(dòng)單元接收信號(hào)，這尤其導(dǎo)致除信號(hào)的過(guò)度延時(shí)外信號(hào)的減弱。信號(hào)強(qiáng)度的減弱的原因來(lái)自信號(hào)的能量在信號(hào)通過(guò)媒質(zhì)傳播并在物體上反射時(shí)被吸收。另外，在移動(dòng)單元處接收到的信號(hào)被減弱還因?yàn)樾盘?hào)通過(guò)無(wú)線信道傳播時(shí)信號(hào)的幾何擴(kuò)散。
過(guò)度延時(shí)是信號(hào)從基站到移動(dòng)單元經(jīng)過(guò)一條多徑路徑的時(shí)間和如果信號(hào)經(jīng)過(guò)基站和移動(dòng)單元間的直線路徑所用的時(shí)間之差。例如，在基站和用戶間可能沒(méi)有直線路徑，例如因?yàn)榇髽菍⒂脩魪幕酒帘瘟?。在該情況下，在移動(dòng)單元處接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)的距離會(huì)大于基站和移動(dòng)單元間的實(shí)際直線距離，因?yàn)樾盘?hào)會(huì)被物體反射而“繞過(guò)”障礙物而到達(dá)移動(dòng)單元。信號(hào)經(jīng)過(guò)的距離的增加引入了信號(hào)到達(dá)時(shí)間內(nèi)的附加或過(guò)度延時(shí)，導(dǎo)致TDOA測(cè)量?jī)?nèi)的誤差，增加了移動(dòng)單元位置估計(jì)的不準(zhǔn)確性。
即使在基站和移動(dòng)單元間有直線路徑，也可能引入過(guò)度延時(shí)。例如，從直線路徑接收到的信號(hào)可能被減弱，使之變得不足以強(qiáng)到能使移動(dòng)單元進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。因此，信號(hào)的多徑實(shí)例之一將是移動(dòng)單元第一個(gè)接收到的其強(qiáng)度足以允許進(jìn)行定時(shí)測(cè)量的信號(hào)。
由于這些或其它的問(wèn)題，一般通信系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)特別是在多徑環(huán)境內(nèi)操作的信號(hào)，會(huì)經(jīng)歷過(guò)度延時(shí)，從而增加了使用TDOA技術(shù)進(jìn)行位置估計(jì)的不準(zhǔn)確性。因此，需要改善TDOA測(cè)量的可靠性以及相關(guān)的位置估計(jì)。
本發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明的一種方法和裝置確定接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的過(guò)度延時(shí)的下界，從而限制了TDOA測(cè)量并改善了位置估計(jì)的可靠性。由移動(dòng)單元確定在到達(dá)時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的過(guò)度延時(shí)的下界包括從第一基站接收信號(hào)，且還從第二基站接收信號(hào)，并確定從相應(yīng)基站來(lái)的接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差，然后根據(jù)從相應(yīng)基站來(lái)的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差和基站間的已知距離而估計(jì)引入從相應(yīng)基站的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間內(nèi)的延時(shí)的最小值。過(guò)度延時(shí)的下界可能使用接收到信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差測(cè)量而調(diào)整移動(dòng)單元位置的估計(jì)。經(jīng)調(diào)整的TDOA用于實(shí)現(xiàn)位置計(jì)算，例如這取決于過(guò)度延時(shí)的值和可用TDOA測(cè)量的數(shù)量，TDOA測(cè)量的數(shù)量可以經(jīng)改正，在位置估計(jì)解答內(nèi)經(jīng)不同加權(quán)，或從位置估計(jì)解答中被丟棄。另外，過(guò)度延時(shí)的下界可以用作位置估計(jì)的精確度的指示。
確定位置估計(jì)的過(guò)程可以散布在或位于蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多種設(shè)備內(nèi)。在一實(shí)施例中，確定過(guò)度延時(shí)的下界和移動(dòng)單元的位置估計(jì)都由移動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)。在另一實(shí)施例中，過(guò)度延時(shí)的下界由移動(dòng)單元確定，且過(guò)度延時(shí)的下界的值被發(fā)送到不同的位置，在這些位置實(shí)現(xiàn)移動(dòng)單元位置的估計(jì)。在另一實(shí)施例中，從至少兩個(gè)基站來(lái)的由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間被發(fā)送到不同的位置，并確定過(guò)度延時(shí)的下界，且實(shí)現(xiàn)移動(dòng)單元位置的估計(jì)。例如，不同位置可能是基站、移動(dòng)交換中心或蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的一些其它組件。
在一實(shí)施例中，調(diào)整移動(dòng)站位置的估計(jì)包括從用于確定到達(dá)時(shí)間差的實(shí)際到達(dá)時(shí)間測(cè)量中減去過(guò)度延時(shí)的下界，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的距離調(diào)整。在另一實(shí)施例中，調(diào)整包括根據(jù)其相關(guān)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量的過(guò)度延時(shí)下界而對(duì)到達(dá)時(shí)間差測(cè)量進(jìn)行加權(quán)，以調(diào)整估計(jì)的位置。在另一實(shí)施例中，調(diào)整包括根據(jù)其相關(guān)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量的過(guò)度延時(shí)的下界從位置估計(jì)中減去到達(dá)時(shí)間差測(cè)量。在另一實(shí)施例中，接收到的信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界用于確定移動(dòng)單元的位置確定估計(jì)的準(zhǔn)確性。
確定過(guò)度延時(shí)的下界可能用于包括移動(dòng)單元和基站的通信系統(tǒng)內(nèi)。在一實(shí)施例中，通信系統(tǒng)使用CDMA信號(hào)。在另一實(shí)施例中，通信系統(tǒng)使用GSM信號(hào)。
在一實(shí)施例中，由移動(dòng)單元接收到的用于確定到達(dá)時(shí)間的信號(hào)可能同時(shí)從每個(gè)基站被發(fā)送。在另一實(shí)施例中，由移動(dòng)單元從基站接收到的信號(hào)在時(shí)間上相互間同步地被發(fā)送。在另一實(shí)施例中，由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)是全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)。在另一實(shí)施例中，由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)是來(lái)自基站和混合系統(tǒng)內(nèi)的GPS。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢(shì)會(huì)在以下的最優(yōu)實(shí)施例的描述中變得明顯，這些最優(yōu)實(shí)施例示例說(shuō)明了發(fā)明的原理。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是示出蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部分被分成多個(gè)小區(qū)的圖例。
圖2是圖1的部分的擴(kuò)展圖，說(shuō)明兩個(gè)基站、它們相應(yīng)的覆蓋區(qū)域和移動(dòng)單元的附加細(xì)節(jié)。
圖3是圖1的部分的擴(kuò)展圖，說(shuō)明兩個(gè)基站、它們相應(yīng)的覆蓋區(qū)域和移動(dòng)單元的附加細(xì)節(jié)。
圖4是說(shuō)明第一基站、第二基站和移動(dòng)單元間的時(shí)間關(guān)系的框圖。
圖5是說(shuō)明可行集合的示例圖。
圖6是說(shuō)明移動(dòng)單元的附加細(xì)節(jié)的框圖。
圖7是基站的框圖。
圖8是說(shuō)明由移動(dòng)單元確定過(guò)度延時(shí)的下界的一種技術(shù)的流程圖。
圖9是說(shuō)明由基站確定過(guò)度延時(shí)的下界的一種技術(shù)的流程圖。
詳細(xì)描述圖1是被分為多個(gè)小區(qū)的示例蜂窩網(wǎng)絡(luò)100部分的平面視圖。在圖1內(nèi)說(shuō)明的有五個(gè)基站102、104、106、108和110以及其相應(yīng)的小區(qū)即覆蓋區(qū)域112、114、116、118和120。在此使用的基站指任何發(fā)射機(jī)，其位置在發(fā)射時(shí)間時(shí)是已知的。例如，基站可以包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)塔、衛(wèi)星或其它無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施。
圖1內(nèi)的基站覆蓋區(qū)域指明基站周圍的區(qū)域，在該區(qū)域基站會(huì)支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信。雖然支持在覆蓋區(qū)域內(nèi)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信，但從基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)可能由位于基站的覆蓋區(qū)域外的遠(yuǎn)程單元檢測(cè)到，且用于估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
在圖1中，基站的覆蓋區(qū)域示出為圓形，這是示例之用，而實(shí)際的覆蓋區(qū)域可以是不同的形狀，包括長(zhǎng)方形和不規(guī)則形狀。另外，雖然圖1內(nèi)說(shuō)明的所有小區(qū)是相同的大小，實(shí)際小區(qū)可能相互是不同的形狀和大小。
移動(dòng)單元122示出在兩個(gè)覆蓋區(qū)域112和114重疊的區(qū)域內(nèi)。移動(dòng)單元122在蜂窩網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)移動(dòng)，從一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域移入另一基站的覆蓋區(qū)域。由于移動(dòng)單元122移動(dòng)通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)100，移動(dòng)單元可能能接收到來(lái)自多于一個(gè)基站的信號(hào)，如圖1內(nèi)的基站覆蓋區(qū)域重疊的區(qū)域指出的。例如，在圖1中，移動(dòng)單元位于一區(qū)域中，其中兩個(gè)基站102和104以及其相應(yīng)的覆蓋區(qū)域112和114重疊。雖然移動(dòng)單元位于該重疊區(qū)域內(nèi)，且移動(dòng)單元122能在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)與基站102和104通信。圖1說(shuō)明了多個(gè)基站覆蓋區(qū)域重疊的區(qū)域。雖然圖1示出的示例指示出最多三個(gè)基站覆蓋區(qū)域重疊的區(qū)域，在實(shí)際的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，可能有任何數(shù)量的基站覆蓋區(qū)域重疊的區(qū)域。
在一實(shí)施例中，移動(dòng)單元122可能包括增強(qiáng)靈敏度接收機(jī)以增加可能檢測(cè)到的不同基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)量。因此，可能檢測(cè)到來(lái)自單個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)的區(qū)域大于基站可能支持標(biāo)準(zhǔn)蜂窩通信的區(qū)域。例如，移動(dòng)單元122可能能檢測(cè)到基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)，但從該基站接收到的其它信號(hào)可能由于強(qiáng)度不夠而不能支持諸如在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上語(yǔ)音話務(wù)的通信。例如，移動(dòng)單元可能能檢測(cè)到來(lái)自多個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)，這在估計(jì)移動(dòng)單元位置時(shí)足夠了，但移動(dòng)單元可能只在有限數(shù)量的基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)。
圖2和3更詳細(xì)的說(shuō)明了兩個(gè)基站102和104、其相應(yīng)的覆蓋區(qū)域112和114以及移動(dòng)單元122的擴(kuò)展區(qū)域。圖2說(shuō)明了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子，其中基站和移動(dòng)單元間的直線路徑未受到阻礙。如圖2示出，從第一基站102到移動(dòng)單元122的實(shí)際即直線距離由第一距離202表示。第二基站104和移動(dòng)單元122間的實(shí)際或直線距離由第二距離204表示。如果沒(méi)有障礙影響從基站102和104到移動(dòng)單元122的信號(hào)傳輸，則發(fā)送的信號(hào)在發(fā)送后到達(dá)移動(dòng)單元的時(shí)間等于由202和204表示的相應(yīng)的基站和移動(dòng)單元間的直線距離除以信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道的傳輸速度(光速)。在該情況下，不會(huì)有過(guò)度延時(shí)，因?yàn)樾盘?hào)經(jīng)過(guò)的是基站102和104以及移動(dòng)單元122間的直線距離。
如果直線路徑受阻，或由于衰落的原因直線信號(hào)不可用，則移動(dòng)單元122接收到的信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)一條不同的更長(zhǎng)的路徑，因此會(huì)有相關(guān)的延時(shí)。圖3說(shuō)明有障礙的一例，例如有大樓或其它目標(biāo)，它們阻礙了基站到移動(dòng)單元的直線路徑。例如，如圖3示出的，在第一基站102和移動(dòng)單元122間有大樓或其它物體340。因?yàn)槲矬w340堵住了第一基站102和移動(dòng)單元間的直線路徑，從第一基站102來(lái)的到移動(dòng)單元處的信號(hào)的第一距離經(jīng)過(guò)的是不同于直線路徑的路徑，例如線312和314說(shuō)明的路徑。線312和314說(shuō)明的信號(hào)路徑示出信號(hào)離開(kāi)基站并經(jīng)物體310反射到移動(dòng)單元122。
類似地，圖3說(shuō)明另一多徑示例，其中物體330堵住第二基站104和移動(dòng)單元122間的直線路徑。因此，從第二基站104來(lái)的信號(hào)不會(huì)經(jīng)過(guò)直線路徑而是會(huì)經(jīng)過(guò)一條不同的更長(zhǎng)的路徑以到達(dá)移動(dòng)單元。例如，在圖3內(nèi)，從第二基站104到移動(dòng)單元的路徑是涉及物體346的反射路徑并由線342和344說(shuō)明。
如圖2和3說(shuō)明的，由移動(dòng)單元從基站接收到的信號(hào)可能經(jīng)歷直線路徑或一些帶有過(guò)度延時(shí)的其它更長(zhǎng)的路徑，這要比直線路徑經(jīng)歷的時(shí)間要長(zhǎng)。然而，移動(dòng)單元測(cè)量到達(dá)時(shí)間且不知道接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)的是直線路徑還是帶有延時(shí)的不同的路徑。且即使知道接收到的信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)直線路徑，移動(dòng)單元也沒(méi)有方法能知道信號(hào)實(shí)際經(jīng)過(guò)的路徑的距離。而且，信號(hào)經(jīng)過(guò)的路徑可能隨著物體和移動(dòng)單元的移動(dòng)而改變。
圖4是說(shuō)明第一基站102、第二基站104和移動(dòng)單元的時(shí)間關(guān)系框圖?？梢岳斫鈴狞c(diǎn)到點(diǎn)的信號(hào)速度可以對(duì)所有的點(diǎn)假設(shè)為恒定的。信號(hào)要經(jīng)過(guò)的第一基站(BTS1)102和第二基站(BTS2)104間的距離需要的時(shí)間由線402表示，即用d12表示。信號(hào)從第一基站102到移動(dòng)單元122經(jīng)過(guò)的距離需要的時(shí)間用線404表示，用r1表示。類似地，信號(hào)從第二基站104到移動(dòng)單元122經(jīng)過(guò)的距離需要的時(shí)間用線406示出，用r2表示。
如果在移動(dòng)單元122處接收到的信號(hào)從兩個(gè)基站102和104處同時(shí)發(fā)送，則到達(dá)時(shí)間差(TDOA)即接收到信號(hào)的到達(dá)時(shí)間之差指明移動(dòng)單元到第一和第二基站的距離(相應(yīng)地由r1和r2表示)之差。即使從兩個(gè)基站發(fā)送的信號(hào)不同時(shí)被發(fā)送，如果它們相互同步，且已知其定時(shí)關(guān)系，則可以計(jì)算其TDOA。
例如，在根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IS-95的系統(tǒng)內(nèi)，每個(gè)相鄰基站發(fā)送用同一偽隨機(jī)即PN碼編碼的導(dǎo)頻信號(hào)。為使得移動(dòng)單元能區(qū)別來(lái)自相鄰基站的信號(hào)，來(lái)自每個(gè)基站導(dǎo)頻信號(hào)的PN碼于來(lái)自相鄰基站的導(dǎo)頻信號(hào)的相位不同(時(shí)間上有延時(shí))。由于基站間的相位即時(shí)間延時(shí)是固定的，則可以從TDOA測(cè)量中減去相對(duì)延時(shí)。因此，為了簡(jiǎn)化以下的描述，假設(shè)信號(hào)同時(shí)從每個(gè)基站被發(fā)送。然而，可以理解所有需要的是基站發(fā)送信號(hào)的定時(shí)間的關(guān)系。
參考圖4，本發(fā)明的TDOA技術(shù)有多個(gè)幾何限制。首先，如果沒(méi)有接收機(jī)定時(shí)和估計(jì)誤差，則信號(hào)路徑內(nèi)的過(guò)度延時(shí)總是正值。這可以理解在沒(méi)有過(guò)度延時(shí)時(shí)考慮限制情況。如果沒(méi)有過(guò)度延時(shí)，則信號(hào)從基站到移動(dòng)單元需要的時(shí)間是最短的，因?yàn)樾盘?hào)到移動(dòng)單元走了最短距離，即直線路徑。因此，如果沒(méi)有定時(shí)或估計(jì)誤差，任何其它路徑會(huì)比直線路徑長(zhǎng)，從而導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的更長(zhǎng)的正過(guò)度延時(shí)。
第二，每個(gè)TDOA測(cè)量的絕對(duì)值的上界是信號(hào)從一個(gè)基站到另一基站的直線路徑經(jīng)歷的時(shí)間。這是因?yàn)閹缀稳遣坏刃?，即三角形的一邊不可能等于或大于三角形另外兩邊的和，或者說(shuō)三角形的任何一邊都大于或等于三角形另外兩邊之差。
雖然從基站來(lái)的接收到的信號(hào)的過(guò)度延時(shí)未知，以下描述的技術(shù)可以確定過(guò)度延時(shí)的下界。過(guò)度延時(shí)的下界可以用來(lái)改善移動(dòng)單元估計(jì)的位置。過(guò)度延時(shí)的下界表示存在的最小過(guò)度延時(shí)，且仍然滿足以下描述的信號(hào)的定時(shí)和過(guò)度延時(shí)的所有數(shù)學(xué)關(guān)系。接收到的基站信號(hào)的過(guò)度延時(shí)值的所有下界的集合會(huì)用于建立改善的移動(dòng)單元位置估計(jì)。
如在圖4內(nèi)說(shuō)明的，雖然該技術(shù)可以應(yīng)用于任何數(shù)量的TDOA測(cè)量，將對(duì)單個(gè)TDOA測(cè)量描述該技術(shù)。如圖4示出，移動(dòng)單元122接收來(lái)自兩個(gè)基站102和104的信號(hào)，例如基于IS-95系統(tǒng)的導(dǎo)頻信號(hào)。從兩個(gè)基站接收到的信號(hào)導(dǎo)致單個(gè)TDOA測(cè)量，包括信號(hào)從每個(gè)基站到移動(dòng)單元經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差。如先前描述的，r1和r2是信號(hào)從相應(yīng)的第一和第二基站到移動(dòng)單元122所需要的時(shí)間，d12是信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)基站間的已知直線距離需要的時(shí)間。如圖4示出的，線段r1、r2和d12形成一個(gè)三角。這給出了以下的等式1的限制-d12≤r1-r2≤d12[1]令x1和x2表示移動(dòng)單元122處的信號(hào)到達(dá)時(shí)間的過(guò)度延時(shí)，信號(hào)相應(yīng)地由第一基站102和第二基站104發(fā)送。很清楚的是x1和x2值不是已知的，因?yàn)樾盘?hào)經(jīng)過(guò)的實(shí)際路徑是未知的。如先前討論的，x1和x2是正值，表示為x1≥0，x2≥0。而且，用tb表示移動(dòng)單元和基站時(shí)鐘時(shí)間間的時(shí)間偏差。一般，時(shí)鐘偏差對(duì)于所有測(cè)量都為恒定的，至少在一相對(duì)較短的時(shí)段內(nèi)，諸如用于進(jìn)行TDOA測(cè)量的時(shí)段內(nèi)。然后，在移動(dòng)單元處為從兩個(gè)基站102和104接收到的信號(hào)測(cè)量的到達(dá)時(shí)間差在等式2內(nèi)數(shù)學(xué)表出為TDOA12＝TOA1-TOA2＝(r1+x1+tb)-(r2+x2+tb)＝(r1+x1)-(r2+x2)[2]其中TDOA12是在移動(dòng)單元處測(cè)量的基站1和基站2來(lái)的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差。
TOA1是在移動(dòng)單元處測(cè)量的來(lái)自基站1的信號(hào)到達(dá)時(shí)間。
TOA2是在移動(dòng)單元處測(cè)量的來(lái)自基站2的信號(hào)到達(dá)時(shí)間。
通過(guò)將等式[1]的兩個(gè)不等式代入等式[2]，導(dǎo)出以下的不等式x1-x2＝TDOA12-(r1-r2)≥TDOA12-d12[3a]x2-x1＝(r1-r2)-TDOA12≥-d12-TDOA12[3b]為確定過(guò)度延時(shí)項(xiàng)xi(i＝1，2)的下界，方程[3a]和[3b]的解答帶有附加的限約束而被確定，即xi≥0，因?yàn)槿缟纤?，過(guò)度延時(shí)為正。
以上所述的技術(shù)可以擴(kuò)展到一般情況，即有N個(gè)基站的情況。從i和j基站的相應(yīng)的每對(duì)i和j測(cè)量形成了兩個(gè)不等式集合，類似于等式[3a]和[3b]，如以下等式[4a]和[4b]示出的
xi-xj＝TDOAij-(r1-r2)≥TDOAij-dij[4a]xj-xi＝(ri-rj)-TDOAij≥-dij-TDOAij[4b]因此，對(duì)于N個(gè)基站有(N-1)*N/2個(gè)不等式集合，如等式[4a]和[4b]內(nèi)說(shuō)明的，這導(dǎo)致總共M＝(N-1)*N個(gè)不等式。不等式集合可以如等式5寫成矩陣形式Ax≥b [5]其中A是M乘N矩陣；以及b是具有M個(gè)分量的列向量。
方程[5]的不等式可以解出，其約束為所有的過(guò)度延時(shí)值x≥0，以找出未知xi和xj的最小值。解出這些不等式的一種方法是定義具有N個(gè)分量的代價(jià)向量c。然后對(duì)i＝1，…，N的情況解出代價(jià)向量，其中代價(jià)分量在第i個(gè)位置為1其余為0。這減少了最小化cx的問(wèn)題，限制為x≥0和Ax≥b。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以意識(shí)到可以通過(guò)解線性不等式的方法確定解，這些方法可以在文獻(xiàn)內(nèi)找到，例如Strang和Gilbert的“Linear Algebra and its Applications”，第8章，第三版，HarcourtBrace Jovanovish，1998年，在此引入。
一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)值示例說(shuō)明如何確定下界的一個(gè)方法。在該例中，測(cè)量的TDOA12等于5個(gè)時(shí)間單位，且信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)基站間已知的直線距離需要的時(shí)間為d12等于4個(gè)時(shí)間單位。將TDOA12和d12的值替代入方程[3a]和[3b]的不等式內(nèi)產(chǎn)生方程[6a]和[6b]x1-x2≥5-4＝1[6a]x2-x1≥-4-5＝-9 [6b]這些不等式，連同約束x1≥0和x2≥0，定義了可行集合，即一集合包含為該例列出的線性不等式族的解。
圖5是說(shuō)明上述示例的可行集合的圖。如圖5示出的，有兩個(gè)軸線，一個(gè)代表x1的值(線502)，另一個(gè)表示x2的值(線504)，這定義了四個(gè)象限。右上的象限510包含滿足不等式x1≥0和x2≥0的值，且因此是可行集合的可能成員。x1和x2進(jìn)一步的約束建立了可行集合的附加界限。這些附加界限示出為由不等式x1-x2≥1和x2-x1≥-9定義的區(qū)域。不等式x1-x2≥1定義了線x1-x2＝1(512)向下且向右的可能解區(qū)域。不等式x2-x1≥-9定義了線x2-x1＝-9(514)向上以及向左的可能解的區(qū)域。滿足所有不等式即定義可行集合的點(diǎn)的集合是圖5的陰影區(qū)域516。
為了確定過(guò)度延時(shí)的下界，最小化代價(jià)函數(shù)。在該例中，有來(lái)自兩個(gè)基站的信號(hào)處有兩個(gè)代價(jià)函數(shù)c1＝x1、c2＝x2。為兩個(gè)代價(jià)函數(shù)的每個(gè)解出最小化代價(jià)，并滿足定義可行集合的不等式，這導(dǎo)致發(fā)生在點(diǎn)530處的最小化代價(jià)，其中x1(min)＝1且x2(min)＝0。因此，在該例中，在TOA1上有一時(shí)間單位的過(guò)度延時(shí)的下界，在TOA2上有0時(shí)間單位的過(guò)度延時(shí)的下界。
在確定過(guò)度延時(shí)的下界后，它們可能在使用TDOA位置估計(jì)時(shí)被用于改善移動(dòng)單元位置的估計(jì)。例如，過(guò)度延時(shí)值的下界可以在確定估計(jì)的位置前從相應(yīng)的到達(dá)時(shí)間(TOA)測(cè)量中被減去，從而減少了用于估計(jì)位置的TOA測(cè)量?jī)?nèi)的誤差。過(guò)度延時(shí)值的下界還可以用于確定加權(quán)因子，用于在確定位置解時(shí)給予一些接收到的信號(hào)測(cè)量增加的優(yōu)先級(jí)或加權(quán)。過(guò)度延時(shí)值的下界還可以被用于完全丟棄測(cè)量，例如如果測(cè)量的過(guò)度延時(shí)值的下界超過(guò)一閥值，則測(cè)量可能不能用于位置估計(jì)解。另外。過(guò)度延時(shí)值的下界還可以用于確定位置解的準(zhǔn)確性指示。這些如何使用過(guò)度延時(shí)值的下界的例子可以獨(dú)立或組合地被使用。另外，過(guò)度延時(shí)值的下界可以為移動(dòng)單元使用，在蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)被發(fā)送到其它位置，諸如基站，以便在基站處被使用，或同時(shí)在蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的移動(dòng)單元和其它位置處使用。
圖6是說(shuō)明移動(dòng)單元122的附加細(xì)節(jié)的框圖。移動(dòng)單元122包括接收機(jī)602，用于從基站接收信號(hào)。例如，接收機(jī)可能用于接收碼分多址(CDMA)信號(hào)，或是從基站來(lái)的移動(dòng)通信(GSM)的全球系統(tǒng)。接收機(jī)602接收來(lái)自基站的信號(hào)并確定每個(gè)信號(hào)的TOA。接收機(jī)將接收到信號(hào)的TOA輸出到過(guò)度延時(shí)引擎604。
過(guò)度延時(shí)引擎604接收接收到信號(hào)的TIA并為每個(gè)接收到的信號(hào)確定過(guò)度延時(shí)的下界。過(guò)度延時(shí)的下界可能被輸出到控制器606，其中它們被用于位置確定。另外，接收到信號(hào)的TOA或過(guò)度延時(shí)的下界可能被通信到不同的位置，例如基站并在基站處被使用。在一實(shí)施例中，過(guò)度延時(shí)引擎604可能是接收機(jī)602的一部分。在另一實(shí)施例中，接收機(jī)、過(guò)度延時(shí)引擎604和控制器606被組合成單個(gè)單元。接收機(jī)602，過(guò)度延時(shí)引擎604和控制器606的制造可能是用應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、門陣列或離散元件。在其它實(shí)施例中，接收機(jī)602、過(guò)度延時(shí)引擎604和控制器的功能可能以軟件或硬件和軟件的組合實(shí)現(xiàn)。
圖7是附加說(shuō)明基站102的附加細(xì)節(jié)的框圖。在另一實(shí)施例中，移動(dòng)單元發(fā)送由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)的TOA測(cè)量到基站，在此進(jìn)行移動(dòng)單元位置的估計(jì)。在該實(shí)施例中，基站102包括接收機(jī)704，用于從移動(dòng)單元接收信號(hào)。例如接收機(jī)可能用于接收碼分多址(CDMA)信號(hào)或從移動(dòng)單元的移動(dòng)通信(GSM)的全球系統(tǒng)。接收機(jī)704接收由移動(dòng)單元接收到的信號(hào)的TOA測(cè)量。接收機(jī)704將移動(dòng)單元接收到的信號(hào)的TOA輸出到過(guò)度延時(shí)引擎706。
過(guò)度延時(shí)引擎706接收來(lái)自移動(dòng)單元的TOA信號(hào)，并為每個(gè)接收到的信號(hào)確定過(guò)度延時(shí)的下界。過(guò)度延時(shí)的下界可能被輸出到控制器708，其中它們被用于確定移動(dòng)單元位置的估計(jì)。在一實(shí)施例中，過(guò)度延時(shí)引擎706可能是控制器708的一部分。在另一實(shí)施例中，過(guò)度延時(shí)引擎706可能是接收機(jī)704的一部分。在另一實(shí)施例中，接收機(jī)704、過(guò)度延時(shí)引擎706和控制器708被組合成單個(gè)單元。發(fā)射機(jī)702、接收機(jī)704、過(guò)度延時(shí)引擎706和控制器708的制造可能是用應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、門陣列或離散元件。在其它實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)702、接收機(jī)704、過(guò)度延時(shí)引擎706和控制器708的功能可以以軟件，或硬件和軟件的任何組合實(shí)現(xiàn)。
雖然圖7說(shuō)明的是基站，但過(guò)度延時(shí)引擎可以位于蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的任何地方。例如，過(guò)度延時(shí)引擎可以包括在在基站控制器(BSC)或移動(dòng)交換中心(MSC)內(nèi)。在一實(shí)施例中，過(guò)度延時(shí)引擎是估計(jì)移動(dòng)單元位置的位置確定引擎(PDE)的一部分。
在另一實(shí)施例中，移動(dòng)單元確定過(guò)度延時(shí)的下界并將過(guò)度延時(shí)的下界值發(fā)送到基站102。在該實(shí)施例中，接收機(jī)702接收移動(dòng)單元確定的過(guò)度延時(shí)的下界值并將值輸出到控制器708，其中該值用于確定移動(dòng)單元的位置的估計(jì)。
圖8說(shuō)明由移動(dòng)單元確定過(guò)度延時(shí)的下界的一種技術(shù)的流程圖。該流程圖表示移動(dòng)單元122實(shí)現(xiàn)的操作。雖然圖8描述的是遠(yuǎn)程單元從兩個(gè)基站接收信號(hào)的技術(shù)示例，在實(shí)際系統(tǒng)中，移動(dòng)單元可以從任何數(shù)量的基站接收信號(hào)。操作流開(kāi)始于塊804，當(dāng)在移動(dòng)單元處接收到來(lái)自第一基站的信號(hào)。流然后繼續(xù)到塊806。在塊806內(nèi)，從第二基站接收信號(hào)。圖8內(nèi)說(shuō)明的示例描述信號(hào)按順序被接收，在一般通信系統(tǒng)內(nèi)從所有基站來(lái)的信號(hào)被同時(shí)接收。
流然后繼續(xù)到塊808。在塊808內(nèi)，確定兩個(gè)接收到信號(hào)的TDOA。流然后繼續(xù)到塊810，其中確定接收到信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界。流然后繼續(xù)到塊812。在塊812內(nèi)，估計(jì)移動(dòng)單元的位置，使用過(guò)度延時(shí)的下界調(diào)整的TDOA估計(jì)。
圖9是說(shuō)明在除移動(dòng)單元外的蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置處確定過(guò)度延時(shí)的下界的一種技術(shù)。例如，在圖9內(nèi)描述的技術(shù)可能被包括在基站、移動(dòng)交換中心內(nèi)，或是位置確定引擎的一部分。雖然圖9描述了技術(shù)的示例，其中遠(yuǎn)程單元從兩個(gè)基站接收信號(hào)，在實(shí)際系統(tǒng)中移動(dòng)單元可能從任何數(shù)目的基站處接收信號(hào)。當(dāng)在移動(dòng)單元處接收到的從至少兩個(gè)基站來(lái)的信號(hào)的TOA值從移動(dòng)單元來(lái)在基站處被接收時(shí)，操作流開(kāi)始于塊904。雖然流程圖描述關(guān)于移動(dòng)單元的操作，基站能實(shí)現(xiàn)關(guān)于許多移動(dòng)單元的操作。
流然后繼續(xù)到塊908。在塊908內(nèi)，確定兩個(gè)接收到的TOA值的TDOA。流然后繼續(xù)到塊910，其中確定過(guò)度延時(shí)的下界。流然后繼續(xù)到塊912。在塊912內(nèi)，使用過(guò)度延時(shí)的下界調(diào)整的TDOA估計(jì)，來(lái)估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
以上的說(shuō)明描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例的示例，其中移動(dòng)單元位置的估計(jì)是通過(guò)來(lái)自基站發(fā)送的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差的測(cè)量而完成的。描述的該技術(shù)還可以與其它位置定位系統(tǒng)一起使用。例如，該技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)全球定位系統(tǒng)(GPS)或其它位置定位系統(tǒng)，從而建立一種混合系統(tǒng)，它組合了來(lái)自不同測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量以估計(jì)移動(dòng)單元位置。另外，描述的技術(shù)可以用于糾正用于GPS測(cè)量的基準(zhǔn)的時(shí)間偏差。
上述的描述詳細(xì)說(shuō)明了一些本發(fā)明的實(shí)施例。然而無(wú)論以上如何描述，本發(fā)明可以有其它特定的實(shí)現(xiàn)形式而不偏離本發(fā)明的特點(diǎn)和基本特征。上述的實(shí)施例被認(rèn)為在各個(gè)方面是說(shuō)明性的，而不是限制性的，因此本發(fā)明的范圍是有所附的要求書指明的，而不是上述的說(shuō)明。所有符合說(shuō)明書的等價(jià)體的意義和范圍的改變可以被包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種確定移動(dòng)單元位置的方法，其特征在于包括接收來(lái)自至少兩個(gè)基站的信號(hào)；確定接收到信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差；根據(jù)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和基站間的已知距離估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界；以及根據(jù)估計(jì)的過(guò)度延時(shí)的下界和接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)是CDMA導(dǎo)頻信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)是GSM信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括使用過(guò)度延時(shí)的下界而調(diào)整移動(dòng)單元的估計(jì)位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于調(diào)整包括從相應(yīng)的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量中減去過(guò)度延時(shí)的下界。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界對(duì)到達(dá)時(shí)間測(cè)量進(jìn)行加權(quán)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界而從位置估計(jì)中去除到達(dá)時(shí)間測(cè)量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于接收到信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界用于確定移動(dòng)單元的位置估計(jì)的準(zhǔn)確性。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于引入信號(hào)的過(guò)度延時(shí)是因?yàn)槎鄰蕉a(chǎn)生的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于信號(hào)在移動(dòng)單元處從多個(gè)基站處被接收，且過(guò)度延時(shí)的下界是為多個(gè)信號(hào)到達(dá)時(shí)間確定而估計(jì)的。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從基站接收到的信號(hào)同時(shí)從基站被發(fā)送。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從基站接收到的信號(hào)在時(shí)間上相互同步地被發(fā)送。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)是通信信號(hào)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)是蜂窩通信信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界是用少于所有從基站接收到的信號(hào)完成的。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于估計(jì)移動(dòng)單元的位置包括另一位置定位系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于其它位置定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)。
18.一種移動(dòng)單元，其特征在于包括接收機(jī)，用于從至少兩個(gè)基站接收相應(yīng)的信號(hào)，并確定由每個(gè)基站發(fā)送的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；過(guò)度延時(shí)引擎，用于接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，并根據(jù)來(lái)自其相應(yīng)的基站的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和基站間的已知距離估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界。
19.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于接收到的信號(hào)是CDMA導(dǎo)頻信號(hào)。
20.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于接收到的信號(hào)是GSM信號(hào)。
21.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于還包括根據(jù)估計(jì)的過(guò)度延時(shí)的下界和接收到信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差而估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
22.如權(quán)利要求21所述的移動(dòng)單元，其特征在于還包括使用過(guò)度延時(shí)的下界調(diào)整移動(dòng)單元的估計(jì)位置。
23.如權(quán)利要求22所述的移動(dòng)單元，其特征在于所述調(diào)整包括從到達(dá)時(shí)間測(cè)量中減去過(guò)度延時(shí)的下界。
24.如權(quán)利要求22所述的移動(dòng)單元，其特征在于所述調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界對(duì)到達(dá)時(shí)間測(cè)量加權(quán)。
25.如權(quán)利要求22所述的移動(dòng)單元，其特征在于所述調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界將到達(dá)時(shí)間測(cè)量從位置估計(jì)中去除。
26.如權(quán)利要求21所述的移動(dòng)單元，其特征在于接收到信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界用于確定移動(dòng)單元的估計(jì)位置的準(zhǔn)確性。
27.如權(quán)利要求21所述的移動(dòng)單元，其特征在于由移動(dòng)單元確定的位置估計(jì)被發(fā)送到基站。
28.如權(quán)利要求21所述的移動(dòng)單元，其特征在于估計(jì)移動(dòng)單元位置包括另一位置定位系統(tǒng)。
29.如權(quán)利要求28所述的移動(dòng)單元，其特征在于其它位置定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)。
30.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于接收到信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界被發(fā)送到一個(gè)基站。
31.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于引入信號(hào)的延時(shí)是由于多徑。
32.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于移動(dòng)單元用于通信系統(tǒng)。
33.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于移動(dòng)單元用于蜂窩通信系統(tǒng)。
34.如權(quán)利要求18所述的移動(dòng)單元，其特征在于估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界是用少于從基站接收的所有信號(hào)而完成的。
35.一基站，其特征在于包括接收機(jī)，用于從至少一個(gè)移動(dòng)單元接收信號(hào)，其中從至少一個(gè)移動(dòng)單元接收的信號(hào)包括由移動(dòng)單元從至少兩個(gè)基站接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；以及過(guò)度延時(shí)引擎，用于接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，并為來(lái)自相應(yīng)基站的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界，其中基站位于已知的分開(kāi)距離處。
36.如權(quán)利要求35所述的基站，其特征在于估計(jì)的移動(dòng)單元的位置是根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界和接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差而確定的。
37.如權(quán)利要求36所述的基站，其特征在于估計(jì)的移動(dòng)單元的位置是使用過(guò)度延時(shí)的下界而被調(diào)整的。
38.如權(quán)利要求37所述的基站，其特征在于調(diào)整包括從相應(yīng)的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量中減去過(guò)度延時(shí)的下界。
39.如權(quán)利要求37所述的基站，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界對(duì)到達(dá)時(shí)間測(cè)量進(jìn)行加權(quán)。
40.如權(quán)利要求37所述的基站，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界從位置估計(jì)中去除到達(dá)時(shí)間測(cè)量。
41.如權(quán)利要求36所述的基站，其特征在于接收到的信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界用于確定移動(dòng)單元的估計(jì)的位置的準(zhǔn)確性。
42.如權(quán)利要求36所述的基站，其特征在于估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界是用少于從移動(dòng)單元接收到的所有信號(hào)完成的。
43.如權(quán)利要求36所述的基站，其特征在于估計(jì)移動(dòng)單元的位置包括另一位置定位系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求43所述的基站，其特征在于其它位置定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)。
45.如權(quán)利要求35所述的基站，其特征在于基站用于通信系統(tǒng)。
46.如權(quán)利要求35所述的基站，其特征在于基站用于蜂窩通信系統(tǒng)。
47.一種集成電路，用于確定在接收到信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的過(guò)度延時(shí)的下界，其特征在于包括輸入電路，用于從至少兩個(gè)基站接收信號(hào)，并為每個(gè)接收到的信號(hào)輸出到達(dá)時(shí)間測(cè)量；過(guò)度延時(shí)引擎，用于確定從相應(yīng)基站的接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差，并根據(jù)來(lái)自其相應(yīng)基站的每個(gè)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和兩個(gè)相關(guān)聯(lián)基站間的已知距離，估計(jì)在從每個(gè)基站接收到的信號(hào)內(nèi)引入的過(guò)度延時(shí)的下界。
48.如權(quán)利要求47所述的集成電路，其特征在于接收到的信號(hào)為CDMA導(dǎo)頻信號(hào)。
49.如權(quán)利要求47所述的集成電路，其特征在于接收到的信號(hào)是GSM信號(hào)。
50.如權(quán)利要求47所述的集成電路，其特征在于還包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界和接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
51.如權(quán)利要求50所述的集成電路，其特征在于估計(jì)的移動(dòng)單元的位置使用過(guò)度延時(shí)的下界而經(jīng)調(diào)整。
52.如權(quán)利要求51所述的集成電路，其特征在于調(diào)整包括從到達(dá)時(shí)間測(cè)量中減去過(guò)度延時(shí)的下界。
53.如權(quán)利要求51所述的集成電路，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界對(duì)到達(dá)時(shí)間測(cè)量進(jìn)行加權(quán)。
54.如權(quán)利要求51所述的集成電路，其特征在于調(diào)整包括根據(jù)過(guò)度延時(shí)的下界將到達(dá)時(shí)間測(cè)量從估計(jì)的位置中去除。
55.如權(quán)利要求50所述的集成電路，其特征在于接收到的信號(hào)的過(guò)度延時(shí)的下界用于確定移動(dòng)單元的估計(jì)位置的準(zhǔn)確性。
56.如權(quán)利要求50所述的集成電路，其特征在于估計(jì)移動(dòng)單元位置包括另一位置定位系統(tǒng)。
57.如權(quán)利要求56所述的集成電路，其特征在于其它位置定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)。
58.如權(quán)利要求47所述的集成電路，其特征在于引入信號(hào)的延時(shí)是由于多徑。
59.如權(quán)利要求47所述的集成電路，其特征在于估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界使用少于所有接收到的信號(hào)完成的。
60.一種確定移動(dòng)單元位置的方法，其特征在于包括接收從至少兩個(gè)基站來(lái)的信號(hào)，并在移動(dòng)單元處確定相應(yīng)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；確定從相應(yīng)基站來(lái)的接收到信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差；根據(jù)來(lái)自其相應(yīng)基站的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和基站間已知的距離估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界；以及將到達(dá)時(shí)間差和過(guò)度延時(shí)的下界發(fā)送到不同的位置，并根據(jù)過(guò)度延時(shí)的估計(jì)的下界以及在不同位置接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其特征在于不同的位置是基站。
62.一種確定移動(dòng)單元位置的方法，其特征在于包括從至少兩個(gè)基站接收信號(hào)并為相應(yīng)信號(hào)在移動(dòng)單元處確定到達(dá)時(shí)間；將信號(hào)的到達(dá)時(shí)間發(fā)送到不同的位置；在不同位置確定來(lái)自相應(yīng)基站的接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差；根據(jù)來(lái)自其相應(yīng)的基站的每個(gè)信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和在不同位置處的基站間的已知距離估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界；以及根據(jù)估計(jì)的過(guò)度延時(shí)的下界以及在不同位置處的接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差而估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于不同的位置是基站。
64.一個(gè)移動(dòng)單元，其特征在于包括接收機(jī)，用于從至少兩個(gè)基站接收信號(hào)，并確定由每個(gè)基站發(fā)送的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間；以及發(fā)射機(jī)，用于接收到達(dá)時(shí)間并將到達(dá)時(shí)間發(fā)送到不同位置。
65.如權(quán)利要求64所述的移動(dòng)單元，其特征在于不同位置還包括過(guò)度延時(shí)引擎，用于接收到達(dá)時(shí)間并根據(jù)來(lái)自其相應(yīng)基站的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間以及基站間的已知距離而估計(jì)過(guò)度延時(shí)的下界，并根據(jù)過(guò)度延時(shí)的估計(jì)的下界和接收到信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差估計(jì)移動(dòng)單元的位置。
全文摘要
一種方法和裝置確定在接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的過(guò)度延時(shí)的下界。確定到達(dá)時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的過(guò)度延時(shí)的下界包括接收來(lái)自至少兩個(gè)基站的信號(hào)并確定從它們相應(yīng)的基站來(lái)的接收到的信號(hào)間的到達(dá)時(shí)間差。然后根據(jù)來(lái)自相應(yīng)基站的信號(hào)到達(dá)時(shí)間和基站間的已知距離而估計(jì)在從基站接收到的信號(hào)內(nèi)引入的過(guò)度延時(shí)的下界。過(guò)度延時(shí)的下界可能用于根據(jù)接收到的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量而調(diào)整移動(dòng)單元位置的估計(jì)。
文檔編號(hào)G01S5/06GK1585902SQ02822557
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2002年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者J·M·斯坦恩 申請(qǐng)人:高通股份有限公司