專利名稱：基站收發(fā)信機(jī)(bts)同步的制作方法
交叉參照
本申請(qǐng)要求2005年2月11日提交的、標(biāo)題為“Base TransceiverStation(BTS)Synchronization”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/652,265的優(yōu)先權(quán)，其在這里全文并入作為參考。
發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明一般涉及無(wú)線定位及相關(guān)的無(wú)線通信系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其但不排它地涉及用于同步與覆蓋無(wú)線定位系統(tǒng)(WLS)連接的GSM或UMTS網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)信機(jī)(BTS)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
本發(fā)明特別適合但不必限于用于GSM和UMTS系統(tǒng)等。GSM代表全球移動(dòng)通信系統(tǒng)且為在歐洲和世界的其它地區(qū)廣泛使用的數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)，而UMTS代表通用移動(dòng)通信系統(tǒng)且為基于GSM標(biāo)準(zhǔn)的第三代(3G)寬帶系統(tǒng)。本說(shuō)明書描述了向無(wú)線通信系統(tǒng)的基站提供由全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)出的定時(shí)信息的系統(tǒng)和方法，以便網(wǎng)絡(luò)同步。例如，GSM網(wǎng)絡(luò)同步能以一些方式有益于無(wú)線載波。在非同步GSM網(wǎng)絡(luò)中，同步可減少由頻率復(fù)用產(chǎn)生的同信道干擾。減少的噪聲/同信道干擾電平允許較緊密的頻率復(fù)用模式，因而允許載波增加系統(tǒng)容量(例如厄蘭(Erlang)容量)或提高聲音/數(shù)據(jù)質(zhì)量。


發(fā)明內(nèi)容
下列陳述概括了本發(fā)明的幾個(gè)重要的方面，其在這里得到非常詳細(xì)地描述 1.在包括基站收發(fā)信機(jī)(BTS)網(wǎng)絡(luò)的諸如GSM或UMTS通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋無(wú)線定位解決方案中，通過(guò)同步BTS來(lái)改善頻譜的方法和系統(tǒng)。
2.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中通過(guò)定位測(cè)量單元(LMU)或定時(shí)測(cè)量單元(TMU)向每個(gè)BTS提供定時(shí)信號(hào)。
3.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中每個(gè)LMU和TMU包括基于GPS的定時(shí)參考模塊和用于產(chǎn)生周期定時(shí)信號(hào)的裝置，所述周期定時(shí)信號(hào)在預(yù)先規(guī)定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)和每個(gè)其它LMU和TMU產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)同步。
4.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中LMU用于在支持各種定位技術(shù)的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量各種上行鏈路和/或下行鏈路信號(hào)的定時(shí)。
5.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中LMU和TMU發(fā)送定時(shí)信號(hào)，包括周期電脈沖以及時(shí)間描述信息。
6.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中通過(guò)硬件和軟件修改所述電脈沖以及時(shí)間描述信息的格式，以適合于各種BTS類型所要求的各種格式。
7.如上所述的方法和系統(tǒng)，其中具有共同定位的LMU的BTS很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)，且其中不裝備有LMU的BTS站點(diǎn)裝備有TMU，所述TMU具有以與LMU提供的相同的格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單一功能，其中由TMU提供的時(shí)間信號(hào)與由LMU提供的信號(hào)同步，且只定時(shí)的TMU比LMU有更低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。
應(yīng)注意，被“同步”的時(shí)間信號(hào)的概念不限于形狀基本相同或同時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)。例如，對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，在兩個(gè)信號(hào)有時(shí)間的偏差但具有已知的關(guān)系的場(chǎng)合，可認(rèn)為他們是足夠同步的。



圖1簡(jiǎn)要示出只用于緊急情況的覆蓋定位解決方案的例證性實(shí)施例。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明配置基站同步產(chǎn)品(LMU和TMU)的幾種方法。
圖3示出TMU的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和外部接口的例證性實(shí)施例。
圖4示出在每秒一次脈沖(1PPS)的定時(shí)信號(hào)和同步數(shù)據(jù)之間的例證性關(guān)系。
圖5示出包括同步的/能夠定位的BTS和同步的/不能夠定位的BTS的混合的示例性GSM/UMT網(wǎng)絡(luò)。
圖6示出外部接口單元(EIU)的示例性體系結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施例方式 1.概述 本發(fā)明特別適合于使用在與GSM通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案有關(guān)的方面。GSM網(wǎng)絡(luò)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)確定并由第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)推廣。在完全集成的符合GSM規(guī)范的定位服務(wù)解決方案中，服務(wù)移動(dòng)定位中心(SMLC)依賴于現(xiàn)有的基站控制器(BSC)或分組控制單元(PCU)來(lái)向移動(dòng)站(MS，即，要被定位的移動(dòng)單元)提供射頻(RF)分配信息。通過(guò)修改LMU以監(jiān)控上行鏈路和/或下行鏈路控制信道，實(shí)現(xiàn)只用于緊急情況的覆蓋定位解決方案是可能的，該方案符合美國(guó)聯(lián)邦通信管理委員會(huì)(FCC)的E911要求，且不需要對(duì)現(xiàn)有的GSM手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的任何更改。圖1示出對(duì)這樣的解決方案的一個(gè)示例性的體系結(jié)構(gòu)。(對(duì)有關(guān)該體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步的信息，參見(jiàn)2002年9月3日提交的并于2004年10月14日公布的號(hào)碼為20040203429的美國(guó)專利申請(qǐng)“E911 OverlaySolution for GSM，for Use in a Wireless Location System”) 如圖1所示，E911覆蓋解決方案包括下列要素 1.GSM通信網(wǎng)絡(luò)100，包括連接到基站收發(fā)信機(jī)(BTS)104的接收/發(fā)射天線102A、基站控制器(BSC)106、移動(dòng)交換中心(MSC)108和網(wǎng)關(guān)移動(dòng)定位中心(GMLC)110。所有這些組件和子系統(tǒng)在本領(lǐng)域都是公知的。參見(jiàn)例如3GPP TS 03.71 V8.6.0(2002-06)。
2.定位測(cè)量單元(LMU)200A，其如虛線所示，可與BTS 104共同定位，以便共享天線102A來(lái)從移動(dòng)站接收RF信號(hào)。LMU 202A可包括內(nèi)部GPS接收器，所以GPS天線202A也可被提供。LMU也可提供監(jiān)控并解調(diào)由BTS傳輸?shù)組S的前向信道信號(hào)的能力。該前向鏈路監(jiān)控端口可連接到單獨(dú)的天線，或直接連接到BTS前向鏈路路徑。另外，系統(tǒng)可這樣設(shè)置，使得對(duì)于給定的呼叫，將有一個(gè)主要的LMU，在這種情況下是LMU200A，還有一個(gè)或更多協(xié)同操作的LMU，如指定為200B的LMU。協(xié)同操作的LMU通常與主要的LMU設(shè)置相同，所以它們連接到GPS天線202B且一般與BTS共同定位。
3.LMU連接到服務(wù)移動(dòng)定位中心(SMIC)300，SMLC又依次連接到網(wǎng)關(guān)移動(dòng)定位中心(GMLC)或移動(dòng)定位中心(MPC)400。LMU、SMLC、GMLC和MPC的概念是公知的，如從上面引用的GSM規(guī)范文件中可見(jiàn)到的。
4.圖1還示出移動(dòng)站500。當(dāng)然，在一地理區(qū)內(nèi)一般有很多這樣的單元在操作中，可能多于一個(gè)的單元在一給定的時(shí)間緊急呼叫。
在蜂窩/無(wú)線系統(tǒng)如GSM或UMTS系統(tǒng)中，通過(guò)同步BTS可使頻譜利用更有效得多。例如，通過(guò)BTS同步可實(shí)現(xiàn)每單位帶寬多10-20％的語(yǔ)音呼叫。將網(wǎng)絡(luò)中非常多的BTS同步到足夠水平的準(zhǔn)確度是困難的，并需要向所有BTS發(fā)送定時(shí)信號(hào)，或在每個(gè)站點(diǎn)安裝基于衛(wèi)星的定時(shí)單元?；谛l(wèi)星的定時(shí)單元是昂貴的且在BTS站點(diǎn)占用寶貴的電力和空間。
本發(fā)明提供一種體系結(jié)構(gòu)，其中定位測(cè)量單元(LMU)安裝在一些或所有的BTS站點(diǎn)，以便定位無(wú)線設(shè)備。LMU用于在支持各種定位技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量各種上行鏈路和/或下行鏈路信號(hào)的定時(shí)。這些LMU可包括基于GPS的定時(shí)參考模塊，其用于同步所有LMU的時(shí)基。這允許進(jìn)行相對(duì)時(shí)間差異測(cè)量以支持定位。
為了減少BTS同步的總成本，LMU在串行或其它接口上發(fā)送包括周期電脈沖以及時(shí)間描述信息的定時(shí)信號(hào)，其可被其它節(jié)點(diǎn)用于同步。電脈沖和時(shí)間描述信息的格式通過(guò)硬件和軟件被修改，以適應(yīng)各種BTS類型要求的不同格式。例如，具有共同定位的LMU的BTS可用很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)。稍后描述的EIU用于適應(yīng)各種BTS硬件格式。
不是所有的BTS站點(diǎn)都裝備有LMU。對(duì)于那些沒(méi)有LMU的站點(diǎn)，可使用定時(shí)測(cè)量單元(TMU)。TMU具有以與LMU提供的相同格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單個(gè)功能。由TMU提供的時(shí)間信號(hào)與由LMU提供的信號(hào)同步。只定時(shí)的TMU比LMU有更低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。這套產(chǎn)品允許蜂窩經(jīng)營(yíng)者(無(wú)線運(yùn)營(yíng)商)以相對(duì)低的成本同步BTS。
2.BTS同步 根據(jù)本發(fā)明，LMU可包含高性能的GPS接收器以向定位系統(tǒng)內(nèi)的所有LMU提供公共的高度準(zhǔn)確定時(shí)參考。GPS接收器可將定時(shí)參考提供到共同定位的基站，以便同步基站網(wǎng)絡(luò)，即，將BTS同步到特定準(zhǔn)確度的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)中，LMU包括網(wǎng)絡(luò)同步接口，其可適合于與在有關(guān)的BTS上的相應(yīng)接口兼容。因此，通過(guò)附加的軟件修改，現(xiàn)有的LMU可升級(jí)到與BTS接口兼容的配置。該軟件升級(jí)稱為BBS定時(shí)選項(xiàng)(BTO)，且可被安裝入現(xiàn)有的LMU/BTS裝置中和裝入新的LMU。
對(duì)于沒(méi)有安裝LMU的BTS站點(diǎn)，可使用定時(shí)測(cè)量單元(TMU)。TMU包括GPS接收器和必要的軟件以符合BTS定時(shí)接口。市場(chǎng)(market)可包括LMU與BTO和TMU定時(shí)模塊的結(jié)合，或者運(yùn)營(yíng)商(carrier)可選擇只使用TMU來(lái)同步還沒(méi)有安裝LMU的市場(chǎng)。
定時(shí)測(cè)量單元是可獨(dú)立于無(wú)線定位系統(tǒng)而被配置的單機(jī)產(chǎn)品。TMU包括含有GPS天線的內(nèi)置GPS接收器，以便建立準(zhǔn)確的時(shí)間戳。計(jì)時(shí)輸出包括每秒一次脈沖(PPS)信號(hào)和定時(shí)信息。TMU以預(yù)規(guī)定的ASCII格式提供數(shù)據(jù)，其用以所布置的特定BTS設(shè)備。
TruePosition公司的基站同步產(chǎn)品可以幾種方式使用，如下所述和圖2所示 1.在既沒(méi)有定位又沒(méi)有同步能力的零起點(diǎn)(green-field)部署中。
2.當(dāng)升級(jí)已經(jīng)同步的BTS以包括定位能力時(shí)。
3.當(dāng)升級(jí)能夠定位的BTS以合并同步時(shí)。
3.定時(shí)測(cè)量單元(例證性實(shí)施例) 無(wú)線運(yùn)營(yíng)商為了實(shí)現(xiàn)同步的GSM操作，可配置TMU來(lái)向BTS提供周期信號(hào)和有關(guān)的定時(shí)數(shù)據(jù)信息。TMU最好包括GPS接收器，其設(shè)計(jì)成在如RS-422通信接口上向BTS提供此周期信號(hào)和有關(guān)的定時(shí)數(shù)據(jù)信息。
在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，TMU是包括GPS接收器/引擎(GPS)、80C51微控制器(C51)、向BTS提供定時(shí)信息的串行接口和控制臺(tái)接口的單機(jī)設(shè)備。TMU的目的是從GPS獲得準(zhǔn)確的時(shí)間信息并將其提供到BTS。定時(shí)以每秒一次脈沖(PPS)信號(hào)的形式被提供到BTS，該信號(hào)之前是在該脈沖的上升沿宣告準(zhǔn)確時(shí)間的串行消息。
TMU試圖最大化它能向BTS提供準(zhǔn)確定時(shí)信息的時(shí)間量。為此，在斷電以后，TMU設(shè)法盡可能快地使GPS處于在線狀態(tài)，且只要有可能就將其保持在在線狀態(tài)。
為了支持維修和測(cè)試，TMU具有三種操作模式引導(dǎo)模式、測(cè)試模式和運(yùn)行模式。引導(dǎo)模式允許TMU固件在制造之后被更新。測(cè)試模式支持TMU硬件平臺(tái)的測(cè)試和診斷。運(yùn)行模式提供向BTS提供定時(shí)的主要TMU功能。
由于兩個(gè)主要原因，TMU提供如上所述的同步信息 1)當(dāng)TMU不存在于BTS中時(shí)。當(dāng)LMU存在時(shí)，LMU通過(guò)外部接口單元(EIU)提供同步信息。外部接口單元采用1PPS信號(hào)和有關(guān)的定時(shí)信息信號(hào)，并為BTS的接口將兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-422通信格式。
2)當(dāng)LMU與設(shè)備配置，已經(jīng)利用它的信號(hào)輸出能力使得它不能提供定時(shí)信號(hào)的情況下。
圖3示出TMU內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和外部接口的例證性的實(shí)施例。接收的GPS衛(wèi)星信號(hào)被輸入到TMU內(nèi)部GPS接收器。內(nèi)部微控制器提供下列功能 1)如可被要求的，以串行格式格式化GPS定時(shí)數(shù)據(jù)。
2)TMU固件通過(guò)外部RS-232控制臺(tái)端口升級(jí)。
3)控制指示TMU狀態(tài)和同步狀況的三色LED。
4)通過(guò)前板復(fù)位開(kāi)關(guān)的復(fù)位能力。
來(lái)自GPS接收器的1PPS信號(hào)輸出和來(lái)自微控制器的格式化的串行定時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出都轉(zhuǎn)化成RS-422信號(hào)電平并輸出到BTS。1PPS和串行數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到包括四元組輸出連接器的4個(gè)四端口。每個(gè)輸出端口提供RS-422信號(hào)電平的串行數(shù)據(jù)輸出和1PSS。
TMU微控制器固件能夠通過(guò)RS-232控制臺(tái)端口升級(jí)。
TMU將同步定時(shí)數(shù)據(jù)消息和1PPS信號(hào)傳輸?shù)皆赗S-422信號(hào)電平的BTS，如圖3所示。BTS的同步定時(shí)數(shù)據(jù)接口可為串行通信鏈路。
由TMU在4個(gè)輸出端口的每一個(gè)發(fā)送的1PPS信號(hào)可具有1赫茲的頻率和相對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(UTC)的100納秒RMS的精確度。
串行通信鏈路物理層以RS-422通用異步收發(fā)器(UART)為基礎(chǔ)。特有的特征如下 ● BTS中用100歐姆終端的RS-422接口 ●9600比特/秒 ●沒(méi)有奇偶校驗(yàn) ●一個(gè)起始比特 ●8比特?cái)?shù)據(jù)長(zhǎng)度 ●一個(gè)終止比特 TMU中的RS-422發(fā)射器驅(qū)動(dòng)一個(gè)PPS信號(hào)。在每個(gè)TMU輸出端口10-90％的上升時(shí)間可以小于10納秒。BTS可包括內(nèi)置100歐姆終端。
同步數(shù)據(jù)在一個(gè)PPS脈沖之前。見(jiàn)圖4的定時(shí)細(xì)節(jié)。圖4中的箭頭示出PPS脈沖到脈沖的上升沿。包含定時(shí)信息的數(shù)據(jù)信號(hào)在相應(yīng)的PPS脈沖之前。
圖5是顯示GSM或UMTS網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中使用從LMU或TMU獲得的定時(shí)信息來(lái)同步BTS。LMU可以或可以不需要EIU，取決于這里討論的BTS接口要求。
TMU操作說(shuō)明(例證性實(shí)施例) 如所討論的，使BTS能夠?qū)⑵洳僮骱途W(wǎng)絡(luò)中其它BTS同步的TMU向BTS提供定時(shí)。TMU從其集成的GPS接收器得到定時(shí)信息，并向BTS提供PPS信號(hào)和周期性PPS報(bào)告及定位數(shù)據(jù)消息。TMU在沒(méi)有LMU或從LMU得不到定時(shí)信號(hào)的位置配置。在配置了LMU的場(chǎng)合，LMU通過(guò)使用EIU可提供與TMU相同的定時(shí)功能。同步的BTS通過(guò)準(zhǔn)確的無(wú)線電資源的管理可增加網(wǎng)絡(luò)容量。
在優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中的TMU軟件支持三種操作模式引導(dǎo)模式、測(cè)試模式和運(yùn)行模式。雖然每種模式提供允許轉(zhuǎn)換到其它模式的機(jī)制，但每種模式是獨(dú)立的和互不包含的。換句話說(shuō)，引導(dǎo)模式不支持測(cè)試模式功能，測(cè)試模式不支持引導(dǎo)模式功能，引導(dǎo)和測(cè)試模式都不提供任何運(yùn)行功能，而運(yùn)行模式不支持其它兩種模式的任何功能。
為了利用任一模式的功能，TMU必須通過(guò)合適的機(jī)制(通常為控制臺(tái)命令)首先轉(zhuǎn)換到那個(gè)模式。一旦轉(zhuǎn)換成特定的模式，就應(yīng)理解其它模式的功能是不可利用的。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)換到測(cè)試模式時(shí)，BTS的時(shí)間同步被禁止，因?yàn)榇斯δ苤槐贿\(yùn)行模式支持。BTS定時(shí)同步不能恢復(fù)，直到TMU返回到運(yùn)行模式。
一些情況可阻止從一種模式到另一種模式的轉(zhuǎn)換。例如，如果有效的程序映像不存在，則從引導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換是不可能的。另外，一些情況可能引起到一種模式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。例如，如果有效的程序映像不存在，則在復(fù)位時(shí)TMU將自動(dòng)轉(zhuǎn)換到引導(dǎo)模式。
TMU的當(dāng)前模式可通過(guò)控制臺(tái)提示符識(shí)別?？刂婆_(tái)提示符列舉如下的當(dāng)前模式 ●“TMU＞”用于運(yùn)行模式 ●“Boot＞”用于引導(dǎo)模式 ●“Test＞”用于測(cè)試模式 引導(dǎo)模式 引導(dǎo)模式允許TMU軟件在現(xiàn)場(chǎng)更新。在引導(dǎo)模式中，軟件映像可通過(guò)控制臺(tái)端口下載。下載的映像將取代儲(chǔ)存在閃速存儲(chǔ)器中的映像。只有映像的測(cè)試模式和運(yùn)行模式部分可使用這種方法被替換。映像的引導(dǎo)模式部分只能在制造期間或通過(guò)聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)端口被替換。
引導(dǎo)模式可通過(guò)控制臺(tái)命令進(jìn)入，或如果沒(méi)有找到有效的程序映像，在復(fù)位后被自動(dòng)調(diào)用。一些故障情況如監(jiān)視器(watchdog)超時(shí)可產(chǎn)生復(fù)位，然后復(fù)位可導(dǎo)致引導(dǎo)模式被調(diào)用。當(dāng)有效的程序映像存在時(shí)，引導(dǎo)模式通過(guò)復(fù)位退出。通過(guò)按復(fù)位按鈕、關(guān)閉和打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)或通過(guò)控制臺(tái)命令可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。如果有效的程序映像不存在，則引導(dǎo)模式不能退出。當(dāng)引導(dǎo)模式成功退出時(shí)，TMU返回到運(yùn)行模式。
測(cè)試模式 測(cè)試模式支持直接操作TMU硬件的控制臺(tái)命令。命令通常為低級(jí)命令或高級(jí)命令。低級(jí)命令直接操作TMU硬件并向操作員提供很少的翻譯或沒(méi)有翻譯。低級(jí)命令對(duì)板級(jí)測(cè)試(board-level)和故障診斷是有用的。高級(jí)命令提供信號(hào)解釋并操縱信號(hào)的組合，以通過(guò)操作員支持與硬件的交互作用。當(dāng)診斷運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，這些命令是有用的。
測(cè)試模式打算在制造測(cè)試、安裝、現(xiàn)場(chǎng)故障的診斷和修理期間使用。測(cè)試模式打算由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的技術(shù)人員使用。通過(guò)控制臺(tái)命令從運(yùn)行模式可進(jìn)入測(cè)試模式。通過(guò)任何復(fù)位退出測(cè)試模式，而TMU返回到運(yùn)行模式(只要有效的程序映像存在)。
運(yùn)行模式 運(yùn)行模式是TMU的主要模式。當(dāng)在運(yùn)行模式中時(shí)，TMU朝著其主要目標(biāo)自動(dòng)地運(yùn)行，向BTS提供準(zhǔn)確的時(shí)間同步信息。當(dāng)在運(yùn)行模式時(shí)，TMU可向控制臺(tái)端口發(fā)送警告或狀況信息。另外，運(yùn)行模式支持允許詢問(wèn)運(yùn)行條件和操作運(yùn)行參數(shù)的控制臺(tái)命令。
如果有效的程序映像存在，任何復(fù)位后自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行模式。通過(guò)憑借控制臺(tái)命令調(diào)用測(cè)試模式或引導(dǎo)模式可退出運(yùn)行模式。如果檢測(cè)到一些故障情況，可自動(dòng)退出運(yùn)行模式。
運(yùn)行狀態(tài) TMU的前板狀況LED反映TMU的當(dāng)前狀態(tài)。TMU的狀態(tài)由其操作模式和退出條件確定。在十(10)種可能的LED狀態(tài)中，只有下列被定義為有效。LED狀態(tài)總是指示現(xiàn)有的情況。
●持續(xù)紅(SOLID RED)(故障)-這表示故障，所以TMU不能正常運(yùn)行且必須被有資格的技術(shù)人員替換或修理。
●閃爍綠(FLASHING GREEN)(初始化)-這表示TMU是運(yùn)行的且沒(méi)有檢測(cè)到意外的情況。這種狀態(tài)可能只有緊跟著復(fù)位才存在，并表示還沒(méi)有建立起向BTS提供定時(shí)的必要條件。如果在復(fù)位后的兩分鐘內(nèi)不能建立所要求的條件，則該狀態(tài)前進(jìn)到閃爍黃。一旦退出該狀態(tài)，TMU將不返回到該狀態(tài)直到它再次被復(fù)位。
●持續(xù)綠(SOLID GREEN)(完全的功能)-這表示TMU正常操作，沒(méi)有未解決的警告情況，且提供準(zhǔn)確的定時(shí)給BTS。
●閃爍黃(FLASHING AMBER)(損壞的)-這表示TMU是完全起作用的，但存在阻止TMU給BTS提供定時(shí)的情況或警告。這種狀態(tài)總是外部影響的結(jié)果，所以替換TMU本身將不能解決這一問(wèn)題。當(dāng)所有未解決的情況清除時(shí)，TMU將返回到持續(xù)綠狀態(tài)。
警告和狀況消息 在運(yùn)行模式中，TMU監(jiān)控可能影響其向BTS提供準(zhǔn)確定時(shí)信息能力的情況。此外，它也記錄在執(zhí)行它的程序時(shí)它遇到的異?；蚯闆r。有關(guān)這些情況的消息被發(fā)送到控制臺(tái)。這些消息或是警告或是狀況。狀況消息只是提供信息的，可表示感興趣的任何狀況。狀況消息的發(fā)布對(duì)TMU沒(méi)有影響。警告表示可能影響TMU的性能的情況。警告的存在可導(dǎo)致TMU狀態(tài)的改變。當(dāng)表示出多個(gè)警告時(shí)，呈現(xiàn)最嚴(yán)重的狀態(tài)。
表1-TMU警告 運(yùn)行過(guò)程 本部分描述例證性TMU軟件遵循的程序。除一些初始的啟動(dòng)處理之外，所有程序都指運(yùn)行模式。
啟動(dòng) 跟隨C51的任何復(fù)位執(zhí)行啟動(dòng)程序。啟動(dòng)處理的目的是提出平臺(tái)并建立運(yùn)行狀態(tài)。啟動(dòng)程序也執(zhí)行TMU平臺(tái)的自檢和軟件完整性測(cè)試。如果軟件完整性測(cè)試失敗，TMU進(jìn)入引導(dǎo)模式。
建立C51控制 啟動(dòng)程序的第一部分建立C51的操作并為控制TMU平臺(tái)配置I/O。
1.檢驗(yàn)軟件映像的存在。
2.檢驗(yàn)軟件映像的完整性。
3.配置C51 I/O映射。
4.禁止到BTS的PPS和串行輸出。
5.配置LED驅(qū)動(dòng)。
6.檢驗(yàn)并轉(zhuǎn)換到外部振蕩器。
7.配置串行通信端口。
建立GPS的控制 啟動(dòng)程序的第二部分建立GPS的控制。當(dāng)建立GPS的控制時(shí)，TMU可執(zhí)行熱或冷重啟。冷重啟假定GPS引擎必須徹底重新初始化且喪失所有以前的信息。在這些情況下，在能重新建立定時(shí)之前可能需要幾分鐘。熱重啟試圖通過(guò)保存儲(chǔ)存在GPS中的信息較快地重新建立定時(shí)。這是可能的，因?yàn)镚PS是TMU的獨(dú)立子系統(tǒng)。在一些情況下，例如按鈕復(fù)位，C51被復(fù)位，但GPS不被復(fù)位。此外，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)歷電力中斷，GPS仍然正常運(yùn)行。在這些情況中，熱啟動(dòng)重新建立GPS的控制，而不中斷它的運(yùn)行。
如果下列情況的任何一個(gè)存在，將執(zhí)行GPS的冷啟動(dòng)，否則，將嘗試熱啟動(dòng)。
●C51經(jīng)歷上電復(fù)位。
●命令硬自復(fù)位。
●GPS不響應(yīng)通信。
●GPS自檢指示錯(cuò)誤。
●當(dāng)LED狀態(tài)不是持續(xù)綠時(shí)按復(fù)位按鈕。
冷重啟 GPS的冷重啟包括下列步驟。
1.通過(guò)斷言其復(fù)位信號(hào)線給GPS硬復(fù)位。
2.發(fā)送$PFEC，GPclr，1命令。
3.停止所有的周期性報(bào)告消息。
4.執(zhí)行自檢。
5.為周期性消息配置定時(shí)。
6.配置由于纜線長(zhǎng)度的PPS延遲。
7.PPS控制模式總是設(shè)定成輸出。
8.轉(zhuǎn)到建立位置。
熱重啟 GPS的熱重啟包括下列步驟。
1.通過(guò)斷言其復(fù)位信號(hào)線給GPS硬復(fù)位。
2.發(fā)送$PFEC，GPclr，2命令。
3.停止所有的周期性報(bào)告消息。
4.如果GPS不能返回響應(yīng)消息，執(zhí)行冷啟動(dòng)。
5.執(zhí)行自檢。
6.如果自檢顯示備份的數(shù)據(jù)無(wú)效，執(zhí)行冷啟動(dòng)。
7.為周期性消息配置定時(shí)。
8.配置由于纜線長(zhǎng)度的PPS延遲。
9.PPS控制模式總是設(shè)定成輸出。
10.轉(zhuǎn)到建立位置。
建立位置 一旦TMU建立GPS的控制，它的下一個(gè)目標(biāo)就是建立它的位置。GPS必須在它能產(chǎn)生準(zhǔn)確的時(shí)間信息之前確定其位置。在熱重啟后，TMU檢驗(yàn)GPS以確定位置是否已經(jīng)被GPS知道和固定(固定的觀察模式)。如果位置是已知和固定的，則TMU從GPS讀取定位并如正常一樣地繼續(xù)下去。如果位置已知但不固定，則TMU讀取定位并繼續(xù)進(jìn)行自我測(cè)量(self-survey)，如在下一部分中所描述的。如果位置是未知的(或?qū)τ诶鋯?dòng)的情況)，則TMU繼續(xù)進(jìn)行建立其位置。
TMU可從三個(gè)源-控制輸入、非易失性存儲(chǔ)器或自我測(cè)量之一獲得其位置信息(緯度、經(jīng)度和高度)。TMU將其最后的已知定位儲(chǔ)存在其非易失性存儲(chǔ)器中。為了確定其當(dāng)前位置，TMU將GPS設(shè)定到估計(jì)的觀察模式并將初始位置設(shè)定到其最后的已知定位。然后TMU繼續(xù)進(jìn)行自我測(cè)量。
通過(guò)控制臺(tái)命令可手動(dòng)輸入位置。如果這被完成，該定位代替了儲(chǔ)存在非易失性存儲(chǔ)器中的定位數(shù)據(jù)，GPS被設(shè)定到估計(jì)的觀察模式，且指定的定位數(shù)據(jù)被寫到GPS作為初始位置。然后TMU繼續(xù)進(jìn)行自我測(cè)量。
當(dāng)位置未知時(shí)，沒(méi)有儲(chǔ)存的最后定位，且沒(méi)有控制臺(tái)輸入，TMU完全依靠自我測(cè)量過(guò)程。在這種情況下，GPS被設(shè)定到估計(jì)的觀察模式，且最后的已知定位被用作初始位置。然后自我測(cè)量過(guò)程允許糾正定位信息。如果最后已知的定位非常遠(yuǎn)離實(shí)際定位，則對(duì)于TMU它可能需要延長(zhǎng)的時(shí)間量以建立其時(shí)間同步。
自我測(cè)量 TMU利用自我測(cè)量過(guò)程來(lái)確定其準(zhǔn)確的位置，并因而產(chǎn)生最準(zhǔn)確的定時(shí)。為了確定定位，TMU將GPS置于估計(jì)的觀察模式中。在這種模式中，GPS將從它能觀察的衛(wèi)星確定其定位。當(dāng)執(zhí)行自我測(cè)量時(shí)，TMU周期性地從GPS讀取定位數(shù)據(jù)并計(jì)算平均定位。注意，當(dāng)GPS建立初始定位時(shí)，自我測(cè)量不阻止TMU輸出時(shí)間同步信息。自我測(cè)量過(guò)程一直持續(xù)長(zhǎng)達(dá)12個(gè)小時(shí)。在自我測(cè)量時(shí)期完成時(shí)，GPS被設(shè)定到固定觀察模式及計(jì)算的平均定位被設(shè)定。由自我測(cè)量確定的定位將取代儲(chǔ)存在TMU非易失性存儲(chǔ)器中的最后已知的定位。
位置平均 當(dāng)執(zhí)行自我測(cè)量時(shí)，TMU每分鐘獲得一次$GPGGA消息中的估計(jì)的定位信息。TMU實(shí)現(xiàn)經(jīng)度、緯度和高度參數(shù)的單獨(dú)平均。TMU對(duì)每個(gè)參數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分的平均值執(zhí)行多數(shù)表決算法。緯度和經(jīng)度的整數(shù)部分包括度和整數(shù)分。高度的整數(shù)部分是米的完整的100s。小數(shù)部分是緯度或經(jīng)度的小數(shù)分及高度以模數(shù)100取模。
對(duì)于整數(shù)部分，多數(shù)表決算法觀察當(dāng)前的報(bào)告值兩個(gè)以前的報(bào)告值和最后已知的定位(LML)值。如果這三個(gè)報(bào)告值的整數(shù)部分相互一致，但與LKL不一致，則LKL被丟棄并用一致的整數(shù)部分代替。例如，如果三個(gè)最新的緯度值的整數(shù)部分一致，但與LKL不一致，則LKL的整數(shù)部分用一致的值代替。LKL的小數(shù)部分用一致的值的小數(shù)部分的平均值代替。
如果所有四個(gè)值的整數(shù)部分一致，則最新值的小數(shù)部分被平均到LKL。如果除了最新值的所有值一致，則最新值的小數(shù)部分不被平均到LKL。由所有成分的直接平均計(jì)算小數(shù)部分，因?yàn)長(zhǎng)KL在上一次被代替。
多數(shù)表決算法有助于保護(hù)平均數(shù)不受反常定位的影響。額外的規(guī)則或算法可被使用來(lái)確定定位平均的穩(wěn)定性，并允許更快地改變到固定位置模式。
最后已知的定位 TMU將其最后已知的定位儲(chǔ)存在其非易失性存儲(chǔ)器中。利用該定位來(lái)加快GPS時(shí)間輸出的建立。為了最小化對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的損耗，僅當(dāng)下列情況的一個(gè)時(shí)更新值。
●當(dāng)通過(guò)控制臺(tái)命令進(jìn)入手動(dòng)定位時(shí)。
●當(dāng)完成自我測(cè)量處理時(shí)。
●每當(dāng)自我測(cè)量平均值不同于所儲(chǔ)存的定位多于緯度或經(jīng)度的1/100分，或多于高度的10米時(shí)。
天線電纜長(zhǎng)度 到GPS天線的電纜長(zhǎng)度可能影響PPS的準(zhǔn)確性。TMU要求在安裝期間手工輸入此值。為了此目的，提供POSITION控制臺(tái)命令。電纜長(zhǎng)度被儲(chǔ)存到非易失性存儲(chǔ)器且每次配置GPS時(shí)被利用。
初始化到BTS的輸出 TMU將GPS配置成立即開(kāi)始定時(shí)數(shù)據(jù)的輸出。TMU將GPS配置成立即開(kāi)始輸出PPS信號(hào)。如果GPS在固定觀察模式中，則只要一個(gè)衛(wèi)星是可利用的，PPS將是準(zhǔn)確的。如果GPS在估計(jì)的觀察模式中，則當(dāng)4個(gè)衛(wèi)星可利用來(lái)確定位置、可得到UTC參數(shù)、可得到衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)及UTC計(jì)算完成時(shí)，PPS將變得準(zhǔn)確。
在初始化之后，TMU立刻開(kāi)始向BTS發(fā)送周期性脈沖報(bào)告(GPppr)和位置數(shù)據(jù)報(bào)告(GPGGA)。只要PPS信號(hào)可從GPS得到，TMU就同樣開(kāi)始向BTS提供PPS信號(hào)。然而，GPppr的GPSS狀況域指示“PPS不同步”，直到清除上表中指示閃爍綠的所有警告情況。
支持較高的定時(shí)準(zhǔn)確性 TMU試圖通過(guò)允許GPS利用其DGPS和TRAIM特征來(lái)支持最大可能的定時(shí)準(zhǔn)確性。這些特征在默認(rèn)情況下是允許的。
同步損耗 一旦成功地開(kāi)始定時(shí)輸出，任何重要警告的出現(xiàn)將使GPppr的GPSS狀況域指示“PPS沒(méi)有同步”，直到清除該情況。
所支持的BTS消息 TMU只支持強(qiáng)制性的消息。此外，只有這些消息內(nèi)的強(qiáng)制域被支持。這些消息為 1.周期性PPS報(bào)告 2.位置數(shù)據(jù)報(bào)告 周期性PPS報(bào)告($PTP、GPppr) 周期性PPS報(bào)告的GPS TOW標(biāo)準(zhǔn)偏移域被如下提供 ●如果5個(gè)或更多的衛(wèi)星用于定位，則該域被設(shè)定為50納秒。
●如果4個(gè)或更少的衛(wèi)星用于定位，則該域被設(shè)定為100納秒。
●如果沒(méi)有衛(wèi)星目標(biāo)可以利用，則GPS狀況域被設(shè)定為(3)PPS不同步。
位置數(shù)據(jù)(&GPGGA) 不提供可選域DGPS數(shù)據(jù)時(shí)間、DGPS臺(tái)ID和校驗(yàn)和。域DOP、高度的大地水準(zhǔn)面(geoid)和大地水準(zhǔn)面的單位被設(shè)定為空白。
控制臺(tái)端口操作 控制臺(tái)端口允許通過(guò)ASCII終端或終端仿真軟件的人類交互和TMU的監(jiān)控。在復(fù)位后或在命令提示符處輸入轉(zhuǎn)義符(escape)，控制臺(tái)接口進(jìn)入狀況顯示模式。在這種模式中，警告或其它事件驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)字符串被發(fā)送到控制臺(tái)。控制臺(tái)能收集這些字符串以監(jiān)控TMU的操作和狀態(tài)。
當(dāng)在狀況顯示模式中按輸入鍵時(shí)，控制臺(tái)接口改變到命令輸入模式并發(fā)布命令提示符。命令提示符反映TMU操作的當(dāng)前模式引導(dǎo)、測(cè)試或運(yùn)行。然后輸入命令且將結(jié)果發(fā)送到控制臺(tái)。當(dāng)在命令輸入模式中時(shí)，所有自發(fā)的警告和狀況字符串輸出被禁止。
TMU的操作模式限制可利用的命令。操作員可改變模式來(lái)獲得所期望的命令。操作員應(yīng)知道調(diào)用任何TMU操作模式所引起的結(jié)果。
4.外部接口單元(EIU)(例證性實(shí)施例) 如所討論的，為了激活同步GSM操作，可將1PPS信號(hào)提供到BTS。對(duì)于已經(jīng)部署有LMU的站點(diǎn)，在那些現(xiàn)有LMU上可能已經(jīng)可以得到所述1PPS信號(hào)(因?yàn)長(zhǎng)MU包括內(nèi)置GPS接收器)。然而，對(duì)一些類型的BTS裝置，下列內(nèi)容可能是正確的 ●需要將1PPS信號(hào)轉(zhuǎn)換到此應(yīng)用的RS-422信號(hào)電平。
●除了所述1PPS轉(zhuǎn)換外，有關(guān)1PPS信號(hào)的定時(shí)信息也需要使用BTS裝置制造商(例如Ericsson)要求的專有協(xié)議在RS-422接口上被發(fā)送。
執(zhí)行這兩個(gè)操作的協(xié)議轉(zhuǎn)換硬件稱為EIU，并適合于那些已經(jīng)有LMU部署在那里的小區(qū)站點(diǎn)。
對(duì)GBE和mE板連通性的影響 ●EIU連接到LMU上的9管腳RS-232串行端口。這也是用于在AOA部署中連接基于地面的電子設(shè)備(GBE)的相同端口。因此，在它們的當(dāng)前形式中，GBE和EIU不能共同部署。因而，EIU的安裝排除AOA部署。對(duì)此問(wèn)題的解決辦法是在需要AOA的情況下使用TMU而不是EIU。
●類似于上面問(wèn)題的是使用環(huán)境板(有時(shí)被稱為小型環(huán)境板或mE板)的情況。它也使用相同的端口且不能在使用EIU的地方被部署。
體系結(jié)構(gòu) 圖6示出EIU的示例性體系結(jié)構(gòu)，其顯示了EIU的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和外部接口。它連接到LMU側(cè)面上的1PPS和9管腳串行端口，并將這兩個(gè)接口都轉(zhuǎn)換到RS-422信號(hào)電平以與BTS連接。所述1PPS和串行數(shù)據(jù)信號(hào)被輸出到4個(gè)包括四元組輸出連接器的四端口。每個(gè)輸出端口提供RS-422信號(hào)電平的1PPS和串行數(shù)據(jù)輸出。
LMU-N接口 所述例證性EIU從其LMU接口以RS-232信號(hào)格式/電平接收定時(shí)信息。RS-232信號(hào)連接管腳輸出如表1所示。EIU通過(guò)其1PPS端口從LMU接收1PPS信號(hào)。所述1PPS EIU端口表現(xiàn)為來(lái)自外界的50歐姆負(fù)載。
表RS-232連接器管腳輸出 BTS接口 EIU向BTS以RS-422信號(hào)電平發(fā)送LMU同步數(shù)據(jù)消息和1PPS信號(hào)，如圖4所示。到BTS的同步數(shù)據(jù)接口是串行通信鏈接。
1PPS信號(hào)具有1赫茲的頻率和在1PPS EIU輸出端口相對(duì)于UTC的100納秒RMS的精確度。
下表中示出每個(gè)端口的信號(hào)連接管腳輸出。
表RS-422單個(gè)端口管腳輸出 串行通信鏈接 串行通信鏈接物理層以RS-422UART為基礎(chǔ)。特有的特征如下 ●100歐姆終端在BTS中的RS-422接口 ●9600比特/秒 ●沒(méi)有奇偶校驗(yàn) ●一個(gè)起始比特 ●8比特?cái)?shù)據(jù)長(zhǎng)度 ●一個(gè)終止比特 一個(gè)PPS EIU中的RS-422發(fā)射器驅(qū)動(dòng)一個(gè)PPS信號(hào)。在EIU輸出10-90％的上升時(shí)間小于10納秒。BTS具有內(nèi)置的100歐姆終端。
5.結(jié)論 本發(fā)明的真實(shí)的范圍不限于這里公開(kāi)的例證性和目前優(yōu)選的實(shí)施例。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)的前述公開(kāi)內(nèi)容使用解釋性的術(shù)語(yǔ)，如LMU、TMU、EIU、BTS、BSC、SMLC等，其不應(yīng)被這樣解釋以致于限制下列權(quán)利要求保護(hù)的范圍，或以其他方式暗示無(wú)線定位系統(tǒng)的發(fā)明方面被限制到所公開(kāi)的特定方法和裝置。而且，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，這里公開(kāi)的很多發(fā)明方面可應(yīng)用在不以TDOA技術(shù)為基礎(chǔ)的定位系統(tǒng)中。在這樣的非TDOA系統(tǒng)中，上面描述的SMLC不需要執(zhí)行TDOA計(jì)算。類似地，本發(fā)明不限于使用以特定方式構(gòu)造的LMU的系統(tǒng)，或不限于使用特定類型的接收器、計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理器等的系統(tǒng)。LMU、SMLC等本質(zhì)上是可編程的數(shù)據(jù)收集和處理設(shè)備，其可采用多種形式而不偏離這里公開(kāi)的發(fā)明理念。假定快速地使數(shù)字信號(hào)處理和其它處理功能的成本下降，例如，從這里所述的一個(gè)功能元件(如SMLC)到另一功能元件(如LMU)傳送對(duì)特定功能的處理，而不改變系統(tǒng)的發(fā)明操作是非?？赡艿?。在很多情況下，這里所述的實(shí)現(xiàn)(即功能元件)的地點(diǎn)僅僅是設(shè)計(jì)者的偏好，而不是硬性要求。因此，除非他們可能被明顯地如此限制，下列權(quán)利要求的保護(hù)范圍不意味著限定至上述的特定實(shí)施例。
此外，這里對(duì)控制信道或語(yǔ)音信道的任何引用應(yīng)指所有類型的控制或語(yǔ)音信道，不管特定空中接口的優(yōu)選術(shù)語(yǔ)是什么。而且，除非指明相反事物，有更多類型的全世界使用的空中接口(例如IS-95 CDMA、CDMA2000和UMTS WCAMA)，這里不旨在從本說(shuō)明書中所述的發(fā)明理念排除任何空中接口。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在其它地方使用的其它接口是以上所述接口的衍生物或在種類上與其類似。
權(quán)利要求
1.一種改善頻譜的方法，其用于包括基站收發(fā)信機(jī)(BTS)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋無(wú)線定位解決方案中，所述方法包括用定時(shí)信號(hào)同步多個(gè)BTS，其中通過(guò)定時(shí)測(cè)量單元(TMU)給至少一個(gè)BTS提供所述定時(shí)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括GSM通信網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括UMTS通信網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過(guò)定位測(cè)量單元(LMU)或定時(shí)測(cè)量單元(TMU)向每個(gè)BTS提供所述定時(shí)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中每個(gè)LMU和TMU包括基于GPS的定時(shí)參考模塊和用于產(chǎn)生周期定時(shí)信號(hào)的裝置，所述周期定時(shí)信號(hào)在預(yù)規(guī)定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)和每個(gè)其它LMU和TMU產(chǎn)生的所述定時(shí)信號(hào)同步。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述LMU用于在支持定位技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量上行鏈路和/或下行鏈路信號(hào)的定時(shí)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述LMU和TMU發(fā)送定時(shí)信號(hào)，包括周期電脈沖以及時(shí)間描述信息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述電脈沖以及時(shí)間描述信息的格式通過(guò)硬件和軟件被修改，以適應(yīng)各種BTS類型所要求的格式。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中具有共同定位的LMU的所述BTS很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)，且其中不裝備有LMU的BTS站點(diǎn)裝備有TMU，所述TMU具有以與所述LMU提供的相同的格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單一功能，其中由所述TMU提供的時(shí)間信號(hào)與由所述LMU提供的信號(hào)同步，且所述只定時(shí)的TMU比所述LMU有較低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。
10.一種網(wǎng)絡(luò)覆蓋無(wú)線定位系統(tǒng)，其與包括基站收發(fā)信機(jī)(BTS)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信系統(tǒng)結(jié)合使用，所述網(wǎng)絡(luò)覆蓋無(wú)線定位系統(tǒng)包括多個(gè)定位測(cè)量單元(LMU)和至少一個(gè)定時(shí)測(cè)量單元(TMU)、以及用于以定時(shí)信號(hào)同步多個(gè)BTS的機(jī)制，其中通過(guò)所述至少一個(gè)TMU給至少一個(gè)BTS提供所述定時(shí)信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括GSM通信網(wǎng)絡(luò)。
12.如權(quán)利要求10所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括UMTS通信網(wǎng)絡(luò)。
13.如權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中通過(guò)定位測(cè)量單元(LMU)或定時(shí)測(cè)量單元(TMU)向每個(gè)BTS提供所述定時(shí)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中每個(gè)LMU和TMU包括基于GPS的定時(shí)參考模塊和用于產(chǎn)生周期定時(shí)信號(hào)的裝置，所述周期定時(shí)信號(hào)在預(yù)規(guī)定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)和每個(gè)其它LMU和TMU產(chǎn)生的所述定時(shí)信號(hào)同步。
15.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述LMU用于在支持定位技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量上行鏈路和/或下行鏈路信號(hào)的定時(shí)。
16.如權(quán)利要求15所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述LMU和TMU發(fā)送定時(shí)信號(hào)，包括周期電脈沖以及時(shí)間描述信息。
17.如權(quán)利要求16所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述電脈沖以及時(shí)間描述信息的格式通過(guò)硬件和軟件被修改，以適應(yīng)各種BTS類型所要求的格式。
18.如權(quán)利要求17所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中具有共同定位的LMU的所述BTS很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)，且其中不裝備有LMU的BTS站點(diǎn)裝備有TMU，所述TMU具有以與所述LMU提供的相同的格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單一功能，其中由所述TMU提供的時(shí)間信號(hào)與由所述LMU提供的信號(hào)同步，且所述只定時(shí)的TMU比所述LMU有較低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。
19.一種無(wú)線定位系統(tǒng)，其與包括基站收發(fā)信機(jī)(BTS)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信系統(tǒng)結(jié)合使用，所述無(wú)線定位系統(tǒng)包括多個(gè)定位測(cè)量單元(LMU)和至少一個(gè)定時(shí)測(cè)量單元(TMU)，其中所述LMU和至少一個(gè)TMU操作來(lái)用定時(shí)信號(hào)同步多個(gè)BTS，其中通過(guò)所述至少一個(gè)TMU給至少一個(gè)所述BTS提供所述定時(shí)信號(hào)；以及其中每個(gè)LMU和TMU包括基于GPS的定時(shí)參考模塊和用于產(chǎn)生時(shí)間描述信息和周期定時(shí)信號(hào)的裝置，所述周期定時(shí)信號(hào)和每個(gè)其它LMU和TMU產(chǎn)生的所述定時(shí)信號(hào)同步。
20.如權(quán)利要求19所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中具有共同定位的LMU的BTS很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)，且其中不裝備有LMU的BTS站點(diǎn)裝備有TMU，所述TMU具有以與所述LMU提供的相同的格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單一功能，其中由所述TMU提供的時(shí)間信號(hào)與由所述LMU提供的信號(hào)同步，且所述TMU比所述LMU有較低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。
21.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括GSM通信網(wǎng)絡(luò)。
22.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括UMTS通信網(wǎng)絡(luò)。
23.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線定位系統(tǒng)，其中所述定時(shí)信號(hào)以及時(shí)間描述信息的格式通過(guò)硬件和軟件被修改，以適應(yīng)各種BTS類型所要求的格式。
全文摘要
在GSM或UMTS通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋無(wú)線定位解決方案中，通過(guò)同步BTS可使頻譜利用有效得多，這可能需要向所有BTS發(fā)送定時(shí)信號(hào)，或在每個(gè)站點(diǎn)安裝基于衛(wèi)星的定時(shí)單元。本發(fā)明提供定位測(cè)量單元(LMU)安裝在一些或所有BTS站點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)，以便定位無(wú)線設(shè)備。LMU用于在支持各種定位技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量各種上行鏈路和/或下行鏈路信號(hào)的定時(shí)。這些LMU可包括基于GPS的定時(shí)參考模塊，其可用于同步所有LMU的時(shí)基。為了減少BTS同步的總成本，LMU在串行或其它接口上發(fā)送包括周期電脈沖及時(shí)間描述信息的定時(shí)信號(hào)，其它節(jié)點(diǎn)可利用所述接口來(lái)用于同步。周期電脈沖和時(shí)間描述信息的格式通過(guò)硬件和軟件被修改，以適應(yīng)各種BTS類型所要求的不同格式。例如，具有共同定位的LMU的BTS可很少或沒(méi)有硬件成本地接收同步信號(hào)。這里所述的外部接口單元(EIU)可用于適應(yīng)各種BTS硬件格式。對(duì)于不裝備有LMU的BTS站點(diǎn)，可使用定時(shí)測(cè)量單元(TMU)。TMU具有以與LMU提供的相同格式來(lái)提供BTS時(shí)間信號(hào)的單一功能。TMU提供的時(shí)間信號(hào)與LMU提供的信號(hào)同步。只定時(shí)的TMU比LMU有較低的成本，因?yàn)樗恢С稚闲墟溌坊蛳滦墟溌沸盘?hào)測(cè)量功能。該方法允許蜂窩話務(wù)員以相對(duì)低的成本同步BTS。
文檔編號(hào)H04Q7/20GK101112107SQ200580047705
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日
發(fā)明者羅伯特·J·安德森, 約瑟夫·W·希恩, 杰弗里·F·布爾, 本杰明·赫爾曼·科恩 申請(qǐng)人:真實(shí)定位公司