專利名稱：借助用于提高定位準(zhǔn)確性的移動(dòng)和/或機(jī)載傳感器以及用于識(shí)別無線設(shè)備位置的實(shí)時(shí)高 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于定位無線發(fā)射器的方法和裝置，例如用于模擬或 數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、個(gè)人通訊系統(tǒng)(PCS)、增強(qiáng)型專用移動(dòng)無線(ESMR)或 其它類型的無線通訊系統(tǒng)的發(fā)射器，尤其是但不唯一地，本發(fā)明涉及無線 定位系統(tǒng)(WLS)中的移動(dòng)接收站(如定位測量單元(LMU))的使用。
背景技術(shù)：
涉及無線定位系統(tǒng)的早期工作在1994年7月5日的標(biāo)題為"Cellular Telephone Location System，，的美國專利號(hào)5， 327， 144中得以描述，其公 開了用于使用新型的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)技術(shù)來定位蜂窩電話的系統(tǒng)。 在1997年3月4日的標(biāo)題為"System for Locating a Source of Bursty Transmissions"的美國專利號(hào)5, 608 ， 410中公開了 ' 144專利中7>開的系統(tǒng) 的進(jìn)一步增強(qiáng)。
在過去的幾年中，蜂窩(cellular)工業(yè)增加了可由無線電話使用的空中 接口協(xié)議的數(shù)量，增加了無線或移動(dòng)電話可在其中操作的頻帶的數(shù)量，以
6及擴(kuò)大了表示或關(guān)于移動(dòng)電話的術(shù)語的數(shù)量以包括"個(gè)人通訊服務(wù)"、"無
線"等等?？罩薪涌趨f(xié)議現(xiàn)在包括AMPS、 N-AMPS、 TDMA、 CDMA、 GSM、 TACS、 ESMR、 GPRS、 EDGE、 UMTS WCDMA等等。術(shù)語的變化和空 中接口數(shù)量的增加不改變基本原理和被發(fā)明者發(fā)現(xiàn)和增強(qiáng)的發(fā)明。然而， 為了與工業(yè)的當(dāng)前術(shù)語一致，發(fā)明者現(xiàn)在稱這里描述的系統(tǒng)為無線定位系統(tǒng)。
無線通訊工業(yè)承認(rèn)無線定位系統(tǒng)的價(jià)值和重要性。在1996年6月， 聯(lián)邦通訊委員會(huì)對(duì)無線通訊工業(yè)發(fā)布了部署用于定位無線9-1-1呼叫者的 定位系統(tǒng)的要求，最后期限為2001年10月。由于減少了使用緊急反應(yīng)資 源，無線E9-1-1呼叫者的定位將節(jié)省反應(yīng)時(shí)間、挽救生命和節(jié)省龐大的費(fèi) 用。此外，調(diào)查和研究推斷出，各種無線應(yīng)用如基于用戶位置的計(jì)費(fèi) (location sensitive billing )、車隊(duì)管J里(fleet management)等等在4尋來將有 重大的商業(yè)價(jià)值。
TmePosition公司持續(xù)開發(fā)進(jìn)一 步提高無線定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性的系統(tǒng) 和技術(shù)，同時(shí)顯著地減少這些系統(tǒng)的成本。例如，已經(jīng)授予下列共同轉(zhuǎn)讓 專利用于無線定位領(lǐng)域中的各種改進(jìn)
美國專利號(hào)5， 327, 144,1994年7月5日，"Cellular Telephone Location System";
美國專利號(hào)5 ， 608 ， 410,1997年3月4日，"System For Locating A Source of Bursty Transmissions";
美國專利號(hào)6， 047, 192, 2000年4月4日，"Robust, Efficient, Localization System"; 以及
美國專利號(hào)6, 782, 264, 2004年8月24日，"Monitoring of Call Information in a Wireless Location System"。
如所述，有很多用于無線通訊系統(tǒng)的空中接口協(xié)議。在美國和國際上， 這些協(xié)議用在不同的頻帶中。在定位無線電話時(shí)頻帶通常不影響無線定位 系統(tǒng)的有效性。
空中接口協(xié)議使用兩種類型的"信道"。第一種類型包括控制信道，其 用于傳送關(guān)于無線電話或發(fā)射器的信息、用于發(fā)起或終止呼叫、或用于傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)(bursty data)。例如， 一些類型的短消息服務(wù)在控制信道上 傳輸數(shù)據(jù)。在不同的空中接口中，控制信道由不同的術(shù)語辨別，但每個(gè)空 中接口中的控制信道的使用是類似的?？刂菩诺劳ǔ＞哂嘘P(guān)于包含在傳輸 中的無線電話或發(fā)射器的識(shí)別信息。第二種類型的信道包括語音信道，也 稱為業(yè)務(wù)信道(tra伍c channel )，其一般用于在空中接口上傳送語音或數(shù)據(jù) 通訊。語音和用戶數(shù)據(jù)信道一般使用無線通訊系統(tǒng)內(nèi)的專用資源，而控制 信道使用共享資源。這種區(qū)別可為了無線定位的司的使控制信道的使用比 語音信道的使用更加有成本效益，雖然有一些應(yīng)用期望在語音信道上的有 規(guī)律的定位。語音信道通常沒有關(guān)于在傳輸中的無線電話或發(fā)射器的識(shí)別 信息。
以下討論空中接口協(xié)議中的一些不同
AMPS—這是在美國用于蜂窩通訊的最初的空中接口協(xié)議。在AMPS 系統(tǒng)中，分配分離的專用信道以被控制信道(RCC)使用。根據(jù)TIA/EIA 標(biāo)準(zhǔn)IS-553A，每個(gè)控制信道塊必須在蜂窩信道313或334開始，但該塊 可具有可變的長度。在美國，依照慣例，AMPS控制信道塊是21個(gè)信道的 寬度，但26個(gè)信道塊的使用也是公知的。反向語音信道(RVC)可占據(jù)沒 有分配給控制信道的任何信道。控制信道調(diào)制是FSK (頻移鍵控)，而語 音信道使用FM (頻率調(diào)制)被調(diào)制。
N-AMPS—此空中接口是AMPS空中接口協(xié)議的擴(kuò)展，并被定義在 EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-88中?？刂菩诺缹?shí)質(zhì)上與AMPS的相同，但語音信道不 同。相比于對(duì)AMPS使用的30KHz，語音信道占據(jù)小于lOKHz的帶寬， 且調(diào)制為FM。
TDMA—此接口也稱為D-AMPS，并被定義在EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-136中。 該空中接口以頻率和時(shí)間分離的使用為特征?？刂菩诺辣环Q為數(shù)字控制信 道(DCCH)，并在被分配給由DCCH使用的時(shí)隙中以突發(fā)的形式傳輸。 與AMPS不同，DCCH可被分配在頻帶中的任何地方，雖然根據(jù)概率塊的 使用，通常有一些頻率分配比其它更有吸引力。語音信道被稱為數(shù)字業(yè)務(wù) 信道(DTC )。 DCCH和DTC可占據(jù)相同的頻率分配，^旦在給定頻率分配 中不是相同的時(shí)隙分配。DCCH和DTC使用稱為兀/4DQPSK (差分四進(jìn)制 相移鍵控)的相同調(diào)制方案。在蜂窩波段中，栽波可使用AMPS和TDMA協(xié)議，只要對(duì)每個(gè)協(xié)議的頻率分配保持分離。
CDMA—此空中接口由EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-95A定義。該空中接口以頻 率和編碼分離的使用為特征。然而，因?yàn)橄噜彽姆涓C基站(cell site)可使用 相同的頻率組，CDMA也以非常謹(jǐn)慎的功率控制為特征。這個(gè)謹(jǐn)慎的功率 控制導(dǎo)致本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為遠(yuǎn)近問題(near-far problem)的情況，這使無線 定位對(duì)大多數(shù)正確運(yùn)行的方法很難(但參見對(duì)該問題的解決方案，美國專 利號(hào)6,047， 192， 2000年4月4日，"Robust, Efficient, Localization System")。 控制信道被稱為接入信道(access channel),而語音信道纟皮稱為業(yè)務(wù)信道。 接入和業(yè)務(wù)信道可共享相同的頻帶，但被編碼分離。接入和業(yè)務(wù)信道使用 稱為OQPSK的相同調(diào)制方案。
GSM—此空中接口由國際標(biāo)準(zhǔn)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)定義。同TDMA 一樣，GSM以頻率和時(shí)間分離的使用為特征。信道帶寬為200KHz，其比 對(duì)TDMA使用的30KHz寬?？刂菩诺辣环Q為獨(dú)立專用控制信道(SDCCH )， 并在分配給由SDCCH使用的時(shí)隙中以突發(fā)的形式傳輸。SDCCH可被分配 在頻帶中的4壬<可地方。語音信道^皮稱為業(yè)務(wù)信道(TCH)。 SDCCH和TCH 可占據(jù)相同的頻率分配，但在給定頻率分配中不是相同的時(shí)隙分配。 SDCCH和TCH使用稱為GMSK的相同調(diào)制方案。GSM通用分組無線業(yè) 務(wù)(GPRS )和GSM演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率(EDGE )系統(tǒng)重復(fù)使用GSM信 道結(jié)構(gòu)，但可使用多個(gè)調(diào)制方案和數(shù)據(jù)壓縮以提供較高的數(shù)據(jù)流量。
在本說明書中，對(duì)控制信道或語音信道的參考指所有類型的控制或語 音信道，無論特定空中接口的優(yōu)選術(shù)語是什么。而且，有很多在全世界使 用的更多類型的空中才妾口 (如IS-95CDMA、 CDMA2000、 UMTS和 W-CDMA)，且除非指明國家，沒有從本說明書中描述的發(fā)明原理排除任 何空氣接口的意圖。實(shí)際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在其它地方使用 的其它接口是上面描述的接口的派生或在種類上與之類似。
目前的無線定位系統(tǒng)可能具有^艮多潛在的問題。首先，^吏用靜止或固 定的基于地面的接收器來部署目前的無線定位系統(tǒng)。雖然靜止的接收器提 供在其特定的區(qū)域內(nèi)的覆蓋，它們的特定覆蓋區(qū)域是有限的。此外，相對(duì) 于在其中無線定位系統(tǒng)的接收器在無線通訊系統(tǒng)的蜂窩基站或基站被共 同定位的覆蓋系統(tǒng)，在全美國和國際共同體中的很多地區(qū)缺乏足夠的用于部署無線定位系統(tǒng)的蜂窩基站。最后，靜止的基于地面的接收器不適于提 供可有助于確定無線設(shè)備的位置的影像。

發(fā)明內(nèi)容
下列概要提供了本發(fā)明的各個(gè)方面的概述。這不意味著提供本發(fā)明的 所有重要方面的詳盡描述，或限定本發(fā)明的范圍。相反，本概要意圖是用 作對(duì)接下來的詳細(xì)描述的引言。
示例性WLS主要由多個(gè)無線電接收器組成，所述接收器分布在期望 有定位能力的全部范圍的地理區(qū)域中。 一般而言，無線電接收器是固定的 并具有已知的位置。此外，它們通過全球定位系統(tǒng)(GPS)定時(shí)接收器彼 此時(shí)間和頻率同步。通常，這些無線電與蜂窩基站裝置并置，以允許資源 的共享，如天線和傳輸線、多路耦合器、環(huán)境控制的封閉空間、和功率以 及回程(backhaul)通訊裝置，所述回程通訊裝置用于將信息從蜂窩基站 傳遞到中央站點(diǎn)或從一個(gè)蜂窩基站傳遞到另一蜂窩基站。這些無線電在一 段時(shí)間內(nèi)從無線手持機(jī)和設(shè)備接收射頻(RF)傳輸，以允許通過到達(dá)時(shí)間 差(TDOA)和到達(dá)頻率差(FDOA)處理來確定其位置(即綽度和經(jīng)度) 以及其速度和方向。
通過TDOA/FDOA處理來確定無線發(fā)射器的位置、速度和方向要求多
個(gè)傳感器在一段時(shí)間內(nèi)接收發(fā)射信號(hào)，且每個(gè)傳感器的位置、速度和方向
在傳感器獲得信號(hào)的時(shí)間期間是已知的。典型的WLS部署利用很多靜止
或固定的傳感器，因此它們的速度為零，且它們的方向是不明確和不相關(guān)
的。本發(fā)明通過具有一個(gè)或更多傳感器來增加典型的WLS部署，這些傳 感器不與蜂窩基站裝置并置但為移動(dòng)平臺(tái)的一部分。移動(dòng)平臺(tái)可為但不限
于陸地巡回交通工具、船只、航空器、水陸兩用交通工具和/或衛(wèi)星。移動(dòng) 平臺(tái)優(yōu)選地包括定位測量單元(LMU),其隨著GPS定時(shí)接收器而增強(qiáng)以 提供時(shí)間和頻率參考以及LMU在準(zhǔn)確時(shí)間的位置(即，綿度、經(jīng)度和高 度)、速度和三維方向。也優(yōu)選地提供用于從基站接收下行鏈路傳輸?shù)奶?線和接收器、用于從移動(dòng)單元接收上行鏈路傳輸?shù)奶炀€和接收器、以及用 于接收GPS信號(hào)的天線和接收器。無線通訊鏈接還可用于向LMU提供命 令和控制信號(hào)并傳遞由要被定位的移動(dòng)設(shè)備發(fā)射的期望信號(hào)的表示。進(jìn)一步地， 一個(gè)或更多移動(dòng)傳感器的使用可提供實(shí)時(shí)影像，且在機(jī)載
(airborne)傳感器的情況下，提供無線設(shè)備被定位的地理區(qū)域的高空影像。 這樣的影像可用于提高WLS的定位準(zhǔn)確性，因?yàn)橛蒚DOA和/或到達(dá)角 (AOA)測量確定的無線設(shè)備的位置可與實(shí)時(shí)圖像相關(guān)聯(lián)。例如，如果由 無線定位系統(tǒng)提供的無線設(shè)備的位置與由高空?qǐng)D像提供的汽車的位置一 致，那么可設(shè)想無線設(shè)備實(shí)際上在汽車內(nèi)。因此，增加具有目標(biāo)地理區(qū)域 的實(shí)時(shí)紅外和/或機(jī)載影像的機(jī)載傳感器可增強(qiáng)無線設(shè)備的用戶的識(shí)別。
這里描述的另一特征涉及可被移動(dòng)LMU使用的方法，以增強(qiáng)其從要 被定位的移動(dòng)站成功地4全測并確定傳輸?shù)牡竭_(dá)時(shí)間(TOA)和/或到達(dá)時(shí)間 差(TDOA)和/或到達(dá)頻率差(FDOA)的能力。該方法包括使用配置成 從無線設(shè)備接收射頻(RF)傳輸?shù)慕邮掌骱陀糜诖鎯?chǔ)所接收的傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 樣本的存儲(chǔ)器。此外，LMU可包括用于使表示所接收的傳輸?shù)膬?chǔ)存數(shù)據(jù)與 所接收的傳輸?shù)膹?fù)制相關(guān)聯(lián)的處理器或與其聯(lián)系。在示例性實(shí)現(xiàn)中，移動(dòng) LMU包括用于接收通過基站收發(fā)器或網(wǎng)絡(luò)控制器(這些術(shù)語有時(shí)在這里互 換使用)傳輸?shù)南滦墟溌沸盘?hào)和用于從下行鏈路信號(hào)獲得復(fù)制的裝置。
根據(jù)下列作為例證的實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的另外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) 將變得明顯。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，前述概要以及下列詳細(xì)的說明被更好地理解。為 了說明本發(fā)明的目的，在附圖中示出本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)；然而，本發(fā)明 不限于所<^開的特定的方法和工具。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明描述被部署為覆蓋在商業(yè)GSM網(wǎng)絡(luò)上的無線定位 系統(tǒng)的示例性示意圖2是根據(jù)本發(fā)明描述無線定位系統(tǒng)的示例性示意圖3是根據(jù)本發(fā)明描述移動(dòng)LMU的部署結(jié)構(gòu)的示例性示意圖4是根據(jù)本發(fā)明表示被接收器捕獲的無線手持機(jī)的可能距離的示例 性圖示；
圖5是根據(jù)本發(fā)明描述上行鏈路TDOA (U-TDOA)雙曲線的交叉的顯示器屏幕的示例性表示；
圖6是用于通過其較高功率延遲的復(fù)制來增強(qiáng)低功率信號(hào)的處理方法 的例證性實(shí)現(xiàn)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
移動(dòng)LMU-增強(qiáng)的WLS提供了獨(dú)特的定位解決方案，其允許在各種移 動(dòng)平臺(tái)上實(shí)施無線定位」技術(shù)，包括基于航空和陸地的實(shí)施。此外，移動(dòng) LMU-增強(qiáng)的WLS可給用戶提供新類型的定位能力以增強(qiáng)現(xiàn)有平臺(tái)的功能 和特點(diǎn)?；诰W(wǎng)絡(luò)的解決方案可使用稱為定位測量單元(LMU)的接收器， 其可安裝在蜂窩基站上。類似于無線電信號(hào)三角測量，無線電話或其它設(shè) 備的定位包括稱為上行鏈路到達(dá)時(shí)間差或U-TDOA的處理方法。
圖1示出部署為在商業(yè)GSM網(wǎng)絡(luò)上的覆蓋的例證性WLS100的結(jié)構(gòu)。 WLS100的組件包括LMU120、包含無線定位處理器(WLP ) 170和無線 定位網(wǎng)關(guān)(WLG) 180的服務(wù)移動(dòng)定位中心(SMLC) 160、以及Abis監(jiān) 控系統(tǒng)(AMS) 150。 LMU120是在載波的蜂窩基站部署的主要組件。 LMU120然后將所收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到SMLC160。網(wǎng)絡(luò)中的LMU120優(yōu)選 地通過使用全球定位網(wǎng)絡(luò)(沒有顯示)在時(shí)間和頻率上同步。
WLS使用用戶識(shí)別、無線電信道分配和在Abis接口檢測的其它控制 信息來識(shí)別哪個(gè)GSM無線電脈沖群要被測量，以確定呼叫者的位置。用 于計(jì)算該位置的無線電信號(hào)凄t據(jù)可通過E1/T1回程在LMU120和SMLC
(WLP) 170之間傳輸。系統(tǒng)還包括基站收發(fā)器(BTS) 110、基站控制器
(BSC) 140和移動(dòng)交換單元(MSC) 130。
SMLC的兩個(gè)主要子系統(tǒng)，無線定位處理器(WLP) 170和無線定位 網(wǎng)關(guān)(WLG) 180可由商業(yè)現(xiàn)貨供應(yīng)的組件構(gòu)成。SMLC160 —般^皮定位 在載波的交換位置，但它可被遠(yuǎn)程分布到任何位置。
無線定位處理器(WLP) 170優(yōu)選地為高容量定位處理平臺(tái)。WLP170 包含用于計(jì)算位置、置信區(qū)間、速度和傳播方向的多徑抑制算法(multipath mitigation algorithm )和U畫TDOA。 WLP170還可根據(jù)來自Abis監(jiān)控系統(tǒng) (AMS) 150的觸發(fā)或來自U接口的對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)供應(yīng)商的基站控制器(BSC) 140 (或在一些情況下為MSC130)的請(qǐng)求來確定定位哪個(gè)無線電 話。WLP170—般在操作員的BSC140被共同定位，但也可^皮遠(yuǎn)程分布。 WLP170的主要功能是從LMU120接收關(guān)于信號(hào)檢測的報(bào)告、執(zhí)行定位處 理、計(jì)算每個(gè)信號(hào)的定位估計(jì)以及與關(guān)于定位記錄的WLG180通訊。WLG180管理網(wǎng)絡(luò)并提供對(duì)定位記錄的載波訪問。WLG180負(fù)責(zé)定位 記錄的收集和分配。WLG180還保留配置信息并支持網(wǎng)絡(luò)管理。WLG180 可位于任何集中式裝置例如網(wǎng)絡(luò)操作中心、交換裝置或其它安全裝置中。AMS150持續(xù)監(jiān)控GSM網(wǎng)絡(luò)中的所有Abis信令鏈接190 (在一些情 況下為A接口鏈接195), AMS150連接到Abis信令鏈接190。 AMS150 的功能是為無線設(shè)備捕獲GSM呼叫建立過程中的消息。然后AMS150將 包含在那些消息中的數(shù)據(jù)發(fā)送到WLG180，以用于隨后的定位處理。(見 美國專利號(hào)6 ， 782 ， 264B2,2004年8月24日，"Monitoring of Call Information in a Wireless Location System")網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)組件(沒有顯示)是WLS的主要操作員接口。 EMS使WLS操作員能夠執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理、有限的系統(tǒng)配置管理、警告管理 和故障隔離。EMS包括服務(wù)器和多個(gè)客戶機(jī)，并使用WLG180連接到WLS。 作為EMS操作員控制臺(tái)的EMS客戶機(jī)可向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有元件提供各種級(jí)別 的接入。圖2示出移動(dòng)LMU-增強(qiáng)的WLS200的示例性結(jié)構(gòu)。圖2包含的元件 類似于上面參考圖l描述的元件。這些元件被完全相同地標(biāo)注，且為了簡 潔而省略了它們的說明。圖2與上面參考圖l描述的WLS100類似地運(yùn)行， 除了移動(dòng)LMU225通過發(fā)射器AI妻收器226將定位數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞纠韵到y(tǒng) 200中的WLP170的發(fā)射器/接收器276。在該結(jié)構(gòu)中，連接到LMU225和 WLG180的收發(fā)器為系統(tǒng)提供回程功能。移動(dòng)LMU225可以是被最低限度 地改變以包括外部GPS模塊(沒有顯示)的常規(guī)LMU120。 GPS模塊可提 供移動(dòng)LMU的三維位置。GPS模塊還可提供移動(dòng)LMU225的三維向量方 向和速度以及未改裝的LMU120所需要的頻率參考、定時(shí)和同步。SMLC160才艮據(jù)由參與定位和速度估計(jì)的固定LMU120和移動(dòng) LMU225提供的數(shù)據(jù)來分析和分辨目標(biāo)移動(dòng)電話的多普勒分量。SMLC160 執(zhí)行該功能以標(biāo)準(zhǔn)化沖企測移動(dòng)電話傳輸?shù)乃蠰MU的所才企測的頻率(即，每個(gè)LMU優(yōu)選地在互相關(guān)過程期間計(jì)算出多普勒頻率)。SMLC160還可 執(zhí)行該功能以向終端用戶應(yīng)用程序提供目標(biāo)移動(dòng)單元的無線電方位的方 向和速度的增值信息。當(dāng)移動(dòng)LMU225本身在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，移動(dòng)LMU225的附加多普勒分量在 估計(jì)目標(biāo)移動(dòng)電話的位置和速度期間被優(yōu)選地確定和補(bǔ)償。每個(gè)發(fā)射信號(hào) 到SMLC160的移動(dòng)LMU225可包^"附加信息，該信息包含處在與 SMLC160的標(biāo)準(zhǔn)通訊中的移動(dòng)LMU225的位置和速度讀lt。在移動(dòng) LMU225和SMLC160之間的通訊鏈4妄例如可為64kbps ( DS0 )的j氐反應(yīng) 時(shí)間信道。緩沖可加在鏈接的兩端以適應(yīng)數(shù)據(jù)包丟失和重發(fā)。示例性移動(dòng)LMU225可放置在各種平臺(tái)上以提供靈活的覆蓋。例如， 如果示例性移動(dòng)LMU225放置在航空器上，則該航空器可包括一定的互連 以幫助其運(yùn)行。此外，移動(dòng)平臺(tái)可裝配有成像裝置(沒有顯示)，以提供 在移動(dòng)平臺(tái)的視野范圍內(nèi)的周圍地區(qū)的影像。該影像可與LMU所接收的 定位數(shù)據(jù)結(jié)合使用，以準(zhǔn)確檢測無線設(shè)備的位置。圖3是根據(jù)本發(fā)明描述移動(dòng)LMU330的示例性部署配置的示意圖?；?連可包括用于雙波段移動(dòng)LMU330、外部GPS接收器320、安裝在機(jī)身上 的外部GPS天線裝置器370、成^^裝置350和成像處理單元355的功率、 在航空器上可提供天空的清晰;現(xiàn)野的位置處的^L載GPS天線370的配線導(dǎo) 管、在航空器上可提供地面的清晰視野的位置處的雙波段上行鏈路/下行鏈 路天線接口單元340的安裝在機(jī)身上的外部蜂窩-PCS天線裝置器380、以 及用于與基于地面的SMLC (沒有顯示)通訊的到通訊鏈接360的天線互 連390?；诘孛娴难b置還可給地對(duì)空通訊提供基于航空器的通訊鏈接 360。與基于地面的SMLC通過界面連接的該裝置可允許SMLC控制并分 派任務(wù)給移動(dòng)LMU330，以從移動(dòng)LMU330獲得用于定位處理的數(shù)據(jù)。移動(dòng)LMU330可通過無線電鏈接取得與SMLC的連接性。例如，高速 X波段802.11b通訊鏈接可提供這樣的連接性。進(jìn)一步地，可使用到移動(dòng) LMU的單個(gè)低反應(yīng)時(shí)間64kbps數(shù)據(jù)管道(data pipe )。這兩種系統(tǒng)元件可 用30毫秒緩沖器改裝以考慮數(shù)據(jù)包丟失和重發(fā)延遲。航空器還可裝配有 幫助;險(xiǎn)測無線設(shè)備的位置的成像裝置350和成像處理單元355。成^f象裝置 350和成像處理單元355可與移動(dòng)LMU結(jié)合使用，或可用于單獨(dú)補(bǔ)充靜止14時(shí)刻發(fā)射被不同的接收器接收的 信號(hào)。U-TDOA算法不需要知道移動(dòng)電話何時(shí)發(fā)射信號(hào)；相反，它使用接 收器對(duì)之間的時(shí)間差作為基本測量，產(chǎn)生如圖4示意性示出的雙曲線數(shù)據(jù)。 圖4表示對(duì)于所測量的時(shí)間差，手持機(jī)離每個(gè)接收器的所有可能的距離的 示例性視圖。兩個(gè)或更多雙曲線的交叉點(diǎn)表示發(fā)射信號(hào)的移動(dòng)電話的位 置。圖5描述確定發(fā)射信號(hào)的無線電話的位置的WLS的示例性曲線。無 線設(shè)備的位置由U-TDOA雙曲線的交叉點(diǎn)示出。WLS優(yōu)選地為高容量基于定位的服務(wù)設(shè)計(jì)。WLS可使用任何可利用 的定位資源(U-TDOA、 AOA、 AGPS (有協(xié)助的GPS)和功率測量)，以 盡可能準(zhǔn)確和最有收益地執(zhí)行所請(qǐng)求的定位。在各種以市場為導(dǎo)向的定位 應(yīng)用和服務(wù)的預(yù)測中，例證性系統(tǒng)使用抽象原理來將所有的定位請(qǐng)求描繪 成一系列觸發(fā)和任務(wù)，按需要分配必要的定位資源。因此，系統(tǒng)可將移動(dòng) LMU和公共安全功能僅僅作為另 一基于定位的服務(wù)來處理。系統(tǒng)可用于各種公共安全應(yīng)用情況。例如，系統(tǒng)可用于要求"全部網(wǎng)絡(luò) 支持"的情況，其中無線操作員的網(wǎng)絡(luò)包括在正常商業(yè)部署條件下的WLS, 且目標(biāo)區(qū)域當(dāng)前被商業(yè)LMU部署覆蓋。系統(tǒng)還可用于要求"部分網(wǎng)絡(luò)支持" 的情況，其中系統(tǒng)安裝只包括基于中心局的SMLC和AMS。雖然可出現(xiàn) 商業(yè)上部署的LMU,但LMU的覆蓋區(qū)域可能與目標(biāo)覆蓋區(qū)域不一致。因 此，可能需要額外的LMU (即，移動(dòng)LMU)來覆蓋所關(guān)心的區(qū)域。在這 種情況下，無線操作員可不提供移動(dòng)LMU到SMLC的回程和疏導(dǎo) (grooming)。進(jìn)一步地，系統(tǒng)可用于被指定為"沒有網(wǎng)絡(luò)支持，，的情況，其 中WLS凈皮獨(dú)立部署。在這種情況下，WLS通過第三方信號(hào)截接(intercept)/ 解密(decrypting)監(jiān)控系統(tǒng)從無線操作員的網(wǎng)絡(luò)或從類似的系統(tǒng)來獲得所需 的任何數(shù)據(jù)。移動(dòng)LMU可能需要滿足部分網(wǎng)絡(luò)和沒有網(wǎng)絡(luò)支持的應(yīng)用情況。移動(dòng)LMU提供靈活性，因?yàn)樗鼈兛杀徊渴鸬皆隈R上期望覆蓋的目標(biāo)區(qū)域中可能 目前沒有例如商業(yè)上部署的LMU的地區(qū)。移動(dòng)LMU還可在WLS中i真充 空間，其中，例如為了維護(hù)的目的而停用商業(yè)LMU。移動(dòng)LMU可為陸地或機(jī)載的。移動(dòng)LMU可實(shí)現(xiàn)為完全移動(dòng)的(例如 安裝在飛機(jī)中)或作為臨時(shí)的安裝(例如車載基站或COW,或安裝在軟 式飛船(blimp)上)。我們現(xiàn)在將描述一種方法，其可用于提高移動(dòng)LMU檢測弱的、嘈雜 的、和/或被干涉破壞的嘈雜的期望信號(hào)的能力。很多在多用戶通訊網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)控制器將從來自用戶終端的傳輸接收 的數(shù)據(jù)重發(fā)回該終端，作為驗(yàn)證與網(wǎng)絡(luò)控制器通訊的終端就是該用戶的方 法。關(guān)于不需要的干涉和噪聲，通過增強(qiáng)終端的信號(hào)，這可用于對(duì)幫助定 位無線終端(例如移動(dòng)電話或類似的無線設(shè)備)產(chǎn)生良好效果。(在無線通訊網(wǎng)絡(luò)如GSM網(wǎng)絡(luò)的情況下，服務(wù)的BTS可作為網(wǎng)絡(luò)控制器，因此執(zhí) 行重發(fā)功能。)這種情況的出現(xiàn)是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)控制器的信號(hào)通常比直接從功 率限制的移動(dòng)終端發(fā)射的信號(hào)更易得到和強(qiáng)大。下列例子說明了這個(gè)概念?？紤]包括分布在一個(gè)地理區(qū)域各處的多個(gè)基站收發(fā)器的無線GSM網(wǎng) 絡(luò)，GSM網(wǎng)絡(luò)在該;也理區(qū)域上提供無線通訊覆蓋。在無線網(wǎng)絡(luò)中基站的密 度由許多因素決定。通常，基站可在其大致的附近地區(qū)為很多無線終端服 務(wù)，因此，無線終端的密度比基站的密度大得多。用到達(dá)時(shí)間差(TDOA) 定位無線終端可產(chǎn)生一個(gè)過程，該過程包括在多個(gè)時(shí)間同步的接收站點(diǎn)接 收無線終端的信號(hào)，以及使在這些站點(diǎn)的每個(gè)處的信號(hào)與該信號(hào)的復(fù)制相 互關(guān)聯(lián)以測量準(zhǔn)確的到達(dá)時(shí)間(TOA),這又可用于計(jì)算TDOA。(例如見 美國專利號(hào)5， 327, 144， 1994年7月5日，"Cellular Telephone Location System";以及美國專利號(hào)6， 047, 192， 2000年4月4日，"Robust, Efficient, Localization System"。)然而，得到期望信號(hào)(SOI),即，無線終端的信號(hào) 的優(yōu)良的復(fù)制通常很難，因?yàn)榻邮照军c(diǎn)位于無線終端的相當(dāng)遠(yuǎn)的距離處， 且SOI以低信噪比(SNR)為特征，即，SOI可能是低功率的，并被來自其它無線終端以及其它噪聲的干涉所破壞。然而，這些弱的、被干涉破壞 的信號(hào)可被成功地;險(xiǎn)測出并被打上時(shí)間戳，以便通過將打上時(shí)間戳的存儲(chǔ) 器以由上述美國專利描述的方式合并入接收站點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)無線終端的定位。通過接收SOI并將其儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中以及在以后的某個(gè)時(shí)間從網(wǎng)絡(luò)控制器接收信號(hào)，可根據(jù)本發(fā)明使用類似的處理方法。在無線終端已經(jīng)將其信號(hào)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)控制器之后，SOI的更有效復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)控制器的傳輸可被 影響以促進(jìn)匹配的復(fù)制相關(guān)，以便成功地檢測SOI，其中它可能否則太弱或被破壞而不能用于定位處理。這是可能的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)控制器的信號(hào)通常 更強(qiáng)并更少地被干涉破壞。因此，無線終端傳輸可由從網(wǎng)絡(luò)控制器的信號(hào) 接收的信息重建，并用于相關(guān)過程以在每個(gè)接收站點(diǎn)增強(qiáng)儲(chǔ)存在帶有時(shí)間戳的存儲(chǔ)器中的SOI。總之，該方法的關(guān)鍵方面是在接收站點(diǎn)接收低功率移動(dòng)終端的信號(hào)、將它們儲(chǔ)存在帶有時(shí)間戳的存儲(chǔ)器中、在以后的時(shí)間從網(wǎng)絡(luò)控制器接收SOI的更有效的復(fù)制、以及通過^f吏用網(wǎng)絡(luò)控制器的SOI的 較高保真度的復(fù)制來在存儲(chǔ)器中增強(qiáng)SOI的相關(guān)處理。該處理方法可包括 使"強(qiáng)"信號(hào)解調(diào)以恢復(fù)被RF信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后重新調(diào)制數(shù)據(jù)以 便提供SOI的高保真度的復(fù)制象最初由要被定位的移動(dòng)終端所傳輸?shù)囊?樣。通過使LMU接收的RF信號(hào)的儲(chǔ)存副本與高保真度的RF信號(hào)復(fù)制相 關(guān)或互相關(guān)，可以確定SOI的準(zhǔn)確到達(dá)時(shí)間。這允許在不可能定位的情況 中通過TDOA確定定位。我們現(xiàn)在處理定位移動(dòng)終端(MS )的問題，其利用來自飛行器(airborne vehicle)和無人駕駛飛4亍器(UAV)的基于商業(yè)領(lǐng)地的GSM無線網(wǎng)絡(luò)， 而沒有任何來自網(wǎng)絡(luò)的連接或關(guān)聯(lián)。可為了例如法律實(shí)施/軍事/情報(bào)應(yīng)用 而進(jìn)行這項(xiàng)工作。通過確定SOI的特性可處理該問題，以^更它可用于 TDOA/FDOA和類似的信號(hào)處理。上述技術(shù)可用于通過監(jiān)控基站收發(fā)器到 移動(dòng)設(shè)備的傳輸來提取SOI的特性。在GSM網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)站(MS )通過 控制信道信號(hào)來與BTS相互作用，以實(shí)現(xiàn)成功的無線電話呼叫和數(shù)據(jù)傳 輸。為了某些無線業(yè)務(wù)，BTS在收到自MS接收的數(shù)據(jù)之后立即在控制信 道上重復(fù)該數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備發(fā)起呼叫時(shí)，移動(dòng)設(shè)備在控制信道上 傳輸?shù)紹TS的CM_SERV—REQ消息中的數(shù)據(jù)在對(duì)所述移動(dòng)設(shè)備的BTS 的恰好下一個(gè)傳輸中被重復(fù)而回到所述移動(dòng)設(shè)備。因?yàn)樵诘乩韰^(qū)域上BTS 的密度一般比在同一地理區(qū)域上移動(dòng)設(shè)備的密度小得多，且BTS比移動(dòng)設(shè)備以更大的功率的傳輸，并比移動(dòng)設(shè)備利用更有效的天線，BTS傳輸一 般比移動(dòng)設(shè)備的傳輸更容易在地理區(qū)域上的機(jī)載平臺(tái)中接收到。因此， UAV將接收從BTS到移動(dòng)設(shè)備的傳輸，且從這些接收到的傳輸中提取移 動(dòng)設(shè)備的信息。該信息可用于通過UAV中的無線電接收器來增強(qiáng)移動(dòng)設(shè) 備的傳輸?shù)慕邮?。然而，在移?dòng)設(shè)備傳輸該信息之后BTS傳輸它，所以一 種機(jī)制用來在UAV記錄移動(dòng)設(shè)備的傳輸，因此在該信息被UAV從BTS 接收之后可處理這些傳輸。這個(gè)處理方法的基本步驟是(1 )在UAV從 移動(dòng)設(shè)備接收和記錄傳輸；(2 )在UAV從BTS接收和記錄傳輸；(3 )從 來自BTS的傳輸提取移動(dòng)設(shè)備的信息；以及(4)利用該信息以增強(qiáng)從移 動(dòng)設(shè)備接收的傳輸。
本方法還可應(yīng)用于在UAV上自適應(yīng)天線陣列的使用，以同時(shí)在UAV 增強(qiáng)移動(dòng)設(shè)備的信號(hào)，而且通過由自適應(yīng)天線陣列提供的空間過濾來在相 同的頻率上減少來自不希望有的移動(dòng)設(shè)備的干擾的影響。
K殳備)LMU中？文進(jìn)葉T萬^r觀' 法的例證性實(shí)現(xiàn)可包括在所有所涉及的UAV上使用上行鏈路和下行鏈路 接收器，所述UAV覆蓋期望的頻帶。這在圖6的流程圖中示出。上行鏈 路和下行鏈路接收器通過使用GPS定時(shí)接收器彼此時(shí)間和頻率同步。步驟 包括
1. 以期望的GSM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)使UAV中的接收器同步(400 )。
2. 在主要的UAV上從BTS接收AGCH傳輸，這通知期望的移動(dòng)設(shè) 備頻率和時(shí)隙以用于與BTS通訊(410)。
3. 將上行鏈路接收器調(diào)整到從AGCH得到的頻率和時(shí)隙信息，并開 始記錄上行鏈路數(shù)據(jù)(420)。
4. 開始記錄BTS下行鏈if各數(shù)據(jù)(430 )。
5. 在UAV上從BTS接收傳輸，該傳輸是先前從移動(dòng)設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 的復(fù)制，且現(xiàn)在根據(jù)其上行鏈路傳輸被記錄(440)。
6. 從BTS下行鏈路傳輸提取移動(dòng)設(shè)備的信息，并利用它來增強(qiáng)在每 個(gè)UAV儲(chǔ)存的SOI ( 450 )。
7. 用TDOA/FDOA和/或類似的技術(shù)來定位移動(dòng)設(shè)備(460)。潛論
本發(fā)明的確切范圍不限于這里公開的例證性和目前優(yōu)選的實(shí)施例。例
如，無線定位系統(tǒng)的前述公開使用解釋性的術(shù)語，如網(wǎng)絡(luò)控制器、LMU、 BTS、 BSC、 SMLC等等，其不應(yīng)被這樣解釋以致于限制本申請(qǐng)的保護(hù)范 圍，或否則暗示無線定位系統(tǒng)的創(chuàng)造性方面限于所公開的特定方法和裝 置。而且，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，這里公開的^L多創(chuàng)造性方面可 應(yīng)用于不以TDOA技術(shù)為基礎(chǔ)的定位系統(tǒng)。在這樣的非TDOA系統(tǒng)中， 上述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 的方式構(gòu)造的LMU的系統(tǒng)，或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， 其可采取各種形式而不偏離這里公開的創(chuàng)造性概念。假定快速降低數(shù)字信 號(hào)處理和其它處理功能的成本，例如為了特定的功能將該處理從這里所述 的一個(gè)功能元件(如SMLC)傳遞到另一個(gè)功能元件(如LMU)而不改變 系統(tǒng)的創(chuàng)造性實(shí)施無疑是可能的。在很多情況下，這里所述的實(shí)現(xiàn)的位置 (即，功能元件)僅僅是設(shè)計(jì)者的喜好，而不是硬性要求。因此，除非它 們可能被特意地如此限制，保護(hù)范圍不意味著限于上述特定的實(shí)施例。
此外，這里對(duì)控制信道或語音信道的任何參考指所有類型的控制或語 音信道，無論對(duì)特定空中接口的優(yōu)選術(shù)語是什么。而且，有^f艮多在全世界 l吏用的更多類型的空中接口 (如IS-95CDMA、 CDMA2000、 UMTS和 W-CDMA),且除非指明國家，沒有從本說明書中描述的發(fā)明原理排除任 何空氣接口的意圖。實(shí)際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在其它地方使用 的其它接口是上面描述的接口的派生或在種類上與之類似。
權(quán)利要求
1. 一種無線定位系統(tǒng)(WLS)，包括移動(dòng)平臺(tái)，其支持移動(dòng)定位測量單元(LMU)和全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊，其中所述GPS模塊配置成提供時(shí)間和頻率參考以及表示所述移動(dòng)LMU的位置和速度的數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括航空器。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括基于地面的交 通工具。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)LMU包括接收器和存儲(chǔ) 器，所述接收器配置成從無線設(shè)備接收射頻(RF)傳輸，所述存儲(chǔ)器用于 儲(chǔ)存接收的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)樣本。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括處理器，所述處理器用于 使表示接收的傳輸?shù)膬?chǔ)存數(shù)據(jù)與所述接收的傳輸?shù)膹?fù)制相關(guān)。
6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從基站收發(fā)器接收下 行鏈路信號(hào)和用于從所述下行鏈路信號(hào)獲得所述復(fù)制的裝置。
7. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從網(wǎng)絡(luò)控制器接收下 行鏈路信號(hào)并從所述下行鏈路信號(hào)獲得所述復(fù)制的裝置。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在已知位置的至少一個(gè)固 定LMU,其中所述至少一個(gè)固定LMU和所述移動(dòng)LMU配置成彼此時(shí)間 和頻率同步。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)固定LMU與蜂窩基 站裝置并置，以允許共享包括天線、環(huán)境控制的封閉空間、功率和回程通 訊資源的資源。
10. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)LMU和所述固定LMU 配置成在一段時(shí)間內(nèi)從無線設(shè)備接收射頻(RF)傳輸，以允許通過到達(dá)時(shí) 間差(TDOA)和到達(dá)頻率差(FDOA)處理來確定其位置和速度。
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中為了通過TDOA和FDOA處理 來確定所述無線設(shè)備的位置和速度，所述系統(tǒng)配置成使得多個(gè)LMU在一 段時(shí)間內(nèi)從所述無線設(shè)備接收信號(hào)，且每個(gè)LMU的所述位置和速度在所述信號(hào)被接收的時(shí)間期間是已知的。
12. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)一步包括天線和 接收器，所述天線和接收器配置成接收來自基站的下行鏈路傳輸、來自移 動(dòng)站的上行鏈路傳輸、和GPS信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)一步包括無線通 訊鏈接，所述無線通訊鏈接配置成從地面站接收命令和控制信號(hào)，并向所 述移動(dòng)LMU提供所述命令和控制信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)包括成像 設(shè)備，所述成像設(shè)備配置成提供被部署有要被定位的無線設(shè)備的地理區(qū)域 的影像。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將由所述WLS提供 的所述無線設(shè)備的位置與所述影像聯(lián)系起來的裝置，由此提供關(guān)于所述無 線設(shè)備的所述位置的附加信息。
16. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述成像設(shè)備能夠紅外成像。
17. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括航空器；其中 所述移動(dòng)LMU包括接收器和存儲(chǔ)器，所述接收器配置成從無線設(shè)備接收 射頻(RF)傳輸，所述存儲(chǔ)器用于儲(chǔ)存接收的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)樣本；進(jìn)一步包 括處理器，所述處理器用于使表示接收的傳輸?shù)膬?chǔ)存數(shù)據(jù)與所述接收的傳 輸?shù)膹?fù)制相關(guān)；進(jìn)一步包括用于從基站收發(fā)器接收下行鏈路信號(hào)和用于從 所述下行鏈路信號(hào)獲得所述復(fù)制的裝置；進(jìn)一步包括在已知位置的至少一 個(gè)固定LMU，其中所述至少一個(gè)固定LMU和所述移動(dòng)LMU配置成4皮此 時(shí)間和頻率同步；其中所述至少一個(gè)固定LMU與^fe奪窩站點(diǎn)裝置并置，以 允許共享包括天線、環(huán)境控制的封閉空間、功率和回程通訊資源的資源； 其中所述移動(dòng)LMU和所述固定LMU配置成在一^殳時(shí)間內(nèi)從無線設(shè)備4妄收 射頻(RF )傳輸，以允許通過到達(dá)時(shí)間差(TDOA)和到達(dá)頻率差(FDOA ) 處理來確定其位置和速度；其中為了通過TDOA和FDOA處理來確定所 述無線設(shè)備的位置和速度，所述系統(tǒng)配置成使得多個(gè)LMU在一段時(shí)間內(nèi) 從所述無線設(shè)備接收信號(hào)，且每個(gè)LMU的所述位置和速度在所述信號(hào)被 接收的時(shí)間期間是已知的；其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括天線和接收器，所述天 線和接收器配置成接收來自基站的下行鏈路傳輸、來自移動(dòng)站的上行鏈路 傳輸、和GPS信號(hào)；其中所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)一步包括無線通訊鏈接，所述無線通訊鏈接配置成從地面站接收命令和控制信號(hào)，并向所述移動(dòng)LMU提 供所述命令和控制信號(hào)；其中所述至少一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備配置成提供被部署有要被定位的無線設(shè)備的地理區(qū)域的影像；以 及進(jìn)一步包括用于將由所述WLS提供的所述無線設(shè)備的位置與所述影像 聯(lián)系起來的裝置。
18. —種用于定位移動(dòng)站(MS)的方法，所述移動(dòng)站在被無線定位系 統(tǒng)(WLS)覆蓋的地區(qū)內(nèi)操作，所述方法包括在至少三個(gè)地理上分離的信號(hào)收集站點(diǎn)從所述MS接收傳輸；以及 處理所述接收的傳輸以使用到達(dá)時(shí)間差(TDOA)來估計(jì)所述MS的位置，其中至少一個(gè)所述信號(hào)收集站點(diǎn)包括由移動(dòng)平臺(tái)提供的移動(dòng)定位測量單元(LMU)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括提供包圍所述MS的所述 位置的區(qū)域的圖像，以與所述MS的所估計(jì)的位置比較。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述圖像被記錄并被保存。
21. 如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括通過使用安裝在所述移 動(dòng)平臺(tái)上的GPS模塊來提供時(shí)間和頻率參考以及所述移動(dòng)LMU的三維位 置和速度。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)使用到達(dá)時(shí)間差 (TDOA )來估計(jì)所述MS的所述位置時(shí)，補(bǔ)償所述移動(dòng)LMU的所述三維位置和速度。
23. 如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括數(shù)字化并儲(chǔ)存由所述移 動(dòng)LMU接收的所述MS傳輸，以及然后使所述儲(chǔ)存的傳輸與所述MS傳 輸?shù)膹?fù)制相關(guān)。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括從來自基站收發(fā)器的下 行鏈路傳輸?shù)玫剿鰪?fù)制。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括從來自網(wǎng)絡(luò)控制器的下 行鏈路傳輸?shù)玫剿鰪?fù)制。
26. —種用于無線定位系統(tǒng)(WLS)的移動(dòng)系統(tǒng)，包括由移動(dòng)平臺(tái) 提供的定位測量單元(LMU);以及由所述移動(dòng)平臺(tái)提供并操作性地耦合 到所述移動(dòng)LMU的GPS模塊，其中所述GPS模塊確定所述移動(dòng)LMU的所述三維位置和速度。
27. 如權(quán)利要求26所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括航空器。
28. 如權(quán)利要求26所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)LMU配置成從無 線設(shè)備接收射頻(RF )傳輸。
29. 如權(quán)利要求28所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)包括天線， 所述天線配置成接收來自基站收發(fā)器的下行鏈路傳輸、來自移動(dòng)站的上行 鏈路傳輸、和GPS信號(hào)。
30. 如權(quán)利要求29所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)一步包括 無線通訊鏈接，所述無線通訊連接配置成向所述移動(dòng)LMU提供命令和控 制信號(hào)。
31. 如權(quán)利要求26所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)一步包括 成像設(shè)備。
32. 如權(quán)利要求31所述的移動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將所述無線設(shè) 備的所述位置與由所述成像設(shè)備獲得的影像聯(lián)系起來的裝置。
33. 如權(quán)利要求31所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述成像設(shè)備配置成提供 紅外影像。
34. 如權(quán)利要求26所述的移動(dòng)系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)LMU包括接收器 和存儲(chǔ)器，所述接收器配置成從無線設(shè)備接收射頻(RF)傳輸，所述存儲(chǔ) 器用于儲(chǔ)存接收的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)樣本；以及進(jìn)一步包括處理器，所述處理器 用于使表示接收的傳輸?shù)膬?chǔ)存數(shù)據(jù)與所述接收的傳輸?shù)膹?fù)制相關(guān)。
35. 如權(quán)利要求34所述的移動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于接收下行鏈路 信號(hào)并從所述下行鏈路信號(hào)獲得所述復(fù)制的裝置。
全文摘要
移動(dòng)LMU可用于無線定位系統(tǒng)以在缺少足夠的接收器覆蓋的區(qū)域中提供檢測覆蓋。移動(dòng)LMU可用于在一段時(shí)間內(nèi)檢測來自無線手持機(jī)和設(shè)備的射頻(RF)傳輸，以允許確定其位置。移動(dòng)LMU的時(shí)間、位置和速度被計(jì)算并與從無線設(shè)備接收的任何傳輸一起被傳輸?shù)絊MLC。SMLC分析并分解出無線設(shè)備的多普勒分量，同時(shí)補(bǔ)償移動(dòng)LMU的多普勒分量?？蓪o線設(shè)備的位置和速度與被移動(dòng)LMU平臺(tái)拍攝的實(shí)時(shí)影像相比較，以準(zhǔn)確確定無線設(shè)備的位置。為了增強(qiáng)移動(dòng)LMU檢測可能很弱和/或被噪聲破壞的期望信號(hào)的能力，可使用一種低功率移動(dòng)終端的信號(hào)在接收站點(diǎn)被接收并被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的處理方法。然后，在稍后的時(shí)間，從網(wǎng)絡(luò)控制器或BTS接收SOI的更有效的復(fù)制，且這被用于在存儲(chǔ)器中增強(qiáng)SOI的相關(guān)性處理。
文檔編號(hào)G01S19/46GK101523236SQ200680018491
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者托馬斯·史蒂芬·吉恩特, 杰弗里·F·布爾, 羅伯特·J·安德森, 馬修·L·沃德 申請(qǐng)人:真實(shí)定位公司