專利名稱：識(shí)別通信網(wǎng)中器材位置的方法與設(shè)備的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參照本申請(qǐng)要求2001年2月20日提交的共同待批美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?0/270,254和2000年11月14日提交的60/248,357的利益，這些申請(qǐng)整個(gè)通過(guò)引用包括在此。
背景技術(shù)：
這里揭示的內(nèi)容涉及在無(wú)線或部分無(wú)線通信網(wǎng)中跟蹤器材位置的設(shè)備與方法，尤其涉及利用移動(dòng)發(fā)射機(jī)播發(fā)的通信序列在接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間(下簡(jiǎn)稱TOA)來(lái)識(shí)別器材位置。TOA估算可稱為通信序列“時(shí)間標(biāo)記”。
在運(yùn)用與通信網(wǎng)中諸接收機(jī)有關(guān)的測(cè)距或三角測(cè)量技術(shù)測(cè)定移動(dòng)器材位置時(shí)，希望能精密地估算通信序列到達(dá)時(shí)間。隨著器材數(shù)量、通信業(yè)務(wù)量或網(wǎng)內(nèi)時(shí)間標(biāo)記事件的速率提高，時(shí)間標(biāo)記性能與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)降低。通常并不希望識(shí)別網(wǎng)內(nèi)與每個(gè)廣播包相關(guān)的每一無(wú)線器材的位置。然而，網(wǎng)絡(luò)的工作效率通常不高，由于對(duì)收到的包不作時(shí)間標(biāo)記，無(wú)法對(duì)期望的包作時(shí)間標(biāo)記。
在有些無(wú)線網(wǎng)中，接入點(diǎn)結(jié)構(gòu)會(huì)限制網(wǎng)絡(luò)性能。通常，接入點(diǎn)不讓時(shí)間標(biāo)記處理快得足以產(chǎn)生精確的無(wú)線器材位置估值。
無(wú)線通信網(wǎng)一般具有相鄰小區(qū)工作于不同信道的蜂窩結(jié)構(gòu)。為盡量減小通信信號(hào)間的干擾，把諸小區(qū)編排成盡量增大信道間的物理距離。這種編排盡管將網(wǎng)絡(luò)用戶的有效空間帶寬增大到最大，但是往往劣化了位置估算精度，因?yàn)閷?duì)指定信道作時(shí)間標(biāo)記的接收機(jī)密度減小了。
無(wú)線通信網(wǎng)被越來(lái)越多地設(shè)計(jì)成應(yīng)用802.11射頻信號(hào)結(jié)構(gòu)。隨著這種標(biāo)準(zhǔn)的普及，在識(shí)別無(wú)線器材廣播標(biāo)準(zhǔn)802.11包的位置方面變得越來(lái)越有價(jià)值。
一般總希望識(shí)別鄰近無(wú)線通信網(wǎng)里的“無(wú)源”器材的位置。例如希望跟蹤貨倉(cāng)中集裝箱的位置。一種方法是對(duì)無(wú)源器材貼上有源標(biāo)記，標(biāo)記一般按固定的時(shí)間表以單一頻率發(fā)射專用信號(hào)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接收不到預(yù)定的傳輸，就會(huì)丟失位置信息。固定時(shí)間表標(biāo)記不能“選擇”發(fā)射的時(shí)間，因而無(wú)法優(yōu)化地利用公開(kāi)的“廣播時(shí)間”周期。因此，在業(yè)務(wù)量大的通信網(wǎng)中，位置估算尤其困難或效率低。在多頻蜂窩網(wǎng)中，單頻標(biāo)記不能最佳地跟蹤。
時(shí)間標(biāo)記方法一般使用基于相關(guān)的信號(hào)處理技術(shù)(類似于信號(hào)譯碼技術(shù))。已知相關(guān)技術(shù)固有的噪聲(如交叉相關(guān)人為現(xiàn)象)會(huì)劣化時(shí)間標(biāo)記精度。
單個(gè)通信序列傳輸?shù)亩嘈盘?hào)到達(dá)(下稱“多路徑”)會(huì)劣化譯碼信號(hào)質(zhì)量，使序列檢測(cè)變得困難。當(dāng)發(fā)射機(jī)附近的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在“視線”信號(hào)之后到達(dá)接收機(jī)的傳輸回波，就會(huì)出現(xiàn)多路徑?！耙暰€”(下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)OS)信號(hào)是發(fā)射信號(hào)中在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間穿越最短路徑的部分。LOS信號(hào)會(huì)通過(guò)結(jié)構(gòu)，LOS路徑在可見(jiàn)光譜中呈不透明。多路徑會(huì)以假數(shù)據(jù)序列損害譯碼的數(shù)據(jù)信號(hào)，并且難以檢測(cè)LOS數(shù)據(jù)序列。多路徑會(huì)造成信號(hào)比LOS信號(hào)更強(qiáng)的假序列，因?yàn)長(zhǎng)OS信號(hào)在通過(guò)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)衰減。
因此，希望提供識(shí)別無(wú)線器材位置的有效設(shè)備與方法。
也希望提供精確地識(shí)別無(wú)線器材位置的設(shè)備與方法。
也希望提供識(shí)別無(wú)線器材廣播802.11信號(hào)結(jié)構(gòu)的位置的設(shè)備與方法。
還希望提供有效地對(duì)無(wú)源器材作出標(biāo)記以實(shí)現(xiàn)位置識(shí)別的設(shè)備與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的設(shè)備與方法，可用于在無(wú)線通信網(wǎng)中識(shí)別無(wú)線器材位置。
根據(jù)本發(fā)明的原理，提供的設(shè)備與方法可提供數(shù)據(jù)信號(hào)在接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間的估值。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)接收、解調(diào)和譯碼而變?yōu)樽g碼信號(hào)。該譯碼信號(hào)可對(duì)適合估算TOA的序列作分析。若檢測(cè)到合適的序列，就可選擇一相關(guān)函數(shù)使之與解調(diào)信號(hào)相關(guān)。相關(guān)函數(shù)可以應(yīng)用基于數(shù)據(jù)序列的相關(guān)特性制訂的規(guī)則選擇。利用該相關(guān)函數(shù)、相關(guān)函數(shù)的值及其組合，就可估算出TOA。
附圖簡(jiǎn)介通過(guò)以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述，將明白本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中用同樣的標(biāo)號(hào)表示同樣的部分，其中

圖1是一示例設(shè)備的示意圖，它可以與本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合使用；
圖2示出可與本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合使用的另一示例設(shè)備；圖3是一應(yīng)用圖1與2所示設(shè)備的示例通信網(wǎng)的示意圖；圖4是一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例性步驟；圖5是本發(fā)明原理一示例通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是另一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例性步驟；圖7是又一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例性步驟；圖8是又一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例性步驟；圖9是再一個(gè)流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例性步驟；圖10是另一示例設(shè)備的示意圖，它可與本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別系統(tǒng)一起使用；圖11是另一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；圖12示出本發(fā)明原理示例性的接收數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的示例相關(guān)信號(hào)；圖13示出另一示例性接收數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的示例相關(guān)信號(hào)；圖14示出本發(fā)明原理的兩個(gè)示例相關(guān)信號(hào)；圖15是再一個(gè)流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；圖15A示出可按本發(fā)明原理處理的一示例相關(guān)信號(hào)；圖16是一流程圖，示出可能在執(zhí)行圖15所示步驟時(shí)涉及到的示例性步驟；圖17示出本發(fā)明原理的示例接收數(shù)據(jù)序列和示例相關(guān)策略；圖18是又一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；圖19是再一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；
圖20示出可與本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別系統(tǒng)一起使用的示例設(shè)備；圖21是本發(fā)明原理的一部分無(wú)線器材位置識(shí)別系統(tǒng)的示意圖；圖22是又一流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；圖23是再一個(gè)流程圖，示出可在本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別期間執(zhí)行的示例步驟；圖24示出兩個(gè)可用于本發(fā)明原理的無(wú)線器材位置識(shí)別的示例相關(guān)信號(hào)。
發(fā)明的詳細(xì)描述可以提供在通信網(wǎng)中識(shí)別無(wú)線器材位置的系統(tǒng)與方法。本發(fā)明的有些實(shí)施例可以包括一同步信號(hào)發(fā)生器和網(wǎng)資源，后者配置成可對(duì)無(wú)線器材廣播的通信序列作時(shí)間標(biāo)記。各網(wǎng)資源可與同步信號(hào)發(fā)生器作電氣通信，各資源可配置成對(duì)通信序列作時(shí)間標(biāo)記。
同步信號(hào)可用來(lái)使網(wǎng)資源中出現(xiàn)的時(shí)鐘同步。來(lái)自網(wǎng)資源的到達(dá)時(shí)間估值(下稱TOA估值)可用來(lái)識(shí)別無(wú)線器材的位置。在有些實(shí)施例中，可用到達(dá)不同網(wǎng)資源的通信序列的TOA估值差作位置識(shí)別。這里把通信序列到達(dá)不同網(wǎng)資源的TOA差稱為“TDOA”。一個(gè)TDOA可用來(lái)確定一組可能的無(wú)線器材位置的解。第二個(gè)TDOA可用來(lái)識(shí)別求解組內(nèi)的某一估算器材位置。在有些實(shí)施例中，可用雙曲三邊測(cè)量法將TDOA轉(zhuǎn)換為無(wú)線器材位置估值。
在一些實(shí)施例中，可以時(shí)間標(biāo)記一IEEE 802.11通信序列，該通信序列可以包括802.11射頻信號(hào)結(jié)構(gòu)，該通信序列包括一802.11包。
本發(fā)明的一些實(shí)施例可提供一種TOA估算裝置，提供通信序列在無(wú)線通信網(wǎng)的某一位置的TOA估值。TOA估算裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)接收一個(gè)或多個(gè)通信序列的接收機(jī)。TOA估值可以是一通信序列或一部分通信序列的到達(dá)時(shí)間估值。通信序列可以包括一連串信息碼元。一個(gè)信息碼元可以是PN碼、CCK碼元、PBCC碼元或任一其它合適的信息碼元。在通信序列中，具有優(yōu)質(zhì)自相關(guān)特點(diǎn)的信息碼元模型可能較有利于時(shí)間標(biāo)記，而具有嘈雜自相關(guān)特點(diǎn)的信息碼元模型可能不利于時(shí)間標(biāo)記。
可將信號(hào)與通信序列或其一部分相關(guān)聯(lián)的前沿定義為TOA?？捎脧耐ㄐ判蛄谢蚱湟徊糠謱?dǎo)出的相關(guān)信號(hào)(如下所述)的峰值定義TOA?？捎猛ㄐ判蛄谢蚱湟徊糠值娜魏纹渌线m的特征定義TOA。若網(wǎng)中多臺(tái)接收機(jī)對(duì)通信序列應(yīng)用同一種TOA定義，就能精密地估算TOA間的差值。
在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括一接收射頻信號(hào)的裝置和與射頻裝置作電子通信的第一電路。第一電路可以配置成檢測(cè)接收的通信序列中相關(guān)函數(shù)的峰值。
第一電路可起到相關(guān)器的作用，用于檢測(cè)通信序列中適合TOA估算的部分。相關(guān)器可以是一種將通信序列與選擇的參照函數(shù)相乘的滑動(dòng)相關(guān)器，可用通信序列與選擇的參照函數(shù)的乘積定義相關(guān)信號(hào)。
第一電路可以包括一碼元、二碼元、三碼元、四碼元或五碼元相關(guān)器，其中各相關(guān)器的每個(gè)碼元對(duì)應(yīng)于可能在接收的通信序列中出現(xiàn)的某一信息碼元。二碼元相關(guān)器可用來(lái)檢測(cè)通信序列中兩個(gè)連續(xù)對(duì)應(yīng)碼元的模型。三碼元相關(guān)器可用來(lái)檢測(cè)通信序列中三個(gè)連續(xù)對(duì)應(yīng)碼元的模型?！伴L(zhǎng)度”更長(zhǎng)的相關(guān)器可用來(lái)檢測(cè)通信序列中可能出現(xiàn)的更長(zhǎng)碼元的模型。
第一電路可以包括N碼元相關(guān)器，N是任一正整數(shù)。第一電路可以包括不同長(zhǎng)度相關(guān)器的組合。在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括串聯(lián)的相關(guān)器。在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括并聯(lián)的相關(guān)器。
在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括配置成譯碼接收機(jī)接收的通信序列的第二電路。如在無(wú)線802.11b兼容網(wǎng)中，通常把一位(巴克(Barker)序列)相關(guān)器用作譯碼器。(如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)802.11可以包括無(wú)線通信網(wǎng)規(guī)格中任一802.11族，包括802.11a和802.11b。
在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括配置成從相關(guān)器輸出信號(hào)(可稱作相關(guān)信號(hào))中濾出多路徑信號(hào)分量的第三電路。多路徑信號(hào)是從結(jié)構(gòu)反射的通信信號(hào)。一般在收到對(duì)應(yīng)的直接信號(hào)或“視線”信號(hào)后接收多路徑信號(hào)。通過(guò)指定視線信號(hào)的反射可產(chǎn)生眾多的多路徑信號(hào)。多路徑信號(hào)可能比視線信號(hào)更強(qiáng)，因?yàn)橐暰€信號(hào)在通過(guò)結(jié)構(gòu)傳播時(shí)衰減了。因此，可能有必要識(shí)別視線對(duì)相關(guān)信號(hào)的貢獻(xiàn)。
在一些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括配置成輸出指示到達(dá)時(shí)間估值的信號(hào)的第四電路。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括配置成對(duì)所述通信序列中移動(dòng)器材裝置識(shí)別碼作分析的第五電路。移動(dòng)器材識(shí)別碼可以包括媒體訪問(wèn)控制(下簡(jiǎn)稱MAC)地址。移動(dòng)器材識(shí)別碼可以包括因特網(wǎng)協(xié)議(下稱IP)地址。第五電路可執(zhí)行MAC地址與IP地址的轉(zhuǎn)換，如可以利用地址分辨協(xié)議或逆地址分辨協(xié)議作轉(zhuǎn)換。移動(dòng)器材識(shí)別碼可由提供管理員選擇。移動(dòng)器材識(shí)別碼可以是802.11識(shí)別碼、唯一碼和非唯一碼。
在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括解調(diào)通信序列的電路。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括接收通信序列的天線。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括執(zhí)行到達(dá)時(shí)間估值所要求任務(wù)的中央處理單元，該單元可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以包括一無(wú)線電模塊(如Compact Flash Association公司名為Compact FlashTM的無(wú)線電模塊，P.O.Box51537，Palo Alto，California；PCMCIA的PC CardTM，2635N.First St.Suite209，San Jose，California 95134；和Mini PCI，一種PCI S.I.G.控制的形狀因子)。
在有些實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括一裝置網(wǎng)，它包括配置成用“選聽(tīng)”法有選擇地識(shí)別某一移動(dòng)器材位置的接收機(jī)。這些接收機(jī)可從移動(dòng)器材接收通信序列，若該器材的標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)于選擇的標(biāo)識(shí)符，就可估算其位置。選擇的標(biāo)識(shí)符可以是唯一的標(biāo)識(shí)符或非唯一的標(biāo)識(shí)符。選擇的標(biāo)識(shí)符可由系統(tǒng)用戶選擇，并可存入網(wǎng)資源的存儲(chǔ)器里。網(wǎng)發(fā)射機(jī)可以使選擇的無(wú)線器材發(fā)出脈沖，讓該器材廣播一通信序列，于是網(wǎng)絡(luò)可對(duì)該序列作時(shí)間標(biāo)記。
在有些實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括一TOA估算裝置網(wǎng)。每個(gè)裝置可以包括配置成工作于特定頻率的接收機(jī)。該網(wǎng)可以包括配置成對(duì)以不同頻率傳播的信號(hào)作時(shí)間標(biāo)記的多個(gè)TOA估算裝置。可對(duì)一組TOA估算裝置指定同一頻率，一組的指定頻率可以不同于其它組的指定頻率。這類裝置可以按蜂窩結(jié)構(gòu)分布。這里把涉及到以不同頻率廣播或接收的識(shí)別無(wú)線器材位置的方法稱為“頻率復(fù)用”法。
該網(wǎng)可以配置成用第一組的一個(gè)或多個(gè)TOA估算裝置按第一頻率接收來(lái)自無(wú)線器材的通信序列，然后用第二組的一個(gè)或多個(gè)TOA估算裝置按第二頻率接收來(lái)自該無(wú)線器材的通信序列。要從該無(wú)線器材接收一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的附加通信序列，可以使用工作于一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)附加頻率的一組或多組附加TOA估算裝置。在有些實(shí)施例中，無(wú)線器材傳輸能以足夠短的時(shí)間周期通過(guò)所有或某些有效網(wǎng)絡(luò)頻率進(jìn)行，以確保無(wú)線器材位置在該周期內(nèi)基本上保持不變。各TOA估算裝置可對(duì)以裝置各個(gè)頻率接收的通信序列作時(shí)間標(biāo)記。
根據(jù)諸TOA估算裝置產(chǎn)生的TOA估值，可以算出一個(gè)或多個(gè)無(wú)線器材位置估值。根據(jù)一對(duì)選自同組或不同組的TOA，可以推算出TDOA。從合適定位的TOA估算裝置可以導(dǎo)出TDOA，以識(shí)別移動(dòng)器材位置。合適定位的裝置可以包括靠近該無(wú)線器材的諸裝置。合適定位的裝置可以包括在適合位置識(shí)別計(jì)算的模型中(如包圍該移動(dòng)單元的三角形模型)空間分布的諸裝置。
在有些實(shí)施例中，可作初始位置識(shí)別計(jì)算以提供無(wú)線器材位置的近似值。在其中有些實(shí)施例中，利用基于移動(dòng)器材位置初步估值選擇的TOA估算裝置的到達(dá)時(shí)間估值，可作高精度估算。
在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可配置成接收多余一個(gè)頻率的通信信號(hào)，如該裝置可配置成接收網(wǎng)絡(luò)中所有頻率的通信序列。該裝置可以包括至少一臺(tái)配置成接收網(wǎng)內(nèi)各頻率的通信序列的接收機(jī)。在有些實(shí)施例中，可把網(wǎng)內(nèi)所有TOA估算裝置配置成接收所有有效頻率的通信序列。在這些實(shí)施例中，工作于任一有效效率的無(wú)線器材可以廣播一可被網(wǎng)內(nèi)所有TOA估算裝置作時(shí)間標(biāo)記的通信序列。
在有些將TOA估算裝置配置成接收多頻通信序列的實(shí)施例中，這些裝置可以包括主接收機(jī)和至少一臺(tái)輔接收機(jī)，前者配置成接收某指定頻率的通信序列，而后者配置成交替通過(guò)一系列頻率(如網(wǎng)內(nèi)全部有效效率)。該網(wǎng)可以包括一強(qiáng)制輔接收機(jī)在特定時(shí)刻工作于某選定頻率的中央控制器，如該控制器可以使所有輔接收機(jī)同時(shí)通過(guò)一系列不同頻率進(jìn)展，不同頻率可以包括全部有效頻率。在將所有輔接收機(jī)切換到某特定頻率的間隔內(nèi)，可用網(wǎng)內(nèi)所有潛在的TOA裝置對(duì)該頻率上無(wú)線器材廣播的通信序列作時(shí)間標(biāo)記。
本發(fā)明的有些實(shí)施例可以包括配置成對(duì)TOA估算廣播一系列通信序列的無(wú)線器材。在某些實(shí)施例中，無(wú)線器材可以用一系列網(wǎng)接收機(jī)使用的不同頻率廣播一連串通信序列。其中有些實(shí)施例，無(wú)線器材可配置成以指定的頻率對(duì)TOA估算反復(fù)發(fā)射一通信序列。這里把無(wú)線器材為識(shí)別其位置而發(fā)射的通信序列稱為位置識(shí)別信息。
本發(fā)明的有些實(shí)施例可以包括一種標(biāo)記，該標(biāo)記可以貼到通信網(wǎng)中或附近的移動(dòng)物件上。2000年11月14日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0/248,357描述了這類標(biāo)記，該申請(qǐng)整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用包括在此。標(biāo)記可配置成向網(wǎng)絡(luò)提供位置識(shí)別信息，包括任何適合該網(wǎng)絡(luò)格式的數(shù)據(jù)，如標(biāo)記可發(fā)射802.11兼容數(shù)據(jù)。在有些實(shí)施例中，標(biāo)記可以配置成等待一預(yù)定時(shí)間周期，檢測(cè)存在于網(wǎng)信道上的射頻能量(如使用能量檢測(cè)器)，若該射頻能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)定閥值，就向網(wǎng)絡(luò)發(fā)射位置識(shí)別信息。標(biāo)記能以“睡眠”模式等候，睡眠模式可減少功率。睡眠模式可用標(biāo)記內(nèi)的定時(shí)器中斷，也可被來(lái)自網(wǎng)絡(luò)終端的“喚醒”呼叫中斷。
若第一測(cè)試頻率的射頻能量不小于閥值，可將標(biāo)記的配置成切換到一不同的網(wǎng)頻。在有些實(shí)施例中，標(biāo)記可連續(xù)切換到不同的網(wǎng)頻，直到檢測(cè)到一清楚的信道。當(dāng)檢測(cè)到一條清楚信道時(shí)，標(biāo)記就可以向網(wǎng)接收機(jī)發(fā)射位置識(shí)別信息。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記可以配置成等待，直到在廣播位置識(shí)別信息之前某一指定信道很清楚。
在有些實(shí)施例中，為達(dá)到頻率復(fù)用目的，可把標(biāo)記配置成發(fā)射多頻的位置識(shí)別信息，如標(biāo)記可以包括多臺(tái)發(fā)射機(jī)，在蜂窩網(wǎng)中以一條以上信道上廣播位置識(shí)別信息。在有些實(shí)施例中，標(biāo)記例如可以采用單臺(tái)可調(diào)諧發(fā)射機(jī)在多條信道上連續(xù)廣播位置識(shí)別信息。
在有些實(shí)施例中，標(biāo)記可發(fā)射器材識(shí)別信息。器材識(shí)別信息可以包括識(shí)別標(biāo)記本身的信息、識(shí)別貼標(biāo)記的移動(dòng)物件的信息。器材識(shí)別信息還可以包括MAC地址、一部分MAC地址、IP地址、一部分IP地址，或任一適合識(shí)別標(biāo)記或貼上標(biāo)記的移動(dòng)物件的唯一或非唯一信息。
在有些實(shí)施例中，標(biāo)記可配置成接收來(lái)自網(wǎng)發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)。在有些實(shí)施例中，標(biāo)記可配置成接收來(lái)自網(wǎng)終端的喚醒信號(hào)。
本發(fā)明可以包括估算通信序列在接收機(jī)處的TOA的方法和/或設(shè)備。2001年2月20提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/270,254揭示了TOA估算技術(shù)，該申請(qǐng)內(nèi)容通過(guò)引用包括在此。通信序列可表現(xiàn)為數(shù)據(jù)信號(hào)或一部分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。在有些實(shí)施例中，本發(fā)明包括的方法可用于接收數(shù)據(jù)信號(hào)，解調(diào)該數(shù)據(jù)信號(hào)(如得出一通信序列)，由數(shù)據(jù)信號(hào)形成譯碼信號(hào)(如得出位序列)，并用選擇或預(yù)選的相關(guān)函數(shù)估算數(shù)據(jù)信號(hào)的TOA。
在用相關(guān)函數(shù)估算TOA的實(shí)施例中，相關(guān)函數(shù)可以包括一種通信序列的表示和選擇的參照信號(hào)。相關(guān)函數(shù)可在數(shù)據(jù)信號(hào)的可選部分上評(píng)估。必要時(shí)可以緩沖的數(shù)據(jù)信號(hào)與參照信號(hào)可按某種方式組合起來(lái)，當(dāng)參照信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)或一部分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)最強(qiáng)烈相關(guān)時(shí)，允許相關(guān)函數(shù)具有最大值。出現(xiàn)這一最大值的時(shí)間(相對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)的開(kāi)始或任何其它時(shí)間參照)可定義為該數(shù)據(jù)信號(hào)的TOA。
數(shù)據(jù)信號(hào)可以是被編碼并被TOA估算裝置識(shí)別的信號(hào)，如可將適當(dāng)時(shí)間標(biāo)記的預(yù)選通信序列插入數(shù)據(jù)信號(hào)而提高時(shí)間標(biāo)記精度。識(shí)別編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的TOA估算裝置在與預(yù)選的通信序列相關(guān)時(shí)，可用預(yù)選的參照信號(hào)產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)相關(guān)信號(hào)。在本發(fā)明配置成接收已知通信序列的實(shí)施例中，可對(duì)PN碼、CCK碼元、PBCC碼元或OFDM信號(hào)等序列作時(shí)間標(biāo)記。在這些實(shí)施例中，預(yù)選參照信號(hào)可包括選自PN碼、CCK碼元、PBCC碼元或OFDM信號(hào)的碼元。為作時(shí)間標(biāo)記，可將數(shù)據(jù)信號(hào)編碼，例如通過(guò)在數(shù)據(jù)信號(hào)字頭(如一種802.11包字頭)里設(shè)置一碼元或?qū)?shù)據(jù)包設(shè)置為預(yù)定值而編碼。在有些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信號(hào)可編碼成令TOA估算裝置對(duì)序列作時(shí)間標(biāo)記。
數(shù)據(jù)信號(hào)可以是一種不編碼而被TOA估算裝置識(shí)別的信號(hào)。當(dāng)收到不編碼信號(hào)時(shí)，可以監(jiān)視該數(shù)據(jù)信號(hào)以檢測(cè)可能適合用一個(gè)或多個(gè)存貯的參照信號(hào)作相關(guān)的通信序列。當(dāng)檢測(cè)出潛在合適的通信序列時(shí)，可將已知與檢出的序列強(qiáng)相關(guān)的參照信號(hào)同該通信序列組合起來(lái)而產(chǎn)生相關(guān)信號(hào)。本發(fā)明監(jiān)視合適通信序列的數(shù)據(jù)信號(hào)的諸實(shí)施例，可以檢測(cè)巴克(Barker)碼、PN碼、擴(kuò)頻碼(如DSSS修整碼)或任何其它合適碼的序列。
在本發(fā)明有些實(shí)施例中，使相關(guān)函數(shù)值相對(duì)于一TOA參數(shù)或估算量最大化或最小化，可測(cè)定TOA估值。例如，可將TOA估值定義為相關(guān)函數(shù)某獨(dú)立變量的最大似然估值(或“峰值”)。
在本發(fā)明有些實(shí)施例中，TOA估值可用來(lái)計(jì)算通信序列與一部分同步信號(hào)到達(dá)的時(shí)差。在有些實(shí)施例中，TOA估值可用來(lái)計(jì)算通信序列與時(shí)鐘信號(hào)參照部分之間的時(shí)差。時(shí)鐘信號(hào)可由TOA估算裝置內(nèi)部的時(shí)鐘產(chǎn)生，也可用TOA估算裝置外部的時(shí)鐘產(chǎn)生。在本發(fā)明有些實(shí)施例中，TOA估值可用來(lái)計(jì)算同一通信序列在第一與第二接收機(jī)收到時(shí)的時(shí)差。在有些實(shí)施例中，TOA估值可用來(lái)計(jì)算第一與第二通信序列間的時(shí)差，第一與第二通信序列可被同一臺(tái)或不同的接收機(jī)接收。
本發(fā)明的有些實(shí)施例可從相關(guān)信號(hào)中濾除多路徑信號(hào)分量。通過(guò)檢測(cè)相關(guān)信號(hào)中一組可能重疊的峰值的前沿，可以除去多路徑。應(yīng)用信道估算，可將多路徑與視線相關(guān)信號(hào)分量分開(kāi)。在應(yīng)用信道估算法的實(shí)施例中，可將該通信信道模擬成一系列分離脈沖函數(shù)，其中把第一脈沖假設(shè)為視線脈沖?？蓪o(wú)多路徑理想的相關(guān)信號(hào)與實(shí)際相關(guān)信號(hào)一起使用以構(gòu)成該信道的估值。應(yīng)用該估算的信道，可分離視線與多路徑脈沖。
在本發(fā)明有些實(shí)施例中，可提供估算通信序列的TOA的系統(tǒng)或系統(tǒng)元件。這些實(shí)施例有的可包括用于接收、解調(diào)、譯碼、緩沖、處理或?yàn)V波數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)備。有些實(shí)施例可包括向其它網(wǎng)資源輸出TOA估值的設(shè)備。有些實(shí)施例可包括多個(gè)相關(guān)器。在有些實(shí)施例中，諸相關(guān)器可相互并聯(lián)安置。
本發(fā)明的有些實(shí)施例可以包括在通信網(wǎng)中估算通信序列在某一接收機(jī)的TOA的電路，而該電路可以包括載波跟蹤電路、計(jì)時(shí)環(huán)路。載波跟蹤電路可用來(lái)調(diào)節(jié)接收無(wú)線電信號(hào)的接收機(jī)的振蕩頻率。
該電路可以包括修整碼相關(guān)器，后者可將擴(kuò)頻通信序列(如直接擴(kuò)頻通信序列)譯碼成一連串譯碼的二進(jìn)制碼元。修整碼相關(guān)器可以用一相關(guān)函數(shù)譯碼該通信序列。相關(guān)函數(shù)可以包括一與通信序列的修整碼匹配的碼元序列。修整碼相關(guān)器可工作于載波跟蹤電路輸出的信號(hào)。修整碼相關(guān)器的輸出可以反饋給載波跟蹤電路用于跟蹤電路控制。
該電路還可包括時(shí)間標(biāo)記電路，后者可用相關(guān)函數(shù)與通信序列一起產(chǎn)生相關(guān)信號(hào)。時(shí)間標(biāo)記電路可用相關(guān)信號(hào)估算通信序列的到達(dá)時(shí)間。時(shí)間標(biāo)記電路可包括將多路徑相關(guān)信號(hào)分量與視線相關(guān)信號(hào)分量分開(kāi)的電路。時(shí)間標(biāo)記電路可工作于載波跟蹤電路的輸出。
該電路還可包括一接收機(jī)接口，后者可以是一種MAC接口。在有些實(shí)施例中，載波跟蹤電路、修整碼相關(guān)器和接收機(jī)接口可以串聯(lián)起來(lái)。在有些實(shí)施例中，時(shí)間標(biāo)記電路可接收載波跟蹤電路與相關(guān)器二者的輸出。跟蹤電路的輸出可經(jīng)相關(guān)器旁路提供給時(shí)間標(biāo)記電路。在有些實(shí)施例中，跟蹤電路輸出可與相關(guān)器輸出一起用來(lái)檢測(cè)用于TOA估算的通信序列中諸序列。時(shí)間標(biāo)記電路的輸出可接至接收機(jī)接口與網(wǎng)資源通信。
有些實(shí)施例還可包括與相關(guān)器電路的輸出相接的譯碼器電路。該譯碼器電路可譯碼相關(guān)電路輸出，從而例如以低數(shù)據(jù)通信速率產(chǎn)生一連串二進(jìn)制信息碼元。譯碼器電路可接至載波跟蹤信號(hào)的輸出。譯碼器可譯碼跟蹤電路的輸出，例如以高數(shù)據(jù)通信速率產(chǎn)生一連串二進(jìn)制信息碼元。
有些實(shí)施例可包括一解擾器電路，該電路可接收譯碼信號(hào)并對(duì)接收機(jī)接口輸出解擾信號(hào)。
本發(fā)明可以包括用網(wǎng)資源識(shí)別無(wú)線器材位置的設(shè)備和/或方法，網(wǎng)資源配置成對(duì)該器材廣播的通信序列作時(shí)間標(biāo)記。在有些實(shí)施例中，時(shí)間標(biāo)記網(wǎng)資源可以包括TOA估算裝置。
在有些實(shí)施例中，可用TOA估算裝置估算無(wú)線器材廣播的通信序列的TOA。該TOA可用一選擇的相關(guān)函數(shù)估算。然后用第二TOA估算裝置估算同一通信序列的TOA。
兩個(gè)TOA的到達(dá)時(shí)差(TDOA)可用來(lái)限定一組可能從其發(fā)射通信序列的位置。在2000年11月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?0/248,357中，描述了用到達(dá)時(shí)差識(shí)別無(wú)線器材位置的技術(shù)，該申請(qǐng)內(nèi)容通過(guò)整個(gè)引用包括在此。該組可以是一條雙曲線。在有些實(shí)施例中，各TOA估算裝置可以有一個(gè)用于量化TOA的內(nèi)部時(shí)鐘或計(jì)數(shù)器?？梢园诰W(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置里的時(shí)鐘經(jīng)同步或校準(zhǔn)，可以計(jì)算根據(jù)不同TOA估算裝置得到的TOA導(dǎo)出的TDOA。
這里可將第一對(duì)TOA估算裝置產(chǎn)生的TDOA稱為第一TDOA，把對(duì)應(yīng)于第一TDOA的一組可能位置稱為第一求解組。為識(shí)別該器材的位置，可以把附加位置信息與第一求解組一起使用。在有些實(shí)施例中，為保證在TOA估算裝置獲取位置識(shí)別信息期間只出現(xiàn)器材位置很小的變化，應(yīng)充分迅速地獲得附加位置信息。
附加位置信息可以包括例如至少一個(gè)附加TDOA求解組，該求解組可以定義與第一雙曲線相交的第二雙曲線。該附加TDOA求解組可從與第一對(duì)TOA估算裝置不同的TOA估算裝置導(dǎo)出，也可從第一對(duì)中一個(gè)TOA和不包含在第一對(duì)里的TOA估算裝置的一個(gè)TOA導(dǎo)出?？梢允褂迷S多附加TDOA求解組?？梢园言撈鞑奈恢玫纳矸荻x為最可能或最精密估算的兩求解組的交點(diǎn)。在有些實(shí)施例中，器材位置可用交點(diǎn)的最小平方估值識(shí)別。在有些實(shí)施例中，器材位置可用交點(diǎn)的最大似然估算量識(shí)別。
附加位置信息可以包括與原始TOA估算裝置對(duì)外部的TOA估算裝置的距離(或范圍)估值。當(dāng)發(fā)送與接收時(shí)間都已知時(shí)，可通過(guò)從移動(dòng)器材接收通信序列來(lái)測(cè)定范圍。范圍也可以這樣測(cè)定，即從該TOA估算裝置向移動(dòng)器材發(fā)射一信號(hào)，接收來(lái)自該移動(dòng)器材的“回波”信號(hào)，并用往返傳播時(shí)間計(jì)算該范圍。如在802.11通信網(wǎng)中，回波信號(hào)可以是一個(gè)802.11確認(rèn)幀(ACK)。在有些實(shí)施例中，為了提供精密的往返傳播時(shí)間估值，可以精密地控制發(fā)射信號(hào)接收與回波信號(hào)廣播之間的延遲。范圍還可通過(guò)接收來(lái)自無(wú)線器材的通信信號(hào)并用信號(hào)強(qiáng)度衰減估算范圍來(lái)確定。范圍可用任何其它合適的方式來(lái)測(cè)定。
附加位置信息可以包括對(duì)移動(dòng)器材位置的物理、地理或幾何學(xué)上的限制。例如，第一TDOA可能通過(guò)網(wǎng)的若干扇區(qū)，若已知該移動(dòng)器材不在一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)里，就可排除將這些扇區(qū)作為可能的地址，可用其余扇區(qū)識(shí)別器材位置。
在本發(fā)明的有些實(shí)施例中，可以把TDOA定義為指定一對(duì)TOA估算裝置的TOA之間多個(gè)差值的平均值。例如，第一TOA估算裝置可從某個(gè)移動(dòng)器材接收一通信序列，該裝置可產(chǎn)生三個(gè)不同的TOA，而第二TOA估算裝置也可從該移動(dòng)器材接收該通信序列并產(chǎn)生三個(gè)相應(yīng)的TOA。通過(guò)計(jì)算這三對(duì)相應(yīng)的TOA的差值，可產(chǎn)生三個(gè)TDOA，然后對(duì)這三個(gè)TDOA求均，并定義為一有效TDOA。通過(guò)對(duì)該通信序列重復(fù)應(yīng)用同一個(gè)相關(guān)函數(shù)、應(yīng)用不同的連續(xù)相關(guān)函數(shù)、應(yīng)用產(chǎn)生多個(gè)TOA估算量的單一相關(guān)函數(shù)(見(jiàn)下述)，或通過(guò)任何其它合適的方法，各TOA估算裝置可產(chǎn)生連續(xù)的TOA。
在有些實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)一接收的通信序列產(chǎn)生多個(gè)TDOA時(shí)(如當(dāng)多個(gè)獨(dú)立的TOA估算裝置對(duì)接收該通信序列時(shí))，可能必須求出兩個(gè)以上求解組的交點(diǎn)。當(dāng)求解組多于兩個(gè)時(shí)，可應(yīng)用最小平方、最大似然或任何其它適合估算該位置最可能身份的方法來(lái)測(cè)定器材位置。
當(dāng)有兩個(gè)以上求解組時(shí)，必須舍棄其中的一組或多組。如在有些實(shí)施例中，若與下面的TOA數(shù)據(jù)有關(guān)的噪聲高于預(yù)定閥值，就舍棄噪聲求解組。有些實(shí)施例可能舍棄相對(duì)于對(duì)同一通信序列導(dǎo)出的其它求解組呈“界外”的求解組。在用最大似然估值測(cè)定位置身份的實(shí)施例中，可按該求解組中的噪聲量對(duì)各求解組加權(quán)。這種方法相對(duì)于較少噪聲的TDOA求解組，可以忽視較多噪聲的TDOA求解組。
本發(fā)明的有些實(shí)施例包括使網(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置時(shí)鐘同步的計(jì)時(shí)電纜。在有些實(shí)施例中，該電纜可提供高頻正弦波。其中有些實(shí)施例，電纜可提供高頻方波。同步信號(hào)由網(wǎng)資源產(chǎn)生，TOA估算裝置例如可利用鎖相環(huán)路使同步信號(hào)加倍。在TOA估算裝置中，該信號(hào)可以放大、濾波、整波或以任何其它合適方法處理。該信號(hào)可處理成產(chǎn)生配置成驅(qū)動(dòng)數(shù)字計(jì)數(shù)器的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字計(jì)數(shù)器可起到通信網(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置的TOA時(shí)鐘的作用。
在有些實(shí)施例中，通過(guò)定期調(diào)制同步信號(hào)，可使網(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置時(shí)鐘同步。定期調(diào)制可用作全局時(shí)鐘復(fù)位。TOA估算裝置里的解調(diào)器可用于檢測(cè)定期調(diào)制，該解調(diào)器還可使數(shù)字計(jì)數(shù)器復(fù)位。在有些實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)選定數(shù)量的循環(huán)或脈沖除去信號(hào)里的高頻分量而實(shí)現(xiàn)定期調(diào)制?？捎脮和r(shí)間大于單個(gè)脈沖的可再觸發(fā)單脈沖(one-shot)檢測(cè)丟失的脈沖并產(chǎn)生時(shí)鐘復(fù)位。TOA估算裝置可包括一大型計(jì)數(shù)器，如具有多達(dá)32位。有些實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器可以超過(guò)32位。
本發(fā)明的有些實(shí)施例包括一校正過(guò)程，可補(bǔ)償與個(gè)別TOA估算裝置相關(guān)的不同的固定延遲。這類延遲包括但不限于接收機(jī)與電纜中的延遲。延遲可以量化，并被用于調(diào)節(jié)用TOA估算裝置產(chǎn)生的TOA估值算出的無(wú)線器材位置的估值。在有些實(shí)施例中，可將延遲存入存儲(chǔ)器里。
符合本發(fā)明原理的諸示例實(shí)施例示于圖1～24。
圖1示出的示例TOA估算裝置100，包括接收機(jī)110和處理器120。TOA估算裝置100包括一發(fā)射機(jī)，向諸如器材130的無(wú)線器材發(fā)射信號(hào)。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置100可以是無(wú)線網(wǎng)接入點(diǎn)或它的一部分，如802.11兼容接入點(diǎn)或任何其它合適的接入點(diǎn)。在有些實(shí)施例中，裝置100可能不包括發(fā)射機(jī)等通常與接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的元件。接收機(jī)110可接收來(lái)自130等無(wú)線器材的通信信號(hào)112。無(wú)線器材130可能是移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、手持個(gè)人計(jì)算機(jī)、汽車個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、蜂窩電話、蜂窩電話/PDA組合裝置、無(wú)線標(biāo)記、無(wú)線購(gòu)物設(shè)備、無(wú)線商品清單設(shè)備或任何其它適合發(fā)射無(wú)線通信信號(hào)的裝置。無(wú)線器材130經(jīng)電信系統(tǒng)發(fā)射通信信號(hào)。
接收機(jī)110包括對(duì)來(lái)自無(wú)線器材130的通信信號(hào)112作接收、解調(diào)與譯碼所需的任何硬件、固件或軟件。在有些實(shí)施例中，可把信號(hào)處理任務(wù)分布或分擔(dān)在接收機(jī)110與處理器120之間。例如接收機(jī)110解調(diào)通信信號(hào)112，處理器120執(zhí)行譯碼與TOA分析任務(wù)。在有些實(shí)施例中，處理器120接收來(lái)自接收機(jī)110的通信信號(hào)112，對(duì)該信號(hào)解調(diào)，并用合適的信號(hào)處理和/或分析硬件或軟件執(zhí)行TOA分析任務(wù)。在有些實(shí)施例中，則把接收機(jī)110和處理器120的任務(wù)匯集于單個(gè)元件(如在接入點(diǎn)中)。
處理器120可與例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、手持個(gè)人計(jì)算機(jī)、汽車個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、蜂窩電話、蜂窩電話/PDA組合裝置、機(jī)頂盒、便攜計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)服務(wù)器、網(wǎng)服務(wù)器、薄(thin)服務(wù)器或任何其它適合處理通信信號(hào)或支持信號(hào)分析工具的裝置相關(guān)聯(lián)。
用戶140可通過(guò)任何合適的有線或無(wú)線裝置與系統(tǒng)100通信。在系統(tǒng)100的有些實(shí)施例中，用戶140通過(guò)鍵區(qū)、鍵盤、觸摸鍵或任何其它合適的接口與處理器120發(fā)生互作用。用戶140可以是客戶機(jī)或主處理器。
圖2示出示例的TOA估算裝置200，其功能類似于TOA估算裝置100。裝置200可以包括天線210。天線210可接收來(lái)自無(wú)線器材的無(wú)線信號(hào)。在有些實(shí)施例中，天線210可向無(wú)線器材發(fā)射無(wú)線信號(hào)。在有些實(shí)施例中，裝置200可通過(guò)有線媒體向用戶傳送TOA估算信息。在有些實(shí)施例中，裝置200可通過(guò)無(wú)線媒體線用戶傳送TOA估算信息。在有些實(shí)施例中，裝置200不包括傳輸功能。
在有些實(shí)施例中，可與無(wú)線電模塊230和/或高分辨度計(jì)時(shí)模塊240交互作用的中央處理單元220，可以解調(diào)天線210接收的信號(hào)，對(duì)該信號(hào)譯碼，執(zhí)行串行或并行相關(guān)任務(wù)和混合串并行相關(guān)任務(wù)，并提供必要的緩沖、數(shù)據(jù)操作與數(shù)據(jù)格式化，以產(chǎn)生或輸出系統(tǒng)200接收的通信序列的TOA估值。處理單元220可使用任一合適的信號(hào)處理和/或分析硬件或軟件。
在本發(fā)明的有些實(shí)施例中，無(wú)線電模塊230可向計(jì)時(shí)模塊240分別提供同相與正交無(wú)線電信號(hào)分量I與Q，計(jì)時(shí)模塊240可以是高分辨度計(jì)時(shí)模塊。無(wú)線電模塊230向計(jì)時(shí)模塊240提供輔助信號(hào)，如可以提供RSSI信號(hào)(如用于測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度)、MD-RDY信號(hào)(如使數(shù)據(jù)成幀)、RXCLK信號(hào)(如對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)時(shí))和RXD信號(hào)(如傳輸收到的數(shù)據(jù))。
在有些實(shí)施例中，計(jì)時(shí)模塊240可包括數(shù)據(jù)采集模塊241、RSSI A/D模塊242、計(jì)時(shí)器模塊243、器材ID分析程序模塊244、配置寄存器245、相關(guān)模塊246和任何其它合適的模塊。數(shù)據(jù)采集模塊241可從信號(hào)I與Q中獲得通信序列，并把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。計(jì)時(shí)器模塊243包括振蕩器與計(jì)數(shù)器，提供對(duì)系統(tǒng)200收到的通信信號(hào)作時(shí)間標(biāo)記的時(shí)間基準(zhǔn)，可對(duì)無(wú)線電模塊230發(fā)射的信號(hào)作用時(shí)間標(biāo)記。發(fā)射信號(hào)的時(shí)間標(biāo)記可與接收信號(hào)的TOA一起用于估算信號(hào)在TOA估算裝置200與無(wú)線器材之間的往返傳播時(shí)間。計(jì)時(shí)器模塊243可以與網(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置里的其它計(jì)時(shí)器模塊同步，從而可算出不同TOA估算裝置收到的兩個(gè)TOA的差值。在有些實(shí)施例中，計(jì)時(shí)器模塊可從網(wǎng)資源接收同步信號(hào)。例如，可以提供器材ID分析程序模塊244，分析可能存在于收到的通信序列里的無(wú)線器材識(shí)別信息(如MAC地址)。分析程序模塊244可以包括分析識(shí)別信息的數(shù)據(jù)濾波器?？梢蕴峁┡渲眉拇嫫?45。例如，可用配置寄存器245存貯無(wú)線器材識(shí)別信息，以便有選擇地作時(shí)間標(biāo)記(如上所述)。提供的相關(guān)器模塊246，可通過(guò)對(duì)通信序列應(yīng)用相關(guān)函數(shù)而產(chǎn)生TOA估值。相關(guān)器模塊246可包括多路徑處理元件。
在有些實(shí)施例中，計(jì)時(shí)模塊240可向中央處理單元220提供器材ID、TOA估值、I/Q數(shù)據(jù)、RSSI或任何其它合適的信息。單元220可處理從計(jì)時(shí)單元240收到的信息，并通過(guò)無(wú)線或有線裝置向其它網(wǎng)資源提供信息，如器材ID、TOA估值、I/Q數(shù)據(jù)、RSSI、信號(hào)強(qiáng)度、往返傳播時(shí)間、到無(wú)線器材的距離或任何其它合適的信息。單元220可向集中器材位置識(shí)別處理器提供器材ID與TOA，用于計(jì)算TDOA。
圖3示出集成在通信網(wǎng)310中的TOA估算裝置300，它類似于TOA估算裝置100與200。通信網(wǎng)310由網(wǎng)服務(wù)器320支持，它可以是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、市域網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、備用網(wǎng)、任何其它類型通信網(wǎng)或任何無(wú)線或部分無(wú)線形式的此類網(wǎng)。網(wǎng)服務(wù)器320可與因特網(wǎng)330或任何其它電子通信網(wǎng)通信。網(wǎng)310可包括有線器材340。這里把TOA估算裝置300、服務(wù)器320、因特網(wǎng)330、有線器材340與無(wú)線器材350等特征稱為網(wǎng)資源。有線器材340可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、手持個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助手、機(jī)頂盒、便攜計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)服務(wù)器、LAN服務(wù)器、薄服務(wù)器或任何其它合適的處理裝置。一個(gè)或多個(gè)TOA估算裝置300可以估算從350等無(wú)線器材收到的信號(hào)的TOA。網(wǎng)服務(wù)器320、有線器材340之一、TOA估算裝置300之一或任何其它合適的網(wǎng)資源，都可產(chǎn)生同步信號(hào)使TOA估算裝置300里的時(shí)鐘同步。
圖4示出示例步驟的一般流程圖，可以涉及本發(fā)明與通信網(wǎng)內(nèi)無(wú)線器材位置識(shí)別相關(guān)的某些實(shí)施例。圖4的步驟僅作為示例，可以任意合適的順序執(zhí)行。實(shí)踐時(shí)，還有附加步驟或可以刪除某些步驟。圖4的某些步驟涉及接收無(wú)線信號(hào)，有些步驟涉及發(fā)射無(wú)線信號(hào)，而有些步驟涉及處理信號(hào)。各種步驟可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，包括圖1中系統(tǒng)100、圖2中系統(tǒng)200和圖3中系統(tǒng)310中的某些或全部單元。
在步驟410，某一TOA估算裝置或一組TOA估算裝置從無(wú)線器材接收至少一條通信序列。在有些實(shí)施例中，通信序列由工作于不同頻率的TOA估算裝置接收。在步驟420，對(duì)一條或多條通信序列作時(shí)間標(biāo)記。在有些實(shí)施例中，可在TOA估算裝置內(nèi)就地作時(shí)間標(biāo)記。在步驟422，中央處理器收集來(lái)自網(wǎng)內(nèi)TOA估算裝置的TOA估值，并計(jì)算成對(duì)TOA的TDOA。在步驟424，可用TDOA產(chǎn)生無(wú)線器材TDOA求解組，用于識(shí)別無(wú)線器材位置(如應(yīng)用雙曲三邊測(cè)量)。
在步驟426，可將TOA與測(cè)距信號(hào)的廣播時(shí)間(下簡(jiǎn)稱TOB)一起用來(lái)估算TOA估算裝置與無(wú)線器材之間的距離。如可用TOB、TOA和信號(hào)處理中涉及到的任何延遲來(lái)計(jì)算信號(hào)往返傳播時(shí)間。應(yīng)用信號(hào)的傳播速度，可估算該距離。
在有些實(shí)施例中，可在步驟430估算收到的通信序列的信號(hào)強(qiáng)度。在其中的一些實(shí)施例中，可在TOA估算裝置中就地估算信號(hào)強(qiáng)度。在有些實(shí)施例中，可將接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度與無(wú)線器材發(fā)射機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度一起用來(lái)計(jì)算信號(hào)衰減。在步驟426，用信號(hào)強(qiáng)度或衰減估算無(wú)線器材與TOA估算裝置的距離。在步驟428，例如應(yīng)用三角測(cè)量法，用離已知位置的不同接收機(jī)的距離估值來(lái)識(shí)別無(wú)線器材位置。
在步驟440，可用通信序列載波信號(hào)相位估算通信序列到達(dá)TOA估算裝置的角度(下稱AOA)。當(dāng)?shù)弥獊?lái)自無(wú)線器材的一個(gè)或多個(gè)通信序列的一個(gè)以上AOA時(shí)，就可用兩個(gè)或更多載波信號(hào)傳播方向矢量的交點(diǎn)識(shí)別無(wú)線器材位置。
在有些實(shí)施例中，可用TDOA求解組、無(wú)線器材與TOA估算裝置的距離、載波信號(hào)傳播方向的任何組合或子集合的混合方法識(shí)別無(wú)線器材位置。
圖5示出的示例蜂窩無(wú)線通信網(wǎng)500的結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用頻率復(fù)用法識(shí)別無(wú)線器材位置。網(wǎng)500可以包括圖3中網(wǎng)310的某些或全部單元。網(wǎng)500具有工作于選定頻率的許多小區(qū)，網(wǎng)500諸小區(qū)內(nèi)示出的頻率是主工作頻率(如“指定”的頻率)。在有些實(shí)施例中，TOA估算裝置可以工作于至少一個(gè)不同于主頻率的頻率。各小區(qū)擁有一個(gè)或多個(gè)接收裝置或接入點(diǎn)。在有些實(shí)施例中，各小區(qū)可擁有一個(gè)或多個(gè)如100的TOA估算裝置。網(wǎng)500有三種主工作頻率f1、f2和f3，但本發(fā)明可以包括主工作頻率更多或更少的網(wǎng)。位于f3小區(qū)內(nèi)的無(wú)線器材520在工作于頻率f1、f2和f3的鄰近接收裝置范圍內(nèi)。若這三個(gè)工作頻率之一被其它通信業(yè)務(wù)“占用”，則無(wú)線器材520可試用另兩個(gè)頻率中的至少一個(gè)頻率通信。
在有些實(shí)施例中，每個(gè)小區(qū)的TOA估算裝置可以配置成主要在指定給該小區(qū)的工作頻率上發(fā)射與接收。例如，若無(wú)線器材520在f1上播發(fā)通信序列，位于小區(qū)D、E與B內(nèi)的諸TOA估算裝置就可接收該通信序列并對(duì)該通信序列作時(shí)間標(biāo)記。在本發(fā)明有些實(shí)施例中，無(wú)線器材520可在至少一個(gè)附加頻率上播發(fā)通信序列，而在其它(如更近的)TOA估算裝置處作時(shí)間標(biāo)記。例如，無(wú)線器材520可以第一次以頻率f1、第二次以頻率f2和第三次以頻率f3播發(fā)該通信序列，從而讓鄰近小區(qū)A、B、C里的裝置對(duì)該通信序列作時(shí)間標(biāo)記。在有些實(shí)施例中，無(wú)線器材520可在多個(gè)頻率上用平行的發(fā)射機(jī)同時(shí)播發(fā)通信序列。在有些實(shí)施例中，無(wú)線器材520可在多個(gè)頻率上連續(xù)播發(fā)通信序列。
在有些實(shí)施例中，可將一小區(qū)里的TOA估算裝置配置成從基頻切換到二次、三次或不同的頻率?？蓪⑿^(qū)的TOA估算裝置從一個(gè)頻率切換到另一頻率，以便接收來(lái)自無(wú)線器材的通信序列并作時(shí)間標(biāo)記，而該無(wú)線器材配置成例如以單一頻率(這里稱為“目標(biāo)”頻率)廣播。在有些實(shí)施例中，可將網(wǎng)內(nèi)部分或全部TOA估算裝置配置成幾乎同時(shí)切換到目標(biāo)頻率，以便接收通信序列作時(shí)間標(biāo)記。
圖6～9示出示例步驟的一般流程圖，在用頻率復(fù)用法識(shí)別通信網(wǎng)內(nèi)某一無(wú)線器材位置時(shí)，會(huì)涉及到這些步驟。圖6～9的步驟僅作示例，可用任何合適的順序執(zhí)行。實(shí)踐中，可以增加一些步驟或刪除某些步驟。圖6的某些步驟可能涉及用無(wú)線器材產(chǎn)生和/或發(fā)射無(wú)線信號(hào)，并可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行。例如，圖6的某些或全部步驟可用諸如圖1中無(wú)線器材130的無(wú)線器材執(zhí)行。圖7～9中涉及接收無(wú)線信號(hào)或處理信號(hào)的某些步驟，可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，包括圖1中系統(tǒng)100、圖2中系統(tǒng)200、圖3中網(wǎng)310和圖5中網(wǎng)500的部分或全部單元。
在圖6的步驟610，無(wú)線器材在播發(fā)供通信網(wǎng)中接收裝置用于時(shí)間標(biāo)記的信號(hào)之前，可以等候一段選定的時(shí)間周期。該網(wǎng)可以類似于圖3的網(wǎng)310或圖5的網(wǎng)500。在涉及諸如網(wǎng)500的多頻蜂窩網(wǎng)的實(shí)施例中，在選擇的時(shí)間周期結(jié)束時(shí)，無(wú)線器材可以頻率f1播發(fā)通信序列(步驟620)。在步驟630，無(wú)線器材發(fā)射機(jī)可以切換到頻率f2并播發(fā)通信序列。在步驟640，無(wú)線器材發(fā)射機(jī)可切換到頻率f3并播發(fā)通信序列。
在有些實(shí)施例中，無(wú)線器材發(fā)射機(jī)可切換到附加頻率，如步驟640中的f2+n所示，該頻率對(duì)應(yīng)于通信網(wǎng)中有效的工作頻率。在有些實(shí)施例中，在不同頻率上播發(fā)的通信序列幾乎一樣。在有些實(shí)施例中，在不同頻率上播發(fā)的通信序列可能不同。
圖7示出可應(yīng)用于頻率復(fù)用方案的示例步驟，其中可用工作于指定給該組的某一頻率的各成組TOA估算裝置識(shí)別通信網(wǎng)內(nèi)無(wú)線器材的位置。為便于圖示，把網(wǎng)分成三組TOA估算裝置(組I～組III)。在有些實(shí)施例中，網(wǎng)可分成更少幾組，或分成更多幾組。在步驟700，網(wǎng)用組I裝置接收無(wú)線器材以頻率f1播發(fā)的通信序列。在步驟705，組I裝置對(duì)通信序列作時(shí)間標(biāo)記。在步驟710，網(wǎng)處理器計(jì)算組I中估算的成對(duì)TOA的TDOA。在步驟715，對(duì)由組I的TOA導(dǎo)出的每一TDOA產(chǎn)生一求解組，包括一個(gè)或多個(gè)可能的無(wú)線器材位置。
在步驟720，網(wǎng)用組II裝置接收無(wú)線器材以頻率f2播發(fā)的通信序列。步驟725～735的處理與步驟705～715的處理相似，前者涉及組II裝置和以頻率f2接收的通信序列，后者涉及組I裝置和以頻率f1接收的通信序列。在步驟740，網(wǎng)用組III裝置接收無(wú)線器材以頻率f3播發(fā)的通信序列。步驟745～755的處理類似于步驟705～715的處理，前者涉及組III裝置和以頻率f3接收的通信序列，后者涉及組I裝置和以頻率f1接收的通信序列。在步驟760，網(wǎng)處理器應(yīng)用在步驟715、735、755產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)求解組，識(shí)別該無(wú)線器材的位置。若步驟715、735、755共計(jì)只產(chǎn)生一個(gè)求解組，則在識(shí)別無(wú)線器材位置時(shí)要求更多信息。步驟760之后可返回步驟700，開(kāi)始新一輪多頻時(shí)間標(biāo)記。
圖8示出可應(yīng)用于頻率復(fù)用方案的示例步驟，其中可用包含一個(gè)或多個(gè)輔助接收機(jī)的TOA估算裝置識(shí)別通信網(wǎng)內(nèi)無(wú)線器材的位置?？蓪⑤o助接收機(jī)裝在TOA估算裝置里(如除了工作于基頻的主接收機(jī)以外)，以在工作基頻以外的頻率上進(jìn)行信號(hào)接收而不中斷在基頻上的接收。在步驟820，工作于均一頻率的輔助接收機(jī)接收來(lái)自無(wú)線器材的通信序列。在步驟830，各接收機(jī)估算出通信序列的TOA(如利用與各接收機(jī)關(guān)聯(lián)的TOA估算裝置)。在步驟840，由接收機(jī)估算的成對(duì)TOA算出TDOA。在步驟850，對(duì)步驟840導(dǎo)出的各TDOA產(chǎn)生一包括一個(gè)或多個(gè)可能的無(wú)線器材位置的求解組。在步驟860，利用步驟850產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)求解組識(shí)別無(wú)線器材位置。若步驟850只產(chǎn)生一個(gè)求解組，則識(shí)別無(wú)線器材位置要求附加信息。在步驟870，將輔助接收機(jī)切換到新的均一頻率，用可在該新頻率上接收的通信序列重復(fù)無(wú)線器材位置循環(huán)。在本發(fā)明有些實(shí)施例中，可以不裝輔助接收機(jī)。在這些實(shí)施例中，可將諸主接收機(jī)配置成切換到不同的頻率以執(zhí)行步驟820～870。
圖9示出由網(wǎng)執(zhí)行的示例步驟，用于“選聽(tīng)”諸無(wú)線器材。在有些實(shí)施例中，可對(duì)接收自某一無(wú)線器材的通信序列作時(shí)間標(biāo)記，該無(wú)線器材是預(yù)選的一組無(wú)線器材的成員。在步驟910，選擇一個(gè)或多個(gè)無(wú)線器材標(biāo)識(shí)符，這些標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)于希望對(duì)其作位置識(shí)別的無(wú)線器材。在步驟920，存貯選擇的標(biāo)識(shí)符。在步驟930，網(wǎng)接收來(lái)自一無(wú)線器材的通信序列。在步驟940，根據(jù)該通信序列分析器材標(biāo)識(shí)符，以確定發(fā)射無(wú)線器材的身份。在步驟950，把收到的標(biāo)識(shí)符與預(yù)選的標(biāo)識(shí)符作比較，若收到的標(biāo)識(shí)符與預(yù)選的標(biāo)識(shí)符不符，就不出現(xiàn)TOA或位置識(shí)別處理，過(guò)程返回步驟930，網(wǎng)對(duì)可能的位置識(shí)別接收一新的通信序列。若收到的標(biāo)識(shí)符與預(yù)選的標(biāo)識(shí)符相符，可在步驟960估算通信序列TOA。步驟930～960可在網(wǎng)內(nèi)多個(gè)接收裝置上執(zhí)行，所以在步驟960估算多個(gè)分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)接收裝置的TOA。在步驟970，用步驟960得出的TOA估值識(shí)別該無(wú)線器材位置。在有些實(shí)施例中，步驟960與970可能涉及估算和/或處理可用于位置識(shí)別的非TOA量，如步驟960與970可能包括圖4的步驟424、426、428、430、440和442中的一個(gè)或多個(gè)步驟。
圖10示出一示例的無(wú)線標(biāo)記1000的結(jié)構(gòu)，該標(biāo)記可貼到移動(dòng)物品上作位置識(shí)別。天線1010將信號(hào)發(fā)射給通信網(wǎng)的設(shè)備(如圖1的系統(tǒng)100與圖2的系統(tǒng)200)并接收來(lái)自該設(shè)備的信號(hào)。提供的無(wú)線電發(fā)射機(jī)1020產(chǎn)生通信序列用于向網(wǎng)播發(fā)。發(fā)射機(jī)1020可配置成用不同頻率的載波信號(hào)調(diào)制通信序列。在有些實(shí)施例中，可選擇適合無(wú)線器材位置識(shí)別的通信序列。無(wú)線器材識(shí)別信息可包含在某些通信序列中?？刂破?040可裝在標(biāo)記1000中，與無(wú)線電接收機(jī)1030和清晰信道檢測(cè)器1060互作用而檢測(cè)通信信道上存在的射頻業(yè)務(wù)。在有些實(shí)施例中，可以不裝無(wú)線電接收機(jī)1030。在這些實(shí)施例中，用清晰信道檢測(cè)器1060測(cè)定信道是否清晰。清晰信道檢測(cè)器1060可以是一種能量檢測(cè)器。標(biāo)記1000用接收機(jī)1030和檢測(cè)器1060“聽(tīng)”信道上的業(yè)務(wù)，若信道清晰，標(biāo)記1000可在該信道上播發(fā)通信序列。若信道上有業(yè)務(wù)，控制器1040將接收機(jī)1030切換至連續(xù)不同的收聽(tīng)頻率，直到檢出清晰信道。然后，控制器1040把發(fā)射機(jī)1020切換至該清晰信道而播發(fā)通信序列。收發(fā)開(kāi)關(guān)1050受控制器1040控制，可將天線1010切換成與發(fā)射機(jī)1020或接收機(jī)1030通信。
在有些實(shí)施例中，接收機(jī)1030可配置成接收來(lái)自網(wǎng)的信號(hào)，其中包括一播發(fā)通信序列讓該網(wǎng)識(shí)別標(biāo)記位置的指令。標(biāo)記1000由電源1080供電。在有些實(shí)施例中，為減輕電源1080的負(fù)荷，元件組1070配置成工作于小功率。
圖11是示例步驟的一般流程圖，涉及向通信網(wǎng)提供有關(guān)移動(dòng)物件的位置識(shí)別信息。圖11所示步驟僅作示例，可以任何合適的順序執(zhí)行。實(shí)踐中，可以增刪某些步驟。圖11的某些步驟涉及用標(biāo)記產(chǎn)生和/或發(fā)射無(wú)線信號(hào)，可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，如圖11的部分或全部步驟，可用如圖1中無(wú)線器材130的無(wú)線器材(包括圖10的標(biāo)記1000)或任何合適的設(shè)備執(zhí)行。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假定圖11的步驟由1000等標(biāo)記執(zhí)行。
在步驟1110，標(biāo)記保持睡眠模式。在本發(fā)明有些實(shí)施例中，睡眠模式例如可節(jié)省圖10中電源1080的電能?？梢允蔷W(wǎng)發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)可向標(biāo)記發(fā)射喚醒信號(hào)，該信號(hào)是標(biāo)記附近發(fā)射的強(qiáng)RF信號(hào)。在步驟1120，標(biāo)記用檢能器接收喚醒信號(hào)。若在預(yù)定周期結(jié)束時(shí)未收到喚醒信號(hào)，標(biāo)記可配置成在步驟1130自動(dòng)醒來(lái)。在步驟1125，對(duì)收發(fā)電路(如圖10的元件組1070)賦能。若收到了喚醒信號(hào)，在步驟1125對(duì)收發(fā)電路賦能。對(duì)收發(fā)電路賦能后，標(biāo)記確定通信信道是否清晰得可在步驟1140播發(fā)通信序列。在有些實(shí)施例中，用檢能器執(zhí)行步驟1140。圖11的某些步驟可用配置成播發(fā)802.11信號(hào)的標(biāo)記(如類似于圖10中標(biāo)記1000的標(biāo)記)執(zhí)行，但不完全遵循802.11，如標(biāo)記可以不含接收機(jī)。若該信道用于播發(fā)還不夠清晰，則標(biāo)記可在步驟1150激活延遲。步驟1150可包括在返回步驟1140再次檢查信道前，利用補(bǔ)償(back-off)算法提供預(yù)選的延遲。該算法可以是一種遵循802.11的補(bǔ)償算法。在有些實(shí)施例中，步驟1150接著返回步驟1110，使標(biāo)記返回睡眠模式。在有些實(shí)施例中，步驟1140包括在連續(xù)不同的頻率上檢測(cè)業(yè)務(wù)。
在步驟1140檢出一清晰信道時(shí)，標(biāo)記可在步驟1160播發(fā)通信序列。該序列可在步驟1140檢出的清晰信道上播發(fā)。步驟1160播發(fā)的通信序列可包括識(shí)別該標(biāo)記或貼上該標(biāo)記的物件的信息。任何合適的識(shí)別信息都可包含在該通信序列中，如采用不同類型的無(wú)線器材執(zhí)行該步驟。通信序列可以包括位置識(shí)別信息，也可包括與IEEE 802.11通信標(biāo)準(zhǔn)兼容的碼元。
在步驟1170，標(biāo)記可將數(shù)據(jù)上行到網(wǎng)。標(biāo)記可用802.11通信協(xié)議將數(shù)據(jù)上形到網(wǎng)，上行數(shù)據(jù)包括電池狀態(tài)信息、標(biāo)記溫度信息或任何其它合適的信息。在有些實(shí)施例中，標(biāo)記在步驟1180在不同的信道上播發(fā)通信序列。若是這樣，過(guò)程就返到步驟1140，搜索新的清晰信道。若不是這樣，過(guò)程則返回1110，讓標(biāo)記返回睡眠模式。
圖12～20示出的一些原理、方法與設(shè)備，涉及本發(fā)明提供通信序列時(shí)間標(biāo)記的諸實(shí)施例。
可以用一相關(guān)函數(shù)檢測(cè)通信序列中的碼元模型。相關(guān)函數(shù)的局部或全局極值對(duì)應(yīng)于強(qiáng)自相關(guān)特性的碼元模型，具有強(qiáng)自相關(guān)特性的碼元模型可產(chǎn)生一易于觀察與再現(xiàn)的相關(guān)函數(shù)峰值。對(duì)于接收的數(shù)據(jù)信號(hào)，將這種峰值的時(shí)間值用作TOA估值或時(shí)間標(biāo)記。在有些實(shí)施例中，相關(guān)函數(shù)C(τ)可以定義為C(τ)=∫-TTD(t)R(t-τ)dt----(1)]]>
式中t為時(shí)間量度，D(t)代表與時(shí)間相關(guān)的解調(diào)的接收信號(hào)，R(t)代表參照信號(hào)。R(t)對(duì)應(yīng)于D(t)中的碼元模型。-T和T分別是計(jì)算C(τ)(或極值掃描)的時(shí)間間隔的開(kāi)始與結(jié)束。D(t)的TOA估值可定義為使C(τ)擁有一極值的τ值，該極值可以是最大值或最小值。可把對(duì)應(yīng)于C(τ)某一極值的τ值稱為 圖12示出的一例C(τ)用于示例的D(t)與R(t)實(shí)例。該例中，D(t)為通信序列，包括級(jí)聯(lián)的三個(gè)連續(xù)的同等信息碼元，標(biāo)為“+”的各碼元示為PN碼，例如可以是巴克(Barker)碼。雖然把碼元示為PN碼，但是這里討論的原理也適用于PBCC、CCK、OFDM或其它合適的碼元。R(t)可選成對(duì)應(yīng)于D(t)中出現(xiàn)的信息碼元或信息碼元模型。在圖12例中，R(t)與單一重復(fù)信息碼元(“+”)相同。D(t)中每次出現(xiàn)R(t)，C(τ)就有一峰值。分別對(duì)應(yīng)于局部C(τ)峰值C1、C2與C3的任一估算量 與 都可被選作TOA估值。在有些實(shí)施例中，可把D(t)的TOA定義為 與 等估算量的平均值。例如，D(t)的TOA可定義為τ⟨τ^⟩≡1NΣiNτi^----(2)]]>式中 是指定D(t)的N個(gè) 估值的平均值。
圖13的一例D(t)類似于圖12的實(shí)例，但是在圖12中標(biāo)為“-”的第二信息碼元的“極性”反置。(如這里使用的相反“極性”的信息碼元，對(duì)指定的相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生符號(hào)相反的相關(guān)信號(hào)。)C(τ)中對(duì)應(yīng)的第二峰值為負(fù)值。由于C(τ)在指定時(shí)間點(diǎn)的值依賴于t值范圍(即從-T到T)，所以C(τ)對(duì)D(t)的極性變化很敏感，結(jié)果可在C(τ)中觀察到如1300的交叉相關(guān)噪聲。噪聲1300很難將視線信號(hào)分量與多路徑分開(kāi)，因?yàn)樵肼暸c視線分量的幅值可能相近。
圖14示出兩個(gè)示例的C(τ)實(shí)例。形式1400與圖12的一樣，形式1450的峰值相對(duì)形式1400有增大。峰值可用與D(t)中級(jí)聯(lián)的信息碼元相等的參照信號(hào)增大。例如，定義為C′(τ)=∫-TTD(t)R′(t-τ)dt----(3)]]>的相關(guān)函數(shù)C′(τ)可以包含信號(hào)R′(t)。R′(t)可以包含級(jí)聯(lián)的D(t)信息碼元，如R′(t)可以是圖12所示的三個(gè)級(jí)聯(lián)的連續(xù)碼元(各標(biāo)有“+”)。
圖15示出本發(fā)明有些實(shí)施例涉及的示例步驟的一般流程圖，這些步驟僅作示例，可用任何合適的順序執(zhí)行。實(shí)踐中，可以增刪某些步驟。圖15的有些步驟涉及接收無(wú)線信號(hào)，有些步驟涉及處理信號(hào)，各種步驟可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，包括如圖1中接收機(jī)110的接收機(jī)和如包含在圖2中TOA估算裝置200里那些設(shè)備。
為方便起見(jiàn)，以下討論將描述在圖15中被示為由“系統(tǒng)”執(zhí)行的步驟，該“系統(tǒng)”包括適合執(zhí)行這些步驟的任何系統(tǒng)。系統(tǒng)在步驟1510接收數(shù)據(jù)信號(hào)，而該數(shù)據(jù)信號(hào)可接收自如圖1中無(wú)線器材130或圖3中無(wú)線器材350的無(wú)線器材。數(shù)據(jù)信號(hào)在步驟1520解調(diào)后得出解調(diào)信號(hào)。系統(tǒng)在步驟1530對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)緩沖，而緩沖的數(shù)據(jù)可在如下所述檢測(cè)信息序列時(shí)使用。在步驟1540，例如通過(guò)相關(guān)與數(shù)字化，將解調(diào)信號(hào)譯碼為一譯碼二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，該數(shù)據(jù)可在步驟1550緩沖。
在有些實(shí)施例中，在步驟1560分析緩沖的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以檢測(cè)存在的有用的信息碼元模型。在步驟1570，可以評(píng)估C(τ)等相關(guān)函數(shù)，其中包括諸如R(t)的參照信號(hào)。(為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，雖然按圖15～17示出并討論了應(yīng)用C(τ)與R(t)的步驟，但是在將級(jí)聯(lián)的信息碼元選作參照函數(shù)分別取代C(τ)與R′(t)時(shí)，圖15～17及這里描述的范圍包括應(yīng)用C′(τ)與R′(t)的相應(yīng)步驟。)在步驟1575，作相關(guān)信號(hào)質(zhì)量檢查(如對(duì)C(τ))。相關(guān)信號(hào)質(zhì)量可用一客觀量度來(lái)量化，諸如信噪比、峰值或任何其它合適的指標(biāo)。
若相關(guān)信號(hào)C(τ)的質(zhì)量上乘，可在步驟1580使視線信號(hào)分量與多路徑分離。步驟1580可包括前沿檢測(cè)的步驟1585和信道評(píng)估的步驟1590。信道評(píng)估可以包括諸如MUSIC的超分辨度技術(shù)或任何其它合適的信道評(píng)估技術(shù)。
在步驟1580，系統(tǒng)評(píng)估TOA。在有些實(shí)施例中，為測(cè)定 系統(tǒng)使C(τ)最大。系統(tǒng)可將TOA定義為 在可以使C(τ)具有負(fù)值的一些實(shí)施例中，為測(cè)定 系統(tǒng)使C(τ)最小。在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)可把TOA定義為相關(guān)峰值的前沿。如在步驟1590，可將圖15A中的視線峰值1502與多路徑峰值1504(也示于圖15A)分開(kāi)?？砂岩暰€峰值1502的前沿1503定義為通信序列的TOA。由于視線脈沖先于多路徑脈沖收到，所以可以將峰值1502與峰值1504區(qū)分開(kāi)來(lái)。(多路徑信號(hào)比視線信號(hào)具有更長(zhǎng)的傳播路徑。)在有些情況下，視線峰值1502可能與多路徑峰值1504相重疊或合并。在這些情況下，在步驟1585可將合并脈沖的前沿定義為TOA。
圖16示出在圖15的1560等步驟中涉及的示例步驟，這些步驟僅作示例，可用任何合適的順序執(zhí)行。實(shí)踐中，可增刪某些步驟。在步驟1610，系統(tǒng)斷定或確定收到的數(shù)據(jù)信號(hào)為TOA編碼信號(hào)，如無(wú)線器材發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)，可以包括適合TOA估算的預(yù)選通信序列?？蓪㈩A(yù)選的通信序列在數(shù)據(jù)包內(nèi)定位于預(yù)定位置(如在數(shù)據(jù)包第n位開(kāi)始)。在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以配置成檢測(cè)數(shù)據(jù)包內(nèi)的指示符，而TOA估算通信序列位于包內(nèi)的指定位置。預(yù)選的通信序列可以包括PBCC、CCK與OFDM碼元，也可包含PN碼。
當(dāng)系統(tǒng)收到預(yù)選的通信序列時(shí)，在步驟1610后接的步驟1620，可將參照信號(hào)置成等于一個(gè)或多個(gè)CCK碼元、PBCC碼元、OFDM碼元或PN碼的序列。
當(dāng)系統(tǒng)接收到未經(jīng)編碼以做時(shí)間標(biāo)記的數(shù)據(jù)包時(shí)，可在步驟1630按圖示執(zhí)行數(shù)據(jù)信號(hào)監(jiān)視，包括對(duì)存在的適合時(shí)間標(biāo)記的信息碼元模型監(jiān)視數(shù)據(jù)信號(hào)的譯碼型式(如從步驟1550起)。譯碼數(shù)據(jù)的各位對(duì)應(yīng)于諸如圖12與13中D(t)的通信序列中出現(xiàn)的一個(gè)信息碼元。檢測(cè)到位流中合適的模型后，選擇一對(duì)應(yīng)于該模型的參照信號(hào)與解調(diào)信號(hào)相關(guān)，以作時(shí)間標(biāo)記。
例如，緩沖器可存貯N位，每位按N位接收與譯碼的次序?qū)?yīng)于D(t)中某一碼元。這樣，若在位流中檢出一適合時(shí)間標(biāo)記的位序列，系統(tǒng)就可瞄準(zhǔn)緩沖數(shù)據(jù)信號(hào)中對(duì)應(yīng)于位流序列的碼元作時(shí)間標(biāo)記。為明白起見(jiàn)，這里把被瞄準(zhǔn)作時(shí)間標(biāo)記的碼元組記為“M”。當(dāng)M包括一個(gè)以上信息碼元時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)M的子集“P”相關(guān)。P可以是M的中心子集，例如，若M有5個(gè)信息碼元，則系統(tǒng)可配置成選擇一個(gè)與M的P、三個(gè)中心信息碼元(即M的第二、第三與第四碼元)強(qiáng)相關(guān)的參照信號(hào)(R(t)或R′(t))。
在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以不執(zhí)行步驟1610。在其中一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可配置成使參照信號(hào)與通信序列中預(yù)定的一個(gè)或多個(gè)信息碼元相關(guān)。例如，系統(tǒng)可配置成對(duì)通信序列的第一信息碼元應(yīng)用相關(guān)函數(shù)。在另一例中，系統(tǒng)配置成用通信序列中第二至第四信息碼元相關(guān)?？稍谕ㄐ判蛄兄羞x擇任何一個(gè)或多個(gè)合適的碼元與參照信號(hào)相關(guān)。
圖17示出在圖16的步驟1630中可能涉及的實(shí)例N、D(t)與P以及在圖16的步驟1640中可能涉及的相應(yīng)實(shí)例R(t)。(為說(shuō)明起見(jiàn)，R(t)指單個(gè)連續(xù)的參照信號(hào)，如公式3中用R′(t)表示的信號(hào)。)
圖17中的實(shí)例1～5都包括一大小N為12位的緩沖器，用于保存一段譯碼的數(shù)據(jù)信號(hào)D(t)。D(t)中每個(gè)碼元由“+”或“-”表示，分別指正極性碼元或負(fù)極性碼元(符合圖12與13的習(xí)慣用法)。M是可能出現(xiàn)于D(t)中一組碼元。P是可能在M中出現(xiàn)的位的子集，目標(biāo)是與參照信號(hào)R(t)相關(guān)。R(t)中各碼元用“+”表示，指示正極性碼元。雖然圖17示出只帶正極性碼元的R(t)，但需要時(shí)R(t)可以包括一個(gè)或多個(gè)負(fù)極性碼元。在一些實(shí)施例中，R(t)可以是一信息碼元序列，與P中出現(xiàn)的信息碼元序列相同。
實(shí)例1只示出隔離的正極性碼元，系統(tǒng)可選擇一單一碼元參照信號(hào)R(t)與單一碼元P相關(guān)。實(shí)例2中，M包括2個(gè)碼元，系統(tǒng)可以選擇單一碼元參照信號(hào)R(t)與M中的單一目標(biāo)碼元P相關(guān)。為了提高TOA估算精度(如在出現(xiàn)多路徑時(shí))，系統(tǒng)可以瞄準(zhǔn)M中的拖尾碼元以降低C(τ)中所得峰值前沿的噪聲(如交叉相關(guān)噪聲)。實(shí)例3中，M包括三個(gè)碼元，系統(tǒng)瞄準(zhǔn)中心碼元P與單碼元R(t)相關(guān)。瞄準(zhǔn)M中的中心碼元子集與碼元比M中的碼元少的R(t)相關(guān)是有利的，這樣可以減少C(t)(或C′(t))中的噪聲。實(shí)例4和5示出瞄準(zhǔn)M中的中心碼元的情況。實(shí)例4中，系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的兩個(gè)碼元(P)位于M中四個(gè)碼元的中央，P可以與含2個(gè)碼元的R(t)相關(guān)。實(shí)例5中，系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的三個(gè)碼元(P)位于M中五個(gè)碼元的中央，P與含三個(gè)碼元的R(t)相關(guān)。
在有些實(shí)施例中，可在查找表中存貯參照信號(hào)R(t)庫(kù)，查找表用一系列可檢測(cè)的序列索引，因而可用檢測(cè)序列選擇可產(chǎn)生優(yōu)化相關(guān)信號(hào)的參照信號(hào)。有些實(shí)施例對(duì)接收數(shù)據(jù)信號(hào)里某指定的檢測(cè)序列，提供按優(yōu)先次序排列可選的R(t)的規(guī)則。選擇合適的R(t)可產(chǎn)生其脈沖含很少或不含交叉相關(guān)噪聲的相關(guān)信號(hào)，如圖14所示。
圖18示出本發(fā)明一些實(shí)施例涉及的示例步驟的一般流程圖，這些步驟僅作示例，可用任何合適的順序執(zhí)行。實(shí)施時(shí)，可增刪某些步驟。圖18的有些步驟涉及接收無(wú)線信號(hào)與處理信號(hào)，這些步驟可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，包括如圖1中接收機(jī)110的接收機(jī)和包含在圖2的TOA估算裝置200里的那些設(shè)備。
為清楚起見(jiàn)，以下將描述圖18所示由“系統(tǒng)”執(zhí)行的步驟，該系統(tǒng)包括任何合適執(zhí)行這些步驟的系統(tǒng)。在步驟1810，系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)信號(hào)，該信號(hào)可以接收自圖1的無(wú)線器材130或圖3的無(wú)線器材350等無(wú)線器材。數(shù)據(jù)信號(hào)在步驟1812解調(diào)，得到解調(diào)信號(hào)，該解調(diào)信號(hào)類似于參照?qǐng)D15描述的信號(hào)。解調(diào)信號(hào)可以分裂以在步驟1814作平行處理，包括平行相關(guān)或任何其它合適的處理、濾波或緩沖步驟。
在步驟1820、1822、1824、1826和1828，可將對(duì)應(yīng)于公式(1)或(3)中D(t)的解調(diào)信號(hào)同時(shí)饋給多個(gè)相關(guān)器。步驟1822、1824和1826允許同時(shí)執(zhí)行1碼元、2碼元與3碼元相關(guān)。步驟1822的相關(guān)可以使用對(duì)應(yīng)于公式(1)中R(t)的參照信號(hào)。步驟1824～1828的相關(guān)可以使用對(duì)應(yīng)于公式(3)中R′(t)的參照信號(hào)，因?yàn)椴襟E1824～1828涉及連續(xù)的參照信號(hào)。涉及到比步驟1822～1826中更長(zhǎng)的信息碼元序列的相關(guān)，可在步驟1828中與步驟1822～1826中的部分或全部同時(shí)執(zhí)行。在1822～1828的任何步驟中，系統(tǒng)存貯數(shù)量足夠的碼元，允許用以上結(jié)合圖17定義的一組目標(biāo)碼元M或目標(biāo)碼元子集P作相關(guān)。
利用步驟1820和1830，系統(tǒng)檢測(cè)解調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)里的序列。在步驟1820，系統(tǒng)使用例如1碼元相關(guān)器譯碼該解調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)。譯碼相關(guān)器可以與步驟1822中使用的1碼元相關(guān)器相似或相同。由于解調(diào)數(shù)據(jù)流在步驟1820通過(guò)譯碼器，可以把得到的位存入緩沖器在步驟1830作序列檢測(cè)。在檢測(cè)出某一序列后，在步驟1840，根據(jù)已知與檢出的序列強(qiáng)相關(guān)的參照信號(hào)，可選擇一相關(guān)信號(hào)(如在步驟1822～1828產(chǎn)生的)。步驟1832～1838是多路徑處理步驟(圖18的“MPP”)，可用于分別從步驟1822～1828中產(chǎn)生的相關(guān)信號(hào)里濾出多路徑信號(hào)。
在步驟1850，系統(tǒng)通過(guò)使選擇的相關(guān)函數(shù)最大，可將TOA估值定義為估算量，如 在有些實(shí)施例中，則以要求估算量 最小的方式定義該相關(guān)函數(shù)。
在有些實(shí)施例中，系統(tǒng)在步驟1832～1838中用前沿檢測(cè)、信道估算及其組合方式定義TOA估值。(上面特地參照了圖15與15A討論了前沿檢測(cè)與信道估算。)在這些實(shí)施例中，步驟1840涉及從步驟1832～1838的結(jié)果中選擇TOA估值。在這些實(shí)施例中，無(wú)須在步驟1850確定諸如 的TOA估算量，以確定TOA估值。
圖19示出的示例緩沖器1900(用于譯碼數(shù)據(jù))、1922(用于信息碼元)和1932(用于信息碼元)，可用于執(zhí)行圖18的某些步驟。解調(diào)信號(hào)1902可以傳給譯碼器1904、相關(guān)器1920和相關(guān)器1930。譯碼器1904把輸出1906傳給序列檢測(cè)器1907中的緩沖器1900，用于檢測(cè)如1908的模型。在該示例實(shí)例中，模型1908包括五個(gè)連續(xù)相同的位，包括初始位1909和最后位1910。位1911的值與模型1908中位的值不同，可以作為模型1908結(jié)束的信號(hào)。分別位于緩沖器1922和1932中一碼元相關(guān)器1920與三碼元相關(guān)器1930，可同時(shí)產(chǎn)生各自的相關(guān)信號(hào)C1與C3。對(duì)于一碼元與三碼元相關(guān)器而言，M1、P1與R1以及M3、P3與R3分別對(duì)應(yīng)于圖17里的M、P與R。
檢測(cè)模型1908可用來(lái)選擇其中一個(gè)相關(guān)器輸出(如C1或C3)用于TOA測(cè)定。在圖19的實(shí)例中，可以選擇C3，因?yàn)轭A(yù)期C3比C1更強(qiáng)，原因在于C3基于三碼元參照信號(hào)(R(t))與處于五碼元子集(M)中心的三碼元子集(P)的相關(guān)。相反地，C1則基于一碼元參照信號(hào)(R1(t))與處于一碼元子集(M)中心的一碼元子集(P)的相關(guān)。
在有些實(shí)施例中，序列檢測(cè)器1907可以配置成改變用于在譯碼器輸出1906中搜索信息序列的判據(jù)，例如，檢測(cè)器1907可編程為搜索五個(gè)連續(xù)同樣碼元的序列。若在分析了預(yù)定數(shù)目的位后(或過(guò)了一段預(yù)定時(shí)間周期后，或是二者)，還未檢出這種序列，譯碼器就自動(dòng)移向搜索更可能找到的一種模型(如較短的模型)。在有些實(shí)施例中，可應(yīng)用各種搜索策略。在有些實(shí)施例中，檢測(cè)器1907具有處理特性和緩沖能力，適于再掃描譯碼器輸出1906的部分或全部以識(shí)別不同的位模型。
圖20示出的示例TOA估算裝置2000，可執(zhí)行圖16與18的部分步驟。無(wú)線電接收機(jī)2010可以類似于圖1的接收機(jī)110，無(wú)線電接收機(jī)2010可以類似于圖2中的中央處理單元220與無(wú)線電模塊230的組合。系統(tǒng)2000的其它元件可以集成入系統(tǒng)100的處理器120、系統(tǒng)200的計(jì)時(shí)模塊240或任何其它合適的信號(hào)處理設(shè)備里。系統(tǒng)2000可與如圖3中網(wǎng)310的通信網(wǎng)通信。
天線2012接收來(lái)自圖1中無(wú)線器材130等無(wú)線器材的在載波信號(hào)上調(diào)制的通信序列，無(wú)線電接收機(jī)2010向載波跟蹤電路2020提供可分別被A/D轉(zhuǎn)換器2014與2016數(shù)字化的基帶同相(I)和正交(Q)信號(hào)。電路2020包括使系統(tǒng)2000時(shí)序與載波信號(hào)同步的載波信號(hào)跟蹤和/或計(jì)時(shí)環(huán)路。跟蹤電路2020可向修整碼相關(guān)器提供同步的通信序列用于譯碼該通信序列。反饋環(huán)路2032向電路2020提供反饋以作跟蹤控制，相關(guān)器2030向譯碼器2050提供相關(guān)信號(hào)。譯碼器2050可對(duì)通過(guò)路徑2035從跟蹤電路2020接收到的高數(shù)據(jù)速率調(diào)制碼元譯碼，高數(shù)據(jù)速率調(diào)制碼元包括PBCC、CCK等802.11數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和任何其它合適的高數(shù)據(jù)速率調(diào)制碼元。解擾器2060可對(duì)譯碼的解調(diào)通信序列解擾。MAC接口2070將解擾的通信序列供給網(wǎng)資源。
電路2020向時(shí)間標(biāo)記電路2040提供同步的通信序列作TOA估算。旁路2022允許電路2040與相關(guān)器2030基本上平行地執(zhí)行任務(wù)。電路2040可以包括一個(gè)或多個(gè)TOA估算相關(guān)器，在有些實(shí)施例中，電路2040可執(zhí)行圖18的數(shù)據(jù)信號(hào)譯碼步驟1820。在有些實(shí)施例中，電路2040可執(zhí)行圖18的步驟，如序列檢測(cè)步驟1830、多位相關(guān)步驟1822～1828、多路徑處理步驟1832～1836、估算器選擇步驟1840、TOA數(shù)據(jù)輸出步驟1850或任何其它適合時(shí)間標(biāo)記的步驟。MAC接口2070可接收來(lái)自電路2040的TOA估值，并向網(wǎng)資源提供TOA估值。
圖21示出的示例網(wǎng)2100，可作無(wú)線器材位置識(shí)別。網(wǎng)2100可以包括多個(gè)TOA估算裝置。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖21只示出三個(gè)TOA估算裝置A(2100)、B(2120)與C(2130)。TOA裝置可與電纜2102作電子通信。某無(wú)線器材可能位于還未被識(shí)別的位置P，它播發(fā)的通信序列可被TOA估算裝置A、B和C接收。可以用指定一對(duì)TOA估算裝置的TDOA產(chǎn)生一可以包含點(diǎn)P的求解組(如上所述)。例如可對(duì)到達(dá)TOA估算裝置B和C的通信序列算出的TDOABC，可以用來(lái)產(chǎn)生由該無(wú)線器材與系統(tǒng)B和C各自的距離差所限定的一條雙曲線，TDOABC與距離差的關(guān)系為TDOABC=1c(rB-rC)----(4)]]>其中c是通信序列的傳播速度，rB是無(wú)線器材與TOA估算裝置B的距離，rC是無(wú)線器材與TOA裝置C的距離。然后，可用量(rB-rC)限定一條包括P或其估值的曲線(如雙曲線)。例如，利用系統(tǒng)對(duì)A與B或系統(tǒng)對(duì)A與C產(chǎn)生的TDOA，可以產(chǎn)生包括P的第二求解組?？梢杂脕?lái)自附加TOA估算裝置(未示出)的TOA估值產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)求解組，用于識(shí)別位置P。
主控時(shí)鐘2104可通過(guò)電纜2102向TOA估算裝置提供同步信號(hào)，該信號(hào)用來(lái)使裝置中的時(shí)鐘、計(jì)時(shí)器或計(jì)數(shù)器同步，并可向TOA估算裝置發(fā)送一復(fù)位脈沖，迫使裝置時(shí)鐘同時(shí)復(fù)位。當(dāng)電纜2102包括電源傳輸線(如以太網(wǎng)直流電源線)時(shí)，可利用該電源線發(fā)射同步信號(hào)。如可將同步信號(hào)加到或電容耦合到直流電源信號(hào)里。當(dāng)電纜2102包括數(shù)據(jù)傳輸線時(shí)，就可利用該數(shù)據(jù)傳輸線發(fā)射同步碼元，如電纜2102可以包括雙絞線(如以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸線)。同步信號(hào)可以重疊在雙絞線傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)上。在TOA估算裝置處，計(jì)時(shí)與數(shù)據(jù)信號(hào)可運(yùn)用濾波、共模抑制及其組合方法分離。不同的TOA估算裝置可以有不同的固定延遲。例如若時(shí)鐘2104與TOA估算裝置之間的電纜長(zhǎng)度不同，或者若各裝置的處理速度不一，即使在同步后，諸裝置產(chǎn)生的TOA可能包括偏差?？蓪?duì)偏差作量化，并在計(jì)算出TDOA之前，TOA估值可自動(dòng)補(bǔ)償。在有些實(shí)施例中，為了向裝置2110～2130播發(fā)無(wú)線同步信號(hào)，可以設(shè)置一信標(biāo)。
圖22和23示出的示例步驟的一般流程圖，涉及本發(fā)明與利用TDOA作無(wú)線器材位置識(shí)別有關(guān)的一些實(shí)施例。圖22和23所示的步驟僅作示例，可用任何合適的順序執(zhí)行，實(shí)施時(shí)可增刪有些步驟。圖22和23的有些步驟涉及接收無(wú)線信號(hào)和處理信號(hào)，這些步驟可用任何合適的設(shè)備執(zhí)行，包括圖1的系統(tǒng)100(包括例如接收機(jī)110)與圖2的系統(tǒng)200。
在步驟2210，供無(wú)線器材位置識(shí)別使用的網(wǎng)TOA估算裝置的時(shí)鐘可以與選擇的網(wǎng)時(shí)間信號(hào)或計(jì)數(shù)器同步。在步驟2220，第一TOA估算裝置接收來(lái)自無(wú)線器材的通信序列并產(chǎn)生TOA1(第一TOA估值)。在步驟2230，將TOA1與網(wǎng)時(shí)間對(duì)照。在步驟2240，第二TOA估算裝置接收該通信序列并產(chǎn)生TOA2(第二TOA估值)，TOA2可在步驟2250與網(wǎng)時(shí)間對(duì)照。在步驟2260，用TOA1與TOA2算出TDOA。然后，在步驟2270產(chǎn)生一組可能的無(wú)線器材位置。步驟2210～2260可以重復(fù)，對(duì)可能的無(wú)線器材位置產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)附加求解組。
圖23的示例步驟可在多個(gè)TOA估算裝置提供多個(gè)TDOA估值時(shí)執(zhí)行。在步驟2310，收集與廣播通信序列共同產(chǎn)生的TOA估值。在步驟2320，把某個(gè)TOA估算裝置指定為參照TOA估算裝置。在步驟2330，將來(lái)自非參照TOA估算裝置的TOA與參照系統(tǒng)產(chǎn)生的TOA一起用來(lái)計(jì)算各非參照系統(tǒng)的TDOA。在有些實(shí)施例中，可指定一個(gè)以上的參照系統(tǒng)。在步驟2340，用每個(gè)TDOA產(chǎn)生一器材位置求解組。在步驟2350，可以廢棄在物理上不合理或不可能(“越限”)的、被噪聲劣化或低劣的求解組。在步驟2360，若在步驟2350作出選擇后保留至少兩個(gè)求解組，就可用剩余的求解組和某種求解估算方法，諸如最小平方估算、最大似然估算、噪聲加權(quán)最大似然估算或任何其它合適的估算方法，作無(wú)線器材位置識(shí)別。若在步驟2350之后留下的求解組不足2個(gè)，過(guò)程便進(jìn)到步驟2370，不識(shí)別任何位置。
圖24示出的示例相關(guān)信號(hào)CA(τ)和CB(τ)，與無(wú)線器材播發(fā)的通信序列相關(guān)。通信信號(hào)可用多個(gè)TOA估算裝置接收，各裝置產(chǎn)生一相關(guān)信號(hào)，如可用諸如圖21中所示A和B的TOA估算裝置分別產(chǎn)生CA(τ)和CB(τ)。CA(τ)和CB(τ)與圖12的C(τ)類似。在圖25中，CA與CB分別取決于時(shí)間變量τA與τB，時(shí)間變量可以分別參照系統(tǒng)A與B中的內(nèi)部時(shí)鐘或計(jì)數(shù)器。這些內(nèi)部時(shí)鐘可以同步，使τA與τB同步并且參照同一標(biāo)準(zhǔn)。CA的峰值CA1、CA2、CA3與CA4例如分別對(duì)應(yīng)于TOA估算量 和 CB的峰值CB1、CB2、CB3和CB4例如分別對(duì)應(yīng)于TOA估算量 和 這些估算量用公式1確定。應(yīng)用成對(duì)的TOA估算量，包括來(lái)自系統(tǒng)A與B二者的估算量，可以產(chǎn)生多個(gè)TDOA。例如圖24的TDOA1可由 和 產(chǎn)生，TDOA2可由 和 產(chǎn)生。盡管圖24示出四個(gè)TDOA，但是有些實(shí)施例可產(chǎn)生四個(gè)以上的TDOA。雖然圖24的TDOA基于諸如 和 的TOA估值，但是有些實(shí)施例可應(yīng)用基于前沿檢測(cè)、信道估值或其組合的TOA估值來(lái)計(jì)算平均TDOA?？砂褕D24的TDOA稱為“一次TDOA”。在有些實(shí)施例中，對(duì)于參照?qǐng)D21～23討論的無(wú)線器材，可用一次TDOA的平均值產(chǎn)生可能器材位置的求解組。
這樣，已經(jīng)提供了在無(wú)線通信網(wǎng)中作無(wú)線器材位置識(shí)別的設(shè)備與方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明可用實(shí)施例之外的方式實(shí)施，而所述實(shí)施例僅作示例不作限制，本發(fā)明只受下列權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種識(shí)別無(wú)線器材位置的設(shè)備，其特征在于包括同步信號(hào)發(fā)生器；和與所述發(fā)生器作電氣通信的至少一個(gè)網(wǎng)資源，所述資源配置成對(duì)802.11通信序列作時(shí)間標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述資源配置成對(duì)802.11數(shù)據(jù)包作時(shí)間標(biāo)記。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述資源配置成對(duì)802.11a數(shù)據(jù)包作時(shí)間標(biāo)記。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述資源配置成對(duì)802.11b數(shù)據(jù)包作時(shí)間標(biāo)記。
5.一種提供通信序列在某一位置到達(dá)時(shí)間估值的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括接收射頻信號(hào)的裝置；和與所述裝置作電子通信的第一電路；其中所述第一電路包括至少一個(gè)相關(guān)器，并且選自a.二碼元相關(guān)器；b.三碼元相關(guān)器；c.四碼元相關(guān)器；d.五碼元相關(guān)器；e.N碼元相關(guān)器，N為大于5的整數(shù)；和f.a～e中至少兩種的組合。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路包括一滑動(dòng)相關(guān)器。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于包括至少兩個(gè)平行安置的相關(guān)器。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述裝置作電子通信的第二電路，所述第二電路配置成對(duì)所述通信序列譯碼。
9.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述第一電路作電子通信的第三電路，所述第三電路配置成在所述相關(guān)器產(chǎn)生的相關(guān)信號(hào)中從視線峰值里分離出多路徑峰值。
10.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述第一電路作電子通信的第四電路，所述第四電路配置成輸出指示所述到達(dá)時(shí)間的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述裝置作電子通信的第五電路，所述第五電路配置成分析所述通信序列中的移動(dòng)發(fā)射裝置標(biāo)識(shí)碼。
12.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置包括與所述裝置作電子通信的天線。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置包括中央處理單元；和天線電模塊，所述單元控制所述模塊，所述模塊與所述天線作電子通信。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊選自a.PCMCIA卡；b.CompactFlashTM卡；和c.小型PCI卡。
15.一種處理無(wú)線電信號(hào)的信號(hào)處理電路，其特征在于包括具有跟蹤電路輸出端的載波跟蹤電路；具有相關(guān)器電路輸出端的修整碼相關(guān)器電路時(shí)間標(biāo)記電路；和接收機(jī)接口；其中所述相關(guān)器電路與所述跟蹤電路和所述接收機(jī)接口作串行電子通信；并且所述時(shí)間標(biāo)記電路接至所述跟蹤電路輸出端、所述相關(guān)器電路輸出端和所述接收機(jī)接口。
16.如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，所述時(shí)間標(biāo)記電路包括一多路徑處理器。
17.如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，還包括與所述相關(guān)器和所述接口作串行電子通信的解擾電路，其中所述解擾電路位于所述相關(guān)器與所述接口之間。
18.如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，還包括一相關(guān)器旁路，所述旁路把所述跟蹤電路接至所述時(shí)間標(biāo)記電路。
19.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)有至少一個(gè)第一接收機(jī)對(duì)和至少一個(gè)第二接收機(jī)對(duì)，所述第一接收機(jī)對(duì)配置成接收第一頻率信號(hào)，所述第二接收機(jī)對(duì)配置成接收第二頻率信號(hào)，其特征在于，所述方法包括以下步驟用所述第一接收機(jī)對(duì)接收來(lái)自所述器材的第一通信序列；用所述第二接收機(jī)對(duì)接收來(lái)自所述器材的第二通信序列；和用第一到達(dá)時(shí)間差與第二到達(dá)時(shí)間差識(shí)別所述位置，所述第一到達(dá)時(shí)間差對(duì)應(yīng)于所述第一接收機(jī)對(duì)，所述第二到達(dá)時(shí)間差對(duì)應(yīng)于所述第二接收機(jī)對(duì)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)配置成以第三頻率接收的第三接收機(jī)對(duì)時(shí)，所述方法還包括用所述第三接收機(jī)對(duì)接收來(lái)自所述器材的第三通信序列，而且所述識(shí)別步驟還包括應(yīng)用對(duì)應(yīng)于所述第三接收機(jī)對(duì)的第三到達(dá)時(shí)間差，
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)配置成以附加頻率接收的附加接收機(jī)對(duì)時(shí)，所述方法還包括用所述附加接收機(jī)對(duì)以所述附加頻率接收來(lái)自所述器材的附加通信序列，而且所述識(shí)別步驟還包括應(yīng)用對(duì)應(yīng)于所述附加接收機(jī)對(duì)的附加到達(dá)時(shí)間差。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述接收機(jī)都包括接收至少一個(gè)無(wú)線IEEE 802.11兼容的通信序列。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第二接收機(jī)對(duì)包括輔助接收機(jī)時(shí)，所述接收第二通信序列的步驟包括切換所述輔助接收機(jī)的工作頻率。
24.一種向通信網(wǎng)提供位置估算信息的方法，所述信息對(duì)應(yīng)于一器材，所述器材有一位置，所述網(wǎng)具有至少一個(gè)第一接收機(jī)對(duì)和至少一個(gè)第二接收機(jī)對(duì)，所述第一接收機(jī)對(duì)配置成接收第一頻率信號(hào)，所述第二接收機(jī)對(duì)配置成接收第二頻率信號(hào)，其特征在于，所述方法包括以下步驟發(fā)射配置成以所述第一頻率估算所述位置的第一通信序列；和發(fā)射配置成以所述第二頻率估算所述位置的第二通信序列。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)配置成接收第三頻率信號(hào)的第三接收機(jī)對(duì)時(shí)，所述方法還包括發(fā)射配置成以所述第三頻率估算所述位置的第三通信序列。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)配置成以附加頻率接收的附加接收機(jī)對(duì)時(shí)，所述方法還包括發(fā)射配置成以所述附加頻率估算所述位置的附加通信序列。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，每次所述發(fā)射步驟都包括發(fā)射至少一個(gè)無(wú)線IEEE 802.11兼容的通信序列。
28.一種在通信網(wǎng)中有選擇地識(shí)別移動(dòng)器材位置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟接收來(lái)自所述器材的通信序列，所述通信序列有一器材標(biāo)識(shí)符，所述器材標(biāo)識(shí)符識(shí)別所述器材；和當(dāng)所述器材標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)于選擇的標(biāo)識(shí)符時(shí)，有選擇地估算所述位置。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述接收步驟包括接收具有唯一器材標(biāo)識(shí)符的通信序列。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括選擇至少一個(gè)移動(dòng)器材標(biāo)識(shí)符。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括存貯至少一個(gè)移動(dòng)器材標(biāo)識(shí)符。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括將所述器材標(biāo)識(shí)符與選擇的標(biāo)識(shí)符作比較。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括計(jì)算至少一個(gè)所述通信序列的到達(dá)時(shí)間，所述到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信序列在所述網(wǎng)內(nèi)某一接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括用至少兩個(gè)到達(dá)時(shí)間量化到達(dá)時(shí)間差。
35.一種提供數(shù)據(jù)信號(hào)在接收機(jī)處到達(dá)時(shí)間估值的方法，其特征在于，所述方法包括接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)；解調(diào)所述信號(hào)；譯碼所述信號(hào)而形成譯碼信號(hào)；若所述數(shù)據(jù)信號(hào)未為時(shí)間標(biāo)記而編碼，對(duì)所述譯碼信號(hào)隨意選一相關(guān)函數(shù)；和用所述相關(guān)函數(shù)估算所述到達(dá)時(shí)間。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括確定所述數(shù)據(jù)信號(hào)是否為時(shí)間標(biāo)記而編碼。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括從無(wú)線器材發(fā)射所述數(shù)據(jù)信號(hào)。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射步驟還包括產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)于預(yù)選參照信號(hào)的通信序列，所述預(yù)選參照信號(hào)的選擇用于測(cè)定所述到達(dá)時(shí)間的估值。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生步驟包括產(chǎn)生一至少有兩個(gè)連續(xù)相同碼元的序列。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于所述產(chǎn)生一至少有兩個(gè)連續(xù)相同碼元序列的步驟包括產(chǎn)生修整碼序列。
41.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述隨意選擇一相關(guān)函數(shù)的步驟包括選擇一參照序列；和所述相關(guān)函數(shù)取決于所述參照序列。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述譯碼的信號(hào)包含一預(yù)選的到達(dá)時(shí)間估值序列時(shí)，所述選擇一參照信號(hào)的步驟包括識(shí)別一預(yù)選的參照序列。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于還包括在緩沖器中存貯所述譯碼信號(hào)的表示；其中所述估算包括使所述預(yù)選參照序列與所述表示相關(guān)。
44.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述選擇一參照序列的步驟包括對(duì)所述譯碼信號(hào)應(yīng)用一規(guī)則以選擇所述序列。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)用步驟包括在所述譯碼信號(hào)中識(shí)別一通信序列，該通信序列對(duì)應(yīng)于存貯的多個(gè)參照序列中的至少一個(gè)。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于還包括在緩沖器中存貯所述譯碼信號(hào)的表示；其中所述估算包括使所述參照序列與所述表示相關(guān)。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別步驟包括在所述譯碼信號(hào)中識(shí)別一通信序列，所述通信序列選自a.一單一巴克(Barker)碼序列；b.一系列巴克碼序列；c.一系列相同巴克碼序列；d.一單一PN碼；e.一系列PN碼；f.一系列相同PN碼；和g.a～f的任一組合。
48.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述隨意選擇參照序列的步驟包括選擇一參照序列，所述參照序列選自a.一單一巴克(Barker)碼序列；b.一系列巴克碼序列；c.一系列相同巴克碼序列；d.一單一PN碼；e.一系列PN碼；f.一系列相同PN碼；和g.a～f的任一組合。
49.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括用所述數(shù)據(jù)信號(hào)與參照序列評(píng)估所述函數(shù)；和用所述函數(shù)確定至少一個(gè)到達(dá)時(shí)間估算量值。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括計(jì)算所述至少一個(gè)到達(dá)時(shí)間估算量值的平均值。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，還包括把所述到達(dá)時(shí)間設(shè)置成等于所述平均值。
52.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括計(jì)算一極值。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括計(jì)算一量，所述量選自a.實(shí)質(zhì)最大值；和b.實(shí)質(zhì)最小值。
54.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，還包括確定一對(duì)應(yīng)于所述到達(dá)時(shí)間估算量值的時(shí)間值。
55.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，還包括用一時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述到達(dá)時(shí)間估算量值的時(shí)間值，所述時(shí)間選自a.接入點(diǎn)時(shí)鐘時(shí)間；和b.網(wǎng)時(shí)鐘時(shí)間。
56.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括在對(duì)應(yīng)于所述相關(guān)函數(shù)的相關(guān)信號(hào)中，將多路徑分量與視線信號(hào)分量分離開(kāi)來(lái)。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，所述分離包括檢測(cè)所述相關(guān)信號(hào)中波峰的前沿。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，所述分離步驟包括執(zhí)行信道估算。
59.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，若所述數(shù)據(jù)信號(hào)為時(shí)間標(biāo)記而編碼，則還包括對(duì)所述譯碼信號(hào)隨意選擇一相關(guān)函數(shù)。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，還包括在所述譯碼信號(hào)中識(shí)別一通信序列，所述通信序列選自a.一單一巴克碼序列；b.一系列巴克碼序列；c.一系列相同巴克碼序列；d.一單一PN碼；e.一系列PN碼；f.一系列相同PN碼；g.a～f的任一組合；h.一單一CCK碼元；i.一系列CCK碼元；j.一系列相同CCK碼元；k.一單一PBCC碼元；l.一系列PBCC碼元；m.一系列相同PBCC碼元；n.一單一OFDM碼元；o.一系列OFDM碼元；p.一系列相同OFDM碼元；q.h～p的任意組合。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括選擇一參照信號(hào)，所述參照信號(hào)選自a.一單一巴克碼序列；b.一系列巴克碼序列；c.一系列相同巴克碼序列；d.一單一PN碼；e.一系列PN碼；f.一系列相同PN碼；g.a～f的任一組合；h.一單一CCK碼元；i.一系列CCK碼元；j.一系列相同CCK碼元；k.一單一PBCC碼元；l.一系列PBCC碼元；m.一系列相同PBCC碼元；n.一單一OFDM碼元；o.一系列OFDM碼元；p.一系列相同同一OFEM碼元；q.h～p的任意組合。
62.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有至少第一與第二接收裝置，每個(gè)接收裝置有一已知位置，其特征在于所述方法包括以下步驟若所述數(shù)據(jù)信號(hào)未為時(shí)間標(biāo)記而編碼，則對(duì)所述譯碼信號(hào)隨意選擇一相關(guān)函數(shù)；用所述相關(guān)函數(shù)估算第一到達(dá)時(shí)間，所述第一到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述器材發(fā)射的通信序列到達(dá)所述第一接收裝置；用所述相關(guān)函數(shù)估算第二到達(dá)時(shí)間，所述第二到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信序列到達(dá)所述第二接收裝置；和用所述第一與第二到達(dá)時(shí)間計(jì)算第一到達(dá)時(shí)間差。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，若所述數(shù)據(jù)信號(hào)未為時(shí)間標(biāo)記而編碼，還包括對(duì)所述譯碼信號(hào)隨選一相關(guān)函數(shù)。
64.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，還包括用所述第一接收機(jī)接收所述通信序列。
65.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，還包括用所述第二接收機(jī)接收所述通信序列。
66.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，還包括選擇所述相關(guān)函數(shù)。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，所述選擇步驟包括用有關(guān)所述通信序列的信息選擇所述相關(guān)函數(shù)。
68.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括從所述第二到達(dá)時(shí)間中減去所述第一到達(dá)時(shí)間。
69.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，還包括用所述第一到達(dá)時(shí)間差估算所述位置。
70.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括確定第一組器材位置解。
71.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)附加接收裝置時(shí)，所述估算步驟還包括用所述附加接收裝置確定第二組器材位置解；和用所述第一與第二組器材位置解識(shí)別所述位置。
72.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別包括估算所述第一組與所述第二組的交點(diǎn)。
73.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別步驟包括應(yīng)用雙曲線三邊測(cè)量法。
74.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述確定第二組的步驟包括估算所述器材與所述附加接收裝置的距離。
75.如權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括計(jì)算所述通信信號(hào)的傳播時(shí)間。
76.如權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，所述估算距離的步驟包括估算所述通信信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
77.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，所述確定第二組的步驟包括用第三到達(dá)時(shí)間計(jì)算第二到達(dá)時(shí)間差，所述第三到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述附加接收機(jī)，所述第二到達(dá)時(shí)間差實(shí)質(zhì)上等于所述第三到達(dá)時(shí)間與所述第一和第二到達(dá)時(shí)間之一的差值。
78.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)至少包括第三與第四接收機(jī)時(shí)，所述確定第二組的步驟包括用第三與第四到達(dá)時(shí)間計(jì)算第二到達(dá)時(shí)間差，所述第三到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第三接收機(jī)，所述第四到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第四接收機(jī)，所述第二到達(dá)時(shí)間差實(shí)質(zhì)上等于所述第三與第四到達(dá)時(shí)間之差。
79.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有第一與第二接收裝置，各接收裝置有一已知位置，其特征在于，所述方法包括用一相關(guān)函數(shù)估算一個(gè)以上第一到達(dá)時(shí)間估算量值，所述第一到達(dá)時(shí)間估算量值對(duì)應(yīng)于通信信號(hào)從所述器材到達(dá)所述第一站；用所述相關(guān)函數(shù)估算一個(gè)以上第二到達(dá)時(shí)間估算量值，所述第二到達(dá)時(shí)間估算量值對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第二站；用所述第一與第二到達(dá)時(shí)間估算量值計(jì)算到達(dá)時(shí)間差。
80.如權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算包括對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)第一到達(dá)時(shí)間估算量值的第二到達(dá)時(shí)間估算量值，量化所述第二與所述第一到達(dá)時(shí)間估算量值之差；和若量化了至少兩個(gè)差值，則對(duì)所述差值求平均。
81.如權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，所述求平均步驟包括將所述到達(dá)時(shí)間差設(shè)置成等于所述第一與第二到達(dá)時(shí)間估算量值的平均值。
82.如權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于還包括用所述第一接收機(jī)接收所述通信信號(hào)；和用所述第二接收機(jī)接受所述通信信號(hào)。
83.如權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，還包括選擇所述相關(guān)函數(shù)。
84.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有至少三個(gè)接收機(jī)，其特征在于，所述方法包括以下步驟譯碼來(lái)自所述器材的數(shù)據(jù)信號(hào)，形成譯碼信號(hào)；確定所述譯碼信號(hào)是否為時(shí)間標(biāo)記而被編碼；選擇一相關(guān)函數(shù)，用于估算通信序列在所述接收機(jī)處的到達(dá)時(shí)間；對(duì)每個(gè)所述接收機(jī)收集至少一個(gè)到達(dá)時(shí)間估值，所述估值對(duì)應(yīng)于所述通信序列在各個(gè)所述接收機(jī)處的到達(dá)時(shí)間；計(jì)算至少兩對(duì)所述估值中各對(duì)的差值；和用所述差值估算所述位置。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，所示估算步驟包括對(duì)每個(gè)差值限定至少一個(gè)器材位置求解組。
86.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，所述估算還包括設(shè)置至少一個(gè)求解組判據(jù)；和廢棄不符合所述判據(jù)的求解組。
87.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，所述求解組判據(jù)基于所述網(wǎng)的幾何特征。
88.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，所述求解組判據(jù)基于到達(dá)時(shí)間估值的精密度指標(biāo)。
89.如權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述估算還包括用所述求解組求出所述位置的最大似然估算量。
90.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，還包括與估值精密度指標(biāo)成正比地加權(quán)各到達(dá)時(shí)間估值。
91.如權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述估算步驟還包括用所述求解組求出所述位置的最小平方估值。
92.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有至少第一與第二接收裝置，各接收裝置有一已知位置，其特征在于所述方法包括以下步驟估算所述器材發(fā)射的802.11通信序列的第一到達(dá)時(shí)間，所述第一到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述序列到達(dá)所述第一接收裝置；估算所述序列的第二到達(dá)時(shí)間，所述第二到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述序列到達(dá)所述第二接收裝置；和用所述第一與第二到達(dá)時(shí)間計(jì)算第一到達(dá)時(shí)間差。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，還包括用所述第一接收機(jī)接收所述通信序列。
94.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，還包括用所述第二接收機(jī)接收所述通信信號(hào)。
95.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括從所述第二到達(dá)時(shí)間里減去所述第一到達(dá)時(shí)間。
96.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，還包括用所述第一到達(dá)時(shí)間差估算所述位置。
97.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括對(duì)所述器材確定第一組位置解。
98.如權(quán)利要求97所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少一個(gè)附加接收裝置時(shí)，所述估算還包括用所述附加接收裝置確定第二組器材位置解；和用所述第一與第二組器材位置解識(shí)別所述位置。
99.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別步驟包括估算所述第一組與所述第二組的交點(diǎn)。
100.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別步驟包括應(yīng)用雙曲線三邊測(cè)量。
101.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，所述確定第二組的步驟包括估算所述器材與所述附加接收裝置的距離。
102.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括計(jì)算所述通信信號(hào)的傳播時(shí)間。
103.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，所述估算距離的步驟包括估算所述通信信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
104.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，所述確定第二組的步驟包括用第三到達(dá)時(shí)間計(jì)算第二到達(dá)時(shí)間差，所述第三到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述附加接收機(jī)，所述第二到達(dá)時(shí)間差實(shí)質(zhì)上等于所述第三到達(dá)時(shí)間與所述第一和第二到達(dá)時(shí)間之一的差值。
105.如權(quán)利要求98所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)包括至少第三與第四接收機(jī)時(shí)，所述確定第二組的步驟包括用第三與第四到達(dá)時(shí)間計(jì)算第二到達(dá)時(shí)間差，所述第三到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第三接收機(jī)，所述第四到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第四接收機(jī)，所述第二到達(dá)時(shí)間差實(shí)質(zhì)上等于所述第三與第四到達(dá)時(shí)間之差。
106.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有第一與第二接收裝置，各接收裝置有一已知位置，其特征在于，所述方法包括以下步驟估算一個(gè)以上第一到達(dá)時(shí)間估算量值，所述第一到達(dá)時(shí)間估算量值對(duì)應(yīng)于802.11通信信號(hào)從所述器材到達(dá)所述第一站；估算一個(gè)以上第二到達(dá)時(shí)間估算量值，所述第二到達(dá)時(shí)間估算量值對(duì)應(yīng)于所述通信信號(hào)到達(dá)所述第二站；用所述第一與第二到達(dá)時(shí)間估算量值計(jì)算到達(dá)時(shí)間差。
107.如權(quán)利要求106所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)第一到達(dá)時(shí)間估算量值的第二到達(dá)時(shí)間估算量值，量化所述第二與所述第一到達(dá)時(shí)間估算量值之差；和若量化了至少兩個(gè)差值，就對(duì)所述差值求平均。
108.如權(quán)利要求106所述的方法，其特征在于，所述求平均步驟包括將所述到達(dá)時(shí)間差設(shè)置成等于所述第一與第二到達(dá)時(shí)間估算量值的平均值。
109.如權(quán)利要求106的方法，其特征在于還包括用所述第一接收機(jī)接收所述通信信號(hào)；和用所述第二接收機(jī)接收所述通信信號(hào)。
110.如權(quán)利要求106所述的方法，其特征在于，還包括選擇一相關(guān)函數(shù)。
111.一種在通信網(wǎng)中識(shí)別器材位置的方法，所述網(wǎng)具有至少三個(gè)接收機(jī)，其特征在于，所述方法包括估算802.11通信序列在所述接收機(jī)處的到達(dá)時(shí)間；對(duì)每個(gè)所述接收機(jī)收集至少一個(gè)到達(dá)時(shí)間估值，所述估值對(duì)應(yīng)于所述通信序列在各個(gè)所述接收機(jī)處的到達(dá)時(shí)間；對(duì)至少兩對(duì)所述估值中的每一對(duì)計(jì)算差值；和用所述差值估算所述位置。
112.如權(quán)利要求111所述的方法，其特征在于，所述估算步驟包括對(duì)每個(gè)差值限定至少一個(gè)器材對(duì)位置求解組。
113.如權(quán)利要求111所述的方法，其特征在于，所述估算步驟還包括設(shè)置至少一個(gè)求解組判據(jù)；和廢棄不符合所述判據(jù)的求解組。
114.如權(quán)利要求113所述的方法，其特征在于，所述求解組判據(jù)以所述網(wǎng)的幾何特征為基礎(chǔ)。
115.如權(quán)利要求113所述的方法，其特征在于，所述求解組判據(jù)以到達(dá)時(shí)間估值的精密度指標(biāo)為基礎(chǔ)。
116.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，所述估算步驟還包括用所述求解組求出所述位置的最大似然估算量。
117.如權(quán)利要求116所述的方法，其特征在于，還包括以正比于估值精密度指標(biāo)加權(quán)各到達(dá)時(shí)間估值。
118.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，所述估算步驟還包括用所述求解組求出所述位置的最小平方估值。
全文摘要
在無(wú)線通信網(wǎng)中，不更改的無(wú)線器材的位置可以用通信序列在不同的網(wǎng)接收機(jī)處的到達(dá)時(shí)間差來(lái)識(shí)別。時(shí)間標(biāo)記裝置可以包括與信號(hào)譯碼器并聯(lián)的相關(guān)電路以對(duì)通信序列作時(shí)間標(biāo)記。蜂窩無(wú)線網(wǎng)可以頻率復(fù)用而提高空間時(shí)間標(biāo)記密度。可將標(biāo)記貼到無(wú)源器材上，向網(wǎng)裝置提供位置識(shí)別信息?？梢宰R(shí)別出播發(fā)標(biāo)準(zhǔn)802.11射頻結(jié)構(gòu)的器材的位置。應(yīng)用選定的相關(guān)函數(shù)，可以減小與通信序列相關(guān)的固有噪聲。
文檔編號(hào)H04W48/08GK1636413SQ01803666
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2001年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
發(fā)明者D·哥倫, D·卡瓦古奇, R·布里奇拉爾, B·J·貝克里斯基, C·澤格林 申請(qǐng)人:訊寶科技公司