專利名稱：對無線定位系統(tǒng)的改進的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及無線定位系統(tǒng)，尤其涉及在無線通信系統(tǒng)(特別是在那些采用碼分多址(CDMA)技術的無線通信系統(tǒng))中發(fā)現(xiàn)移動終端的位置的改進了的方法。
背景技術：
已知可以通過許多系統(tǒng)來確定在無線通信網(wǎng)絡中操作的移動終端的位置。這些系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)使用來自與網(wǎng)絡不相連的發(fā)射機(例如全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星)的信號，而其它的系統(tǒng)(例如到達時間(TOA)和所謂的無線電指紋(Radio finger Printing)系統(tǒng))利用移動終端發(fā)射并由遠程接收機獲得的信號，或相反地使用網(wǎng)絡自身發(fā)射的并由移動終端獲得的信號。后一類系統(tǒng)主要有增強型觀測時差(E-OTD)系統(tǒng)和觀測到達時差(OTDOA)系統(tǒng)。
雖然通常可適用于許多不同的通信技術，但E-OTD系統(tǒng)已被特別應用于全球移動系統(tǒng)(GSM)。在位置計算中使用從網(wǎng)絡發(fā)射機接收的信號的時間偏移的兩個主要的不同方法已在現(xiàn)有技術中說明。在一種方法中，例如，在EP-A-0767594，WO-A-9730360、US-A-6108553和AU-B-716647中，實際使用由固定接收機測量的信號來“同步”來自不同發(fā)射機的發(fā)射。根據(jù)固定接收機所測量的值，使用已知的固定接收機和發(fā)射機的位置來計算各發(fā)射機相對其相鄰發(fā)射機的瞬時傳送時間偏移。隨后可在根據(jù)公知的標準技術的計算中使用由移動終端測量的時間偏移，在該標準技術中，兩個或更多的雙曲線位置線的交叉點表明了移動終端的位置。
另一種方法(見我們的EP-B-0303371、WO-A-89016737、US-A-6094168、EP-A-1025453和WO-A-9921028，這些文件的細節(jié)通過引用合并在本文中，并且這些文件涉及被稱為Cursor的系統(tǒng))利用固定接收機和移動終端兩者所進行的測量，來計算兩個接收機從各發(fā)射機接收的信號之間的相對時差。這導致了基于以發(fā)射機為中心的圓的交集的計算。
已考慮在寬帶CDMA系統(tǒng)(特別是在那些使用“第三代”(3G)通用移動電話系統(tǒng)(UMTS)技術的系統(tǒng))中使用E-OTD方法，就如對GSM的應用一樣。此時，E-OTD被改名為OTDOA，但這遇到了被稱為“可聽性(hearability)”問題的主要問題。一般在CDMA網(wǎng)絡中，被網(wǎng)絡發(fā)射機發(fā)射的信號都使用相同的射頻(RF)信道。在UMTS中，該信道大約為5MHz寬。使用唯一的“擴展碼(spreading code)”對來自各發(fā)射機的信號編碼，使得移動終端可以獲得所需的信號，只要(a)其知道發(fā)射機所使用的擴展碼；(b)其內(nèi)部的時鐘與發(fā)射機的信號同步。為幫助實現(xiàn)后者，各發(fā)射機還在相同的RF信道中發(fā)射“導頻碼(pilot code)”，其編碼和其它特征使得其易于識別。移動終端首先檢測并自動跟蹤導引信號，接收發(fā)射機使用的擴展碼，隨后可以解碼主發(fā)射(main transmission)。當移動終端在發(fā)射機附近時，就出現(xiàn)了“可聽性”問題。E-OTD系統(tǒng)(以及由此的OTDOA系統(tǒng))要求測量與至少三個不同地域的發(fā)射機相關聯(lián)的時間偏移，但當移動終端太靠近發(fā)射機時，來自遠處的發(fā)射機的信號被本地信號淹沒到這樣的程度無法計算它們的時間偏移。一種被稱為“下行鏈路空閑周期”(IP-DL)的技術被提出以克服該問題，利用這種方法，來自本地發(fā)射機的發(fā)射在所謂的“空閑周期”被周期性地關閉，在該周期，來自遠處的發(fā)射機的信號可以被接收。這種技術存在嚴重的缺點(a)降低了網(wǎng)絡運載語音和數(shù)據(jù)業(yè)務量的容量；(b)安裝與操作復雜，在其一種形式中，要求在網(wǎng)絡中進行附加的消息傳遞來調(diào)整發(fā)射機之間的空閑周期。
應對可聽性問題的可選方法在歐洲專利申請No.01306115.5中公開，其提供了一般地使CURSOR系統(tǒng)(具體地如我們的US-A-6094168描述的)適用于CDMA系統(tǒng)，特別是使其適用于UMTS的細節(jié)，以這種方式克服可聽性問題。不需要空閑周期，因而可以以整個容量運行通信功能。
在US-A-6094168中描述的CURSOR系統(tǒng)使用兩個接收機，其一固定在已知的位置上，另一個在移動終端中，用以接收被分隔的各發(fā)射機發(fā)射的信號。所接收信號的表達式(representation)被發(fā)送回計算節(jié)點，在計算節(jié)點被比較(通常通過互相關)，以確定被各接收機接收的信號的時間偏移。對至少兩個位于其它地理位置的不同發(fā)射機(在GSM系統(tǒng)的不同RF信道發(fā)射)重復該過程，以獲得成功的定位計算所需的三個時間偏移。
在直接序列(direct sequence)CDMA系統(tǒng)中，發(fā)射機使用相同的RF信道。因此，對CDMA直接應用CURSOR系統(tǒng)將導致與許多波峰的互相關，每一個波峰對應于由兩個接收機從一個特定發(fā)射機接收的信號的對準(alignment)。如果可以測量與至少三個所需的發(fā)射機相關聯(lián)的波峰，那么該系統(tǒng)將用于定位，然而，如下面所說明的，與更遠的發(fā)射機相關聯(lián)的信噪比(SNR)通常很小，因而需要解決如上所述的類似的可聽性問題。
下面的數(shù)學分析用于理解歐洲專利申請No.01306115.5中所描述的對付可聽性問題的現(xiàn)有技術的方法。圖1示出了兩維系統(tǒng)的幾何形狀，在該系統(tǒng)中，所有發(fā)射機和移動終端位于一個平面內(nèi)。發(fā)射機A、B、和C由都關于同一公共起點o的向量a、b、c代表。移動終端R位于向量位置x。各發(fā)射機具有并入其中的采樣裝置，該采樣裝置采樣由發(fā)射機發(fā)射的信號，并將其表達式傳送回計算裝置(圖1中未示出)。為簡化，假設發(fā)射機相互同步，從而它們的相對傳送時間偏移是已知的并等于0。在例如US-A-6094168中還描述了怎樣在非同步的網(wǎng)絡中測量相對傳送時間偏移。假定移動終端最靠近發(fā)射機A、其次B、其次C。計算裝置首先執(zhí)行由R從A、B和C接收的信號(都在同一RF信道)的表達式和由A傳送的信號的表達式之間的互相關。由于來自A、B和C的信號具有正交的擴展碼，因而該互相關導致了單個波峰，其位置代表了R從A接收信號的時間偏移、以及移動終端中的接收機的時鐘誤差ε(等長大小)。時間偏移ΔtA由下面的公式給出VΔtA＝|x-a|+ε其中V是無線電波的速度，而豎直條指明了所包含的矢量的量值。類似地，對于B和C有VΔtB＝|x-b|+εVΔtc＝|x-c|+ε {1}已經(jīng)確定了來自A的信號的時間偏移之后，計算節(jié)點現(xiàn)在減去由R從A接收的信號的估值。在時刻t由發(fā)射機A、B和C發(fā)射的信號的表達式可以分別由SA(t)、SB(t)、SC(t)表示。被移動終端接收的信號包括它們的組合。在沒有多徑、噪聲和非線性效應的情況下，所接收的信號的表達式可以由r(t)表示，其中r(t)＝αSA(t-ΔtA)+βSB(t-ΔtB)+γSC(t-ΔtC) {2}α、β、γ是復常量(complex constant)，代表從各自的發(fā)射機到移動終端的路徑損失。在計算節(jié)點運行的軟件程序例如通過尋找使余項(residual)r′(t)的均方振幅最小的α的值來評估延遲了ΔtA的SA(t)的大小，并從r(t)中減去。在理想的情況下，將一起去除A的作用(contribution)，從而r′(t)＝βSB(t-ΔtB)+γSC(t-ΔtC)。
現(xiàn)在執(zhí)行r′(t)和SB(t)之間的互相關以估計ΔtB，并進一步相減，如果該相減是理想的，則從余項r″(t)中去除B的作用，其中r″(t)＝γSC(t-ΔtC)，最后，r″(t)和SC(r)之間的互相關產(chǎn)生了對ΔtC的估計。如US-A-6094168所述，可以為x求解公式{1}。
在實踐中，移動終端接收的信號被噪聲、干涉和多路效應破壞。此外，信號的表達式可能是低分辨率的數(shù)字格式。在這些情況下，相減處理將不是理想的，并可能不足以克服可聽性問題。現(xiàn)在將參照圖2到圖7描述現(xiàn)有技術系統(tǒng)的一個示例(如歐洲專利申請No.01306115.5所提出的)，其中減法足夠克服可聽性問題。為理解本發(fā)明的優(yōu)點，需要充分理解現(xiàn)有技術。
圖2示出了一簡化的UMTS系統(tǒng)，其包括三個通信發(fā)射機(節(jié)點B)201、202、203，分別具有采樣裝置204、205、206；單個終端(用戶設備，UE)207；以及計算裝置(正服務移動位置中心，SMLC)208。各節(jié)點B具有全向天線，并被配置用于發(fā)送代表網(wǎng)絡業(yè)務量負荷的信號。下面的表1指出了在用的不同物理信道及其功率級別和符號率。在左邊的列中出現(xiàn)的縮寫詞(P-CPICH等)是工業(yè)中所采用，用來代表信道的。隨機二進制序列被用于調(diào)制DPCH。該三個節(jié)點B使用正交初級(primary)擾碼，在該情況下分別為0、16和32。
表1節(jié)點B的信道配置

注1DPCH功率級別從-10dB到-25dB隨機選擇注2DPCH符號率從15到240Kss-1中隨機選擇此處，這些節(jié)點B是嚴格同步的。如上面所指明的，這并不是對正常使用的要求，而是為說明的方便。
從圖2可以看到，UE 207相對靠近節(jié)點B 201，并與節(jié)點B 202和B 203較遠。因而來自節(jié)點B 201的信號最強(相對自身0dB)，來自節(jié)點B 202的信號較弱(-15dB)，并且來自節(jié)點B 203的信號最弱(-30dB)。緊接著下一秒開始之后的頭256個碼片期間，SMLC 208指示三個采樣裝置204、205、206來記錄并報告由相關的節(jié)點B發(fā)送的信號。這些信號以每碼片兩個采樣(2 sample per chip)的速率采樣，分辨率為4比特。
使用常規(guī)的E-OTD或OTDOA方法測量UE 207所接收的信號的時間偏移產(chǎn)生的可聽性問題受到了高度關注。每個節(jié)點B(也就是各擾碼0、16和32的頭256個碼片)在CPICH上使用的初級擾碼的參考副本(reference copy)與UE 207接收的信號互相關，并搜索最高相關波峰。圖3示出了典型的結果。應注意，由UE 207接收的信號也是以每碼片2個采樣的速率采樣的，分辨率為4比特。產(chǎn)生的互相關輪廓(profile)示出了一個與擾碼0相關的清晰可辨的波峰301，其對應于來自節(jié)點B 201的信號的時間偏移。然而，對代碼16和32互相關的結果沒有產(chǎn)生任何波峰。這是因為，由UE 207從節(jié)點B 202和203接收的信號被來自節(jié)點B 201的相對較強的接收信號所淹沒。如果這些波峰是可見的，那么對于來自節(jié)點B 202和203的信號，這些波峰將分別定位在可見波峰301的右側(cè)1到2微秒(對應于3.8和7.6碼片)。由于需要至少三個獨立的時序，缺少對來自202和203的信號的檢測意味著不可能計算E-OTD或OTDOA位置。
現(xiàn)在使用同樣的檢測系統(tǒng)說明在EP01306115.5中描述的現(xiàn)有技術方法。在這種情況下，各采樣裝置204、205、206分別記錄被其相關節(jié)點B 201、202、203所發(fā)送的一段(section)信號。該段是持續(xù)時間中的一個符號，并再次被以每碼片2個采樣的速率采樣，分辨率為4比特。UE 207還以同樣的采樣率和分辨率記錄了其接收的信號的256碼片段，其與在特定時隙中在CPICH上采樣率和分辨率相同的第一符號對準。
在SMLC 208中，由三個采樣裝置204、205、206報告的三個記錄依次與UE 207產(chǎn)生的記錄互相關，圖4示出了該結果。所得的相關輪廓的波峰被用于確定所接收信號中的三個作用的相對級別以及它們被減的順序。再次地，對節(jié)點B 201的互相關產(chǎn)生了最大波峰401。還要注意，與圖3比較，對節(jié)點B 202的互相關也產(chǎn)生了明顯的波峰402。這是因為使用了由節(jié)點B所發(fā)送的全部信號而不是只使用CPICH進行互相關，CPICH代表了每一種情況中所傳輸?shù)目偰芰康囊徊糠帧?br> 在已識別了來自節(jié)點B201的時間偏移之后，現(xiàn)在使用由采樣裝置204報告的信號的記錄來構建該信號的被適當縮放(scaled)、延遲和相位旋轉(zhuǎn)的副本。處理的結果在圖5中示出。上方的曲線以實線示出了由UE 207記錄的原始信號的實部，同時虛線示出了估計的被縮放、延遲和旋轉(zhuǎn)信號。下方的曲線示出了所接收的信號的虛部和估計的信號之間的類似比較。注意，在該示例中實際使用256個碼片的持續(xù)時間時，圖中時間軸被限制在大約50個碼片。該估計的記錄被從總的UE記錄中減去，留下余項記錄。
現(xiàn)在將來自采樣裝置205和206的記錄與余項記錄互相關，結果在圖6中示出。注意，在這種情況下，在去除了來自節(jié)點B 201的信號之后，對于來自節(jié)點B 203的信號有明顯的波峰601，對來自節(jié)點B202的信號有明顯的波峰602。這些波峰被用于評估相應信號的時間偏移，給出足夠的獨立時序測量(在本例中為3個)以確定地計算位置。
如果對應于來自節(jié)點B 203的信號的峰值601太弱以至不能分辨，則可采取進一步的重復，在重復中，來自節(jié)點B202的信號被減去，以獲得第二余項信號(圖7)。如所期望的，在大約7碼片的延遲處出現(xiàn)了清楚的相關波峰701。
在上面討論的EP0136115.5的現(xiàn)有技術中，假定在終端接收的信號是被發(fā)射機和接收機之間的單個路徑長度衰減、相位旋轉(zhuǎn)和延遲的發(fā)射信號的簡單和。在更復雜的系統(tǒng)中，傳輸信號并入了的非線性效應、多徑效應和噪聲，發(fā)射信號被這些使波形邊緣在時間限定上不那么清晰的效應進一步降級。這種過程被稱為信號的“模糊化”。當試圖消除模糊信號時，從終端接收的信號中只減去被一個采樣裝置記錄的信號的簡單縮放、延遲和相位旋轉(zhuǎn)的副本的處理不能足夠精確地去除與該采樣裝置相關聯(lián)的發(fā)射機的作用。本發(fā)明因此提供了一種改進的方法，其通過創(chuàng)建終端處記錄的信號的等效“模糊”估計，更精確地從終端接收的信號中去除來自與該采樣裝置相關聯(lián)的發(fā)射機的作用。
該過程要求創(chuàng)建將在該方法中使用的信號的被記錄和采樣的基帶表達式的短的段。在以下的說明中，稱這樣的數(shù)據(jù)段為“信號的表達式的一段”。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一方面提供了一種方法，用于發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機所發(fā)射，以及由與終端連接的接收機所接收的信號之間的時間偏移，所述方法包括以下步驟(a)在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段；(b)創(chuàng)建所述由發(fā)射機中的第一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第一段，并創(chuàng)建由所述發(fā)射機中的第二發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第二段，所述第一段和第二段中的每一個與在終端創(chuàng)建的所述段在時間上交迭；(c)使用依賴于所述第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的所述段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計；(d)使用依賴于第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的所述段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段；(e)從模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；(f)估計所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移。
優(yōu)選地，用于創(chuàng)建所述模糊估計的第一函數(shù)是由所述發(fā)射機中的第一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第一段(所述“第一段”)與由接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)和所述第一段的互相關的卷積。上述互相關優(yōu)選為通過增強互相關函數(shù)的有效成分(significant components)創(chuàng)建的窗口互相關(windowedcross-correlation)。
類似地，用于創(chuàng)建所述模糊終端段的第二函數(shù)是所述終端段與所述第一段的自相關輪廓的卷積。
優(yōu)選地，模糊余項表達式與由所述發(fā)射機中的第二發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第二段(所述“第二段”)互相關，以估計所述時間偏移。
優(yōu)選地，所述第一段和第二段分別在第一發(fā)射機和第二發(fā)射機處創(chuàng)建，但它們也可在別處創(chuàng)建。它們可以在與各自的發(fā)射機相連或位于其他位置的一個或多個采樣裝置中創(chuàng)建，或它們由在通信網(wǎng)絡任一處運行的計算機程序創(chuàng)建，或在其他位置利用由網(wǎng)絡提供的關于所發(fā)射信號的信息創(chuàng)建。
各種信號表達式的段可以被發(fā)送到一個或多個計算裝置中，在計算裝置中計算所述估計和時間偏移，以及終端位置估計。在一些實施例中，首先計算由所述接收機接收的信號的表達式的所述段和所述第一段之間的時間偏移，然后將該時間偏移用于計算所述終端位置估計。所述由所述接收機接收的信號的表達式的所述段和所述第一段之間的時間偏移可以使用所述段計算，或使用其他方法計算，例如通過計算信號的已知分量(如導頻碼)的時間偏移來進行計算。所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移可以使用所述第二段來計算或可以使用其他方法計算，例如通過使用信號的已知分量(如導頻碼)來計算。
因此，通過例如使用各發(fā)射機的分離的采樣裝置(其只向計算裝置發(fā)送由該發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式)，執(zhí)行移動終端發(fā)回的表達式和由與發(fā)射機之一相關聯(lián)的采樣裝置發(fā)回的表達式之間的互相關，以估計它們之間的時間偏移，并將該信號的模糊估計從所述移動終端發(fā)回的模糊表達式中減去，以盡可能減少對剩余信號的影響，本發(fā)明克服了“可聽性”問題?？梢灾貜突ハ嚓P和模糊相減的步驟，直到?jīng)]有未提取的有用信號。仿真表明，其提供了比現(xiàn)有技術EP 0136115.5的直接相減法大得多的可聽性增益，并相比IP-DL保持優(yōu)勢。
在一些系統(tǒng)中，可以通過簡單地將從一個發(fā)射機(通常是最顯著的(brightest))接收的信號的模糊估計從終端接收的信號的模糊表達式中減去，留下模糊余項表達式，在該余項表達式中，可以確定所發(fā)射信號的導頻碼、模糊導頻碼或任何其他已知部分的時間偏移。
因此，本發(fā)明的第二方面提供了一種方法，用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移，所述方法包括以下步驟(a)在終端創(chuàng)建被所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)；(b)創(chuàng)建由另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)，其與在終端創(chuàng)建的所述段在時間上交迭；(c)使用依賴于所述發(fā)射機段和終端段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計；(d)使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段；(e)從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；(f)估計所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移。
優(yōu)選地，用于創(chuàng)建模糊估計的第一函數(shù)是所述發(fā)射機段與所述終端段和所述發(fā)射機段的互相關的卷積。所述互相關優(yōu)選為通過增強互相關函數(shù)的有效成分創(chuàng)建的窗口互相關。
類似地，用于創(chuàng)建所述模糊終端段的第二函數(shù)是所述終端段與所述發(fā)射機段的自相關輪廓的卷積。
在本發(fā)明的第二方面中的所述發(fā)射信號的已知成分，例如可以是導頻碼。在估計時間偏移之前，可以通過與另一函數(shù)卷積來模糊所述公知信號成分。
在本發(fā)明的第一和第二方面中，在被發(fā)送到計算裝置之前，由在終端的接收機接收的信號的表達式的段可以記錄在終端中?？蛇x地，該段可以被實時傳送到計算裝置中并在計算裝置中記錄。
優(yōu)選地，由發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的段在該發(fā)射機處創(chuàng)建，但其也可在別處創(chuàng)建。其可以在與該發(fā)射機相連的或位于其他位置的采樣裝置中創(chuàng)建，或其由在通信網(wǎng)絡任一處運行的計算機程序創(chuàng)建，或在其他位置利用由網(wǎng)絡提供的關于所傳送的信號的信息創(chuàng)建。計算可以在手機或其他位置(例如與網(wǎng)絡連接的處理器)中的計算裝置中執(zhí)行。
所述終端可以是例如如EP-A-0767594、WO-A-9730360、AU-B-716647，EP-B-0303371、US-A-6094168和EP-A-1025453中任一個所描述的定位系統(tǒng)的一部分，或可以是與發(fā)射機相連的固定設備(例如“固定接收機”或“位置測量單元(LMU)”)，其用途是接收來自較遠的發(fā)射機的信號以及來自與其相關的發(fā)射機的信號，在這種情況下，本發(fā)明的方法包括估計和減去來自其相關的發(fā)射機中的信號的步驟，以允許測量從較遠的發(fā)射機接收的信號的時間偏移。
由與終端相連接的接收機所接收的信號的表達式可以是首先被轉(zhuǎn)換到接收機的基帶中的接收信號的數(shù)字化版本(version)。由發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式可以是首先被轉(zhuǎn)換到基帶中的發(fā)射信號的數(shù)字化版本。
為確保各個段的交迭，發(fā)射信號的適當選擇成分可以被用于指示采樣的開始。
本發(fā)明還包括一種設備，該設備包括被布置用于執(zhí)行上述本發(fā)明的第一或第二方面的方法的處理裝置。
用于執(zhí)行本發(fā)明第一方面的設備包括(a)用于在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段的處理裝置；(b)用于創(chuàng)建由所述發(fā)射機中的第一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第一段，以及創(chuàng)建由所述發(fā)射機中的第二發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第二段的處理裝置，每個段與在終端創(chuàng)建的所述段在時間上交迭；(c)用于使用依賴于所述第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的所述段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置；(d)用于使用依賴于所述第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的所述段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(e)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式的處理裝置；以及(f)用于估計所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移的處理裝置。
用于執(zhí)行本發(fā)明的第二方面的設備，用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移，包括(a)用于在終端創(chuàng)建由接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的處理裝置；(b)用于創(chuàng)建由另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)的處理裝置；(c)用于使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置；(d)用于使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(e)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式的處理裝置；(f)用于估計所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移的處理裝置。
所述設備可以布置在手機或電信網(wǎng)絡的其它終端內(nèi)。
本發(fā)明還包括一種用于執(zhí)行本發(fā)明第一方面的通信網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡包括
(a)一個或多個計算裝置；(b)終端，其具有與該終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的裝置；以及用于將所述段傳送給所述一個或多個計算裝置的裝置；(c)與所述發(fā)射機的第一發(fā)射機和第二發(fā)射機分別相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由各自的發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的各第一段和第二段，所述第一段和第二段與在所述終端創(chuàng)建的所述段在時間上交疊，并用于將在所述發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移。
可以使用所述時間偏移計算所述終端的位置。
本發(fā)明還包括一種用于執(zhí)行本發(fā)明的第二方面的通信網(wǎng)絡，用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移，所述網(wǎng)絡包括(a)一個或多個計算裝置；(b)終端，其具有與該終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的裝置；以及用于將所述段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置的裝置；(c)與另一發(fā)射機相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由所述另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)，其與在所述終端創(chuàng)建的所述段在時間上交疊，并用于將在所述另一發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第一函數(shù)計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移。
可以使用所述的時間偏移計算所述終端的位置。
上述的E-OTD定位系統(tǒng)與非同步網(wǎng)絡一起工作，也就是，由任一發(fā)射機發(fā)射的信號的任何公共成分在時間上與由任一其它發(fā)射機發(fā)射的該成分不同步，而是在未知的時間延遲之后發(fā)射，有時被稱為相對傳輸延遲(RTD)。位置計算要求該延遲是公知的，并且因此定位系統(tǒng)采用在整個網(wǎng)絡中位于已知位置的固定接收機，其被設置用于測量所發(fā)射的信號并計算RTD。在上面已經(jīng)描述了可聽性問題是怎樣阻止E-OTD技術直接應用于直接序列CDMA系統(tǒng)的。然而，本發(fā)明的第二方面通過允許來自本地發(fā)射機的非常強的信號從被固定接收機接收的信號中減去，從而允許測量來自遠些的發(fā)射機的較弱的信號，而克服了可聽性問題。之后將描述將E-OTD應用于CDMA系統(tǒng)的方法，這在例如我們的EP-A-1025453中描述。
本發(fā)明還包括一個或多個計算裝置，在其中進行本文上面描述的計算。
用于執(zhí)行在所述一個或多個計算裝置中的計算的裝置可以是硬件和/或軟件的部件。
因此，本發(fā)明包括一個或多個計算機程序，具有用于執(zhí)行在上述的一個或多個計算裝置中完成的步驟的計算機程序代碼裝置。


通過引用附圖可進一步理解本發(fā)明，在附圖中圖1示出了兩維通信系統(tǒng)的幾何形狀，其中所有發(fā)射機和移動終端在一個平面上；圖2示出了簡化的UMTS通信網(wǎng)絡；圖3示出了被UMTS網(wǎng)絡的各節(jié)點B在導頻碼信道(CPICH)上使用的初級擾碼的參考副本與接收信號的記錄的相關性；圖4示出了被終端接收的記錄與發(fā)射信號的記錄的互相關的結果；圖5示出了測量和評估的記錄；圖6示出了余項記錄和發(fā)射信號的記錄的互相關；圖7示出了進一步的余項記錄與發(fā)射信號的記錄的互相關；圖8示出了另一簡化的通信網(wǎng)絡。
具體實施例方式
當被適當編程時，上面針對EP01306115.5描述的同一設備可以用于本發(fā)明的目的，并且在下面的說明中，假定它就是這樣使用的。
下面的數(shù)學分析用于理解本發(fā)明涉及的原理。
如上面針對EP01306115.5的現(xiàn)有技術的示例的說明，終端207接收的信號不太可能是被發(fā)射機201、202、203和終端207之間的單個路徑長度所延遲和衰減的發(fā)射信號的簡單和。實踐中已經(jīng)意識到，在終端207從被“A”標明的發(fā)射機201接收的信號的成分可以由發(fā)射信號SA(t)和模擬多路效應的“信道輪廓”hA(t)的卷積來表達。這構成了實際接收的信號的“模糊化”。[數(shù)學上，卷積被定義為x的一個函數(shù)與(u-x)的另一函數(shù)相乘的積分，通常是對x從負無窮大到無窮大進行積分。這樣，卷積是新的變量u的函數(shù)。卷積在本質(zhì)上也是可交換的。]在理解了所接收的信號r(t)可以被表達的方式之后，可以用下面的公式來表達r(t)r(t)=Σi=1NSi(t)*hi(t)]]>其中，對來自N個發(fā)射機(編號1到N，其中發(fā)射機A是集合中的一個)的所有信號求和，t是時間，“*”號代表卷積。因此，在對將從r(t)中減去的各發(fā)射機接收的信號進行估計時必須考慮發(fā)射信號與“信道輪廓”的卷積。
然而，如在文獻中廣泛描述的，去卷積(與卷積相反的處理)的一般問題，在這種情況下它是從已知的發(fā)射信號S和表達式r中估計信道輪廓h的形式所必需的，遠不是顯而易見的，有許多方法來做這件事(例如可參見Anibal等人1990，IEEE trans.acoustic speech andsignal processing)。
此處對克服去卷積問題的一個方法特別感興趣，并且這涉及將在終端接收的最顯著信號的“模糊”估計從r(t)的“模糊”版本中減去，此處，模糊化再次涉及卷積處理。這可以在終端207處或在SLMC 208處(在這種情況下，將信號的記錄從終端207傳送回SLMC)執(zhí)行或在期望的其它位置執(zhí)行。在這種情況下，再次參照圖2/圖1的情況并假定來自發(fā)射機201/A的信號是終端207/R接收的信號中最顯著的，并進行了終端從發(fā)射機201/A處接收的信號的卷積版本的評估，該卷積為與從r(t)和SA(t)獲得的信號的卷積(見下)。該卷積涉及一些信息的丟失，并因此是對信號的涂抹或模糊。在上述的相減步驟之前，終端接收的信號的表達式的段也是首次與從SA(t)中獲得的信號卷積。這些附加的卷積步驟是有用的，因為在實踐中經(jīng)常是這樣的被卷積的評估比未卷積的評估更加精確。未卷積的不精確的評估可以參見圖5，這導致嚴重的錯誤被引入到較弱信號的余項記錄中。
參照圖1，該特定模糊方法可以更清楚地解釋如下。如上所示，假定來自發(fā)射機A的信號是終端R處接收的信號中最強的，并且其主導整個接收信號。r(t)和SA(t)之間的互相關于是產(chǎn)生了互相關輪廓，在該輪廓中，可以清楚地看到來自A的作用。并可以(例如從波峰的位置)推斷該信號的時間偏移。
如果互相關的輪廓由a(τ)描述，那么a(τ)＝r(t)SA(t)＝[SA(t)*hA(t)+SB(t)*hB(t)+...]SA(t)
≈SA(t)*hA(t)SA(t)＝ρA(τ)*hA(t)其中，號代表互相關，τ是延遲，ρA(τ)是SA(τ)的自相關輪廓。應注意，包括SB(t)等的r(t)的項在與SA(t)互相關時是可以忽略的，這是因為來自發(fā)射機A、B等的信號具有正交擴展碼，并且來自A的信號比其它的信號強得多。
現(xiàn)在為“信道支持(channel support)”分析互相關輪廓a(τ)，“信道支持”也就是延遲區(qū)，在該區(qū)，來自SA(t)的信號產(chǎn)生了有效值(其余的為噪聲)，并且通過用窗口函數(shù)乘以該互相關輪廓使該區(qū)相對于其它區(qū)得到增強。最簡單的窗口函數(shù)是“頂帽(top-hat)”函數(shù)，其用單位1乘所期望的區(qū)，而用零與其他區(qū)相乘。在一些應用中可以使用更多級別的窗口。
現(xiàn)在將窗口化的互相關輪廓(τ)與SA(t)卷積，由于來自A的信號占支配地位，因而該結果代表了將從已經(jīng)與SA(t)的自相關輪廓卷積的r(t)的版本中減去的量的良好估計b(t)。因而b(t)＝SA(t)*(τ)≈SA(t)*ρA(τ)*hA(t)。
相減處理的結果是余項的模糊版本r′(t)，這里r′(t)＝r(t)*ρA(τ)-b(t)＝[SA(t)*hA(t)*ρA(τ)+SB(τ)*hB(t)*ρA(τ)+...]-b(t)≈SB(t)*hB(t)*ρA(τ)+...
但該模糊化對減去來自發(fā)射機B(比方說圖2中的202)的次最顯著信號的精確性以及被估計的時間延遲的精確性只有輕微的影響。因而，被模糊的余項r′(t)可因此與SB(t)互相關以估計來自發(fā)射機202/B的信號的時間偏移。該過程隨后被重復，直到?jīng)]有未被測量的感興趣的信號。
本發(fā)明的一個要求是在A、B、C(比方說201、202、203)和R(比方說207)處產(chǎn)生的信號記錄在時間上相互交迭。例如可以通過接收正服務發(fā)射機(上面分析中的201/A)發(fā)射的信號的特定方面來初始化移動終端207/R中的記錄過程。在發(fā)射機中進行的記錄必須與這方面粗略地同步。在這些發(fā)射機相互之間同步的情況下，如在IS95標準中那樣，該方面將幾乎同時被網(wǎng)絡中的所有發(fā)射機發(fā)射。然而，在非同步系統(tǒng)中，將使用在我們的WO-A-00/73814、EP申請No.01301679.5和EP申請No.01308508.9中描述的其他裝置(如GPS時鐘)或原理。
如前面所解釋的，例如，如圖8所示，本發(fā)明也可應用于使用常規(guī)E-OTD技術的定位系統(tǒng)的固定終端(LMU)，在該系統(tǒng)中，發(fā)射機801到803分別具有相關聯(lián)的采樣裝置804到806。在這種情況下，固定終端(LMU 809)與發(fā)射機803共址，但與一個單獨的接收天線相連。LMU 809需要支持大的動態(tài)范圍并顯示非常好的線性特征，其接收被天線獲得的信號，如上所示地創(chuàng)建信號的表達式的段，并將該段發(fā)送到計算裝置808。在本文上面的第二方面中描述的方法被用于減少最顯著的信號的影響(通常來自共址的發(fā)射機)，從而可以測量從網(wǎng)絡的其他(更遠些)的發(fā)射機接收的信號。到此，該過程與上面結合CDMA通信網(wǎng)絡對移動終端的討論完全一樣。然而，LMU 809的用途是提供從它能夠接收的來自所有發(fā)射機的信號之間的時間偏移。通過分析由LMU 809發(fā)射到計算裝置808的表達式的段，從本地(通常是共址的)發(fā)射機803接收的非常顯著的信號提供了對該發(fā)射機的精確定時，并隨后，可以對來自其他發(fā)射機的剩余信號分析模糊余項表達式。
對表達式和模糊余項表達式進行分析以發(fā)現(xiàn)特定成分的時差，這種分析將依據(jù)本發(fā)明的第二方面如下地進行。被給定的發(fā)射機801、802、803在CPICH上傳送的導頻碼是預先已知的二進制序列。通過使其通過例如上升余弦過濾器進行調(diào)制，從而盡可能地接近CPICH上從發(fā)射機接收的信號。該基準序列隨后與所接收的信號的表達式的段、或模糊余項表達式互相關，以識別對應于從相應發(fā)射機接收的信號相對于基準的時間偏移的波峰，如圖3所示。波峰的位置是時間偏移的估計值。
本發(fā)明的第二方面也可被應用于便攜式終端807。在這種情況下，減去來自比方說發(fā)射機801的最顯著的信號允許由發(fā)射機802、803發(fā)射的較弱的導頻碼的時間偏移被測量。以這種方式，除例如在US-A-6094168中所描述的在終端位置的常規(guī)三邊測量計算中使用的附近的發(fā)射機801的時間偏移外，可以在終端中決定來自兩個更遠的發(fā)射機802、803的信號的時間偏移。
本發(fā)明的任一種方法可以被用于跟蹤移動的手機?？梢允褂弥芷谛缘亩〞r測量設置來定位移動終端，并依據(jù)所使用的裝置，此后可以實現(xiàn)準連續(xù)的跟蹤。例如，可以使用本發(fā)明的一種方法，產(chǎn)生至少三個地理上分開的發(fā)射機的一組時間偏移估計，從該方法可以估計終端的當前位置。隨后可以僅使用從來自最顯著的一個或兩個本地發(fā)射機的信號中獲得的定時測量短時間地跟蹤該移動的手機，即通過應用本發(fā)明的方法，對于較弱的信號不會遇到可聽性問題。因而，通過不時地應用本發(fā)明的方法，并補充以更頻繁地只測量本地發(fā)射機，可以連續(xù)地跟蹤手機。
權利要求
1.一種用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機發(fā)射，以及由與終端連接的接收機接收的信號之間的時間偏移的方法，所述方法包括以下步驟(a)在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段；(b)創(chuàng)建由所述發(fā)射機中的第一發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的第一段，并創(chuàng)建由所述發(fā)射機中的第二發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的第二段，所述第一段和第二段中的每一個在時間上與在終端創(chuàng)建的段疊加；(c)使用依賴于所述第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計；(d)使用依賴于所述第一段和在步驟(a)中在終端創(chuàng)建的段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段；(e)從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式；(f)估計所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中用于創(chuàng)建所述模糊估計的第一函數(shù)是由所述多個發(fā)射機中的第一發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的第一段(所述“第一段”)和由所述接收機接收的來自所述多個發(fā)射機的信號的表達式的段(所述“終端段”)與所述第一段的互相關的卷積。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述互相關是通過增強互相關函數(shù)的有效成分創(chuàng)建的窗口互相關。
4.根據(jù)權利要求1到3中任一項所述的方法，其中用于創(chuàng)建所述模糊終端段的第二函數(shù)是所述終端段與所述第一段的自相關輪廓的卷積。
5.根據(jù)權利要求1到4中任一項所述的方法，其中，所述模糊余項表達式與由所述發(fā)射機中的第二發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的第二段(所述“第二段”)互相關，以估計所述時間偏移。
6.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，其中所述第一段和第二段分別在第一發(fā)射機和第二發(fā)射機處創(chuàng)建。
7.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，其中所述第一段和第二段在與各自的發(fā)射機相連的或位于其他位置的一個或多個采樣裝置中創(chuàng)建。
8.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，其中所述第一段和第二段由在通信網(wǎng)絡的任一處運行的計算機程序創(chuàng)建，或在其它位置利用由所述網(wǎng)絡提供的關于所發(fā)射的信號的信息創(chuàng)建。
9.一種用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移的方法，所述方法包括以下步驟(a)在終端創(chuàng)建由接收機接收的來自所述多個發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)；(b)創(chuàng)建由另一發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)，該段與在終端創(chuàng)建的段在時間上交迭；(c)使用依賴于所述發(fā)射機段和終端段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計；(d)使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)創(chuàng)建模糊終端段；(e)從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；(f)估計所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移。
10.依據(jù)權利要求9所述的方法，其中，用于創(chuàng)建模糊估計的第一函數(shù)是所述發(fā)射機段與所述終端段和所述發(fā)射機段的互相關的卷積。
11.依據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述互相關是通過增強互相關函數(shù)的有效成分創(chuàng)建的窗口互相關。
12.依據(jù)權利要求9到11中任一項所述的方法，其中，用于創(chuàng)建所述模糊終端段的第二函數(shù)是所述終端段與所述發(fā)射機段的自相關輪廓的卷積。
13.依據(jù)權利要求9到12中任一項所述的方法，其中，在本發(fā)明的第二方面中的被發(fā)射信號的所述已知成分是導頻碼。
14.依據(jù)權利要求9到13中任一項所述的方法，其中，在估計所述時間偏移之前，可以通過與另一函數(shù)的卷積來模糊所述公知信號成分。
15.根據(jù)權利要求9到14中任一項所述的方法，其中由發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段在該發(fā)射機處創(chuàng)建。
16.根據(jù)權利要求9到14中任一項所述的方法，其中由發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段在與各自的發(fā)射機相連或位于其他位置的一個或多個采樣裝置中創(chuàng)建。
17.依據(jù)權利要求9到14中任一項所述的方法，其中，由發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段由在通信網(wǎng)絡任一處運行的計算機程序創(chuàng)建，或在其它位置利用由網(wǎng)絡提供的關于所述發(fā)射信號的信息創(chuàng)建。
18.依據(jù)權利要求1到14中任一項所述的方法，其中，在被傳送到計算裝置之前，由終端的接收機接收的信號的表達式的段被記錄在所述終端中。
19.依據(jù)權利要求1到14中任一項所述的方法，其中，由終端的接收機接收的信號的表達式的段被實時傳送到所述計算裝置中并在所述計算裝置中記錄。
20.依據(jù)權利要求1到19中任一項所述的方法，其中，由與終端相連接的所述接收機接收的信號的表達式是在接收機中首先被轉(zhuǎn)換到基帶的接收信號的數(shù)字化版本。
21.依據(jù)權利要求1到20中任一項所述的方法，其中，由發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式是首先被轉(zhuǎn)換到基帶的發(fā)射信號的數(shù)字化版本。
22.一種設備，包括用于執(zhí)行權利要求1到21任一項所述的方法的處理裝置。
23.一種用于發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機發(fā)射，以及由與終端連接的接收機接收的信號之間的時間偏移的設備，所述設備包括(a)用于在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段的處理裝置；(b)用于創(chuàng)建由所述多個發(fā)射機中的第一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第一段，并創(chuàng)建由所述多個發(fā)射機中的第二發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第二段的處理裝置，每個段與在終端創(chuàng)建的段在時間上交迭；(c)用于使用依賴于所述第一段和在上述(a)中在終端創(chuàng)建的段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置；(d)用于使用依賴于所述第一段和在上述(a)中在終端創(chuàng)建的段的第二函數(shù)，創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(e)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式的處理裝置；以及(f)用于估計所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移的處理裝置。
24.一種用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移的設備，包括(a)用于在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的處理裝置；(b)用于創(chuàng)建由另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)的處理裝置；(c)用于使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置；(d)用于使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)，創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(e)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式的處理裝置；以及(f)用于估計所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移的處理裝置。
25.一種電信終端，包括用于發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機所發(fā)射，以及由與終端連接的接收機接收的信號之間的時間偏移的設備，所述設備包括(a)用于在終端創(chuàng)建被所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段的處理裝置；(b)用于使用依賴于在上述(a)中在終端創(chuàng)建的段和所述多個發(fā)射機中的第一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第一段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置；所述第一段與在終端創(chuàng)建的段在時間上交迭，并被發(fā)送到所述終端；(c)用于使用依賴于所述第一段和在上述(a)中在終端創(chuàng)建的段的第二函數(shù)，創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(d)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式的處理裝置；以及(e)用于估計所述模糊余項表達式和所述多個發(fā)射機中的第二發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的第二段之間的時間偏移的處理裝置，所述第二段在時間上與在終端創(chuàng)建的所述段交疊，并被發(fā)送到所述終端。
26.一種電信終端，包括用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移的設備，所述設備包括(a)用于在終端創(chuàng)建由所述接收機接收的來自所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的處理裝置；(b)用于使用依賴于所述終端段和由另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計的處理裝置，所述發(fā)射機段被發(fā)送到所述終端；(c)用于使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)，創(chuàng)建模糊終端段的處理裝置；(d)用于從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式的處理裝置；以及(e)用于估計所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移的處理裝置。
27.一種通信網(wǎng)絡，用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機所發(fā)射，以及由與終端連接的接收機所接收的信號之間的時間偏移，所述網(wǎng)絡包括(d)一個或多個計算裝置；(e)終端，其具有與該終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的所述發(fā)射機的信號的表達式的段的裝置；以及用于將所述段傳送給所述一個或多個計算裝置的裝置；(f)與所述發(fā)射機的第一發(fā)射機和第二發(fā)射機分別相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由各自的發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的各第一段和第二段，所述第一段和第二段與在所述終端創(chuàng)建的表達式的段在時間上交迭，并用于將在所述發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第一函數(shù)計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移。
28.一種通信網(wǎng)絡，用于發(fā)現(xiàn)由通信網(wǎng)絡的多個發(fā)射機之一所發(fā)射，以及由與終端相連的接收機所接收的信號的成分，相對于終端中的基準的時間偏移，所述網(wǎng)絡包括(d)一個或多個計算裝置；(e)終端，其具有與所述終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的裝置；以及用于將所述段傳送給所述一個或多個計算裝置的裝置；(f)與另一發(fā)射機相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由所述另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)，其與在所述終端創(chuàng)建的表達式的段在時間上交迭，并用于將在所述另一發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第一函數(shù)計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移。
29.用于在通信網(wǎng)絡中使用的一種或多種計算裝置，所述通信網(wǎng)絡包括一終端，其具有一與所述終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的發(fā)射機的信號的表達式的段的裝置；以及用于將所述段發(fā)送給所述一種或多種計算裝置的裝置；以及與所述多個發(fā)射機中的第一發(fā)射機和第二發(fā)射機分別相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由各自的發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的各第一段和第二段，所述第一段和第二段與在所述終端創(chuàng)建的表達式的段在時間上交迭，并用于將在所述發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述第一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述第一段和在終端創(chuàng)建的所述段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以產(chǎn)生模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述第二段之間的時間偏移。
30.用于在通信網(wǎng)絡中使用的一種或多種計算裝置，所述通信網(wǎng)絡包括終端，其具有與所述終端相連的無線電接收機；用于創(chuàng)建由所述無線電接收機接收的來自所述通信網(wǎng)絡的所述發(fā)射機的信號的表達式的段(“終端段”)的裝置；以及用于將所述段傳送給所述一個或多個計算裝置的裝置；以及與另一發(fā)射機相關聯(lián)的采樣裝置，用于創(chuàng)建由所述另一發(fā)射機所發(fā)射的信號的表達式的段(“發(fā)射機段”)，其與在所述終端創(chuàng)建的表達式的段在時間上交疊，并用于將在所述另一發(fā)射機創(chuàng)建的表達式的段發(fā)送給所述一個或多個計算裝置；所述一個或多個計算裝置用于執(zhí)行使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第一函數(shù)，計算在所述終端接收的來自所述另一發(fā)射機的信號的模糊估計；使用依賴于所述發(fā)射機段和所述終端段的第二函數(shù)計算模糊終端段；從所述模糊終端段中減去所述模糊估計以創(chuàng)建模糊余項表達式；計算所述模糊余項表達式和所述信號成分之間的時間偏移。
31.一個或多個計算機程序，包括用于執(zhí)行權利要求29中所述的計算裝置中的步驟的計算機程序代碼裝置。
32.一個或多個計算機程序，包括用于執(zhí)行權利要求30中所述的計算裝置中的步驟的計算機程序代碼裝置。
33.一種方法，用于計算通信網(wǎng)絡中的移動終端的位置，包括權利要求1到21任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明用以克服CDMA通信網(wǎng)絡中的“可聽性”問題。通過使用用于各發(fā)射機(201，202，203)的分開的采樣裝置(204，205，206)，只向計算裝置(208)發(fā)送由該發(fā)射機發(fā)射的信號的表達式，提供了定位服務。在計算裝置(208)中執(zhí)行移動終端(207)發(fā)回的表達式和由最顯著的發(fā)射機中的采樣裝置發(fā)回的表達式之間的互相關，并將該最顯著的信號的模糊估計從所述移動終端(207)發(fā)回的表達式的模糊版本中減去，以盡可能減少對剩余信號的影響，重復所述互相關和減法步驟直到?jīng)]有未被減的有用信號。
文檔編號H04B1/707GK1662825SQ03813997
公開日2005年8月31日 申請日期2003年5月13日 優(yōu)先權日2002年6月17日
發(fā)明者彼得·詹姆斯·達菲特史密斯, 馬爾科姆·戴維·馬克諾坦, 約翰·克里斯托弗·克拉克, 羅伯特·維勒姆·羅 申請人:劍橋定位系統(tǒng)有限公司