專利名稱：一個使用縮短重復(fù)突發(fā)的移動電話定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)諸如蜂窩電話之類的移動通信設(shè)備，及用于精確地確定這類設(shè)備在一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的位置的方法。這樣，可以確定蜂窩電話的位置以便向一個呼叫者派遣警力或醫(yī)學(xué)授助，或用于任何其它目的。
在美國，新的規(guī)則規(guī)定，到2001年，移動蜂窩電話必須能僅根據(jù)其傳輸?shù)氖及l(fā)點(diǎn)位置而被定位。原始的標(biāo)準(zhǔn)是在任何給定網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中發(fā)出緊急呼叫的蜂窩電話，必須能被精確定位，其均方根誤差應(yīng)小于125米。最好在實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn)時，不需改裝現(xiàn)有蜂窩電話。
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(“IS”)-54和136 TDMA系統(tǒng)中的現(xiàn)有基站通常采用定位校驗(yàn)?zāi)K(“LVM”)，它在從一個基站向另一個基站切換時，校驗(yàn)移動電臺話音傳輸中的數(shù)據(jù)。對于一個要進(jìn)行的TDMA呼叫，移動電臺和基站的時序必須緊密地同步。在IS-54和-136中，在呼叫建立的時刻，或從網(wǎng)絡(luò)中的一個基站向另一個基站交接時，移動電臺提供，或可以被要求提供一個“縮短突發(fā)”傳輸。在IS-54中，缺省情況下，使用一個模擬控制信道傳輸該縮短突發(fā)。IS-136控制信道是數(shù)字的，縮短突發(fā)必須由基站請求。各縮短突發(fā)都是大約5．58毫秒的時隙信號傳輸，在不大于5秒的時間區(qū)間內(nèi)，它們每20毫秒重復(fù)一次。這些突發(fā)用來使移動單元和基站間的按時間分隔的話音傳輸同步。按本發(fā)明，這些突發(fā)也非學(xué)適用于精確地檢測移動設(shè)備的位置。
縮短突發(fā)用來測量移動設(shè)備到其地理區(qū)域內(nèi)的基站的距離值。所測數(shù)值利用已知的三角技術(shù)相關(guān)以確定移動設(shè)備的x，y坐標(biāo)位置。
現(xiàn)在，已經(jīng)使用了全球定位系統(tǒng)，一個移動接收機(jī)通過檢測衛(wèi)星所發(fā)射的信號的到達(dá)時間，來確定其位置。這類系統(tǒng)不被用來檢測與空間分布的基站有關(guān)的移動發(fā)射機(jī)的位置。
現(xiàn)已開發(fā)了一個系統(tǒng)用來確定移動網(wǎng)絡(luò)電話的位置，該系統(tǒng)使用的是基站處信號突發(fā)的到達(dá)時間差，該信號突發(fā)是移動設(shè)備在始發(fā)一個呼叫時在反向控制信道上提供的。在該系統(tǒng)中，在呼叫期間，該反向控制信道不能用來定位移動設(shè)備，所以，只有在始發(fā)該呼叫時，才能確定該移動設(shè)備的位置。另外，該反向控制信道還提供一個有限的時間來存取位置數(shù)據(jù)，所以，它不能在一個連續(xù)的時間段內(nèi)精確地確定一個位置。
本發(fā)明系統(tǒng)使用話務(wù)信道突發(fā)來確定移動設(shè)備的位置，例如，使用縮短突發(fā)。該話務(wù)信道突發(fā)可被用于在呼叫建立時及呼叫期間檢測移動設(shè)備的位置。于是，該系統(tǒng)可在呼叫進(jìn)行時跟蹤一個移動設(shè)備的位置，并可在一個呼叫期間的任意時刻，啟動對位置的確定。該系統(tǒng)還可在一個連續(xù)的時間段內(nèi)獲得位置數(shù)據(jù)，從而得到精確的定位。更進(jìn)一步，該縮短話務(wù)信道突發(fā)被設(shè)計為用來校正時隙的時序，從而，它非常適合于進(jìn)行信號到達(dá)時間測量，該測量可被用于定位該移動設(shè)備。
本發(fā)明的一個目的是，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，提供一個用來確定移動網(wǎng)絡(luò)電話設(shè)備的位置的精確方法，并且不需要額外的硬件或?qū)@類系統(tǒng)中的移動設(shè)備的硬件的修改。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一個系統(tǒng)，用來在移動呼叫建立期間及呼叫進(jìn)行期間，確定移動網(wǎng)絡(luò)電話的位置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個系統(tǒng)，它使用話務(wù)信道縮短突發(fā)，來定位與該系統(tǒng)中空間分布的基站有關(guān)的移動設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個系統(tǒng)，其中，在緊急情況下，在呼叫開始時，即自動確定移動設(shè)備的位置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個系統(tǒng)，它檢查一個移動設(shè)備的定位信息的精度，如果需要的話，繼續(xù)提高定位精度。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個系統(tǒng)，它允許在移動設(shè)備移動時，繼續(xù)監(jiān)測該移動設(shè)備的位置。
通過對以下介紹，圖形和權(quán)利要求的描述，將會清楚本發(fā)明的這些及其它目的。
縮短突發(fā)是當(dāng)前用于使蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)中的時隙同步的重復(fù)信號傳輸。本發(fā)明還將這些縮短突發(fā)用于定位一個移動設(shè)備，例如一個蜂窩電話，這可用于緊急情況中，或其它目的。本發(fā)明利用現(xiàn)有設(shè)備來滿足定位進(jìn)行緊急呼叫的移動設(shè)備的新的US．標(biāo)準(zhǔn)。
在一個蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)操作中，一個話務(wù)信道被指定用于一個主基站與位于該基站的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的一個移動電話間的通信。如果希望確定該蜂窩電話的位置，則主基站發(fā)送一條命令，使網(wǎng)絡(luò)電話發(fā)送5．58毫秒縮短突發(fā)信號，而不是話音，該信號每20毫秒重復(fù)一次，持續(xù)不超過5秒鐘。在本發(fā)明系統(tǒng)中，這些突發(fā)傳輸被主基站和兩個或更多相鄰基站接收。這些基站測量突發(fā)信號的各到達(dá)時間或進(jìn)行其它測量，例如測量突發(fā)的到達(dá)時間差。這些測量值被用于計算每個基站和網(wǎng)絡(luò)電話間的距離。
通過將基站的位置測量值三角形化，來確定網(wǎng)絡(luò)電話的位置。三角計算是由主基站，移動交換中心，移動定位中心，警力緊急調(diào)遣中心，或任何其它與基站通信的網(wǎng)絡(luò)地點(diǎn)進(jìn)行的。如果需要更高的定位精度，可以在同一或一個新的話務(wù)信道上，在另外的5秒鐘突發(fā)間隔期間重復(fù)該三角測量過程。僅僅對中心網(wǎng)絡(luò)中的軟件進(jìn)行修改，即可滿足新的有關(guān)緊急定位的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是一個已知的縮短突發(fā)傳輸?shù)氖疽鈭D，它用于基站與移動設(shè)備間的時間調(diào)整或同步。
圖2A和2B是本發(fā)明步驟的流程圖，用于定位一個IS-54或-136 TDMA系統(tǒng)中的移動設(shè)備。
圖3是本發(fā)明系統(tǒng)中一個移動設(shè)備和與之相關(guān)的基站的示意圖。
本發(fā)明提供了一項(xiàng)技術(shù)，利用現(xiàn)有移動設(shè)備和已知通信協(xié)議，在模擬控制信道(IS-54)模式或數(shù)字控制信道(IS-136)模式中，確定IS-54或136蜂窩電話系統(tǒng)中的一個移動終端或設(shè)備的地理位置。一個已知的通信協(xié)議使用縮短突發(fā)，每個大約5．58毫秒時長，每20毫秒重復(fù)一次。這些突發(fā)用于使一個移動設(shè)備或終端同與之通信的基站同步或調(diào)整該移動設(shè)備的時序(即，時隙)。
在一個IS-54系統(tǒng)中，控制信道是模擬的且縮短突發(fā)總是在呼叫初始時被發(fā)送。在一個IS-136系統(tǒng)中，通過在來自一個基站的下行鏈路業(yè)務(wù)信道標(biāo)志或指配消息中設(shè)置一個合適區(qū)域，來觸發(fā)縮短突發(fā)。一般，如果作為一個業(yè)務(wù)信道指配消息的一部分，網(wǎng)絡(luò)基站指示該移動設(shè)備發(fā)射縮短突發(fā)，則該移動設(shè)備一接收到該業(yè)務(wù)信道分配，就開始發(fā)射縮短突發(fā)。該移動設(shè)備持續(xù)進(jìn)行該傳輸多達(dá)5秒，直到它接收到來自移動站的時隙調(diào)整信號。之后，該移動站按其基站的時間排列發(fā)射和接收?，F(xiàn)有移動設(shè)備按常規(guī)廣播縮短突發(fā)和其它業(yè)務(wù)信道突發(fā)，且現(xiàn)有基站按常規(guī)在正常操作期間接收它們。這些已知業(yè)務(wù)信道突發(fā)可被用在新的移動設(shè)備的定位系統(tǒng)中，例如蜂窩電話定位系統(tǒng)。于是，縮短突發(fā)，話音信道突發(fā)或其它業(yè)務(wù)信道上的反向控制消息可被用于定位移動設(shè)備。與縮短突發(fā)相比，語音信道或業(yè)務(wù)信道上的其它反向控制消息有更短的已知比特序列，所以，不象縮短突發(fā)那樣適用于定位移動設(shè)備。這些其它業(yè)務(wù)信道突發(fā)可以與縮短突發(fā)一起使用以便在檢測移動設(shè)備的位置時提供更高的精度。
圖1中示出了縮短突發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)形式。該突發(fā)非常適合于定位移動設(shè)備。該突發(fā)的134位唯一地標(biāo)識該移動設(shè)備。該縮短突發(fā)的保護(hù)時間確保了一個設(shè)備的傳輸不會與其它設(shè)備的傳輸相干擾。更進(jìn)一步，該突發(fā)有六個同步序列，分布在該突發(fā)的不同區(qū)間。這使得該突發(fā)特別適合于檢測位置信息，例如突發(fā)到達(dá)基站的時間。
基站可以很容易地檢測出TDMA塊中的時隙內(nèi)的縮短突發(fā)信號的已知位，以精確地確定這些突發(fā)的到達(dá)時間。突發(fā)信號自身重復(fù)，或與其它業(yè)務(wù)信道突發(fā)組合，通過平均，可以得到更高的測量精度。與各比特位未知的情況相比，已知位的出現(xiàn)能提供更高的靈活性和更好的性能。
在一個TDMA系統(tǒng)的常規(guī)操作中，當(dāng)從一個移動設(shè)備或終端通過一個基站第一次建立一個呼叫時，移動設(shè)備從它在系統(tǒng)的下行鏈路控制信道上所見到的信號，即從由基站發(fā)射的信息中，提取其時間基準(zhǔn)。不同移動設(shè)備的傳輸時序可以不同，使得不同移動設(shè)備的傳輸在不同的時間到達(dá)基站。縮短突發(fā)用于使一個基站及與之通信的移動設(shè)備間的傳輸同步。在IS-136系統(tǒng)中，如果在一個業(yè)務(wù)信道指配消息上的一個標(biāo)志被置位，則當(dāng)進(jìn)行初始業(yè)務(wù)信道分配或進(jìn)行基站間的交接時，移動設(shè)備發(fā)射縮短突發(fā)用于時間調(diào)整的目的。縮短突發(fā)具有保護(hù)時間，以避免同其它移動設(shè)備的干擾，它優(yōu)先于與基站的通信同步。
圖2A和B示出了本發(fā)明方法的一種形式，其中，使用了現(xiàn)有移動電話，基站和蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，利用縮短突發(fā)和其它業(yè)務(wù)信道突發(fā)來定位一個移動設(shè)備。當(dāng)在第10步，一個基站接收到一個請求或查詢一個位置信息的呼叫時，例如當(dāng)移動設(shè)備撥打緊急呼叫電話911時，或在建立呼叫的過程中，出于任意目的請求定位時，則在第11步，基站首先為移動設(shè)備標(biāo)識一個可用的業(yè)務(wù)信道。然后，在第12步，確定該控制信道是模擬的(即，在IS-54中工作)還是數(shù)字的(即，在IS-136中)。如果控制信道是數(shù)字的，則在第14步，基站設(shè)置業(yè)務(wù)信道標(biāo)志或指配消息，以啟動縮短突發(fā)模式。通過將數(shù)字業(yè)務(wù)信道標(biāo)志消息中的SB域置1，啟動縮短突發(fā)模式。
下表中示出了數(shù)字業(yè)務(wù)信道標(biāo)識消息的格式信息單元 參考 類型 長度協(xié)議鑒別符 M 2消息類型 M 6DVCC IS-136．2M 8CMAC IS-136．2M 4CHANM 11ATS M 4SB M 1協(xié)議版本M 4時間排列M 5延時間隔補(bǔ)償模式 M 1語音模式O 10子地址 O 20-180消息加密模式O 13高頻帶信息 O 6顯示O 12-668若控制信道是模擬的，則移動設(shè)備按缺省情況發(fā)射縮短突發(fā)。在第16步，主基站或服務(wù)基站指示至少兩個相鄰基站測量指定業(yè)務(wù)信道上來自該移動設(shè)備的縮短突發(fā)信號的到達(dá)時間。在市區(qū)，需要兩個或更多這類相鄰基站以將位置的三角測量精度限制在125米以內(nèi)或更小。
在人跡罕至的區(qū)域，很難有兩個相鄰的基站。在這種情況下，可以將與距離或范圍有關(guān)的測量值與在主基站和／或另一個相鄰基站接收的突發(fā)信號的到達(dá)角測量值組合起來，以確定該移動設(shè)備的位置?？梢岳弥骰竞停蚋郊踊咎幍亩鄠€天線設(shè)備確定到達(dá)角。換一種方式，通過參照地理信息排除可能的始發(fā)點(diǎn)，可以用少于三個基站來確定位置。例如，如果會得出傳輸來自一個火山，水系，軍事禁區(qū)等，則可排除該可能的始發(fā)點(diǎn)。
一旦相鄰基站被激活，則在第18步，主基站(即主要同該移動設(shè)備通信的基站)向移動設(shè)備發(fā)送業(yè)務(wù)信道標(biāo)志。該傳輸啟動一個數(shù)字控制信道上的縮短突發(fā)模式并繼續(xù)一個模擬信道上的縮短突發(fā)傳輸。然后，移動設(shè)備在有規(guī)則地指定的時隙中向主基站發(fā)送其突發(fā)，且選定的相鄰基站也拾取該信號。在第20步，每個接收基站都測量縮短突發(fā)傳輸?shù)牡竭_(dá)時間或一些其它的與距離有關(guān)的參數(shù)，它們表明該移動設(shè)備到每個基站的距離。
幾個基站向主基站報告它們對突發(fā)的時間測量值，或者，它們中的每一個都向一個移動定位中心(MPC)，一個交換中心，一個警力分配中心或其它這類中心控制站報告，在第24步，控制站確定來自每個站的測量值的精度。如果確定來自所有選定基站的測量值精度是足夠的，則在第25步，使主基站向移動設(shè)備發(fā)送一個時間調(diào)整信號，以使該移動設(shè)備的時隙與主基站同步。然后，在第26步，在控制站中使用該測量值確定移動設(shè)備的位置。
如果移動設(shè)備的一個或多個測量值精度不夠，則基站繼續(xù)對隨后的突發(fā)作到達(dá)時間測量，直到獲得足夠的測量精度，或到了5秒鐘的時限，或是到了一些選定的更短的時間限制。如果到了時限而仍沒有滿意的測量值，則在第27步，主基站向移動設(shè)備發(fā)送時間調(diào)整值。在一個實(shí)例中，在第28步，系統(tǒng)可以隨后標(biāo)識一個可用的業(yè)務(wù)信道以轉(zhuǎn)接該移動設(shè)備。該信道可以與前面使用的信道一樣，或者可以使用一個不同的信道。然后，可以從第12步開始，繼續(xù)以前面所述的方式，重復(fù)檢測移動設(shè)備位置的過程，直到確定了足夠精確的位置。這一操作的缺點(diǎn)是，提供了兩個或更多個連續(xù)的5秒鐘短突發(fā)傳輸，這將導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的對一個呼叫的話音傳輸?shù)拈L時間的干擾。若利用持續(xù)5秒鐘或其它一些設(shè)定時間的縮短突發(fā)，無法以足夠精度確定位置，則可通過使用話音突發(fā)來增強(qiáng)定位精度的方法來避免這一問題。
如圖2A和B所示，如果包含話音業(yè)務(wù)傳輸?shù)脑捯敉话l(fā)可被用于提供連續(xù)的位置測量值，則不必使用附加的連續(xù)5秒鐘縮短突發(fā)，就能增強(qiáng)位置測量值的精度。通過在第27步，時間排列被送給移動設(shè)備之后，在第29步測量話音突發(fā)的到達(dá)時間，可以得到本操作。在第31步，檢查這些測量值的精度，若精度可以接受，則在第26步，計算移動設(shè)備的位置。若精度不能被接受，則檢查一個話音突發(fā)時間限制，例如5秒鐘。若還未到達(dá)該時間限制，則系統(tǒng)繼續(xù)測量話音突發(fā)的到達(dá)時間，直到達(dá)到該話音突發(fā)時間限制，或是得到了一個可被接受的位置測量值。如果到達(dá)話音突發(fā)時間限制，則在第28步，標(biāo)識一個可用的業(yè)務(wù)信道，系統(tǒng)重新使用縮短突發(fā)來檢測移動設(shè)備的位置。該過程可以繼續(xù)，直到以足夠精度檢測到移動設(shè)備的位置。
如果如在第30步中那樣，在一個呼叫建立之后，該呼叫被標(biāo)識為一個由移動設(shè)備或主基站請求定位的呼叫，則在第28步，主基站為該呼叫標(biāo)識一個業(yè)務(wù)信道。然后，在第12步開始，如前面所述，繼續(xù)定位移動設(shè)備的過程。
下面，將解釋利用到達(dá)時間測量值計算移動設(shè)備位置的過程。參照圖3，總地來說，移動設(shè)備32位置的坐標(biāo)點(diǎn)可以表示為信號從該移動設(shè)備到任意基站34，36或38所需時間的函數(shù)。該關(guān)系式可表示為tc=(xbs-x)2+(ybs-y)2(1)]]>其中，t是傳輸從移動設(shè)備到達(dá)基站所用的時間，c是光速，(x，y)是移動設(shè)備的坐標(biāo)位置，(xbs，ybs)是基站的坐標(biāo)位置。傳輸時間等于信號到達(dá)基站的時間與信號從移動設(shè)備發(fā)出的時間之間的差值。這樣，公式(1)可化為(tR-tT)c=(xbs-x)2+(ybs-y)2(2)]]>其中，tR是信號在基站被接收的時間，tT是信號由移動設(shè)備發(fā)送的時間。公式(2)有三個未知數(shù)發(fā)射時間tT，移動設(shè)備的x坐標(biāo)及移動設(shè)備的y坐標(biāo)。如果在三個基站34，36和38進(jìn)行測量，則可以生成三個方程式，每個都有三個相同的未知數(shù)。在每個方程式中，接收時間tR，基站x坐標(biāo)和基站y坐標(biāo)都不相同，利用已知的代數(shù)技術(shù)解這些方程式可以得到移動設(shè)備的x和y坐標(biāo)。
當(dāng)要求跟蹤移動設(shè)備時，可以使用一個已知的卡爾曼濾波跟蹤逼近。為了確保計算精度，卡爾曼濾波跟蹤逼近自動給出移動設(shè)備位置的計算估計值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。該標(biāo)準(zhǔn)偏差可被用來以已知方式估算位置計算的精度。換一種方式，或者另外，基站可以取得從該移動設(shè)備接收的信號的質(zhì)量測量值。例如，每個基站都可以測量從該移動設(shè)備接收的信號的信號強(qiáng)度(RSSI)。該信號質(zhì)量測量值與用于位置計算的時間測量值一道，被發(fā)送給主基站或其它控制站?？刂普究梢允褂眯盘柶焚|(zhì)測量值執(zhí)行一個質(zhì)量檢查。如果測量值精度不足以獲得計算移動設(shè)備位置所希望的精度，則重復(fù)該測量過程。為重復(fù)測量過程，控制站將命令主基站34重復(fù)控制消息。在重復(fù)控制消息之后，主基站和周邊基站36和38將再次檢查標(biāo)準(zhǔn)偏差并／或從移動設(shè)備獲取控制消息響應(yīng)的測量值并將該新測量值傳送給控制站。根據(jù)需要，該過程可重復(fù)幾次直到獲得所需精度。在計算移動設(shè)備位置之后，控制站將移動設(shè)備的位置發(fā)送給一個緊急呼叫中心或其它應(yīng)用程序處理中心。
對所用方法，信號，時隙之類的改變將不脫離本發(fā)明的范圍和精神。例如，可以使用一個到達(dá)時間差方法或其它距離測量方法來測量從基站到移動設(shè)備的距離，這不脫離本發(fā)明。也可使用不同的測試方法來確定位置測量值的精度，還可使用業(yè)務(wù)信道突發(fā)而不是縮短突發(fā)和話音突發(fā)來測量移動設(shè)備的位置。所有這些在附加權(quán)利要求范圍內(nèi)的變動也同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．在具有多個空間分布的基站的通信系統(tǒng)中，檢測一個移動通信設(shè)備的位置的一種方法，該系統(tǒng)使用一個來自移動設(shè)備的業(yè)務(wù)信道突發(fā)傳輸，該方法包括以下步驟a)從該移動設(shè)備向一個主基站和多個其它相鄰基站發(fā)送業(yè)務(wù)信道突發(fā)信號；b)測量從該移動設(shè)備到所述主基站和所述多個相鄰基站的突發(fā)信號的與距離有關(guān)的參數(shù)；c)檢測所述測量值的精度；d)當(dāng)所述測量值精度不能被接受時，繼續(xù)步驟a到c，直到獲得了精確的測量值或到了一個所定義的時間；和e)當(dāng)所述測量值的精度可以接受時，由所述測量值計算該移動設(shè)備的位置。
2．如權(quán)利要求1的方法，在所述移動設(shè)備建立起一個由所述主基站服務(wù)的呼叫時，識別一個定位請求。
3．如權(quán)利要求1的方法，其中，定位請求是在主基站為該移動設(shè)備建立一個呼叫之后被識別的。
4．如權(quán)利要求1的方法，其中系統(tǒng)工作在IS-54下。
5．如權(quán)利要求1的方法，其中系統(tǒng)工作在IS-136下，并且還包括向該移動設(shè)備發(fā)送一個信號，以啟動該設(shè)備發(fā)送一個縮短業(yè)務(wù)信道突發(fā)的步驟。
6．如權(quán)利要求1的方法，還包括所述相鄰基站和主基站測量來自該移動設(shè)備的突發(fā)的到達(dá)時間的步驟。
7．如權(quán)利要求1的方法，還包括所述相鄰基站和主基站測量來自該移動設(shè)備的突發(fā)的到達(dá)時差的步驟。
8．如權(quán)利要求1的方法，還包括從所述移動設(shè)備發(fā)射一個縮短突發(fā)的步驟。
9．如權(quán)利要求1的方法，其中，繼續(xù)所述測量并用來跟蹤該移動設(shè)備。
10．一種方法，用來在包含多個基站的移動通信系統(tǒng)中，定位一個移動通信設(shè)備，該系統(tǒng)使用從該移動設(shè)備到一個主基站的業(yè)務(wù)信道上的縮短突發(fā)傳輸，并使用來自主基站的相應(yīng)的響應(yīng)時間調(diào)整信號，以使主基站和該移動設(shè)備間的通信同步，該方法包括以下步驟在所述移動設(shè)備的鄰近，挑選至少兩個相鄰基站；所述相鄰基站從所述移動設(shè)備接收所述縮短突發(fā)；利用該縮短突發(fā)的至少一個信號確定主基站和相鄰基站到所述移動設(shè)備的距離；和由所述距離計算該移動設(shè)備的位置。
11．如權(quán)利要求10的方法，還包括識別步驟，即識別該移動設(shè)備所用的控制信道的特性是模擬的還是數(shù)字的，若控制信道是數(shù)字的，則所述移動設(shè)備設(shè)置業(yè)務(wù)信道標(biāo)志以啟動縮短突發(fā)操作模式。
12．如權(quán)利要求10的方法，其中，計算移動設(shè)備位置的步驟是在主基站完成的。
13．如權(quán)利要求10的方法，其中，定位移動設(shè)備的要求是在該移動設(shè)備建立一個由所述主基站服務(wù)的呼叫時，被標(biāo)識的。
14．如權(quán)利要求10的方法，其中，定位一個移動設(shè)備的要求，是在主基站為該移動設(shè)備建立一個呼叫之后被標(biāo)識的。
15．如權(quán)利要求10的方法，其中還包括這樣的步驟即，估算距離測量值精度，并且只有在確定測量值足夠精確之后，才計算移動設(shè)備的位置。
16．如權(quán)利要求15的方法，還包括以下步驟如果在一個設(shè)定時間內(nèi)，未得到縮短突發(fā)信號的足夠精確的位置測量值，則為該移動設(shè)備調(diào)整時隙；由該移動設(shè)備生成話音突發(fā)；并由至少一個所述話音突發(fā)的足夠精確的距離測量值，計算該移動設(shè)備的位置。
17．如權(quán)利要求16的方法，還包括以下步驟如果從該話音突發(fā)導(dǎo)出的距離測量值不夠精確，則啟動移動設(shè)備傳輸縮短突發(fā)。
18．如權(quán)利要求10的方法，其中系統(tǒng)工作在IS-54下。
19．如權(quán)利要求10的方法，其中，系統(tǒng)工作在IS-136下，并包含下面步驟向移動設(shè)備發(fā)送一個業(yè)務(wù)信道指配消息，以啟動設(shè)備發(fā)射所述縮短突發(fā)。
20．如權(quán)利要求10的方法，還包括測量所述縮短突發(fā)的信號到達(dá)時間，并根據(jù)該到達(dá)時間測量值確定距離的步驟。
21．如權(quán)利要求10的方法，還包括下面步驟測量移動設(shè)備與主基站及相鄰基站間的縮短突發(fā)信號的到達(dá)時間差，并根據(jù)到達(dá)時間差測量值，確定移動設(shè)備與這些基站間的距離。
22．如權(quán)利要求10的方法，其中，繼續(xù)距離測量并將其用于跟蹤移動設(shè)備。
23．一種方法，用于對移動通信設(shè)備定位，該設(shè)備工作在有空間分布的基站的網(wǎng)絡(luò)中，該方法包括以下步驟利用該網(wǎng)絡(luò)，使移動通信設(shè)備發(fā)送給適合于導(dǎo)出位置信息的突發(fā)信號；在多個所述基站接收所述突發(fā)信號；從至少一個各基站接收的突發(fā)信號中，導(dǎo)出該移動通信設(shè)備到該基站的距離測量值；將多個所述距離測量值進(jìn)行組合；并由所述距離測量值組合確定所述移動通信設(shè)備的位置。
24．如權(quán)利要求23的方法，其中導(dǎo)出步驟包括檢測所述至少一個突發(fā)信號的到達(dá)時間的步驟，且所述確定步驟包括利用至少三個基站的到達(dá)時間來求解有關(guān)所述移動通信設(shè)備的x，y空間坐標(biāo)的至少三個公式。
25．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述求導(dǎo)步驟包括檢測所述至少一個突發(fā)信號相對于至少三個基站的到達(dá)時間差，且所述確定步驟包括利用這些到達(dá)時間差測量值，求解有關(guān)所述移動通信設(shè)備的x，y空間坐標(biāo)的至少三個公式。
26．如權(quán)利要求23的方法，其中所述發(fā)射步驟包括從所述移動通信設(shè)備發(fā)射縮短突發(fā)信號。
27．如權(quán)利要求23的方法，其中所述組合步驟包括估計所述距離測量值的精度，并且只有在距離測量值精度足夠時，才將該距離測量值用于確定移動通信設(shè)備的位置。
28．如權(quán)利要求23的方法，還包括下面步驟在確定了移動通信設(shè)備的位置時，調(diào)整并同步該移動通信設(shè)備的時隙。
29．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述距離測量值是每一個突發(fā)信號到達(dá)多個所述基站中的至少一個的時間。
30．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述距離測量值是至少一個突發(fā)信號到達(dá)多個基站的時間差。
31．如權(quán)利要求23的方法，還包括以下步驟如果在一個預(yù)定時間之后，距離測量值精度仍不夠，則停止對由縮短突發(fā)提取的所述距離測量值進(jìn)行組合；對移動通信設(shè)備的時隙進(jìn)行調(diào)整和同步；由移動通信設(shè)備生成話音突發(fā)信號；從每個基站接收的至少一個話音突發(fā)信號中導(dǎo)出該移動通信設(shè)備到基站的一個距離測量值；并由至少一個話音突發(fā)信號的足夠精確的距離測量值，確定所述移動通信設(shè)備的位置。
32．如權(quán)利要求31的方法，還包括下面步驟如果由話音突發(fā)導(dǎo)出的距離測量值不夠精確，則開始從移動通信設(shè)備傳輸縮短突發(fā)。
33．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)按IS-54工作。
34．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)按IS-136工作，還包括向移動通信設(shè)備發(fā)送一個業(yè)務(wù)信道指示消息，以啟動該設(shè)備發(fā)送一個縮短話音信道突發(fā)的步驟。
35．如權(quán)利要求23的方法，其中繼續(xù)進(jìn)行距離測量并用來跟蹤該移動通信設(shè)備。
36．一種用來定位一個移動通信設(shè)備的方法，該設(shè)備工作在具有空間分布的基站的網(wǎng)絡(luò)中，該方法包括以下步驟利用該網(wǎng)絡(luò)，使該移動通信設(shè)備發(fā)送適合于導(dǎo)出位置信息的突發(fā)信號；至少一個基站接收所述突發(fā)信號；從所述至少一個基站接收的至少一個突發(fā)信號中導(dǎo)出一個該移動通信設(shè)備到該基站的距離測量值；并由該距離測量值和一些其它表明位置的信息，確定所述移動通信設(shè)備的位置。
37．如權(quán)利要求36的方法，其中，所述的其它表明位置的信息是所述至少一個基站處的突發(fā)信號到達(dá)角。
38．如權(quán)利要求36的方法，其中，根據(jù)一些可能位置的地理特性，所述其它表明位置的信息排除一些移動通信設(shè)備的可能位置。
全文摘要
標(biāo)準(zhǔn)的移動蜂窩電話使用縮短突發(fā)信號傳輸來同步一個呼叫在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。這些縮短突發(fā)及其它的業(yè)務(wù)信道突發(fā)可被用來確定該網(wǎng)絡(luò)電話的位置。在工作中,主基站向一個選定的移動電話發(fā)送一個業(yè)務(wù)信道標(biāo)識消息,然后,該移動電話在一個5秒或更小的時間間隔內(nèi),啟動所選業(yè)務(wù)信道突發(fā)傳輸,例如縮短突發(fā)。主基站和至少兩個其它相鄰基站接收這些突發(fā)傳輸,并根據(jù)突發(fā)的到達(dá)時間和一些其它合適的與距離相關(guān)的測量值,確定它們各自到該網(wǎng)絡(luò)電話的距離。一個指令中心通過對該基站的距離測量值進(jìn)行三角計算,來確定該網(wǎng)絡(luò)電話的位置。
文檔編號H04W64/00GK1292982SQ99803850
公開日2001年4月25日 申請日期1999年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月10日
發(fā)明者H·科爾帕蒂, P·N·倫德奎斯特, A·K·賴斯 申請人:艾利森公司