无线定位系统的带宽合成技术方案

一种无线定位系统，在多个信号采集站点（ＳＣＳ　１０Ａ，ＳＣＳ　１０Ｂ，ＳＣＳ　１０Ｃ）接收由无线电话发射的信号。为了提高定位信息的精度，该系统合成更大的带宽，从而得到比以往更高的时间分辨率。定位系统命令ＭＴＳＯ使被定位的无线发射机改变频道，在多个跨越尽可能最宽的带宽的频率上每个频率处观察到发射信号的双倍差的载波相位、或到达的时间差。来自这些多个频率的相位测量数据被合成以分辨内在的整数波长模糊性。为了开始处理模糊的分辨率，使用单频率信道和双重差分组群延迟测量来分辨在间隔最靠近的频道之间双重差分的相位差的模糊性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及定位诸如在模拟或数字蜂窝式系统、个人通信系统(PCS)、高级专用移动无线业务(ESMR)以及其它类型的无线通信系统中使用的无线发射机的方法和装置。此
一般地被称为无线定位，它可以应用于无线E9-1-1、舰船管理、RF优化以及其它有价值的应用。
技术介绍
在1994年7月5日申请的、标题为“Cellular Telephone LocationSystem(蜂窝电话定位系统)”的第5,327,144号美国专利对与本专利技术有关的早期工作进行了说明，该专利披露了一种利用全新的到达时差(TDOA)技术定位蜂窝式电话的系统。在1997年3月4日公开的、标题为“System for Location a Source of Burst Transmission(用于定位猝发传输源的系统)”的第5,608,410号美国专利中披露了第5,327,144专利所披露系统的进一步改进。这两个专利均属于本专利技术受让人，这里一并引用供参考。本专利技术人继续开发初始专利技术概念的有效增强型并且已经开发的技术可以进一步改善无线定位系统的精度而可以明显地降低这些系统的成本。在过去的几年中，蜂窝技术增加了可用于无线电话的空中接口协议的数目、增加了无线电话或移动电话运行的频带数目并扩大了涉及移动电话的术语数从而包括“个人通信业务”、“无线”等等。现在，无线接口协议包括AMPS、N-AMPS、TDMA、CDMA、GSM、TACS、ESMR等等。术语的变更和空中接口数的增加并没有改变本专利技术人发现并增强的基本原理。然而，为了与业内的当前术语保持一致，现在，本专利技术人将在此描述的系统称为“无线定位系统”。本专利技术人对在此披露的无线定位系统技术进行了广泛的实验以验证该技术的寿命和价值。例如，为了验证系统在大范围城市环境下缓和多路径的能力，在1995年至1996年的几个月中在费城和巴尔的摩进行了多项实验。然后，在1996年，本专利技术人在休斯敦建立了一个系统用于检验该系统在该地区的技术有效性及其直接与E9-1-1系统建立连接的能力。在1997年，在新泽西州的350平方英里范围内对该系统进行了实验，并利用该系统定位实际处于困境的人们的真实9-1-1呼叫。从这时开始，对系统的检验已经扩展到覆盖2000平方英里的125个小区站。在进行所有这些实验期间，对在此讨论和披露的技术的有效性进行检验并进一步对该技术进行开发，已经验证该系统可以克服已经披露的用于定位无线电话的其它方法的局限性。的确，到1998年12月为止，世界上其它地方还没有安装可以定位当前9-1-1呼叫的无线定位系统。通过大量媒体对该系统能力的介绍并因为获奖，所以在此披露的无线定位系统的创新为无线界所公认。例如，在1997年10月，蜂窝电话工业联合会(Cellular Telephone IndustryAssociation)将有声望的Wireless Appy奖授予该系统以及建立成为1998年提交的4000个推荐项目中的4个顶级创新项目之一的无线定位系统的Christopher Columbus会员基金会(Christopher ColumbusFellowship Foundation)和发现杂志(Discover Magazine)。无线定位系统的价值和重要性为无线通信界所公认。在1996年6月，联邦通信委员会要求无线通信界在2001年10月之前采用定位系统来定位无线E9-1-1呼叫。对E9-1-1呼叫进行定位可以节省响应时间、节省大量成本并保护生命，因为可以减少使用应急响应资源。此外，大量调查和研究已经归结出，未来，诸如与定位有关的收费、舰船管理等等的各种应用极具商业价值。无线通信系统的
技术介绍
在无线通信系统中，存在许多不同类型的空中接口协议。在美国国内和美国国外，这些协议可以用于不同的频带。在定位无线电话时，这些频带不会影响无线定位系统的有效性。所有的空中接口协议均使用两种类型的“信道”。第一种类型为控制信道，它用于传送有关无线电话和发射机的信息、用于启动呼叫或终止呼叫或用于传送突发性数据。例如，某些类型的短消息业务可以通过控制信道传送数据。在不同的空中接口中，控制信道有不同的术语，但是在各空中接口中的控制信道的用途相似。在传输过程中，控制信道通常具有有关无线电话或发射机的识别信息。第二种类型的控制信道为语音信道，它通常通过空中接口传送语音通信。仅在利用控制信道建立呼叫后，使用这些信道。语音信道通常使用无线通信系统内的专用资源，而控制信道通常使用共享资源。这种区别使得使用控制信道进行无线定位比使用语音信道进行无线定位的成本效果高，尽管某些应用要求利用语音信道进行常规定位。通常，在传输过程中，语音信道不具有有关无线电话或发射机的识别信息。以下将说明各空中接口协议之间的一些差别AMPS-这是美国蜂窝式通信中使用的最初空中接口协议。在AMPS系统中，将独立的专用信道进行分配用作控制信道(RCC)。根据TIA/EIA标准IS-553A，各控制信道块在蜂窝信道333或334开始，但是该控制信道块可以具有可变长度。在美国，AMPS控制信道块通常具有21个信道宽度，但是也有使用26个信道的。反向语音信道(RVC)可以占用未指定为控制信道的任意信道。控制信道的调制方法为FSK(频移键控)，而利用FM(频率调制)方法对语音信道进行调制。N-AMPS-此空中接口属于AMPS空中接口协议的扩展，并由EIA/TIA标准IS-88定义。其控制信道实际上与APMS的控制信道相同，然而，其语音信道与AMPS的语音信道不同。语音信道占用的带宽少于10KHz，而AMPS的语音信道占用30KHz的带宽，并且其调制方法为FM。TDMA-此接口还被称为D-AMPS，由EIA/TIA标准IS-136定义。此空中接口的特征在于可以使用频率和时间分隔。还将控制信道称为数字控制信道(DCCH)，并且在对被指定用于DCCH的时隙内以脉冲串的形式发送控制信道。与AMPS不同，可以在频带内任意指定DCCH的频率，尽管通常某些频率分配比基于概率块的其它频率分配更具吸引力。语音信道还被称为数字通信信道(DTC)。DCCH和DTC可以占用相同的频率分配，但是在给定的频率分配中不能使用相同的时隙分配。DCCH和DTC使用相同的调制方法，该调制方法通常称为π/4 DQPSK(差分正交移相键控)。在蜂窝频带中，只要各协议的频率分配保持独立，运营商可以使用AMPS协议和TDMA协议。CDMA-此空中接口由EIA/TIA标准IS-95A定义。此空中接口的特征在于可以使用频率和代码分割。然而，因为相邻小区站可以使用相同频率组，CDMA的特征在于可以进行非常细致的功率控制。细致地进行功率控制会导致产生被本
的技术人员所称的近-远问题，近-远问题使得大多数无线定位方法难于正常工作。将控制信道称为接入信道，而将语音信道称为业务信道。接入信道和通信信道可以共享相同频带，但是利用代码将它们分割。接入信道和通信信道采用相同的调制方法，该调制方法通常称为OQPSK。GSM-此空中接口由国际标准全球移动通信系统定义。与TDMA相同，GSM的特征在于可以使用频率和时间分隔。信道带宽为200KHz，此带宽比TDMA使用的30KHz的带宽宽。将控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线定位系统，用于估计移动发射机的地理位置，其中所述移动发射机可操作以在横跨预定频带宽度的频率上发射窄带信号，并且其中所述预定的频带宽度比所述移动发射机发射的个别窄带信号的频带宽度宽，该系统包括： （ａ）至少三个地理上分开的接收机，用于接收由所述移动发射机发射的窄带信号； （ｂ）带宽合成装置，用于实现由所述移动发射机在横跨所述预定频带宽度的多个频率上发射窄带信号； （ｃ）用于分辨在多个所发射窄带信号之间相位关系的整数周期模糊性的装置；和 （ｄ）到达时间差装置，用于使用多个窄带信号确定所述移动发射机的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯A史迪普，查尔斯C康塞尔曼Ⅲ，
申请(专利权)人：真实定位公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]