在无线定位系统中估计TDOA和FDOA的改进方法技术方案

在定位移动发射机时使用的一种方法，包括：提出一套互相关值，其中每一个互相关值与相应的ＴＤＯＡ和／或ＦＤＯＡ估计值有关，并且都是通过让参考信号与协同信号进行互相关而产生的。参考信号包括由移动发射机所发射的并由第一个天线所接收的信号拷贝，并且协同信号包括由移动发射机所发射的并由第二个天线所接收的信号拷贝。该方法进一步包括：测定ＴＤＯＡ和／或ＦＤＯＡ估计值的最似然范围，从对应于ＴＤＯＡ和／或ＦＤＯＡ估计值的最似然范围的互相关值子集中识别出最优互相关值，以及在计算移动发射机的位置时使用对应于最优互相关值的ＴＤＯＡ和／或ＦＤＯＡ值。（*该技术在2022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。更为确切地说，本专利技术涉及测定无线定位系统中的到达时差(TDOA)和到达频差(FDOA)的改良方法。
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号美国专利对与无线定位系统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TruePosition公司，这里一并引用供参考。TruePosition公司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。与这种改善有关的专利包括2000年7月18日申请的标题为“Bandwidth Synthesisfor Wireless Location System”的第6,091,362号美国专利；2000年8月1日申请的标题为“Method for Improving the Accuracy of a WirelessLocation System”的第6,097,336号美国专利；2000年9月5日申请的标题为“Directed Retry Method for Use in a Wireless LocationSystem”的第6,115,599号美国专利；2001年1月9日申请的标题为“Emergency Location Method for a Wireless Location System”的第6,172,644 B1号美国专利；以及2001年2月6日申请的标题为“Calibration for Wireless Location System”的第6,184,829 B1号美国专利。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、GPRS、EDGE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。控制信道还包括各种非特定于语音的数据传输协议——包括通用分组无线服务(GPRS)、GSM演进增强数据率(EDGE)以及增强型GPRS(EGPRS)。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，在定位移动发射机时用于改进参考信号和协同信号通过使用时域相关或频域交叉谱处理进行互相关所产生的到达时差（ＴＤＯＡ）估计值，其中参考信号为由移动发射机所发射的并由第一个天线所接收的第一个信号的拷贝，而协同信号为由移动发射机所发射的并由第二个天线所接收的第一个信号的拷贝。该方法包括如下步骤：　　　　ａ．测定ＴＤＯＡ估计值的最似然范围；　　　　ｂ．仅在ＴＤＯＡ估计值的最似然范围内查找互相关结果；以及　　　　ｃ．将ＴＤＯＡ估计为在与互相关幅度最优值有关的最似然范围内的值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J安德森，艾伦EE罗杰斯，路易斯A史迪普，
申请(专利权)人：真实定位公司，麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]