用于确定移动装置位置的系统和方法制造方法及图纸

技术编号:3668232 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种用于确定多个移动通信装置中的一个的位置的系统和方法。一个发射机(24)发射第1信号(S1),该第1信号有一个用于识别要确定位置的一个特定的移动通信装置的装置识别码和一个时间指示符。在选出的移动通信装置(20)中的再发射电路(40,60)接收第1信号并对此作出响应发射第2信号(S2)。多个接收机中的每一个(22)都有一个内部时钟。当接收第1信号时,根据在第1信号中的时间指示符设置这些时钟。当接收第2信号时,确定在第1信号和第2信号之间的时间差。网络控制电路(26)确定与由多个接收机确定的诸时间差对应的特定的移动通信装置的位置。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及电信,更特别的是涉及用于确定一个移动收发信机位置的系统和装置。
技术介绍
在过去的十年中移动通信已经显示出巨大的增长势头。与移动通信曾经只限于不存在有线通信的情况中非常紧急的电话呼叫相反,现在许多人都用移动通信作为他们主要的通信方式。进一步,最近移动通信包括了许多处理能力,如PDA(个人数字助理),手持计算机,笔记本计算机以及其它装置。一些寻呼机也有了双向通信能力。我们经常希望能以某种精度确定一个移动通信装置的位置。移动定位服务是非常有益的一个明显的应用例子是与紧急(例如911)服务有关的。在紧急情况中,移动装置的用户可能不知道他或她的位置,或者在紧张状态中他或她弄不清楚现在的位置。这能够导致将非常紧急的服务如警察,消防队和救护车服务派到错误的地点。许多其它的服务也可能需要位置信息以便有最佳效率。例如,一家公司可以向顾客提供收费的“路边帮助”或“看门人”服务。这些服务能够为移动装置的用户提供到最近的加油站的方向,拖车服务,指导等。为了有效地管理这些服务工作,希望有关于用户位置的相当精确的信息。一种解决方法是在每部电话中安装一个GPS(全球定位系统)装置,该装置能够发送位置信息作为要求服务的一部分。虽然GPS装置能够产生非常精确的位置信息,但是它需要从多个卫星接收清析的信号。典型地,当移动通信装置处于建筑物内时或者当高大的建筑物包围移动通信装置时就不能精确地接收到卫星信号。因此,GPS定位服务将在许多最需要它们的情况中无法工作。许多解决方法都用三角测量,根据来自移动装置的发射确定位置。这些解决方法包括TOA(到达时间)和TDOA(到达时间差)技术。时间同步对于接收信号的接收者(典型地,基站)来说有特别的重要性,因为甚至非常小的变化(小到数十毫微秒)都能够在最终的位置计算中引起极大的不正确性。所以,在工业上产生了对用于确定移动通信装置位置的高精确方法和设备的需要。
技术实现思路
在本专利技术中,提供一种用于确定多个移动通信装置中的一个的位置的系统。一个发射机发射第1信号,该第1信号有一个用于识别要确定位置的一个特定的移动通信装置的装置识别码和一个时间指示符。在每个移动通信装置中的电路接收第1信号并对第1信号的识别码和一个内部的识别码之间匹配作出响应发射第2信号。多个接收机中的每一个都有一个内部时钟。当接收到第1信号时,根据在第1信号中的时间指示符设置这些时钟。当接收到第2信号时,确定在第1信号和第2信号之间的时间差。控制电路确定与由多个接收机确定的时间差对应的特定的移动通信装置的位置。本专利技术提供许多已有技术没有的重要的优点。第一,能够导出非常精确的位置信息。第二,能够用可以用在建筑物内的常规技术发射信号。第三,消除了在接收机内的传播延迟的影响,第四,为了明确地确定移动通信装置的位置只需要三个接收机,尽管更多的接收机可以提供更高的精度。附图说明现在,为了较完全地理解本专利技术和本专利技术的优点,我们参照下列所附诸图进行描述,其中图1是说明用于确定移动通信装置位置的已有技术的图;图2是有自动同步能力的定位服务的通信系统的图;图3是表示用于确定想要的移动通信装置位置的信号的图; 图4a是说明用本专利技术可能相对于单个接收机对移动装置进行定位的图;图4b是说明根据图4a的三组可能定位的相交的图;图4c是说明根据图4a三组可能定位的相交的图,其中遇到意外的延迟;图5说明一个频移电路;和图6说明在同一个频率上再次广播一个信号的电路。具体实施例方式用图1-6能最好地了解本专利技术,在不同的图中对于相同的部件用相同的数字标记。图1是说明用于确定移动通信装置10的位置的已有技术的图。多个接收机12,典型地是基站,一般地在移动通信装置10的附近。一个发射机14,也能够位于基站内,一般地在移动通信装置10的周围工作。网络控制16与接收机12和发射机14耦合。在工作中,网络本身必须是同步的或用诸外部源进行同步(即,GPS时钟)。如下面将较详细地讨论那样,接收机时间同步是重要的。当发射机14从网络控制16收到一个确定移动通信装置10的位置的命令时,发射机14发出一个识别要被确定位置的特定的移动通信装置10的信号(“初始信号”)。这个信号也被诸接收机12接收。被该信号识别的移动通信装置10将广播一个信号(“定时信号”)对初始信号作出响应。另一方面,能够用信息如呼叫建立,帧信息或其它的内务操作开始三角测量。移动通信装置10有一个有限范围的输出。接收机12中的一些将检测定时信号(图1中的R1-R4),而诸其它的接收机将不检测(图1中的R5)。接收信号的每个接收机12将检测接收信号的时间。如果定时信号的接收时间超过一个从接收初始信号开始的时间阈值,则定时信号无效。每个接收机12都根据每个接收机的内部时钟,存储一个指示定时信号接收时间的值。如果定时信号有效,则用来自每个接收机12的接收时间计算移动通信装置10的位置。因为定位脉冲的起始时间一般地说对于位置确定所需的精度是未知的,所以通常使用TDOA法。用该技术,将诸接收机12之间的到达时间差用于三角测量。因此,用T1-2,T1-3,T1-4进行三角测量,其中Tx-y是接收机Rx和Ry之间的定时信号的接收时间差。上面描述的用于确定移动通信装置10的位置的系统有若干个缺点。第一,网络中的诸发射机14和诸接收机12必须高度同步。为了移动通信装置10的精确定位对于所有的接收机一日之内时钟的时间必须同步到数十毫微秒以内。第二,移动通信装置10负责随着识别一个初始信号产生定时信号,这样在每个移动通信装置10上都需要增加额外的功能。第三,为了得到至少三个三角测量点,四个接收机12必须接收有效的定时信号。因为诸接收机不会近距离地放置在大都市区域的外面,所以这减小了网络的有效范围。第四,在每个接收机中由于天线,电缆和诸内部部件引起的延迟从接收机到接收机是变化的。这些延迟能够影响与接收定时信号有关的时间戳,所以必须加以考虑和归一化。又,诸延迟在数十毫微秒范围内游移的计算能严重地影响定位计算的精度。图2说明一个改进的用于确定移动通信装置20位置的定位设备和方法。再一次,多个接收机12,典型地是基站,一般地在移动通信装置20的附近。一个发射机24,也能够位于基站内,一般地也在移动通信装置20的附近。网络控制电路26与接收机22和发射机24耦合。为了确定移动通信装置20的位置,网络控制电路26命令发射机24产生第1信号S1,该信号S1包含对于单个移动通信装置20是唯一的一个时间戳和一个标识符。将这个信号广播给诸移动通信装置20和在发射机24附近的诸接收机22。接收信号S1的每个接收机22用S1信号将它的内部时钟设置到时间戳中指示的时间。为了得到最高的精度,每个接收机22补偿发射机24和接收机22之间的距离,该距离是固定的和已知的。因此,在附近的所有接收机22将自动地与每个S1信号同步到一个高精度。诸移动通信装置20接收同一个信号S1,它们中的一个将被信号S1识别(如果它在发射机24的广播区域内)。这个被识别的移动通信装置20,在接收信号S1时,再广播一个信号作为信号S2。在移动通信装置20的广播区域内的诸接收机22接收再广播信号S2。在图2说明的实施例中,接收机R1到R4接收再广播信号,而接收机R5在移动本文档来自技高网
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【技术保护点】
一个用于确定多个移动通信装置中的一个的位置的系统,它包括: 一个发射机,用于发射第1信号,该第1信号有一个用于识别要确定位置的一个特定的移动通信装置的装置识别码和一个时间指示符; 在每个移动通信装置中的再发射电路,用于接收第1信号并发射第2信号对所述的第1信号的所述的识别码和一个内部的识别码之间的匹配作出响应; 多个接收机,它们有各自的内部时钟用于接收第1信号和根据在第1信号中的时间指示符设置它们的各自的内部时钟,接收第2信号,并确定在所述的第1信号和诸第2信号之间的时间差;和 控制电路,用于确定与由多个接收机确定的诸时间差对应的特定的移动通信装置的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:杜安莫藤森
申请(专利权)人:美国阿尔卡塔尔资源有限合伙公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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