在无线通信系统中定位远端终端的系统及方法技术方案

在不久的将来，紧急呼叫处理可能需要将终端单元定位信息提供给紧急服务中心。本发明专利技术的示范实施例提供了改进的技术，使用监视系统或附属站向紧急服务中心提供这种定位信息。例如，到达时间（ＴＯＡ）或到达时间差（ＴＤＯＡ）技术可以可选地用于处理接收信号并提供定位信息。也揭示了改善定时估计的技术。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
背景申请者的专利技术一般涉及无线通信系统，例如蜂窝或卫星系统，更具体地涉及这种系统中支持并增强紧急呼叫过程的技术。商用无线通信的发展、特别是蜂窝无线电话系统的爆炸性增长，改变了人们通信的方式。一项调查表明大约80％的购买移动通信单元以及业务注册的人是为了增强个人安全性才这样做的。假设，这些用户中的很多人可能希望在紧急情况下使用他们的移动单元帮助他们，例如，当他们的汽车坏了或者需要快速医疗及/或警方响应的紧急情况下。在这些情况下，可能希望无线通信系统能够独立地确定移动单元的位置，特别是在用户不知道他或她的精确位置情况下。此外，希望FCC不久会要求网络经营者将紧急呼叫者位置转发到紧急服务提供者。有很多技术能够产生移动单元的位置信息。第一类，移动单元可以估计自己的位置并在进行紧急呼叫时发出带有其坐标的消息。例如，为移动单元提供从GPS卫星网接收位置信息的全球定位系统(GPS)接收机可以完成这个任务。移动单元则可以向系统发出这个信息，系统则将其转发到紧急服务提供者。但是，这样需要对现有的移动单元做很大修改以便包括GSP接收机，而且在移动单元和基站之间需要附加的信令。或者，向移动单元发送信号或者接收信号的基站可以用于确定移动单元的位置。各种技术，包括移动单元信号衰减、到达角以及移动单元信号在不同基站的到达时间差(TDOA)，都被建议用于提供移动单元的位置信息。例如，见Louis A.Stilp的题为“Time Differenceof Arrival Technology for Locating Narrowband CellularSignals(定位窄带蜂窝信号的到达时间差技术，SPIEVol.2602，pp.134-144)”的文章。这些解决方案也具有它们的缺陷，其中包括需要修改很多现有的基站，例如，提供阵列天线支持到达角技术或对基站的发送同步以便支持TDOA技术。第三类定位无线通信系统中移动单元的策略，包括提供附属系统，即可以完全独立于无线通信系统或者可以与无线通信系统共享各种部件(例如，天线)但是分别处理来自天线的信号的系统。这样是有好处的，例如作为一种提供移动单元位置但不修改系统中大量现有基站的方便的解决方案。例如，考虑附图说明图1中所示的设备，其中的附属扫描单元不与无线通信系统的基站处于同一位置。其中基站1支持服务小区2中的无线通信，具体而言是与移动单元3的无线通信。附属系统(通过扫描单元4、5及6部分地表示)监视移动单元3对系统的接入。当移动单元3进行紧急接入时，附属单元4、5及6使用移动单元在控制信道或业务信道上的传输对位置处理中心7提供信息。位置处理中心则使用各个附属单元提供的信息(例如)对移动单元3的位置进行三角测量，并将这个位置报告给紧急服务中心8。有关附属系统示范用法的更多细节可以在Stilp等人题为“CellularTelephone Location System(蜂窝电话定位系统)”的美国专利No.5,327,144中找到，其揭示在这里结合参照。但是，Stilp专利依赖于在附属系统中估计移动单元位置的TDOA技术。在有些条件下(下面更具体地描述)，单独使用TDOA技术可能会引入不合要求的误差度，例如由于移动站当前位置在TDOA计算中引入误差。因此，希望提供其它使用附属系统估计移动单元位置的技术。概述根据本专利技术的一个示范实施例，可以使用附属系统选择性地使用TOA或TDOA测量技术。例如，如果接收信号的GDOP参数没有通过预定门限(此时可以使用TOA测量得到移动单元的位置)就可以使用TDOA测量。或者，可以采用信噪比门限作为附属系统选择TOA或TDOA测量技术的机制。根据本专利技术的另一个示范实施例，在发射突发中发出的同步字有效长度可以增加。例如，附属系统可以对接收时隙解调并解码，然后对同一信息重新调制并重新编码以便产生比接收突发中原来已知的域更长的新“同步”字。此外，由于附属系统从各个附属扫描单元接收了上行链路突发的多个副本，对于没有正确接收的那些副本，定时估计可以使用从其它较好接收的副本中产生的长“同步”字来确定。根据本专利技术的另一个示范实施例，由移动单元进行并报告给无线通信系统的信号强度测量可以被附属系统用于提供移动单元的位置估计。例如，附属系统可以对这些测量报告接收并解码，并且使用信号衰减和基站发射功率的先验知识确定移动单元的位置估计。这种技术可以用做上述TDOA/TOA技术的替代或者与之结合。附图的简要描述申请人专利技术的特性及优势在结合附图阅读本描述时会得到理解，其中图1是示范蜂窝无线电话系统以及对紧急服务中心提供移动单元位置信息的附属监视系统图，本专利技术可以应用于该系统；图2说明了可以根据本专利技术操作的示范基站和移动单元；图3是说明本专利技术第一示范实施例的流程图，其中提供了选择性使用TOA和TDOA技术的技术；图4是根据IS-136的上行链路DCC时隙格式的说明；图5是说明本专利技术第二示范实施例的流程图，其中附属系统处理时隙以便提供较长的同步字；图6是描述根据本专利技术示范实施例处理多个时隙副本的流图；以及图7说明了根据本专利技术的示范实施例，使用报告的信号强度测量的移动单元位置定位。详细描述如下描述是就蜂窝无线电话系统而写的，但是应该理解申请者的专利技术不限于那个环境并且可用于其它类型的无线系统，例如，使用卫星、话音干线系统提供无线通信业务的系统，例如Land MobileRadio(LMR)或Special Mobile Radio(SMR)系统等。而且，尽管下面描述的示范实施例是在时分多址(TDMA)通信系统的环境中提供的，但是本领域技术人员应该理解本专利技术可用于使用任何多址技术的系统，例如频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)以及FDMA、TDMA及/或CDMA的混合。仅为举例，考虑在北美称为数字先进移动电话业务(D-AMPS)的普遍的数字蜂窝无线电话系统，它的一些特征在电子工业委员会和电信工业委员会(EIA/TIA)公布的暂行标准IS-54B“Dual-Mode MobileStation-Base Station Compatibility Standard(双模移动站-基站兼容标准)”中规定。由于大量现有的消费者基于只工作在频分多址(FDMA)模拟域的设备，因此IS-54B是双模(模拟和数字)标准，提供结合了数字通信能力的模拟兼容性。例如，IS-54B标准提供了FDMA模拟话音信道(AVC)和TDMA数字业务信道(DTC)，系统经营者可以动态地用一种类型替换另一种，以便适应模拟和数字用户中波动的业务流模式。AVC和DTC由调频无线载波信号实现，其频率接近800兆赫兹(MHz)，这样每个无线信道的频谱宽度为30千赫兹(KHz)。IS-54B标准也提供了多个模拟控制信道(ACC)，通过它们可以启动系统接入而且可以将系统开销信息传递到移动单元。称为IS-136的后续标准为数字控制信道(DCC)增加了一些规定，该标准在这里结合参照。在TDMA蜂窝无线电话系统中，每条无线信道分成一串时隙，每个时隙包含一个来自数据源的信息突发，例如话音通话的数字编码部分。时隙组成具有预定持续时间的连续TDMA帧。根据IS-54B和IS-136标准，每个TDMA帧由六个连续时隙组成，持续40毫秒(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定与无线通信系统通信的远端单元位置的方法，包括如下步骤：在多个测量站接收所述远端单元发射的信号；所述多个测量站中的每一个将所述接收信号转发到中央处理中心；所述中央处理中心选择到达时间（ＴＯＡ）及到达时间差（ＴＤＯＡ）技术中 的一种处理所述接收信号；使用所述被选技术确定所述远端单元的所述位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AK赖斯，R拉梅斯，K莫尔纳，RD科伊尔皮莱，H科拉帕蒂，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]