專利名稱：用于確定移動無線終端位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及移動無線通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及用于確定一臺移動無線終端地理位置的方法和系統(tǒng)。
有關(guān)技術(shù)描述由Hagerman等人提出的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序列號08／894,466描述了一種利用上行鏈路到達(dá)時間(TOA)和到達(dá)方向(DOA)測量來確定移動無線終端(下文中稱為移動臺或MS)位置的方法。文獻(xiàn)中略微提到重復(fù)若干次上行鏈路信號，以改善確定TOA的準(zhǔn)確度。不過，該文獻(xiàn)沒有提供如何實(shí)現(xiàn)這種改善的任何細(xì)節(jié)。
與本發(fā)明在同一天提出的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序列號(代理人文檔號第27946-00353號)揭示了一種提供來自待定位MS的“原始”上行鏈路信號的方法和裝置。本發(fā)明與上述專利申請的主題相關(guān)聯(lián)，描述了如何處理一個重復(fù)的上行鏈路信號，例如來自待定位MS的“原始”上行鏈路信號。
由Telefonaktiebolaget LM Ericsson(愛立信電話股份有限公司)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)全球移動通信(GSM)的系統(tǒng)CME 20發(fā)送帶有定時超前(TA)的上行鏈路消息，以便補(bǔ)償由于無線基站(BS)和MS之間的距離產(chǎn)生的無線信號傳播延遲。TA值由一個程序確定，該程序從BS對MS發(fā)射的幾個接入突發(fā)進(jìn)行的若干次測量中選擇最小TA值。在確定TA值方面，該程序解決了無線信號的多徑傳播問題(即當(dāng)信號沿著視距傳播時，還沿著一條或多條反射通路傳播)。該程序在下文中稱為“最小時間”方法。
本發(fā)明解決的另一個問題是，如果RX中要確定的信號參數(shù)是TOA，如何處理上述數(shù)字信號。
本發(fā)明解決的還有一個問題是，如果RX中要確定的信號參數(shù)是TOA，而且在BS中進(jìn)行TOA和DOA測量，如何處理上述數(shù)字信號。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種通過處理受到噪聲和多徑傳播影響的無線信號從而更準(zhǔn)確地確定RX和TX之間距離的方法和裝置，其中無線信號重復(fù)發(fā)自同一TX，并在RX中接收。
本發(fā)明的另一目的是提供符合上述目的的一種方法和裝置，其中要處理的信號參數(shù)是TOA。
本發(fā)明還有一個目的是提供符合上述目標(biāo)的一種方法和裝置，其中要處理的信號參數(shù)是TOA、TDOA和DOA。
一種用于改善時間測量準(zhǔn)確度的方法和裝置實(shí)現(xiàn)了以上和其他目的，該方法包括從一個TX發(fā)射“M”個同一信號的樣值；接收“M”個信號樣值和多徑分量以及噪聲，對于接收的每“M”個樣值，在RX中確定一個估計信道功率分布(profile)(CPPi)；從“M”個接收樣值中選擇“N”個；對這“N”個樣值的CPPi進(jìn)行非相干合成，得到一個合成信號ICCP(Ni)；確定ICCP(Ni)的信噪比質(zhì)量是否大于或等于一個預(yù)定門限值；如果不是，通過與后續(xù)的一個附加接收樣值CPPi重新進(jìn)行非相干合成來按需要改善ICCP(Ni)的信噪比質(zhì)量，直至ICCP(Ni)的信噪比質(zhì)量大于或等于預(yù)定門限值；確定TOA(i)，其中包括根據(jù)最大信號幅度來確定TOA(i)，以及在一個表示作為TOA(i)函數(shù)的發(fā)生頻率曲線中加入該TOA(i)值；通過從“M”個樣值中選擇一個新的“N”個樣值組合來重復(fù)整個程序“X”次，從而得到該發(fā)生頻率曲線中的“X”個附加點(diǎn)；使得被確定為最小值TOA(min)的時間值具有以下特點(diǎn)在所有出現(xiàn)值中，占“z”部分的TOA(i)值大于它，占“1-z”部分的TOA(i)值小于它，其中z＞0．7。
本發(fā)明的一個重要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，這種用于改善信號質(zhì)量的方法(它需要對許多信號進(jìn)行相加(非相干合成))在實(shí)現(xiàn)時還允許根據(jù)上述“最小時間”方法來確定最小TOA。
本發(fā)明的另一個重要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，該方法所提供的噪聲消除允許更多的遠(yuǎn)端BS參與到對MS的定位中，這不僅提高了每次測量的準(zhǔn)確度，還提高整個測量的準(zhǔn)確度，因為可以有更多數(shù)量的BS參與定位處理。
附圖的詳細(xì)描述通過參考

圖1-7，可以很好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，相同的代號用于表示各圖中相同和對應(yīng)的部分。
從本質(zhì)上說，本發(fā)明提供了一種進(jìn)行可用于確定移動無線終端地理位置的時間測量的方法。就這一點(diǎn)而論，所涉及的時間測量可以是TOA測量或到達(dá)時間差(TDOA)測量。以下描述給出了本發(fā)明的一個實(shí)施例，其中優(yōu)選地使用TOA測量。
具體地說，圖1是可以用于根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行確定信號TOA的測量的無線BS方框圖。如圖所示，BS 100可以通過一個移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)125與有線網(wǎng)(未明確表示)連接，以進(jìn)行通信。如圖所示，BS 100通過一條無線連接對移動無線終端(MS)130進(jìn)行TOA測量，其中兩條所示上行通路101、102提供分集。對于一個蜂窩移動無線BS，通常包括提供這種上行鏈路分集的兩副接收天線(例如103和104)。與每副天線103和104對應(yīng)的分別是接收機(jī)111a和111b、射頻(RF)解調(diào)器112a和112b以及中頻(IF)解調(diào)器113a和113b。接收頻率合成器114與每個射頻(RF)解調(diào)器112a和112b以及控制單元115連接。接收頻率合成器114使用這些連接從而使能對某些無線信道的接收。來自IF解調(diào)器113a和113b的解調(diào)信號分別通過連接116和117與均衡器135連接。盡管沒有明確表示，均衡器還要與BS 100的其他單元連接。
來自IF解調(diào)器113a和113b的解調(diào)信號還與一個改進(jìn)型RX(ModRX)118相連。ModRX 118的功能和操作在上述Hagerman等的美國專利申請序列號08／894,466中描述，它用于測量自MS 130接收的信號TOA，并通過到控制單元115的連接向MSC 125通報這些測量的結(jié)果。對TOA測量的處理最好由ModRX 118中的處理器119進(jìn)行?；蛘?，也可以由控制單元115或有線網(wǎng)(例如MSC 125)中的處理器進(jìn)行TOA測量處理。均衡器135合并了連接116和117上的兩路解調(diào)信號，以便同時利用輸入的視距和反射無線能量。另一方面，ModRX 118又單獨(dú)處理這兩路解調(diào)信號，因為在測量TOA時，信號衰落是所要的一種效果。換句話說，衰落消除了某些接收突發(fā)的反射波束，因而只提供所要的視距信號。
圖2A-2E說明了與確定一個樣值TOA(i)的方法有關(guān)的一系列波形，所述方法可以根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。圖2A所示波形代表在連接116(或117)上的一個接收信號突發(fā)，它包含可變數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2，以及突發(fā)之間的訓(xùn)練序列(預(yù)先已知)。實(shí)線波形代表一個直達(dá)(視距)接收信號，虛線波形代表一個反射接收突發(fā)(因此時間上略有延遲)。
圖2B所示波形代表在連接116(或117)上的輸入直達(dá)和反射信號突發(fā)與ModRX 118中用于確定TOA的可用已知訓(xùn)練序列之間的理論相關(guān)響應(yīng)。在ModRX 118中處理后得到的這些突發(fā)的合并相關(guān)響應(yīng)(“信道沖激響應(yīng)”或CIR)如圖2C所示。后綴“i”表示一個特定的接收突發(fā)。
圖2C中所示的CIRi波形是一個包括幅度和相位的復(fù)數(shù)值。CIRi的中心部分由有限個樣值(例如5)個決定，但是圖2C所示的完整信號要由處理器119使用傳統(tǒng)的內(nèi)插技術(shù)重建。圖2D所示波形代表CIRi的平方絕對值，它被稱為“估計信道功率分布”或CPPi。所繪CPPi波形是理想化的，實(shí)際上常常包含一個較大的噪聲分量。因此，如圖2E所示，M(例如M=70)個CPPi中的N個就合成了一個信號ICPP(Ni)。
合成信號ICPP(Ni)具有與所要信號對應(yīng)的較高峰值h，以及與不需要的噪聲對應(yīng)的一個偏移量b，但后者具有一個未借助合成而得到同等程度放大的噪聲擴(kuò)散累計(sigma)。偏移量b在處理中被去除，ICPP(Ni)的質(zhì)量“Q”定義為h／sigma。分配給合成信道功率分布ICPP(Ni)的后綴Ni表示合成N個突發(fā)的某種選擇“i”已經(jīng)被組合起來。一個TOA(i)值與ICPP(Ni)相對應(yīng)，并作為100個點(diǎn)之一加入圖3所示的曲線圖中。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示范實(shí)施例可用于通過70個突發(fā)獲取一個估計最小到達(dá)時間(TOAe)的曲線圖。盡管圖3給出了一個可用于描繪TOA(i)與發(fā)生頻率關(guān)系的曲線圖，但該圖僅用于說明，而不是以此來限制本發(fā)明。在自動處理環(huán)境下，例如可以用多維矩陣或陣列來實(shí)現(xiàn)圖3的曲線圖，其中行(或列)包括每個TOA(i)，列(或行)包括每次事件發(fā)生。另一種表示方法在圖5中給出，圖中表示了一條用于70個相同突發(fā)的累積分布曲線。
本發(fā)明最好使用其中至少包含一部分在所有接收突發(fā)中都相同的已知比特(例如一個訓(xùn)練序列)的M(例如70)個接收突發(fā)。不過，注意另一不同的實(shí)施例可以使用其中包含不同(不相同)信息的(例如70個)接收突發(fā)，但是信息對于接收機(jī)來說仍然是已知的，這使得處理器可以通過每個突發(fā)與其已知內(nèi)容的相關(guān)來產(chǎn)生CIRi。
使用第一種程序，通過把從M個接收突發(fā)中隨機(jī)選取的所需N個突發(fā)進(jìn)行“相加”(例如，非相干合成該CPPi)并確定N個突發(fā)之和ICPP(Ni)的TOA(i)，把噪聲減小到預(yù)定電平。重復(fù)第一種程序若干次(例如100次)，這在本例中例如得到了100個送入圖3所示曲線圖的TOA(i)值。第一種程序的主要優(yōu)點(diǎn)是，組成隨機(jī)選擇項Ni的突發(fā)有時將主要(或只)包含最短路徑(視距)上接收的突發(fā)。使用第二種程序，在圖3所示曲線圖中讀取最小TOAe。不過，TOA(i)的最小值被排除在外，因為它們可能是由于噪聲和多徑效應(yīng)導(dǎo)致峰值偏移造成的。經(jīng)驗信息表明TOAe的一個合適選取點(diǎn)是5％的TOA(i)出現(xiàn)比TOAe早，95％的TOA(i)出現(xiàn)比TOAe晚。
圖4是說明用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種示范方法400的流程圖。在步驟401，ModRX 118測量在連接116(或117)處接收的信號中包含一個已知比特序列的M個突發(fā)。例如，根據(jù)來自GSM網(wǎng)絡(luò)中一個服務(wù)BS(例如100)的命令，作為對一條小區(qū)內(nèi)切換命令或返回相應(yīng)(原有)業(yè)務(wù)信道的切換命令的響應(yīng)，這些突發(fā)可以是在來自MS 130的上行鏈路上發(fā)送的接入突發(fā)。如果BS 100沒有響應(yīng)這些突發(fā)，MS 130將在發(fā)生超時之前發(fā)射多達(dá)70個突發(fā)，并使MS返回原來所用(原有)業(yè)務(wù)信道。連接116或117上的解調(diào)信號都包括接收接入突發(fā)，即最多一共為2×70=140個突發(fā)，就本發(fā)明方法而言，每個突發(fā)都可以視作一個獨(dú)立突發(fā)。
在步驟402，與某個突發(fā)相對應(yīng)、并包含復(fù)數(shù)信息的每個接收信道沖激響應(yīng)CIRi(如圖2C所示)經(jīng)過處理，從而構(gòu)成一個估計信道功率分布CPPi(如圖2D所示)，它等于CIRi的平方絕對值。因此，將有M個CPPi值。在步驟403，處理器119從M個CPPi值(波形)中隨機(jī)選擇N個，例如從N=10開始。
在步驟404，N=10個被選波形CPPi的非相干合成產(chǎn)生了如圖2E所示的一個合成信道功率分布ICPP(Ni)。在步驟405，進(jìn)行一次檢查，確定所得ICPP(Ni)的噪聲是否減少到足夠程度，從而具備了由h／sigma之比所定義的最低質(zhì)量(比較圖2E)。如果h／sigma之比低于預(yù)定門限，就必須通過使用從未被選取的CPPi中隨機(jī)選擇的一個附加CPPi重復(fù)步驟403-405來改善所得ICPP(Ni)。在步驟407，最低質(zhì)量要求得到滿足，所得TOA(i)送入圖3所示的曲線圖中。然后處理流程繼續(xù)執(zhí)行步驟408。
在步驟408，確定是否獲得了預(yù)定數(shù)目的TOAi值。如果沒有，按以上描述重復(fù)步驟403-407，直到獲得預(yù)定所需數(shù)目的TOAi值。
如果滿足要求，在步驟409，選擇圖3曲線圖中的最小TOA(i)，因為這一TOA值代表了在最短路徑(視距路徑)上接收的突發(fā)TOA。不過，選擇要根據(jù)上述圖3或圖5的描述進(jìn)行，以消除噪聲的影響。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，測量的是TDOA而不是TOA。對于TDOA測量，處理程序與以上針對TOA描述的程序相同，只是時間測量相對于另一信號而不是相對于一個時間參考進(jìn)行。如果進(jìn)行TDOA測量，就要對兩個接收信號進(jìn)行互相關(guān)處理。這時，TDOA估計可以是互相關(guān)輸出的最大峰值。
另外，如果進(jìn)行TDOA測量，也可以使用本發(fā)明的上述非相干合成方法。不過，應(yīng)當(dāng)涉及到兩個基站，以便有兩個信號來進(jìn)行TDOA測量。這時，互相關(guān)輸出可以替代CIR，互相關(guān)功率分布可以替代CPP(此時CPP代表互相關(guān)輸出的平方絕對值)。
在另一實(shí)施例中，如果進(jìn)行DOA測量，可以根據(jù)諸如來自定向或窄波束天線(例如自適應(yīng)天線或固定波瓣天線)的接收信號估計一個空間符號差。這時，DOA估計可以是估計空間符號差的最大峰值。
如果進(jìn)行DOA測量，也可以使用本發(fā)明的上述非相干合成方法。這時，空間符號差可以替代CIR，空間信號功率分布可以替代CPP(此時CPP代表空間符號差的平方絕對值)。
在TDOA和DOA測量中，視距(LOS)信號分量與ICPP的“重心”相對應(yīng)(即與TOA測量的情況不同，LOS分量對應(yīng)的不是相關(guān)輸出中的較低部分)。因此，對低于總數(shù)M的接收突發(fā)進(jìn)行非相干合成的優(yōu)勢很小甚至沒有優(yōu)勢。所以在這些情況下，非相干合成處理中使用所有突發(fā)，TDOA和DOA估計是ICPP的“重心”。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在BS中使用了一個天線陣列測量來自不同方向的波束。其次，選擇視距波束用于TOA測量(最短TOAi)。
在本發(fā)明的還有一個實(shí)施例中，TOA(i)事件受到其質(zhì)量(即它們的h／sigma值)的加權(quán)，該質(zhì)量是關(guān)于相關(guān)噪聲的一個指示。因此，接收信號微弱的遠(yuǎn)端BS在定位處理中的作用較小。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明消除干擾的第一輔助方法的流程圖。該方法解決了如何克服來自其他移動終端(例如位置沒有確定的終端)的干擾。例如在GSM中，有八種不同的訓(xùn)練序列，它們彼此之間具有一定程度的相關(guān)性，并可能對為待定位移動終端進(jìn)行的測量造成干擾。
在方法的步驟601，估計所有可能干擾訓(xùn)練序列對所有M個接收突發(fā)的信道沖激響應(yīng)CIRj。在步驟602，取CIRj的平方絕對值來構(gòu)成對應(yīng)的信道功率分布CPPj。在步驟603，估計每個干擾訓(xùn)練序列的平均載波干擾比C／I，其中“C”部分為所討論的干擾源功率，“I”部分為其他信號功率。在步驟604，確定是否要從接收突發(fā)中消除(即減去)該干擾，如果C／I超出了第一門限值T1，就需要消除干擾。在步驟605中，符合步驟604條件的那些訓(xùn)練序列與CIRj進(jìn)行卷積(用符號“*”代表)，并從接收突發(fā)中減去。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明檢測時域測量范圍的第二輔助方法的流程圖。例如，該方法在與所要信號相比噪聲很大的情況下特別有用。這時，在搜索相關(guān)峰值(如圖2B所示及以上參考該圖所作描述)之前，確定訓(xùn)練序列在噪聲中出現(xiàn)的大致時間可能會有問題。第二輔助方法包括對接收的所有M個突發(fā)進(jìn)行非相干合成，這導(dǎo)致在噪聲中出現(xiàn)一個較寬的脈沖，它指示了被測移動終端(其位置待定)訓(xùn)練序列出現(xiàn)的大致時間。
在方法的步驟701，構(gòu)成所有M個突發(fā)的信道功率分布CPPi。在步驟702，對所有CPPi進(jìn)行非相干合成，最大峰值對應(yīng)訓(xùn)練序列的位置。在步驟703，估計C／I，其中“C”部分為載波功率，“I”部分為其他信號功率。在步驟704，確定步驟701-702的結(jié)果是否可以接受(C／I＞T2)，還是噪聲太強(qiáng)，以致必須采取附加步驟來得到一個可以接受的結(jié)果。如果在步驟704，C／I值大于門限T2，步驟701-702的結(jié)果就可以接受。否則，就要根據(jù)以下處理減小對受強(qiáng)噪聲干擾的突發(fā)的加權(quán)。在步驟705，通過為高能量(可能是由于噪聲所導(dǎo)致)突發(fā)分配一個較低的加權(quán)系數(shù)Wi’來對其進(jìn)行識別，并為低能量突發(fā)分配一個較高的加權(quán)系數(shù)Wi’。在步驟706，根據(jù)下式構(gòu)成所有M個加權(quán)突發(fā)之和Σi=1M(Wi′·CPPi)------(1)]]>這一和值的最大峰值對應(yīng)訓(xùn)練序列的位置。
根據(jù)C／I為接收突發(fā)分配加權(quán)的原理也可以用于對被測突發(fā)的處理，以便確定到達(dá)時間TOAe。訓(xùn)練序列可用于估計圖2D代表的信號功率和圖2A代表的信號加噪聲功率。然后，在構(gòu)成合成信號ICPP(Ni)和圖2E所示的該信號平方根之前，可以根據(jù)這些估計信號功率和信號加噪聲功率，為每個CPPi分配加權(quán)Wi”(即Wi”×圖2D中的CPPi)。
盡管在附圖和以上詳細(xì)描述中已經(jīng)闡述了本發(fā)明方法和裝置的一個優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解發(fā)明并不局限于所揭示的實(shí)施例，而是可以在以下權(quán)利要求提出和定義的范圍之內(nèi)進(jìn)行各種重新配置、改動和替代而不脫離發(fā)明思想。具體地說，這里描述和要求的用于上行鏈路應(yīng)用的方法也可以用于下行鏈路應(yīng)用。
權(quán)利要求
1．在具有時間彌散的無線環(huán)境中用于確定一臺無線發(fā)射機(jī)和一臺無線接收機(jī)之間距離的方法，包括步驟自所述無線發(fā)射機(jī)發(fā)射一個信號的M個樣值；在所述接收機(jī)中接收帶有多徑分量和噪聲的所述M個樣值；確定所述M個樣值中每一個的估計信道功率分布；從所述M個樣值中選擇第一組N個樣值；對所述第一組N個樣值的所述估計信道功率分布進(jìn)行非相干合成，以構(gòu)成第一合成信號；如果所述第一合成信號關(guān)于信噪比的質(zhì)量電平低于一個預(yù)定門限，從所述M個樣值中選擇另一個樣值；對所述第一組N個樣值和所述另一樣值的所述估計信道功率分布進(jìn)行非相干合成，以構(gòu)成第二合成信號；如果所述第二合成信號關(guān)于信噪比的質(zhì)量電平大于或等于所述預(yù)定門限，確定所述第二合成信號最大電平的到達(dá)時間；在到達(dá)時間與發(fā)生頻率陣列中加入所述到達(dá)時間；從所述M個樣值中選擇第二組N個樣值；對所述第二組N個樣值重復(fù)從所述合成到所述加入步驟的所有處理；以及根據(jù)所述陣列來確定估計到達(dá)時間最小值。
2．權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)所述陣列確定估計到達(dá)時間最小值的步驟包括從所述陣列中讀取一個時間值，該時間值具有這樣的特點(diǎn)在所有出現(xiàn)值中，數(shù)量為第一預(yù)定數(shù)目的到達(dá)時間值大于它，數(shù)量為所述第一預(yù)定數(shù)目補(bǔ)數(shù)的到達(dá)時間值小于它。
3．權(quán)利要求2的方法，其中所述第一預(yù)定數(shù)目大于70％，所述第二預(yù)定數(shù)目是100％減去所述第一預(yù)定數(shù)目的百分比。
4．權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟包括在兩個獨(dú)立的無線接收機(jī)中接收所述M個樣值，以構(gòu)成兩次所述M個樣值。
5．權(quán)利要求1的方法，其中所述陣列是一個矩陣。
6．權(quán)利要求1的方法，其中所述加入步驟的人工方式包括在到達(dá)時間和發(fā)生頻率曲線圖中加入所述到達(dá)時間。
7．用于確定移動網(wǎng)中一個移動臺和一個基站之間距離的方法，包括步驟自所述移動臺發(fā)射第一組信號樣值；在所述基站接收所述第一組信號樣值；構(gòu)成所述第一組信號樣值中每一個的估計信道功率分布；從每個所述估計信道功率分布值中選擇第二組樣值；對所述第二組樣值的所述估計信道功率分布值進(jìn)行合成，以構(gòu)成第一合成信道功率分布；如果所述第一合成信道功率分布的質(zhì)量電平低于一個預(yù)定門限值，從所述估計信道功率分布值中至少選擇一個附加樣值；對所述第二組樣值和所述至少一個附加樣值的所述估計信道功率分布進(jìn)行合成，以構(gòu)成第二合成信道功率分布；如果所述第二合成信道功率分布的質(zhì)量電平大于或等于所述預(yù)定門限值，確定所述第二合成信道功率分布最大值的到達(dá)時間；在到達(dá)時間與發(fā)生頻率陣列中加入所述到達(dá)時間；從每個所述估計信道功率分布值中選擇第三組樣值；對所述第三組樣值重復(fù)從所述合成步驟到所述加入步驟的處理；以及根據(jù)所述陣列確定最小到達(dá)時間。
8．權(quán)利要求7的方法，其中所述合成步驟包括非相干合成。
9．權(quán)利要求7的方法，其中所述最小到達(dá)時間代表所述移動臺和所述基站之間的最短距離。
10．權(quán)利要求7的方法，其中所述確定最小到達(dá)時間的步驟包括從所述陣列中讀取一個時間值，該時間值具有這樣的特點(diǎn)在所有出現(xiàn)值中，數(shù)量為第一數(shù)目的到達(dá)時間值大于它，數(shù)量為所述第一數(shù)目補(bǔ)數(shù)的到達(dá)時間值小于它。
11．權(quán)利要求10的方法，其中所述第一數(shù)目大于0．7，所述第一數(shù)目的補(bǔ)數(shù)是1減去所述第一數(shù)目。
12．在具有時間彌散的無線環(huán)境中用于確定一臺無線發(fā)射機(jī)和一臺無線接收機(jī)之間距離的方法，包括步驟自所述無線發(fā)射機(jī)發(fā)射一個信號的M個樣值；在所述無線接收機(jī)中接收帶有多徑分量和噪聲的所述M個樣值；從所述M個樣值中選擇第一組N個樣值以構(gòu)成所述N個樣值的一個數(shù)學(xué)函數(shù)，反復(fù)改變N的數(shù)目，使得所述N個樣值的數(shù)學(xué)函數(shù)能保留時間信息，同時把噪聲減少到第一預(yù)定值，所述第一預(yù)定值表示需要的所述信號與所述噪聲比值；通過重復(fù)所述選擇步驟和并以隨機(jī)和獨(dú)立的不同N個樣值組開始每次重復(fù)步驟，從所述M個樣值中產(chǎn)生N個樣值的附加組，并在所述N個樣值附加組的數(shù)目達(dá)到第二預(yù)定值時終止所述重復(fù)步驟；確定N個樣值構(gòu)成的所述第一組和所述附加組中每組的到達(dá)時間；在到達(dá)時間與發(fā)生頻率陣列中存儲所述到達(dá)時間；以及根據(jù)所述到達(dá)時間與發(fā)生頻率陣列確定估計到達(dá)時間。
13．在具有時間離散和噪聲的無線環(huán)境中，用于為一個來自遠(yuǎn)端發(fā)射機(jī)、作為M個樣值重復(fù)發(fā)射的已知接收信號確定最早到達(dá)時間的方法，所述M個樣值存在衰落，使得其中至少兩個樣值的到達(dá)時間有所變化，該方法包括步驟從所述M個樣值中選擇第一組樣值；根據(jù)所述第一組樣值構(gòu)成一個數(shù)學(xué)函數(shù)，以改善信噪比質(zhì)量而不破壞到達(dá)時間信息；除了所述第一組樣值之外，對附加樣值組重復(fù)所述選擇和構(gòu)成步驟；確定所述第一組和所述附加組中每組的到達(dá)時間；和對從所述確定步驟得到的每個所述到達(dá)時間進(jìn)行統(tǒng)計處理，以獲得對所述最早到達(dá)時間的一個估計。
14．權(quán)利要求13的方法，其中所述第一組樣值和所述附加組樣值包括相同數(shù)目的N個樣值。
15．權(quán)利要求13的方法，其中所述第一組樣值和所述附加組樣值包括不同數(shù)目的樣值。
16．權(quán)利要求13的方法，其中要這樣來選擇所述第一組樣值和所述附加組樣值所用的樣值數(shù)目，以便使所述第一組樣值和所述附加組樣值中的每組能獲得所需的信噪比質(zhì)量。
17．權(quán)利要求13的方法，其中要這樣來選擇所述第一組樣值和所述附加組樣值所用的樣值數(shù)目，以便獲得由h／sigma定義的所需信噪比質(zhì)量。
18．用于確定移動網(wǎng)中一個移動臺和一個基站之間距離的系統(tǒng)，包括發(fā)射第一組信號樣值的移動臺發(fā)射機(jī)；接收所述第一組信號樣值的基站接收機(jī)；以及與所述基站接收機(jī)相連的處理器，所述處理器可以進(jìn)行以下處理為每個所述第一組信號樣值構(gòu)成一個估計信道功率分布值；從每個所述估計信道功率分布值中選擇第二組樣值；對所述第二組樣值的所述估計信道功率分布值進(jìn)行合成，以構(gòu)成第一合成信道功率分布；如果所述第一合成信道功率分布的質(zhì)量電平低于一個預(yù)定門限值，從所述估計信道功率分布值中至少選擇一個附加樣值；對所述第二組樣值和所述至少一個附加樣值的所述估計信道功率分布進(jìn)行合成，以構(gòu)成第二合成信道功率分布；如果所述第二合成信道功率分布的質(zhì)量電平大于或等于所述預(yù)定門限值，確定所述第二合成信道功率分布最大信號幅值的到達(dá)時間；在到達(dá)時間與發(fā)生頻率陣列中加入所述到達(dá)時間；從每個所述估計信道功率分布值中選擇第三組樣值；對所述第三組樣值重復(fù)從第一合成處理到所述加入處理的步驟；以及根據(jù)所述陣列確定最小到達(dá)時間。
全文摘要
發(fā)明提出了在具有時間彌散的無線環(huán)境中,通過對由同一無線發(fā)射機(jī)(130)重復(fù)發(fā)射、并可能經(jīng)過多徑傳播的無線接收信號進(jìn)行專門處理,以更準(zhǔn)確地確定一臺無線接收機(jī)(100)和無線發(fā)射機(jī)(130)之間距離的方法和裝置。使用信道功率分布重復(fù)估計無線接收信號的到達(dá)時間(TOA)(步驟402)。選擇接近最小現(xiàn)有TOA的一個TOA值(步驟402),其中每個估計TOA從一組隨機(jī)選取、并具有同一已知比特序列的接收突發(fā)的非相干合成中得到(步驟404),以消除噪聲的影響。
文檔編號G01S11/08GK1279871SQ9881152
公開日2001年1月10日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月26日
發(fā)明者H·格魯貝克, S·菲舍爾, P·倫德奎斯特 申請人:艾利森電話股份有限公司