專利名稱：無線通信系統(tǒng)中基于非直達路徑判斷的定位方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在無線通信系統(tǒng)，尤其是針對于W-CDMA系統(tǒng)和針對于 TD-SCDMA系統(tǒng)中利用基站信號相關(guān)性判斷非直達路徑的方法及系統(tǒng)。以及 基于這種判斷技術(shù)的定位方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，特別是美國提出應(yīng)急位置服務(wù)要求之后，無線 定位服務(wù)越來越受到業(yè)界的關(guān)注。按照是否需要手機的參與分類，對于收集的定位技術(shù)主要分為兩種類型 需要手機上報信息的手機定位技術(shù)以及不需要手機上報信息的手機定位技術(shù)。前者，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要通過信令通知手機，而且需要手機主動上報有關(guān)測量 信息才可以確定手機的具體位置。如此，手機有辦法了解其處于被定位狀態(tài)。 并且，手機也可以在用戶需要阻止被定位的前提下，通過不上報有關(guān)測量信息 和上報虛假測量信息的方法，使得自己的位置信息的隱私得到保護。但是，對于后者，由于不需要手機的主動參與，手機無法確認(rèn)其是否處于 被定位的狀態(tài)，這對于手機位置的保護造成了一定的困難。這類方法的一個典 型就是基于小區(qū)號的定位方法。按照定為參考信號分類，對于收集的定位技術(shù)主要分為3種類型基于 手機小區(qū)號的定位、基于基站信號/手機信號的定位以及基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的 定位。其中，基于手機小區(qū)號的定位方法精度較差；基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位 方法需要額外的設(shè)備以及成本；基于基站信號/手機信號的定位方法基本不需 要添加額外設(shè)備而且具有中等的定位精度。傳統(tǒng)基于基站信號/手機信號的定位方法如圖1所示。系統(tǒng)至少具有三個 基站，分別為基站111、基站112、和基站113,和一部具有測量能力的手機 12，基站與手機12存在無線傳播的信號131、信號132、和信號133，對應(yīng) 測量到的信號傳播時間分別為t1、 t2、 t3。由于無線電波的傳播速度為恒定的光速c，所以，手才幾12與對應(yīng)基站的距離為di = ti x c (i = 1，2，...)。以對 應(yīng)基站為圓心、di為半徑畫圓141、 142、 143,則所有得到的圓的交點位置 即為手機12對應(yīng)位置。手機12上報其測量的基站信號的發(fā)射-接受時延給網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)，則網(wǎng)絡(luò)就可以根據(jù)這些值計算得到手機的所在位置。在實際系統(tǒng)中，由于手機與基站之間存在建筑物等的阻擋，實際可以存在 直達路徑的可能性很小。圖2是一種典型的情況，基站21與手機22之間由 于存在建筑物23的遮擋，所以不存在理想的直達路徑24。同時，由于另一個 建筑物25對于基站信號的反射，基站21與手機12之間存在信號傳輸?shù)穆窂?26。由于幾何中的"三角形兩邊之和大于第三邊"的原理，所以按照此時的 測量值得到的對應(yīng)圓的半徑會大于實際值，造成位置估計的不準(zhǔn)確。對于這個現(xiàn)象的認(rèn)識，目前發(fā)展出了一些存在非直達路徑的定位系統(tǒng)的處 理和補償方法。第三代(3G， 3rd Generation)移動通信系統(tǒng)是目前世界上大多數(shù)國家 和地區(qū)都正在使用或者將會使用的移動通信系統(tǒng)。3GPP (3rd Generation Partnership Project)作為3G的標(biāo)準(zhǔn)組織，完成了所有有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)工作。有關(guān)無線定位方面，3GPP組織采納了各方面的意見，在其標(biāo)準(zhǔn)中采用了 全部三種定位模式基于手機小區(qū)號的定位、基于基站信號/手機信號的定位 以及基于衛(wèi)星導(dǎo)4元系統(tǒng)的定位。對于基于基站信號/手機信號的定位，采用了收集測量上報的方法。由手 機測量各個基站的信號到達時間，并且通過信令上報網(wǎng)絡(luò)。而網(wǎng)絡(luò)則完成計算 手機位置的功能。由于無線信道傳播路徑的不同，直達路徑和非直達路徑在信道性質(zhì)上存在 很大不同。直達路徑，其均為在空氣中傳播，所以對應(yīng)一定的傳播距離的路徑 損失較??；非直達路徑，其信號傳播依靠物體的折射和衍射，對信號傳播的影 響因素較多，所以對應(yīng)一定的傳播距離的路徑損失較大。對于直達路徑，路徑損失為Zi^Hg"，其中，d為基站到手機之間的 距離，k為固定常數(shù)，由實際測量擬合得到。在實際應(yīng)用時，判斷直達路徑與非直達路徑就成了關(guān)鍵步驟。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的技術(shù)，以及 基于這種判斷技術(shù)的定位技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法，該方法包4舌移動站接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號轉(zhuǎn)化為基帶 信號形式；計算實際路徑損失LPi，其中實際路徑損失LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率 和可檢測徑的接收功率相關(guān)；計算期望路徑損失LP'i,其中期望路徑損失LP'i與可檢測徑傳播延時ti 相關(guān)；根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i,對應(yīng)每個基站判決第一條可 檢測徑是否為直達路徑。其中，計算實際路徑損失LPi包括測量各公共信道第一條可檢測徑的接 收功率為RSSi;根據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率TSSi，計算實際路徑損失LPi二 TSSi - RSSi。計算期望路徑損失LP'i包括測量各基站信號的第一條可檢測徑傳播延 時ti;根據(jù)測量的傳播延時，計算各基站預(yù)期傳播距離di = ti x c,其中c為光 速；計算預(yù)期路徑損失LP'i-kxlg(di)，其中k為路徑損失固定常數(shù)。根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i判決是否為直達路徑包括 設(shè)定一檢測門限T，所述檢測門限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間的差 異相關(guān)；如果|LPi-LP'i|<T ，則該基站對應(yīng)第一條可檢測徑為直達徑；否 則，則該基站對應(yīng)第 一條可檢測徑為非直達徑。較佳的是,移動站向基站報告該移動站與該基站之間的第一條可檢測徑是 否為非直達徑。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的 系統(tǒng)，包括至少一個基站；與至少一個基站進行通信的移動站；移動站包括接收裝置，接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號 轉(zhuǎn)化為基帶信號形式；實際路徑損失計算裝置，計算實際路徑損失LPi，其中實際路徑損失 LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)；期望路徑損失計算裝置，計算期望路徑損失LP'i,其中期望路徑損失 LP'i與可檢測徑傳播延時ti相關(guān)；路徑判決裝置，根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i，對應(yīng)每 個基站判決第 一條可檢測徑是否為直達路徑。實際路徑損失計算裝置包括接收功率測量裝置，測量各公共信道第一條 可檢測徑的接收功率為RSSi;實際路徑損失計算裝置，根據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā) 射功率TSSi，計算實際路徑損失LPi = TSSi — RSSi。期望路徑損失計算裝置包括傳播延時測量裝置，測量各基站信號的第一 條可檢測徑傳播延時ti;預(yù)期傳播距離計算裝置，根據(jù)測量的傳播延時，計算 各基站預(yù)期傳播距離di = tixc,其中c為光速；期望路徑損失計算裝置計算 預(yù)期路徑損失LP'i = k x lg(di)，其中k為路徑損失固定常數(shù)。路徑判決裝置包括檢測門限設(shè)定裝置，設(shè)定一檢測門限T，所述檢測門 限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間的差異相關(guān)；路徑判決裝置在|LPi - LP'i I < T時判該決基站對應(yīng)第一條可檢測徑為直達徑；否則，判決該基站對 應(yīng)第 一條可檢測徑為非直達徑。較佳的，移動站還向基站報告該移動站與該基站之間的第 一條可檢測徑是 否為非直達徑。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種無線通信系統(tǒng)中的定位方法，包括 接收來自基站和移動站的多個測量時延；接收來自移動站的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該可檢測 徑是否是直達路徑的報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i進行判 決；對多個測量時延進行濾波，輸出濾波后的測量時間，其中，可檢測徑為直 達路徑或者非直達路徑將在濾波過程中使用不同的參數(shù)；10基于濾波后的測量時間對移動站進行定位。其中，對多個測量時延進行濾波包括根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第 一參數(shù)aLOS或者第二參數(shù)aNLOS，其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對 應(yīng)非直達路徑；將所選擇的參數(shù)輸入進行乘法運算；將乘法器的輸出與所述多 個測量時延進行加法運算，得到經(jīng)濾波處理后的測量時間；基于乘法運算和加 法運算提供一延時。該定位方法中，對多個測量時延進行濾波采用由乘法器、加法器和延時模 塊構(gòu)成一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。較佳的，對多個測量時延進行濾波 采用選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限沖擊響應(yīng)濾波 器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種無線通信系統(tǒng)中的定位系統(tǒng)，包括 數(shù)個濾波單元，接收來自基站和移動站的多個測量時延，以及來自移動站的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該可檢測徑是否是直達路徑的報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i進行判決；所述濾波單元輸出濾波后的測量時間；位置估計單元，連接到所述數(shù)個濾波單元，基于濾波后的測量時間對移動站進4于定4立；數(shù)。上述數(shù)個濾波單元中的每一個包括選擇器，根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第一參數(shù)aLOS或者第二參數(shù) aNLOS,其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對應(yīng)非直達路徑； 乘法器，連接到選擇器的輸出；加法器， 一個輸入端連接乘法器的輸出，加法器的另一個輸入端接收所述 多個測量時延，加法器的輸出端輸出經(jīng)濾波處理后的測量時間； 延時模塊，連接乘法器的輸出和加法器的輸出。其中，該乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)。 較佳的，該選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限沖擊響 應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)。濾波單元的數(shù)量可以選擇與基站的數(shù)量相等。本發(fā)明利用直達路徑和非直達路徑在信道性質(zhì)上的差別，提供了在無線通 訊系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法及裝置，從而可以簡單判斷手機所處位置與周 圍基站之間是否是直達路徑，為選擇3G方法來定位手機提供判斷信息，并解 決了關(guān)鍵步驟。同時，本發(fā)明還基于上述的判斷技術(shù)提出了一種定位方法，充 分考慮了路徑是否直達的因素，能有效地提高定位的精確度。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖對實施 例的描述二變得更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其 中，圖1示出了無線定位技術(shù)的基本原理圖； 圖2示出了無線傳播實際路徑的示意圖；圖3是本根據(jù)發(fā)明的 一 實施例的判斷非直達路徑的方法的流程圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例的判斷非直達路徑的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例的定位方法的流程圖； 圖6是#>據(jù)本發(fā)明的一實施例的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖7示出了執(zhí)行本發(fā)明的定位方法的信令流程圖。
具體實施方式
首先介紹一下本發(fā)明的工作原理。如圖1所示為理論上進行無線定位的基本原理圖，本系統(tǒng)中有三個基站， 分別為基站111、基站112、和基站113,另外還有一部具有測量能力的手機 12,基站與手機存在無線傳播的信號，分別為基站111與手機12之間的無線 信號131，基站112與手機12之間的無線信號132，基站113與手機12之 間的無線信號133，對應(yīng)測量到的信號傳播時間分別為基站111與手機12之 間的信號傳播時間t1,基站112與手機12之間的信號傳播時間t2，基站113 與手機12之間的信號傳播時間t3。由于無線電波的傳播速度為恒定的光速c， 所以，手機與對應(yīng)基站的距離為di = ti x c (i = 1,2,...)。以對應(yīng)基站為圓心、di為半徑畫圓，分別得到以基站111為圓心、d1為半徑的圓141，以基站112 為圓心、d2為半徑的圓142，以基站113為圓心、d3為半徑的圓143,則所有得到的圓的交點位置即為手機12對應(yīng)位置。如圖2所示為實際上無線傳播的示意圖，基站21與手機22之間由于存 在建筑物23的遮擋，所以不存在理想的直達路徑24。同時，由于另一個建筑 物25對于基站信號的反射，基站與手機之間存在信號傳輸?shù)穆窂?6。因此， 在實際的情況中，存在著很多類路徑26的非直達路徑，而根據(jù)定位的原理， 它們很可能被當(dāng)作是直達的路徑，這就會造成定位上的不準(zhǔn)確。因為非直達路 徑實際是折射的路徑，不是直線路徑，而在定位時，卻會把它們當(dāng)作是直線來 處理，這就使得計算得到的手機與基站之間的距離是不準(zhǔn)確的。將這個不準(zhǔn)確 的距離用于圖1所示的定位原理，就會使其中一個圓的半徑出現(xiàn)錯誤，從而造 成定位上的誤差。為了解決這個問題，就需要首先確定當(dāng)前的路徑是不是直達路徑，如果不 是直達路徑，那就需要在定位時將它與直達路徑區(qū)別對待。本發(fā)明首先提出 一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法，參考圖 3所示，示出了該方法的 一 實施例300的流程圖，該方法300包括；302.移動站接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號轉(zhuǎn)化 為基帶信號形式。304.計算實際路徑損失LPi,其中實際路徑損失LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā) 射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)。根據(jù)一實施例，該步驟304是通過下面的過程實現(xiàn)，首先測量各公共信道第一條可檢測徑的接收功率為RSSi,再根 據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率TSSi,計算實際路徑損失LPi = TSSi - RSSi。306.計算期望路徑損失LP'i,其中期望路徑損失LP'i與可檢測徑傳播延 時ti相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該步驟306通過下述的過程實現(xiàn)，首先 測量各基站信號的第一條可檢測徑傳播延時ti，接著根據(jù)測量的傳播延時，計 算各基站預(yù)期傳播距離di = ti x c，其中c為光速，再計算預(yù)期路徑損失LP'i = kxig(di)，其中k為路徑損失固定常數(shù)。308.根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i,對應(yīng)每個基站判決第 一條可檢測徑是否為直達路徑。根據(jù)一實施例，根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i判決是否為直達路徑是通過如下的方式實現(xiàn)設(shè)定一檢測門限 T，檢測門限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間的差異相關(guān)；如果|LPi-LP'i|<T ，則該基站對應(yīng)第一條可檢測徑為直達徑；否則，則該基站對應(yīng)第 一條可檢測徑為非直達徑。參考圖3所示的實施例，該方法300還包括310.移動站向基站報告該移動站與該基站之間的第一條可檢測徑是否為 非直達徑。該報告的目的是為了之后的定位之用。本發(fā)明還提供一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的系統(tǒng)，該系統(tǒng) 可以實現(xiàn)上述的方法300，參考圖4,圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的 判斷非直達路徑的系統(tǒng)400的結(jié)構(gòu)圖，包括至少一個基站402;與至少一個基站402進行通信的移動站404; 移動站404包括接收裝置406,接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將 信號轉(zhuǎn)化為基帶信號形式。實際路徑損失計算裝置408，計算實際路徑損失LPi，其中實際路徑 損失LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)。根據(jù)一實 施例，該實際路徑損失計算裝置408進一步包括一接收功率測量裝置 408a和一實際路徑損失計算裝置408b。該接收功率測量裝置408a測量 各公共信道第一條可檢測徑的接收功率為RSSi，而該實際路徑損失計算 裝置408b根據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率TSSi,計算實際路徑損失LPi = TSSi - RSSi。該移動站404還包括期望路徑損失計算裝置410,計算期望路徑損 失LP'i，其中期望路徑損失LP'i與可檢測徑傳播延時ti相關(guān)。根據(jù)一實 施例，該期望路徑損失計算裝置410包括傳播延時測量裝置410a、預(yù)期 傳播距離計算裝置410b和期望路徑損失計算裝置410c。其中傳播延時 測量裝置410a測量各基站信號的第一條可檢測徑傳播延時ti，該預(yù)期傳 播距離計算裝置410b根據(jù)測量的傳播延時，計算各基站預(yù)期傳播距離 di-tixc,其中c為光速，而期望路徑損失計算裝置410c計算預(yù)期路徑損失LP'i-kxig(dj),其中k為路徑損失固定常數(shù)。移動站404中還包括路徑判決裝置412，根據(jù)實際路徑損失LPi和 期望路徑損失LP'i，對應(yīng)每個基站判決第一條可檢測徑是否為直達路徑。 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該路徑判決裝置412包括一檢測門限設(shè)定裝置 412a和一路徑判決裝置412b。其中該檢測門限設(shè)定裝置412a設(shè)定一檢 測門限T,檢測門限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間的差異相關(guān)。 路徑判決裝置412b在I LPi - LP'i | < T時判該決基站對應(yīng)第一條可檢測 徑為直達徑；否則，判決該基站對應(yīng)第一條可檢測徑為非直達徑。 根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，移動站404還向基站402報告該移動站404與該基站402之間的第一條可檢測徑是否為非直達徑，以便之后的定位操作之用。本發(fā)明還提供一種新的定位方法，利用了上述的判斷非直達路徑的判斷技 術(shù)。在確認(rèn)了路徑是否為直達路徑之后，本發(fā)明的定位方法可針對直達路徑和 非直達路徑進行不同的處理，以提高定位的準(zhǔn)確度。參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的定位方法500的流程圖，該方 法包括502.接收來自基站和移動站的多個測量時延。504.接收來自移動站的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該 可檢測徑是否是直達路徑的報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'j 進行判決。該步驟504可由上述的方法300實現(xiàn)。506.對多個測量時延進行濾波，輸出濾波后的測量時間，其中，可檢測 徑為直達路徑或者非直達路徑將在濾波過程中使用不同的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的 一實施例，該步驟506根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第一參數(shù)aLOS或者 第二參數(shù)aNLOS，其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對應(yīng)非直達路徑。之 后將所選擇的參數(shù)輸入進行乘法運算。將乘法器的輸出與多個測量時延進行加 法運算，得到經(jīng)濾波處理后的測量時間。在較佳的情況中，該步驟506還基 于乘法運算和加法運算提供一延時。該步驟中對多個測量時延進行濾波可采用 由乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。如果增 加一選擇器，該對多個測量時延進行濾波釆用選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。508.基于濾波后的測量時間對移動站進行定位。定位的具體步驟和現(xiàn)有技術(shù)中相同，這里就不再詳細描述，本發(fā)明只是區(qū)分了直達路徑和非直達路徑， 提高了測量時間的精度。本發(fā)明還提供一定位系統(tǒng)，可以實現(xiàn)上述的定位方法500。該定位系統(tǒng) 包括數(shù)個濾波單元，接收來自基站和移動站的多個測量時延，以及來自移動站 的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該可檢測徑是否是直達路徑的 報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i進行判決；濾波單元輸出濾 波后的測量時間。該數(shù)個濾波單元中的每一個包括選擇器，根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第一參數(shù)aLOS或者第二 參數(shù)aNLOS,其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對應(yīng)非直達路徑； 乘法器，連接到選擇器的輸出；加法器， 一個輸入端連接乘法器的輸出，加法器的另一個輸入端接 收多個測量時延，加法器的輸出端輸出經(jīng)濾波處理后的測量時間； 延時模塊，連接乘法器的輸出和加法器的輸出。 上述的選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限 沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)。如果不使用選擇器，那么上述的乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成一 階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明。 本發(fā)明的定位系統(tǒng)中還包括位置估計單元，連接到數(shù)個濾波單元，基于濾 波后的測量時間對移動站進行定位。位置估計單元的定位步驟和現(xiàn)有技術(shù)中相 同，這里就不再詳細描述，本發(fā)明只是區(qū)分了直達路徑和非直達路徑，提高了 測量時間的精度。一種較佳的實現(xiàn)方式是，濾波單元的數(shù)量與基站的數(shù)量相等。 圖6揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的定位系統(tǒng)600的結(jié)構(gòu)圖，在該實施 例中，定為系統(tǒng)包括多個可調(diào)節(jié)的濾波單元611 ~61N以及與這些濾波單元連 接的位置估計單元62,其中濾波單元的數(shù)目N與基站數(shù)目相等。這些濾波單 元611-61N接收來自基站和移動站的多個測量時延以及來自移動站的直達路徑檢測結(jié)果，經(jīng)濾波處理后轉(zhuǎn)換成濾波后的測量時間輸出給位置估計單元62，位置估計單元62所做的處理是現(xiàn)有的手機位置計算方式。濾波單元611由選擇器6101、加法器6102、乘法器6103和延時模塊 6104組成。二選一的選擇器6101接收直達路徑檢測結(jié)果，根據(jù)該檢測結(jié)果 選擇第 一參數(shù)ai_OS或者第二參數(shù)aNLOS，其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS 對應(yīng)非直達路徑，均由理論計算或者仿真計算得出。選擇器6101的輸出端通 過乘法器6103接入加法器6102的一個輸入端，加法器6102的另一個輸入 端接收多個測量時延，加法器6102的輸出端輸出經(jīng)濾波處理后的測量時間。 另有一延時模塊6104分別連接乘法器6103和加法器6102的輸出端。乘法 器6103和加法器6102的這種連接方式組成一個標(biāo)準(zhǔn)的一階IIR(無限沖擊響 應(yīng))濾波器結(jié)構(gòu)，再加上選擇器，整個系統(tǒng)就成為自適應(yīng)的一階IIR (無限沖 擊響應(yīng))濾波器結(jié)構(gòu)。參考圖7，圖7示出了執(zhí)行本發(fā)明的定位方法的信令流程圖。其中，大部 分的信令流程與現(xiàn)有技術(shù)中的流程相當(dāng)，主要的區(qū)別在于直達路徑判決以及位 置估計過程，該過程在上面已經(jīng)詳細地進行了描述，結(jié)合上面的描述和現(xiàn)有技 術(shù)中的說明，就能實現(xiàn)圖7所描述的定位方法。本發(fā)明利用直達路徑和非直達路徑在信道性質(zhì)上的差別，提供了在無線通 訊系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法及裝置，從而可以簡單判斷手機所處位置與周 圍基站之間是否是直達路徑，為選擇3G方法來定位手機提供判斷信息，并解 決了關(guān)鍵步驟。同時，本發(fā)明還基于上述的判斷技術(shù)提出了一種定位方法，充 分考慮了路徑是否直達的因素，能有效地提高定位的精確度。上述實施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟悉本 領(lǐng)域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修 改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利 要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1. 一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法，包括移動站接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號轉(zhuǎn)化為基帶信號形式；計算實際路徑損失LPi，其中實際路徑損失LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)；計算期望路徑損失LP′i，其中期望路徑損失LP′i與可檢測徑傳播延時ti相關(guān)；根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP′i，對應(yīng)每個基站判決第一條可檢測徑是否為直達路徑。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算實際路徑損失LPi 包括測量各公共信道第 一條可檢測徑的接收功率為RSSi; 根據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率TSSi，計算實際路徑損失LPi = TSSi -RSSi。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算期望路徑損失LP'i 包括測量各基站信號的第一條可檢測徑傳播延時ti;根據(jù)測量的傳播延時，計算各基站預(yù)期傳播距離di = tixc,其中c為光速；計算預(yù)期路徑損失LP'i = k x ig(di)，其中k為路徑損失固定常數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)實際路徑損失LPi 和期望路徑損失LP'i判決是否為直達路徑包括設(shè)定一檢測門限T，所述檢測門限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間 的差異相關(guān)；如果|LPi-LP'i|<T ,則該基站對應(yīng)第一條可檢測徑為直達徑；否貝'J, 則該基站對應(yīng)第 一條可檢測徑為非直達徑。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，還包括 移動站向基站報告該移動站與該基站之間的第一條可檢測徑是否為非直達徑。
6. —種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的系統(tǒng)，包括 至少一個基站；與所述至少一個基站進行通信的移動站； 所述移動站包括接收裝置，接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號 轉(zhuǎn)化為基帶信號形式；實際路徑損失計算裝置，計算實際路徑損失LPi,其中實際路徑損失 LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)；期望路徑損失計算裝置，計算期望路徑損失LPi，其中期望路徑損失 LP'i與可檢測徑傳播延時ti相關(guān)；路徑判決裝置，根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i,對應(yīng)每 個基站判決第 一條可檢測徑是否為直達路徑。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述實際路徑損失計算裝 置包括接收功率測量裝置，測量各公共信道第一條可檢測徑的接收功率為RSSi; 實際路徑損失計算裝置根據(jù)系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率TSSi，計算實際路徑 損失LPi-TSSi-RSSi。
8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述期望路徑損失計算裝置 包括傳播延時測量裝置，測量各基站信號的第一條可檢測徑傳播延時ti;預(yù)期傳播距離計算裝置，根據(jù)測量的傳播延時，計算各基站預(yù)期傳播距離di = ti x c,其中c為光速；期望路徑損失計算裝置計算預(yù)期路徑損失LP'i = k x ig(di)，其中k為路徑損失固定常數(shù)。
9. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑判決裝置包括 檢測門限設(shè)定裝置，設(shè)定一檢測門限T,所述檢測門限T與預(yù)期傳播路徑和實際傳播路徑之間的差異相關(guān)；路徑判決裝置在I LPi - LP'i I < T時判該決基站對應(yīng)第一條可檢測徑為 直達徑；否則，判決該基站對應(yīng)第一條可檢測徑為非直達徑。
10. 如權(quán)利要求6-9中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述移動站還向基站報告該移動站與該基站之間的第 一條可檢測徑是否為非直達徑。
11. 一種無線通信系統(tǒng)中的定位方法，包括 接收來自基站和移動站的多個測量時延；接收來自移動站的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該可檢測 徑是否是直達路徑的報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i進行判 決；對所述多個測量時延進行濾波，輸出濾波后的測量時間，其中，可;f全測徑 為直達路徑或者非直達路徑將在濾波過程中使用不同的參數(shù)； 基于所述濾波后的測量時間對移動站進行定位。
12. 如權(quán)利要求11所述的定位方法，其特征在于，所述對多個測量時延 進4亍濾波包4舌根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第一參數(shù)aLOS或者第二參數(shù)aNLOS， 其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對應(yīng)非直達路徑；將所選擇的參數(shù)輸入進行乘法運算；將乘法器的輸出與所述多個測量時延進行加法運算，得到經(jīng)濾波處理后的 測量時間；基于乘法運算和加法運算提供一延時。
13. 如權(quán)利要求12所述的定位方法，其特征在于，所述對多個測量時延進行濾波釆用由乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成一階 無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)；
14. 如權(quán)利要求12所述的定位方法，其特征在于， 所述對多個測量時延進行濾波采用選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
15. —種無線通信系統(tǒng)中的定位系統(tǒng)，包括數(shù)個濾波單元，接收來自基站和移動站的多個測量時延，以及來自移動站 的關(guān)于該可檢測徑是否是直達路徑的報告，其中該可檢測徑是否是直達路徑的 報告是根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP'i進行判決；所述濾波單元輸 出濾波后的測量時間；位置估計單元，連接到所述數(shù)個濾波單元，基于所述濾波后的測量時間對 移動站進4于定位；
16.如權(quán)利要求15所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)個濾波單元中 的每一個包括選擇器，根據(jù)是否是直達路徑的報告選擇第一參數(shù)aLOS或者第二參數(shù) aNLOS,其中aLOS對應(yīng)直達路徑，aNLOS對應(yīng)非直達路徑； 乘法器，連接到選擇器的輸出；加法器， 一個輸入端連接乘法器的輸出，加法器的另一個輸入端接收所述 多個測量時延，加法器的輸出端輸出經(jīng)濾波處理后的測量時間；延時模塊，連接乘法器的輸出和加法器的輸出。
17. 如權(quán)利要求16所述的定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)； 所述選擇器、乘法器、加法器和延時模塊構(gòu)成自適應(yīng)的一階無限沖擊響應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求15所述的定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述濾波單元的數(shù)量與基站的數(shù)量相等。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種在無線通信系統(tǒng)中判斷非直達路徑的方法，包括移動站接收空中的無線信號，并且進行射頻信號處理，將信號轉(zhuǎn)化為基帶信號形式；計算實際路徑損失LPi，其中實際路徑損失LPi與系統(tǒng)公共信道發(fā)射功率和可檢測徑的接收功率相關(guān)；計算期望路徑損失LP′i，其中期望路徑損失LP′i與可檢測徑傳播延時ti相關(guān)；根據(jù)實際路徑損失LPi和期望路徑損失LP′i，對應(yīng)每個基站判決第一條可檢測徑是否為直達路徑。本發(fā)明還揭示了一種無線通信系統(tǒng)中的定位系統(tǒng)。本發(fā)明可以判斷手機所處位置與周圍基站之間是否是直達路徑，并基于上述的判斷提出了一種定位方法，充分考慮了路徑是否直達的因素，能有效地提高定位的精確度。
文檔編號H04J13/02GK101282563SQ20071003899
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者濤 吳, 林敬東 申請人:展訊通信(上海)有限公司