專(zhuān)利名稱(chēng)：Cdma移動(dòng)目標(biāo)的手持式探測(cè)設(shè)備及探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線探測(cè)及定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前CDMA無(wú)線蜂窩通信系統(tǒng)中的定位技術(shù)主要有兩種體制。一種是基于移動(dòng)臺(tái)的定位技術(shù)也稱(chēng)為基于下行鏈路的定位技術(shù)；一種是基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)也稱(chēng)為基于上行鏈路的定位技術(shù)?；谝苿?dòng)臺(tái)的定位技術(shù)要求移動(dòng)臺(tái)參與定位參數(shù)的測(cè)量以及測(cè)量值的求解計(jì)算，因此需要對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)臺(tái)的軟硬件進(jìn)行修改和升級(jí)?；诜涓C網(wǎng)絡(luò)的或移動(dòng)臺(tái)的定位技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)有較大的改動(dòng)，導(dǎo)致成本增加。同時(shí)這兩種體制依賴(lài)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)終端，缺乏靈活性。特別是當(dāng)手機(jī)終端關(guān)閉定位功能，或不發(fā)送定位請(qǐng)求時(shí)，不能獲取定位參數(shù)，延誤對(duì)目標(biāo)的探測(cè)，實(shí)時(shí)性不夠。
與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)，中國(guó)專(zhuān)利CN1710987A公開(kāi)了一種獨(dú)立于蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和手機(jī)的車(chē)載多基站定位系統(tǒng)。車(chē)載定位系統(tǒng)使用車(chē)載定位基站，對(duì)蜂窩網(wǎng)移動(dòng)終端進(jìn)行搜索、定位和跟蹤。在實(shí)際使用中，由于需要布置定位基站，使得定位基站布置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)降低其實(shí)用效果；特別是使用TDOA定位方法需要布置定位基站過(guò)多，需要投入較大的資金，同時(shí)還要投入大量的人力和物力；定位精度受到定位基站的幾何布局，定位基站地理位置，定位基站間的非水平面等因素的影響，使得定位精度較低。而且受環(huán)境影響大，靈活性受到限制，在山區(qū)和建筑物密集的地方或者車(chē)輛無(wú)法通行的地方無(wú)法布置基站。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于CDMA移動(dòng)目標(biāo)的手持式探測(cè)設(shè)備，提供了一種相對(duì)獨(dú)立于蜂窩網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)本身，不需要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)，具有高度的靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)以及相對(duì)定位的方法。
該方法具體包括以下步驟，探測(cè)設(shè)備測(cè)向天線捕獲CDMA移動(dòng)目標(biāo)服務(wù)基站的前向公共信道(導(dǎo)頻信道，同步信道，尋呼信道)的信號(hào)；通信模塊對(duì)前向公共信道譯碼，獲取同步信道，尋呼信道的消息體結(jié)構(gòu)，構(gòu)造長(zhǎng)碼掩碼，通過(guò)長(zhǎng)碼掩碼作用于通信模塊中的長(zhǎng)碼發(fā)生器生成長(zhǎng)碼(即目標(biāo)參考信號(hào))；啞呼模塊對(duì)待定位目標(biāo)終端進(jìn)行啞呼；測(cè)向天線捕獲反向接入信號(hào)，通信模塊通過(guò)目標(biāo)參考信號(hào)對(duì)反向接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取反向接入信道消息體中的移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)MSID，查找控制處理單元存儲(chǔ)的MSID和手機(jī)號(hào)碼的對(duì)應(yīng)表，確定移動(dòng)目標(biāo)的身份；如果不是待定位終端目標(biāo)，再次啞呼，直到監(jiān)測(cè)到待定位終端，控制處理單元完成定位參數(shù)的估計(jì)，由位置計(jì)算模塊進(jìn)行位置解算，完成對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行相對(duì)定位跟蹤，確定位置區(qū)域。
可根據(jù)接收的信號(hào)強(qiáng)度多次調(diào)整測(cè)向天線方向，以及根據(jù)接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間延遲調(diào)整手持探測(cè)設(shè)備與目標(biāo)的距離，確定待測(cè)目標(biāo)的最佳位置，提高目標(biāo)位置的探測(cè)精度。還可利用多個(gè)手持發(fā)備聯(lián)合組網(wǎng)，通過(guò)控制中心指揮調(diào)度手持設(shè)備，改變手持設(shè)備的位置和調(diào)整測(cè)向天線，使其逼近目標(biāo)，進(jìn)一步縮小目標(biāo)的位置區(qū)域，通過(guò)多次逼近，最終獲取更加精確的定位結(jié)果。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于CDMA移動(dòng)目標(biāo)的手持式探測(cè)設(shè)備，包括測(cè)向天線，通信模塊，啞呼模塊，控制處理單元，位置計(jì)算模塊以及鍵盤(pán)顯示。測(cè)向天線主要完成信號(hào)的收發(fā)，同時(shí)通過(guò)測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度，進(jìn)行測(cè)向天線的方位調(diào)整，確定移動(dòng)目標(biāo)的方向；通信模塊完成對(duì)前向信道的信號(hào)進(jìn)行處理，構(gòu)造目標(biāo)參考信號(hào)；同時(shí)也完成對(duì)反向接入信號(hào)的譯碼，檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)。啞呼模塊對(duì)目標(biāo)用戶(hù)進(jìn)行啞呼，在保證目標(biāo)用戶(hù)不振鈴，毫無(wú)覺(jué)察的情況下，已經(jīng)發(fā)送響應(yīng)信息；控制處理單元一方面判斷檢測(cè)的信號(hào)是否是目標(biāo)信號(hào)，它根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)啞呼模塊發(fā)出是否再次進(jìn)行啞呼的指令，另一方面在確定目標(biāo)信號(hào)后，完成目標(biāo)信號(hào)的定位參數(shù)的估計(jì)；位置計(jì)算模塊主要對(duì)進(jìn)行獲取的定位參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，估計(jì)用戶(hù)目標(biāo)的區(qū)域。鍵盤(pán)顯示用來(lái)?yè)芴?hào)，顯示位置信息等。
采用本發(fā)明的探測(cè)設(shè)備對(duì)CDMA移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行位置探測(cè)，與現(xiàn)有定位技術(shù)相比，具有以下有益的效果◆全捕捉只要開(kāi)機(jī)，即可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，實(shí)時(shí)性高；◆適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村等各種地形地貌環(huán)境；◆安全保密使用啞呼功能，手機(jī)使用者無(wú)法察覺(jué)；同時(shí)可以隱藏在室內(nèi)等隱蔽環(huán)境，具有較高的保密性。
◆系統(tǒng)靈活機(jī)動(dòng)系統(tǒng)基于手持式，方便攜帶，當(dāng)確定目標(biāo)的大致區(qū)域后，可采用多個(gè)手持設(shè)備進(jìn)行對(duì)目標(biāo)的逐步逼近實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的捕獲。
◆組網(wǎng)方便該發(fā)明所設(shè)計(jì)的手持探測(cè)設(shè)備可和CDMA車(chē)載探測(cè)設(shè)備結(jié)合進(jìn)行組網(wǎng)，由車(chē)載探測(cè)設(shè)備完成對(duì)目標(biāo)的區(qū)域探測(cè)，然后由手持設(shè)備完成逐步捕獲和逼近。


圖1為本手持探測(cè)設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)框2為本手持探測(cè)設(shè)備對(duì)移動(dòng)目標(biāo)捕獲流程3為本手持探測(cè)設(shè)備進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)定位流程4為三個(gè)手持探測(cè)設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)定位圖具體實(shí)施方式
以下針對(duì)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述。
進(jìn)行CDMA移動(dòng)終端目標(biāo)探測(cè)主要是依靠反向信號(hào)，根據(jù)物理信道特性的不同，對(duì)反向信號(hào)的探測(cè)可以分為連續(xù)探測(cè)和非連續(xù)探測(cè)兩種方式。連續(xù)探測(cè)主要是對(duì)移動(dòng)終端發(fā)射的連續(xù)信號(hào)如業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，為了捕獲到該信號(hào)，需要確定相應(yīng)的業(yè)務(wù)信道號(hào)，該業(yè)務(wù)信道號(hào)是在進(jìn)行業(yè)務(wù)鏈接時(shí)進(jìn)行分配的，而對(duì)于獨(dú)立于基站蜂窩網(wǎng)絡(luò)的探測(cè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，進(jìn)行業(yè)務(wù)信道號(hào)的獲取很難；或者使用擴(kuò)頻碼和擾碼進(jìn)行捕獲，但是業(yè)務(wù)信道的擴(kuò)頻碼和擾碼對(duì)于不同的用戶(hù)是不同的，不容易獲取。非連續(xù)探測(cè)主要是對(duì)移動(dòng)終端發(fā)射的非連續(xù)信號(hào)如接入信號(hào)進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于非連續(xù)信道，其發(fā)送的擴(kuò)頻碼和擾碼在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)是相同的。因此，一般情況下，利用反向接入信道的短時(shí)接入信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)的捕獲。具體地對(duì)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)的探測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面1)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)接入信號(hào)特征；2)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)參考信號(hào)的構(gòu)造；
3)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)信號(hào)捕獲；4)移動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)定位跟蹤。
(一)CDMA接入信號(hào)特征CDMA的反向接入信道是經(jīng)過(guò)編碼、交織、擴(kuò)頻，加擾和調(diào)制的信道，移動(dòng)終端使用反向接入信道發(fā)送非業(yè)務(wù)信息，接入信道傳送的信息主要包括■登記信息移動(dòng)臺(tái)通知基站它所處的位置、轉(zhuǎn)臺(tái)以及其他登記所需的參數(shù)；■始呼信息允許移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫(發(fā)送撥號(hào)數(shù)字)；■尋呼響應(yīng)信息對(duì)尋呼發(fā)出響應(yīng)；■鑒權(quán)查詢(xún)響應(yīng)信息用于驗(yàn)證移動(dòng)臺(tái)合法身份；接入信號(hào)的特征是根據(jù)目標(biāo)的發(fā)射信號(hào)消息體中所包含的身份信息來(lái)確定。因此在進(jìn)行非連續(xù)信號(hào)的捕獲時(shí)，只要在探測(cè)設(shè)備中構(gòu)造具有擴(kuò)頻碼特性和擾碼的參考信號(hào)即可。對(duì)于接入信道而言，其發(fā)送的擴(kuò)頻碼和擾碼在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)是相同的，當(dāng)扇區(qū)確定后，該參考信號(hào)是唯一的。由于接入信道所用的擴(kuò)頻碼Walsh碼的階數(shù)和序號(hào)都是固定的，比較容易構(gòu)造，因此關(guān)鍵是構(gòu)造參考信號(hào)長(zhǎng)碼。構(gòu)造好參考信號(hào)，就能夠?qū)Σ东@的接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取驗(yàn)證移動(dòng)臺(tái)身份信息的MSID-移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)，確定移動(dòng)目標(biāo)身份。
(二)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)參考信號(hào)的構(gòu)造長(zhǎng)碼是長(zhǎng)碼掩碼作用于長(zhǎng)碼發(fā)生器產(chǎn)生的。反向接入信道的長(zhǎng)碼掩碼只有公用掩碼一種。其定義如表1
表1反向接入信道長(zhǎng)碼掩碼格式

其中ACN接入信道號(hào)。ACN的獲取是探測(cè)設(shè)備根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)的MSID的后三位，可以通過(guò)哈希算法算出，PCN尋呼信道號(hào)，BASE_ID基站識(shí)別號(hào)，PILOT_PN前向信道的PN碼偏置，PCN，BASE_ID，PILOT_PN的獲取可以通過(guò)捕獲前向公共信道(導(dǎo)頻信道，同步信道，尋呼信道)，從它們的消息體內(nèi)容中獲得。
手持探測(cè)設(shè)備開(kāi)機(jī)捕獲導(dǎo)頻信道，可能捕獲到多個(gè)導(dǎo)頻信道，解調(diào)導(dǎo)頻信息，確定對(duì)應(yīng)扇區(qū)的PN短碼相位信息。接著手持探測(cè)設(shè)備進(jìn)行同步信道的捕獲，基站發(fā)射同步信號(hào)用于傳送同步信息，在服務(wù)區(qū)內(nèi)，各移動(dòng)臺(tái)可利用這種信息進(jìn)行同步捕獲，獲得初始的時(shí)間同步。由于同步信道上使用的導(dǎo)頻PN序列偏置與同一前向信道的導(dǎo)頻信道上使用的相同，一旦手持設(shè)備通過(guò)捕獲導(dǎo)頻信道獲得同步時(shí)，同步信道也就同步上了，這時(shí)就可以對(duì)同步信道進(jìn)行解調(diào)?？梢垣@得長(zhǎng)碼初始狀態(tài)、PN偏置、系統(tǒng)定時(shí)信息和其他一些基本的系統(tǒng)配置參數(shù)。當(dāng)探測(cè)設(shè)備解調(diào)同步信道之后，便可以進(jìn)一步借助于同步信道的信息進(jìn)行長(zhǎng)碼的同步，進(jìn)行尋呼信道的系統(tǒng)參數(shù)消息捕獲，獲取基站的地理位置(BASE-LAT、BASE-LONG)，尋呼信道號(hào)PCN，基站的識(shí)別號(hào)BASE-ID。
確定了BASE-ID，PN偏置，ACN，PCN這些系統(tǒng)參數(shù)之后，接入信道的長(zhǎng)碼掩碼就確定了，通過(guò)長(zhǎng)碼掩碼作用于長(zhǎng)碼發(fā)生器生成長(zhǎng)碼即目標(biāo)參考信號(hào)。
(三)CDMA移動(dòng)通信目標(biāo)信號(hào)捕獲，身份確定。
為了獲取用戶(hù)的身份信息，手持式探測(cè)設(shè)備的啞呼模塊對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行啞呼(目標(biāo)終端不振鈴，但通過(guò)反向接入信道發(fā)送尋呼響應(yīng)信息)，同時(shí)由測(cè)向天線接收響應(yīng)信息的接入信號(hào)，利用生成的目標(biāo)參考信號(hào)對(duì)所接收的接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取用戶(hù)的身份信息移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼MSID，查找手持式探測(cè)設(shè)備處理單元存儲(chǔ)器中的MSID和手機(jī)號(hào)碼對(duì)應(yīng)表，確定是否為待測(cè)目標(biāo)。如果本次啞呼所獲得的信息不是待測(cè)目標(biāo)的身份信息，則啞呼模塊再次進(jìn)行呼叫，直到獲得待測(cè)目標(biāo)的身份信息。
(四)移動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)定位跟蹤確定了目標(biāo)信號(hào)以后，就可以通過(guò)獲取目標(biāo)信號(hào)的定位參數(shù)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行位置估計(jì)。
●當(dāng)手持設(shè)備捕獲到探測(cè)目標(biāo)的反向信號(hào)，之前已經(jīng)捕獲到同步信道，獲得了初始的同步，同時(shí)移動(dòng)目標(biāo)也與基站獲得了初始同步，故可以認(rèn)為手持設(shè)備對(duì)接入信道是同步的，控制處理單元確定接入信號(hào)的到達(dá)時(shí)間延遲，根據(jù)時(shí)間延遲估計(jì)與目標(biāo)的相對(duì)距離，手持設(shè)備不斷地去接近目標(biāo)。
●同時(shí)本手持設(shè)備裝置有測(cè)向天線，多次對(duì)目標(biāo)進(jìn)行啞呼，不斷調(diào)整測(cè)向天線位置測(cè)量到達(dá)的目標(biāo)信號(hào)的多個(gè)強(qiáng)度，通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度差分和到達(dá)角度的查詢(xún)表來(lái)估計(jì)目標(biāo)的方向。
●通過(guò)手持設(shè)備不斷地接近目標(biāo)并調(diào)整測(cè)向天線，估計(jì)移動(dòng)目標(biāo)的距離和目標(biāo)的方向，確定待定位目標(biāo)最佳的位置區(qū)域。
●當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)位置變化足夠慢或靜止時(shí)，為獲取目標(biāo)移動(dòng)終端的更精確的定位值，在上述獲得目標(biāo)的最佳范圍后，進(jìn)一步利用多個(gè)手持設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)，通過(guò)控制中心指揮調(diào)度手持設(shè)備，改變手持設(shè)備的位置和調(diào)整測(cè)向天線，使其逼近目標(biāo)，進(jìn)一步縮小目標(biāo)的位置區(qū)域，通過(guò)多次逼近，最終獲取更加精確的定位結(jié)果。
如圖1所示為本探測(cè)設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)框圖。
手持式探測(cè)設(shè)備主要由測(cè)向天線，通信模塊，啞呼模塊，控制處理單元，位置計(jì)算模塊以及鍵盤(pán)顯示幾部分構(gòu)成。其中測(cè)向天線主要完成信號(hào)的收發(fā)，包括接收前向信號(hào)和反向接入信號(hào)，發(fā)送啞呼目標(biāo)的信號(hào)，同時(shí)通過(guò)測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度，進(jìn)行測(cè)向天線的方位調(diào)整，確定移動(dòng)目標(biāo)的方向；通信模塊完成對(duì)前向信道的上行信號(hào)進(jìn)行處理，構(gòu)造目標(biāo)參考信號(hào)，同時(shí)也完成對(duì)接入信號(hào)的譯碼，檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)；啞呼模塊對(duì)目標(biāo)用戶(hù)進(jìn)行啞呼，在保證目標(biāo)用戶(hù)不振鈴，毫無(wú)覺(jué)察的情況下，向目標(biāo)用戶(hù)發(fā)送響應(yīng)信息；控制處理單元，其中設(shè)置有存儲(chǔ)手機(jī)號(hào)碼和移動(dòng)識(shí)別號(hào)MSID對(duì)應(yīng)關(guān)系列表的數(shù)據(jù)庫(kù)，利用通信模塊生成的目標(biāo)參考信號(hào)對(duì)所接收的接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取用戶(hù)的身份信息移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼MSID，查找存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的MSID和手機(jī)號(hào)碼對(duì)應(yīng)表，判斷檢測(cè)的信號(hào)是否是目標(biāo)信號(hào)，確定探測(cè)目標(biāo)是否為待測(cè)目標(biāo)，并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。另一方面它根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)啞呼模塊發(fā)出是否進(jìn)行再次進(jìn)行啞呼的指令；位置信息計(jì)算模塊根據(jù)獲取的定位參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，估計(jì)用戶(hù)目標(biāo)的區(qū)域。鍵盤(pán)顯示用來(lái)?yè)芴?hào)，顯示位置信息等。
如圖2所示為本發(fā)明對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行捕獲的流程圖。
其中BS(base station)為移動(dòng)終端(MS)提供服務(wù)的基站，MS(mobile station)移動(dòng)終端，PE(palm equipment)手持式設(shè)備。
①手持探測(cè)設(shè)備PE通過(guò)測(cè)向天線捕獲導(dǎo)頻信道，控制處理單元通過(guò)對(duì)捕獲的導(dǎo)頻信道的解調(diào)，獲得基站BS的PN短碼的相位信息；②PE中測(cè)向天線捕獲同步信道，通信模塊對(duì)同步信道進(jìn)行解調(diào)，獲得PN偏置、長(zhǎng)碼狀態(tài)、系統(tǒng)定時(shí)和其他一些基本的系統(tǒng)配置參數(shù)，同時(shí)也完成了接入同步；③測(cè)向天線進(jìn)一步捕獲尋呼信道，獲取基站識(shí)別號(hào)BASE-ID，尋呼信道號(hào)等參數(shù)；④PE中啞呼模塊對(duì)待定位終端MS進(jìn)行啞呼；⑤目標(biāo)終端發(fā)起響應(yīng)信息，PE測(cè)向天線捕獲反向接入信道，控制處理單元通過(guò)通信模塊構(gòu)造的參考信號(hào)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否是需檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)；⑥如果所捕獲的不是待定位目標(biāo)的信號(hào)，重復(fù)④，⑤步驟，直到捕獲待定位目標(biāo)信號(hào)；⑦捕獲反向接入信號(hào)，估計(jì)到達(dá)的目標(biāo)信號(hào)時(shí)間延遲和信號(hào)強(qiáng)度定位參數(shù)，位置信息計(jì)算模塊通過(guò)定位計(jì)算確定目標(biāo)所在的范圍。
如圖3所示為本發(fā)明手持探測(cè)設(shè)備進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)定位的流程圖。
探測(cè)設(shè)備通過(guò)測(cè)向天線接收移動(dòng)目標(biāo)服務(wù)基站發(fā)來(lái)的前向信號(hào)，首先通信模塊進(jìn)行射頻(RF)信號(hào)處理，再進(jìn)行中頻(IF)處理，然后通過(guò)A/D變換，數(shù)字下變頻(DDC)。再進(jìn)行基帶處理(BB)對(duì)捕獲扇區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)信息進(jìn)行譯碼，確定目標(biāo)所在扇區(qū)的PN偏置；利用該P(yáng)N偏置進(jìn)行同步信道的捕獲，同時(shí)進(jìn)行同步信道消息的解碼，獲取PILOT-PN-導(dǎo)頻PN序列偏移、LC-STATE-長(zhǎng)碼狀態(tài)、SYS-TIME-系統(tǒng)時(shí)間等系統(tǒng)參數(shù)；借助于同步信道的信息構(gòu)造尋呼信道的長(zhǎng)碼和短碼，進(jìn)行尋呼信道的系統(tǒng)參數(shù)消息捕獲，獲取基站的地理位置(BASE-LAT、BASE-LONG)和基站的識(shí)別號(hào)(BASE-ID)；利用獲取的PN偏置，BASE-ID，ACN，PCN構(gòu)造接入信道的長(zhǎng)碼掩碼，作用于通信模塊中的長(zhǎng)碼發(fā)生器，根據(jù)長(zhǎng)碼的生成多項(xiàng)式生成長(zhǎng)碼，該長(zhǎng)碼即為所構(gòu)造的用于接入信道目標(biāo)信號(hào)捕獲的參考信息。
同時(shí)探測(cè)設(shè)備的啞呼模塊對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行啞呼，通過(guò)測(cè)向天線接收反向接入信號(hào)，通過(guò)通信模塊對(duì)反向接入信號(hào)進(jìn)行RF處理，IF處理，A/D變換，DDC處理，根據(jù)構(gòu)造的參考信號(hào)進(jìn)行BB處理后，獲取反向接入信道消息體中的移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)MSID，由控制處理單元查找存儲(chǔ)的MSID和手機(jī)號(hào)碼的對(duì)應(yīng)表確認(rèn)是否是所需檢測(cè)的對(duì)象，否則，控制處理單元指示啞呼模塊再次啞呼，重新進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)，直到確定所要探測(cè)的移動(dòng)用戶(hù)。啞呼模塊重復(fù)對(duì)探測(cè)目標(biāo)再次進(jìn)行啞呼，由控制處理單元完成定位參數(shù)如信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)到達(dá)時(shí)間延遲等定位參數(shù)的估計(jì)。
探測(cè)設(shè)備根據(jù)信號(hào)到達(dá)時(shí)間延遲與目標(biāo)的相對(duì)距離不斷的接近目標(biāo)，根據(jù)獲取的接收信號(hào)到達(dá)強(qiáng)度調(diào)整測(cè)向天線方向，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間延遲確定待測(cè)目標(biāo)的最佳位置范圍，可通過(guò)多次調(diào)整測(cè)向天線方向，提高目標(biāo)位置的探測(cè)精度。
手持式探測(cè)設(shè)備首先捕獲同步信道，獲得了初始同步，同時(shí)移動(dòng)目標(biāo)也與基站獲得了初始同步，此時(shí)手持設(shè)備對(duì)接入信道是同步的，當(dāng)手持探測(cè)設(shè)備捕獲到探測(cè)目標(biāo)的反向信號(hào)，由控制處理單元，確定接入信道的時(shí)間延遲，根據(jù)時(shí)間延遲估計(jì)與目標(biāo)的相對(duì)距離，手持設(shè)備不斷地去接近目標(biāo)；同時(shí)通過(guò)啞呼模塊，多次對(duì)目標(biāo)進(jìn)行啞呼，不斷調(diào)整測(cè)向天線位置，測(cè)量到達(dá)探測(cè)設(shè)備的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度；通過(guò)查詢(xún)控制處理單元存儲(chǔ)的信號(hào)強(qiáng)度差分和到達(dá)角度的查詢(xún)表，估計(jì)目標(biāo)的方向；通過(guò)不斷接近待測(cè)目標(biāo)和調(diào)整測(cè)向天線的方向，確定目標(biāo)最佳的位置區(qū)域。
可通過(guò)多個(gè)手持探測(cè)設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行更精確的定位，圖4所示為采用三個(gè)手持探測(cè)設(shè)備聯(lián)合定位組網(wǎng)示意圖。其中，PE1，PE2，PE3分別為手持式探測(cè)設(shè)備1，手持式探測(cè)設(shè)備2，手持式探測(cè)設(shè)備3。
利用多個(gè)手持探測(cè)設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)，通過(guò)控制中心指揮調(diào)度手持探測(cè)設(shè)備，改變手持設(shè)備的位置和調(diào)整測(cè)向天線，使其逼近目標(biāo)，進(jìn)一步縮小目標(biāo)的位置區(qū)域，通過(guò)多次逼近，最終獲取更加精確的定位結(jié)果。例如，采用三個(gè)手持探測(cè)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合，三個(gè)手持探測(cè)設(shè)備估計(jì)區(qū)域的交集就是目標(biāo)的位置區(qū)域。首先，固定其中兩個(gè)探測(cè)設(shè)備位置，通過(guò)第三個(gè)探測(cè)設(shè)備再次測(cè)量到達(dá)時(shí)間延遲和信號(hào)強(qiáng)度，控制中心指揮調(diào)度不斷改變第三個(gè)手持設(shè)備的位置和測(cè)向天線，使其逼近目標(biāo)，通過(guò)多次調(diào)整和逼近，逐步縮小目標(biāo)的位置范圍，最終獲取目標(biāo)精確的定位結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種CDMA移動(dòng)目標(biāo)手持式探測(cè)設(shè)備，該設(shè)備包括測(cè)向天線，通信模塊，啞呼模塊，控制處理單元，位置計(jì)算模塊，鍵盤(pán)顯示。其特征在于，測(cè)向天線捕獲服務(wù)基站的前向公共信道信號(hào)，接收目標(biāo)終端發(fā)回的響應(yīng)信息，捕獲反向接入信號(hào)，并測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度；啞呼模塊對(duì)待定位目標(biāo)終端進(jìn)行啞呼；通信模塊根據(jù)前向公共信道信號(hào)構(gòu)造目標(biāo)參考信號(hào)，通過(guò)目標(biāo)參考信號(hào)對(duì)反向接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，確定移動(dòng)目標(biāo)的身份；控制處理單元判斷檢測(cè)的信號(hào)是否是待測(cè)目標(biāo)信號(hào)，在確定目標(biāo)信號(hào)后，完成定位參數(shù)的估計(jì)；位置信息計(jì)算模塊根據(jù)定位參數(shù)計(jì)算待測(cè)目標(biāo)終端位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)設(shè)備，其特征在于，通信模塊中包括長(zhǎng)碼發(fā)生器，由長(zhǎng)碼掩碼作用于長(zhǎng)碼發(fā)生器生成目標(biāo)參考信號(hào)。
3.一種用于CDMA移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)方法，其特征在于，測(cè)向天線捕獲服務(wù)基站的前向公共信道信號(hào)；通信模塊對(duì)前向公共信道譯碼，獲取長(zhǎng)碼掩碼，長(zhǎng)碼掩碼作用于長(zhǎng)碼發(fā)生器生成目標(biāo)參考信號(hào)；啞呼模塊對(duì)待定位目標(biāo)終端進(jìn)行啞呼；測(cè)向天線捕獲反向接入信號(hào)，通信模塊通過(guò)目標(biāo)參考信號(hào)對(duì)反向接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)；控制處理單元根據(jù)用戶(hù)識(shí)別號(hào)確定待測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的身份，完成定位參數(shù)的估計(jì)；位置信息計(jì)算模塊根據(jù)定位參數(shù)計(jì)算待測(cè)目標(biāo)終端位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測(cè)方法，其特征在于，通信模塊對(duì)前向公共信道中同步信道和尋呼信道的消息體進(jìn)行譯碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測(cè)方法，其特征在于，所述同步信號(hào)的消息體具體包括導(dǎo)頻PN序列偏移、長(zhǎng)碼狀態(tài)、系統(tǒng)時(shí)間；尋呼信道的消息體具體包括基站的地理位置，尋呼信道號(hào)，基站的識(shí)別號(hào)；長(zhǎng)碼掩碼包括PN偏置、基站識(shí)別號(hào)、接入信道號(hào)、尋呼信道號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5其中之一所述的探測(cè)方法，其特征在于，測(cè)向天線捕獲信號(hào)過(guò)程中，可多次調(diào)整測(cè)向天線方向，比較天線調(diào)整前后接收的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間延遲不斷逼近目標(biāo)，確定待測(cè)目標(biāo)的最佳位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-5其中之一所述的探測(cè)方法，其特征在于，利用多個(gè)手持探測(cè)設(shè)備聯(lián)合組網(wǎng)，通過(guò)控制中心指揮調(diào)度手持探測(cè)設(shè)備，獲取待測(cè)目標(biāo)的精確定位結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種CDMA移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)設(shè)備及探測(cè)方法，涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案為測(cè)向天線捕獲CDMA移動(dòng)目標(biāo)服務(wù)基站的前向公共信道信號(hào)；通信模塊根據(jù)前向公共信道的消息體內(nèi)容構(gòu)造目標(biāo)參考信號(hào)；啞呼模塊對(duì)待定位目標(biāo)終端進(jìn)行啞呼；測(cè)向天線捕獲反向接入信號(hào)；通信模塊根據(jù)構(gòu)造的參考信號(hào)對(duì)接入信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲取反向接入信道消息體中的移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)；控制處理單元確定待測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的身份，進(jìn)行定位參數(shù)的估計(jì)；位置計(jì)算模塊對(duì)目標(biāo)的位置進(jìn)行解算，進(jìn)而完成對(duì)待測(cè)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行的相對(duì)定位跟蹤。本發(fā)明靈活方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有效性高，組網(wǎng)方便，可適用于山區(qū)和建筑物密集地方的定位。
文檔編號(hào)H04W64/00GK101072440SQ20071007863
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者田增山, 周非, 徐海燕 申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)