局部定位系统的制作方法

专利名称：局部定位系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及确定移动台的位置；具体涉及利用到达时差(TDOA)方法查找移动台。
全球定位系统(GPS)通常提供精确的测量位置给接收机。GPS接收机从卫星接收信号，根据该卫星的已知位置，通过完成TDOA计算确定它的位置。接收机一般附属在车辆或船只上，完成其单一的目的。GPS的昂贵费用往往限制它的购买者为豪华轿车，飞机，和轮船的拥有者。
数字蜂窝式/PCS电话已成为一个非常方便和廉价的方法，不管人们在什么地方，用于该人与其他人或通信系统的通信。在紧急情况下人们可以拨打9-1-1电话。然而，在不利用卫星和GPS的情况下，当前的无线通信系统不能确定主叫方的位置。
当前的无线通信系统利用多址技术组合来自不同源的信号，允许多个用户分享公用媒体而没有互相之间的干扰。一种基本类型的多址技术是码分多址(CDMA)。在CDMA中，每个基站发射一个导频信道信号，它基本上是一个未调制的伪随机噪声(PN)序列。PN序列包括一连串PN码片(chip)，每个PN码片对应于约800.4ft的距离。每个基站采用不同的计时偏置发射导频信道信号，使移动台能够区分从哪个基站发射的导频信道信号。
移动台与服务的基站在时间上是同步的，即，是与移动台通信的那个基站是同步的。移动台搜索称之为导频信道信号搜索窗的时间间隔。安排每个基站发射它的导频信道信号，使移动台可以期望在每个搜索窗内开始接收不超过一个导频信道信号。当移动台检测导频信道信号时，若导频信道信号到达该移动台，它就测量该导频信道信号的强度和记录该导频信道信号的相位，用PN码片表示。若导频信道信号的强度超过预定的阈值，则发射该导频信道信号的基站对于移动台而言是“可见”的。移动台通过反向链路发射测量和记录到服务的基站或某个其他的预定位置。
确定移动台地理位置的常规方法通常至少需要3个“可见”基站与该移动台之间的距离表示。基站与移动台之间的距离等于信号从基站传播到移动台的时间Δti乘以该信号的波速ν。若Δt1ν是从该移动台(已知其地理坐标为(x0，y0))到第一基站(已知其地理坐标为(x1，y1))的距离，Δt2ν是从该移动台到第二基站(已知其地理坐标为(x2，y2))的距离，和Δt3ν是从该移动台到第三基站(已知其地理坐标为(x3，y3))的距离，则根据毕达哥拉斯(Pythagoras)定理，导出用到达时间(TOA)方法确定该移动台(x0，y0)位置的以下公式Δt1v=(x1-x0)2+(y1-y0)2,---(1)]]>Δt2v=(x2-x0)2+(y2-y0)2---(2)]]>Δt3v=(x3-x0)2+(y3-y0)2---(3)]]>然而，在CDMA中，时间Δti是未知的，因为移动台没有测量Δti的绝对时间参考标准。
TDOA方法把公式数目从3个减少到2个。(公式(3)减公式(1)和公式(2)减公式(1))。若没有以下描述的系统测量误差或多路径效应，则TDOA方法给出精确位置的确定方法。遗憾的是，系统测量误差和多路径效应一般总是存在的，因此造成与确定真实位置的偏差。所以，不能利用以上公式直接地精确确定移动台M的地理位置。
本发明处理这些问题是通过给出一个局部定位系统(LPS)，该系统设计成利用码分多址(CDMA)正向链路或时分多址(TDMA)反向链路中的无线电传播参量估算移动台的位置。
把两组称之为代价函数的公式减至最小，LPS利用三角形测量方法确定移动台的位置。第一组代价函数代表从“可见”基站到移动台的距离误差，第二组代价函数代表移动台位置估算中的位置误差。两组代价函数包含这样的变量，它是该组内多个代价函数的公共变量。估算每个公式内未知变量的值使代价函数变成最小，从而使该组中距离误差或位置误差尽可能接近于零。
当移动台与基站之间的距离是未知时，为了确定移动台的地理坐标，LPS首先估算从移动台到基站的距离以减轻系统测量误差和多路径效应。在估算该距离之后，LPS根据估算的距离估算移动台(x0，y0)的地理坐标。
在一个优选的实施例中，LPS是计算机中确定移动台地理位置的软件实施方案。LPS接收数据样本，它包含导频信道信号到移动台的到达时间信息，和访问基站信息，它指出与到达时间信息相关的至少3个蜂窝式或PCS基站的位置。然后，把第一组公式或代价函数减至最小，LPS估算从移动台到基站的距离；根据估算的距离，把第二组公式或代价函数减至最小，LPS估算移动台的地理位置。
本发明的LPS有这样的优点，利用现有的设备给出类似GPS定位的能力。该LPS不需要附加的信号检测能力，只需要稍微改动现有的无线电话系统。除了标准的CDMA/TDMA系统以外，不需要附加的硬件，从而使LPS有高的成本效益。LPS还解决了无线CDMA/TDMA系统的9-1-1移动台位置问题。所以，LPS能够根据数字电话机确定受困惑人的位置。
参照以下附图详细地描述本发明，其中相同的数字代表相同的元件

图1举例说明位于三角形内部的移动台，该三角形是由三个不同基站构成的；图2举例说明位于三角形外部的移动台，该三角形是由三个不同基站构成的；图3a是按照本发明一个优选实施例的LPS实施方案示意图；图3b是按照本发明另一个优选实施例的LPS实施方案示意图；图4举例说明一个LPS优选实施例的流程图；和图5是一个说明LPS性能分析的曲线图例子。
此处所描述的诸实施例是用在CDMA正向链路三角形测量方法(FLT)的系统中。应当明白，在与诸基站同步之后，该实施例也可用在TDMA反向链路三角形测量方法(RLT)的系统中。
LPS确定移动台的地理坐标是通过，接收代表有关该移动台信息的数据样本，访问有关至少3个基站的基站信息，和估算该移动台的位置。根据数据样本和基站信息，LPS确定移动台的位置是通过，把第一组公式或代价函数减至最小，估算该移动台与基站之间的距离，然后把第二组公式或代价函数减至最小，估算该移动台的地理坐标。
LPS的基础是TDOA，它利用测得的导频信道信号相移或码片偏置信息，该信号是从对移动台是“可见”的特定基站发射的。TDOA三角形测量方法要求至少来自3个“可见”基站的时间或传播延迟测量。若移动台“可见”的基站少于3个，则LPS将等待3个“可见”基站的移动台报告，或调整信号强度阈值，使该移动台识别来自其他基站更多的导频信道信号。该移动台频繁地测量导频信道信号的相位，就可以积累对位置的估算，随着时间的推移使位置的估算更加精确。
图1展示代表移动台M的一个点，该点位于代表“可见”基站的点b1，b2和b3三角形的内部，该点离移动台M的距离分别为d1，d2和d3。测得诸基站之间的距离为基站b1与b2之间的长度b1b2；基站b1与b3之间的长度b1b3；和基站b2与b3之间的长度b2b3。夹角α12，α13和α23分别是由弧线b1Mb2，b1Mb3和b2Mb3形成的。在图1中，夹角α23等于360°减去夹角α12和α13。除了移动台M位于三角形b1b2b3的外部和夹角α23等于夹角α12与α13之和以外，图2类似于图1。
图3a是举例说明LPS的实施方案图。LPS包括计算机10和构件20，且可以放在一个基站中。构件20包括计算机可读介质和可执行程序，用于寻找移动台M的位置。
图3b是举例说明另一个LPS的实施方案图。LPS1包括计算机10，用于接收传送可执行程序的信号30以寻找移动台M的位置。发射的信号30是有载波或没有载波的数字格式。
图4举例说明一个优选实施例中LPS寻找移动台M位置的流程图，。在步骤S10，LPS1读出来自移动台M的数据样本(例如，扇区编号，导频信道信号的导频相位和强度)。在步骤S20，LPS1读出小区现场表，它包含一些信息，诸如，基站ID，基站的扇区编号，和基站的地理位置，例如，测出的纬度和经度。在步骤30，把数据样本的扇区编号与小区现场表中的编号进行匹配，确定该导频信道信号来自何处。若导频信道信号至少来自3个基站，则构成如图1或图2所示的三角形b1b2b3，可以确定移动台M与基站b1，b2和b3之间的距离和移动台M的地理位置。
在步骤S40，估算移动台M与可见基站b1，b2和b3之间的距离。计算机10计算距离d1，使一组代价函数的距离误差减至最小，并根据估算的距离d1确定距离d2和d3。以下描述距离d1的估算和根据距离d1确定距离d2和d3。
在步骤S50，LPS利用TDOA确定移动台M的地理坐标。LPS1计算移动台M的本地坐标，即，(x0，y0)与服务的基站b1之间关系，并根据基站b1，b2和b3已知的纬度和经度，把本地坐标(x0，y0)转换成全球的纬度和经度。若存在相继的导频信道信号相位的测量和记录，则可以重新计算移动台M的地理位置，并取平均值以获得更精确的分析。
步骤S40-估算移动台与基站之间的距离TODA方法中两个最严重的系统测量误差是导频信道信号相位测量中的舍入误差和诸基站之间的同步误差。对于导频信道信号相位测量，若一个码片对应于800.4ft，则舍入误差(在最坏情况下为半个码片)在位置偏差中的贡献为400.2ft。若舍入误差满足均匀分布，则它可以用随机变量T1表示。
理想上，每个基站与其他基站在时间上同步。每个基站也可以利用GPS时钟在时间上同步。然而，基站中的实际时钟往往在标称值附近漂移。漂移误差可以用满足另一种均匀分布的随机变量T2表示。可以把两个误差源的影响相加得到系统测量误差T，它等于随机变量T1与T2之和。所以，测出的导频信道信号相位pi等于真实的导频信道信号相位加上系统测量误差T。
若所进行的测量是属于视线(LOS)信号的测量，则TDOA方法工作得最好，因为直线是两点之间最短的距离。遗憾的是，移动台M不可能总是从基站b1，b2和b3接收到LOS信号。从任何一个基站b1，b2和b3发射的单个信号在到达移动台M之前，该信号可能从不同的物体上反射，例如，建筑物，树木和车辆；所以，沿着一条比该信号是LOS信号长的路径传播。这个多路径效应造成信号延迟到达，给TDOA估算带来不利的影响。
由于不能保证移动台M从可见基站b1，b2和b3获得视线(LOS)信号，当利用TDOA确定移动台M与基站b1，b2和b3之间的距离时，必须考虑到多路径信号造成到达时间的延迟。然而，延迟量是不同的，取决于移动台M与基站b1，b2和b3之间的距离和放置的物体，所以很难用一个模型来描述。因此，单个多路径参量μ代表由多路径效应造成适当比例的时间延迟，并把它当作一个非随机参量而不是随机数，因为必须对所有的导频信道信号估算单个多路径参量μ。多路径参量μ一般小于1；若移动台M从可见基站b1，b2和b3只获得LOS信号，则多路径参量μ等于其最大值1。
应当注意，采用单个多路径参量μ意味着单一的多路径效应。就是说，即使对每个基站b1，b2和b3导频信道信号的多路径效应是不同的，我们假设，多路径效应造成的延迟对于每个导频信道信号都是相同的。代表相同的附加延迟的多路径参量μ可以大大缓和多路径效应的影响。多路径参量μ可以在模型规定的某个范围内变化，这个模型是与典型的环境有关，诸如，农村，城镇，郊区，高速公路，等等。
移动台M并不知道基站bi发射导频信道信号的正确时间(与GSP同步)，也不知道移动台M接收到该导频信道信号的正确时间，以便确定导频信道信号从基站bi传播到移动台M所需的时间。所以，基站bi与移动台M之间的距离d1，d2和d3都是未知的。
然而，诸基站之间是互相同步的，且移动台M与服务的基站b1是同步的。因此，移动台M能够记录从远处基站b2和b3发射的导频信道信号相位的码片偏置与服务的基站b1导频信道信号之间的关系。所以，在从服务的基站b1接收到导频信道信号以后，移动台M可以确定该导频信道信号从远处基站b2和b3传播到移动台M所需的附加时间，因为，相对于服务的基站b1相位，远处基站b2和b3的相位是可以测量的，由于移动台M是与服务的基站b1同步的，这个相位设置为零。移动台M识别导频信道信号相位p2作为基站b1与b2的导频信道信号相位记录之间的相差，识别导频信道信号相位p3作为基站b1与b3的导频信道信号相位记录之间的相差。因此，距离d2等于距离d1加800.4 ft乘导频信道信号的相位p2，即d2＝d1+800.4(p2)ft (4)类似地，距离d3等于距离d1加800.4ft乘导频信道信号的相位p3，即d3＝d1+800.4(p3)ft (5)然而，在可以确定距离d2和d3之前，必须先估算距离d1。
因此，LPS1估算距离d1。为了寻找距离d1的估算值，对于距离d1，多路径参量μ和夹角α和基于公式(4)和(5)替换距离d2和d3，以下的公式(6)-(8)是把距离误差F12，F13，和F23减至最小的代价函数F12＝(b1b2)2-μ2d12-μ2d22+2μ2(d1)(d2)cosα12，(6)F13＝(b1b3)2-μ2d12-μ2d32+2μ2(d1)(d3)cosα13，(7)F23＝(b2b3)2-μ2d22-μ2d32+2μ2(d2)(d3)cosα23(8)必须把距离误差F12，F13和F23的代价函数减至最小以获得最佳结果。
利用熟知的最小化方法，诸如，最陡下降或增量搜索d1的方法，可以完成代价函数F12，F13，和F23的最小化。例如，利用增量搜索方法，通过估算距离d1和多路径参量μ的范围，求解该范围内每个预定增量的公式(6)-(8)，和选取距离d1，多路径参量μ和夹角α12，α13和α23给出距离误差F12，F13和F23最接近于零，就可以使以上代价函数减至最小。在估算距离d1以后，利用公式(4)和(5)可以确定距离d2和d3。
公式(6)-(8)有4个未知数，即，距离d1，多路径参量μ和夹角α12，α13。如上所述，当移动台M在三角形b1b2b3的内部时，夹角α23等于360°减去夹角α12和α13。当移动台M在三角形b1b2b3的外部时，夹角α23等于夹角α12与α13之和。然而，夹角α12和α13是基于估算的距离d1确定的，换句话说，夹角α12和α13是根据距离d1的值确定的。
熟练的专业人员很容易明白，CDMA(和TDMA)系统能够测量发射的导频信道信号从服务的基站b1到移动台M并返回到服务的基站b1的往返路程延迟。这个往返路程延迟具有这样的优点，允许LPS1利用更窄的地域估算距离d1的范围。
步骤S50-确定移动台的地理位置在估算距离d1，d2和d3之后，把代价函数G1，G2和G3的公式(9)-(11)减至最小，就可以估算移动台M的直角坐标(x0，y0)G1＝μ2(d1)2-[(x1-x0)2+(y1-y0)2](9)G2＝μ2(d2)2-[(x2-x0)2+(y2-y0)2](10)G3＝μ2(d3)2-[(x3-x0)2+(y3-y0)2](11)其中Gi(i＝1，2，和3)代表位置误差，且在理想情况下为零。然而，由于d1，d2和d3是估算的，不能精确地求解公式(9)-(11)，但通过把Gi减至最小，可以找到(x0，y0)的最佳估算。
估算和坐标转换的例子移动台M是与基站同步的。所以，在移动台M送回到基站b1的应答消息中，设定基站b1发射参考导频信道信号的相移为零。记录基站b2和b3的导频信道信号相位成与基站b1零相移的码片偏置。因此，一旦估算了距离d1，如上面所讨论的，可以直接地确定距离d2和d3。
按照图4中的步骤S10和S20，LPS1收集包括移动台M信息和基站b1，b2和b3信息在内的输入信息。例如，移动台M记录从基站b1发射的导频信道信号，基站标识导频PN为432和导频信道信号强度为17(-8.5dB)；从基站b2发射的导频信道信号，基站标识导频PN为76，导频信道信号相位p2等于4PN码片，和导频信道信号强度为21(-10.5 dB)；以及从基站b3发射的导频信道信号，基站标识导频PN为220，导频信道信号相位p3等于3PN码片，和导频信道信号强度为19(-9.5dB)。按照图4中的步骤S30，移动台M报告的导频PN是与小区现场表存储的扇区信息中的PN匹配的，可以确定从哪个基站b1，b2和b3送出的导频信道信号。此处，基站b1的小区编号为138，发射的导频PN为432，和位于纬度40.861389和经度-73.864167；基站b2的小区编号为140，发射的导频PN为76，和位于纬度40.867500和经度-73.884722；和基站b3的小区编号为43，发射的导频PN为220，和位于纬度40.878889和经度-73.871389。
把诸基站的纬度和经度转换成本地坐标系统(x，y)。基站b1的坐标(0，0)设置在原点，基站b2的坐标(x2，0)设置在x轴上，而基站b3的坐标(x3，y3)是根据各基站之间已知的距离确定的。
按照图4中的步骤S40，把代价函数公式(6)-(8)减至最小后估算出，距离d1＝0.801哩，多路径参量μ＝0.98，夹角α12＝1.784084弧度，夹角α13＝3.002281弧度和夹角α23＝1.218859弧度。根据估算的距离d1，如上所述，直接地确定距离d2和d3分别等于0.983620哩和0.839603哩。按照图4中的步骤S50，把公式(9)-(11)减至最小后确定，本地直角坐标(x0，y0)等于(0.237018，0.357580)。再把这些坐标转换成纬度和经度，可以更容易地把移动台M的位置标记在地图上，指出它位于哪条街上。在这个例子中，移动台M地理位置的本地直角坐标(0.237018，0.357580)转换成纬度40.867465和经度-73.865885。
在以上例子中，夹角α13等于夹角α12与夹角α23之和。所以，移动台M不是位于三角形b1b2b3的内部，而是位于长度b1b3的外部。
估算距离偏差图5中下方的曲线表示移动台M的真实位置与LPS估算位置之间距离偏差的一个例子，这是根据系统测量误差造成的时间偏差(μs)，该误差包括导频信道信号相位测量中的舍入误差和同步误差。上方的曲线代表在一个瞬时得到的最大误差。若这个瞬时图延伸一段时间，对距离偏差取平均值，则该距离偏差变成下方的平均误差曲线。因此，若诸基站是同步的，则导频信道信号相位测量中舍入误差一项接近200ft。
反向链路三角形测量方法(RLT)在北美TDMA系统中，在基站而不是在移动台获得到达时间。移动台发射编码的数字校验色码(CDVCC)信号作为该移动台的标识。在接收到CDVCC后，接收基站给接收到的CDVCC信号作上时间标记。若诸基站是同步的，把第一基站接收到信号的时间从另一个基站在以后接收到该信号的时间中减去，则这些基站确定了CDVCC信号不同到达时间之间的相对时间差。因此，LPS可适用于CDMA系统和TDMA系统。
所以，若诸时钟信号或寻找特定移动台位置的诸基站是同步的，则公式(6)-(11)也可适用于TDMA RLT地理位置系统。可以通过安装GPS完成同步。反向链路信号通过反向链路从移动台发射到基站，该反向链路一般与CDMA系统的正向链路有不同的频带。但在TDMA系统情况下有相同的频带而在不同的时隙。
若到达时间的测量是在基站，则TDMA反向链路给出更精确的位置测量，因为，它没有如在CDMA正向链路中的码片舍入误差。此外，TDMA中的功率控制不如在CDMA中那样严格，所以，更容易让几个基站“看见”来自移动台的信号。TDMA反向链路三角形测量方法所需的输入包括移动台请求测定位置服务的标识，到达诸基站的相对时间，全部基站的位置(纬度/经度)，和往返路程中的延迟(为了对准起见，在TDMA中连续地测量)。还要求知道来自移动台的信号强度，借助于越区切换可以在相邻的基站进行测量信号强度。
虽然本发明的描述是结合特定的实施例，但是，显而易见，专业人员可以知道有许多不同的方案，改动，和变化。因此，此处提出的几个优选实施例只是用于说明而不是限制性的。如在以下权利要求书中所确定的，在不偏离本发明的精神和范围的条件下可以作各种变化。
权利要求
1.一种确定移动台位置的方法，包括步骤(a)接收导频信道信号信息，该信息指出导频信道信号传播到移动台的到达时间；和(b)基于导频信道信号信息和基站信息，通过把一组位置误差代价函数减至最小，估算移动台的位置，其中基站信息指出与到达时间相关的多个基站的位置。
2.按照权利要求1的方法，其中位置误差代价函数是从以下公式导出的G1＝μ2(d1)2-[(x1-x0)2+(y1-y0)2]G2＝μ2(d2)2-[(x2-x0)2+(y2-y0)2]G3＝μ2(d3)2-[(x3-x0)2+(y3-y0)2]其中μ是多路径效应参量，d1是移动台到第一基站的距离，d2是移动台到第二基站的距离，d3是移动台到第三基站的距离，(x0，y0)是移动台的本地直角坐标，(x1，y1)是第一基站的本地直角坐标，(x2，y2)是第二基站的本地直角坐标，和(x3，y3)是第三基站的本地直角坐标。
3.按照权利要求2的方法，其中d2＝d1+800.4(p2)ft，其中p2是第一基站与第二基站的导频信道信号相位记录之间的相差，和d3＝d1+800.4(p3)ft，其中p3是第一基站与第三基站的导频信道信号相位记录之间的相差。
4.按照权利要求1的方法，在步骤(b)之前，还包括步骤(c)接收基站信息，该信息指出多个基站的位置；和(d)基于导频信道信号信息和基站信息共同的源标识符，把导频信道信号信息与基站信息进行匹配。
5.按照权利要求1的方法，其中到达时间对应于基站的同步计时。
6.按照权利要求1的方法，在步骤(b)之前，还包括步骤(e)通过把一组距离误差代价函数减至最小，估算从移动台到一个基站的距离，该代价函数包含诸基站与移动台之间形成的夹角。
7.按照权利要求6的方法，其中距离误差代价函数是从以下公式导出的F12＝(b1b2)2-μ2d12-μ2d22+2μ2(d1)(d2)cosα12F13＝(b1b3)2-μ2d12-μ2d32+2μ2(d1)(d3)cosα13F23＝(b2b3)2-μ2d22-μ2d32+2μ2(d2)(d3)cosα23其中b1b2是从第一基站到第二基站的距离，b1b3是从第一基站到第三基站的距离，b2b3是从第二基站到第三基站的距离，μ是多路径效应参量，d1是从移动台到第一基站的距离，d2是从移动台到第二基站的距离，d3是从移动台到第三基站的距离，α12表示移动台到第一基站的直线与移动台到第二基站的直线之间形成的夹角，α13表示移动台到第一基站的直线与移动台到第三基站的直线之间形成的夹角，和α23表示移动台到第二基站的直线与移动台到第三基站的直线之间形成的夹角。
8.按照权利要求1的方法，其中导频信道信号信息至少包括源标识符，导频信道信号相位和导频强度三者中的一个。
9.按照权利要求1的方法，其中基站信息至少包括源标识符和基站位置二者中的一个。
10.按照权利要求1的方法，还包括步骤利用先前的移动台估算对移动台的位置估算求平均，得到该移动台位置的平均估算。
11.按照权利要求1的方法，其中导频信道信号信息包括在CDMA信号内。
12.按照权利要求1的方法，其中导频信道信号信息包括在TDMA信号内。
13.一种在计算机上实现的局部定位系统，用于确定移动台的位置，该系统包括接收导频信道信号信息的装置，该信息指出导频信道信号传播到移动台的到达时间；和估算移动台位置的装置，基于导频信道信号信息和基站信息，把一组位置误差代价函数减至最小，其中基站信息指出与到达时间相关的多个基站的位置。
14.按照权利要求13的局部定位系统，其中位置误差代价函数是从以下公式导出的G1＝μ2(d1)2-[(x1-x0)2+(y1-y0)2]G2＝μ2(d2)2-[(x2-x0)2+(y2-y0)2]G3＝μ2(d3)2-[(x3-x0)2+(y3-y0)2]其中μ是多路径效应参量，d1是移动台到第一基站的距离，d2是移动台到第二基站的距离，d3是移动台到第三基站的距离，(x0，y0)是移动台的本地直角坐标，(x1，y1)是第一基站的本地直角坐标，(x2，y2)是第二基站的本地直角坐标，和(x3，y3)是第三基站的本地直角坐标。
15.按照权利要求14的局部定位系统，其中d2＝d1+800.4(p2)ft，其中p2是第一基站与第二基站的导频信道信号相位记录之间的相差，和d3＝d1+800.4(p3)ft，其中p3是第一基站与第三基站的导频信道信号相位记录之间的相差。
16.按照权利要求13的局部定位系统，在估算移动台位置的装置之前，还包括接收基站信息的装置，该信息指出多个基站的位置；和基于导频信道信号信息和基站信息共同的源标识符，把导频信道信号信息与基站信息匹配的装置。
17.按照权利要求13的局部定位系统，其中到达时间对应于诸基站的同步计时。
18.按照权利要求13的局部定位系统，在估算移动台位置的装置之前，还包括通过把一组距离误差代价函数减至最小，估算从移动台到一个基站距离的装置，该代价函数包含诸基站与移动台之间形成的夹角。
19.按照权利要求18的局部定位系统，其中距离误差代价函数是从以下公式导出的F12＝(b1b2)2-μ2d12-μ2d22+2μ2(d1)(d2)cosα12F13＝(b1b3)2-μ2d12-μ2d32+2μ2(d1)(d3)cosα13F23＝(b2b3)2-μ2d22-μ2d32+2μ2(d2)(d3)cosα23其中b1b2是从第一基站到第二基站的距离，b1b3是从第一基站到第三基站的距离，b2b3是从第二基站到第三基站的距离，μ是多路径效应参量，d1是从移动台到第一基站的距离，d2是从移动台到第二基站的距离，d3是从移动台到第三基站的距离，α12表示移动台到第一基站的直线与移动台到第二基站的直线之间形成的夹角，α13表示移动台到第一基站的直线与移动台到第三基站的直线之间形成的夹角，和α23表示移动台到第二基站的直线与移动台到第三基站的直线之间形成的夹角。
20.按照权利要求13的局部定位系统，其中导频信道信号信息至少包括源标识符，导频信道信号相位和导频强度三者中的一个。
21.按照权利要求20的局部定位系统，其中基站信息至少包括源标识符和基站位置二者中的一个。
22.按照权利要求13的局部定位系统，还包括这样一个装置利用先前的移动台估算对移动台的位置估算求平均，得到该移动台位置的平均估算。
23.按照权利要求13的局部定位系统，其中导频信道信号信息包括在CDMA信号内。
24.按照权利要求13的局部定位系统，其中导频信道信号信息包括在TDMA信号内。
25.一种在计算机可读介质上实现的可执行程序，用于确定移动台的位置，包括接收源代码段，用于接收导频信道信号信息，该信息指出导频信道信号传播到移动台的到达时间；和估算源代码段，基于导频信道信号信息和基站信息，把一组位置误差代价函数减至最小，以估算移动台的位置，其中基站信息指出与到达时间相关的多个基站的位置。
26.按照权利要求25的可执行程序，还包括计算源代码段，把一组位置误差代价函数减至最小，估算从移动台到一个基站的距离，该代价函数包含诸基站与移动台之间形成的夹角。
27.一种计算机数据信号，包括接收信号段，用于接收导频信道信号信息，该信息指出导频信道信号传播到移动台的到达时间；和估算信号段，基于导频信道信号信息和基站信息，把一组位置误差代价函数减至最小，以于估算移动台的位置，其中基站信息指出与到达时间相关的多个基站的位置。
28.按照权利要求27的计算机数据信号，还包括计算信号段，把一组位置误差代价函数减至最小，以估算从移动台到一个基站的距离，该代价函数包含诸基站与移动台之间形成的夹角。
29.按照权利要求27的计算机数据信号，其中计算机数据信号是在载波上实现的。
全文摘要
一种局部定位系统(LPS),利用CDMA正向链路或TDMA反向链路中的无线电传播参量确定移动台的位置。移动台至少从3个不同的基站接收导频信道信号和记录该导频信道信号的PN码片偏置。LPS的到达时差三角形测量方法不需要附加的信号检测能力。诸基站送出导频信道信号,这些信号以特定的相位和至少预定的最小强度到达移动台。通过确定携带数字蜂窝式电话机处于困惑中人们所在的位置,LPS还解决无线CDMA系统的9－1－移动台定位问题。
文档编号H04Q7/34GK1257387SQ9912671
公开日2000年6月21日 申请日期1999年12月14日 优先权日1998年12月16日
发明者拜伦·华·辰, 玛丽亚·E·帕拉玛拉, 查尔斯·沃瓦罗 申请人:朗迅科技公司