專利名稱：在通信系統(tǒng)中確定遠程單元位置的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，特別是在無線通信系統(tǒng)用于遠程單元定位的方法和裝置。
使用三邊測量法可確定無線通信系統(tǒng)內(nèi)遠程單元的位置是熟知的。按照該方法，根據(jù)遠程單元與每個基站之間傳送信號的時間延遲的測量結(jié)果計算該遠程單元與多個基站之間的距離。在Ghosh等人題為＂在CDMA系統(tǒng)中定位的方法和裝置＂的美國專利No.5,508,708中描述了計算遠程單元的定位的現(xiàn)有技術(shù)的方法，并在此引入作為參考。正如美國專利No.5,508,708中描述的，當(dāng)希望遠程單元的定位時，分析從遠程單元向多個基站發(fā)射的上行鏈路信號，以確定在每個基站的傳播延遲差。根據(jù)這些傳播延遲差計算從每個基站到遠程單元的距離，并確定遠程單元的位置。
雖然現(xiàn)有技術(shù)的定位方法可精確地確定遠程單元的位置，這些方法限于它們僅能確定主動發(fā)射上行鏈路信號的遠程單元的位置。在商用定位中，許多遠程單元可能是空閑的(即監(jiān)測尋呼信道，但不主動發(fā)射上行鏈路信號)，因此通信系統(tǒng)中的大量遠程單元，可能都不能使用現(xiàn)有技術(shù)的定位方法。因此，需要一種在通信系統(tǒng)中用于遠程單元定位的方法和裝置，該方法和裝置能夠估算不主動發(fā)射上行鏈路信號的遠程單元的位置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)的方框圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例操作圖1的通信系統(tǒng)的方法流程圖。
圖3說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的定位尋呼消息。
圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例圖1的遠程單元的方框圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例操作圖4的邏輯單元的方法流程圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明替換實施例操作圖1的通信系統(tǒng)的方法流程圖。
圖7說明了根據(jù)本發(fā)明替換實施例的定位請求消息。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明替換實施例操作圖4的邏輯單元的方法流程圖。
一般來說，通過讓無線通信系統(tǒng)內(nèi)的所有基站發(fā)起一個第一尋呼(廣域定位尋呼)并通過尋呼信道發(fā)送到一個遠程單元就可以確定該遠程單元在通信系統(tǒng)內(nèi)的位置。從遠程單元對廣域定位尋呼的響應(yīng)確定服務(wù)基站和鄰近基站，并命令那些基站調(diào)諧接收元件以獲得定位期間將由遠程單元發(fā)射的數(shù)據(jù)。然后，經(jīng)服務(wù)基站向遠程單元廣播第二消息(定位尋呼消息)。定位尋呼消息命令遠程單元以不斷增加的功率電平周期性地發(fā)射已知的遠程單元定位消息(RULM)預(yù)定次數(shù)，從而實現(xiàn)遠程單元的定位。
本發(fā)明包括在通信系統(tǒng)中定位遠程單元的方法。該方法包括向遠程單元發(fā)送第一消息，命令該遠程單元向服務(wù)基站發(fā)送第二消息?；窘邮者h程單元響應(yīng)第一消息而發(fā)射的第二消息，并從第二消息確定服務(wù)基站和一個鄰近的基站。接下來，向遠程單元發(fā)射第三消息，命令該遠程單元向服務(wù)基站和該鄰近基站發(fā)送第四消息。接收到第四消息后，通過分析第四消息確定遠程單元的位置。
本發(fā)明的一個替換實施例包括在通信系統(tǒng)中定位遠程單元的方法。該方法包括命令通信系統(tǒng)內(nèi)的多個基站發(fā)射第一消息。該第一消息命令遠程單元在規(guī)定時間發(fā)射第二消息。第一消息還包含指示將要發(fā)射的第二消息和開始發(fā)射第二消息的時間周期的字段。接收到第二消息后，通過分析第二消息確定位置。
再一個實施例包括能夠向遠程單元發(fā)射消息的通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括一個發(fā)射消息的發(fā)射機。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，消息包括指示將由遠程單元發(fā)射的第二消息的字段。另外，消息包括指示何時發(fā)射第二消息的字段和指示遠程單元發(fā)射第二消息的初始功率的字段。該通信系統(tǒng)另外還包括一個用于接收第二消息和確定遠程單元位置的位置搜索器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)的方框圖。無線通信系統(tǒng)100最好是一個采用碼分多址(CDMA)系統(tǒng)協(xié)議的蜂窩通信系統(tǒng)，然而，在本發(fā)明的替換實施例中，通信系統(tǒng)100可采用任何模擬或數(shù)字系統(tǒng)協(xié)議，例如但不限于高級移動電話業(yè)務(wù)(AMPS)協(xié)議，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)協(xié)議，個人數(shù)字蜂窩(PDC)協(xié)議，或美國數(shù)字蜂窩(USDC)協(xié)議。通信系統(tǒng)100包括遠程單元113，無線基礎(chǔ)設(shè)備，包括輔助基站156，集中的基站控制器(CBSC)160，移動交換中心(MSC)165，歸屬位置登記器(HLR)166，和基站101。如圖所示，基站101具有向獨立的瑞克輸入110、120、和130輸送的共用RF前端105。在電信工業(yè)協(xié)會于1993年7月在華盛頓發(fā)表的(IS-95A)用于雙模寬帶擴頻蜂窩系統(tǒng)的移動站-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)的TIA/EIA過渡性標(biāo)準(zhǔn)IS-95A中詳細描述了采用CDMA系統(tǒng)協(xié)議的通信系統(tǒng)，在此引用作為參考。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)100的操作如下進行為發(fā)起一個定位請求，在諸如MSC165、操作中心170之類的區(qū)域機構(gòu)(regional entity)，或也許是在諸如共用交換電話網(wǎng)(PSTN)175之類的連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)始發(fā)一個命令。包括有關(guān)將要被定位的遠程單元的識別信息的定位請求輸入MSC165。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，定位請求傳送到HLR166中的定位搜索器。HLR166命令蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的所有基站向遠程單元113發(fā)送第一消息。特別是，蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的所有基站初始經(jīng)尋呼信道廣播到遠程單元113的第一尋呼(下文稱之為廣域定位尋呼)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，廣域定位尋呼是時隙尋呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.5節(jié))，尋呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.6節(jié))，和一般尋呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.17節(jié))中的一種，然而，也可采用其它尋呼。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，采用廣域定位尋呼確定遠程單元113的粗略位置。遠程單元113通過向服務(wù)基站發(fā)射消息來響應(yīng)廣域定位尋呼。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，遠程單元113響應(yīng)通過CBSC160傳送到HLR166的廣域定位尋呼向服務(wù)基站發(fā)送確認(rèn)指令(Ack)。特別是，Ack是如IS-95A，6.7.1.3.2.5節(jié)中描述的尋呼響應(yīng)消息，然而，在本發(fā)明的替換實施例中，廣域定位尋呼是遠程單元113通過發(fā)送RULM響應(yīng)的定位尋呼消息。
接下來，HLR166(從遠程單元113的確認(rèn))確定正在為遠程單元113服務(wù)的基站(即為遠程單元113提供參考導(dǎo)頻的服務(wù)基站)。確定服務(wù)基站時，HLR166通過存取內(nèi)部數(shù)據(jù)庫168)確定與服務(wù)基站鄰近的那些基站，并命令CBSC160調(diào)諧鄰近基站中的接收元件，以獲得定位期間由遠程單元113短暫發(fā)射的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，向遠程單元113指示何時廣播數(shù)據(jù)，并向所有鄰近基站指示遠程單元113將于何時發(fā)射。(如下面將要討論的，向鄰近基站提供定時信息以減小尋找遠程單元的發(fā)射時的搜索窗口。通過考慮解調(diào)遠程單元的Ack中獲得的特定參數(shù)可進一步減小到廣域定位尋呼的窗口，(例如確認(rèn)的延遲和到達的角度。))接下來，一旦命令服務(wù)基站和鄰近的基站＂收聽＂遠程單元113，HLR166命令CBSC160經(jīng)服務(wù)基站通過尋呼信道向遠程單元113發(fā)射第二消息(定位尋呼消息)。定位尋呼消息命令遠程單元113以不斷增加的功率電平發(fā)射已知的遠程單元定位消息(RULM)預(yù)定次數(shù)。另外，定位尋呼消息向遠程單元113提供開始發(fā)射RULM的預(yù)定時間。(下面參考圖3進一步詳細討論定位尋呼消息)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，遠程單元113使用該遠程單元自身的公用長碼在業(yè)務(wù)信道上發(fā)射RULM，以便遠程單元113的增加的功率發(fā)射不影響來自其它遠程單元113的正常接入信道消息，但在本發(fā)明的替換實施例中，遠程單元113可經(jīng)其它信道(例如接入信道)發(fā)射RULM。另外，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，遠程單元113可利用為RULM發(fā)射預(yù)留的特定頻率發(fā)射RULM。特別是，為減少系統(tǒng)干擾，可命令遠程單元113在與用于正常業(yè)務(wù)信道發(fā)射不同的頻率上發(fā)射RULM。
接下來，基站101的RULM處理器150(和鄰近基站的類似處理器)利用檢測器140通過借助系統(tǒng)時鐘353測量RULM的到達時間來確定遠程單元113和基站之間的RULM中的傳播延遲。如美國專利No.5,508,708中所描述的，這可通過讓所有基站確定偽噪聲(PN)碼片的規(guī)定組的前沿上升時間，例如通過對預(yù)定數(shù)量的碼片確定每第64個碼片(即PN序號0,64,128等)的上升時間來實現(xiàn)，或可借助其它定位方法(例如題為＂多路徑抗跳頻擴頻移動定位系統(tǒng)＂的美國專利No.5,583,517，或題為＂改善車輛定位系統(tǒng)精度的方法和裝置＂的美國專利No.3,886,554)來實現(xiàn)。一旦收集到足夠數(shù)據(jù)，HLR166命令服務(wù)基站向遠程單元113發(fā)送確認(rèn)(Ack)，命令其停止發(fā)送。然后由每個基站101將在每個基站的傳播延遲與其基站標(biāo)識一起轉(zhuǎn)送到指定機構(gòu)，例如BSC160的定位搜索器161，HLR166的定位搜索器167等，并(根據(jù)傳播延遲測量的測量結(jié)果)計算遠程單元113與多個基站之間的距離，以確定遠程單元113的位置。
圖2是說明操作根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖1的通信系統(tǒng)100的方法流程圖。該邏輯流程在步驟201開始，初始定位請求。接下來，在步驟201，定位搜索器167命令通信系統(tǒng)100內(nèi)的所有基站發(fā)射廣域定位尋呼。如上所述，利用廣域定位尋呼從遠程單元113對尋呼的響應(yīng)確定遠程單元113的粗略位置。
接下來，在步驟215，定位搜索器167確定遠程單元113是否已響應(yīng)廣域定位尋呼，如果未響應(yīng)，邏輯流程繼續(xù)到步驟240，向請求定位的區(qū)域機構(gòu)發(fā)射差錯消息，邏輯流程在步驟265結(jié)束。如果在步驟215確定遠程單元113已響應(yīng)廣域定位尋呼，定位搜索器167確定服務(wù)基站和鄰近的基站(步驟220)并命令服務(wù)基站和鄰近的基站從遠程單元113獲得數(shù)據(jù)(RULM)(步驟225)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，存儲在內(nèi)部數(shù)據(jù)庫166內(nèi)的鄰近基站的確定是根據(jù)從地理位置和傳播而言處于服務(wù)基站附近，然而，在本發(fā)明的一個替換實施例中，可由其它參數(shù)(例如遠程單元113對廣域定位尋呼的Ack的延遲和/或接收的扇區(qū))確定鄰近的基站。在步驟230，向遠程單元113發(fā)射定位尋呼消息。如上所述，定位尋呼消息命令遠程單元113在規(guī)定時間發(fā)射已知的RULM。(即，定位尋呼消息識別將由遠程單元113發(fā)射的RULM以及發(fā)射RULM的時間)。另外，定位尋呼消息還命令遠程單元113以不斷增加的功率電平繼續(xù)將RULM發(fā)射預(yù)定次數(shù)?；?01的RULM處理器150(以及其它鄰近基站的類似處理器)利用檢測器140和系統(tǒng)時鐘153確定RULM的碼片接收時間(步驟235)。在步驟245，確定是否已收集到對遠程單元113的位置做出精確估算的足夠數(shù)據(jù)，如果沒有，邏輯流程繼續(xù)到步驟250，定位搜索器166確定遠程單元113是否仍發(fā)射RULM。如果在步驟250確定遠程單元113仍在發(fā)射RULM，邏輯流程返回步驟235，再次確定RULM接收時間。然而，如果在步驟250確定遠程單元113已停止發(fā)射RULM，邏輯流程繼續(xù)到步驟240，向請求定位的區(qū)域機構(gòu)發(fā)射差錯消息，邏輯流程在步驟265結(jié)束。
一旦確定了已收集到用于精確定位的足夠數(shù)據(jù)(步驟245)，邏輯流程繼續(xù)到步驟255，定位搜索器167命令服務(wù)基站向遠程單元113發(fā)送Ack，命令遠程單元113停止發(fā)射RULM。邏輯流程繼續(xù)到步驟260，指定的機構(gòu)，例如CBSC160的定位搜索器161，或HLR166的定位搜索器167確定遠程單元113的位置。該位置傳送到請求定位的指定機構(gòu)(步驟260)，邏輯流程在步驟265結(jié)束。
圖3說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的定位尋呼消息。在優(yōu)選實施例中，定位尋呼消息是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)尋呼信道廣播到遠程單元113的可變比特消息，并包含下面表1中描述的字段
<p>表1定位尋呼消息如表1中所討論的，設(shè)定INC_PWR比IS_95A，6.1.2.3.1節(jié)中描述的遠程單元的額定發(fā)射功率高10dB，然而，在本發(fā)明的替換實施例中，由HLR166從尋呼響應(yīng)消息確定INC_PWR。特別是，在一個替換實施例中，INC_PWR是與遠程單元113對廣域定位尋呼的Ack的延遲成反比的值。另外，在另一個替換實施例中，從系統(tǒng)條件確定INC_PWR。特別是，如果由基站101攜帶的業(yè)務(wù)量高于一個閾值，或如果遠程單元113可與多個基站101通信(例如遠程單元113在對廣域定位尋呼的Ack中表明什么基站101具有用于通信的充足信號)，INC_PWR減少到5dB。在再一個替換實施例中，通過將INC_PWR和PWR_STEP二者設(shè)定到所允許的最大值來確定INC_PWR，以便遠程單元113盡可能快地以全功率發(fā)射。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖1的遠程單元113的方框圖。遠程單元113包括邏輯單元401，編碼器405，卷積編碼器409，交織器413，正交調(diào)制器415，擾頻器/擴展器421，乘法器414，放大器412，系統(tǒng)時鐘433，存儲器435和上變換器423。遠程單元113利用IS-95A中描述的CDMA系統(tǒng)協(xié)議發(fā)射信號427。遠程單元113的操作進行如下邏輯單元401確定將要發(fā)射的RULM以及其發(fā)射時間、信道、頻率、和功率電平。如上面所討論的，從由遠程單元接收并存儲在存儲器435中的定位尋呼消息確定將要廣播的RULM。一旦邏輯單元401確定了將要發(fā)射的RULM，邏輯單元401將遠程單元113調(diào)諧到適當(dāng)?shù)念l率(如果NEW_FREQ是1則為RULM_FREQ)，并在時鐘433和定位尋呼消息ACTION_TIME二者確定的時間輸出RULM。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，輸出RULM作為數(shù)據(jù)比特流403。數(shù)據(jù)比特流403進入可變速率編碼器405，可變速率編碼器405產(chǎn)生由具有改變發(fā)射數(shù)據(jù)速率的一系列發(fā)射信道幀構(gòu)成的信號407。如IS-95A中所討論的，每幀的發(fā)射數(shù)據(jù)速率取決于數(shù)據(jù)比特流403的特性。編碼器模塊411包括一個卷積編碼器409和一個交織器413。在卷積編碼器409，可由速率1/3編碼器使用熟知的算法，例如便于后面幀解碼的卷積編碼算法對每一幀編碼。交織器413工作以便使用諸如塊交織技術(shù)之類的公知技術(shù)混洗幀的內(nèi)容。然后由放大器412和乘法器414放大交織的比特。數(shù)字編碼和交織比特的每一幀包括96組6個編碼的比特，總共576比特。每組6個編碼的比特表示對諸如沃爾什碼之類的64個碼元之一的索引。沃爾什碼對應(yīng)于64×64Hadamard矩陣的單個行或列，Hadamard矩陣是維數(shù)是2的乘方的方形比特矩陣。通常，由沃爾什碼組成的比特被稱為沃爾什碼片。該幀中96個沃爾什碼索引的每一個輸入到M元正交調(diào)制器415，M元正交調(diào)制器415最好是一個64元的正交調(diào)制器。對于每個輸入的沃爾什碼索引，M元正交調(diào)制器415在輸出端419產(chǎn)生一個對應(yīng)的64比特Walsg碼W417。從而為輸入到M元正交調(diào)制器415的每一幀產(chǎn)生一串96個沃爾什碼W417。
在其它設(shè)備中，擾頻器/擴展器模塊421使用熟知的擾頻技術(shù)向該串沃爾什碼W417施加第一偽隨機噪聲序列(長碼)和第二偽隨機噪聲序列。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，長碼是分配給遠程單元113的公共長碼，然而，在本發(fā)明的替換實施例中，長碼是接入信道長碼。在模塊423，使用偏移二進制相移鍵控(BPSK)調(diào)制處理或另一種調(diào)制處理對(表示RULM的)擾頻的沃爾什碼W417系列進行相位調(diào)制，上變換并作為通信信號427從天線425發(fā)射。
正常操作期間，時鐘433從最強的基站101通過與發(fā)射同步得到系統(tǒng)時間。如果遠程單元113接收定位尋呼消息，在定位間隔期間不改變系統(tǒng)時間。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如果遠程單元11不能與始發(fā)基站101保持同步，從終止定位信令的遠程單元113發(fā)送Ack。在本發(fā)明的替換實施例中，遠程單元從最強的基站得到系統(tǒng)時間，但在RULM的發(fā)射期間不將其時鐘回轉(zhuǎn)到新估算的系統(tǒng)時間。
圖5是說明操作根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖4的邏輯單元401的方法流程圖。邏輯流程在步驟501開始，遠程單元113從基站接收定位尋呼消息。接下來，在步驟505，邏輯單元101確定定位尋呼消息的COMMAND字段是否為＂01＂，如果不是，邏輯流程在步驟575結(jié)束，否則，邏輯流程繼續(xù)到步驟510，確定SEQ_IND是否設(shè)定為＂1＂或＂0＂。如果在步驟510SEQ_IND被設(shè)定為＂0＂，遠程單元113則設(shè)定RULM等于業(yè)務(wù)信道前置碼(步驟515)，否則，設(shè)定RULM等于SEQ(步驟520)。
邏輯流程繼續(xù)到步驟525，邏輯單元401從時鐘433接入系統(tǒng)時間并確定廣播RULM的時間。在步驟525，如果系統(tǒng)時間大于ACTION_TIME，邏輯流程繼續(xù)到步驟530，否則，邏輯流程返回步驟525。在步驟530，邏輯單元401確定當(dāng)前時間是否大于RULM的開始幀(ACTION_TIME_FRM)加上防止RULM發(fā)送的部分(MSG_SETUP_SIZE)。換句話說，邏輯單元確定當(dāng)前時間是否大于16*(ACTION_TIME_FRM)+MSG_SETUP_SIZE，如果不是，邏輯流程返回步驟530，否則，邏輯流程繼續(xù)到步驟535，以等于INC_PWR的增強發(fā)射功率電平廣播RULM，廣播的次數(shù)等于MSG_SIZE個功率控制組。特別是，邏輯單元401命令放大器412將RULM放大預(yù)定量，并由遠程單元113繼續(xù)廣播RULM MSG_SIZE個功率控制組。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，向通信系統(tǒng)100中所有服務(wù)基站和鄰近的基站提供定位尋呼消息，以便確定RULM的準(zhǔn)確內(nèi)容以及遠程單元發(fā)射RULM的時間和幀。這樣做是為了通信系統(tǒng)100內(nèi)所有服務(wù)基站和鄰近的基站將了解何時調(diào)諧接收元件接收由遠程單元113發(fā)射的RULM。
接下來，在步驟540，邏輯單元401命令放大器412按PWR_STEP提高增大的發(fā)射功率電平并索引計數(shù)器402(步驟545)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，邏輯單元412從存儲器435讀取額定功率電平，將其加到新計算的INC_PWR并命令放大器412在該功率發(fā)送。在替換實施例中，邏輯單元113比較前一個RULM期間的額定功率與存儲器435中目前存儲的額定功率中較大的一個，并將其加到新計算的INC_PWR。在另一個替換實施例中，邏輯單元401命令放大器412把發(fā)射功率電平設(shè)定為從INC_PWR確定的絕對值并在MSG_SIZE間隔期間忽略額定功率。邏輯流程繼續(xù)到步驟550。
在步驟550，邏輯單元401確定三個條件1)是否已超過RULM發(fā)射的最大數(shù)量，2)遠程單元113以全功率發(fā)射RULM是否已大于預(yù)定次數(shù)，和3)基站是否已接收足夠的數(shù)據(jù)用于定位確定。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，由下面情況確定這些條件1)確定計數(shù)器(n)是否已超過MAX_MSGS，2)確定遠程單元113以全功率發(fā)射RULM是否已大于MAX_FULL_PWR個消息，和3)確定是否已從基站接收到表示遠程單元應(yīng)停止RULM發(fā)射的Ack。在步驟550，如果所有這些條件全部為假，邏輯流程進展到步驟555，ACTION_TIME被增加MSG_PERIOD，然后到步驟525，等待下一次發(fā)射的時間，否則邏輯流程繼續(xù)到步驟557。
一旦確定要停止RULM發(fā)射，通過設(shè)定N為＂0＂復(fù)位計數(shù)器402(步驟557)，并發(fā)射表示RULM已停止廣播的Ack(步驟560)。接下來，在步驟565，邏輯單元401確定遠程單元113是否應(yīng)在周期性的基礎(chǔ)上進行RULM發(fā)射。這是通過確定REPEAT_TIME＞0否實現(xiàn)的。在步驟565，如果確定REPEAT_TIME＞0，邏輯流程則繼續(xù)到步驟570，遠程單元113在返回到步驟505前等待REPEAT_TIME的周期。在步驟565，如果確定REPEAT_TIME不大于＂0＂，邏輯流程則在步驟575結(jié)束。
表2說明了在尋呼消息的SEQ字段不全是0時持續(xù)時間為兩幀的RULM的數(shù)據(jù)比特流403。表2中示出的數(shù)據(jù)流的時間順序是首先從左到右，其次是從上到下。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，由操作員170確定BURST_TYPE比特，SEQ比特是表1的SEQ字段的SEQ比特。
表2兩幀RULM的數(shù)據(jù)比特流圖6是操作根據(jù)本發(fā)明替換實施例的圖1的通信系統(tǒng)的方法流程圖。在替換實施例中，當(dāng)希望定位時，遠程單元主動在業(yè)務(wù)信道上發(fā)射。邏輯流程在步驟601開始，在業(yè)務(wù)信道上為已經(jīng)與基站101(現(xiàn)用基站)通信的遠程單元初始定位請求消息。接下來，定位搜索器167確定現(xiàn)用的和鄰近基站(步驟620)，并命令現(xiàn)用和鄰近基站從遠程單元113獲得數(shù)據(jù)(RULM)(步驟625)。在本發(fā)明的替換實施例中，根據(jù)從地理位置和傳播而言處于正與遠程單元113通信的現(xiàn)用基站附近來確定內(nèi)部數(shù)據(jù)庫168中存儲的鄰近基站。然而，在另一個替換實施例中，另外由其它參數(shù)，例如遠程單元的幀在業(yè)務(wù)信道上的延遲確定鄰近基站。
在步驟630，由現(xiàn)用基站101向遠程單元113發(fā)射定位請求消息。定位請求消息命令遠程單元113在規(guī)定時間用不斷增加的功率電平發(fā)射已知的RULM。另外，定位請求消息還命令遠程單元113繼續(xù)發(fā)射RULM一段預(yù)定時間。基站101的RULM處理器150(和其它鄰近基站的類似處理器)利用檢測器140和系統(tǒng)時鐘153確定RULM的碼片接收時間(步驟635)，并在步驟645確定是否已收集足夠數(shù)據(jù)對遠程單元113的位置做出精確估算，如果沒有，邏輯流程繼續(xù)到步驟650，定位搜索器166確定遠程單元113是否仍發(fā)射RULM。如果在步驟650確定遠程單元113仍發(fā)射RULM，邏輯流程返回到步驟635，再次確定碼片接收時間。然而，在步驟650，如果確定遠程單元113已停止發(fā)射RULM，邏輯流程在步驟660發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束消息。
一旦確定已收集到足夠的數(shù)據(jù)用于精確定位(步驟645)，邏輯流程繼續(xù)到步驟655，定位搜索器167命令現(xiàn)用基站101向遠程單元113發(fā)送Ack，命令遠程單元113停止發(fā)射RULM。邏輯流程繼續(xù)到步驟660，指定的機構(gòu)，例如CBSC160的定位搜索器161，或HLR166的定位搜索器167確定遠程單元113的位置。該位置傳送到請求定位的指定機構(gòu)(步驟660)，邏輯流程在步驟655結(jié)束。
圖7說明了根據(jù)本發(fā)明替換實施例的定位請求消息。在替換實施例中，基站101通過用定位請求消息替換一幀來中斷經(jīng)分配的業(yè)務(wù)信道向遠程單元113發(fā)射正常業(yè)務(wù)信道幀。定位請求消息包含下面表3中描述的字段
表3定位請求消息在發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如果MSG_SETUP_SIZE和MSG_SIZE的值加起來不是整數(shù)幀，最后一幀填補SEQ比特并以額定功率發(fā)射。
圖8是說明操作根據(jù)本發(fā)明替換實施例的圖4的邏輯單元401的方法流程圖。如上所述，本發(fā)明的替換實施例當(dāng)遠程單元113正在業(yè)務(wù)信道上通信時，定位遠程單元113。邏輯流程在步驟801開始，遠程單元113從基站接收定位請求消息。接下來，在步驟805，邏輯單元401確定定位請求消息的COMMAND字段是否被設(shè)定為＂01＂，如果沒有，邏輯流程在步驟875結(jié)束，否則，邏輯流程繼續(xù)到步驟810，確定SEQ_IND是否被設(shè)定為＂1＂或＂0＂。在步驟810，如果SEQ_IND被設(shè)定為＂0＂，遠程單元113則設(shè)定RULM等于業(yè)務(wù)信道前置碼(步驟815)，否則，設(shè)定RULM等于SEQ(步驟820)。
邏輯流程繼續(xù)到步驟825，邏輯單元401從時鐘433選取系統(tǒng)時間并確定廣播RULM的時間。在步驟825，如果系統(tǒng)時間大于ACTION_TIME，邏輯流程繼續(xù)到步驟830，否則，邏輯流程返回步驟825。在步驟830，邏輯單元401確定當(dāng)前時間是否大于RULM的開始幀(ACTION_TIME_FRM)加上以額定功率發(fā)送RULM的部分(MSG_SETUP_SIZE)。換句話說，邏輯單元確定當(dāng)前時間是否大于16*(ACTION_TIME_FRM)+MSG_SETUP_SIZE，如果不是，邏輯流程返回步驟830，否則，邏輯流程繼續(xù)到步驟835，以等于INC_PWR的增量發(fā)射功率電平在業(yè)務(wù)信道上廣播RULM，發(fā)送的功率控制組的數(shù)目等于MSG_SIZE。特別是，邏輯單元401命令放大器412在MSG_SIZE間隔期間將RULM放大預(yù)定量，并由遠程單元113繼續(xù)廣播RULM至少MSG_SETUP_SIZE+MSG_SIZE個功率控制組。在本發(fā)明的替換實施例中，向通信系統(tǒng)100中所有服務(wù)基站和鄰近的基站提供定位請求消息，以便確定RULM的準(zhǔn)確內(nèi)容以及遠程單元113發(fā)射RULM的時間和幀。這樣做是為了通信系統(tǒng)100內(nèi)所有現(xiàn)用和鄰近的基站將了解何時調(diào)諧接收元件接收由遠程單元113發(fā)射的RULM。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，遠程單元113在RULM的MSG_SIZE間隔的發(fā)射期間忽略來自基站101的功率控制比特命令，然而，在替換實施例中，遠程單元113根據(jù)RULM發(fā)射期間的功率控制比特的值調(diào)節(jié)其發(fā)射功率。另外，在本發(fā)明的替換實施例中，遠程單元113使用遠程單元自身的公共長碼在業(yè)務(wù)信道上發(fā)射RULM，以使遠程單元113的增加的功率發(fā)射不影響來自其它遠程單元113的正常接入信道消息，但在本發(fā)明的替換實施例中，遠程單元113可經(jīng)其它信道(例如接入信道)發(fā)射信道RULM。另外，在本發(fā)明的替換實施例中，遠程單元113可利用為RULM發(fā)射預(yù)留的指定頻率發(fā)射RULM。特別是，為減少系統(tǒng)干擾，可命令遠程單元113在與用于正常業(yè)務(wù)信道發(fā)射頻率不同的頻率發(fā)射RULM。由于遠程單元113將在新頻率上發(fā)射RULM，通信系統(tǒng)100可利用在新頻率上的RULM接收作為執(zhí)行到新頻率的硬過區(qū)切換的輔助。換句話說，通信系統(tǒng)100可確定在新頻率的RULM接收的質(zhì)量，并確定是否可接受向該頻率的硬過區(qū)切換。
接下來，在步驟840，邏輯單元401命令放大器412使發(fā)射功率電平按PWR_STEP增加并索引計數(shù)器402(步驟845)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，邏輯單元412從存儲器435讀取額定功率電平，將其加到新計算的INC_PWR。在替換實施例中，邏輯單元113比較前面RULM期間的額定功率與存儲器435中目前存儲的額定功率中較大的一個，并將其加到新計算的INC_PWR。邏輯流程繼續(xù)到步驟850。在另一個替換實施例中，邏輯單元401命令放大器412把發(fā)射功率電平設(shè)定為從INC_PWR確定的絕對值，并在MSG_SIZE間隔期間忽略額定功率。
在步驟850，邏輯單元401確定三個條件1)是否已超過RULM發(fā)射的最大數(shù)量，2)遠程單元113以全功率發(fā)射RULM是否已大于預(yù)定次數(shù)，和3)基站是否已接收足夠的數(shù)據(jù)用于定位確定。在本發(fā)明的替換實施例中，由下面情況確定這些條件1)確定計數(shù)器402是否已超過MAX_MSGS，2)確定遠程單元113以全功率發(fā)射RULM是否已大于MAX_FULL_PWR，和3)確定是否已從現(xiàn)用基站接收到表示遠程單元113應(yīng)停止RULM發(fā)射的Ack。在步驟850，如果所有這些條件全部為假，邏輯流程進展到步驟855，使ACTION_TIME增加MSG_PERIOD，然后到步驟825，等待下一次發(fā)射的時間，否則邏輯流程繼續(xù)到步驟860，通過設(shè)定N為＂0＂復(fù)位計數(shù)器402。邏輯流程在步驟875結(jié)束。
雖然已參考特定實施例具體給出和描述了本發(fā)明，可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可做出形式和細節(jié)上的各種改進，其意圖是將這些改進包括在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在通信系統(tǒng)中定位遠程單元的方法，該方法包括步驟向遠程單元發(fā)送第一消息，其中第一消息命令遠程單元向服務(wù)基站發(fā)送第二消息；響應(yīng)第一消息接收從該遠程單元發(fā)射的第二消息；從第二消息確定服務(wù)基站和鄰近的基站；向遠程單元發(fā)射第三消息，其中第三消息命令遠程單元向服務(wù)基站和該鄰近基站發(fā)送第四消息；接收第四消息；和從第四消息確定遠程單元的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括命令鄰近基站調(diào)諧接收元件以獲得第四消息的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第三消息另外還命令遠程單元以一個規(guī)定的功率電平發(fā)射第四消息一段預(yù)定的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括命令鄰近基站在預(yù)定時間接收第四消息的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中經(jīng)一個尋呼信道向遠程單元廣播第一消息。
6.一種用于在通信系統(tǒng)中定位遠程單元的方法，該方法包括步驟命令通信系統(tǒng)中的多個基站發(fā)射第一消息，其中第一消息包括使遠程單元在規(guī)定時間發(fā)射第二消息的指令，表示將要發(fā)射的第二消息的字段，和開始第二消息發(fā)射的時間周期；在該多個基站接收第二消息；和從第二消息確定該遠程單元的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中命令通信系統(tǒng)內(nèi)該多個基站發(fā)射第一消息的步驟進一步包括命令通信系統(tǒng)內(nèi)的該多個基站發(fā)射第一消息的步驟，其中第一消息進一步包括進行第二消息重發(fā)的時間段，和遠程單元發(fā)射第二消息的功率電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括命令該多個基站調(diào)諧接收元件以獲得第二消息的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中第一消息另外還命令遠程單元周期發(fā)射第二消息一段預(yù)定的時間，和遠程單元發(fā)射第二消息的功率電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中經(jīng)一個尋呼信道向遠程單元廣播第一消息。
全文摘要
由初始經(jīng)尋呼信道廣播到遠程單元(113)的第一尋呼(廣域定位尋呼)的無線通信系統(tǒng)(100)內(nèi)的所有基站(101)確定遠程單元(113)在無線通信系統(tǒng)(100)中的位置。從遠程單元(113)對廣域定位尋呼的響應(yīng)確定正在服務(wù)的鄰近基站,并命令那些基站調(diào)諧接收元件以獲得定位期間將由遠程單元(113)發(fā)射的數(shù)據(jù)。然后,經(jīng)服務(wù)基站(101)向遠程單元(113)廣播第二消息(定位尋呼消息)。定位尋呼消息命令遠程單元(113)以增加的功率電平定期發(fā)射已知的遠程單元定位消息(RULM)預(yù)定次數(shù),以便可實現(xiàn)遠程單元(113)的定位。
文檔編號H04W64/00GK1245615SQ97181582
公開日2000年2月23日 申請日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月4日
發(fā)明者尤金·J·布魯克特, 斯蒂芬·H·桑德斯三世 申請人:摩托羅拉公司