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1. 用于使用来自一种蜂窝通信系统中的至少第一和第二基站的信号评估一个移动站的位置的无线电定位手机装置,其中,一个从所述第一基站接收的信号的相位旋转数值被评估,所述无线电定位手机装置包括:
一个存储器电路(17)用于累加补偿相位旋转的所述被接收的信
号。
2. 根据权利要求1的一种无线电定位手机装置,还包括:
一个加法器(16)与一个周期性地从所述第一基站发送的信号同步,在所述信号的一个周期内的相同定时中,用来将补偿相位旋转的所述接收的信号加到以前累加在所述存储器电路的信息中。
3. 根据权利要求2的一种无线电定位手机装置,还包括:
一个相位旋转评估电路(9),用于评估相对于所述第二基站的相位旋转数值;以及
一个相位差值计算电路(9),用于计算在所述第一和第二基站之间的相位旋转数值中的差值,
其中,只要在相位旋转的数值中的所述差值等于或小于一个阈值, 累加在所述存储器电路中的所述接收信号被反复地更新。
4. 根据权利要求2的一种无线电定位手机装置,还包括:
一个相位旋转评估电路(9),用于评估相对于所述第二基站的相
位旋转数值;以及
一个计算相关性电路(22)用于计算相对于所述第一基站的相位
旋转数值与相对于所述第二基站的相位旋转数值的相关性,
其中,只要所述的相关值等于或小于一个阈值,累加在所述存储
器电路中的所述接收信号反复地被更新。
5. 根据权利要求1的一种无线电定位手机装置,其中,所述存储器电路(17)在抽样过程中将信息累加二倍或多倍次数。
6. 一种无线电定位手机装置,包括:
一个信道评估电路(9),用于评估从一个基站接收的一个信号的相位旋转数值;
无线电定位手机装置本发明涉及一种使用蜂窝通信定位的移动站。
jp—A-7-181242公布一种基于CDMA系统,在该系统中,根据一种蜂窝方案设计,各自基站是被同步的GPS-在该系统中,一个移动站通过观测从每个基站发送的一个导频信号的接收定时被定位。
图3说明相关计算的实例结果。所说明的图形叫做"延迟分布"。该图形示出哪一个延迟路径被观测。水平轴表示延迟时间,即通过发送定时被补偿的接收定时。该延迟时间用被变换成一种扩展码的码片(chips)数的单位来表示。垂直轴表示相关计算的檢出,在该檢出中, 一个大的相关值指示信号的接收,即一个路径的存在。使用这些结果,有可能求出要求从一个基站传播到一个移动站的一个波形的相对延迟时间。这里,延迟时间用一个相对值表示,因为在一个基站中绝对时间是未知的。为了求出一个伪距,所求出的相对延迟时间可以乘以光速。当能够为至少三个或更多个基站求得伪距时,通过三角网可以评估一个移动站的位置。
一个移动站可以使用一种用来检测来自基站的信号的相关计算电
另一方面,与该位置检测有联系的工作没有要求提供立即响应。因此,所接收的数据可以一次被存储在存储器中,这样使得少量的去扩展电路反复地被使用,以便避免该电路规模的增大。但是,在多个基站中,来自远程的基站信号比来自邻近的基站的信号弱,这样使得
相关计算必须在一个长时间周期内被执行。为了在整个这样的长时间
周期内存储数据,就需要大量存储器。
在一个长时间周期内被执行的相关计算涉及另一个在下面将被讨论的问题。一些用在移动通信中的移动站可以使用一个频率精确度不那么高以便减小成本、并且与邻近的基站同步以便减小载频偏移(自
动频率控制(AFC)功能)的本机振荡器。但是,该AFC功能的有限能力使若干Hz频率差值保持在一个移动站和一个基站之间'这样使得即使不出现衰减也不能达到完全同步。由于这个缘故,一个被接收的信号的相位会产生若干Hz的慢速旋转。因此,即使一个移动站的用户是静态的或以大约步行速度正在慢速前进,一个被接收的信号仍继续旋转,从而在长时间周期内执行相干加法时会产生困难-
这里,相干加法指的是一种当修正一个信号的相位时用于增加一个信号的处理。随着对于N代码执行了相干加法,所希望的信号成分具有像当噪音功率或干扰功率是N倍时为N2倍的功率。因此,信号对噪音功率比通过n因子被改善'但是,该相位的旋转产生一个所希望的信号的相干增加,以致这样的效果被减小'
由于一个来自远程基站的信号等效地具有一个減小的S/I (信号对噪音功率比),因此相干加法的次数合乎希望地增加以便改善该信号质量。但是,由于信号旋转的上迷现象,该相干加法次数不能增加到超过一定的限度。例如,对于使用一个800MHz的载频并在AFC之后产生一种O.Olppm(百万分之几)的频率稳定性的移动站,该相位旋转的频率被计算到8Hz。假定相千加法所要求的相位旋转的限度在45度范围内,显然,该相干加法能够在0.015625秒(=1/8X 45/360 )被执行。如果该相干加法在长于这个时间周期内被执行,那么,结果将是相反地引起变坏的m的一个信号矢量的旋转。
上述问题通过一种无线电定位手机装置被解决,该装置用于评估使用来自一个蜂窝通信系统中至少第一和第二基站的信号的一个移动站的位置,其中,用于从第一基站接收的一个信号的相位旋转的数量被评估,并且,该无线电定位手机装置包括一个用于存储被接收的补
偿相位旋转的信号的存储器电路。
一个周期性信号从一个蜂窝基站被发送。该存储器电路具有一种累加一个周期的信号的能力。新接收的信息被加到以前被累加在存储器电路的信息中,然后该合成信息再一次被累加以便删除超过该信号
的一个周期的容量的存储容量。应注意的是,由于从一个CDMA基站发送的一个导频信号是一个非调制信号,因此相同模式以26.6毫秒(ms)的PN码周期被重复。因此,在这种情况下,要求该存储器只具有一种用于存储26.6ms的信息的容量。
根据本发明,为了给使用一个蜂窝通信系统的一个移动站定位, 有可能减小电路规模和存储器数量,并减少长周期相干加法所要求的操作次数。
由天线1接收的信号通过RF单元2被变换成基带信号'被变换的信号通过A/D变换器再变换成数字信号.CDMA信号处理单元4用作测量从基站发射的参考信号的接收定时。该接收定时可以通过执行一种被接收的信号与参考信号的相关计算(去扩展)被捕获'CDMA 信号处理单元4也接收基站上的信息。例如,在符合一种cdma-one 方案设计的蜂窝系统中,每个基站按照它发送参考信号的定时可以从存储在SYNC信道中的PN码传输定时的偏移值认出。因此,该传输定时可以计算。移动站从接收定时中减去该传输定时以便求出传播延迟。CPU6是从传送和接收定时评估传播距离的单元,这样获得的传播距离用来从综合信息中评估移动站的位置。图2详细地说明CDMA信号处理单元4。
A/D变换器3的输出由选择器18选择,并被输入到峰值检测电路。该峰值检测电路具有一个去扩展电路19和一个分布形成电路21。当改变扩展码时该去扩展电路19执行一种滑动相关操作以便搜寻一个路径接收定时。该分布形成电路21是一种用于寻找具有大功率的有效路径的设备。
当一个路径被找到时,一个SYNC信道接收机就进行用于接收同步地从基站发送的SYNC信道的操作。CDMA方案设计的SYNC信道包含在一个基站的传揄定时上的信息,即一个PN码定时偏移值' 当基站发送PN码时,该信息指示相对于该系统的传输时间的延迟, 并且依靠该信息展现该基站以哪种定时发送信号'此外,.由于该信息还包含用于识别该基站的ID,因此该基站能够被识别'该基站ID信息可以被利用来恢复该基站的位置。该基站的位置信息可以包含在移动站的存储器中或通过网络获得。
SYNC信道的接收按以下程序执行。尤其是,在去扩展电路7中的信号发生器按一个路径相位执行去扩展,该路径相位通过使用SYNC 信道的扩展码的峰值检测电路被检测。去扩展电路8同样地按一个路径相位执行去扩展,该路径相位通过使用一个导频信道的扩展码的峰值检测电路被检测。一个信道评估电路9对去扩展电路8的结果求平均值以便评估一个信道。一个被评估的信道的复共轭被计算以便求出用于补偿在该信道上所经受的相位旋转的矢量。为了执行检测,检测器电路10将去扩展电路8的输出乘以相位旋转补偿的矢量。随后的去交错电路11,去重复电路12,维特比电路13,非成帧电路14是一组用于对编码信道解码的单元,为了传输信息和掩饰画面(帧),该编码被执行。包含在SYNC信道中的基站信息(包括PN码定时偏移,基站ID等等)经由这些单元通过传送SYNC信道被提取。
为了在图1的AFC5上产生控制信息,在移动站和基站之间的频率差值从信道评估电路9被读出,此外,为了评估被接收的信号的相位旋转,可以依靠一个被评估的信道。一个倍增器15补偿被接收的信号的相位旋转。在所接收的信号的相位旋转被抑制之后,它就被累加在存储器电路17中。这里,存储器电路17能够累加在一个导频信号的PN码的长度内的数据。在其后所接收的PN码的长度中的信息在加法器16中被累加到以前累加在存储器电路17中的信息中,然后,该结果被再累加在存储器17中。结果,被累加在存储器17中的信息被更新。当更新被执行很多次时,S/I (信号对干扰功率比)被改善。
其次,参照图4将说明执行相干加法的一种方法。在所接收的信息中的一个导频信号是非调制信号,在每个PN码周期内,它完全重复相同的模式。由于在各自基站之间通过GPS确保同步,因此该导频信号将不会相互滑动。此外,通过图2中的信道评估电路9和乘法电路15所接收的导频信号将补偿旋转。因此,在各自代码周期中的累加的结果在所匹配的抽样定时中被相加以便完成在各自信号中的导频信号的相干加法.图4示出在每个周期1-N中在相同的抽样定时范围内被抽样的信号按这个次序相加。
接着,将说明旋转的补偿。通过使用来自表现所接收信号的最好质量的基站的信号评估相位旋转。所接收的信号的相位的旋转通过基站和移动站之间的栽频中的偏移产生,或通过由于改变信道的衰减影响而产生.
由于基站之间的频率偏移小,因此涉及所有基站的栽频偏移可以通过旋转补偿来补偿,该旋转补偿取自从一个特定的基站发送的信号。因为该载频偏移是一个及时变化的小偏移值,因此,一个由统计计算评估该偏移值的线性补偿对访问该频率偏移是有效的。使用这种方法甚至能够从一个以前所接收的信号中被评估。当然,为了评估下一个周期中的相位旋转补偿的数值,该评估频率偏移可以有效地通过在每个PN码周期或每帧周期评估一个信道的方法来实现。
另一方面,由于基站上的衰减的影响从一个基站到另一个基站各不相同,不能依靠来自单个基站的信息从所有基站补偿信号。因此'如果衰减影响大,那么在适当的次数之后该相干加法必须通过某种方法中止。
下面将说明该相干加法被中止的条件。去扩展电路8和用于评估一个信道的信道评估电路9将从多个基站而不仅仅是一个基站评估导频信号的信道.计算相关电路22为由这些不同的基站所产生的评估结果计算相关值。一个相关的较小的绝对值表示一种较大的衰减影响。因此,当该相关值低于一个阈值时,在存储器电路17中的信息累加被中止。例如,一个适当的阈值可以大约是0/7。这个值与相对于来自第一基站信号的第二基站信号的45度旋转相对应.并意味着降低大约3dB。
下面将说明相干加法被中止的另一个条件。一种与该相干加法相关连是增加在各自基站之间的相位旋转数值中的差值,因此,信道从多个基站的导频信号中被评估,并且在基站之间求出在信道的相位旋转中的差值.如果该差值增加到超过某个数值,那么,这就表示在该信道上衰减的影响在增加,这样使得在存储器电路17中的信息累加被中止。例如,在相位旋转中的差值超过45度的条件下该累加被中止' 当在相关值为0.7的基础上确定累加中止时,这个条件对应于该相关值。
对于在任何上述中止条件的基础上的适当PN码周期,在该数据已被累加在存储器电路17中之后,选择器18被切换以便将累加在存储器电路17中的内容输入到峰值检测电路。这样,被累加在存储器电路17中的导频信号可以是去扩展信号。由于所接收的数据被累加在存储器电路17中,因此,相同的信息可以反复地提供任意次数。如果在去扩展电路19中该信号相位被改变,那么,该去扩展可以借助延迟数量的变化被执行。因此有可能在不增加去扩展电路规模的基础上产生延迟分布。另外,由于存储器电路17只要求足够存储一个PN码周期的数据的容量,因此,存储器电路17的规模也能够减小。一个相干加法电路20是一个用来执行PN码长度范围内的相干加法的单元。由于当时扩展到多个PN码长度的相干加法已完成,该数据被累加在存储器电路17中,在该PN码长度内,该相干加法足够进行操作。因此, 有可能减少要求产生延迟分布的操作次数。
为了减小存储器电路17的规模,希望减少全部抽样数。由于一种内插法被执行以便从以前产生的分布中评估一个峰值,因此,在全部抽样过程中累加在存储器电路17中的信息可以是二倍次数,以便改进减少存储器数量的作用.
