專利名稱：用于使用uwb信號，傳送/接收緊急營救請求的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于傳送/接收緊急營救信號的裝置和方法，以及更具體地說，涉及在緊急情況下，能通過超寬頻帶(UMB)信號，快速請求營救的緊急營救請求裝置和方法，與時間和地點無關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著移動通信的相對近的到來，在使用移動通信終端來執(zhí)行緊急事件方面有增加。然而，在緊急情況下，在移動終端上向營救隊報告緊急事件的人通?；靵y以及不能充分地解釋他的位置。這在報告者不能精確地識別緊急事件所處的位置的情況下尤其是這樣。因此，報告者可能不能及時地報告該緊急事件以解決該情形。
因此，提供了使用移動通信終端的位置定位服務(wù)。特別地，已經(jīng)開發(fā)了下述方法來解決報告者難以確定他的位置，即定位的問題。
使用移動通信終端的位置定位服務(wù)可以通過使用在歸屬位置寄存器(HLR)中記錄的小區(qū)位置，以及使用來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的位置信息來實現(xiàn)。另外，位置定位服務(wù)可以使用通過專用網(wǎng)，基于網(wǎng)絡(luò)的方法，用于通過測量從移動通信終端輸入的信號的到來角度，計算移動通信終端的位置的方法(到來角AOA)，以及使用電波到來的時間的方法(到來時間TOA)。此外，位置定位服務(wù)也可以使用合并兩種方法來確定更精確位置的混合方案。
上述方法是用于測量當(dāng)前移動通信系統(tǒng)以及GPS中的移動通信終端的位置的典型技術(shù)，以及因為寬帶碼分多路訪問(WCDMA)的頻率特性限制和多路徑特性，具有僅幾百至幾十米的分辨率。
在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)如上所述，發(fā)生緊急事件時，用戶必須直接通過移動通信終端，通知適當(dāng)當(dāng)局。然而，在一些緊急件中，諸如房屋倒塌、塌方或綁架，用戶不能使用移動終端。另外，當(dāng)在難聽區(qū)域，諸如房屋倒塌的情況，因為不能通過石層傳送電波，并且分辨率相當(dāng)?shù)停y以確定用戶的位置。
例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)受害者離開移動通信服務(wù)區(qū)，并且在大山中迷路，或當(dāng)大山災(zāi)害或森林火災(zāi)發(fā)生時，不可能通過傳統(tǒng)的方法通知緊急事件當(dāng)局或確定受害者的精確位置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，做出本發(fā)明來解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，以及本發(fā)明的目的是提供當(dāng)緊急事件發(fā)生時，通過移動通信終端中的UMB信號，傳送/接收緊急營救信號的裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種使用移動通信終端中的超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求方法，該緊急營救請求方法包括接收包括用于移動通信終端的緊急營救模式的控制內(nèi)容的控制消息；根據(jù)所接收的控制消息，轉(zhuǎn)變成緊急營救模式；當(dāng)移動通信終端處于緊急營救模式中時，生成UWB信號；以及傳送所生成的UWB信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于使用移動通信終端中的超寬頻帶(UWB)信號，傳送緊急營救請求的方法，該方法包括當(dāng)移動通信終端處于緊急營救請求模式中時，獲得GPS位置信息，生成包括所獲得的GPS位置信息和用于該終端的信息的UWB營救信號；以及發(fā)送所生成的UWB營救信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使用超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求裝置，該裝置包括接收信號強度測量單元，用于定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)；基帶處理器，用于生成包括具有表示緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于該裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用于輸出通過UWB調(diào)制從基帶處理器提供的最終位流獲得的UWB信號；以及控制器，用于根據(jù)來自接收信號強度測量單元的輸出值，識別出現(xiàn)緊急事件，為基帶處理器提供具有表示緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于該裝置的信息，從而控制將從該裝置傳送的UWB信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使用超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求裝置，該裝置包括基帶處理器，用于生成包括具有表示緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于該裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用于輸出通過UWB調(diào)制從基帶處理器提供的最終位流獲得的UWB信號；以及控制器，用于接收包括用于緊急營救模式的控制內(nèi)容的控制消息，分析所接收的控制消息，根據(jù)分析結(jié)果，生成UWB信號，以及控制將從裝置傳送的UWB信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于使用超寬頻帶(UWB)信號，接收緊急營救請求的裝置，該裝置包括UWB信號接收機，具有用于從預(yù)定終端接收UWB信號的四個天線；UWB信號放大器，用于放大從UWB信號接收機輸入的信號；交叉關(guān)聯(lián)器，用于交叉關(guān)聯(lián)從UWB信號放大器輸入的信號；峰值檢測器，用于通過從交叉關(guān)聯(lián)器輸出的值，檢測峰值以及計算時間差；坐標操作單元，用于通過峰值檢測器計算的時間差，計算終端的位置坐標；以及坐標顯示單元，用于顯示所計算的位置坐標。


從下述結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將更加顯而易見，其中圖1是示意性地示例說明根據(jù)每個頻帶的頻譜的圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例，能請求緊急營救的相應(yīng)終端的框圖；圖3是示意性地示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，在緊急營救請求后，搜尋操作過程的流程圖；圖4是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于將UWB信號從相應(yīng)的終端傳送到搜尋裝置的過程的流程圖；圖5是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，來自搜尋裝置的UWB信號請求過程的流程圖；圖6是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，控制消息的格式結(jié)構(gòu)的圖；圖7是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，在圖6的控制消息的格式中，數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)例子的圖；圖8是示意性地示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的搜尋裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；圖9是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于顯示相應(yīng)終端的位置的搜尋裝置的屏幕的圖；以及圖10是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，找出相應(yīng)終端的位置的方法的圖。
具體實施例方式
在下文中，將參考附圖，描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。相同的標記用來表示如在其他圖中所示的相同的元件。在本發(fā)明的下述描述中，將省略包含在其中的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細描述，當(dāng)它會使本發(fā)明的主題反而不清楚時。
在本發(fā)明中，當(dāng)緊急事件，諸如房屋倒塌或塌方發(fā)生時，可以經(jīng)移動通信終端，提供緊急事件發(fā)生的位置。為提供這種功能，當(dāng)發(fā)生這種緊急事件時，根據(jù)本發(fā)明的三個實施例，可以執(zhí)行營救請求。
在第一實施例中，攜帶相應(yīng)終端的受害者按壓緊急營救請求鍵，然后連接到營救中心，以便受害者能通過與管理員通信，將受害者的大致位置通知營救中心。
在第二實施例中，當(dāng)受害者在山中迷路等等，并不知道他的大概位置時尤其有用，受害者按壓緊急營救請求鍵，并連接到營救中心。同時并自動地發(fā)送指示受害者位置的GPS信息。這樣，受害者能夠通知營救中心受害者的位置。
在第三實施例中，當(dāng)受害者不能直接向營救中心報告緊急事件時，已經(jīng)識別出該情形的另一人向營救中心報告緊急事件。用這種方式，營救中心能確定緊急事件發(fā)生的大致位置。
當(dāng)通過上述方法接受營救請求時，營救中心基于GPS位置信息或報告者的陳述，將營救隊派遣到確定位置，以及通過根據(jù)本發(fā)明的搜尋裝置，找出相應(yīng)終端的精確點。
在此，營救隊通過搜尋裝置，從在確定位置的受害者的相應(yīng)終端，接收UWB信號，并找到受害者的精確位置。其中，搜尋裝置使用UWB方案來克服頻率特性的限制和寬帶CDMA的多路徑特性。
當(dāng)緊急事件發(fā)生時，當(dāng)受害者按壓緊急營救請求鍵時，可以從相應(yīng)的終端發(fā)送UWB信號。當(dāng)服務(wù)區(qū)由于突發(fā)災(zāi)難改變成難聽區(qū)，相應(yīng)終端不能通信時，可以自動發(fā)送UWB信號。另外，當(dāng)從營救中心或從搜尋裝置接收控制消息時，可以發(fā)送UWB信號。特別地，由于UWB信號具有100m的最大傳輸距離，營救隊能到達緊急事件的大致位置以便使用搜尋裝置，找出相應(yīng)終端的精確位置。
在給出有關(guān)本發(fā)明的描述前，下文將簡單地描述UWB。
UWB方案是通過大于幾GHz的寬頻帶，提供信息的無線通信方案。UWB方案使用幾納秒或幾皮秒的非常窄的脈沖，在不受傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的干擾和影響的噪聲的情況下，共享和使用具有非常低的頻譜的頻率。因此，可以使用UWB方案，而沒有頻率的限制。
參考圖1，如圖1所示，當(dāng)將UWB的頻譜分布與窄帶方案(30KHz)30和寬帶CDMA方案(5MHz)20比較時，人們能看出與其他方案相比，在寬帶上，UWB方案(幾GHz)10顯示出非常低的功率頻譜密度。因此，UWB方案由于這種特性，接受多路徑環(huán)境。此外，由于UWB方案具有高的穿透性，它易于穿過非金屬材料的屏障。
當(dāng)使用這種特性時，即使在視線(LOS)環(huán)境以外的室內(nèi)環(huán)境或隱蔽環(huán)境中，也可以接收信號。因此，將UWB方案應(yīng)用于位置識別系統(tǒng)，以便可以獲得最高達“厘米”單位的非常高的分辨率。另外，當(dāng)相應(yīng)終端的大致位置已知時，可以通過UWB信號，跟蹤相應(yīng)終端的精確位置。特別地，即使諸如由于房屋倒塌或塌方，受害者掩埋的緊急事件，根據(jù)本發(fā)明，通過UWB信號，也可以找出掩埋受害者的精確點。
本發(fā)明提供當(dāng)發(fā)生緊急事件時，能找出相應(yīng)終端的精確位置的搜尋裝置。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明，從相應(yīng)終端傳送UMB信號時，搜尋方可通過搜尋裝置，找出傳送UWB信號的精確點。
其中，搜尋裝置由所接收的UWB信號，估計發(fā)生緊急事件的位置，計算精確位置，以及在搜尋裝置的屏幕上顯示所計算的位置。其中，當(dāng)發(fā)生緊急事件時，可以將到來時間差(TDOA)方案用作用于找出相應(yīng)終端的精確位置的方法。
其中，TDOA方案是指用于通過從不同位置傳送的信號間的到來時間差，確定位置的方案。具體地，搜尋方能通過該TDOA方案，測量與從兩個基站到終端的距離間的差值成比例的電波的到來時間差，以及確定終端位于具有離兩個基站的距離的恒定差的位置，即，終端位于采用兩個基站作為焦點的雙曲線上。類似地，搜尋方能測量從三個或多個基站傳送的電波的到來時間差，以及確定終端位于將每個基站用作焦點的雙曲線的交點上。
在下文中，將參考圖2，描述能請求緊急營救的相應(yīng)終端的操作。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例，能請求緊急營救的相應(yīng)終端的框圖。
首先，控制器200控制相應(yīng)終端100的通用操作，諸如無線通信和數(shù)據(jù)處理的典型實現(xiàn)。
該控制器200根據(jù)本發(fā)明的實施例，執(zhí)行其他操作。首先，當(dāng)受害者按壓用于請求營救的緊急營救請求鍵時，控制器200控制將形成的到營救中心的通信通路。因此，當(dāng)終端連接到營救中心時，受害者向管理員說明受害者的大致位置。然后，管理員將營救隊派遣到受害者所報告的大致位置以及營救隊開始搜尋操作。在下述說明中，根據(jù)本發(fā)明的實施例，搜尋操作是指營救隊尋找從搜尋裝置傳送UWB信號的相應(yīng)終端的位置的過程。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，當(dāng)受害者按壓緊急營救請求鍵時，控制器200控制由受害者攜帶的相應(yīng)終端以便連接到營救中心以及同時傳送用于相應(yīng)終端的GPS定位信息。另外，第三方可以向營救中心報告緊急事件發(fā)生的位置，以便營救隊能在緊急事件發(fā)生的大致位置執(zhí)行搜尋操作。
在如上所述的方法中，當(dāng)受害者按壓緊急營救請求鍵時，控制器200控制相應(yīng)的終端以便連接到營救中心以及傳送UWB信號。對該控制，控制器200傳送具有表示緊急營救信號的預(yù)定圖案的位流，以及用于向基帶處理器240公開受害者的身份的信息。
另外，控制器200控制UWB信號以便將在預(yù)定時間發(fā)送，即，由于發(fā)生緊急事件，諸如房屋倒塌，服務(wù)區(qū)變成難聽區(qū)的時間點。換句話說，控制器200定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)。然后，當(dāng)相應(yīng)終端不能通信超過預(yù)定時間周期時，控制器200控制UWB信號自動傳送。當(dāng)受害者變得無意識以及不能按壓緊急營救請求鍵時，將允許自動傳送UWB信號。
用這種方式，通過第三方的報告，營救隊到達緊急事件的大致位置，以及經(jīng)由搜索裝置，接收自動傳送的UWB信號，以便營救隊能找出緊急事件發(fā)生的精確點。如上所述，控制器200確定受害者已經(jīng)按壓緊急營救請求鍵還是相應(yīng)的終端突然不能通信超過預(yù)定時間周期。作為確定的結(jié)果，控制器200控制UWB信號的傳輸。
顯示單元210在控制器200的控制下，輸入和顯示從鍵輸入單元220輸入的鍵輸入數(shù)據(jù)，或通過圖標和字符，顯示相應(yīng)終端100的操作狀態(tài)和各種信息。另外，當(dāng)用戶設(shè)置或操作必要功能，例如用戶請求緊急營救時，顯示單元210在控制器200的控制下，允許可視地顯示緊急營救信號，即UWB信號的傳輸狀態(tài)。
鍵輸入單元220具有各種鍵，包括數(shù)字鍵和向控制器200提供用戶輸入的鍵輸入數(shù)據(jù)。即，鍵輸入單元220根據(jù)每個鍵的輸入，輸出相應(yīng)的鍵輸入數(shù)據(jù)。從鍵輸入單元220輸出的鍵輸入數(shù)據(jù)被輸入到控制器200?？刂破?00判斷對應(yīng)于所輸入的鍵輸入數(shù)據(jù)的鍵輸入，然后根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的操作。另外，可以單獨地提供根據(jù)本發(fā)明的實施例的緊急營救請求鍵，或通過執(zhí)行其他功能的現(xiàn)有功能鍵，可以執(zhí)行其功能。
連接到控制器200的存儲器230包括用于存儲用于控制相應(yīng)終端100的操作的多個程序和信息的只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)、語音存儲器等等。
另外，射頻(RF)組件250通過天線，將RF信號傳送到基站/從基站接收RF信號。即，RF組件250將所接收的RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號以及將所轉(zhuǎn)換的信號輸出到基帶處理器240。相反，RF組件250將從基帶處理器240輸入的IF信號轉(zhuǎn)換成RF信號以及傳送該RF信號。其中，基帶處理器240是在控制器200和RF組件250間提供接口的基帶模擬ASIC(BAA)。即，基帶處理器240將從控制器200施加的基帶數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬IF信號以及將它們施加到RF組件250。與此相反，基帶處理器240將從RF組件250施加的模擬IF信號轉(zhuǎn)換成基帶數(shù)字信號以及將它們施加到控制器200。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，基帶處理器240從控制器200接收位流，其具有表示緊急營救信號的預(yù)定圖案，以及來自控制器200的用于相應(yīng)終端的信號。其中，用于相應(yīng)終端的信息是允許搜尋方公開受害者的身份的信息以及包括相應(yīng)終端的電話號碼等等。另外，基帶處理器240生成將通過在IEEE802.15.3標準中公開的介質(zhì)訪問控制(MAC)傳送的最終位流，以及將最終位流傳送到UWB信號輸出單元260。然后，UWB信號輸出單元260在控制器200的控制下，UWB調(diào)制從基帶處理器240提供的位流，以及將所調(diào)制的位流傳送到搜尋裝置。
優(yōu)選地，控制器200通過接收信號強度測量單元270，測量RSSI以便確定由于緊急事件的難聽區(qū)的發(fā)生。接收信號強度測量單元270定期測量RSSI，將所測量的RSSI與參考RSSI進行比較，以及向控制器200提供比較結(jié)果。特別地，當(dāng)所測量的RSSI顯示在預(yù)定時間點，與參考RSSI相比，大于預(yù)定值的相當(dāng)大的差別時，可以確定由于緊急事件，服務(wù)區(qū)已經(jīng)改變成難聽區(qū)。否則，當(dāng)所測量的RSSI小于參考RSSI，表示出現(xiàn)緊急事件時，與上述相同，可以確定緊急狀況。
另外，根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)終端100進一步包括用于接收從GPS衛(wèi)星接收的GPS信號的GPS接收機280。當(dāng)按壓營救請求鍵時，控制器200將由GPS接收機280提供的信號(即GPS位置信息)傳送到營救中心以便找出相應(yīng)終端100的大致位置。
在下文中，將參考圖3，描述根據(jù)本發(fā)明的實施例，在緊急營救請求后的搜尋操作過程。圖3是示意性地示例說明在緊急營救請求后的搜尋操作過程的流程圖。
如圖3所示，搜索操作過程包括在步驟300的緊急營救請求、步驟310的營救中心連接、步驟320的用于相應(yīng)終端的位置校驗步驟，以及通過搜尋裝置，步驟330的搜尋操作。
首先，緊急營救請求步驟300是受害者通過按壓相應(yīng)終端的緊急營救請求鍵請求營救或在意識到出現(xiàn)緊急事件后，第三方請求營救的步驟。其中，當(dāng)受害者按壓緊急營救請求鍵時，通過典型的移動通信網(wǎng)，在營救中心接受報告以及生成UWB信號。即，當(dāng)按壓緊急營救請求鍵時生成UWB信號。另外，當(dāng)相應(yīng)終端位于難聽區(qū)達預(yù)定時間周期時，可以自動生成UWB信號。
接著，營救中心連接步驟310是在直接按壓緊急營救請求后，受害者與營救中心的管理員通信以及描述受害者的位置，或在第三方直接撥打營救中心，第三方描述緊急事件發(fā)生的位置的情況下的步驟。
然后，用于相應(yīng)終端的位置校驗步驟320是營救中心通過由受害者或第三方報告的內(nèi)容，或在營救中心中接收的GPS位置信息，確定相應(yīng)終端的大致位置的步驟。
最后，搜尋操作步驟330是接收報告的營救隊到達確定位置，接收從受害者的相應(yīng)終端傳送的UWB信號，通過UWB信號，找出相應(yīng)終端所處的精確位置，然后執(zhí)行營救操作的步驟。
如上所述，營救中心通過GPS信息或緊急事件的報告者的信息，確定相應(yīng)終端的大致位置，然后將營救隊派遣到該位置。然后，營救隊能通過搜尋裝置接收的UWB信號，找出緊急事件的精確位置。
在下文的描述中，為接收具有最大100m的傳輸距離的UWB信號，以及執(zhí)行位置跟蹤，優(yōu)選地，營救隊在緊急事件發(fā)生的大致位置處，開始搜尋操作。
當(dāng)受害者通過直接按壓緊急營救請求鍵，請求營救時，傳送UWB信號。然而，可以當(dāng)緊急事件，諸如房屋倒塌或塌方時，受害者變得無意識以及不能按壓緊急營救請求鍵。在下文中，將參考圖4，描述受害者不能通過直接按壓緊急營救請求鍵，請求營救的情形，圖4是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，將UWB信號從相應(yīng)的終端傳送到搜尋裝置的過程的流程圖。
首先，在步驟400，相應(yīng)終端100通過接收信號強度測量單元270，定期測量RSSI。然后，在步驟410，相應(yīng)終端100確定相應(yīng)終端100是否能與其他終端通信。
用于確定相應(yīng)終端100是否能與其他終端通信的標準如下。在第一標準中，相應(yīng)終端100定期測量RSSI以及確定所測量的RSSI是否小于表示出現(xiàn)緊急事件的參考RSSI。作為確定結(jié)果，當(dāng)所測量的RSSI小于參考RSSI時，相應(yīng)終端100轉(zhuǎn)變成緊急營救模式。在第二標準中，當(dāng)所測量的RSSI具有離參考RSSI大的差值時，相應(yīng)終端100轉(zhuǎn)變成緊急營救模式。其中，可以通過與運營商，或移動通信業(yè)務(wù)供應(yīng)商協(xié)商，預(yù)先確定參考RSSI。
作為確定結(jié)果，當(dāng)測量到表示由于緊急事件，相應(yīng)終端100不能與其他終端通信的RSSI時，在步驟420，相應(yīng)終端100生成和傳送UWB信號。然后，在步驟440，搜尋裝置110檢測UWB信號以及通過跟蹤移動終端100的位置，跟蹤受害者的精確位置。
例如，即使由于緊急事件，諸如塌方，受害者變得無意識，相應(yīng)終端能通過RSSI的定期測量，確定它突然不能與其他終端通信。因此，搜尋裝置接收自動傳送的UWB信號，計算精確點，以及在屏幕上顯示所計算的點，從而允許營救隊找出受害者的位置。
在本發(fā)明的另外的實施例中，當(dāng)受害者由于緊急事件，不能向營救中心發(fā)送緊急營救請求信號時，營救中心或搜尋裝置能遠程傳送允許從相應(yīng)終端傳送UWB信號的控制消息。
在下文中，將參考圖5至7，描述用于允許將UWB信號從搜尋裝置傳送到相應(yīng)的終端的控制消息的傳送過程。圖5是示例說明搜尋裝置的UWB信號請求過程的流程圖，圖6是示例說明控制消息的格式結(jié)構(gòu)的圖，以及圖7是示例說明以圖6的控制消息的格式的數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)例子的圖。
首先，當(dāng)接受通知出現(xiàn)緊急事件的報告時，營救中心記錄用于相應(yīng)終端的信息以便緊急跟蹤。其中，報告是用于請求用于位于緊急事件發(fā)生的地方的相應(yīng)終端的緊急跟蹤的報告。通過攜帶相應(yīng)終端的受害者、想找到受害者的家人，或緊急事件發(fā)生的地方附近的人的營救請求，可以生成報告。另外，用于相應(yīng)終端的信息包括相應(yīng)終端的電話號碼和大致位置信息。因此，營救中心能將營救隊派遣到緊急事件發(fā)生的大致位置。
營救隊通過搜尋裝置，接收UWB信號以便找到受害者的精確位置。搜尋裝置包括用于控制從相應(yīng)終端傳送的UWB信號的功能。另外，當(dāng)營救中心接受報告時，營救中心也可以控制UWB信號。這種控制通過將預(yù)定控制消息傳送到相應(yīng)終端來實現(xiàn)。
在下文中，將參考圖5，描述搜尋裝置控制從相應(yīng)終端傳送的UWB信號的過程。
首先，在營救隊到達緊急事件發(fā)生的大致位置后，營救隊通過搜尋裝置110，向相應(yīng)終端100傳送控制消息。
具體地，在步驟500，搜尋裝置110確定是否從營救隊接收用于執(zhí)行緊急跟蹤的鍵輸入。當(dāng)從營救隊接收用于執(zhí)行緊急跟蹤的鍵輸入時，在步驟510，搜尋裝置110生成為包括用于相應(yīng)終端100的緊急營救模式的控制內(nèi)容的控制消息的緊急跟蹤請求消息。然后，在步驟520，將所生成的緊急跟蹤請求消息傳送到相應(yīng)終端100。
當(dāng)從搜尋裝置110接收緊急跟蹤請求消息時，相應(yīng)終端100轉(zhuǎn)變成緊急營救模式。然后，在步驟530，相應(yīng)終端100分析緊急跟蹤請求消息并根據(jù)分析結(jié)果，生成UWB信號。如上所述，生成UWB信號的過程發(fā)生。在步驟540，相應(yīng)終端100將所生成的UWB信號傳送到搜尋裝置110。因此，在步驟550，搜尋裝置110開始跟蹤相應(yīng)終端100的精確位置。其中，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過算法，執(zhí)行精確位置的跟蹤。
在給出有關(guān)該搜尋裝置的詳細描述前，將描述上述緊急跟蹤請求消息。
緊急跟蹤請求消息是控制消息，其包括用于相應(yīng)終端100的緊急營救模式的控制內(nèi)容以及控制從相應(yīng)終端100傳送的UWB信號。緊急跟蹤請求消息可以通過短消息服務(wù)(SMS)傳送。為將緊急跟蹤請求消息從營救中心或搜尋裝置110傳送到相應(yīng)終端100，在營救中心或搜索裝置110和相應(yīng)終端100間，預(yù)先確定表示緊急跟蹤請求消息是允許傳送UWB信號的消息的消息格式。
緊急跟蹤請求消息具有如圖6所示的典型短消息格式。短消息的一幀包括用于識別消息的消息ID字段、表示短消息的優(yōu)先級的優(yōu)先級字段、保密字段、用戶數(shù)據(jù)字段和傳送/接收短消息所需的各種字段。其中，用戶數(shù)據(jù)字段是表示在通常短消息中，從呼叫者傳送到接收者的實際數(shù)據(jù)的字段。在用戶數(shù)據(jù)字段中，預(yù)定高位字節(jié)用于表示緊急跟蹤請求消息是允許傳送UWB信號的消息。
特別地，“USER DATA”字段的“DATA TYPE”字段指定數(shù)據(jù)類型和表示傳輸數(shù)據(jù)的類型，如圖7所示。參考圖7，“DATA TYPE”字段包括根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)類型的特定碼。從這些碼中，在為未來使用預(yù)留的、具有十六進制值21-6F、A0-BF和E0-FF的數(shù)字部分，定義表示緊急跟蹤請求消息的數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)在“USER DATA”字段的第一字節(jié)中記錄上述十六進制值時，能理解到在“DATA TYPE”字段中記錄的數(shù)據(jù)是緊急跟蹤請求消息。
詳細地，在SMS標準的3GPP TS 23.040中，當(dāng)TP用戶數(shù)據(jù)頭標識符(TP-UDHI)具有值1時，在用戶字段中定義存在傳輸層協(xié)議使用數(shù)據(jù)頭(TP-UDH)，以及通過使用TP-UDH，將特定屬性分配到短消息的用戶數(shù)據(jù)。特別地，在3GPP TS 23.040中定義的TP-UDH的結(jié)構(gòu)包括信息元標識符(IEI)和信息元數(shù)據(jù)(IED)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在為未來使用而預(yù)留的數(shù)字部分中，定義用于UWB的新IEI。因此，搜索裝置允許相應(yīng)終端確定相應(yīng)的IEI是否包括在所接收的緊急跟蹤請求消息的頭部中。當(dāng)相應(yīng)的IEI包括在頭部中時，搜尋裝置被迫操作相應(yīng)的終端意識到所接收的消息是緊急跟蹤請求消息以及傳送UWB信號的功能。
在由本發(fā)明的實施例提出的TP-UDH的一個例子中，定義“TP-UDHI＝1”，以及在SMS用戶數(shù)據(jù)頭中，定義“UDHL＝3”、“IEI＝0x40”和“IEDL＝1”和“IED＝0x32”。這表示要求Tx輸出值具有-50dBm的值。其中，IEI表示“UWB請求的傳輸功率”以及IED表示“所請求的傳輸功率(-dBm)”。如上所述，可以通過SMS，控制UWB信號的傳輸。因此，當(dāng)在搜尋裝置中接收的UWB信號弱時，營救隊能通過逐步增加搜尋裝置的輸出功率，執(zhí)行搜尋操作。
緊急跟蹤請求消息包括表示緊急跟蹤請求消息是用于控制將從相應(yīng)終端100傳送的UWB信號的控制消息的預(yù)定代碼。另外，緊急跟蹤請求消息包括用于控制輸出UWB信號的輸出值的預(yù)定代碼值。因此，相應(yīng)終端100可以根據(jù)用于控制輸出UWB信號的輸出值的預(yù)定代碼值，確定UWB信號的輸出值。
在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于在已經(jīng)從相應(yīng)終端手動或自動傳送UWB信號后，通過搜尋裝置，計算相應(yīng)終端的精確點，尋找受害者的過程。
搜尋裝置表示用于搜尋傳送UWB信號的相應(yīng)終端的位置并具有如圖8所示的結(jié)構(gòu)的裝置，圖8是示意性表示搜尋裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖8所示，搜尋裝置包括具有用于接收UWB信號的四個天線的UWB信號接收機800、用于放大所接收的UWB信號的UWB信號放大器810、用于交叉關(guān)聯(lián)所接收的信號的交叉關(guān)聯(lián)器820、峰值檢測器830、坐標操作單元840和坐標顯示單元850。峰值檢測器830檢測從交互關(guān)聯(lián)器820輸出的峰值，以及計算彼此相關(guān)的兩個接收信號間的時間差。坐標操作單元840通過由峰值檢測器830計算的時間差，計算受害者的位置坐標。坐標顯示單元850顯示最終位置坐標。
其中，搜尋裝置的屏幕，即，坐標顯示單元850顯示基于如圖9所描述的搜尋裝置的搜尋裝置和相應(yīng)終端100間的距離以及方向。圖9是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于顯示相應(yīng)終端100的位置的搜尋裝置的屏幕的圖。換句話說，在圖9中，通過數(shù)字710，在坐標顯示單元850上顯示相應(yīng)終端100和搜尋裝置間的相對距離。另外，通過在相應(yīng)終端100的方向中指向的針700，在坐標顯示單元850上顯示相對于搜尋裝置的相應(yīng)終端100的方向。
搜尋裝置將TDOA方案用作用于接收UWB信號，以及計算相應(yīng)終端的位置的定位方法。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于基站的坐標(即電波的檢測位置)具有隨機位置，有必要解非線性方程式來計算兩個雙曲線的相交的坐標。為此，有必要使用由Taylor系列、Chan和Ho提出的方法。然而，在這些方法中，它們的算法難解以及計算復(fù)雜。因此，需要簡化的算法。
在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例，有關(guān)用于跟蹤相應(yīng)終端的方法的算法。
為易于獲得兩個雙曲線的交點，如圖10所示，嚴格地放置天線。即，將四個天線確定為放在位置L、R、F和B。另外，以四個天線形成具有長度為2L和2K的對角線的菱形，以及每個天線的坐標相對于原點，為R(K，0)，L(-K，0)，F(xiàn)(0，L)和B(0，-L)的方式，放置四個天線。
其中，具有位于天線R和L上的焦點以及包括具有從每個點到兩個焦點的距離間的恒差2α的點的雙曲線用下述方程式(1)表示。另外，具有位于天線F和B上的焦點以及包括具有從每個點至兩個焦點的距離間的恒差2β的點的雙曲線用下述方程式(2)表示。
x2a2-y2b2=1,K2=α2+b2,|Δ|=2a,K>a>0...(1)]]>x2α2-y2β2=1,L2=α2+β2,|δ|=2β,L>β>0...(2)]]>然后，通過方程式(1)和(2)獲得的雙曲線具有四個交點。通過方程式(3)，可以獲得四個交點。
x=±aα(b2+β2)(α2b2-α2β2),y=±bβ(a2+α2)(α2b2-α2β2)...(3)]]>在方程式(1)中，Δ具有值TL-TR以及Δ值表示從信號到達天線L的時間TL減去信號到達天線R的時間TR獲得的值。在方程式2中，δ具有值TB-TF以及δ表示通過信號到達天線B的時間TB減去信號到達天線F的時間TF獲得的值。
然后，當(dāng)通過方程式(3)獲得四個交點時，可以確定方向，即，相應(yīng)終端實際所處的象限。其中，相應(yīng)終端所處的象限由表1中所示的偽代碼來確定。表1表示用于選擇相應(yīng)終端所處的象限的偽代碼。
表1如果Δ＞0和δ＞0那么存在于第一象限中否則 如果Δ＜0和δ＞0那么存在于第二象限中否則 如果Δ＜0和δ＜0那么存在于第三象限中否則 如果Δ＞0和δ＜0那么存在于第四象限中結(jié)束當(dāng)通過搜索裝置的UWB信號接收機800輸入UWB信號時，通過連接到UWB信號接收機800的UWB信號放大器810，放大所輸入的UWB信號。作為放大結(jié)果，輸入信號r1(t)，r2(t)，r3(t)和r4(t)。然后，通過交叉關(guān)聯(lián)器820，交叉關(guān)聯(lián)信號r1(t)，r2(t)，r3(t)和r4(t)，并輸出到峰值檢測器830。然后，峰值檢測器830計算信號r1(t)和r2(t)以及信號r3(t)和r4(t)的到來時間差(即|Δ|和|δ|)。接著，坐標操作單元840從峰值檢測器830接收|Δ|和|δ|，以及通過方程式(3)和表1中的邏輯，計算相應(yīng)終端100的正交坐標。換句話說，坐標操作單元840通過TDOA方案，由從峰值檢測器830輸入的到來時間差，計算相應(yīng)坐標100的正交坐標。
通過上述方法計算的相應(yīng)終端100的正交坐標用方程式(4)表示。方程式(4)中的R表示離天線的中心點的距離。另外，用于相應(yīng)終端100的極坐標通過方程式(5)計算并用將天線L連接到天線R的直線以及天線L和天線R間的角度來表示。因此，通過上述方法計算的距離R和角度通過如圖9所示的距離710和箭頭的方向700，在坐標顯示單元850上顯示。下述方程式(4)和(5)是用于表示作為離原點的相對距離和方向的搜尋裝置和相應(yīng)終端間的距離和方向的方程式。
R=x2+y2...(4)]]>θ=tan-1(yx)...(5)]]>根據(jù)上述本發(fā)明，與用于跟蹤相應(yīng)終端的方法有關(guān)，通過為簡單標準的方程式的算法，可以容易找出傳送UWB信號的相應(yīng)終端的位置。另外，通過小的搜尋裝置，代替基站來執(zhí)行位置跟蹤，以便營救隊能通過搜尋裝置執(zhí)行營救操作。因此，可以更快速和有效地執(zhí)行營救操作。即，當(dāng)本發(fā)明與示例說明相對宏觀的位置的GPS互補使用時，可以快速找出相應(yīng)終端的精確位置。
此外，根據(jù)本發(fā)明，微型化UWB接收機以及交叉關(guān)聯(lián)器中的時間分辨率由于MEMS技術(shù)的發(fā)展而增加，以便能將搜尋裝置安裝在移動通信終端上。因此，本發(fā)明不僅能用在營救操作中，而且能各種基于位置的服務(wù)中，諸如搜尋失蹤小孩以及搜尋停車場中的車。
盡管為示例目的，已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到在不背離如在附加權(quán)利要求書中公開的范圍和精神，包括其等效的全部范圍的情況下，各種改進、增加和取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種使用移動通信終端中的超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求方法，所述方法包括步驟接收包括用于所述移動通信終端的緊急營救模式的控制內(nèi)容的控制消息；根據(jù)所接收的控制消息，轉(zhuǎn)變成緊急營救模式；當(dāng)所述移動通信終端處于所述緊急營救模式中時，生成UWB信號；以及廣播所生成的UWB信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制消息包括表示所述控制消息是用于控制所述UWB信號的消息的預(yù)定代碼，和用于控制輸出所述UWB信號的輸出值的預(yù)定代碼值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述UWB信號的步驟包括步驟生成包括具有表示緊急營救信號的預(yù)定圖案的位流和用于所述移動通信終端的信息的最終位流；以及UWB調(diào)制所述最終位流。
4.一種用于使用移動通信終端中的超寬頻帶(UWB)信號，傳送緊急營救請求的方法，所述方法包括步驟當(dāng)所述移動通信終端處于緊急營救請求模式中時，計算所述移動通信終端的位置信息并生成UWB信號；將所計算的位置信息傳送到營救中心；以及廣播所生成的UWB信號。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，當(dāng)從用戶接收對應(yīng)于緊急營救請求的鍵輸入時，執(zhí)行所述緊急營救請求模式。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述位置信息包括通過從GPS衛(wèi)星接收的GPS信號獲得的GPS位置信息。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括定期地測量所接收的信號強度指示(RSSI)和確定所測量的RSSI是否小于參考RSSI；以及當(dāng)所測量的RSSI小于所述參考RSSI時，轉(zhuǎn)變到所述緊急營救請求模式。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過生成包括具有表示緊急營救信號的預(yù)定圖案的位流和用于所述移動通信終端的信息的最終位流，以及UWB調(diào)制所生成的最終位流，獲得所述UWB信號。
9.一種使用超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求裝置，所述裝置包括接收信號強度測量單元，用于定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)；基帶處理器，用于生成包括具有表示緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于所述裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用于輸出通過UWB調(diào)制從所述基帶處理器提供的所述最終位流獲得的所述UWB信號；以及控制器，用于根據(jù)來自所述接收信號強度測量單元的輸出值，識別出現(xiàn)緊急事件，為所述基帶處理器提供具有表示所述緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于所述裝置的信息，從而控制將從所述裝置傳送的UWB信號。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，進一步包括鍵輸入單元，包括對應(yīng)于緊急營救請求的鍵，用于當(dāng)用戶按壓對應(yīng)于所述緊急營救請求的鍵時，輸出相應(yīng)鍵輸入數(shù)據(jù)；顯示單元，用于顯示根據(jù)所述緊急營救請求，正輸出緊急營救請求信號；以及GPS接收機，用于接收表示用于所述裝置的位置信息的GPS信號。
11.一種使用超寬頻帶(UWB)信號的緊急營救請求裝置，所述裝置包括基帶處理器，用于生成包括具有表示緊急營救請求信號的預(yù)定圖案的位流和用于所述裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用于輸出通過UWB調(diào)制從所述基帶處理器提供的所述最終位流獲得的所述UWB信號；以及控制器，用于接收包括用于緊急營救模式的控制內(nèi)容的控制消息，分析所接收的控制消息，根據(jù)分析結(jié)果，生成所述UWB信號，以及控制將從所述裝置傳送的UWB信號。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述控制消息包括表示所述控制消息是用于控制將從所述裝置傳送的所述UWB信號的消息的預(yù)定代碼和用于控制輸出所述UWB信號的輸出值的預(yù)定代碼值。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述控制器根據(jù)用于控制輸出所述UWB信號的輸出值的控制消息的預(yù)定代碼值，確定所生成的UWB信號的輸出值，以及控制將從所述裝置傳送的UWB信號。
14.一種用于使用超寬頻帶(UWB)信號，接收緊急營救請求的裝置，所述裝置包括UWB信號接收機，具有用于從預(yù)定終端接收UWB信號的四個天線；UWB信號放大器，用于放大從所述UWB信號接收機輸入的信號；交叉關(guān)聯(lián)器，用于交叉關(guān)聯(lián)從所述UWB信號放大器輸入的信號；峰值檢測器，用于通過從所述交叉關(guān)聯(lián)器輸出的值，檢測峰值以及計算時間差；坐標操作單元，用于通過所述峰值檢測器計算的時間差，計算所述終端的位置坐標；以及坐標顯示單元，用于顯示所計算的位置坐標。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述峰值檢測器計算用于從所述交叉關(guān)聯(lián)器輸入的交叉關(guān)聯(lián)信號的到來時間差。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述坐標操作單元通過到來時間差(TDOA)方案，由從所述峰值檢測器輸入的到來時間差，計算所述終端的正交坐標。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述坐標顯示單元顯示到所述終端的位置的方向和距離。
全文摘要
公開了一種用于傳送/接收緊急營救信號的裝置和方法。在該裝置和方法中，當(dāng)發(fā)生緊急事件時，可以通過相應(yīng)終端，提供能通知緊急事件發(fā)生的地方的功能。因此，當(dāng)接收營救請求時，營救中心基于GPS位置信息或報告者的陳述，將營救隊派遣到該終端的大致位置，并通過搜尋裝置，找出相應(yīng)終端的精確點。其中，營救隊通過搜尋裝置，在已經(jīng)了解的大致位置，接收從受害者的相應(yīng)終端接收的UWB信號，以及找出受害者的精確點。
文檔編號H04B1/69GK1744446SQ20051008230
公開日2006年3月8日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者權(quán)純煥 申請人:三星電子株式會社