專利名稱：確定移動(dòng)通信終端到基站收發(fā)站的方法和移動(dòng)通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定移動(dòng)通信終端與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站的 距離的方法以及移動(dòng)通信終端。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信終端已經(jīng)被廣泛地使用多年。它們使得隨身攜帶移動(dòng)通信終端
(移動(dòng)電話)的移動(dòng)訂戶(subscriber)能夠建立到另一訂戶的電信鏈路，或者能夠 ^l訂戶/人在地球的陸地表面上的幾乎所有臨近安》文的點(diǎn)呼叫。當(dāng)前，才艮據(jù) GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)指定的移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)具有最寬的覆蓋范圍， 并且大多數(shù)被使用的移動(dòng)通信終端采用GSM標(biāo)準(zhǔn)。其它移動(dòng)GSM通信纟冬端 是所謂的GSM無(wú)線電模塊、GSMPCMCIA卡、GSM無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器等。
除了別的以外，GSM標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由也稱為基站子系統(tǒng)的移動(dòng)無(wú)線電 發(fā)送系統(tǒng)以及交換系統(tǒng)構(gòu)成，所述移動(dòng)無(wú)線電發(fā)送系統(tǒng)繼而由基站收發(fā)站 (base transceiver station)和相關(guān)聯(lián)的基站控制器構(gòu)成。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和操作、 特別是GSM移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作是專家已知的，并且在許多出版物 內(nèi)被詳細(xì)描述，因此它們?cè)诖瞬恍枰魏芜M(jìn)一 步的說(shuō)明。
可以例如通過將附加的GPS接收器集成在移動(dòng)通信終端內(nèi)的方法來(lái)確定 移動(dòng)通信終端的位置，所述移動(dòng)通信終端評(píng)估用于確定所述位置并且由衛(wèi)星 提供的多個(gè)相關(guān)信息項(xiàng)。借助于對(duì)應(yīng)的數(shù)字地圖材料(material)，可以以由于 測(cè)量誤差導(dǎo)致的僅僅幾平方米的不精確度來(lái)確定所述位置。
在另一種方法中，如果多個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站在該方法中合作，則可以通 過使用專門在GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送的信令信息來(lái)確定移動(dòng)通信終端 與移動(dòng)無(wú)線電基站的距離以及其位置。在這種方法中，可以省略附加部件(GPS 接收器)。這些信令信息項(xiàng)是對(duì)于專家來(lái)說(shuō)也被稱為定時(shí)提前值的時(shí)間偏移， 并且優(yōu)選地是移動(dòng)無(wú)線電基站的位置數(shù)據(jù)。
因?yàn)镚SM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)除了頻分復(fù)用方法之外也使用時(shí)分復(fù)用方法來(lái)進(jìn)行無(wú)線電資源分布(distribution)，并且通過當(dāng)前的移動(dòng)無(wú)線電基站來(lái)向移 動(dòng)通信終端分配對(duì)應(yīng)的發(fā)送和接收時(shí)隙，因此，所發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)必須在 所提供的接收時(shí)隙內(nèi)到達(dá)相應(yīng)的接收器。為了保證其出現(xiàn)，要發(fā)送的無(wú)癥戔電 信號(hào)的發(fā)送時(shí)間通常在時(shí)間上提前，以便這些被發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)在正確的 時(shí)間到達(dá)接收器。移動(dòng)通信終端離移動(dòng)無(wú)線電基站越遠(yuǎn)，則其必須越快i也發(fā) 出無(wú)線電信號(hào)。通過GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)無(wú)線電基站和去往移動(dòng)通 信終端的信號(hào)定期地確定所述定時(shí)提前值，GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)提供63種 不同的離散定時(shí)提前值，并且對(duì)于移動(dòng)通信終端與移動(dòng)無(wú)線電基站的每550 米的距離增大所述定時(shí)提前值。因此，來(lái)自僅僅一個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站的這些 信令信息項(xiàng)可以用于確定移動(dòng)通信終端與這個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站的距離，并且 徑向距離不精確度為550米。
除了如上所述從信號(hào)參數(shù)"時(shí)間"確定的移動(dòng)通信終端和移動(dòng)無(wú)線電基 站之間的距離之外，在移動(dòng)無(wú)線電基站中也可以將由移動(dòng)通信終端向移動(dòng)無(wú) 線電基站發(fā)出的信號(hào)的方向(角)確定為另一信號(hào)參數(shù)。這是通過在移動(dòng)無(wú)線電 基站內(nèi)布置多個(gè)天線并且測(cè)量在各個(gè)天線處接收的信號(hào)的相位差和所4吏用的 天線裝置內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量(measurement)來(lái)獲得的。
如果評(píng)估這兩個(gè)信號(hào)參數(shù)"時(shí)間"和"接收角"，則在當(dāng)前的GSM中， 可以以幾百平方米的不精確度確定移動(dòng)通信終端的位置。
移動(dòng)通信終端不僅與信號(hào)移動(dòng)無(wú)線電基站通信，而且在時(shí)隙內(nèi)分別乂人/向 多個(gè)相鄰的移動(dòng)無(wú)線電基站發(fā)出/接收信令信息，所述時(shí)隙被提供用于這一 目 的。
如果僅僅測(cè)量信號(hào)參數(shù)"時(shí)間"，而不測(cè)量信號(hào)參數(shù)"接收角"，則可以 通過評(píng)估來(lái)自三個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站的上述信令信息來(lái)確定移動(dòng)通信終端與所 述三個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站的距離，并且可以通過使用所述三個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站 的位置數(shù)據(jù)來(lái)確定所述移動(dòng)通信終端的位置。所述移動(dòng)通信終端的位置位于 圍繞第一移動(dòng)無(wú)線電基站的同心環(huán)內(nèi)、圍繞第二移動(dòng)無(wú)線電基站的同心環(huán)內(nèi)、 以及圍繞第三移動(dòng)無(wú)線電基站的同心環(huán)內(nèi)。如果這三個(gè)環(huán)相交，則所述移動(dòng) 通信終端的位置在這三個(gè)同心環(huán)的重疊區(qū)域內(nèi)。
特別是當(dāng)在向所述第一、第二和/或第三移動(dòng)無(wú)線電基站的信令信息項(xiàng)的 無(wú)線電發(fā)送中存在干擾時(shí)，通過使用來(lái)自另外的移動(dòng)無(wú)線電基站的信令信息 項(xiàng)，可以使得所述方法更精確。總之，由于系統(tǒng)的原因，只能以較大的不精確度確定移動(dòng)通信終端與移
動(dòng)無(wú)線電基站的距離或者移動(dòng)通信終端在GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置。不 可能確定移動(dòng)通信終端位于幾百平方米的區(qū)域內(nèi)的何處。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是指定一種用于確定移動(dòng)通信終端與移動(dòng)無(wú)線電基 站以及可能其它移動(dòng)無(wú)線電基站的距離的方法以及移動(dòng)通信終端，通過所述 移動(dòng)通信終端，可以更精確地確定所述移動(dòng)通信終端與移動(dòng)無(wú)線電基站以及 可能其它移動(dòng)無(wú)線電基站的距離。
根據(jù)本發(fā)明，通過一種用于在移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動(dòng)通信終端與第 一移動(dòng)無(wú)線電基站的距離的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的，其中，為了這個(gè)目的，對(duì) 于移動(dòng)通信終端和第一移動(dòng)無(wú)線電基站之間的通信，將下面的量(quantityM皮 :t匕才目t匕專交
a. 從定時(shí)提前值計(jì)算的第一距離值，以及
b. 多值第二距離值，其與第一距離值相比更精確，并且是從下述計(jì)算的 aa)第一載波頻率信號(hào)和第二載波頻率信號(hào)之間的頻率偏移， bb)在發(fā)送地點(diǎn)處第一載波頻率信號(hào)相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)的初始相
位關(guān)系，
cc)在接收地點(diǎn)處第一載波頻率信號(hào)的相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)的測(cè)量 相位關(guān)系。
還通過一種用于執(zhí)行在前面段落內(nèi)所述的方法的移動(dòng)通信終端來(lái)實(shí)現(xiàn)所 述目的。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信終端來(lái)使得對(duì)于移 動(dòng)通信終端與移動(dòng)無(wú)線電基站以及可能其它移動(dòng)無(wú)線電基站的距離的確定更 精確。
從從屬權(quán)利要求獲得本發(fā)明的改良(development)。
有利的是，以這樣的方式來(lái)改良根據(jù)專利權(quán)利要求1的方法，即在移 動(dòng)通信終端內(nèi)計(jì)算和/或比較所述量。這使得移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)免予發(fā)送所計(jì)算 和/或所比較的量。
在更有利的方式中，所述定時(shí)提前值和初始相位關(guān)系-陂第 一移動(dòng)無(wú)線電 基站以信號(hào)傳送到移動(dòng)通信終端，并且在所述移動(dòng)通信終端內(nèi)確定測(cè)量相位關(guān)系。這使得可以以簡(jiǎn)單的方式將所述量的計(jì)算和/或比較集成到現(xiàn)有的GSM 系統(tǒng)內(nèi)。
在作為前一段落的替代的更有利的方式中，由所述移動(dòng)通信終端來(lái)確定 初始相位關(guān)系，在第一移動(dòng)無(wú)線電基站內(nèi)確定測(cè)量相位關(guān)系，并且由所述第 一移動(dòng)無(wú)線電基站將定時(shí)提前值和測(cè)量相位關(guān)系以信號(hào)發(fā)送到所述移動(dòng)通信 終端。因此，可以在移動(dòng)通信終端和移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的部件之間靈活;也劃分 所述量的計(jì)算和/或比較、
在作為前面的第三段的替代的更有利的方式中，在移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)^^的部 件內(nèi)計(jì)算和/或比較所述量。結(jié)果，即使當(dāng)移動(dòng)通信終端的用戶對(duì)于距離確定 根本不感興趣時(shí)，所述量的計(jì)算和/或比專交也可以發(fā)生。
在對(duì)于前一段落的有利改良中，第一移動(dòng)無(wú)線電基站將所確定的特定距 離或者可以從中導(dǎo)出所述距離的參數(shù)以信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通信終端。相對(duì)于所 述方法，這主要使移動(dòng)通信終端免除了計(jì)算操作。
在更有利的方式中，所述方法在下述方面被對(duì)應(yīng)地?cái)U(kuò)展到其它移動(dòng)無(wú)線 電基站比較和/或計(jì)算對(duì)于相對(duì)于各個(gè)另外的移動(dòng)無(wú)線電基站的距離確定而 要計(jì)算的其它定時(shí)提前值、頻率偏移、初始相位關(guān)系、第一和第二載波頻率
信號(hào)的測(cè)量相位關(guān)系、以及第一和第二距離值。結(jié)果，如果從第一移動(dòng)無(wú)線 電基站的信號(hào)發(fā)送被干擾，也可以進(jìn)行移動(dòng)通信終端與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)無(wú)線 電基站的距離確定。
有利的是，以這樣的方式來(lái)改良所述方法，即將所述量與第一移動(dòng)無(wú) 線電基站以及可能其它移動(dòng)無(wú)線電基站的位置數(shù)據(jù)相組合，以確定移動(dòng)通信 終端的位置。所述移動(dòng)通信終端的位置確定可以用于其它基于位置的移動(dòng)無(wú) 線電服務(wù)。
有利的是，以這樣的方式來(lái)改良在前一段落內(nèi)所述的方法將所找到的 位置與所存儲(chǔ)的其它地理數(shù)據(jù)相組合，并且所述位置;^皮顯示在所述移動(dòng)通信
終端的顯示單元上顯示的地圖上。結(jié)果，所述移動(dòng)通信終端的用戶可以在他 熟悉的地理地圖系統(tǒng)上識(shí)別他自己的位置，并且也可以使用基于位置的移動(dòng) 無(wú)線電服務(wù)。
有利的是，以下面的方式來(lái)改良前一段落或前面的兩個(gè)段落的方法將 所找到的位置與來(lái)自服務(wù)提供商的其它數(shù)據(jù)相組合，以便提供和/或利用諸如 營(yíng)救服務(wù)(電子呼叫)、運(yùn)動(dòng)概況(motionprofile)、位置相關(guān)的廣告或新聞等的服務(wù)。因此，可以使用多種服務(wù)。


通過結(jié)合附圖經(jīng)由三個(gè)示例實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的以下描述來(lái)獲得本發(fā) 明的其它優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，在圖形表示中，
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信終端，其與第一、第二和第三移動(dòng)無(wú) 線電基站交換用于距離和位置確定的信令消息，
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于從第一和第二距離值進(jìn)行的距離確定的方
法的結(jié)果，以及
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在評(píng)估與第一、第二和第三移動(dòng)無(wú)線電基 站交換的信令消息后進(jìn)行的距離和位置確定的方法的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信終端MK，其/人第一、第二和第三移 動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3接收信令消息TA1、 TA2、 TA3、 AP1、 AP2、 AP3、 SODl、 SOD2、 SOD3以便確定移動(dòng)通信終端MK與第一、第二和第三 移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3的距離和位置，并且進(jìn)一步處理所4矣收的 信令消息TA1、 TA2、 TA3、 AP1、 AP2、 AP3、 SODl、 SOD2、 S0D3，所述 第一、第二和第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3在每種情況下連4矣到網(wǎng) 絡(luò)部件NK，例如移動(dòng)無(wú)線電基站控制器或者交換系統(tǒng)。
但是，首先，將說(shuō)明第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的、用于通過所發(fā)送的信 令信息TA、 AP1、 SOD1而確定距離的測(cè)量原理，并且i侖證移動(dòng)通信終端MK 進(jìn)行的對(duì)其的評(píng)估。
由第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1發(fā)出的信令信息被調(diào)制到GSM移動(dòng)無(wú)線電 網(wǎng)絡(luò)的預(yù)定載波頻率TFSll、 TFS12上。所述無(wú)線電電波以光速傳播，根據(jù) 光速和載波頻率TFSll、 TFS12的商來(lái)計(jì)算波長(zhǎng)。根據(jù)接收器與發(fā)送器的距 離，所接收信號(hào)的相位(相位角)分別在0和2兀之間或者相應(yīng)地在0°和360° 之間。
為了提高距離確定精度，必須測(cè)量在兩個(gè)不同的載波頻率TFSll、 TFS12 上的相位差角。因?yàn)镚SM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)使用具有200kHz的離散載波 頻率間隔的跳頻方法，因此在GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不必對(duì)此測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)另外的頻率算法。
在第一載波頻率信號(hào)TFS11和第二載波頻率信號(hào)TFS12之間的200 kHz 的第一載波頻率間隙(spacing)(在其它正文內(nèi)被稱為頻率偏移)處，在移動(dòng)通信 終端MK內(nèi)確定第一測(cè)量相位關(guān)系MP1。這個(gè)第一測(cè)量相位關(guān)系MPl是在 接收地點(diǎn)處(在此情況下，在移動(dòng)通信終端MK的接收器處)、在所接收的第 一載波頻率信號(hào)TFS11和所接收的第二載波頻率信號(hào)TFS12之間的相^[立差 角。對(duì)于移動(dòng)通信終端MK的距離確定，必須注意下面的考慮，其結(jié)果一皮圖 解在圖2內(nèi)，在每種情況下，與第一移動(dòng)無(wú)線電基站MK的距離沿著圖2中 的箭頭方向增大。
在第一載波頻率信號(hào)TFS11和第二載波頻率信號(hào)TFS12之間的200 kHz 的第一頻率偏移處，發(fā)現(xiàn)僅僅在第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1和移動(dòng)通信纟冬端 MK之間的徑向距離改變的1500米后才再出現(xiàn)第一測(cè)量相位關(guān)系MPl的相 同值。這由圖2中的中央箭頭上的相鄰黑條之間的距離表示。通過考慮光速 和第一頻率偏移的商來(lái)獲得所示的關(guān)系。如果隨后考慮到使用諸如當(dāng)今在移 動(dòng)無(wú)線電基站和移動(dòng)通信終端內(nèi)使用的混頻器、頻率轉(zhuǎn)換器和相位檢測(cè)器電 路之類的電子部件可以分辨大約5。的第一測(cè)量相位關(guān)系MP1，則第一移動(dòng)無(wú) 線電基站MB1和移動(dòng)通信終端MK之間的可分辨徑向距離減小到 5°/360。*1500米=20米。使用改進(jìn)的電子部件，甚至可以預(yù)期0.57。的第一測(cè) 量相位關(guān)系MPl,其將導(dǎo)致大約2米的徑向可分辨距離，因此導(dǎo)致很準(zhǔn)確的 距離確定。通過圖2內(nèi)的中央箭頭上的條的寬度來(lái)表示(symbolize)在距離確 定中與系統(tǒng)相關(guān)的不精確度。因此，總之，可以通過這種方法來(lái)計(jì)算^"確但 是多值的距離值A(chǔ)12,其在另外的正文內(nèi)被稱為第二(多值)距離值A(chǔ)12。
因此，使用迄今所述的方法，可以確定移動(dòng)通信終端MK—定位于圍繞 第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1而定位的多個(gè)環(huán)之一內(nèi)，并且環(huán)的寬度為大約20 米，各個(gè)環(huán)-波此具有1500米的徑向距離。
通過附加地使用從根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的GSM標(biāo)準(zhǔn)已知的、用于移動(dòng)通信終端 MK的距離確定的方法，借助于在所述介紹內(nèi)描述的對(duì)第一定時(shí)提前^直TA1 的評(píng)估，適合于所述系統(tǒng)的550米的徑向不精確度的徑向距離確定是可能的。 在圖2內(nèi)，在上面的箭頭上帶有TA卜1、 TA卜2等的相應(yīng)框的寬度意欲表示 在每種情況下的550米。以這種方式，可以計(jì)算距離值A(chǔ)ll,其在另外的正 文內(nèi)被稱為第一距離值A(chǔ)ll。如果組合用于距離確定的這兩種方法，則移動(dòng)通信終端MK可以通過比 較第一距離值A(chǔ)11和第二(多值)距離值A(chǔ)12來(lái)確定哪個(gè)第二(多值)距離值A(chǔ)12 是正確者。在這個(gè)示例實(shí)施例內(nèi)，從定時(shí)提前值TA1 = 4計(jì)算第一距離值A(chǔ)ll。 由從左邊起的第二個(gè)條表示的第二距離值A(chǔ)12是要與第一距離值A(chǔ)11相關(guān)的 距離值。因此，對(duì)第一距離值A(chǔ)ll和第二距離值A(chǔ)12的評(píng)估因此導(dǎo)致明確的 精確新距離值A(chǔ)1NEW。這由圖2內(nèi)的下面的箭頭上的條表示。因此，移動(dòng) 通信終端MK位于圍繞第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的"窄"環(huán)內(nèi)。
如果第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1從自移動(dòng)通信終端MK接收的信號(hào)額外地 獲得在引言部分被描述為信號(hào)參數(shù)"接收角"的方向信息，則移動(dòng)通4言鄉(xiāng)冬端 MK的位置的區(qū)域可以進(jìn)一步^f皮縮減。
通過評(píng)估第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的第一位置凄t據(jù)SODl，例如在i也理 參考系內(nèi)的位置(地理經(jīng)度、地理緯度等)，移動(dòng)通信終端MK可以在;也理參 考系內(nèi)的大約20米的環(huán)內(nèi)確定其距離。
自然地，僅在第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1以在發(fā)送地點(diǎn)處的已知的第一初 始相位關(guān)系A(chǔ)P1(在發(fā)送時(shí)在第一載波頻率信號(hào)TFS11和第二載波頻率信號(hào) TFS12之間的相位差角)發(fā)出第一載波頻率信號(hào)TFS11和第二載波頻率信號(hào) TFS12時(shí)，上述方法才起作用。這個(gè)第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI在GSM移動(dòng)無(wú) 線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)被固定地(firmly)預(yù)定，或者如果第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI是可變的 或者在情況之間不同，則這個(gè)第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI ^皮第一移動(dòng)無(wú)線電基站 MB1用信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通信終端MK，就像所使用的第一頻率偏移那才羊。在 GSM移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，除了有效載荷數(shù)據(jù)之外，第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1 還同時(shí)在不同的頻率信道上發(fā)送由移動(dòng)通信終端MK例如用于頻率校正的信 令信息。因?yàn)橐苿?dòng)通信終端MK包括具有足夠的短期穩(wěn)定性的主振蕩器，因 此可以在預(yù)定的GSM時(shí)間幀(TDMA)內(nèi)進(jìn)行確定第一測(cè)量相位關(guān)系MP1的 測(cè)量。
如果通過第一載波頻率信號(hào)TFS11發(fā)送有效載荷數(shù)據(jù)，則必須在GSM 接收器內(nèi)耦合出用于接收第二載波頻率信號(hào)TFS12的路徑。作為替代，可以 用所謂的軟件定義的無(wú)線電來(lái)編排對(duì)應(yīng)的算法。
如果對(duì)于其它的移動(dòng)無(wú)線電基站MB2、 MB3附加地執(zhí)行所述方法，則可 以擴(kuò)展移動(dòng)通信終端MK的距離確定。本公開包括由第二移動(dòng)無(wú)線電基站 MB2進(jìn)行的擴(kuò)展、由第二和第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB2、 MB3以及由第四、
10第五和其它的移動(dòng)無(wú)線電基站進(jìn)行的擴(kuò)展。
在以下正文中，將說(shuō)明通過三個(gè)移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3進(jìn)行 的對(duì)所述方法的擴(kuò)展。在該配置內(nèi)，除了在前面的正文中針對(duì)與第一移動(dòng)無(wú) 線電基站MB1通信的描述的內(nèi)容之外，移動(dòng)通信終端MK還評(píng)估由第二移動(dòng) 無(wú)線電基站MB2通知的第二定時(shí)提前值TA2和由第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3 通知的第三時(shí)間提前值TA3 ，并且從第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2接收具有第二 已知頻率偏移的第一載波頻率信號(hào)TFS21和第二載波頻率信號(hào)TFS22,以及 從第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3接收具有已知第三頻率偏移的第一載波頻率信 號(hào)TFS31和第二載波頻率信號(hào)TFS32。第一載波頻率信號(hào)TFS21由第二移動(dòng) 無(wú)線電基站MB2以相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)TFS22的已知的第二初始相位 關(guān)系A(chǔ)P2發(fā)出，并且在發(fā)送地點(diǎn)處(即，第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2的發(fā)送器 處)的第二初始相位關(guān)系A(chǔ)P2被以信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通信終端MK。第一載波頻 率信號(hào)TFS31由第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3以相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)TFS32 的已知的第三初始相位關(guān)系A(chǔ)P3發(fā)出，并且在發(fā)送地點(diǎn)處(即在第三移動(dòng)無(wú)線 電基站MB3的發(fā)送器處)的第三初始相位關(guān)系A(chǔ)P3也^皮以信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通 信終端區(qū)。
移動(dòng)通信終端MK確定在接收地點(diǎn)處、即在移動(dòng)通信終端MK的4妄收器 處，由第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2發(fā)出的第一載波頻率信號(hào)TFS21相對(duì)于由 第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2發(fā)出的第二載波頻率信號(hào)TFS22的第二測(cè)量相位 關(guān)系MP2，并且還確定在接收地點(diǎn)處、即在移動(dòng)通信終端MK的接收器處， 由第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3發(fā)出的第一載波頻率信號(hào)TFS31相對(duì)于由第三 移動(dòng)無(wú)線電基站MB3發(fā)出的第二載波頻率信號(hào)TFS32的第三測(cè)量相位關(guān)系 MP3。
因此，所述移動(dòng)通信終端可以計(jì)算相對(duì)于第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的第 一距離值A(chǔ)ll和第二距離值A(chǔ)12、相對(duì)于第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2的第一 距離值A(chǔ)21和第二距離值A(chǔ)22、以及相對(duì)于第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3的第 一距離值A(chǔ)31和第二距離值A(chǔ)32。通過比較兩個(gè)距離值A(chǔ)ll和A12、兩個(gè)距 離值A(chǔ)21和A22、以及兩個(gè)距離值A(chǔ)31和A32，可以在移動(dòng)通信終端MK內(nèi) 精確地確定相對(duì)于第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的新距離值A(chǔ)1NEW、相對(duì)于第 二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2的A2NEW和相對(duì)于第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3的 A3NEW。與第一、第二和第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2和MB3是否使用與方 向無(wú)關(guān)的或者方向確定的接收信號(hào)評(píng)估單元(unit)無(wú)關(guān)，僅僅產(chǎn)生從三個(gè)同心 環(huán)(concentric ring)形成的單個(gè)重疊區(qū)域作為移動(dòng)通信終端MK的位置區(qū)i或， 所述三個(gè)同心環(huán)是圍繞第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的第一同心環(huán)、圍繞第二移 動(dòng)無(wú)線電基站MB2的第二同心環(huán)和圍繞第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3的第三同 心環(huán)。
移動(dòng)通信終端MK可以通過附加地評(píng)估由第 一移動(dòng)無(wú)線電基站MB 1向移 動(dòng)通信終端MK傳送的第一移動(dòng)無(wú)線電基站MB1的第一位置^:據(jù)SODl、由 第二移動(dòng)無(wú)線電基站MB2向移動(dòng)通信終端MK傳送的第二移動(dòng)無(wú)線電基站 MB2的第二位置數(shù)據(jù)SOD2、以及由第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3向移動(dòng)通信終 端MK傳送的第三移動(dòng)無(wú)線電基站MB3的第三位置數(shù)據(jù)SOD3,來(lái)確定其在 地理參考系內(nèi)的單個(gè)重疊區(qū)域內(nèi)的位置。
為了進(jìn)一步說(shuō)明，圖3示出了圍繞相應(yīng)的移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3的圓形段狀的環(huán)部分，每種情況下的虛線表示內(nèi)邊界線，每種情況下的 連續(xù)線表示外邊界。移動(dòng)通信終端MK因此將其位置確定為位于相交的三個(gè) 環(huán)內(nèi)。
使用可以借以分辨大約5。的測(cè)量相位關(guān)系MP1、 MP2、 MP3的電子部 件，可以在大約20米*20米的區(qū)域內(nèi)確定所述位置。使用可以借以期望大約 0.57°的測(cè)量相位關(guān)系MP1 、 MP2和MP3的改進(jìn)的電子部件，可以將所述位 置更精確地限定在2米*2米的區(qū)域內(nèi)。
例如，為了補(bǔ)償在移動(dòng)通信終端MK與第一、第二和/或第三移動(dòng)無(wú)線電 基站MB1、 MB2、 MB3之間的無(wú)線電鏈路的任何干擾，可以對(duì)應(yīng)于另外的移 動(dòng)無(wú)線電基站以及對(duì)于距離和位置確定而要評(píng)估的另外的初始相位關(guān)系、測(cè) 量相位關(guān)系、定時(shí)提前值和位置數(shù)據(jù)而擴(kuò)展所述方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法還容易提供與從現(xiàn)有技術(shù)知曉的基于位置的移動(dòng)無(wú)線 電服務(wù)的耦合，而不必將GPS接收器集成在移動(dòng)通信終端MK內(nèi)。在這種配 置內(nèi)，將所找到的位置與來(lái)自服務(wù)提供商的其它的數(shù)據(jù)組合，以便提供和/或 使用例如營(yíng)救服務(wù)(電子呼叫)、運(yùn)動(dòng)概況、位置相關(guān)的廣告或新聞和其它服務(wù)。
為了提高用戶友好性，將所找到的位置數(shù)據(jù)與所存儲(chǔ)的其它地理數(shù)據(jù)組 合，并且，例如以地理經(jīng)度和綽度在移動(dòng)通信終端MK的顯示單元上顯示的 地圖上或者在道路地圖上指示移動(dòng)通信終端MK的位置。原則上，由GSM移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)已經(jīng)提供了所需要的所有參數(shù)。其僅僅 需要移動(dòng)無(wú)線電基站MB1、 MB2、 MB3和移動(dòng)通信終端MK的程序適配， 以便能夠以其全部可能性地使用本發(fā)明。
在前面的說(shuō)明內(nèi)，移動(dòng)通信終端MK評(píng)估所接收的第一載波頻率信號(hào) TFSll、 TFS21、 TFS31、第二載波頻率信號(hào)TFS12、 TFS22、 TFS32、定時(shí)提 前值TA1、 TA2、 TA3、并且可能還評(píng)估位置數(shù)據(jù)SOD1 、 SOD2、 SOD3，并 且根據(jù)這些確定相應(yīng)的距離和其位置。
但是，移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(在此未示出)也可以執(zhí)行移動(dòng)通信終端的距離和位 置確定。為了這個(gè)目的，網(wǎng)絡(luò)部件連接到第一、第二和第三移動(dòng)無(wú)線電基站。 然后，所述方法實(shí)際上作為對(duì)于以上陳述(representation)的鏡像而進(jìn)行(通信終 端發(fā)送信令消息，移動(dòng)無(wú)線電基站接收信令消息)，因此將只對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要描 述。與上述示例相反，移動(dòng)通信終端現(xiàn)在確定要保持的定時(shí)提前值，并且將 這些定時(shí)提前值傳送到第一、第二、第三和/或其它移動(dòng)無(wú)線電基站。移動(dòng)通 信終端發(fā)送具有已知的頻率偏移和初始相位關(guān)系的第一載波頻率信號(hào)和第二 載波頻率信號(hào)，并且將所述初始相位關(guān)系以信號(hào)發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)所述移動(dòng) 無(wú)線電基站。移動(dòng)無(wú)線電基站或者網(wǎng)絡(luò)部件確定測(cè)量相位關(guān)系，評(píng)估它們， 并且考慮所評(píng)估的定時(shí)提前值而確定移動(dòng)通信終端與第一、第二和/或第三移 動(dòng)無(wú)線電基站的當(dāng)前距離。
網(wǎng)絡(luò)部件可以通過附加地評(píng)估第一、第二和/或第三移動(dòng)無(wú)線電基站的位 置數(shù)據(jù)而確定移動(dòng)通信終端的位置。所述網(wǎng)絡(luò)部件可以經(jīng)由移動(dòng)無(wú)線電基站 之一向移動(dòng)通信終端傳送對(duì)于所述移動(dòng)通信終端確定的位置，其中，所找到 的位置被與所存儲(chǔ)的其它地理數(shù)據(jù)相組合，并且被顯示在移動(dòng)通信終端的顯 示單元上顯示的地圖上。
這里，也可以想象中間的解決方案。在不脫離本發(fā)明的思想的情況下， 實(shí)際上可以任意地安排由哪一方(移動(dòng)通信終端或者移動(dòng)無(wú)線電基站)確定、計(jì) 算、比較和/或者以信號(hào)向另一方發(fā)送哪些值。特別是，如果移動(dòng)通信終端只 能充當(dāng)測(cè)量值拾取器(pick-up),則其隨后向移動(dòng)無(wú)線電基站發(fā)送測(cè)量值，然 后，在所述移動(dòng)無(wú)線電基站中，執(zhí)行其它計(jì)算和/或比較以確定距離。
同樣，在與發(fā)送地點(diǎn)已知距離處建立的測(cè)量值拾取器可以提供測(cè)量值， 通過該測(cè)量值，可以確定發(fā)送地點(diǎn)處的初始相位關(guān)系。所述測(cè)量值拾取器也 可以是具有已知位置數(shù)據(jù)的移動(dòng)通信終端。
13同樣，可以以這樣的方式來(lái)布置根據(jù)本發(fā)明的方法，即對(duì)于一個(gè)移動(dòng) 無(wú)線電基站，使用超過2個(gè)的載波頻率來(lái)分別確定測(cè)量相位關(guān)系的初始相位 關(guān)系，以便限制模糊性或者增強(qiáng)所述方法的精度。
本發(fā)明不限于所述特殊的示例實(shí)施例，而是包括未明顯地公開的其它修 改，只要利用本發(fā)明的核心思想即可。
因?yàn)橛糜诋a(chǎn)生和確定頻率和相位差的具有短時(shí)間穩(wěn)定性的、諸如接收混 合器、頻率轉(zhuǎn)換器、相位比較電路和振蕩器的電子部件是專家已知的，所以 這特別適用。類似地，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用方法或者預(yù)期用途是專家已知的。
在相應(yīng)的發(fā)送器(移動(dòng)無(wú)線電基站或者移動(dòng)通信終端)內(nèi)，從發(fā)送器的主振 蕩器導(dǎo)出參考頻率信號(hào)，并且所述參考頻率信號(hào)被提供到一個(gè)(或多個(gè))頻率轉(zhuǎn) 換器。由此，這個(gè)頻率轉(zhuǎn)換器導(dǎo)出具有預(yù)定頻率偏移的第一和第二載波頻率 信號(hào)。在發(fā)送之前，在相位檢測(cè)器電路內(nèi)確定第一和第二載波頻率信號(hào)之間 的相關(guān)聯(lián)的初始相位關(guān)系。
以相反的方式，在具有頻率轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)接收器(移動(dòng)通信終端或者移動(dòng) 無(wú)線電基站)內(nèi)，所述第一載波頻率信號(hào)的頻率被轉(zhuǎn)換為第二載波頻率信號(hào)的 頻率，或者相反，然后，在相位比較電路中確定所接收的第一載波頻率信號(hào) 相對(duì)于所接收的第二載波頻率信號(hào)的測(cè)量相位關(guān)系，并且輸出該測(cè)量相位關(guān) 系以進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估。
根據(jù)配置，作為示例提出的這一方法可以通過多級(jí)頻率轉(zhuǎn)換而形成，并 且在時(shí)間上依序或者并行地應(yīng)用于一個(gè)載波頻率信號(hào)或者所有載波頻率信 號(hào)。這種方法的一種已知的變化形式也是與內(nèi)部系統(tǒng)參考信號(hào)的比較。在此， 所提出的用于測(cè)量載波頻率信號(hào)之間的相位差的方法也只是作為示例提到 的，而不限制所公開的根據(jù)專利權(quán)利要求的方法。在所要求保護(hù)的方法的轉(zhuǎn) 換期間，在給定各個(gè)條件的情況下，專家將使用看起來(lái)對(duì)于他的目標(biāo)系統(tǒng)最 有利的測(cè)量技術(shù)。
本發(fā)明也不限于GSM標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用，而是也可以用于 取代GSM標(biāo)準(zhǔn)而使用其它標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)內(nèi)，但是在所述其它標(biāo)準(zhǔn) 中，各方之間的通信基于頻分復(fù)用方法和時(shí)分復(fù)用方法，例如UMTS。
但是，如果除了所分配的信道模式(pattem)之外可以獲得其它頻帶，那么
的載波頻率信號(hào)-
權(quán)利要求
1. 一種用于在移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動(dòng)通信終端(MK)與第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)的距離的方法，其中，為了這個(gè)目的，對(duì)于移動(dòng)通信終端(MK)和第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)之間的通信，將下面的量彼此相比較a)從定時(shí)提前值(TA1)計(jì)算的第一距離(A11)值，以及b)多值第二距離值(A12)，其與第一距離(A11)值相比較更精確，并且是從下述計(jì)算的aa)第一載波頻率信號(hào)(TFS11)和第二載波頻率信號(hào)(TFS12)之間的頻率偏移，bb)在發(fā)送地點(diǎn)處、第一載波頻率信號(hào)(TFS11)相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)(TFS12)的初始相位關(guān)系(AP1)，cc)在接收地點(diǎn)處、第一載波頻率信號(hào)(TFS11)相對(duì)于第二載波頻率信號(hào)(TFS12)的測(cè)量相位關(guān)系(MP1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在移動(dòng)通信終端(MK)內(nèi)計(jì)算 和/或比較所述量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述定時(shí)提前值(TA1)和 初始相位關(guān)系(AP1)被第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)以信號(hào)傳送到移動(dòng)通信終端 (MK)，并且在移動(dòng)通信終端(MK)內(nèi)確定測(cè)量相位關(guān)系(MP1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，由移動(dòng)通信終端(MK)確 定初始相位關(guān)系(AP1)，在第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)內(nèi)確定測(cè)量相4立關(guān)系 (MP1),并且由第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)將所述定時(shí)提前值(TA1)和測(cè)量相 位關(guān)系(MP1)以信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通信終端(MK)。
5. 沖艮據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，在移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的部件內(nèi)計(jì) 算和/或比較所述量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，由第一移動(dòng)無(wú)線電基站(MB1)將特定距離或者能夠從中導(dǎo)出所述距離的參數(shù)以信號(hào)發(fā)送到移動(dòng)通信終端 (MK)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，所述方法在下述方面被 相應(yīng)地?cái)U(kuò)展到其它移動(dòng)無(wú)線電基站(MB2， MB3):比較和/或計(jì)算對(duì)于相對(duì)于 各個(gè)另外的移動(dòng)無(wú)線電基站(MB2， MB3)的距離確定而要計(jì)算的其它定時(shí)提前值(TA2， TA3)、頻率偏移、初始相位關(guān)系(AP2， AP3)、第一和第二載>皮頻 率(TFS21, TFS22， TFS31, TFS32)的測(cè)量相位關(guān)系(MP2， MP3)、以及第一 和第二距離值(A21, A22， A31， A32)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，將所述量與第一移動(dòng)無(wú) 線電基站(MB1)以及可能其它移動(dòng)無(wú)線電基站(MB2， MB3)的位置凄t據(jù) (SOD1, SOD2, SOD3)相組合，以確定移動(dòng)通信終端(MK)的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，將所找到的位置與所存儲(chǔ)的其 它地理數(shù)據(jù)相組合，并且所述位置被顯示在移動(dòng)通信終端(MK)的顯示單元上 顯示的地圖上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于，將所找到的位置與來(lái)自 服務(wù)提供商的其它數(shù)據(jù)相組合，以便提供和成利用諸如營(yíng)救服務(wù)(電子呼叫)、 運(yùn)動(dòng)概況、位置相關(guān)的廣告或新聞等的服務(wù)。
11. 一種移動(dòng)通信終端(MK)，用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動(dòng)通信終端(MK)與第一基站收發(fā)站(MB2，MB3)的距離的方法，根據(jù)該方法，精確地計(jì)算移動(dòng)通信終端(MK)與第一基站收發(fā)站(MB1)以及任選地與另外的基站收發(fā)站(MB2，MB3)的距離的確定。與專門根據(jù)定時(shí)提前值(TA1)計(jì)算距離值(A11)的現(xiàn)有技術(shù)相比，第一基站收發(fā)站(MB1)和移動(dòng)通信終端(MK)還從下面的參數(shù)計(jì)算更精確但是相對(duì)于上述距離值(A11)更模糊的第二距離值(A12)具有固定頻率間隔的第一載波頻率信號(hào)(TFS11)和第二載波頻率信號(hào)(TFS12)；第一載波頻率信號(hào)(TFS11)和第二載波頻率信號(hào)(TFS12)之間的、在所述第一信號(hào)的發(fā)送地點(diǎn)處的初始相位關(guān)系(AP1)；以及第一載波頻率信號(hào)(TFS11)和第二載波頻率信號(hào)(TFS12)之間的、在所述第一信號(hào)的接收地點(diǎn)處的測(cè)量相位關(guān)系(MP1)。
文檔編號(hào)H04W64/00GK101473663SQ200680053909
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者伯恩德·伯查特 申請(qǐng)人:辛特里昂無(wú)線電模塊有限責(zé)任公司