專利名稱：使用分布式復(fù)合gps信號(hào)的地理定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明普遍涉及通信。更具體地，本發(fā)明涉及無(wú)線通信。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信被廣泛用于各種目的，例如語(yǔ)音呼叫和數(shù)字呼叫。無(wú)線通信 的一個(gè)局限是在移動(dòng)站處于不容易被識(shí)別的位置時(shí)，響應(yīng)從移動(dòng)站進(jìn)行的 緊急情況請(qǐng)求呼叫(例如911或112呼叫)的能力。定位移動(dòng)站是必要的， 以便對(duì)這樣的緊急情況呼叫提供合適的響應(yīng)。
存在兩種用于響應(yīng)緊急情況呼叫的一般的地理定位(geo-location )方 法。兩種方法都基于"三角測(cè)量"，并依賴于移動(dòng)站接收射頻信號(hào)和測(cè)量 來(lái)自多個(gè)宏單元或來(lái)自多個(gè)空中衛(wèi)星的射頻傳播次數(shù)的能力。存在幾種不 同的被開(kāi)發(fā)用于導(dǎo)航和定時(shí)的衛(wèi)星系統(tǒng)。其中最著名的是美國(guó)Navistar GPS和俄羅斯GLONASS GPS系統(tǒng)。還有其他正在i殳計(jì)中的諸如Galileo (歐洲)、INRSS (印度)或Beidou (中國(guó))系統(tǒng)。GPS指任何的這些衛(wèi) 星系統(tǒng)。使用估計(jì)的范圍作為輸入?yún)?shù)值來(lái)執(zhí)行三角測(cè)量計(jì)算，以確定移 動(dòng)站的位置。這些三角測(cè)量方法上存在變型，這取決于蜂窩技術(shù)、宏單元 或衛(wèi)星的位置和移動(dòng)站的計(jì)算能力。
已知方法的準(zhǔn)確性取決于三個(gè)主要因素第一，移動(dòng)站接收來(lái)自至少 三或四個(gè)發(fā)送i殳備(宏小區(qū)(macrocell)或衛(wèi)星)的RF信號(hào)的能力；第 二，發(fā)送與接收i殳備之間的三角測(cè)量距離；以及第三，定時(shí)準(zhǔn)確性和同步。
4在宏小區(qū)三角測(cè)量的情況下，較大的小區(qū)半徑減小移動(dòng)站接收來(lái)自多 個(gè)宏小區(qū)的信號(hào)的能力。在農(nóng)村地區(qū)，例如，可能沒(méi)有可由移動(dòng)站看到的 足夠數(shù)量的宏小區(qū)，使得基于宏小區(qū)的三角測(cè)量不可行。在市內(nèi)和郊區(qū)地
區(qū)，RF障礙物可阻止移動(dòng)站看到其他宏小區(qū)，這致使宏小區(qū)三角測(cè)量無(wú)效。 宏小區(qū)距離上的三角測(cè)量本質(zhì)上具有比衛(wèi)星三角測(cè)量更低的準(zhǔn)確性，這4吏 定時(shí)準(zhǔn)確性和同步變得非常關(guān)鍵。對(duì)沒(méi)有在諸如GSM或UMTS的基站間 充分地同步定時(shí)的基站技術(shù)，全球定位系統(tǒng)(GPS)信息被用于跟蹤每個(gè) 基站時(shí)鐘相差多遠(yuǎn)，并且"定時(shí)修正"消息被周期性地廣播給移動(dòng)站，以 便他們可^務(wù)正其范圍估計(jì)。由于小的定時(shí)誤差造成大的GEO定位誤差， 尤其在短三角測(cè)量距離上，所以這些定時(shí)修正被頻繁地發(fā)送，這在基站和 GPS定時(shí)器之間以及GPS定時(shí)器和移動(dòng)站之間造成大量的業(yè)務(wù)負(fù)載。
GPS地理定位(基于衛(wèi)星的)固有地比宏小區(qū)三角測(cè)量準(zhǔn)確得多。對(duì) GPS三角測(cè)量，必須至少存在四個(gè)空中衛(wèi)星被移動(dòng)站看到(即，三個(gè)衛(wèi)星 用于X， Y， Z定位，第四個(gè)用于移動(dòng)站定時(shí)偏移信息)。在GPS的情況 下，設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道使得存在六個(gè)地球軌道，每個(gè)軌道具有四個(gè)非GEO同 步的衛(wèi)星，其提供六到十一個(gè)之間在晴朗的天空一直可見(jiàn)的高架衛(wèi)星。盡 管如此，例如當(dāng)RF障礙物阻礙衛(wèi)星接收時(shí)，可能移動(dòng)站將不會(huì)看到至少 四個(gè)衛(wèi)星。這種情況例如會(huì)出現(xiàn)在移動(dòng)站處于中心市區(qū)的峽谷(canyon) 中，諸如曼哈頓的街道。摩天大樓和其他結(jié)構(gòu)容易妨礙移動(dòng)站的天空視角。 當(dāng)移動(dòng)站的天空視角沒(méi)有被減少或限制時(shí)，GPS三角測(cè)量準(zhǔn)確性是有用的。
定時(shí)同步對(duì)于GPS三角測(cè)量不是問(wèn)題，因?yàn)槊總€(gè)衛(wèi)星都配備有原子 鐘，并且地面通信連續(xù)地監(jiān)控時(shí)鐘準(zhǔn)確性以便提供非常準(zhǔn)確的衛(wèi)星定時(shí)同 步。通過(guò)^f吏用第四個(gè)衛(wèi)星范圍測(cè)量避免了對(duì)高準(zhǔn)確的移動(dòng)站時(shí)鐘的需求。
基于GPS的GEO定位方法在滿足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)的要求以便在 三十秒內(nèi)GEO定位緊急情況呼叫上具有唯一的問(wèn)題。移動(dòng)站在加電時(shí)可 能花費(fèi)長(zhǎng)達(dá)十五分鐘來(lái)定位對(duì)于GPS定位所需要的衛(wèi)星。該時(shí)間中的大部 分花費(fèi)在通過(guò)五十個(gè)BPS數(shù)據(jù)信道傳送衛(wèi)星星歷(almanac)數(shù)據(jù)。輔助 GPS (AGPS)在高速通信信道上對(duì)移動(dòng)站提供動(dòng)態(tài)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，以滿足FCC的三十秒定位要求。當(dāng)然，不是所有的緊急呼叫都在移動(dòng)站最初開(kāi) 啟時(shí)進(jìn)行。當(dāng)從已經(jīng)開(kāi)啟的移動(dòng)站進(jìn)行呼叫時(shí)，衛(wèi)星已經(jīng)被獲得。在這種 情況下，立刻開(kāi)始呼叫和GEO定位。
芯片集制造商和手機(jī)制造商正向GPS用于緊急呼叫GEO定位U。 商業(yè)上可用的GPS芯片集被設(shè)計(jì)為工作在支持HSDPA、 GPRS和EDGE 的終端中的GSM和UMTS手機(jī)中。GPS接收器是CDMA2000技術(shù)的一 部分并被包括在CDMA手機(jī)和類似設(shè)備中?；贕PS的地理定位看起來(lái) 是新興的用于緊急情況呼叫GEO定位的主流:技術(shù)方法。
雖然在滿足定位來(lái)自戶外移動(dòng)站的緊急呼叫要求方面存在很大的困 難，但是建筑內(nèi)的GEO定位問(wèn)題更加艱難。主要的障礙是建筑物本身易 于阻礙否則在建筑物外是可用的宏小區(qū)和衛(wèi)星信號(hào)。在建筑物內(nèi)部，當(dāng)宏 小區(qū)和衛(wèi)星信號(hào)在建筑物內(nèi)不可用時(shí)，已知的GEO定位三角測(cè)量方法都 不會(huì)工作。最多，通過(guò)從窗戶附近位置發(fā)出呼叫，GEO定位三角測(cè)量可能 是可行的，其中，所述窗戶可能在高樓層上，在那里可存在足夠的信號(hào)強(qiáng) 度以便"看見(jiàn)"所需數(shù)量的宏小區(qū)或衛(wèi)星以執(zhí)行傳統(tǒng)的地理定位。即便如 此，這對(duì)于建筑物中的所有窗戶并非普遍可行。而且，建筑物中心附近的 任何位置都通常導(dǎo)致沒(méi)有可接收的GPS信號(hào)。即使是具有分布式天線系統(tǒng) (DAS)用于分布蜂窩基站信號(hào)以便進(jìn)行建筑物內(nèi)的呼叫的建筑物，也不 提供對(duì)GEO定位有用的三角測(cè)量信號(hào)?；旧希藗兛赡苁褂靡苿?dòng)站發(fā) 出緊急情況呼叫的大多數(shù)建筑物內(nèi)的大多數(shù)區(qū)域，是現(xiàn)有的三角測(cè)量GEO 定位方法不工作的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
一種便利來(lái)自移動(dòng)站的緊急呼叫的示例性方法，包括通過(guò)檢測(cè)器檢 測(cè)全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星?；谒鶛z測(cè)的衛(wèi)星生成復(fù)合GPS信號(hào)。在 所選區(qū)域內(nèi)(例如在建筑內(nèi))的多個(gè)位置分布所述復(fù)合GPS信號(hào)。在所述 復(fù)合GPS信號(hào)被分布的每個(gè)位置控制分布式GPS信號(hào)的功率量。
另一種用于處理來(lái)自移動(dòng)站的緊急呼叫的示例性方法。接收來(lái)自移動(dòng)站的緊急呼叫，其中所述移動(dòng)站處于無(wú)法直接檢測(cè)到足夠的GPS衛(wèi)星或者 宏小區(qū)以便提供位置信息的位置。接收來(lái)自所述移動(dòng)站的至少?gòu)?fù)合GPS信 號(hào)的指示。所述復(fù)合GPS信號(hào)被在所述位置的所述移動(dòng)站來(lái)檢測(cè)。所述復(fù) 合GPS信號(hào)基于有關(guān)GPS信號(hào)源的信息。由收到的所述指示確定所述移 動(dòng)站的所述位置。
另一示例性通信方法，包括從不能直接檢測(cè)多個(gè)GPS衛(wèi)星或宏小區(qū) 的位置發(fā)出緊急呼叫。檢測(cè)到復(fù)合GPS信號(hào)基于有關(guān)多個(gè)GPS衛(wèi)星的定 時(shí)信息。關(guān)聯(lián)所述緊急呼叫提供檢測(cè)到的復(fù)合GPS信號(hào)的指示。
由下面的詳細(xì)描述，所公開(kāi)的示例的多種特性和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人 員將變得明顯。附隨詳細(xì)描述的圖可以被簡(jiǎn)要描述如下。


圖1示意性示出對(duì)于定位發(fā)出緊急呼叫的移動(dòng)站有用的通信系統(tǒng)的所 選部分。
圖2示意性示出一個(gè)示例實(shí)施例中用于控制分布式復(fù)合GPS信號(hào)的方 大的示例布置。
圖3是概述一個(gè)示例方法的流程圖。 圖4是概述另一示例方法的流程圖。 圖5是概述另一示例方法的流程圖。
M實(shí)施方式
圖l示意性示出通信系統(tǒng)20，其j吏用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星22用 于GEO定位信息。在示例性說(shuō)明中僅僅示出一個(gè)示例衛(wèi)星22。在某些區(qū) 域，諸如建筑24內(nèi)，可能不可直接檢測(cè)到來(lái)自衛(wèi)星22的信號(hào)。盡管使用 建筑物作為在其內(nèi)GPS衛(wèi)星信號(hào)的直接檢測(cè)對(duì)于GEO定位目的可能不是 充分有效的示例區(qū)域，但是本發(fā)明可以不必局限于建筑內(nèi)的布置。受益于 本描述的本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到在什么環(huán)境下所公開(kāi)的示例技術(shù)可能有 用。
7圖l的示例包括屋頂天線，該屋頂天線是檢測(cè)器26的一部分，檢測(cè)器 26祐放置用來(lái)直接檢測(cè)來(lái)自多個(gè)GPS衛(wèi)星22的信號(hào)。檢測(cè)器26被有策 略地放置以便獲得在天空中盡可能多的GPS衛(wèi)星22的全視角。通過(guò)檢測(cè) 器26檢測(cè)的所有衛(wèi)星信號(hào)的總和被稱為復(fù)合GPS衛(wèi)星信號(hào)。受益于本發(fā) 明的本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，如何以滿足其特定需求的形式生成復(fù)合 GPS信號(hào)。
圖1的示例包括中繼器30，其放大并中繼接收的復(fù)合GPS信號(hào)。中繼 器30對(duì)于在建筑物24內(nèi)的分布式天線系統(tǒng)(DAS )上分布復(fù)合GPS信號(hào) 有用。在此示例中，多個(gè)RF電纜32和分流器使用GPS再輻射器 (re-radiator)裝置34，在建筑物24內(nèi)的多個(gè)位置分布復(fù)合GPS信號(hào)。 在示例性實(shí)例中，由中繼器30提供的功率提高，通過(guò)蜂窩RF覆蓋內(nèi)交疊 的DAS再輻射器裝置34,提供建筑物24內(nèi)部的GPS衛(wèi)星RF覆蓋。
示例性實(shí)例包括控制每個(gè)再輻射器裝置34上的放大量的能力，以控制 在再輻射器裝置的每個(gè)位置上復(fù)合GPS信號(hào)的傳送的范圍。GPS信號(hào)的 再輻射已被部分地限制，以避免在再輻射信號(hào)和可直接檢測(cè)的GPS衛(wèi)星信 號(hào)之間的GPS干擾。如果再輻射的GPS信號(hào)直接與接收的衛(wèi)星信號(hào)混合， 其將產(chǎn)生干擾。通過(guò)控制在每個(gè)再輻射器裝置34上的放大，分布式復(fù)合 GPS信號(hào)的范圍可以被根據(jù)在特定位置的需要來(lái)定制。
GPS再輻射器裝置34允許建筑物24內(nèi)的移動(dòng)站40基于移動(dòng)站40從 位于附近的再輻射器裝置34檢測(cè)到的分布式復(fù)合GPS信號(hào)，來(lái)提供GEO 定位信息。
圖2示意性示出提供每個(gè)GPS再輻射器裝置34的有效等向輻射功率 (EIRP)上的控制的一個(gè)示例布置。在圖2的示例中，RF參考50被^:供 給EIRP界限(limit)比較器52。將來(lái)自放大器54的輸出與RF參考50 比較，目的是控制增益調(diào)節(jié)器56以便控制來(lái)自再輻射器裝置34的天線60 的輻射功率。在給出該描述的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇合適的 組件用于配置GPS再輻射器裝置，以滿足其特定需求，而且為了避免GPS 干擾目的在復(fù)合UPS信號(hào)被分布的每個(gè)位置提供定制EIRP的能力，并提
8供其中分布式復(fù)合GPS信號(hào)有效的期望的覆蓋區(qū)域。
在每個(gè)GPS再輻射器裝置34處提供定制的控制適應(yīng)這樣的事實(shí)，即在 電纜32和分流器的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)(例如，在圖1的DAS示例內(nèi))，提高的RF 功率水平可以以十幾或數(shù)十dB(10，sofdb)進(jìn)行改變。例如，在復(fù)合GPS 信號(hào)分布的每個(gè)位置定制放大，限制了再輻射的復(fù)合GPS信號(hào)的EIRP從 而免受GPS干擾。此外，提供諸如圖2所示的布置允許通過(guò)進(jìn)行與DAS 的合適的連接，將GPS再輻射器裝置34放置在建筑物24內(nèi)的任何位置， 這是因?yàn)槎ㄖ频姆糯罂梢员辉O(shè)置為沿著DAS選定不同的功率級(jí)別。
由增益調(diào)節(jié)器56應(yīng)用的功率閾值的合適選擇，控制了所分布的復(fù)合 GPS信號(hào)的范圍，其可以被限制為僅僅十幾或數(shù)十(10，s)英尺。對(duì)于接 收的功率水平為-130dBm，幾乎沒(méi)有與頻鐠的其他使用相干擾的危險(xiǎn)。所 選的功率閾值將取決于在特定位置的特定情況的需要。
在一些情況下，期望限制由再輻射器裝置34提供的覆蓋量，例如以便 避免建筑外的GPS RF泄漏。如上面提到的，通過(guò)示例性再輻射器裝置34， 傳送GPS天線的RF范圍可被容易地限制為五十英尺并保持在建筑物內(nèi) 部，無(wú)論其連接到DAS的哪里。另外，建筑物出口損耗減少大約20dB的 建筑物外的任何泄漏(10dB離開(kāi)建筑物和10dB進(jìn)入建筑物)。另外，面 對(duì)定向天線的內(nèi)部使用，利用了天線前后比(front-to-back ratio)損耗并 增加了 20-25dB的額外的泄漏損耗。對(duì)于所公開(kāi)的示例，嚴(yán)格地控制并限 制再輻射RF泄漏的量是可能的。
例如，在建筑物24的較高樓層上，即使在窗外大約五十英尺存在RF 泄漏，可能沒(méi)有關(guān)系，這是因?yàn)樵谠撐恢脤⒉粫?huì)有移動(dòng)站。如果存在相鄰 的建筑物，則這些建筑將以與建筑物阻礙直接GPS衛(wèi)星信號(hào)近乎相同的方 式，阻礙再輻射復(fù)合GPS信號(hào)。
在街道級(jí)別(level)上，建筑物內(nèi)部和外部的GPS RF泄漏可能與移 動(dòng)站的GEO定位相干擾。假設(shè)在街道上四個(gè)或更多的GPS衛(wèi)星是可檢測(cè) 的。在此情況下，使用與街道級(jí)別的另一天線耦合的合適的DAS，可在附 近建筑物的較低級(jí)別內(nèi)再輻射這些信號(hào)。由此類DAS引入的任何額外的延時(shí)將引入可忽略不計(jì)的定位誤差，這是因?yàn)樵诙鄶?shù)情況下，延時(shí)遠(yuǎn)小于微
秒。此類街道級(jí)GPS信號(hào)甚至可在建筑物的第二層上被再輻射。在此類示 例中，位于建筑物屋頂上的天線26可被用作建筑內(nèi)部的其余部分的GPS 復(fù)合信號(hào)源。
然而，存在在街道級(jí)沒(méi)有足夠的GPS覆蓋的情況，以致對(duì)于響應(yīng)從該 移動(dòng)站發(fā)出的緊急呼叫這一目的，如果僅僅使用傳統(tǒng)的GEO定位策略， 移動(dòng)站120 (圖1)可能不是可定位的。該情況可能出現(xiàn)在例如周圍有摩天 大樓的市區(qū)峽谷。對(duì)于該情況，從建筑物24內(nèi)部到外部的再輻射GPS泄 漏可以實(shí)際上提供先前那里不存在的GEO定位能力。在示例性實(shí)例中， 再輻射器裝置34A和34B被配置為擴(kuò)展通過(guò)建筑物24外部的天線26可得 到的復(fù)合GPS信號(hào)所提供的覆蓋，并且例如擴(kuò)展到移動(dòng)站120所在的街道 級(jí)別。在一個(gè)示例中，允許再輻射復(fù)合GPS信號(hào)泄漏到建筑物24外五十 英尺遠(yuǎn)。這將允許使用分布式復(fù)合GPS信號(hào)對(duì)移動(dòng)站120進(jìn)行GEO定位。 在多數(shù)這種情況中，好像移動(dòng)站120處于放置檢測(cè)器26的建筑物24的地 址上那樣對(duì)其進(jìn)行定位。盡管呼叫者實(shí)際上不在建筑物中，但是對(duì)建筑物 的接近程度在關(guān)于GEO定位準(zhǔn)確性要求的政府規(guī)定內(nèi)。
相應(yīng)地，示例性實(shí)例對(duì)于限制再輻射GPS信號(hào)覆蓋或者擴(kuò)展再輻射 GPS信號(hào)覆蓋是有用的，這取決于在特定位置的需求。例如，可以減少再 輻射器裝置中的一個(gè)再輻射器裝置上的放大，以限制在該位置的再輻射復(fù) 合GPS信號(hào)的覆蓋區(qū)域。另 一個(gè)再輻射器裝置(例如34A或34B)具有增 加的放大，以擴(kuò)展復(fù)合GPS信號(hào)的覆蓋使得其達(dá)到期望的范圍。
所公開(kāi)的技術(shù)對(duì)于在諸如小型辦公室、家庭辦公(SOHO)住所的小型 建筑物內(nèi)提供GPS信號(hào)覆蓋也是有用的。通過(guò)保持低的DAS延時(shí)限制， 復(fù)合GPS信號(hào)接收情形引入了可忽略的GEO定位誤差。示例再輻射器裝 置34可被用于提供SOHO或住宅蜂窩和GEO定位GPS RF覆蓋。
圖3包括概述了示例方法的流程圖70。在72，檢測(cè)GPS衛(wèi)星(例如， 使用屋頂天線26)。在74，基于檢測(cè)到的衛(wèi)星生成復(fù)合GPS信號(hào)。中繼 器30被用于中繼復(fù)合GPS信號(hào)。如在76所示的，DAS32和再輻射器裝置34被用于在所選區(qū)域內(nèi)(例如在建筑物24內(nèi))分布復(fù)合GPS信號(hào)。在 78，為了上述目的，控制在每個(gè)分布位置處的放大的量。
圖4包括概述了示例緊急呼叫情形的流程圖80。在82，移動(dòng)站40檢 測(cè)到分布式復(fù)合GPS信號(hào)由附近的GPS再輻射器裝置34提供。在84, 移動(dòng)站40被用于發(fā)出緊急呼叫(例如某A^移動(dòng)站40撥打911)。復(fù)合 GPS信號(hào)指示祐^從移動(dòng)站40關(guān)聯(lián)語(yǔ)音呼叫傳送到緊急號(hào)碼。這在86示出。
在一個(gè)示例中，提供復(fù)合GPS信號(hào)指示通過(guò)從移動(dòng)站40進(jìn)行同時(shí)的 數(shù)據(jù)呼叫來(lái)產(chǎn)生。在另一示例中，通過(guò)從移動(dòng)站40發(fā)送短消息服務(wù)(SMS) 消息來(lái)提供復(fù)合GPS信號(hào)指示。輔助GPS (AGPS )服務(wù)器接收復(fù)合GPS 信號(hào)的指示。在一個(gè)示例中，AGPS服務(wù)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接或者直接的設(shè) 施連接被連接到服務(wù)的基站。
在88，復(fù)合GPS信號(hào)指示由AGPS服務(wù)器使用，以確定移動(dòng)站40的 位置?？梢詫⒁苿?dòng)站的位置凈艮告為其上支持檢測(cè)器26 (例如天線)并從其 得到復(fù)合GPS信號(hào)的建筑物24的地址。
在一個(gè)示例中，AGPS服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)，其具有與可從復(fù)合GPS信 號(hào)指示確定的經(jīng)度和綿度信息對(duì)應(yīng)的建筑地址信息。在一個(gè)示例中，AGPS 服務(wù)器確定基于接收的復(fù)合GPS信號(hào)指示計(jì)算的經(jīng)度和綷度是否落在數(shù) 據(jù)庫(kù)中的建筑物的屋頂界限內(nèi)。如果是這樣，則AGPS服務(wù)器報(bào)告建筑物 地址、確定的經(jīng)度和綿度或兩者，作為移動(dòng)站40的位置。在沒(méi)有建筑物地 址匹配或?qū)?yīng)于所確定的經(jīng)度和辟度的情況下，AGPS服務(wù)器將才艮告所計(jì) 算的經(jīng)度和綿度。
如圖4中的90所示，緊急響應(yīng)被分派給所確定的位置。AGPS服務(wù)器、 蜂窩基站或兩者，向可響應(yīng)該緊急呼叫的合適的實(shí)體報(bào)告有關(guān)緊急呼叫和 移動(dòng)站位置的信息。在一個(gè)示例中，使用已知的技術(shù)用于聯(lián)系公共安全應(yīng) 答點(diǎn)(PSAP)。
上述情形對(duì)具有基本的GPS偽距測(cè)量能力和進(jìn)行數(shù)據(jù)呼叫或生成文 本消息的能力的4壬何移動(dòng)站40有效。AGPS消除了移動(dòng)站40執(zhí)行GEO 定位計(jì)算的需要。相應(yīng)地，示例方法對(duì)定位配備有GPS接收器芯片集的移動(dòng)站40是有用的。所公開(kāi)的示例不要求宏小區(qū)定時(shí)同步或者同步定時(shí)校 正。可通過(guò)移動(dòng)站上現(xiàn)有的任何數(shù)據(jù)或消息M技術(shù)，來(lái)完成基于所檢測(cè) 的分布式復(fù)合GPS信號(hào)來(lái)報(bào)告?zhèn)尉鄿y(cè)量的數(shù)據(jù)呼叫或文本消息。例如，可 以使用在GSM、 GPRS、 EDGE、 UMTS、 HSDPA、 CDMA 2000、 CDMA 2000 IX、 CDMA EVDO或者WiMax上的SMS。
將存在這樣的建筑內(nèi)的位置或者某些情況，其中剛剛描述的示例將不 提供足夠準(zhǔn)確的位置信息用于定位移動(dòng)站。例如，如果移動(dòng)站40在較高樓 層的窗戶附近，則移動(dòng)站40可通過(guò)窗戶直接接收衛(wèi)星信號(hào)。如果移動(dòng)站 40還接收來(lái)自再輻射器裝置34的復(fù)合GPS信號(hào)，則存在GPS信號(hào)信息 的有效混合。在"混合的，，情形下，所有的衛(wèi)星RF傳輸時(shí)間差別的 (differential)延時(shí)不被保留。由于DAS電纜32、分流器以及GPS中繼 器30的額外的延時(shí)，與直接檢測(cè)的衛(wèi)星相比，通過(guò)檢測(cè)器26的天線接收 的衛(wèi)星信號(hào)可能延時(shí)孩史秒級(jí)。此種延時(shí)差異引入GEO定位誤差。此種誤 差使得不可能使用標(biāo)準(zhǔn)GEO定位算法來(lái)可靠地GEO定位移動(dòng)站。
圖5包括概述了用于補(bǔ)償此種"混合"情形的示例方法的流程圖100。 在圖5的102，做出已報(bào)告的來(lái)自移動(dòng)站的GPS指示是否對(duì)應(yīng)于合理的位 置信息的確定。在104，使用來(lái)自所記錄的GPS指示的衛(wèi)星子集確定多個(gè) 可能的位置。在106，作出任何可能的位置是否對(duì)應(yīng)于已知位置(例如合 理的的經(jīng)度和煒度或已知的建筑物地址)的確定。在108，任何這種已知 位置^^用作移動(dòng)站位置，用于向緊急響應(yīng)實(shí)體才艮告該位置的目的。
圖5的方法對(duì)于混合情形的情況是有用的，并且其利用這樣的事實(shí)， 即諸如屋頂天線26 (圖1)的專用GPS天線，具有比在街道級(jí)或建筑物內(nèi) 窗戶附近的移動(dòng)站更好的對(duì)天空的視角。通常，天空中總是有六到十一個(gè) GPS衛(wèi)星是可見(jiàn)的，當(dāng)對(duì)天空有整個(gè)視角時(shí)平均八個(gè)可用。建筑物內(nèi)窗戶 附近存在對(duì)天空的有限的視角(例如與屋頂相比或許一半到四分之一的對(duì) 天空的視角)，并且有些情況下，由于相鄰的建筑物4吏得甚至窗戶附近沒(méi) 有衛(wèi)星是可見(jiàn)的。
在一個(gè)示例中，再輻射復(fù)合GPS信號(hào)級(jí)別被控制，以致在建筑物的窗
12戶附近至少為-130dBm。例如，該級(jí)別對(duì)應(yīng)于典型的GPS接收器靈敏度。 在此情況下，移動(dòng)站40可能鎖定到通過(guò)窗戶可見(jiàn)的直接的衛(wèi)星，或者通過(guò) 建筑物24內(nèi)的再輻射器裝置34可用的復(fù)合GPS信號(hào)，如果兩信號(hào)都高于 移動(dòng)站GPS接收器閾值。 一旦移動(dòng)站鎖定到衛(wèi)星，其不再繼續(xù)用以在其它 地方尋找該衛(wèi)星的關(guān)聯(lián)過(guò)程。當(dāng)移動(dòng)站在窗戶附近時(shí)，這不是自動(dòng)表明將 鎖定到直接可見(jiàn)的衛(wèi)星。在許多情況下，移動(dòng)將通過(guò)復(fù)合GPS信號(hào)鎖定到 衛(wèi)星，并且其將如上面所述可靠地GEO定位。
在某些環(huán)境下，移動(dòng)站將鎖定到直接可檢測(cè)的衛(wèi)星，并鎖定到通過(guò)分 布式復(fù)合GPS信號(hào)^L有效地可見(jiàn)的其他衛(wèi)星。在此類情況下，將存在六到 十一個(gè)GPS衛(wèi)星，如上面描述的，其偽距將纟皮移動(dòng)站估計(jì)并才艮告給AGPS 服務(wù)器。由于混合信號(hào)情形，由DAS引入的時(shí)間延時(shí)具有影響并且引入誤 差。如果通過(guò)移動(dòng)站僅檢測(cè)到復(fù)合GPS信號(hào)，則對(duì)于所有衛(wèi)星，復(fù)合GPS 信號(hào)中的延時(shí)都相同，并且它們?cè)诖_定移動(dòng)站轉(zhuǎn)動(dòng)的經(jīng)度和綷度上沒(méi)有影 響。在混合情形的情況下，直接可檢測(cè)的衛(wèi)星不包括此種延時(shí)，并且因此 必須調(diào)節(jié)所引入的誤差。
在一個(gè)示例中，圖4的步驟104包括在AGPS服務(wù)器使用從衛(wèi)星的四 個(gè)偽距測(cè)量的所有可能的組合。在此示例中，AGPS服務(wù)器試圖找到匹配 其計(jì)算的所有組合的經(jīng)度和緯度建筑物。如果這些經(jīng)度和緯度答案的任何 一個(gè)對(duì)應(yīng)于建筑物的屋頂，則將該建筑物標(biāo)識(shí)為移動(dòng)站的位置，并且向 PSAP報(bào)告該建筑物地址、所計(jì)算的經(jīng)度和綷度或者兩者。
使用四個(gè)偽距測(cè)量的組合提供了在多數(shù)可能情況中的混合情形下，準(zhǔn) 確地GEO定位移動(dòng)站40的能力。例如，如果對(duì)于天線26僅六個(gè)衛(wèi)星是 可見(jiàn)的，并且對(duì)于窗戶附近的移動(dòng)站40兩個(gè)衛(wèi)星是直接可見(jiàn)的，則在所報(bào) 告的GPS信息內(nèi)將存在四個(gè)衛(wèi)星指示，這對(duì)于合適地GEO定位移動(dòng)站是 有用的(例如將僅有兩個(gè)具有由DAS引入的誤差導(dǎo)致的延時(shí))。當(dāng)對(duì)于檢 測(cè)器26的天線更多衛(wèi)星是可見(jiàn)的時(shí)，甚至更多的衛(wèi)星可被用于合適的GEO 定位。使用組合的計(jì)算方法利用這樣的事實(shí)，即比起位于窗戶附近的、或 者甚至在市區(qū)峽谷情況下建筑物外的街道級(jí)上的任何移動(dòng)站天線，被放置在屋頂?shù)奶炀€將檢測(cè)到更多衛(wèi)星。平均起來(lái)，在多數(shù)情況下，八個(gè)衛(wèi)星將 被屋頂天線看到。通常存在足夠的通過(guò)屋頂天線看到的衛(wèi)星，以致四個(gè)偽 距測(cè)量組合中的至少 一個(gè)使得找到屋頂天線的位置，并且從而找到移動(dòng)站 的位置。
另一示例沒(méi)有將計(jì)算組合限制為同時(shí)四個(gè)偽距測(cè)量的計(jì)算。當(dāng)考慮更
多衛(wèi)星時(shí)，GEO定位計(jì)算更準(zhǔn)確。 一個(gè)示例方法包括連續(xù)從計(jì)算中排除衛(wèi) 星中的一個(gè)，并使用每個(gè)這樣的子集用于嘗試確定經(jīng)度和綿度信息。在已 經(jīng)處理了每個(gè)包括除一個(gè)之外的所有衛(wèi)星的組合或子集，并且仍然沒(méi)有足 夠可靠的GEO定位答案之后，通it^考慮中移除兩個(gè)衛(wèi)星來(lái)形成進(jìn)一步 的子集，并處理每個(gè)可能的組合。此過(guò)程可以繼續(xù)，直到移動(dòng)站被定位為 止。
例如，假設(shè)從檢測(cè)器26的屋頂天線i~一個(gè)衛(wèi)星是可見(jiàn)的，并且在緊急 呼叫時(shí)至少 一個(gè)是通過(guò)窗戶可直接檢測(cè)到的。^使用所有十一個(gè)衛(wèi)星首先進(jìn) 行GEO定位計(jì)算。如果移動(dòng)站40直接檢測(cè)到這些衛(wèi)星中的至少一個(gè)，將 存在計(jì)算誤差。因此，GEO定位將不會(huì)完成。然后，通過(guò)^v每個(gè)這樣的子 集移除衛(wèi)星中的一個(gè)的偽距衛(wèi)星測(cè)量，使用十一個(gè)衛(wèi)星中的十個(gè)的所有組 合。如果從這些子集中未獲得滿意的答案，則使用九個(gè)偽距衛(wèi)星測(cè)量的所 有組合。然后接下來(lái)是八個(gè)、七個(gè)、六個(gè)等等的組合。在一個(gè)示例中，一 旦來(lái)自考慮中的子集中的任何一個(gè)子集的經(jīng)度和綿度答案中的任何一個(gè)， 對(duì)應(yīng)于AGPS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的建筑物屋頂，則該建筑物,皮標(biāo)識(shí)為移動(dòng)站 40的位置。在另一示例中，在該結(jié)果被作為移動(dòng)站位置凈艮告之前，兩個(gè)子 集產(chǎn)生相同的結(jié)果。
前面的描述本質(zhì)上是示例性的而非P艮制性的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，對(duì)所公開(kāi)的示例的變型和修改是明顯的并且不需要偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。 僅通過(guò)研究隨后的權(quán)利要求來(lái)確定本發(fā)明的法律保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種便利來(lái)自移動(dòng)站的緊急呼叫的方法，包括通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星；基于所檢測(cè)的衛(wèi)星生成復(fù)合GPS信號(hào)；在所選區(qū)域內(nèi)的多個(gè)位置分布所述復(fù)合GPS信號(hào)；以及分別控制所述多個(gè)位置中的每個(gè)位置上分布式GPS信號(hào)的功率量。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括增大所述多個(gè)位置中的至少一個(gè)位置中分布式GPS信號(hào)的放大量；以及減小其他所述多個(gè)位置中的至少一個(gè)位置中分布式GPS信號(hào)的放大量。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所選區(qū)域包括建筑物并包括 減小放大量以防止分布式GPS信號(hào)在所述建筑物外是可檢測(cè)的；以及 增大放大量以允許分布式GPS信號(hào)在所述建筑物外被檢測(cè)到。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所選區(qū)域包括建筑物并包括 控制功率量，以在所述建筑物外至少在所述建筑物的所選級(jí)別附近分布分布式GPS信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所選區(qū)域包括建筑物并包括 控制功率量以防止分布式GPS信號(hào)在所述建筑物外是可檢測(cè)的。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括接收來(lái)自檢測(cè)到所述復(fù)合GPS信號(hào)的移動(dòng)站的緊急呼叫； 接收來(lái)自所述移動(dòng)站的至少一個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)指示所檢測(cè)的關(guān)聯(lián)所 述緊急呼叫的復(fù)合GPS信號(hào)；以及由接收到的信號(hào)確定所述移動(dòng)站的位置。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，包括接收指示從所述移動(dòng)站檢測(cè)的復(fù)合GPS信號(hào)的數(shù)據(jù)呼叫或短消息服 務(wù)消息中的至少一個(gè)。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，包括 將所確定的位置轉(zhuǎn)發(fā)給能夠?qū)λ鼍o急呼叫提供響應(yīng)的實(shí)體。
9. 一種通信方法，包括從不能直接地檢測(cè)多個(gè)全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星的位置發(fā)出緊急呼叫；檢測(cè)復(fù)合GPS信號(hào)，所述復(fù)合GPS信號(hào)基于關(guān)于在所述位置時(shí)所述 多個(gè)GPS衛(wèi)星的定時(shí)信息；以及關(guān)聯(lián)所述發(fā)出的緊急呼叫提供所檢測(cè)的復(fù)合GPS信號(hào)的指示。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，包括通過(guò)發(fā)出數(shù)據(jù)呼叫或發(fā)送短消息服務(wù)消息中的至少 一個(gè)來(lái)提供所述 指示。
全文摘要
一種無(wú)線通信設(shè)備，其在通過(guò)發(fā)出緊急呼叫的移動(dòng)站不可直接檢測(cè)到GPS衛(wèi)星或宏小區(qū)的區(qū)域提供GPS覆蓋。檢測(cè)器(30)檢測(cè)多個(gè)GPS衛(wèi)星，并提供通過(guò)分布式天線系統(tǒng)被再輻射的復(fù)合GPS信號(hào)，以提供諸如建筑物(24)內(nèi)部的所選區(qū)域內(nèi)的GPS信號(hào)覆蓋。在每個(gè)再輻射器裝置上的信號(hào)范圍被分別控制，以保持所述復(fù)合GPS信號(hào)覆蓋區(qū)域在所選界限內(nèi)。用于發(fā)出緊急呼叫的移動(dòng)站(40)在與該緊急語(yǔ)音呼叫關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)呼叫或SMS消息中報(bào)告復(fù)合GPS信號(hào)信息。然后該信息被用于地理定位以確定移動(dòng)站(40)的位置。所公開(kāi)的示例包括用于處理移動(dòng)站直接檢測(cè)到衛(wèi)星并檢測(cè)到復(fù)合GPS信號(hào)情形的技術(shù)。
文檔編號(hào)G01S19/11GK101542309SQ200780042502
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
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