使用具有定時偏移及相位調整的發射機的位置定位的製作方法
2023-05-30 08:01:51 2
專利名稱：使用具有定時偏移及相位調整的發射機的位置定位的製作方法
技術領域：
所述標的技術大體來說涉及通信系統及方法，且更特定來說涉及根據無線網絡通 過採用所述網絡內的定時偏移或發射機相位調整技術來確定位置定位的系統及方法。
背景技術：
一種支配無線系統的技術是碼分多址(CDMA)數字無線技術。除CDMA之外， 空中接口規範界定了由無線提供商的行業領導小組開發的FLO (唯前向鏈路)技術。 大體來說，FLO己利用了可用無線技術的最有利特徵並使用編碼及系統設計中的最新 改進以不斷實現最高質量的性能。FLO的一個目標是成為全球採用的標準。
在一個示例中，FLO技術經設計用於移動多媒體環境並展現出理想地適用於蜂窩 式手機的性能特性。其在編碼及交錯方面使用最新改進以對於實時內容串流及其它數 據服務始終實現最高質量的接收。FLO技術可在不折衷功率消耗的前提下提供強健的 移動性能及高容量。所述技術還通過顯著減少需部署的發射機數量而降低輸送多媒體 內容的網絡成本。此外，基於FLO技術的多媒體多播對無線運營商的蜂窩式網絡數據 及語音服務加以補充，從而將內容輸送到在3G網絡上所使用的相同蜂窩式手機。
FLO無線系統經設計除向移動用戶廣播非實時服務之外，還廣播實時音頻及視頻 信號。使用高功率發射機實施相應的FLO發射以確保在既定地理區域中的寬覆蓋。此 外，在大多數市場中通常部署3-4個發射機以確保FLO信號到達既定市場中大部分人 口。由於FLO發射機的覆蓋，可基於三角測量技術(舉例來說)確定位置定位。傳統 位置定位技術利用基於衛星的GPS信號進行範圍測量。然而，基於衛星的信號的問題 是(舉例來說)在看不到衛星的室內環境中缺少可用信號。相反地，FLO網絡經常經 設計以實現室內覆蓋，且因此相應的波形可向位於室內的裝置提供定位信息
發明內容
下文提供對各種實施例的簡要概述，以提供對所述實施例的某些方面的基本了 解。本概述並非詳盡總述。其並非既定標識關鍵/緊要元件或界定本文所揭示實施例的 範圍。其唯一的目的是以簡要形式提供某些概念來作為下文所提供更詳細闡述的前序。
本文提供用於確定無線網絡中的位置或地點信息並代替(或結合)常規全球定位 系統(GPS)技術的系統及方法。在一個實施例中，使用計及發射機之間的定時差異 的多個發射機來確定廣播網絡中的位置定位。許多位置定位算法均假設發出用於範圍
測量的信號的發射機使用共用中央時鐘(例如GPS)而在時間上對準。然而，在某些 廣播系統中相對於中央時鐘提前/延遲來自所述發射機中的某些的發射對於促進所述 整個網絡中的信號接收及質量有利。在所述情況下，位置定位算法利用所述發射機的 定時偏移信息來產生比常規位置定位組件更精確的範圍測量。因此，在某些實施例中， 可傳輸開銷參數信息(例如，定時偏移信息)且在接收機處使用此額外信息以產生精 確的範圍測量。
在另一實施例中，可在相應發射機處提前或延遲信號發射定時，以緩和計及接收 機處的定時偏移的需要。通過在發射機處調整所發射信號的定時，可在相應的接收機 處確定精確的位置信息，同時由於己在發射機處計及與中央時鐘的定時失配，從而減 輕定時偏移計算。如可知曉，某些系統可包括傳送到接收機的定時偏移及/或發射機處 的定時調整的組合以促進精確的位置定位確定。
為實現上述及相關目的，本文結合以下闡述及附圖闡述某些說明性實施例。這些 方面表示其中可實施所述實施例的各種方式，本發明既定涵蓋所有所述方面。
圖1是圖解說明無線網絡定位系統的示意性方塊圖。
圖2是採用定時偏移信息進行位置定位確定的實例性系統。
圖3圖解說明用於傳輸定時偏移信息的實例性技術。
圖4圖解說明用於在無線定位系統中調整定時信息的實例性系統。
圖5是圖解說明無線定位系統的實例性網絡層的圖式。
圖6是圖解說明用於無線定位系統的實例性數據結構及信號的圖式。
圖7圖解說明用於無線定位系統的實例性定時過程。
圖8是圖解說明無線系統的實例性用戶裝置的圖式。
圖9是圖解說明無線系統的實例性基站的圖式。
圖10圖解說明無線系統的實例收發機的圖式。
具體實施例方式
本發明提供用於確定無線網絡中的位置定位信息的系統及方法。在一個實施例 中，在多個發射機與一個或一個以上接收機之間傳送定時偏移信息。所述信息使得能夠做出計及整個網絡中的定時差異的精確位置或地點確定。在另一實施例中，進行提 前或延遲來自發射機的發射的發射機相位調整以計及發射機與共用時鐘之間的潛在定 時差異。以此方式，無需在接收機處做進一步定時調整即可做出位置定位確定。在再 一方面中，可在無線網絡中採用定時偏移傳送及/或發射機相位調整的組合來促進位置 定位計算或確定。
應注意，可將定時偏移視為發射機時鐘與共用時鐘源之間的定時失配，其導致將 在發射機處發射的同步符號與共用時鐘同步信號相比具有偏移。舉例來說，在唯前向 鏈路(FLO)信號的情況下， 一般期望發射機處的超幀邊界同步於來自GPS的1 PPS
信號。然而，由於定時失配或有時出於網絡最優化目的而有意為之，超幀邊界實際上
可相對於來自GPS的1 PPS信號提前或延遲。此稱作發射機處的定時偏移。
對於發射機處的相位調整，實質上是修改發射機波形來調節接收機所感知的傳播 延遲，而與發射機處的定時偏移無關。在此情況下，即使發射機的時鐘(且因此發射) 可能精確地與共用時鐘源同步，但可能修改發射機波形以在接收機處產生偏斜的傳播 延遲測量。舉例來說，在FLO採用OFDM信令的情況下，超幀邊界可與來自GPS的 1 PPS信號同步。然而，發射機可通過釆用OFDM符號緩衝器的循環移位來調整發射 相位。可基於經循環移位的OFDM符號形成OFDM符號的循環前綴。通過所述信號 修改，接收機所感知的延遲隨所選擇的發射相位變化(或等於OFDM符號的循環移位 的量)。此稱作發射機處的相位調整。
如本申請案所使用，術語"組件"、"網絡"、"系統"及類似術語既定指代與 計算機相關的實體，其既可以是硬體、硬體與軟體的組合、軟體，也可以是執行中的 軟體。舉例來說，組件可是(但不限於)在處理器上運行的過程、處理器、對象、可 執行文件、執行線程、程序及/或計算機。以例示的方式，在通信裝置上運行的應用程 序以及所述裝置二者均可以是組件。 一個或一個以上組件可駐存於過程及/或執行線程 內，且組件可局限在一個計算機上及/或分布在兩個或兩個以上計算機之間。此外，這 些組件可從其上存儲有各種數據結構的各種計算機可讀媒體上執行。所述組件可通過 本地及/或遠方過程(例如)根據具有一個或一個以上數據包(例如，來自一個與本地 系統、分布式系統中的另一組件交互作用及/或跨越有線或無線網絡(例如網際網路)的 組件的數據)的信號來進行通信。
圖1圖解說明無線網絡定位系統100。系統100包括跨越無線網絡向一個或一個 以上接收機120通信的一個或一個以上發射機110。接收機120實質上可包括任何類 型的通信裝置，例如蜂窩式電話、計算機、個人助理、手持式或膝上型裝置等等。系 統100部署一個或一個以上位置定位組件130以促進確定接收機120的位置或地點。 大體來說，在本文所述的各個實施例中可能需要調整發射機110與接收機120之間的 定時同步信息以促進收機處的精確位置定位確定。在一個示例中，定時偏移組件140 可在發射機110與接收機120之間通信以指示無線網絡中在位置定位確定組件或算法 中將予以計及的定時差異或調整。另一示例在發射機110處採用相位調整組件150以提前或延遲對可在系統100中發生的定時失配或定時差異具有補償作用的信號。在其
它實施例中，可同時採用定時偏移組件140及/或相位調整組件150的各種組合以促進 無線網絡定位系統100中的位置定位確定。如所圖解說明，可提供一個或一個以上導 頻符號154進行延遲測量。
大體來說，習用位置定位技術利用基於衛星的GPS信號進行範圍測量。然而，基 於衛星的信號的一個問題是(例如)在看不到衛星的室內環境中缺少可用信號。另一 方面，唯前向鏈路(FLO)發射的高功率性質促進在GPS信號不可用的室內環境中FLO 波形可用。因此，當來自多個發射機的FLO信號可用時，具有基於根據FLO信號所 做出的測量進行位置定位的替代方法。在以下闡述中，可假設FLO接收機能夠接入來 自至少三個不同FLO發射機(其它配置亦可)的信號，所述FLO發射機可以或可不 發射相同的信息內容。
FLO網絡通常經部署用於發射機與共用時鐘源同步的單頻網絡(SFN)操作模式。 舉例來說，可從來自GPS的1 PPS信號獲得所述時鐘源。FLO波形基於正交頻分多路 復用(OFDM)信令並(舉例來說)可在信道的延遲擴展將小於約135us的假設下進 行設計。當多個發射機110對接收機120可見時，所述接收機所感知的延遲擴展與所 述接收機距各個發射機的相對位置有關。在某些情況下，接收機120可能靠近發射機 110中的一者而遠離另一個發射機，從而產生大的延遲擴展。如果所得的延遲擴展超 過135us (或其它參考數據)的設計規範，那麼其可導致系統性能的嚴重損失。然而， 可在所述網絡中的各個點處通過相對於來自中央時鐘的同步脈衝延遲或提前超幀邊界 來控制接收機120所感知的延遲擴展。因此，在最優FLO網絡部署中，假設不同的發 射機110之間存在固定的定時偏移還是現實的。
在FLO網絡的SFN部署中，可能調諧發射機110以相對於中央時鐘(且因此彼 此)運作固定的定時偏移，以便最優化在接收機120處所經歷的延遲擴展，且因此最 優化系統性能。如果不予計及，那麼發射機處的相對定時偏移可不利地影響用於位置 定位的範圍測量。然而，在基於移動的位置定位及基於網絡的位置定位中，可通過修 改範圍計算來計及發射機的定時偏移。此可包括在基於移動的位置定位的系統中使 FLO網絡向接收機120提供發射機定時偏移信息，調整發射定時及相位信號或定時偏 移與信號調整的組合。
圖2圖解說明採用定時偏移進行位置確定的實例性系統200。在此實例中，210 處的發射機A、 B及C可是三個不同的在既定時刻正攜載處於接收機220接收範圍內 的FLO信號的FLO發射機。此外，假設4、 A及4指代相應的發射機相對於共用時 鍾源240的定時偏移230。此處，正偏移是指相對於中央時鐘240提前發射，而負偏 移是指相對於中央時鐘延遲發射。可假設接收機時鐘在相位及頻率上與共用時鐘源 240同步。
共同可用的FLO空中接口規範允許每一發射機210插入對於所述發射機唯一的 符號(稱作定位導頻信道)。這些符號可經設計而允許接收機220估計來自發射機210中的每一者的傳播延遲。所述定位導頻信道實質上是一組每一發射機所特有的導頻音， 其經設計具有高處理增益，使得在接收機220處仍可檢測出具有長延遲擴展以及弱能 量的信道。在視線傳播從發射機210到接收機220無顯著擴散的情況下，通過定位導 頻獲得的信道估計通常由單個路徑組成。基於所述信道路徑在所述信道估計中的位置 來確定接收機220距發射機210的距離。
在系統實例200中，假設、為所述單個路徑(或在多路徑情況中的第一到達路徑) 在所述基於來自發射機A的定位導頻信道的信道估計中的位置。同樣，假設、及、 分別為來自發射機B及C的信道估計中的第一到達路徑的延遲。如果三個發射機210 處的時鐘以及接收機220在頻率以及相位上同步，那麼所述接收機距所述發射機的距 離計算為光速(c)乘以通過信道估計所測量的傳播延遲。然而，如果發射機210處存 在定時偏移，那麼應通過發射機與接收機之間的定時偏移230來校正在接收機220處 所測量的延遲。因此，所述接收機距發射機A的距離通過下式給出
&=(4+TJxc，其中c是光速。
同樣，& = (4+、)xc且& =(4 +tc)xc。當確定了接收機220距三個己知位置(在 此示例中，所述已知位置是FLO發射機)的相對距離時，可通過熟知的三角測量方法 獲得所述接收機的位置。三角測量方法實質上確定分別圍繞三個發射機A、 B及C以 半徑S。、 &及&所畫圓的單個交叉點。因此，顯而易見，在發射機210處存在相對定 時偏移的情況下，接收機220知曉定時偏移值230對於精確地確定位置或地點是有用 的。
圖3圖解說明用於傳送定時信息300的實例性方法。如可知曉，對於向接收機傳 輸定時偏移信息300存在若干可行技術。應注意，對所述接收機來說，知曉所述發射 機中的每一者相對於共用中心時鐘(例如GPS時鐘或其它共用時鐘)的定時偏移即足 夠。
在310處， 一種可行的發射機制是發射機使用開銷符號來廣播關於定時偏移的信 息。舉例來說，在FLO系統中，來自既定局域內所有發射機的定時信息可包含於局域 OIS欄位(開銷信息符號)中，所述欄位對於既定局域是特定的，但跨既定廣域中的 不同局域變化。所述方法的一個優點是發射機定時信息被局部化。應注意，其可能無 法向接收機提供從其無法接收定位導頻信道的發射機接收關於所述發射機的定時偏移 信息的優點。另一方面，與定位導頻信道相比較，局域OIS欄位更易受到覆蓋邊緣處 的幹擾。結果，接收機可能能夠成功地解碼定位導頻信道，而不能夠從局域OIS信道
獲得定時信息。此方法的一種變形是將所述定時信息包括在廣域ois中，此將消除覆
蓋邊緣問題，代價是在更寬廣的地理區域(且因此有用帶寬)上廣播所述發射機定時 信息。
在320處，用以傳輸定時信息的另一可行技術是將發射機定時信息嵌入到定位導 頻信道(PPC)中。在此情況下，接收機可首先使用來自既定發射機的PPC估計來自 所述發射機的信道，然後對嵌入在所述PPC中的定時信息進行解碼。在此情況下，可能必須足夠地增加PPC的處理增益，以便於在所述符號中存在嵌入的額外信息的情況 下不會影響PPC的檢測概率。
在330處，第三種傳輸定時信息的可行技術是周期地將發射機的年曆作為非實時 MLC (媒體FLO邏輯信道)進行廣播並促進接收機對此特定信息MLC進行解碼。在 340處，另一種吸引人的技術是通過修改PPC符號的發射機波形(如下文就圖4所論 述，通過慮及定時偏移)來減輕發射機處的定時偏移信息。
圖4圖解說明用於在無線定位系統中調整定時信息的實例性系統400。在此實例 中，在410處顯示兩個發射機A及B。可在420處提前或延遲來自發射機410的信號 以計及所述系統中可能定時差異。因此，接收機430可不必如上所述確定與中央時鐘 的偏移即能夠確定位置定位。將在420處提前或延遲發射機定時的概念引入FLO系統 中，以便於調節接收機430所感知的有效信道延遲擴展。在一個示例中，在OFDM系 統中，如果信道的延遲擴展小於OFDM信號所採用的循環前綴，那麼可將具有經發射 信號的信道的線性巻積視為循環巻積。
在此實例中，假設410處的發射機A及B具有定時偏移rf。及4。假設、是視線 傳播組件將基於發射機A與接收機430之間的距離所感知的實際延遲。同樣，假設、 是視線組件將從發射機B到接收機430所感知的實際延遲。注意，當延遲擴展r。-、 超過循環前綴(假設來自每一發射機均有一個視線組件)時，在發射機處引入額外的 延遲4及A。在發射機處存在延遲4及A的情況下，在接收機處所接收的信號通過 下式給出
方程式l
;y(n) 二 /ia (fi)*xa(n—《)+ & (/i) * x&(n-c4) + w(n)，
其中A。(M)及x。(n)是相對於發射機A的信道及信號，*表示線性巻積操作且<") 是在接收機處增加的噪聲。在廣域網中的業務信道的情況下，；c。 Ot)與^ (n)通常相同
(比如說4W)。
使用線性巻積的性質，以上方程式可寫為， 方程式2
使得所感知的信道延遲擴展現在由(〕-A)-(T'。 -4)給出且可通過在發射機處引 入定時偏移控制。當有效延遲擴展小於循環前綴時，方程序1中的所接收的信號可寫 為循環巻積而非線性巻積。因此
方程式3
= Aa (") 義。0r-d。) +(") X6("-i4) + vv(")， 或同等地， 方程式4
= A。 (" —cfa) xa (") +(" - 4) 義& (") + vK")
其中@指循環巻積。如果循環前綴足夠長，那麼在方程式1中將信號;c。 (n)延遲4以產生方程式3的運算可通過在方程式3中將x。(n)循環旋轉4完成。
基於以上情況，針對關於規則業務信道的導頻定位信道提出下文。在規則業務信 道中，所採用的循環前綴通常很短(在FLO的情況下是512個碼片)，且因此不能採 用方程序3中所論述的循環移位技術來調節信道的有效延遲擴展。因此，將物理延遲 來自相應發射機的發射(在此實例中，發射機A及B延遲^及4)以滿足循環前綴 要求。另一方面，對於定位導頻信道來說，可採用長循環前綴(在FLO中數量級為 2500碼片，其中碼片是指編碼成數據包的位)以便能夠估計來自遠處的弱發射機的延 遲。此外，所述發射機針對業務信道引入的延遲4及4影響在定位導頻信道中所做的 延遲觀測，因而如前文所述在接收機處需要此開銷信息。
如果導頻定位信道具有長循環前綴，那麼發射機可通過定位信號的循環移位取消 實際物理延遲4及A的影響。如果;c^(n)是來自發射機A的具有定時延遲A的既定 定位信號，那麼所述發射機可發送出由;ca,p(n +4)給出的經循環移位的信號版本。同樣， 循環移位來自發射機B的信號。由於存在長的循環前綴，因而方程序3仍有效且因此 方程式5
;K") = / "(") 、(") + & (") ~ (n) + w(")，
因此緩和將發射機延遲信息發送到接收機的需要。此技術可用於計及因作為網絡 計劃的部分引入的延遲以及其它可因(舉例來說)濾波器、電纜及此類其它組件所引 起的其它定時延遲所致的發射機定時偏移。
關於另一實施例，以上論述可假設在移動接收機處計算所述範圍測量。然而，可 在定時信息離線可用的網絡中實施所述計算。在此情況下，所述接收機可測量偽距s'。、
S、及R，其中(舉例來說)《S'a =、xC，而不計及發射機定時偏移。所述接收機將偽 距S'。中繼到所述網絡，且由於可在所述網絡使用完整年曆，因而可易於在所述網絡實 施藉助定時偏移進一步校正。
以上論述假設接收機時鐘與共用時鐘緊密同步，且由於發射機處的定時偏移或相 位調整，所述共用時鐘與發射機時鐘之間存在失配。然而，注意可將此視為特殊情況 且接收機時鐘無需與共用時鐘同步。當接收機時鐘不與共用時鐘同步時，來自相應發 射機的延遲測量還可包括共同偏差項，其是共用時鐘與接收機時鐘之間的失配量。所 述共同偏差現在是除接收機的空間坐標以外的需要予以計算的另一未知數。空間坐標 中的未知量以及所述時鐘偏差均可藉助來自額外發射機的測量而得到解答。特定來說， 具有來自(例如)四個不同發射機(定時偏移信息相對於共用時鐘源可用並假設接收 機在地球表面上)的測量足以解答接收機處的空間坐標以及共用時鐘偏差。如果接收 機處無共同時鐘偏差(即，接收機時鐘與共用時鐘同步)，那麼具有來自(例如)三 個不同發射機的延遲測量即足夠。
圖5圖解說明用於無線定位系統的實例性網絡層500。
圖5顯示唯前向鏈路(FLO)空中接口協議參考模型。通常，FLO空中接口規範 涵蓋對應於具有層l (物理層)及層2 (數據鏈路層)的OSI6的協議及服務。所述數據鏈路層進一步細分為兩個子層，即媒體接入(MAC)子層與串流子層。上層可包括
多媒體內容的壓縮、多媒體的接入控制連同控制信息的內容及格式。
FLO空中接口規範通常不規定上層以實現支持各種應用及服務的設計靈活性。顯 示這些層以提供上下文。所述串流層包括將多達三個上層流多路復用為一個邏輯信道， 將上層包捆綁到每一邏輯信道的串流，並提供包化及剩餘錯誤處置功能。多媒體接入 控制(MAC)層的特徵包括控制對物理層的接入、實施邏輯信道與物理信道之間的映 射、多路復用邏輯信道以供經由物理信道進行傳輸、在移動裝置處解多路復用邏輯信 道及/或加強服務質量(QOS)要求。物理層的特徵包括為前向鏈路提供信道結構，及 界定頻率、調製及編碼要求。
大體來說，FLO技術利用正交頻分多路復用(OFDM),數字音頻廣播(DAB) 7、地面數字視頻廣播(DVB-T) 8及地面綜合服務數字廣播(ISDB-T) 9也利用正交 頻分多路復用(OFDM)。大體來說，OFDM技術可實現高光譜效率，同時有效地滿 足大小區SFN中的移動性要求。此外，OFDM可處置來自多個具有適合長度的循環前 綴的發射機的長延遲；在所述符號(其是所述數據符號的最後部分的拷貝)前面添加 保護間隔以促進正交性並減輕載波間幹擾。只要此間隔的長度大於最大信道延遲，就 移除先前符號的反射並保護正交性。
繼續到圖6，其圖解說明FLO物理層600。所述FLO物理層使用4K模式(產生 4096個副載波的變換大小)，提供比8K模式要好的移動性能，同時保持在相當大的 SFN小區中有用的足夠長的保護間隔。可通過最優化的導頻及交錯器結構設計實現快 速信道獲取。併入到FLO空中接口中的交錯方案促進時間分集。導頻結構及交錯器設 計使信道利用最優化，因而用戶不會受長獲取時間的困擾。大體來說，FLO發射信號 被組織成如在600處所圖解說明的超幀。每一超幀由四個數據幀組成，包括TDM導 頻(經時分多路復用)、開銷信息符號(OIS)及包含廣域及局域數據的幀。提供TDM 導頻以允許快速獲取OIS。 OIS描述每一媒體服務的數據在所述超幀中的位置。
通常，每一超幀由所分配帶寬的每MHz 200個OFDM符號構成(6MHz為1200 個符號)，且每一符號包含7個現用副載波交錯。每一交錯均勻分布在頻率中，使得 其實現可用帶寬內完全頻率分集。將所這些交錯指派給在所用實際交錯的持續時間及 數量方面改變的邏輯信道。此在通過任何既定數據源實現的時間分集上提供靈活性。 可給較低數據速率信道指派較少的交錯以改善時間分集，而較高數據速率信道利用更 多的交錯以使無線電的導通時間降到最低並減少功率消耗。
低數據速率信道與高數據速率信道的獲取時間大體相同。因此，可在不折衷獲取 時間的情況下維持頻率分集及時間分集。更經常地，FLO邏輯信道用於以可變速率攜 載實時(直播串流)內容以可通過可變速率編解碼器(壓縮器與解壓縮器合二為一) 獲得統計多路復用增益。每一邏輯信道可具有不同的編碼速率及調製以支持不同應用 的不同可靠性及服務質量要求。FLO多路復用方案使裝置接收機能夠解調其感興趣的 單個邏輯信道的內容以使功率消耗降到最低。移動裝置可同時解調多個邏輯信道以使視頻及相關聯的音頻能夠在不同的信道上發送。
還可採用錯誤校正及編碼技術。大體來說，FLO併入有渦輪內碼13及李德'所羅 門(RS) 14外碼。通常，渦輪碼包包含循環冗餘檢査(CRC)。對於在良好信號條件 下正確接收的數據，不必計算RS碼，從而產生額外功率節約。另一方面是FLO空中 接口經設計來支持5、 6、 7及8MHz的頻寬。可通過單射頻信道實現極其期望的服務 提供。
圖7圖解說明用於無線系統的位置及定位過程700。雖然，出於簡化解釋的目的， 將所述方法顯示並闡述為一系列或多個動作，然而應了解並知曉，本文所述的過程並 不受限於動作的次序，因為某些動作可按不同於本文所示及所述的次序發生及/或與其 它動作同時發生。舉例來說，所屬領域的技術人員將了解並知曉， 一種方法可替代表 示為一系列相互關聯的狀態或事件，例如在狀態圖中。此外，實施根據本文所揭示標 的方法的方法可能並不需要所有所圖解說明的動作。
繼續到710，確定各個定時校正。此可包括實施計算以確定發射機、接收機及/ 或中央時鐘源之間的定時差異。可採用所述差異來確定在接收機處可採用的定時偏移 以校正與時鐘的差異，或可使用所述計算來確定將發射機廣播提前或延遲的時間以計 及定時差異。可採用測試裝置來監測潛在的系統變化，其中從所述裝置接收反饋以便 於確定偏移或發射機的信號調整。在720處，將一個或一個以上時間偏移作為數據包 的部分傳輸以指示潛在接收機應如何調整位置或地點計算。另一選擇為，可在730處 提前或延遲信號以計及無線網絡中的定時差異並參考中央時鐘。如可知曉，可同時應 用720處及730處的方法兩者。舉例來說，如果環境或電條件變化，那麼在720處傳 輸恆定時間偏移並在730處利用可調整信號提前及延遲可有利。可監測這些變化，並 可採用閉環機制來自動調整系統發射或定時。在另一方面中，發射定時的提前或延遲 可作為計算得出的常量及時間偏移來應用並在720處動態地發射以計及潛在所檢測出
的變化。
在740處，接收經校正或經調整的信號及/或時間偏移。如上所述，可接收時間偏 移，可接收相對於時鐘的經調整信號或可接收時間偏移與經調整信號的組合。在750 處，利用時間偏移及/或經相位調整的信號來確定接收機或多個接收機處的位置。可採 用所述信息來自動計算計及可在時鐘與參考源之間發生的差異的位置定位信息。舉例 來說，可在室內接收時間偏移或經相位調整的信號以確定接收機的位置。
圖8是對根據本文所述的一個或一個以上方面在無線通信環境中所採用的用戶裝 置800的圖解說明。用戶裝置800包含接收機802，接收機802從(舉例來說)接收 天線(未顯示)接收信號，且對所述接收的信號實施典型動作(例如，濾波，放大， 下變頻等)，且將所述經調節的信號數位化以獲得樣本。接收機802可以是非線性接 收機，例如最大似然(ML) -MMSE接收機或類似接收機。解調器804可將接收到的 導頻符號解調並提供到處理器806供用於信道估計。提供FLO信道組件810以如前文 所述處理FLO信號。除其它處理之外，此可包括數字串流處理及/或定位計算。處理器806可以是專用於分析接收機802所接收的信息及/或產生供發射機816發射的信息 的處理器，控制用戶裝置800的一個或一個以上組件的處理器及/或既分析接收機802 所接收的信息、產生供發射機816發射的信息並控制用戶裝置800的一個或一個以上 組件的處理器。
用戶裝置800可額外地包含存儲器808，其操作地耦合到處理器806並存儲與用 戶裝置800的經計算秩相關的信息、秩計算協議、包含與其相關的信息的查找表及用 於支持列表球形解碼(list-sphere decocing)的任何其它適合信息以如本文所述在無線 通信系統中的非線性接收機中計算秩。存儲器808可額外存儲與秩計算相關聯的協議、 矩陣產生等，使得用戶裝置800可採用所存儲的協議及/或算法來如本文所述實現非線 性接收機中的秩確定。
應了解，本文所述的數據存儲(例如，存儲器)組件既可以是易失性存儲器或非 易失性存儲器，或可包括易失性與非易失性兩種存儲器。通過例示而非限定的方式， 非易失性存儲器可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM (PROM)、電可編程ROM
(EPROM)、電可擦除ROM (EEPROM)或快閃記憶體。易失性存儲器可包括充當 外部高速緩存存儲器的隨機存取存儲器(RAM)。通過例示而非限定的方式，RAM 可以許多種形式可用，例如同步RAM (SRAM)、動態RAM (DRAM)、同步DRAM
(SDRAM)、雙倍數據速率SDRAM (DDR SDRAM)、增強型SDRAM (ESDRAM)、 同步連結DRAM (SLDRAM)及直接Rambus RAM (DRRAM)。標的系統及方法的存 儲器808既定包含(但不限於)這些及任何其它適合類型的存儲器。用戶裝置800進 一步包含用於處理FLO數據的背景監測器814、符號調製器814及發射經調製信號的 發射機816。
圖9是對包含基站902的實例性系統900的圖解說明，基站902具有經由多個接 收天線906從一個或一個以上用戶裝置904接收信號的接收機910及經由發射天線908 向所述一個或一個以上用戶裝置904進行發射的發射機924。接收機910可從接收天 線906接收信息並以操作方式與解調所接收信息的解調器912相關聯。通過與上文關 於圖8所述的處理器相似的處理器914分析經解調的符號，且處理器914耦合到存儲 器916，存儲器916存儲與用戶秩相關的信息，與其相關的查找表及/或與實施本文所 述各種動作及功能相關的任何其它適合信息。處理器914進一步耦合到促進處理與一 個或一個以上相應用戶裝置904相關聯的FLO信息的FLO信道918組件。
調製器922可多路復用發射機924通過發射天線908向用戶裝置904發射的信號。 FLO信道組件918可將信息附加到與既定傳輸串流(其與用戶裝置904通信)的經更 新數據串流相關的信號，所述信號可發射到用戶裝置904以提供已識別並確認新的最 好信道的指示。以此方式，基站902可與提供FLO信息並採用結合非線性接收機(例 如ML-MIMO接收機等)的解碼協議的用戶裝置904交互作用。
圖IO顯示實例性無線通信系統1000。為簡明起見，無線通信系統1000描繪一個 基站及一個終端。然而，應了解，所述系統可包含一個以上基站及/或一個以上終端，其中額外基站及/或終端可大致類似於或不同於下述實例性基站及終端。
現在參照圖10，在下行鏈路上，在接入點1005處，發射(TX)數據處理器1010 接收、格式化、編碼、交錯和調製(或符號映射)業務數據並提供調製符號("數據 符號")。符號調製器1015接收並處理數據符號及導頻符號並提供符號串流。符號調 制器1020多路復用數據及導頻符號並將其提供到發射機單元(TMTR) 1020。每一發 射符號可以是數據符號、導頻符號或信號值零。所述導頻符號可在每一符號周期內發 送連續。所述導頻符號可以是頻分多路復用(FDM)、正交頻分多路復用(OFDM)、 時分多路復用(TDM)、頻分多路復用(FDM)或碼分多路復用(CDM)。
TMTR 1020接收所述符號串流並將其轉換為一個或一個以上模擬信號且進一步 調節(例如，放大、濾波及上變頻)所述模擬信號以產生適合在無線信道上發射的下 行鏈路信號。然後，通過天線1025將所述下行鏈路信號發射到終端。在終端1030處， 天線1035接收所述下行鏈路信號並將所接收到的信號提供到接收機單元(RCVR) 1040。接收機單元1040調節(例如，濾波、放大及下變頻)所接收到的信號並將所述 經調節的信號數位化以獲得樣本。符號解調器1045將接收到的導頻符號解調並提供到 處理器1050供用於信道估計。符號解調器1045進一步從處理器1050接收下行鏈路的 頻率響應估計，對所接收的數據符號實施數據解調以獲得數據符號估計(其是對所發 射數據符號的估計)，且將所述數據符號估計提供到RX數據處理器1055， RX數據 處理器1055將所述數據符號估計解調(即符號解映射)、解交錯及解碼以恢復所傳輸 的業務數據。符號解調器1045及RX數據處理器1055進行的處理分別與接入點1005 處的符號調製器1015及TX數據處理器1010進行的處理互補。
在上行鏈路上，TX數據處理器1060處理業務數據並提供數據符號。符號調製器 1065接收所述數據符號並將其與導頻符號一起多路復用，實施調製，並提供符號串流。 然後，發射機單元1070接收並處理所述符號串流以產生上行鏈路信號，所述上行鏈路 信號通過天線1035發射到接入點1005。
在接入點1005處，通過天線1025接收來自終端1030的上行鏈路信號，並通過 接收機單元1075處理所述上行鏈路信號以獲得樣本。然後，符號解調器1080處理所 述樣本並提供所接收的上行鏈路導頻符號及數據符號估計。RX數據處理器1085處理 所述數據符號估計值以恢復終端1030所傳輸的業務數據。處理器1090針對在上行鏈 路上進行發射的每一現用終端實施信道估計。多個終端可在其相應的經指派導頻子頻 帶組上在上行鏈路上同時發射導頻，其中所述導頻子頻帶組可交錯。
處理器1090及1050分別引導(例如，控制、協調、管理等)接入點1005及終 端1030處的操作。相應的處理器1090及1050可與存儲程序碼及數據的存儲器單元(未 顯示)相關聯。處理器1090及1050還可實施計算以分別導出上行鏈路及下行鏈路的 頻率及脈衝響應估計。
對於多重接入系統(例如，FDMA、 OFDMA、 CDMA、 TDMA等)來說，多個 終端可在上行鏈路上同時傳輸。對於所述系統，導頻子頻帶可由不同終端共享。信道估計技術可用於其中每一終端的導頻子頻帶跨越整個操作頻帶(可能除頻帶邊緣之外) 的情形。獲得每一終端的頻率分集將需要所述導頻子頻帶結構。可以各種方式實施本 文所述技術。舉例來說，這些技術可實施於硬體、軟體或其組合中。對於硬體實施方 案來說，信道估計所用的處理單元可實施於一個或一個以上專用集成電路(ASIC)、 數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理裝置(DSPD)、可編程邏輯裝置(PLD)、 現場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、設計用於實施 本文所述功能的其它電子單元或其組合中。對於軟體，可通過實施本文所述功能的模 塊(例如，程序、功能等)來實施。軟體碼可存儲在存儲器單元中並由處理器1090 及1050執行。
對於軟體實施方案，可通過實施本文所述功能的模塊(例如，程序、功能等等) 來實施本文所述技術。軟體碼可存儲在存儲器單元中並由處理器執行。所述存儲器單 元既可實施於處理器內也可實施於處理器外部，在實施於處理器外部的情況下，所述 存儲器單元可通過所述技術中熟知的各種方式以通信方式耦合到處理器。
上文所述內容包括實例性實施例。當然，不可能出於闡述所述實施例的目的而闡 述組件或方法的每一種可構想的組合，但所屬領域的技術人員可認識到許多其它組合 及排列是可行的。因此，這些實施例既定涵蓋歸屬於隨附權利要求書的精神及範圍內 的所有所述改變、修改及變更。此外，就本詳細說明或權利要求書所用術語"包括 (includes)"來說，所述術語的包括方式既定類似於術語"包含(comprising)"在 權利要求書中用作轉折詞時"包含(comprising)"被解釋的那樣。
權利要求
1、一種在無線網絡中確定位置信息的方法，其包含確定共用時鐘與至少一個其它時鐘之間的時間偏移信息；部分基於所述時間偏移信息來調整至少一個發射機的相位；及部分基於所述時間偏移信息或所述發射機的所述經調整的相位來確定接收機的位置。
2、 如權利要求l所述的方法，所述共用時鐘是基於全球定位系統信號。
3、 如權利要求1所述的方法，其進一步包含向至少一個接收機傳送所述時間偏 移信息。
4、 如權利要求3所述的方法，其進一步包含在唯前向鏈路(FLO)網絡中傳輸 所述定時偏移信息；及提前或延遲唯前向鏈路網絡中的發射機定時以調節如所述接收 機所感知的有效信道延遲擴展。
5、 如權利要求4所述的方法，所述FLO網絡經部署用於其中發射機與共用時鐘 同步或用所發射信號實施c信道的線性巻積的單頻網絡(SFN)操作模式。
6、 如權利要求l所述的方法，其進一步包含產生至少兩個定時偏移。
7、 如權利要求6所述的方法，其進一步包含通過相對於來自共用時鐘的同步脈 衝延遲或提前信號來控制延遲擴展。
8、 如權利要求6所述的方法，其進一步包含在至少兩個發射機之間設定固定定 時偏移。
9、 如權利要求6所述的方法，其進一步包含發送正或負參數以指示發射相對於 共用時鐘的提前或延遲或延遲從發射機的發射以滿足循環前綴要求。
10、 如權利要求9所述的方法，其進一步包含採用長循環前綴以能夠估計來自更 遠處發射機的延遲。
11、 如權利要求l所述的方法，其進一步包含通過三角測量方法確定接收機距三 個或更多個己知地點的相對距離。
12、 一種用於在無線網絡系統中確定位置信息的方法，其包含 鑑於無線網絡系統中的共用時鐘源確定接收機與發射機之間的至少一個定時偏移；鑑於所述共用時鐘源向所述接收機傳輸所述時鐘偏移或在所述發射機處修改信 號；及基於所述時間偏移或所述經修改的信號計算所述接收機處的位置。
13、 如權利要求12所述的方法，其進一步包含在局域開銷信息符號欄位或廣域 開銷信息符號欄位中使用開銷符號來廣播所述定時偏移。
14、 如權利要求12所述的方法，其進一步包含將所述定時偏移嵌入到定位導頻信道(PPC)中。
15、 如權利要求13所述的方法，其進一步包含廣播具有所述定時偏移的發射機 的年曆或將一個或一個以上偽距中繼到發射機的所述年曆。
16、 一種無線定位系統，其包含確定裝置，其用於確定無線網絡中共用時鐘與至少一個其它時鐘之間的定時偏移；傳輸裝置，其用於在所述無線網絡中傳輸所述定時偏移；及改變裝置，其用於部分基於所述定時偏移改變發射機信號相位或發射機信號頻率。
17、 如權利要求16所述的系統，其進一步包含確定裝置，其用於至少部分基於所述定時偏移、所述發射機信號相位或所述發射機信號頻率確定裝置的地點。
18、 一種其上存儲有機器可執行指令的機器可讀媒體，其包含 確定共用時鐘相對於一子組發射機時鐘之間的定時差異； 將所述定時差異傳送到至少一個接收機；及 部分基於所述定時差異調整所述發射機時鐘。
19、 如權利要求18所述的機器可讀媒體，其進一步包含基於所述經調整的發射 機時鐘或所述確定的定時差異來確定所述接收機的地點。
20、 如權利要求18所述的機器可讀媒體，其進一步包含用所述子組的發射機時 鍾採用三角測量技術來確定所述地點。
21、 如權利要求18所述的機器可讀媒體，其進一步包含用以實施計算以確定發 射機、接收機或全球定位時鐘源之間的定時差異的組件。
22、 如權利要求21所述的機器可讀媒體，其進一步包含用以確定為計及定時差 異將發射機廣播提前或延遲多長時間的組件。
23、 如權利要求18所述的機器可讀媒體，其進一步包含提供一個或一個以上測 試裝置以監測潛在的系統變化，其中從所述測試裝置接收反饋以促進確定偏移或發射 機信號調整。
24、 如權利要求18所述的機器可讀媒體，其進一步包含用以傳輸恆定時間偏移 並利用可調整信號源以在環境或電條件變化時提前或延遲定時的組件。
25、 如權利要求24所述的機器可讀媒體，其進一步包含基於閉環機制改變時間 偏移或信號定時。
26、 一種其上存儲有數據結構的機器可讀媒體，其包含 確定共用時鐘相對於一子組發射機時鐘之間的定時偏移； 將所述定時偏移存儲在至少一個數據欄位中；及部分基於所述數據欄位中的所述定時偏移來針對至少一個裝置確定發射機信號 相位或頻率調整。
27、 如權利要求26所述的機器可讀媒體，其進一步包含層組件，所述層組件具有物理層、串流層、媒體接入層及上層中的至少一者，所述物理層進一步包含幀欄位、 導頻欄位、開銷信息欄位、廣域欄位及局域欄位中的至少一者。
28、 如權利要求27所述的機器可讀媒體，其進一步包含用以確定至少一個無線 裝置的位置的組件。
29、 一種無線通信設備，其包含一存儲器，其包括用以依據通過無線網絡接收的時間偏移參數來確定時基的組件；及一處理器，其基於所述時間偏移參數或依據自至少一個發射機接收的信號或相位 調整來確定至少一個接收機的位置。
30、 如權利要求29所述的設備，其進一步包含用以對唯前向鏈路數據串流、時 間偏移參數或經調整的發射機信號進行解碼的一個或一個以上組件。
31、 一種用於在無線定位網絡中操作基站資源的設備，其包含 確定裝置，其用於確定一組發射機的定時偏移；傳送裝置，其用於將所述定時偏移傳送到至少一個接收機；及調整裝置，其用於鑑於所述定時偏移調整所述組發射機的信號相位或信號頻率。
32、 如權利要求31所述的設備，其進一步包含協調裝置，所述協調裝置用於協 調所述接收機以基於所述定時偏移或所述經調整的信號相位及信號頻率來確定所述接 收機的位置。
全文摘要
本發明提供用於在無線網絡中確定位置定位信息的系統及方法。在一個實施例中，在多個發射機與一個或一個以上接收機之間傳送定時偏移信息。所述信息使得能夠做出計及整個網絡中的定時差異的精確位置或地點確定。在另一實施例中，進行提前或延遲來自所述發射機的發射的發射機相位調整以計及接收機處的潛在定時差異。在又一實施例中，可在無線網絡中採用定時偏移傳送及/或發射機相位調整的組合以促進位置定位確定。
文檔編號G01S5/10GK101310555SQ200680042391
公開日2008年11月19日 申請日期2006年9月26日 優先權日2005年9月27日
發明者克裡斯納·希蘭·穆卡維力, 凌福雲, 戈登·肯特·沃克 申請人:高通股份有限公司