用於使用uwb信號，傳送/接收緊急營救請求的裝置和方法
2023-06-30 23:21:01 2
專利名稱：用於使用uwb信號，傳送/接收緊急營救請求的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用於傳送/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。
背景技術：
隨著移動通信的相對近的到來，在使用移動通信終端來執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常混亂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。特別地，已經開發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可以通過使用在歸屬位置寄存器(HLR)中記錄的小區位置，以及使用來自全球定位系統(GPS)的位置信息來實現。另外，位置定位服務可以使用通過專用網，基於網絡的方法，用於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，位置定位服務也可以使用合併兩種方法來確定更精確位置的混合方案。
上述方法是用於測量當前移動通信系統以及GPS中的移動通信終端的位置的典型技術，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解析度。
在現有技術中，當如上所述，發生緊急事件時，用戶必須直接通過移動通信終端，通知適噹噹局。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，當在難聽區域，諸如房屋倒塌的情況，因為不能通過石層傳送電波，並且解析度相當低，難以確定用戶的位置。
例如，在現有技術中，當受害者離開移動通信服務區，並且在大山中迷路，或當大山災害或森林火災發生時，不可能通過傳統的方法通知緊急事件當局或確定受害者的精確位置。
發明內容
因此，做出本發明來解決在現有技術中出現的上述問題，以及本發明的目的是提供當緊急事件發生時，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。
根據本發明的一個方面，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於移動通信終端的緊急營救模式的控制內容的控制消息；根據所接收的控制消息，轉變成緊急營救模式；當移動通信終端處於緊急營救模式中時，生成UWB信號；以及傳送所生成的UWB信號。
根據本發明的另一方面，提供一種用於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，該方法包括當移動通信終端處於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位置信息和用於該終端的信息的UWB營救信號；以及發送所生成的UWB營救信號。
根據本發明的另一方面，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，用於定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)；基帶處理器，用於生成包括具有表示緊急營救請求信號的預定圖案的位流和用於該裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用於輸出通過UWB調製從基帶處理器提供的最終位流獲得的UWB信號；以及控制器，用於根據來自接收信號強度測量單元的輸出值，識別出現緊急事件，為基帶處理器提供具有表示緊急營救請求信號的預定圖案的位流和用於該裝置的信息，從而控制將從該裝置傳送的UWB信號。
根據本發明的另一方面，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，用於生成包括具有表示緊急營救請求信號的預定圖案的位流和用於該裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用於輸出通過UWB調製從基帶處理器提供的最終位流獲得的UWB信號；以及控制器，用於接收包括用於緊急營救模式的控制內容的控制消息，分析所接收的控制消息，根據分析結果，生成UWB信號，以及控制將從裝置傳送的UWB信號。
根據本發明的另一方面，提供一種用於使用超寬頻帶(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，具有用於從預定終端接收UWB信號的四個天線；UWB信號放大器，用於放大從UWB信號接收機輸入的信號；交叉關聯器，用於交叉關聯從UWB信號放大器輸入的信號；峰值檢測器，用於通過從交叉關聯器輸出的值，檢測峰值以及計算時間差；坐標操作單元，用於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，用於顯示所計算的位置坐標。
從下述結合附圖的詳細描述，本發明的上述和其他目的、特徵和優點將更加顯而易見，其中圖1是示意性地示例說明根據每個頻帶的頻譜的圖；圖2是根據本發明的實施例，能請求緊急營救的相應終端的框圖；圖3是示意性地示例說明根據本發明的實施例，在緊急營救請求後，搜尋操作過程的流程圖；圖4是示例說明根據本發明的實施例，用於將UWB信號從相應的終端傳送到搜尋裝置的過程的流程圖；圖5是示例說明根據本發明的實施例，來自搜尋裝置的UWB信號請求過程的流程圖；圖6是示例說明根據本發明的實施例，控制消息的格式結構的圖；圖7是示例說明根據本發明的實施例，在圖6的控制消息的格式中，數據類型的結構例子的圖；圖8是示意性地示例說明根據本發明的實施例的搜尋裝置的結構的框圖；圖9是示例說明根據本發明的實施例，用於顯示相應終端的位置的搜尋裝置的屏幕的圖；以及圖10是示例說明根據本發明的實施例，找出相應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，描述根據本發明的優選實施例。相同的標記用來表示如在其他圖中所示的相同的元件。在本發明的下述描述中，將省略包含在其中的已知功能和結構的詳細描述，當它會使本發明的主題反而不清楚時。
在本發明中，當緊急事件，諸如房屋倒塌或塌方發生時，可以經移動通信終端，提供緊急事件發生的位置。為提供這種功能，當發生這種緊急事件時，根據本發明的三個實施例，可以執行營救請求。
在第一實施例中，攜帶相應終端的受害者按壓緊急營救請求鍵，然後連接到營救中心，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，當受害者在山中迷路等等，並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，並連接到營救中心。同時並自動地發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，當受害者不能直接向營救中心報告緊急事件時，已經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生的大致位置。
當通過上述方法接受營救請求時，營救中心基於GPS位置信息或報告者的陳述，將營救隊派遣到確定位置，以及通過根據本發明的搜尋裝置，找出相應終端的精確點。
在此，營救隊通過搜尋裝置，從在確定位置的受害者的相應終端，接收UWB信號，並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。
當緊急事件發生時，當受害者按壓緊急營救請求鍵時，可以從相應的終端發送UWB信號。當服務區由於突發災難改變成難聽區，相應終端不能通信時，可以自動發送UWB信號。另外，當從營救中心或從搜尋裝置接收控制消息時，可以發送UWB信號。特別地，由於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，找出相應終端的精確位置。
在給出有關本發明的描述前，下文將簡單地描述UWB。
UWB方案是通過大於幾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衝，在不受傳統通信系統的幹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方案由於這種特性，接受多路徑環境。此外，由於UWB方案具有高的穿透性，它易於穿過非金屬材料的屏障。
當使用這種特性時，即使在視線(LOS)環境以外的室內環境或隱蔽環境中，也可以接收信號。因此，將UWB方案應用於位置識別系統，以便可以獲得最高達「釐米」單位的非常高的解析度。另外，當相應終端的大致位置已知時，可以通過UWB信號，跟蹤相應終端的精確位置。特別地，即使諸如由於房屋倒塌或塌方，受害者掩埋的緊急事件，根據本發明，通過UWB信號，也可以找出掩埋受害者的精確點。
本發明提供當發生緊急事件時，能找出相應終端的精確位置的搜尋裝置。當根據本發明，從相應終端傳送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，當發生緊急事件時，可以將到來時間差(TDOA)方案用作用於找出相應終端的精確位置的方法。
其中，TDOA方案是指用於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，以及確定終端位於具有離兩個基站的距離的恆定差的位置，即，終端位於採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，以及確定終端位於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終端的操作。圖2是根據本發明的實施例，能請求緊急營救的相應終端的框圖。
首先，控制器200控制相應終端100的通用操作，諸如無線通信和數據處理的典型實現。
該控制器200根據本發明的實施例，執行其他操作。首先，當受害者按壓用於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。然後，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，根據本發明的實施例，搜尋操作是指營救隊尋找從搜尋裝置傳送UWB信號的相應終端的位置的過程。
另外，根據本發明的另一實施例，當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終端以便連接到營救中心以及同時傳送用於相應終端的GPS定位信息。另外，第三方可以向營救中心報告緊急事件發生的位置，以便營救隊能在緊急事件發生的大致位置執行搜尋操作。
在如上所述的方法中，當受害者按壓緊急營救請求鍵時，控制器200控制相應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定圖案的位流，以及用於向基帶處理器240公開受害者的身份的信息。
另外，控制器200控制UWB信號以便將在預定時間發送，即，由於發生緊急事件，諸如房屋倒塌，服務區變成難聽區的時間點。換句話說，控制器200定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)。然後，當相應終端不能通信超過預定時間周期時，控制器200控制UWB信號自動傳送。當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生的精確點。如上所述，控制器200確定受害者已經按壓緊急營救請求鍵還是相應的終端突然不能通信超過預定時間周期。作為確定的結果，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輸入的鍵輸入數據，或通過圖標和字符，顯示相應終端100的操作狀態和各種信息。另外，當用戶設置或操作必要功能，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。
鍵輸入單元220具有各種鍵，包括數字鍵和向控制器200提供用戶輸入的鍵輸入數據。即，鍵輸入單元220根據每個鍵的輸入，輸出相應的鍵輸入數據。從鍵輸入單元220輸出的鍵輸入數據被輸入到控制器200。控制器200判斷對應於所輸入的鍵輸入數據的鍵輸入，然後根據判斷結果，執行相應的操作。另外，可以單獨地提供根據本發明的實施例的緊急營救請求鍵，或通過執行其他功能的現有功能鍵，可以執行其功能。
連接到控制器200的存儲器230包括用於存儲用於控制相應終端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信號轉換成中頻(IF)信號以及將所轉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施加的基帶數位訊號轉換成模擬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信號轉換成基帶數位訊號以及將它們施加到控制器200。
特別地，根據本發明的實施例，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定圖案，以及來自控制器200的用於相應終端的信號。其中，用於相應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。然後，UWB信號輸出單元260在控制器200的控制下，UWB調製從基帶處理器240提供的位流，以及將所調製的位流傳送到搜尋裝置。
優選地，控制器200通過接收信號強度測量單元270，測量RSSI以便確定由於緊急事件的難聽區的發生。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提供比較結果。特別地，當所測量的RSSI顯示在預定時間點，與參考RSSI相比，大於預定值的相當大的差別時，可以確定由於緊急事件，服務區已經改變成難聽區。否則，當所測量的RSSI小於參考RSSI，表示出現緊急事件時，與上述相同，可以確定緊急狀況。
另外，根據本發明的相應終端100進一步包括用於接收從GPS衛星接收的GPS信號的GPS接收機280。當按壓營救請求鍵時，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終端100的大致位置。
在下文中，將參考圖3，描述根據本發明的實施例，在緊急營救請求後的搜尋操作過程。圖3是示意性地示例說明在緊急營救請求後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的用於相應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終端的緊急營救請求鍵請求營救或在意識到出現緊急事件後，第三方請求營救的步驟。其中，當受害者按壓緊急營救請求鍵時，通過典型的移動通信網，在營救中心接受報告以及生成UWB信號。即，當按壓緊急營救請求鍵時生成UWB信號。另外，當相應終端位於難聽區達預定時間周期時，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後，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生的位置的情況下的步驟。
然後，用於相應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容，或在營救中心中接收的GPS位置信息，確定相應終端的大致位置的步驟。
最後，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終端傳送的UWB信號，通過UWB信號，找出相應終端所處的精確位置，然後執行營救操作的步驟。
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，確定相應終端的大致位置，然後將營救隊派遣到該位置。然後，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，以及執行位置跟蹤，優選地，營救隊在緊急事件發生的大致位置處，開始搜尋操作。
當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是示例說明根據本發明的實施例，將UWB信號從相應的終端傳送到搜尋裝置的過程的流程圖。
首先，在步驟400，相應終端100通過接收信號強度測量單元270，定期測量RSSI。然後，在步驟410，相應終端100確定相應終端100是否能與其他終端通信。
用於確定相應終端100是否能與其他終端通信的標準如下。在第一標準中，相應終端100定期測量RSSI以及確定所測量的RSSI是否小於表示出現緊急事件的參考RSSI。作為確定結果，當所測量的RSSI小於參考RSSI時，相應終端100轉變成緊急營救模式。在第二標準中，當所測量的RSSI具有離參考RSSI大的差值時，相應終端100轉變成緊急營救模式。其中，可以通過與運營商，或移動通信業務供應商協商，預先確定參考RSSI。
作為確定結果，當測量到表示由於緊急事件，相應終端100不能與其他終端通信的RSSI時，在步驟420，相應終端100生成和傳送UWB信號。然後，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，即使由於緊急事件，諸如塌方，受害者變得無意識，相應終端能通過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。
在本發明的另外的實施例中，當受害者由於緊急事件，不能向營救中心發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，描述用於允許將UWB信號從搜尋裝置傳送到相應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構的圖，以及圖7是示例說明以圖6的控制消息的格式的數據類型的結構例子的圖。
首先，當接受通知出現緊急事件的報告時，營救中心記錄用於相應終端的信息以便緊急跟蹤。其中，報告是用於請求用於位於緊急事件發生的地方的相應終端的緊急跟蹤的報告。通過攜帶相應終端的受害者、想找到受害者的家人，或緊急事件發生的地方附近的人的營救請求，可以生成報告。另外，用於相應終端的信息包括相應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。搜尋裝置包括用於控制從相應終端傳送的UWB信號的功能。另外，當營救中心接受報告時，營救中心也可以控制UWB信號。這種控制通過將預定控制消息傳送到相應終端來實現。
在下文中，將參考圖5，描述搜尋裝置控制從相應終端傳送的UWB信號的過程。
首先，在營救隊到達緊急事件發生的大致位置後，營救隊通過搜尋裝置110，向相應終端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於執行緊急跟蹤的鍵輸入。當從營救隊接收用於執行緊急跟蹤的鍵輸入時，在步驟510，搜尋裝置110生成為包括用於相應終端100的緊急營救模式的控制內容的控制消息的緊急跟蹤請求消息。然後，在步驟520，將所生成的緊急跟蹤請求消息傳送到相應終端100。
當從搜尋裝置110接收緊急跟蹤請求消息時，相應終端100轉變成緊急營救模式。然後，在步驟530，相應終端100分析緊急跟蹤請求消息並根據分析結果，生成UWB信號。如上所述，生成UWB信號的過程發生。在步驟540，相應終端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開始跟蹤相應終端100的精確位置。其中，根據本發明的實施例，通過算法，執行精確位置的跟蹤。
在給出有關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，其包括用於相應終端100的緊急營救模式的控制內容以及控制從相應終端100傳送的UWB信號。緊急跟蹤請求消息可以通過短消息服務(SMS)傳送。為將緊急跟蹤請求消息從營救中心或搜尋裝置110傳送到相應終端100，在營救中心或搜索裝置110和相應終端100間，預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於識別消息的消息ID欄位、表示短消息的優先級的優先級欄位、保密欄位、用戶數據欄位和傳送/接收短消息所需的各種欄位。其中，用戶數據欄位是表示在通常短消息中，從呼叫者傳送到接收者的實際數據的欄位。在用戶數據欄位中，預定高位字節用於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」欄位的「DATA TYPE」欄位指定數據類型和表示傳輸數據的類型，如圖7所示。參考圖7，「DATA TYPE」欄位包括根據傳輸數據類型的特定碼。從這些碼中，在為未來使用預留的、具有十六進位值21-6F、A0-BF和E0-FF的數字部分，定義表示緊急跟蹤請求消息的數據。因此，當在「USER DATA」欄位的第一字節中記錄上述十六進位值時，能理解到在「DATA TYPE」欄位中記錄的數據是緊急跟蹤請求消息。
詳細地，在SMS標準的3GPP TS 23.040中，當TP用戶數據頭標識符(TP-UDHI)具有值1時，在用戶欄位中定義存在傳輸層協議使用數據頭(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據。特別地，在3GPP TS 23.040中定義的TP-UDH的結構包括信息元標識符(IEI)和信息元數據(IED)。
根據本發明的實施例，在為未來使用而預留的數字部分中，定義用於UWB的新IEI。因此，搜索裝置允許相應終端確定相應的IEI是否包括在所接收的緊急跟蹤請求消息的頭部中。當相應的IEI包括在頭部中時，搜尋裝置被迫操作相應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用戶數據頭中，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於控制將從相應終端100傳送的UWB信號的控制消息的預定代碼。另外，緊急跟蹤請求消息包括用於控制輸出UWB信號的輸出值的預定代碼值。因此，相應終端100可以根據用於控制輸出UWB信號的輸出值的預定代碼值，確定UWB信號的輸出值。
在下文中，將描述根據本發明的實施例，用於在已經從相應終端手動或自動傳送UWB信號後，通過搜尋裝置，計算相應終端的精確點，尋找受害者的過程。
搜尋裝置表示用於搜尋傳送UWB信號的相應終端的位置並具有如圖8所示的結構的裝置，圖8是示意性表示搜尋裝置的結構的框圖。
如圖8所示，搜尋裝置包括具有用於接收UWB信號的四個天線的UWB信號接收機800、用於放大所接收的UWB信號的UWB信號放大器810、用於交叉關聯所接收的信號的交叉關聯器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檢測從交互關聯器820輸出的峰值，以及計算彼此相關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顯示基於如圖9所描述的搜尋裝置的搜尋裝置和相應終端100間的距離以及方向。圖9是示例說明根據本發明的實施例，用於顯示相應終端100的位置的搜尋裝置的屏幕的圖。換句話說，在圖9中，通過數字710，在坐標顯示單元850上顯示相應終端100和搜尋裝置間的相對距離。另外，通過在相應終端100的方向中指向的針700，在坐標顯示單元850上顯示相對於搜尋裝置的相應終端100的方向。
搜尋裝置將TDOA方案用作用於接收UWB信號，以及計算相應終端的位置的定位方法。在現有技術中，由於基站的坐標(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複雜。因此，需要簡化的算法。
在下文中，將描述根據本發明的實施例，有關用於跟蹤相應終端的方法的算法。
為易於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於原點，為R(K，0)，L(-K，0)，F(0，L)和B(0，-L)的方式，放置四個天線。
其中，具有位於天線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恆差2α的點的雙曲線用下述方程式(1)表示。另外，具有位於天線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恆差2β的點的雙曲線用下述方程式(2)表示。
x2a2-y2b2=1,K2=2+b2,||=2a,K>a>0...(1)]]>x22-y22=1,L2=2+2,||=2,L>>0...(2)]]>然後，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=a(b2+2)(2b2-22),y=b(a2+2)(2b2-22)...(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。
然後，當通過方程式(3)獲得四個交點時，可以確定方向，即，相應終端實際所處的象限。其中，相應終端所處的象限由表1中所示的偽代碼來確定。表1表示用於選擇相應終端所處的象限的偽代碼。
表1如果Δ＞0和δ＞0那麼存在於第一象限中否則 如果Δ＜0和δ＞0那麼存在於第二象限中否則 如果Δ＜0和δ＜0那麼存在於第三象限中否則 如果Δ＞0和δ＜0那麼存在於第四象限中結束當通過搜索裝置的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。作為放大結果，輸入信號r1(t)，r2(t)，r3(t)和r4(t)。然後，通過交叉關聯器820，交叉關聯信號r1(t)，r2(t)，r3(t)和r4(t)，並輸出到峰值檢測器830。然後，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，計算相應坐標100的正交坐標。
通過上述方法計算的相應終端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，用於相應終端100的極坐標通過方程式(5)計算並用將天線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)是用於表示作為離原點的相對距離和方向的搜尋裝置和相應終端間的距離和方向的方程式。
R=x2+y2...(4)]]>=tan-1(yx)...(5)]]>根據上述本發明，與用於跟蹤相應終端的方法有關，通過為簡單標準的方程式的算法，可以容易找出傳送UWB信號的相應終端的位置。另外，通過小的搜尋裝置，代替基站來執行位置跟蹤，以便營救隊能通過搜尋裝置執行營救操作。因此，可以更快速和有效地執行營救操作。即，當本發明與示例說明相對宏觀的位置的GPS互補使用時，可以快速找出相應終端的精確位置。
此外，根據本發明，微型化UWB接收機以及交叉關聯器中的時間解析度由於MEMS技術的發展而增加，以便能將搜尋裝置安裝在移動通信終端上。因此，本發明不僅能用在營救操作中，而且能各種基於位置的服務中，諸如搜尋失蹤小孩以及搜尋停車場中的車。
儘管為示例目的，已經描述了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將意識到在不背離如在附加權利要求書中公開的範圍和精神，包括其等效的全部範圍的情況下，各種改進、增加和取代是可能的。
權利要求
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於所述移動通信終端的緊急營救模式的控制內容的控制消息；根據所接收的控制消息，轉變成緊急營救模式；當所述移動通信終端處於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於控制所述UWB信號的消息的預定代碼，和用於控制輸出所述UWB信號的輸出值的預定代碼值。
3.如權利要求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定圖案的位流和用於所述移動通信終端的信息的最終位流；以及UWB調製所述最終位流。
4.一種用於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所述移動通信終端處於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並生成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.如權利要求4所述的方法，其中，當從用戶接收對應於緊急營救請求的鍵輸入時，執行所述緊急營救請求模式。
6.如權利要求4所述的方法，其中，所述位置信息包括通過從GPS衛星接收的GPS信號獲得的GPS位置信息。
7.如權利要求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是否小於參考RSSI；以及當所測量的RSSI小於所述參考RSSI時，轉變到所述緊急營救請求模式。
8.如權利要求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定圖案的位流和用於所述移動通信終端的信息的最終位流，以及UWB調製所生成的最終位流，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，用於定期測量所接收的信號強度指示(RSSI)；基帶處理器，用於生成包括具有表示緊急營救請求信號的預定圖案的位流和用於所述裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用於輸出通過UWB調製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，用於根據來自所述接收信號強度測量單元的輸出值，識別出現緊急事件，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定圖案的位流和用於所述裝置的信息，從而控制將從所述裝置傳送的UWB信號。
10.如權利要求9所述的裝置，進一步包括鍵輸入單元，包括對應於緊急營救請求的鍵，用於當用戶按壓對應於所述緊急營救請求的鍵時，輸出相應鍵輸入數據；顯示單元，用於顯示根據所述緊急營救請求，正輸出緊急營救請求信號；以及GPS接收機，用於接收表示用於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，用於生成包括具有表示緊急營救請求信號的預定圖案的位流和用於所述裝置的信息的最終位流；UWB信號輸出單元，用於輸出通過UWB調製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，用於接收包括用於緊急營救模式的控制內容的控制消息，分析所接收的控制消息，根據分析結果，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於控制將從所述裝置傳送的所述UWB信號的消息的預定代碼和用於控制輸出所述UWB信號的輸出值的預定代碼值。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，所述控制器根據用於控制輸出所述UWB信號的輸出值的控制消息的預定代碼值，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。
14.一種用於使用超寬頻帶(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，具有用於從預定終端接收UWB信號的四個天線；UWB信號放大器，用於放大從所述UWB信號接收機輸入的信號；交叉關聯器，用於交叉關聯從所述UWB信號放大器輸入的信號；峰值檢測器，用於通過從所述交叉關聯器輸出的值，檢測峰值以及計算時間差；坐標操作單元，用於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，用於顯示所計算的位置坐標。
15.如權利要求14所述的裝置，其中，所述峰值檢測器計算用於從所述交叉關聯器輸入的交叉關聯信號的到來時間差。
16.如權利要求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
公開了一種用於傳送/接收緊急營救信號的裝置和方法。在該裝置和方法中，當發生緊急事件時，可以通過相應終端，提供能通知緊急事件發生的地方的功能。因此，當接收營救請求時，營救中心基於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，並通過搜尋裝置，找出相應終端的精確點。其中，營救隊通過搜尋裝置，在已經了解的大致位置，接收從受害者的相應終端接收的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 優先權日2004年8月30日
發明者權純煥 申請人:三星電子株式會社