使用相位調整發射器的定位的製作方法

2023-05-16 01:58:56 1

專利名稱：使用相位調整發射器的定位的製作方法
技術領域：
本技術大體上涉及通信系統和方法，且更明確地說涉及通過在無線網絡中使用定時 偏移或發射器相位調整技術而依據所述網絡確定定位的系統和方法。
背景技術：
支配無線系統的一種技術為碼分多址(CDMA)數字無線技術。除了CDMA外，空 中接口 (air interface)規範定義了已由無線提供者的業界領先團體開發的FLO (僅前向 鏈路)技術。 一般來說，FLO已利用了可用無線技術的最有優勢的特徵，並使用了編碼 與系統設計方面的最新進展以穩定地實現最高質量性能。FLO的一個目標是成為全球採 用的標準。
在一種情況下，FLO技術經設計以用於移動多媒體環境，並展示十分適用於蜂窩式 手機的性能特徵。其使用編碼與交錯方面的最新進展以對於實時內容流和其它數據服務 均可在任何時間實現最高質量的接收。FLO技術可在不損害功率消耗的情況下提供穩健 的移動性能與高容量。所述技術還通過極大地減少待布署的發射器的數目，而減小了傳 遞多媒體內容的網絡成本。另外，基於FLO技術的多媒體多點播送補充了無線運營商的 蜂窩式網絡數據與語音服務，從而向用於3G網絡上的相同蜂窩式手機傳遞內容。
除了非實時服務外，所述FLO無線系統還經設計以向移動用戶廣播實時音頻與視頻 信號。各個FLO傳輸是使用高大且高功率的發射器實行的，以確保給定地理區域中的廣 泛覆蓋範圍。另外，在大多數市場中，通常布署3到4個發射器以確保FLO信號到達給 定市場的人口中的大部分。由於FLO發射器的覆蓋範圍的緣故，舉例來說，基於三角測 量技術確定定位是可能的。傳統定位技術利用基於衛星的GPS信號以用於距離測量。然 而，基於衛星的信號的問題是在室內環境中(例如，在到達衛星的視線不可實現的地方) 所述信號不可用。相反，FLO網絡通常經設計以實現室內覆蓋，且因此各別波形可向位於室內的裝置提供定位信息。

發明內容
為了提供對實施例的某些方面的基本理解，下文提出各實施例的簡化概要。本概要 並非廣泛的概述。其並不希望指明主要/關鍵元件或描繪本文所揭示的實施例的範圍。其 唯一目的是以簡化的形式提出某些概念作為稍後提出的更詳細描述的序言。
提供用於在無線網絡中確定位置或定位信息且替代(或結合)常規全球定位系統 (GPS)技術的系統和方法。在一個實施例中，使用多個發射器(其解決發射器之間的定 時差異)來確定廣播網絡中的定位。許多定位算法假定，傳輸用於距離測量的信號的發 射器(例如)使用例如GPS等共同中心時鐘而在時間上對準。然而，在某些廣播系統中， 相對於中心時鐘而提前/延遲從某些發射器的傳輸以促進網絡中的信號接收與質量是具 有某些優勢的。在此類情況下，定位算法利用發射器的定時偏移信息來得到比常規定位 組件更為準確的距離測量。因此，在某些實施例中，可傳輸額外開銷參數信息(例如， 定時偏移信息)，以及在接收器處使用此額外信息來得到準確的距離測量。
在另一實施例中，可在各別發射器處提前或延遲信號傳輸定時以緩解在接收器處解 決定時偏移的需要。通過在發射器處調整經傳輸信號的定時，可在各別接收器處確定準 確的位置信息，同時因為在發射器處已解決與中心時鐘的定時失配而緩解了定時偏移計 算。如可了解，某些系統可包括傳遞到接收器的定時偏移和/或在發射器處的定時調整的 組合，以促進準確的定位確定。
為了達成前述與相關目的，本文結合以下描述和附圖描述某些說明性實施例。這些 方面說明所述實施例可藉以實踐的各種方式，希望涵蓋所有方式。


圖1是說明無線網絡定位系統的示意框圖。
圖2是使用定時偏移信息以確定定位的實例系統。
圖3說明用於傳輸定時偏移信息的實例技術。
圖4說明用於在無線定位系統中調整定時信息的實例系統。
圖5是說明用於無線定位系統的實例網絡層的圖。
圖6是說明用於無線定位系統的實例數據結構與信號的圖。
圖7說明用於無線定位系統的實例定時過程。
圖8是說明用於無線系統的實例用戶裝置的圖。
圖9是說明用於無線系統的實例基站的圖。圖io是說明用於無線系統的實例收發器的圖。
具體實施例方式
提供用於在無線網絡中確定定位信息的系統和方法。在一個實施例中，在多個發射 器與一個或一個以上接收器之間傳遞定時偏移信息。此信息使得能夠進行解決網絡中的 定時差異的準確位置或定位確定。在另一實施例中，進行發射器相位調整，其提前或延 遲從所述發射器的傳輸以解決所述發射器與共同時鐘之間的潛在定時差異。以此方式， 可在接收器處進行定位確定而無須進一步定時調整。在另一方面，在無線網絡中可使用 定時偏移傳遞和/或發射器相位調整的組合以促進定位計算或確定。
應注意，定時偏移可視為發射器時鐘與共同時鐘源之間的定時失配，其導致發射器 處的同步符號與共同時鐘同步信號相比以一偏移被傳輸。舉例來說，在僅前向鏈路(FLO) 信號的情況下， 一般期望發射器處的超幀邊界與來自GPS的1 PPS信號同步。然而，由 於定時失配或某些時候為了網絡優化的目的有意為之的原因，實際上所述超幀邊界可相 對於來自GPS的1 PPS信號而提前或延遲。這稱為發射器處的定時偏移。
就發射器處的相位調整來說，發射器波形實質上經修改以調節由接收器感知的傳播 延遲，而不考慮發射器處的定時偏移。在此情況下，即使所述發射器的時鐘(且因此， 傳輸)可能與所述共同時鐘源精確同步，所述發射器波形也有可能經修改而導致接收器 處的偏斜傳播延遲測量結果。舉例來說，在FLO使用OFDM信令的情況下，所述超幀邊 界可與來自GPS的1PPS信號同步。然而，所述發射器可通過使用對OFDM符號緩衝器 的循環移位來調整傳輸相位。可基於循環移位的OFDM符號而形成OFDM符號的循環前 綴。通過此信號修改，由接收器感知的延遲隨所選擇的傳輸相位(或等效地，OFDM符 號上的循環移位量)的變化而變化。這稱為發射器處的相位調整。
如本申請案中所使用，術語"組件"、"網絡"、"系統"和類似術語希望指代計算機 相關實體，其為硬體、硬體與軟體的組合、軟體或執行中的軟體。舉例來說，組件可為 (但不限於)執行於處理器上的過程、處理器、對象、可執行碼、執行線程、程序和/或 計算機。通過說明，執行於通信裝置上的應用程式與所述裝置可以是組件。 一個或一個 以上組件可駐存於過程和/或執行線程中，且組件可局限於一臺計算機上和/或分散於兩臺 或兩臺以上計算機之間。而且，可從上面存儲有各種數據結構的各種計算機可讀媒體處 執行這些組件。所述組件可在本地和/或遠程過程上(例如根據具有一個或一個以上數據 包的信號)通信(例如，來自一個組件的數據在本地系統、分散式系統中和/或經由例如 網際網路等有線或無線網絡與另一組件交互)。圖1說明無線網絡定位系統100。所述系統100包括一個或一個以上發射器110，所 述發射器110經由無線網絡與一個或一個以上接收器120通信。所述接收器120可包括 大體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。所述系統100使用一個或一個以上定位組件130以促進確定接收器120的位置或定 位。大體來說，在本文所描述的各種實施例中可能需要調整所述發射器110與所述接收 器120之間的定時同步信息以促進接收器處的準確定位確定。在一種情況下，可在發射 器110與接收器120之間傳遞定時偏移組件140以表示將在定位確定組件或算法中解決 的無線網絡中的定時差異或調整。另一情況在所述發射器110處使用相位調整組件150 以提前或延遲信號，所述相位調整組件150具有補償系統100中可能發生的定時失配或 差異的效果。在其它實施例中，可同時使用定時偏移組件140和/或相位調整組件150的 各種組合以促進無線網絡定位系統IOO中的定位確定。如所說明，可提供一個或一個以 上導頻符號154以進行延遲測量。
一般來說，常規定位技術利用基於衛星的GPS信號以用於距離測量。然而，基於衛 星的信號的一個問題是例如在到達衛星的視線不可實現的室內環境中信號不可用。另一 方面，僅前向鏈路(FLO)傳輸的高功率性質促進了在GPS信號不可用的室內環境中可 使用FLO波形。因此，當來自多個發射器的FLO信號可用時，存在基於根據FLO信號 進行的測量來定位的替代方法。在以下描述中，可假定FLO接收器能夠存取來自可能在 或可能不在傳輸相同信息內容的至少三個不同FLO發射器(可能存在其它配置)的信號。
通常將FLO網絡布署用於單頻網(SFN)操作模式，在所述模式中使發射器與共同 時鐘源同步。所述時鐘源(例如)可源自來自GPS的1 PPS信號。FLO波形基於正交頻 分多路復用(OFDM)信令，且可在假定(例如)信道的延遲擴展將小於約135 us的情 況下設計。當多個發射器110對於一接收器120可見時，由所述接收器感知的延遲擴展 是所述接收器距各個發射器的相對位置的函數。在某些情況下，所述接收器120可能接 近於所述發射器110的一者，而遠離另一發射器，因此導致較大延遲擴展。如果所得延 遲擴展超過135 us的設計規範(或其它參考)，那麼其可導致系統性能的顯著損失。然而， 通過相對於來自中心時鐘的同步脈衝延遲或提前超幀邊界，有可能在網絡中的各點處控 制由接收器120感知的延遲擴展。因此，在優化的FLO網絡布署中，假定在不同發射器 110之間存在固定定時偏移也可能是現實的。
在FLO網絡的SFN布署中，所述發射器110可能經調諧以相對於中心時鐘(且因此 相對於彼此)以固定定時偏移操作，以優化在所述接收器120處所見的延遲擴展，並因此優化系統性能。發射器處的相對定時偏移如果未予以解決可能不利地影響用於定位的 距離測量。然而，在基於移動的定位與基於網絡的定位中，可能通過修改距離計算而解 決發射器定時偏移。這可包括使FLO網絡將發射器定時偏移信息提供到基於移動的定位 系統中的接收器120,調整傳輸定時與相位信號或定時偏移與信號調整的組合。
圖2說明使用定時偏移以確定定位的實例系統200。在此實例中，210處的發射器A、 B與C可以是在給定時間點處於接收器220的接收範圍內的承載FLO信號的三個不同的 FLO發射器。另外，假定《、《與《表示各別發射器相對於共同時鐘源240的定時偏移 230。此處，正偏移表示相對於所述中心時鐘240將傳輸提前，而負偏移將表示相對於所 述中心時鐘將傳輸延遲。可假定接收器時鐘在相位與頻率上與共同時鐘源240同步。
通常可用的FLO空中接口規範允許每一發射器210插入所述發射器特有的符號(稱 作定位導頻信道)。這些符號可經設計以允許接收器220估計來自發射器210的每一者的 傳播延遲。所述定位導頻信道實質上是特定針對每一發射器的一組導頻音調，其經設計 而具有高處理增益，使得具有長延遲擴展以及弱能量的信道在接收器220處仍可被檢測 到。在從發射器210到接收器220無顯著散射的視線傳播的情況下，經由定位導頻所得 的信道估計值一般包含單個路徑。基於信道估計值中的信道路徑的定位而確定接收器220 距發射器210的距離。
在系統實例200中，假定r。是基於來自發射器A的定位導頻信道的信道估計值中的
單個路徑(或在多路徑情況下，首先到達的路徑)的定位。類似地，假定^與^分別是
來自發射器B與C的信道估計值中的所述首先到達的路徑的延遲。如果所述三個發射器 210以及所述接收器220處的時鐘在頻率以及相位上同步，那麼按照光速(c)乘以經由 所述信道估計值測量的傳播延遲來計算接收器距發射器的距離。然而，在所述發射器210 處存在定時偏移的情況下，在所述接收器220處測量的延遲應通過發射器與接收器之間 的定時偏移230加以校正。因此，接收器距發射器A的距離由下式給出 S。=(《+r。)xc，其中c為光速。
類似地，^-(《+^)xc且S^(《+"Oxc。當接收器220距三個已知定位的相對距
離確定時(在此情況下，所述已知定位是FLO發射器)，所述接收器的定位可通過眾所 周知的三角測量方法獲得。所述三角測量方法實質上是確定分別以半徑S。、 ^與^在三
個發射器A、 B與C周圍所畫的圓的單個相交點。因此，顯而易見，在發射器210處有 相對定時偏移的情況下，為了準確確定位置或定位，接收器220 了解定時偏移值230是 有用的。圖3說明用於傳遞定時信息300的實例方法。如可了解，存在若干用於將定時偏移 信息300傳輸到接收器的可能技術。應注意，接收器了解發射器的每一者相對於例如GPS 時鐘或其它共同時鐘等共同中心時鐘的定時偏移已足夠。
在310處， 一種可能的傳輸機制是，發射器使用額外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，來自特定局部區域中的所有發射器的定時信息可包 含於局域OIS欄位(額外開銷信息符號)中，所述局域OIS欄位特定針對給定的局部區 域但在給定廣域區域中的不同局部區域上變化。此方法的一個優勢是，發射器定時信息 為局部化的。應注意，如果接收器無法從發射器接收定位導頻信道，那麼所述方法不會 向接收器提供接收關於所述發射器的定時偏移信息的優勢。另一方面，局部OIS欄位在 覆蓋範圍的邊緣可能比定位導頻信道更易受到幹擾。因此，接收器可能能夠成功解碼定 位導頻信道，卻不能從局部OIS信道獲得定時信息。此方法的一種變化形式將是在廣域 OIS中包括定時信息，這以在更廣的地理區域(且因此，有用的帶寬)上廣播發射器定 時信息為代價而消除覆蓋範圍邊緣的問題。
在320處，另一傳輸定時信息的可能技術是在定位導頻信道(PPC)中嵌入發射器 定時信息。在此情況下，接收器可首先使用來自給定發射器的PPC來估計來自所述發射 器的信道，且接著對嵌入於PPC中的定時信息進行解碼。在此情況下，可能必須充分增 加PPC的處理增益以促進在存在嵌入於符號中的額外信息的情況下不影響對PPC的檢測機率。
在330處，傳輸定時信息的第三種可能技術是將發射器的年曆作為非實時MLC(媒 體FLO邏輯信道)周期地廣播，並促進接收器對此特定信息MLC進行解碼。在340處， 另一有吸引力的技術通過考慮定時偏移針對PPC符號修改發射器波形來緩解發射器處的 定時偏移信息，如下文參考圖4所論述。
圖4說明用於在無線定位系統中調整定時信息的實例系統400。此實例中，兩個發 射器A與B圖示於410處。在420處，可提前或延遲來自發射器410的信號，以解決系 統中可能的定時差異。因此，接收器430可能能夠確定定位，而不必如上所述確定距中 心時鐘的偏移。在FLO系統中引入420處的提前或延遲發射器定時的概念以便調節如由 接收器430感知的有效信道延遲擴展。在一種情況下，在OFDM系統中，如果信道的延 遲擴展小於OFDM信號所使用的循環前綴，那麼對信道與所傳輸信號的線性巻積可被處 理為循環巻積。
在此實例中，假定410處的發射器A與B具有定時偏移《與《。假設r。是將由視線傳播組件基於發射器A與接收器430之間的距離感知的實際延遲。類似地，假設^是將 由視線組件感知的從發射器B到接收器430的實際延遲。應注意，當延遲擴展、-f。超 過循環前綴時，在發射器處引入額外延遲《與^ (假定來自所述發射器的每一者有一個 視線組件)。在發射器處延遲為《與^時，在接收器處接收的信號由下式給出-. 等式1
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其中/z。(n)與x。(n)是關於發射器A的信道與信號，*代表線性巻積運算，且vKn)是在 接收器處添加的噪音。在廣域網絡中的業務信道的情況下，&( )與^(")大體上相同(比 如;c("))。
使用線性巻積的特性，以上等式可寫成， 等式2
formula see original document page 11
因此所感知的信道延遲擴展現由(^-^)-(r。-《)給出，且可通過在發射器處引入定 時偏移而加以控制。當有效延遲擴展小於循環前綴時，等式1中的所接收信號可被寫成
循環巻積而非線性巻積。因此
等式3
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或等效地， 等式4
formula see original document page 11
其中②表示環形巻積。如果循環前綴足夠長，那麼可通過在等式3中以《環形旋轉 義。(《)來實現在等式1中使信號x。(n)延遲《以得到等式3的操作。基於以上情況，關於常規業務信道針對導頻定位信道提出以下觀點。在常規業務信 道期間，所使用的循環前綴通常較短(FLO的情況下為512碼片)且因此在等式3中所 討論的循環移位技術不能被用來調節信道的有效延遲擴展。因此，來自各別發射器的傳 輸將受到物理上的延遲(在此實例中，發射器A與B延遲rf。與^)以滿足循環前綴要求。
另一方面，對於定位導頻信道，可使用長循環前綴(在FLO中約為2500碼片，其中碼 片是指編碼到數據包中的位)以便能夠估計來自遙遠的弱發射器的延遲。另外，由發射 器對於業務信道引入的延遲《與^會影響在定位導頻信道中進行的延遲觀測，因此如先
前所討論，在接收器處需要此額外開銷信息。
假定導頻定位信道的長循環前綴可用，發射器可通過定位信號的循環移位而取消實 際物理延遲《與《的影響。如果;c。,/Az)是來自發射器A的具有定時延遲《的既定定位信
號，那麼所述發射器可發出由;c。，p(n +《)給出的循環移位版本。類似地，循環移位來自發
射器B的信號。由於存在長循環前綴，所以等式3仍有效，且因此-等式5
= /z。 (w) x。 p O) + 0) ^ p (打)+ wO)，
因此緩解了向接收器發出發射器延遲信息的需求。可使用此技術來解決由作為網絡 規劃的一部分引入的延遲以及其它可能由於(例如)濾波器、電纜和其它此類組件引起 的定時延遲而導致的發射器定時偏移。
關於另一實施例，以上論述可假定距離測量是在移動接收器處計算的。然而，可能 在可離線獲得定時信息的網絡中執行所述計算。在此情況下，接收器可測量偽距&、 & 與S:，其中(例如)Sl-r。xc,而不考慮發射器定時偏移。接收器將把偽距S:中繼到網
絡，且在網絡處可容易地實行通過定時偏移進行的進一步校正，因為可使整個年曆在網 絡處可用。
以上論述假定接收器時鐘與共同時鐘緊密同步，且由於發射器處的定時偏移或相位 調整的緣故，共同時鐘與發射器時鐘之間存在失配。然而，應注意，這可視為特殊情況， 且接收器時鐘不必與共同時鐘同步。當接收器時鐘未與共同時鐘同步時，來自各別發射 器的延遲測量也可包括共同偏差項(bias term),所述共同偏差項是共同時鐘與接收器時 鍾之間的失配量。共同偏差現是除了接收器的空間座標外另一需要計算的未知量。空間座標以及時鐘偏差的未知量可藉助來自額外發射器的測量結果而被全部求出。明確地說， 具有來自(例如)四個不同發射器的測量結果(其中相對於共同時鐘源的定時偏移信息 可用，且假定接收器位於地球表面上)就足以求出接收器處的空間座標以及共同時鐘偏 差。在接收器處不存在共同時鐘偏差的情況下(即，接收器時鐘與共同時鐘同步)，具有 來自(例如)三個不同發射器的延遲測量結果就足夠了。 圖5說明無線定位系統的實例網絡層500。
圖5展示僅前向鏈路(FLO)空中接口協議參考模型。通常，FLO空中接口規範涵 蓋了對應於具有層1 (物理層)與層2 (數據鏈路層)的OSI6的協議與服務。所述數據 鏈路層進一步再分為兩個子層，即媒體存取(MAC)子層與流子層。上部層可包括多媒 體內容的壓縮、對多媒體的存取控制以及控制信息的內容與格式化。
FLO空中接口規範通常不指定上部層以實現設計靈活性，從而支持各種應用與服務。 展示這些層是為了提供背景。流層包括將多達三個上部層流多路復用到一個邏輯信道中， 將上部層包繫結到每一邏輯信道的流，且提供包化與殘餘誤差處理功能。媒體存取控制 (MAC)層的功能包括控制對物理層的存取、執行邏輯信道與物理信道之間的映射、多路 復用邏輯信道以在物理信道上傳輸、在移動裝置處多路分解邏輯信道，和/或執行服務質 量(QOS)要求。物理層的特徵包括為前向鏈路提供信道結構和定義頻率、調製及編碼 要求。
通常，FLO技術利用正交頻分多路復用(OFDM),所述OFDM也由數字音頻廣播 (DAB) 7、地面數字視頻廣播(DVB-T) 8和地面整合服務數字廣播(ISDB-T) 9利用。 通常，OFDM技術可實現高頻譜效率，同時有效滿足大小區SFN中的移動性要求。而且， OFDM可處理來自多個發射器的具有適當長度的循環前綴的長延遲將保護間隔(其為 數據符號的最後部分的副本)添加到符號前部以促進正交性且緩解載波間幹擾。只要此 間隔的長度大於最大信道延遲，就消除了先前符號的反射且保持了正交性。
前進到圖6，其說明FLO物理層600。所述FLO物理層使用4K模式(產生4096個 子載波的變換尺寸)，從而在保持在相當大的SFN小區中有用的足夠長的保護間隔的同 時提供與8K模式相比優越的移動性能。可通過優化的導頻與交錯器結構設計來實現快速 信道獲取。併入於FLO空中接口中的交錯機制促進了時間分集。導頻結構與交錯器設計 優化了信道利用而不會以長獲取時間困擾用戶。通常，FLO傳輸的信號被組織成如600 處所說明的超幀。每一超幀包含四個數據幀，包括TDM導頻(時分多路復用)、額外開 銷信息符號(OIS)與含有廣域和局域數據的幀。TDM導頻經提供以實現OIS的快速獲取。OIS描述用於超幀中的每一媒體服務的數據的位置。
通常，每一超幀由每MHz所分配帶寬的200個OFDM符號組成(6MHz共1200個 符號)，且每一符號含有有效子載波的7個交錯。每一交錯均勻分散於頻率中，以使得在 可用帶寬內實現完全的頻率分集。這些交錯被指派到在持續時間與所使用的實際交錯數 目方面變化的邏輯信道。這提供由任何給定數據源實現的時間分集的靈活性。可向較低 數據速率信道指派較少交錯以改進時間分集，而較高數據速率信道利用較多交錯以使無
線電的工作時間最小化且降低功率消耗。
低數據速率信道與高數據速率信道兩者的獲取時間通常相同。因此，可保持頻率與 時間分集而不在獲取時間方面做出折衷。往往，將FLO邏輯信道用於以可變速率承載實 時(實況流)內容以通過可變速率編解碼器(壓縮器與解壓縮器合一)獲得可能的統計 多路復用增益。每一邏輯信道可具有不同的編碼速率和調製以支持不同應用的各種可靠 性與服務質量要求。FLO多路復用機制使得裝置接收器能夠解調製其所關心的單個邏輯 信道的內容，以使功率消耗最小化。移動裝置可同時解調製多個邏輯信道以使得能夠在 不同信道上發送視頻和相關聯的音頻。
還可使用誤差校正與編碼技術。通常，FLO併入有渦輪內碼13與李德所羅門(Reed Solomon, RS) 14外碼。通常，渦輪碼包含有循環冗餘檢査(CRC)。對於正確接收的數 據，無需計算RS碼，這在有利信號條件下導致額外的功率節省。另一方面是，FLO空 中接口經設計以支持5、 6、 7與8MHz的頻帶寬度。使用單個無線電頻率信道可實現十 分理想的服務供應。
圖7說明用於無線系統的位置與定位過程700。儘管為了解釋的簡單性，所述方法 以一系列或若干動作來展示和描述，但是應了解且理解，由於某些動作可以不同的次序 和/或與本文所展示和描述的其它動作同時發生，所以本文所描述的過程不受動作的次序 限制。舉例來說，所屬領域的技術人員將了解且理解， 一方法可替代地表示為一系列相 關的狀態或事件，例如在狀態圖中。此外，並非所說明的所有動作均可能需要用以實施 依據本文所揭示的主題方法的方法。
前進到710，確定各種定時校正。這可包括執行計算以確定發射器、接收器和/或中 心時鐘源之間的定時差異。此類差異可用來確定定時偏移，所述定時偏移可用於接收器 處以校正與時鐘的差異，或者此類計算可用來確定提前或延遲發射器廣播的程度以便解 決定時差異。測試裝置可用來監視潛在系統變化，其中從此類裝置接收反饋以促進確定 偏移或發射器信號調整。在720處，將一個或一個以上定時偏移作為數據包的一部分而傳輸以指示潛在接收器應如何調整位置或定位計算。或者，可在730處提前或延遲信號 以解決無線網絡中的相對於中心時鐘的定時差異。如可了解的，可同時應用720與730 處的兩種方法。舉例來說，在720處傳輸恆定時間偏移且如果環境或電氣條件變化那麼 在730處利用可調整的信號提前或延遲可能是有利的。可監視這些變化，且可使用閉合 迴路機制來自動調整系統傳輸或定時。在另一方面，可將傳輸定時的提前或延遲應用為 在720處動態計算和傳輸的恆定時間偏移，以解決潛在的所檢測的變化。
在740處，接收經校正或經調整的信號和/或時間偏移。如上所述，可接收時間偏移， 可接收相對於時鐘經調整的信號，或可接收時間偏移與經調整的信號的組合。在750處， 時間偏移和/或相位調整信號可用於在一個或一個以上接收器處確定位置。此信息可用來 自動計算解決時鐘與參考源之間可能發生的差異的定位信息。舉例來說，可在室內接收
時間偏移或相位調整信號以確定接收器的位置。
圖8是依據本文所闡述的一個或一個以上方面用於無線通信環境中的用戶裝置800 的說明。用戶裝置800包含接收器802，其從(例如)接收天線(未圖示)接收信號， 且在其上對所接收信號執行典型動作(例如，濾波、放大、降頻轉換等)，且數位化經調 整的信號以獲得樣本。接收器802可以是非線性接收器，例如最大似然(ML) -MMSE 接收器或類似物。解調器804可解調製所接收的導頻符號並將其提供到處理器806以用 於信道估計。提供FLO信道組件810以如先前所描述處理FLO信號。這(尤其)可包括 數字流處理和/或定位計算。處理器806可以是專用於分析由接收器802接收的信息和/ 或產生供發射器816傳輸的信息的處理器，可以是控制用戶裝置800的一個或一個以上 組件的處理器，且/或可以是分析由接收器802接收的信息、產生供發射器816傳輸的信 息且控制用戶裝置800的一個或一個以上組件的處理器。
用戶裝置800可額外包含存儲器808，其可操作地耦合到處理器別6且存儲與用戶 裝置800的所計算的等級有關的信息、等級計算協議、包含與其有關的信息的查找表， 和用於支持列表範圍(list-sphere)的解碼以在如本文描述的無線通信系統中的非線性接 收器中計算等級的任何其它合適的信息。存儲器808可額外存儲與等級計算、矩陣產生 等相關的協議，以使得用戶裝置800可使用所存儲的協議和/或算法在如本文所描述的非 線性接收器中實現等級確定。
將理解，本文所描述的數據存儲(例如，存儲器)組件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存儲器兩者。通過說明而非限制，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隨機存取存儲器(RAM)， 其充當外部高速緩衝存儲器。通過說明而非限制，RAM可以許多形式利用，例如同步 RAM (SRAM)、動態RAM (DRAM)、同步DRAM (SDRAM)、雙數據速率SDRAM (DDR SDRAM)、增強型SDRAM (ESDRAM)、 Synchlink DRAM (SLDRAM)與直接 Rambus RAM (DRRAM)。主題系統與方法的存儲器808希望包含(但不限於)這些和 任何其它適宜類型的存儲器。用戶裝置800進一步包含用於處理FLO數據的後臺監視器 812、符號調製器814與傳輸經調製信號的發射器816。
圖9說明實例系統900，其包含基站902，所述基站902具有通過多個接收天線906 從一個或一個以上用戶裝置904接收信號的接收器910，以及通過發射天線908向一個 或一個以上用戶裝置904進行傳輸的發射器924。接收器910可從接收天線906接收信 息，且與解調製所接收的信息的解調器912可操作地相關聯。經解調製的符號由與上文 參看圖8所述的處理器類似且耦合到存儲器916的處理器914分析，所述存儲器916存 儲與用戶等級相關的信息、與其相關的査找表，和/或與執行本文闡述的各種動作和功能 相關的任何其它合適的信息。處理器914進一步耦合到FLO信道918組件，所述FLO 信道918組件促進處理與一個或一個以上各別用戶裝置904相關聯的FLO信息。
調製器920可將一信號多路復用以供由發射器924通過發射天線908傳輸到用戶裝 置904。 FLO信道組件918可將信息附加到與用於與用戶裝置904通信的給定傳輸流的 經更新數據流相關的信號，所述信號可被傳輸到用戶裝置904以提供已識別且確認新的 最佳信道的指示。以此方式，基站902可與用戶裝置904互動，所述用戶裝置904提供 FLO信息且與例如ML-MIMO接收器等非線性接收器結合來使用解碼協議。
圖IO展示例示性無線通信系統1000。為了簡便起見，所述無線通信系統IOOO描繪
了一個基站與一個終端。然而，應理解，所述系統可包括一個以上基站和/或一個以上終 端，其中額外的基站和/或終端可實質上類似於或不同於下文描述的例示性基站與終端。 現參看圖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、交錯且調製(或符號映射)業務數據且提供調製符號("數據符號")。符 號調製器1015接收且處理數據符號與導頻符號，且提供符號流。符號調製器1020多路 復用數據與導頻符號，且將其提供到發射器單元(TMTR) 1020。每一傳輸符號可為數據 符號、導頻符號或零信號值。在每一符號周期內可連續發送導頻符號。導頻符號可經頻 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接收符號流且將符號流轉換為一個或一個以上模擬信號，且進一步調整 (例如，放大、濾波與增頻轉換)所述模擬信號以產生適於在無線信道上傳輸的下行鏈路 信號。然後將所述下行鏈路信號經由天線1025傳輸到終端。在終端1030處，天線1035 接收所述下行鏈路信號且向接收器單元(RCVR) 1040提供所接收的信號。接收器單元 1040調整(例如，濾波、放大與降頻轉換)所接收的信號且數位化經調整的信號以獲得 樣本。符號解調器1045解調製所接收的導頻符號且將其提供到處理器1050以用於信道 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值，對所接 收的數據符號執行數據解調製以獲得數據符號估計值(其為所傳輸的數據符號的估計 值)，且將所述數據符號估計值提供到RX數據處理器1055，所述RX數據處理器1055 解調製(g卩，符號解映射)、解交錯且解碼所述數據符號估計值以恢復所傳輸的業務數據。 由符號解調器1045與RX數據處理器1055進行的處理分別與在接入點1005處由符號調 制器1015與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處理業務數據且提供數據符號。符號調製器1065 接收數據符號且將數據符號與導頻符號多路復用，執行調製，且提供符號流。發射器單 元1070接著接收且處理符號流以產生上行鏈路信號，所述上行鏈路信號由天線1035傳 輸到接入點1005。
在接入點1005處，來自終端1030的上行鏈路信號由天線1025接收且由接收器單元 1075處理以獲得樣本。符號解調器1080接著處理所述樣本，且提供所接收的導頻符號 和上行鏈路的數據符號估計值。RX數據處理器1085處理所述數據符號估計值以恢復由 終端1030傳輸的業務數據。處理器1090為在上行鏈路上傳輸的每一活動終端執行信道 估計。多個終端可同時在上行鏈路上在其各別經指派的導頻子帶組上傳輸導頻，其中所 述導頻子帶組可交錯。
處理器1090與1050分別引導(例如，控制、協調、管理等)在接入點1005與終端 1030處的操作。各別處理器1090與1050可與存儲程序代碼與數據的存儲器單元(未圖 示)相關聯。處理器1090與1050還可執行計算以分別導出上行鏈路與下行鏈路的頻率 與脈衝響應估計值。
對於多路接入系統(例如，FDMA、 OFDMA、 CDMA、 TDMA等)，多個終端可在 上行鏈路上同時傳輸。對於此類系統，導頻子帶可在不同終端間共享。所述信道估計技 術可用於每一終端的導頻子帶跨越整個操作頻帶(可能除了頻帶邊緣外)的情況下。所
述導頻子帶結構將需要用於獲得每一終端的頻率分集。本文所描述的技術可通過各種方法實施。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，用 於信道估計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)、場可編程門陣列(FPGA)、 處理器、控制器、微控制器、微處理器、其它經設計以執行本文所描述的功能的電子單 元，或其組合中。利用軟體，可通過執行本文所描述功能的模塊(例如，程序、函數等) 來實施。軟體程序代碼可存儲於存儲器單元中且由處理器IO卯與1050來執行。
對於軟體實施方案，本文所描述的技術可使用執行本文所描述的功能的模塊(例如， 程序、函數等)來實施。軟體程序代碼可存儲於存儲器單元中且由處理器來執行。存儲 器單元可實施於處理器內或處理器外部，在後一情況下其可經由此項技術中已知的各種
方法通信地耦合到處理器。
上文已描述的內容包括例示性實施例。當然，不可能出於描述所述實施例的目的而 描述組件或方法的可構想出的每種組合，但所屬領域的一般技術人員可認識到，許多另 外的組合和排列是可能的。因此，這些實施例希望包含落在所附權利要求書的精神和範 圍內的所有此類改動、修改和變化。此外，就術語"包括"用於具體實施方式
或權利要 求書中來說，此類術語希望以與術語"包含"類似的方式為包括界限的(inclusive),因 為在權利要求中"包含"在使用時被解釋成過渡詞彙。
權利要求
1. 一種用以調整無線網絡中的位置信息的方法，其包含確定共同時鐘與至少一個其它時鐘之間的時間差信息； 根據所述時間差信息，調整至少一個發射器時鐘的相位；以及 部分基於所述發射器時鐘的所述經調整的相位確定至少一個接收器的位置。
2. 根據權利要求l所述的方法，其進一步包含從至少兩個發射器產生一信號，所述信 號經提前或延遲以解決無線網絡中的定時差異。
3. 根據權利要求l所述的方法，其進一步包含使僅前向鏈路網絡中的發射器定時提前 或延遲，以調節如由所述接收器感知的有效信道延遲擴展。
4. 根據權利要求3所述的方法，其進一步包含其進一步包含對信道與發射信號執行線 性巻積，如果所述信道的所述延遲擴展小於由正交頻分多路復用(OFDM)信號所使用的 循環前綴，那麼所述線性巻積作為循環巻積加以處理。
5. 根據權利要求1所述的方法，其進一步包含產生至少兩個由《與^表示的定時偏移。
6. 根據權利要求5所述的方法，其進一步包含確定第一參數^，所述7。是由視線傳播 組件基於第一發射器A與所述接收器之間的距離感知的實際延遲；以及確定第二參 數^，所述《是由視線組件感知的從第二發射器B到所述接收器的實際延遲。
7. 根據權利要求6所述的方法，其進一步包含當延遲擴展^-T。超過循環前綴時， 在所述第一與第二發射器處處理額外延遲《與《。
8. 根據權利要求7所述的方法，其進一步包含處理以下等式y(") = /i。 (") * xa (" - c/。 ) + & (") ，其中/z。(打)與；c。(")是關於所述第一發射器A的信道與信號，*表示線性巻積運算，w(n)是在所述接收器處添加的噪音
9. 根據權利要求8所述的方法，其進一步包含處理以下等式y(n) = ;c( ) + ;c(n) + ,其中所感知的信道延遲擴展由(T。-《)給出，且通過在所述發射器處引入定時偏移來加以控制。
10. 根據權利要求8所述的方法，其進一步包含在有效延遲擴展小於循環前綴時，如以下等式中確定循環巻積formula see original document page 3,或formula see original document page 3其中②表示循環巻積。
11. 根據權利要求10所述的方法，其進一步包含延遲從發射器的傳輸以滿足循環前綴 要求。
12. 根據權利要求10所述的方法，其進一步包含使用長循環前綴以使得能夠估計來自 遙遠的弱發射器的延遲。
13. 根據權利要求12所述的方法，其進一步包含通過定位信號的循環移位取消物理延 遲的影響，其中;c。^(n)是來自具有定時延遲《的所述發射器A的既定定位信號，且發射器發送由;c。,p(/r +《)給出的循環移位版本。
14. 根據權利要求14所述的方法，其進一步包含處理以下等式formula see original document page 3以緩解將發射器延遲信息發送到接收器。
15. 根據權利要求1所述的方法，其進一步包含從離線網絡源確定發射器定時調整。
16. 根據權利要求15所述的方法，其進一步包含測量所述發射器定時的偽距。
17. 根據權利要求16所述的方法，其進一步包含將所述偽距中繼到網絡年曆。
18. —種用以在無線網絡中調整位置信息的系統，其包含用於確定無線網絡中至少兩個發射器與至少一個接收器之間的定時差異的裝置； 以及用於鑑於所述定時差異根據信號相位或信號頻率調整所述發射器的裝置。
19. 根據權利要求18所述的系統，其進一步包含用於鑑於所述經調整的信號相位或信 號頻率在所述接收器處確定一位置的裝置。
20. —種機器可讀媒體，其其上存儲有機器可執行指令，所述機器可執行指令包含確定共同時鐘相對於一發射器時鐘子組之間的定時差異；以及 鑑於所述經確定的定時差異調整至少一個發射器時鐘的相位或頻率。
21. 根據權利要求20所述的機器可讀媒體，其進一步包含基於所述發射器的所述經調 整相位或頻率確定至少一個接收器的定位。
22. 根據權利要求20所述的機器可讀媒體，其進一步包含使用三角測量技術與所述發 射器時鐘子組來確定所述定位。
23. 根據權利要求20所述的機器可讀媒體，其進一步包含確定至少一個僅前向鏈路參 數。
24. 根據權利要求20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、流層、媒體存取層和上部層中的至少一者。
25. 根據權利要求24所述的機器可讀媒體，所述物理層進一步包含幀欄位、導頻欄位、 額外開銷信息欄位、廣域欄位和局域欄位中的至少一者。
26. 根據權利要求25所述的機器可讀媒體，其進一步包含誤差校正欄位。
27. —種無線通信設備，其包含存儲器，其包括一用以確定無線網絡上接收器與發射器之間的經調整時基的組 件；以及處理器，其調整信號相位或頻率以便確定至少一個無線設備的定位。
28. 根據權利要求27所述的設備，其進一步包含一用以確定所述無線設備的定位的組 件。
29. 根據權利要求27所述的設備，其進一步包含一個或一個以上用以對僅前向鏈路數 據流進行解碼的組件。
30. —種用於操作無線網絡中的基站資源的設備，其包含用於確定發射器子組與至少一個接收器的時間差異的裝置； 用於經由所述發射器子組處的信號調整所述時間差異的裝置；以及 用於從所述信號中確定所述接收器的位置的裝置。
31. 根據權利要求30所述的設備，其進一步包含從所述子組的至少兩個發射器產生所 述信號的裝置，所述至少兩個發射器經提前或延遲以解決無線網絡中的定時差異。
32. 根據權利要求31所述的設備，其進一步包含用於計算信道與經傳輸的信號的線性 巻積的裝置。
全文摘要
本發明提供用於在無線網絡中確定定位信息的系統和方法。在一個實施例中，在多個發射器與一個或一個以上接收器之間傳遞定時偏移信息。此信息使得能夠進行解決整個所述網絡中的定時差異的準確的位置或定位確定。在另一實施例中，進行發射器相位調整，所述相位調整將從所述發射器的傳輸提前或延遲以解決接收器處潛在的定時差異。在又一實施例中，可在所述無線網絡中使用定時偏移傳遞和/或發射器相位調整的組合來促進定位確定。
文檔編號H04Q7/38GK101313619SQ200680043221
公開日2008年11月26日 申請日期2006年9月27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