发明名称 无线定位系统之改良
摘要 本发明揭示一种估计时间偏移之方法,该时间偏移系指在由一通信网路之多个发送器所发送信号与连接一终端之一接收器所接收信号之间之时间偏移。在本方法中产生一由该接收器在该终端接收之来自该等多个发送器之信号之一表示之一区段(一“终端区段”),该区段系该等发送器中之一第一发送器所发送信号之一表示之一第一区段,以及该等发送器之一第二发送器所发送信号之一表示之一第二区段。该等第一及第二区段各别在时间上与该终端区段重叠。采用该第一区段、该第二区段及一信号参数集(其中包括在该第一区段和该终端区段之间,以及该第二区段和该终端区段之间之时间偏移之初始估计)以产生由该接收器接收自该等第一和第二发送器之该合成信号之一表示之一区段之一模型。其后将该模型与该终端区段相比较,精化包括该等时间偏移估计之该信号参数集,以使该模型和该终端区段之间之差异最小化。采用该精化参数集中之该等时间偏移(其用来最小化该模型和该终端区段之间之差异),作为该第一区段和该终端区段之间以及该第二区段和该终端区段之间之估计时间偏移。
申请公布号 TWI287106 申请公布日期 2007.09.21
申请号 TW092122509 申请日期 2003.08.15
申请人 剑桥位置系统有限公司 发明人 彼得 詹姆士 都费-史密斯;玛尔康 大卫 麦克诺坦;约翰 克里思多夫 克拉奇;罗伯特 威廉 罗伊
分类号 G01S5/10(2006.01);G01S5/02(2006.01) 主分类号 G01S5/10(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种估计时间偏移之方法,该等时间偏移系指一 通信网路中多个发送器所发送并由连接到一终端 之一接收器所接收之各信号之间之时间偏移,该方 法包括以下步骤: (a)建立在该终端之接收器接收自该等多个发送器 之信号之一表示之一区段(一“终端区段"); (b)建立该等发送器中一第一发送器所发送信号之 一表示之一第一区段,以及建立该等发送器中一第 二发送器所发送信号之一表示之一第二区段,该等 区段之每一区段都与该终端区段在时间上重叠; (c)采用该第一区段、该第二区段以及一信号参数 集,建立由该接收器接收自该等第一及第二发送器 之该合成信号之一表示之一区段之一模型,该参数 集中包括对该第一区段和该终端区段之间,以及该 第二区段和该终端区段之间之时间偏移之初始估 计; (d)将该模型与该终端区段相比较; (e)精化包括该等时间偏移估计之该信号参数集,以 使在该模型与该终端区段之间之差异最小化;以及 (f)采用该精化之参数集之该等时间偏移作为该第 一区段和该终端区段之间以及该第二区段和该终 端区段之间之估计时间偏移,该精化之参数集用来 使该模型和该终端区段之间之差异最小化。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一区段、 该第二区段以及该终端区段系藉由根据一预定取 样率之取样时间对各信号取样所产生。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中至少该第一区 段由一第一初始复数幅度値按比例缩放,并由一第 一初始时间延迟所延迟,且该第二区段由一第二初 始复数幅度値按比例缩放,并由一第二初始时间延 迟所延迟,然后利用该等经过按比例缩放和延迟之 第一及一第二区段以建立该接收器接收自该第一 和第二发送器之该组合信号之一可调节表示(模型 ),从该终端区段减去该接收器接收自该第一和第 二发送器之该组合信号之该模型,以产生一包含该 在每个取样时间之复数差之一时间序列,并且在其 中加上该在每一取样时间之复数差之幅度平方,以 产生在该模型和该目标信号或信号组之间总差异 之单一实値表示。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中该模型包括三 个、四个或更多个被按比例缩放且被延迟之发送 器区段。 5.如申请专利范围第1到4项中任一项之方法,其中 该第一及第二区段系分别在该第一及第二发送器 中产生。 6.如申请专利范围第1到4项中任一项之方法,其中 该第一及第二区段系在一或多个分别连接到该等 发送器之取样装置中产生。 7.如申请专利范围第1到4项中任一项之方法,其中 该第一及第二区段系藉由电脑程式利用来自该网 路之关于所发送该等信号之资讯所产生。 8.如申请专利范围第1项之方法,其中该等信号表示 区段被送往一或多个计算装置,在其中计算该等估 计。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中在该等一或多 个计算装置中计算该终端位置。 10.如申请专利范围第8或9项之方法,其中该等一或 多个计算装置系位于该终端或位于另一终端。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中由该接收器 在该终端接收之该等信号之表示之该区段在被发 送到一计算装置之前系被记录于该终端。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中由该接收器 在该终端接收之该等信号之表示之该区段系被即 时传送到该计算装置,并在该处执行一记录。 13.一种计算在一通信网路中之一行动终端位置之 方法,其包括如申请专利范围第1项之方法。 14.一种估计时间偏移之装置,该等时间偏移系指一 通信网路中多个发送器所发送信号与连接到一终 端之一接收器所接收信号之间之时间偏移,该装置 包括: (a)处理构件,其设置用来建立在该终端之接收器接 收自该等多个发送器之信号之一表示之一区段(一 “终端区段"); (b)处理构件,设置用来建立该等发送器中一第一发 送器所发送信号之一表示之一第一区段,以及该等 发送器中一第二发送器所发送信号之一表示之一 第二区段,该等区段之每一区段都与该终端区段在 时间上重叠; (c)处理构件,其设置用来采用该第一区段、该第二 区段以及一信号参数集,建立由该接收器接收自该 等第一及第二发送器之该合成信号之一表示之一 区段之一模型,该参数集中包括对该第一区段和该 终端区段之间,以及该第二区段和该终端区段之间 之时间偏移之初始估计; (d)处理构件,设置用来将该模型与该终端区段相比 较; (e)处理构件,设置用来精化包括该等时间偏移估计 之该信号参数集,以使在该模型与该终端区段之间 之差异最小化;以及 (f)处理构件,其设置用来采用该精化之参数集之该 等时间偏移作为该第一区段和该终端区段之间以 及该第二区段和该终端区段之间之估计时间偏移, 该精化之参数集用来使该模型和该终端区段之间 之差异最小化。 15.如申请专利范围第14项之装置,其包括一或多个 取样装置,在该等装置中该第一区段、该第二区段 以及该终端区段系藉由根据一预定取样率之取样 时间对各信号取样所产生。 16.如申请专利范围第14或15项之装置,其中至少该 第一区段由一第一初始复数幅度値按比例缩放,并 由一第一初始时间延迟所延迟,且该第二区段由一 第二初始复数幅度値按比例缩放,并由一第二初始 时间延迟所延迟,然后利用该等经过按比例缩放和 延迟之第一及一第二区段以建立该接收器接收自 该第一和第二发送器之该组合信号之一可调节表 示(模型),从该终端区段减去该接收器接收自该第 一和第二发送器之该组合信号之该模型,以产生一 包含该在每个取样时间之复数差之一时间序列,并 且在其中加上该在每一取样时间之复数差之幅度 平方,以产生在该初始模型和该目标信号或信号组 之间总差异之单一实値表示。 17.一种电信终端,其包括用于找到在一通信网路中 多个发送器所发送信号与连接到该终端之一接收 器所接收信号之间之时间偏移之装置,该装置包括 : (a)处理构件,其设置用来建立在该终端之接收器接 收自该等多个发送器之信号之一表示之一区段(一 “终端区段"); (b)处理构件,设置用来建立该等发送器中一第一发 送器所发送信号之一表示之一第一区段,以及该等 发送器中一第二发送器所发送信号之一表示之一 第二区段,该等区段之每一区段都与该终端区段在 时间上重叠; (c)处理构件,其设置用来采用该第一区段、该第二 区段以及一信号参数集,建立由该接收器接收自该 等第一及第二发送器之该合成信号之一表示之一 区段之一模型,该参数集中包括对该第一区段和该 终端区段之间,以及该第二区段和该终端区段之间 之时间偏移之初始估计; (d)处理构件,设置用来将该模型与该终端区段相比 较; (e)处理构件,设置用来精化包括该等时间偏移估计 之该信号参数集,以使在该模型与该终端区段之间 之差异最小化;以及 (f)处理构件,其设置用来采用该精化之参数集之该 等时间偏移作为该第一区段和该终端区段之间以 及该第二区段和该终端区段之间之估计时间偏移, 该精化之参数集用来使该模型和该终端区段之间 之差异最小化。 18.一种通信网路,用来找到在该通信网路之多个发 送器所发送信号与连接到一终端之一接收器所接 收信号之间之时间偏移,该网路包括: (a)一或多个计算装置; (b)一终端,其包含与之相连之一接收器;设置用来 建立由该终端(一“终端区段")之接收器接收自该 等多个发送器之信号之一表示之一区段之处理构 件;以及用来将该区段发送到该等一或多个计算装 置之构件; (c)分别与该等发送器之第一及第二发送器相关之 取样装置,以分别产生藉由该等发送器之一第一及 第二发送器所发送信号之表示之第一及第二区段, 该等区段之每一区段都与该终端区段在时间上重 叠,并用来将该等表示之区段发送到该等一或多个 计算装置; 该等一或多个计算装置适用于: 采用该第一区段、该第二区段以及一信号参数集, 建立由该接收器接收自该等第一及第二发送器之 该合成信号之一表示之一区段之一模型,该参数集 包括对该第一区段和该终端区段之间,以及该第二 区段和该终端区段之间之时间偏移之初始估计; 将该模型与该终端区段相比较; 精化包括该等时间偏移估计之该信号参数集,以使 该模型与该终端区段之差异最小化;以及 采用该精化参数集中之该等时间偏移作为该第一 区段和该终端区段之间以及该第二区段和该终端 区段之间之估计时间偏移,该精化之参数集用来使 该模型和该终端区段之间之差异最小化。 19.一种用于如申请专利范围第18项之一通信网路 中之计算装置,其可为一个或多个,该计算装置可 适用于: 采用该第一区段、该第二区段以及一信号参数集, 建立由该接收器接收自该等第一及第二发送器之 该合成信号之一表示之一区段之一模型,该参数集 中包括对该第一区段和该终端区段之间,以及该第 二区段和该终端区段之间之时间偏移之初始估计; 将该模型与该终端区段相比较; 精化包括该等时间偏移估计之该信号参数集,以使 在该模型与该终端区段之间之差异最小化;以及 采用该精化之参数集之该等时间偏移作为该第一 区段和该终端区段之间以及该第二区段和该终端 区段之间之估计时间偏移,该精化之参数集用来使 该模型和该终端区段之间之差异最小化。 20.一种电脑可读取媒体,其储存电脑程式码构件, 可适用于实行如申请专利范围第19项之一或多个 计算装置之步骤。 21.一种跟踪在一通信网路中之移动行动终端之方 法,其包括周期性运用如申请专利范围第1项之方 法。 图式简单说明: 图1显示一二维通信系统之几何关系,其中所有发 送器和行动终端位于同一平面; 图2显示一简化之UMTS网路; 图3说明该UMTS网路之每一节点B在该引导码通道( CPICH)中所使用该主扰码之参考副本与该接收信号 之一记录之相关关系; 图4显示由一终端所接收记录与该等发送信号记录 交叉相关之结果; 图5说明被测量且被估计之记录; 图6显示一残差记录与所发送信号记录之交叉相关 ; 图7显示另一残差记录与一发送信号之一记录之交 叉相关;以及 图8显示一具有一固定接收器之简化UMTS系统。
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