CN102307328B - 定位信号生成方法、发送端和定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位信号生成方法、发送端和定位系统，属于移动通信领域。所述方法包括：发送端生成导航电文扩频码；根据所述导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号。所述发送端包括：扩频码生成模块，扩频调制模块和插播成帧模块。所述定位系统包括发送端和接收端。本发明通过在移动信号的下行导频时隙中插入扩频调制信息，生成定位信号，由于在移动信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该定位信号，提供了定位功能。

Description

定位信号生成方法、发送端和定位系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种定位信号生成方法、发送端和定位系统。

背景技术

近年来，人们对室内外精确定位的需求与日俱增，特别是在应对紧急情况时，准确定位更是显得尤为重要。现有技术中定位技术主要包括：GPS定位、移动终端基站定位等。

在实现本发明的过程中，发明人发现有技术中存在以下问题：

采用GPS定位的方式需要与卫星进行通讯，因此现有的GPS定位终端成本比较高。

采用移动终端基站定位的方式需要与基站进行通讯，因此需要移动终端具有定位功能，而当前的大量移动终端并不具有定位功能。因此无论在现有移动终端中进行升级或更换新的移动终端都会造成成本的增加。同时如果大量移动终端都与基站通讯进行定位则会占用通讯资源。

发明内容

为了解决现有技术中的GPS定位方式和移动终端定位方式成本高且占用通讯资源的问题，本发明实施例提供了一种定位信号生成方法、发送端和定位系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种定位信号生成方法，所述方法包括：

发送端生成导航电文扩频码；

根据所述导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

进一步地，所述方法还包括：

发送端播发所述定位信号，并对所述定位信号进行时序控制。

具体地，所述移动信号为TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，时分同步码分多址）信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述TD-SCDMA信号的无线帧的DwPTS段插入所述扩频调制信息，得到TD-SCDMA定位信号。

具体地，所述移动信号为WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述WCDMA信号的无线帧的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到WCDMA定位信号。

具体地，所述移动信号为CDMA2000（Code-Division Multiple Access2000，码分多址2000）信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述CDMA2000的无线帧的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到CDMA2000定位信号。

本发明还提供了一种发送端，所述发送端包括：

扩频码生成模块，用于生成导航电文扩频码；

扩频调制模块，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

插播成帧模块，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

其中，所述发送端还包括播发控制模块，用于播发所述定位信号，并对所述定位信号进行时序控制。

本发明还提供了一种定位系统，所述系统包括发送端和接收端，

所述发送端用于生成定位信号，并进行播发；所述发送端包括扩频码生成模块、扩频调制模块和插播成帧模块，所述扩频码生成模块，用于生成导航电文扩频码；所述扩频调制模块，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；所述插播成帧模块，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

所述接收端根据接收到的至少三个不同的发送端的所述定位信号，以及所述三个不同发送端的坐标对所述接收端进行定位；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在移动信号的下行导频时隙中插入扩频调制信息，生成定位信号，由于在移动信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该定位信号，提供了定位功能。另外，通过接收端接收到至少三个不同的发送端的定位信号，并根据该定位信号以及三个不同发送端的坐标对接收端进行定位，实现了移动通信网络中对终端的精确定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中提供的定位信号生成方法的流程图；

图2是本发明实施例2中提供的TD-SCDMA定位信号生成方法的流程图；

图3是本发明实施例2中提供的TD-SCDMA扩频码插入的示意图；

图4是本发明实施例3中提供的WCDMA定位信号生成方法的流程图；

图5是本发明实施例3中提供的WCDMA扩频码插入的示意图；

图6是本发明实施例4中提供的CDMA2000定位信号生成方法的流程图；

图7是本发明实施例5中提供的定位方法的流程图；

图8是本发明实施例6中提供的发送端的结构示意图；

图9是本发明实施例7中提供的定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第三代移动通信系统能提供会话类、交互类、流媒体类和后台类多种业务，比如网页浏览、电话会议、电子商务、文件下载和位置业务等多种信息服务。由于第三代移动通信系统本身的技术优势，通过第三代移动通信系统提供辅助定位功能，并利用第三代移动通信系统快速传输定位信息，将具有十分重要的意义。因此，本发明的设计思路是利用普遍存在的无线通信网络进行定位，以降低成本，并能实现精确定位。

实施例1

参加图1，本发明实施例提供了一种定位信号生成方法，所述方法包括：

步骤101：发送端生成导航电文扩频码；

步骤102：根据导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

步骤103：在移动信号的下行导频时隙中插入扩频调制信息，得到定位信号。

其中，移动信号是指传输信号，可以为第三代无线通信传输信号，其具体类型不限，可以为TD-SCDMA信号、WCDMA信号、CDMA2000信号等。

本发明实施例提供的方法，通过在移动信号的下行导频时隙中插入扩频调制信息，生成定位信号，由于在移动信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该定位信号，提供了定位功能。

实施例2

下面分别以三种移动信号为例说明本发明的方案，实际应用中，可根据实际网络结构将定位信号插播机制移植到其他移动网络中，或者根据实际情况改变插播位置。

参见图2，本发明实施例以发送端播发的移动信号为TD-SCDMA信号时，生成TD-SCDMA定位信号的应用场景为例进行说明。

步骤201：发送端生成导航电文扩频码；

其中，发送端生成的导航电文扩频码，以供导航电文扩频调制所用。此处，导航电文扩频码优选地选用周期为96位的GOLD码，可以将DwPTS段插满，当然，也可以采用小于96位的GOLD码，DwPTS段插入GOLD码后，还会预留出空字符串。

步骤202：发送端根据生成的导航电文扩频码，及电文比特信息，完成扩频调制，得到扩频调制信息；

具体地，电文比特信息可以是预先设置的，也可以是发送端接收到的。将导航电文扩频码与电文比特信息相乘，完成扩频调制，生成BPSK扩频信息。该BPSK扩频信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息，发送端标识可以为发送端ID，时间修正信息用于提供发送端同步模型的修正参数，高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

步骤203：发送端在TD-SCDMA信号的DwPTS段插入扩频调制信息，得到TD-SCDMA定位信号；

其中，参见图3所示的TD-SCDMA扩频码插入示意图，本发明对TD-SCDMA的第一帧或多个帧中的特殊时隙DwPTS进行插入操作，具体对多少帧进行插入，与具体的导航电文长度有关，若一帧的导频时隙不够长，则可以在多个帧的下行导频时隙中插入导频调制信息。DwPTS为下行导频时隙，用于发送下行同步码序列（SYNC_DL），用来区分相邻小区。DwPTS包括GP和SYNC_DL，GP占用32位，SYNC_DL占用64位，一个SYNC_DL唯一标识一个发送端和一个码组。本发明实施例在TD-SCDMA无线帧的DwPTS段插入扩频调制信息，得到TD-SCDMA定位信号，从而接收机接收到该TD-SCDMA定位信号时，可以利用插入的信息进行时钟修正及定位。

步骤204：发送端播发TD-SCDMA定位信号，并对TD-SCDMA定位信号进行时序控制。

其中，对导航电文的组帧进行严格的时序控制，保证不同发送端播发TD-SCDMA定位信号的严格时间同步。

其中，本发明实施例中的发送端可以为基站等，在基站生成定位信号等。

本发明实施例提供的方法，通过在TD-SCDMA信号的DwPTS段中插入扩频调制信息，生成TD-SCDMA定位信号，由于在TD-SCDMA信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该TD-SCDMA定位信号，提供了定位功能。

实施例3

参见图4，本发明实施例以发送端播发的移动信号为WCDMA信号时，生成WCDMA定位信号的应用场景为例进行说明。

步骤301：发送端生成导航电文扩频码；

步骤302：发送端根据生成的导航电文扩频码，及电文比特信息，完成扩频调制，得到扩频调制信息；

其中步骤301、302与上述步骤201、202相同，此处不再赘述。

步骤303：发送端在WCDMA信号的无线帧的下行导频时隙中插入扩频调制信息，得到WCDMA定位信号；

其中，参见图5所示的WCDMA信号的扩频码插入示意图，本发明实施例对WCDMA信号的第一帧或多个帧的下行导频Pilot段进行插入操作，具体对多少帧进行插入，与具体的导航电文长度及信号导频长度有关，若一帧不能够插完全部导航电文，则可以在多个帧的下行导频时隙中插入导频调制信息。Pilot信号是发送端连续发射未经调制的直接序列扩频信号，它使得手机能够获得前向码分多址信道时限，提供相关解调相位参考，并且为各发送端提供信号强度比较，手机可以确定何时进行切换。本发明实施例在WCDMA信号的每帧的下行导频Pilot段中插入扩频调制信号，得到WCDMA定位信号，从而接收机接收到该WCDMA定位信号时，可以利用插入的信息进行时钟修正及定位。

步骤304：发送端播发WCDMA定位信号，并对WCDMA定位信号进行时序控制。

其中，对导航电文的组帧进行严格的时序控制，保证不同发送端播发WCDMA定位信号的严格时间同步。

其中，本发明实施例中的发送端可以为基站等，在基站生成定位信号等。

本发明实施例提供的方法，通过在WCDMA信号的下行导频Pilot段中插入扩频调制信息，生成WCDMA定位信号，由于在WCDMA信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该WCDMA定位信号，提供了定位功能。

实施例4

参见图6，本发明实施例以发送端播发的移动信号为CDMA2000信号时，生成CDMA2000定位信号的应用场景为例进行说明。

步骤401：发送端生成导航电文扩频码；

步骤402：发送端根据生成的导航电文扩频码，及电文比特信息，完成扩频调制，得到扩频调制信息；

其中步骤401、402与上述步骤201、202相同，此处不再赘述。

步骤403：发送端在CDMA2000信号的无线帧的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到CDMA2000定位信号；

其中，本发明实施例对CDMA2000信号的第一帧或多个帧的下行导频Pilot段进行插入操作，具体对多少帧进行插入，与具体的定位精度要求有关，若要高精度定位，则可以在多个帧的下行导频时隙中插入导频调制信息。本发明实施例在CDMA2000信号的每帧的下行导频Pilot段中插入扩频调制信号，得到CDMA2000定位信号，从而接收机接收到该CDMA2000定位信号时，可以利用插入的信息进行时钟修正及网格匹配定位。

步骤404：发送端播发CDMA2000定位信号，并对CDMA2000定位信号进行时序控制。

其中，对导航电文的组帧进行严格的时序控制，保证不同发送端播发CDMA2000定位信号的严格时间同步。

其中，本发明实施例中的发送端可以为基站等，在基站生成定位信号等。

本发明实施例提供的方法，通过在CDMA2000信号的下行导频Pilot段中插入扩频调制信息，生成CDMA2000定位信号，由于在CDMA2000信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该CDMA2000定位信号，提供了定位功能。

实施例5

参见图7，本发明实施例提供了一种定位方法，该定位方法具体包括：

501：接收端接收发送端播发的定位信号；

502：接收端根据至少三个发送端播发的定位信号，以及该三个发送端的坐标对接收端进行定位。

其中，接收端接收的至少三个定位信号，是指类型相同的至少三个发送端播发的定位信号，该至少三个定位信号来自不同的发送端，如该至少三个定位信号至少为第一发送端播发的第一定位信号，第二发送端播发的第二定位信号和第三发送端播发的第一定位信号。

其中，本发明实施例中的发送端可以为基站等，接收端可以为接收机等。

其中，本发明实施例不对接收端根据接收到播发定位信号获取发送端的坐标的方式进行限定，其具体步骤可以参考中国专利申请公开号为CN101616482A中公开的技术内容，本发明实施例通过三点定位原理，根据三个不同发送端的坐标对接收端进行定位。

本发明实施例提供的定位方法，通过接收端接收到发送端发送的播发定位信号，可以根据该播发定位信号获取发送端到接收端的距离，从而根据三点定位原理，定位出接收端的位置，实现了对接收端的精确定位。

实施例6

参见图8，本发明实施例提供了一种发送端，所述发送端包括扩频码生成模块601、扩频调制模块602和插播成帧模块603：

扩频码生成模块601，用于生成导航电文扩频码；

扩频调制模块602，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

插播成帧模块603，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号。

其中，所述发送端还包括播发控制模块604，用于播发所述定位信号，并对所述定位信号进行时序控制。

其中，本发明实施例中的发送端可以为基站等。

本发明实施例提供的发送端，通过在移动信号的下行导频时隙中插入扩频调制信息，生成定位信号，由于在移动信号中插入扩频调制信号，从而接收端能够准确捕获并跟踪该定位信号，提供了定位功能。

实施例7

参见图9，本发明还提供了一种定位系统，所述系统包括发送端701和接收端702，

发送端701用于生成定位信号，并进行播发；

其中，发送端701包括扩频码生成模块、扩频调制模块和插播成帧模块，所述用于生成导航电文扩频码；所述扩频调制模块，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；所述插播成帧模块，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

接收端702根据接收到的至少三个不同的发送端的所述定位信号，以及所述三个不同发送端的坐标对所述接收端进行定位。

其中，该发送端具体与实施例6中的发送端功能结构相同，该发送端可以为基站等；接收端可以为接收机等。

本发明实施例提供的定位系统，通过接收端接收到发送端发送的播发定位信号，可以根据该播发定位信号获取发送端到接收端的距离，从而根据三点定位原理，定位出接收端的位置，实现了对接收端的精确定位。

本实施例提供的发送端及系统，具体可以与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种定位信号生成方法，其特征在于，所述方法包括：

发送端生成导航电文扩频码；

根据所述导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送端播发所述定位信号，并对所述定位信号进行时序控制。

3.如权利要求1-2任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述移动信号为时分同步码分多址TD-SCDMA信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述TD-SCDMA信号的无线帧的DwPTS段插入所述扩频调制信息，得到TD-SCDMA定位信号。

4.如权利要求1-2任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述移动信号为宽带码分多址WCDMA信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述WCDMA信号的无线帧的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到WCDMA定位信号。

5.如权利要求1-2任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述移动信号为码分多址CDMA2000信号时，所述在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号，具体包括：

在所述CDMA2000的无线帧的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到CDMA2000定位信号。

6.一种发送端，其特征在于，所述发送端包括：

扩频码生成模块，用于生成导航电文扩频码；

扩频调制模块，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；

插播成帧模块，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

7.如权利要求6所述的发送端，其特征在于，所述发送端还包括播发控制模块，用于播发所述定位信号，并对所述定位信号进行时序控制。

8.一种定位系统，其特征在于，所述系统包括发送端和接收端，

所述发送端用于生成定位信号，并进行播发；所述发送端包括扩频码生成模块、扩频调制模块和插播成帧模块，所述扩频码生成模块，用于生成导航电文扩频码；所述扩频调制模块，用于根据所述扩频码生成模块生成的导航电文扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制，得到扩频调制信息；所述插播成帧模块，用于在移动信号的下行导频时隙中插入所述扩频调制信息，得到定位信号；

所述接收端根据接收到的至少三个不同的发送端的所述定位信号，以及所述三个不同发送端的坐标对所述接收端进行定位；

其中，所述扩频调制信息包括发送端标识、时间修正信息和高度修正信息；所述发送端标识为所述发送端ID；所述时间修正信息用于提供所述发送端同步模型的修正参数；所述高度修正信息用于提供气压测高模型的修正参数。

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