CN103718058B

CN103718058B - 广域定位系统和方法

Info

Publication number: CN103718058B
Application number: CN201280037949.8A
Authority: CN
Inventors: 阿伦·拉古帕蒂; 安德鲁·森多纳里斯; 诺曼·克拉斯纳
Original assignee: Nextnav LLC
Current assignee: Nextnav LLC
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: EP2726895A1; US10598758B2; KR102066296B1; EP2726895B1; CA2839749A1; US20180003794A1; AU2012275422A1; CN106405483B; CN103718058A; WO2013003492A1; JP2014522974A; CN106405483A; KR20140056246A

Abstract

公开了用于从发射器/信标（110）发送位置信息的设备、系统和方法。在一种实施方式中，发射器生成包括测距信号的距离块以及包括定位数据的混合块，并且在发射帧中的预定义时隙中发送距离块和混合块。用户设备（120）中的接收器从多个发射器接收信号，并且使用三边测量以及与发射器海拔信息相比较的所测得的海拔信息来生成位置/区位信息。

Description

广域定位系统和方法

技术领域

本公开内容总体上涉及定位系统。更具体地但非排他地，本公开内容涉及使用与用户设备或终端(UE)(例如蜂窝电话或其它便携式设备)中的接收器和处理元件进行通信的广域(wide area)发射器阵列来提供用于位置确定的信令并确定高精确度的位置/区位信息的设备、系统和方法。

背景技术

在现有技术中，已知用于提供位置信息的系统。例如，已经使用基于无线电的系统，例如远测距无线电导航系统(LORAN)、全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)等，来提供用于个人、车辆、设备等的位置信息。然而，这些系统具有与如下要素例如区位精确度、所发送的信号电平和所接收到的信号电平、无线电信道干扰和/或信道问题(例如多径、设备功耗)等相关联的限制。因此，需要使用现有定位系统和设备来解决这些和/或其它问题的改进的定位系统。

发明内容

本公开内容总体上涉及定位系统。更具体地但是非排他地，本公开内容涉及使用与用户设备或终端(UE)(例如蜂窝电话或其它便携式设备)中的接收器和处理元件进行通信的广域发射器阵列来提供用于位置确定的信令并确定高精确度的位置/区位信息的设备、系统和方法。

例如，在一个方面，本公开内容涉及在例如广域位置系统(WAPS)或其它类似或等同系统中通过将来自多个发射器中的几个发射器的信号发送至一个或更多个接收器/用户设备来提供定位系统信息的方法。该方法可以包括例如在发射器处生成包括测距信号的距离块。该方法还可以包括例如从发射器发送距离块。可以在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的第一预定义时隙中发送该距离块。该方法还可以包括在发射器处生成混合块。该混合块可以包括数据或信息，比如包括定位数据的定位信号。该方法还可以包括从发射器发送混合块。可以在与第一发射帧分离的第二发射帧中的第一预定义时隙中发送该混合块。该混合块还可以包括其它信息或信令，例如测距信号。

在另一方面，本公开内容涉及用于全部或部分实现上述方法的设备和系统。

在另一方面，本公开内容涉及全部或部分实现上述方法的装置。

在另一方面，本公开内容涉及包括如下指令的计算机可读介质：该指令使得可编程设备例如计算机处理器全部或部分实施或控制上述方法。

以下将结合附图描述各种附加方面、特征和功能。

附图说明

结合与附图相结合进行的以下详细描述来更全面地理解本申请。

图1是示出可以在其上实现实施方式的地面区位/定位系统的细节的框图；

图2是示出根据某些方面的区位/位置发射器/信标的一种实施方式的细节的框图；

图3是示出根据某些方面的接收器/用户设备的一种实施方式的细节的框图；

图4是示出根据某些方面的测距和混合块发射序列的细节的框图；

图5示出了根据某些方面的发射帧和时隙结构的一种实施方式的细节；

图6示出了根据某些方面的时隙结构和示例时隙信令格式的一种实施方式的细节；

图7示出了根据某些方面的示例性发射帧结构的一种实施方式的细节；

图8A示出了根据某些方面的多发射器的块同步输出信令和时序的一种实施方式的细节；

图8B示出了根据某些方面的非块同步的多发射器输出指令与相关联的时序的实施方式的细节；

图9示出了根据某些方面的距离块结构的一种实施方式的细节；

图10示出了根据某些方面的混合块结构的一种实施方式的细节；

图11示出了根据某些方面的距离前导结构的一种实施方式的细节；

图12示出了根据某些方面的用于生成发射器区位/定位输出信令的过程的一种实施方式的细节；

图13示出了根据某些方面的用于生成多发射器区位/定位输出信令的过程的一种实施方式的细节；

图14示出了用于发射时间分布分辨率(Temporally Distributed Resolution，TDR)数据的过程的一种实施方式的细节；

图15A示出了可以使用TDR信令来发送的示例三边测量(trilateration)数据的一种实施方式的细节；

图15B示出了可以使用TDR信令来发送的示例三边测量数据的另一实施方式；

图16示出了在TDR信令的一种实施方式中所发射的信号的示例数据时序和分辨率；

图17示出了基于所接收到的TDR信号的示例较高分辨率数据处理；

图18示出了用于在接收器/用户设备处接收和处理的TDR数据的过程的一种实施方式的细节；

图19示出了用于基于多个分辨率降低的TDR数据包来在接收器/用户设备处生成较高分辨率数据的过程的一种实施方式的细节；

图20示出了可以在示例性实施方式中使用的一种实施方式数据包的细节；

图21示出了可以用于在示例性实施方式中发送发射器输出数据信号的数据包结构和示例数据包的实施方式的细节；

图22示出了在示例性实施方式中可以用于对作为发射器输出数据信号来发射的输出数据进行编码的编码器电路的实施方式的细节；以及

图23示出了在示例性实施方式中用于生成作为发射器输出信号进行发射的输出数据的电路的实施方式的细节。

具体实施方式

帧(Frame)——在本文中使用时，术语“帧”或“发射帧”指的是可以从发射器发送信号的循环时间窗。帧在循环时间间隔处重复并且可以细分成时隙。在典型的实施方式中，帧可以是周期性的，但是在一些实施方式中，帧也可以是非周期性的。

时隙(Slot)——在本文中使用时，术语“时隙”指的是帧内的通常为帧的一小部分的时间窗。例如，帧可以具有一秒的持续时间并且具有10个时隙，从而每个时隙在帧内具有索引(例如时隙1，时隙2…时隙10)以及持续时间(例如100ms)。

在本文中使用时，术语“块(block)”指的是发射器输出信号的分立单元，该分立单元可以包括测距信令分量，并且还可以包括数据信令分量，测距信令分量和数据信令分量两者都是在针对发射器典型地预定义的特定时隙中发送的。

在本文中使用时，术语“示例性”表示用作示例、例证或例示。不必将本文中作为“示例性”描述的任意方面和/或实施方式解释为比其它方面和/或实施方式更优选或有利。

概述

本公开内容总体上涉及定位系统。更具体地但非排他地，本公开内容涉及使用与用户设备或终端(UE)(例如蜂窝电话或其它便携式设备)中的接收器和处理元件进行通信的广域发射器阵列来提供用于位置确定的信令并确定高精确度的位置/区位信息的设备、系统和方法。

例如，在一个方面，本公开内容涉及例如在WAPS或其它类似系统中提供定位系统信息的方法。该方法可以包括例如在发射器处生成包括测距信号的距离块。该方法还可以包括从发射器发送距离块。可以在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的预定义时隙中发送该距离块。该方法还可以包括在发射器处生成混合块。该混合块可以包括数据或信息，比如包括定位数据的定位信号。该方法还可以包括从发射器发送混合块。可以在与第一发射帧分离的第二发射帧中的预定义时隙中发送该混合块。该混合块还可以包括其它信息或信令，例如测距信号。

该方法还可以包括例如在发射器处生成第二混合块并且从发射器发送第二混合块。可以在与第一发射帧和/或第二发射帧分离的第三发射帧中的预定义时隙中发送该第二混合块。该方法还可以包括在第二发射器处生成包括测距信号的距离块。该方法还可以包括从第二发射器发送距离块。可以在多个预定义时隙中的第二预定义时隙中从第二发射器发送该距离块。该方法还可以包括在第二发射器处生成混合块。该混合块可以包括数据，比如包括定位数据的定位信号和/或其它数据或信令。该方法还可以包括从第二发射器发送混合块。可以在与第一发射帧分离的发射帧中的多个预定义时隙中的第二预定义时隙中发送该混合块。在第二发射器处生成的混合块还可以包括测距信号。该方法还可以包括在第二发射器处生成第二混合块，并且从第二发射器发送该第二混合块。可以在与第一发射帧分离的发射帧中的第二预定义时隙中从第二发射器发送该第二混合块。

预定义时隙可以例如与第二预定义时隙相同，或者可以与第二预定义时隙不同。从发射器发送的测距信号可以包括第一随机伪噪声(PRN)序列，并且从第二发射器发送的测距信号可以包括第二PRN序列。第一PRN序列可以与第二PRN序列相同或不同。从发射器发送的测距信号可以具有第一频率偏移，并且从第二发射器发送的测距信号可以具有第二频率偏移。第一频率偏移与第二频率偏移可以相同或不同。可以在第一发射帧中发送从第二发射器发送的距离块。

从发射器发送的距离块可以包括例如距离前导(preamble)信号和距离导频(pilot)信号。从发射器发送的距离块可以包括防护(guard)信号。该防护信号可以包括黄金码(gold code)序列。该防护信号可以包括空白或关断信号或信号分量。从发射器发送的混合块可以包括混合前导信号，并且距离前导信号包括混合前导信号和附加前导信号。从发射器发送的混合块可以包括混合前导信号和第一组数据。从发射器发送的混合块还可以包括混合导频信号。可以以第一发射频率偏移来发送距离前导信号，并且可以以与第一发射频率偏移不同的第二发射频率偏移来发送距离导频信号。可以以第一发射频率偏移来发送混合前导信号，并且可以以第二发射频率偏移来发送第一组数据。第一发射频率偏移可以与第二发射频率偏移量不同。

从发射器发送的混合块可以包括例如与发射器的区位或位置相关联的数据。该与发射器的区位相关联的数据可以包括纬度和/或经度数据，以及/或者其它位置或区位数据。该与发射器的区位相关联的数据可以包括发射器标识信息(例如发射器身份(ID))或其它标识信息。该与发射器的区位相关联的数据可以包括海拔信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与发射器处或发射器附近的环境条件相关联的数据。该与环境条件相关联的数据可以包括压力、温度、湿度和/或其它环境条件信息。混合块可以包括与与发射器相关联的参考时间校正相关联的数据。该混合块可以包括与与发射器相关联的发射质量量度相关联的数据。混合块可以包括与混合块的包类型相关联的数据。混合块可以包括经加密的数据。混合块可以包括利用错误控制编码编码了的数据。错误控制编码可以是卷积编码或其它错误控制编码。混合块可以包括循环冗余校验(CRC)数据。

从发射器发送的距离块可以包括例如前导以及利用第一扩展码编码了的发射器序列。从第二发射器发送的距离块可以包括前导以及利用第二扩展码编码了的第二发射器序列。第一扩展码和第二扩展码可以是相同的或可以是不同的扩展码。第一扩展码和第二扩展码可以是不同的黄金码。

第一发射帧可以具有一秒或近似一秒的持续时间，并且所述多个预定义时隙可以是十个时隙。可以使用二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)或其它调制方法来发送第一发射帧。

混合块可以包括多个数据符号。该多个数据符号可以是九十九个数据符号。混合块还可以包括防护信号。该防护信号可以是空白或关断信号或信号段。混合块可以包括前导。前导可以包括七个符号。

从发射器发送的混合块可以包括例如与发射器参数相关联的第一部分数据。第二混合块可以包括与发射器参数相关联的第二部分数据。该第一部分数据可以表示发射器参数第一降低的分辨率值，并且该第二部分数据可以表示发射器参数第二降低的分辨率值。第一降低的分辨率值和第二降低的分辨率值可以是不同的降低的分辨率值。第一降低的分辨率值和第二降低的分辨率值可以被选择为能够组合使用以在接收器处生成较高分辨率值。接收器可以将所接收到的信号与第一降低的分辨率值和第二降低的分辨率值相组合，以生成较高分辨率值。

该发射器参数可以是例如位置值。该位置值可以是经度值。该位置值可以是纬度值。该位置值可以是海拔值或深度值。发射器参数可以是温度值。该发射器参数可以是压力值。

在另一方面，本公开内容涉及用于提供定位信息的发射器。发射器可以包括例如如下中的一个或更多个：处理元件，该处理元件用于生成包括测距信号的距离块以及包括包含定位数据的定位信号的混合块；以及输出模块，该输出模块用于在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的预定义时隙中发送距离块并且在与第一发射帧分离的第二发射帧中的预定义时隙中发送混合块。

在另一方面，本公开内容涉及用于提供位置信息的发射器。该发射器可以包括例如如下中的一个或更多个：用于生成包括测距信号的距离块的装置；用于发送距离块的装置，其中，该距离块在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的预定义时隙中发送；用于生成包括包含定位数据的定位信号的混合块的装置；以及用于发送混合块的装置，其中，该混合块在与第一发射帧分离的第二发射帧中的预定义时隙中发送。

在另一方面，本公开内容涉及处理器可读存储介质或机器可读存储介质，例如，存储器、磁盘或其它存储介质。介质可以例如包括用于使可编程器件例如计算机处理器执行或控制如下步骤中的一个或更多个步骤的指令：生成包括测距信号的距离块；启动距离块的发射，其中，该距离块在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的预定义时隙中发射；生成包括包含定位数据的定位信号的混合块；以及启动混合块的发射。混合块可以在与第一发射帧分离的第二发射帧中的预定义时隙中发射。

在另一方面，本公开内容涉及用于在用户设备(例如蜂窝电话或其它便携式设备)中接收和处理定位信号的方法。该方法可以包括例如从发射器接收一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号。该方法还可以包括处理一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号，以确定从发射器提供的定位数据或信息。该方法还可以包括接收来自多个附加发射器的距离块信号和混合块信号并且确定从所述多个附加发射器提供的定位数据或信息。该距离块数据和/或混合块数据可以是如由本文中所描述的接收器/信标所提供的信令。

该方法还可以包括例如确定与用户设备相关联的海拔信息或深度信息。该方法还可以包括至少部分地基于从第一发射器和附加发射器接收到的混合块和距离块通过三边测量来确定用户设备的位置或区位。还可以基于与用户设备相关联的海拔信息或深度信息来确定该用户设备的位置或区位。可以使用耦接至或合并在用户设备中的压力传感器或测高器件来确定海拔信息或深度信息。可以通过比较用户设备处的压力测量与由发射器提供的压力信息以及已知的或接收到的与发射器相关联的海拔信息来确定海拔信息或深度信息。

在另一方面，本公开内容涉及用于接收并处理定位信号以确定区位/位置信息的用户设备。该用户设备可以包括例如被配置成从多个发射器接收一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号的接收器模块。用户设备还可以包括处理所接收到的一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号以确定从发射器提供的定位数据或信息的处理元件。可以使用从如本文中描述的发射器/信标所提供的信令来将距离块信号和/或混合块信号提供给接收器。

在另一方面，本公开内容涉及用于接收和处理定位信号以确定区位/位置信息的用户设备。用户设备可以包括如下中的一个或更多个：用于从发射器接收一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号的装置；至少部分地基于从第一发射器和附加发射器接收到的混合块和距离块通过三边测量来确定用户设备的位置或区位的装置；基于与用户设备相关联的海拔信息或深度信息来进一步确定区位/位置信息的装置；压力感测装置或测高装置；以及用于通过比较用户设备处的压力测量与由发射器提供的压力信息以及已知的或接收到的与发射器相关联的海拔信息来确定海拔信息或深度信息的装置。

在另一方面，本公开内容涉及处理器可读存储介质或机器可读存储介质，例如存储器、磁盘或其它存储介质。介质可以例如包括使得可编程器件例如计算机处理器执行或控制如下步骤中的一个或更多个步骤的指令：从发射器接收一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号；处理所述一个或更多个距离块信号和一个或更多个混合块信号，以确定从发射器提供的定位数据或信息；从多个附加发射器接收距离块信号和混合块信号，并且确定从所述多个附加发射器提供的位置数据或信息；确定与用户设备相关联的海拔信息或深度信息；至少部分地基于从第一发射器和附加发射器接收到的混合块和距离块通过三边测量来确定用户设备的位置或区位；基于与用户设备相关联的海拔信息或深度信息来进一步确定用户设备的位置或区位；以及比较用户设备处的压力测量与由发射器提供的压力信息以及已知的或接收到的与发射器相关联的海拔信息。该距离块信号和/或混合块信号可以是从本文中所述的发射器/信标提供的信令。

在另一方面，本公开内容涉及用于提供区位/位置信息的系统。该系统可以包括例如多个地面发射器/信标，该多个地面发射器/信标被配置成提供包括能够用来确定区位/位置信息的信息的相应多个信号的几个信号。该系统还可以包括多个用户设备，该多个用户设备被配置成接收所述多个信号中的几个信号，并且至少部分地基于所述多个信号中的所述几个信号来确定与用户设备相关联的第一组区位/位置信息。

该系统还可以包括例如与发射器/信标和/或用户设备进行通信的区位服务器系统。该区位服务器系统可以被配置成接收来自用户设备的信息，并且至少部分地基于所接收到的信息来提供与用户端的区位或位置相关联的信息或者能够被用户端使用的信息，以结合在用户设备处接收到的来自所述多个发射器/信标的信息来确定区位或位置信息。

下面将结合附图描述各种附加方面、特征和功能。

示例性实施方式

在以下描述中，引入许多具体细节，以提供对所述系统和方法的全面理解，并使得能够对所述系统和方法进行描述。然而，相关领域内技术人员将认识到，在不具有具体细节中的一个或更多个细节的情况下，或者具有其它部件、系统等的情况下，也可以实践这些实施方式。在其它示例中，没有示出或没有详细描述公知结构或操作，以避免模糊所公开的实施方式的方面。

图1是示出可以在其上实施各种实施方式的示例区位/定位系统100的细节的框图。定位系统100(在本文中也称为广域定位系统(WAPS)或简称为“系统”)包括：通常在地面的同步信标(在本文中也表示为“发射器”)的网络；以及用户设备(本文中也表示为“接收器单元”或简称为“接收器”)，该用户设备被配置成采集和跟踪从信标提供的信号以及/或者例如可以由卫星系统(例如全球定位系统(GPS))和/或其它基于卫星的定位系统或基于地面的定位系统提供的其它位置信令。接收器可以可选地包括区位计算引擎，以根据从信标和/或卫星系统接收到的信号来确定位置/区位信息，并且系统100还可以包括与各种其它系统(例如信标)、网络基础设施(例如互联网、蜂窝网络、广域网或局域网)以及/或者其它网络进行通信的服务器系统。该服务器系统可以包括与系统相关的各种信息，例如，塔索引、收费界面、可以基于一个或更多个专有加密算法的一个或更多个加密算法处理模块、区位计算引擎模块和/或其它处理模块，以便于系统用户进行位置、运动和/或区位确定。

如示例性系统100所示，信标可以是多个发射器110的形式，并且接收器单元可以是一个或更多个用户设备120的形式，该一个或更多个用户设备120可以是被配置成接收来自发射器110的信令的各种电子通信设备中的任意电子通信设备，并且可选地被配置成接收GPS信令或其它卫星系统信令、蜂窝信令、Wi-Fi信令，Wi-Max信令、蓝牙、以太网、和/本领域已知的或开发的其它数据或系统信令。接收器单元120可以是如下形式：蜂窝手机或智能手机、平板设备、个人数字助理(PDA)、笔记本或其它计算机系统和/或类似设备或等同设备。在一些实施方式中，接收器单元可以是如下独立的区位/定位设备：其仅被配置成或主要被配置成接收来自发射器110的信号并且至少部分地基于所接收到的信号来确定区位/位置。如本文中所描述的，接收器单元120在本文中还可以表示为“用户设备(UE)”、手机、智能手机、平板电脑和/或简单地表示为“接收器”。

发射器110(本文中也可以表示为“塔(tower)”)被配置成经由如所示出的通信链路113将发射器输出信号发送至多个接收器单元120(为了简化，在图1中示出单个接收器单元120，然而，典型系统将被配置成在预定覆盖区域内支持许多接收器单元)。发射器110也可以经由通信链路133连接至服务器系统130，并且/或者可以具有例如经由有线连接、蜂窝数据连接、Wi-Fi、Wi-Max或其它无线连接等连接至网络基础设备170的其它通信连接(未示出)。

一个或更多个接收器120可以经由与发射器110中的每个发射器110相对应的通信链路113接收来自多个发射器110的信令。另外，如图1所示，接收器120还可以被配置成接收和/或发送其它信号，例如，经由通信链路163的来自蜂窝基站(也称为无线基站(NodeB)、演进型基站(eNB)或基站)的蜂窝网络数据、Wi-Fi网络数据、寻呼机网络数据或其它有线连接信令或无线连接信令以及经由卫星通信链路153的例如来自GPS或其它卫星定位系统的卫星信令。虽然图1的示例性实施方式中所示的卫星定位信令被示为从GPS系统卫星150提供，但是在其它实施方式中，该信令可以从其它卫星系统提供，并且/或者，在某些实施方式中，该信令可以从基于地面的有线定位系统或基于地面的无线定位系统或其它数据通信系统提供。

在示例性实施方式中，系统100的发射器110被配置成以独有许可的无线电频谱或共享许可的无线电频谱/未许可的无线电频谱进行操作。然而，一些实施方式可以被实现为以未许可的共享频谱来提供信令。发射器110可以使用如本文中下面所描述的新的信令以这些各种无线电波段来发送信令。该信令可以是被配置成以有利于区位和导航目的的限定格式来提供具体数据的专有信号的形式。例如，如本文中下面所描述的，信令可以被构造成特别有利于在干扰环境下进行操作，例如，在传统的卫星定位信令由于反射、多径等而衰减和/或受影响的环境下。另外，信令可以被配置成提供快速采集时间和快速区位确定时间，以使得能够基于设备上电激活或区位激活来进行快速区位确定、降低功耗和/或提供其它优点。

可以将WAPS的各种实施方式与其它定位系统相组合，以提供增强的区位和位置确定。可替代地或另外，WAPS系统可以用于协助其它定位系统。另外，可以经由其它通信网络链路163(例如蜂窝、Wi-Fi、寻呼机等)来提供由WAPS系统的接收器单元120确定的信息，以向服务器系统或系统130以及向网络基础设备170中存在的或耦接至网络基础设施170的其它网络系统报告位置和区位信息。例如，在蜂窝网络中，可以使用蜂窝回程链路165来经由网络基础设施170向相关联的蜂窝载体和/或其它(未示出)提供来自接收器单元120的信息。这可以用来在紧急情况下快速并精确地对接收器120的位置进行定位，或者可以用来从蜂窝载体或其它网络用户或系统提供基于区位的服务或其它功能。

应当注意，在本公开内容的上下文中，定位系统是对纬度坐标、经度坐标和海拔坐标中的一个或更多个进行定位的系统，该一个或更多个坐标也可以根据一维坐标系、二维坐标系或三维坐标系(例如x坐标、y坐标、z坐标，角坐标等)来描述或示出。另外，应当注意，只要提到术语“GPS”，则“GPS”以全球导航卫星系统(GNSS)(可以包括其它现有卫星定位系统(例如GLONASS)以及另外的定位系统(例如伽利略定位系统(Galileo)以及指南针/北斗卫星))更广的意思来表现。另外，如前面注意的，在一些实施方式中，除了基于卫星的定位系统以外或者代替基于卫星的定位系统，也可以使用其它定位系统(例如基于地面的系统)。

WAPS的实施方式包括多个塔或发射器(例如，如图1所示的多个发射器110)，该多个塔或发射器在发射器输出信号中向接收器120广播WAPS数据定位信息和/或其它数据或信息。可以调整定位信号，以使其在特定系统的所有发射器范围内或本地覆盖区域同步。WAPS定位数据发射可以包括专用的通信信道资源(例如时间、码和/或频率)，以便于发射三边测量所需的数据、通知用户/用户群、广播消息、进行WAPS网络的一般操作以及/或者进行例如在本文中后面所描述的和/或在通过引用合并至本文中的以下共同受让专利申请中的其它目的操作：2012年3月5日提交的、标题为“WIDE AREA POSITIONING SYSTEMS”的美国发明专利申请序列号13/412,487；2009年9月10日提交的、标题为“WIDE AREA POSITIONSYSTEM”的美国发明专利申请序列号12/557,479(现在的美国专利号8,130,141)；2012年3月5日提交的、标题为“WIDE AREA POSITIONING SYSTEM”的美国发明专利申请序列号13/412,508；2011年11月14日提交的、标题为“WIDE AREA POSITION SYSTEMS”的美国专利申请序列号13/296,067；2009年3月24日提交的、标题为“WIDE AREA POSITIONING SYSTEM”的美国临时专利申请序列号61/163,020；2008年9月10日提交的、标题为“WIDE AREAPOSITIONING SYSTEM”的美国临时专利申请序列号61/095,856；2011年6月28日提交的、标题为“DATA TRANSMISSION METHODS IN WIDE AREA POSITIONING SYSTEMS(WAPS)”美国临时专利申请序列号61/502,272；2011年6月28日提交的、标题为“CODING IN WIDE AREAPOSITIONING SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号61/502,276；以及2011年8月2日提交的、标题为“CELL ORGANIZATION AND TRANSMISSION SCHEMES IN A WIDE AREAPOSITIONING SYSTEM(WAPS)”的美国临时专利申请序列号61/514,369。在本文中，这些申请可以共同表示为“合并申请”。本文中所公开的各个方面、细节、设备、系统和方法可以与WAPS中的合并申请或各种实施方式中的其它类似系统的教导相组合。

在使用到达时间差或三边测量的定位系统中，通常所发射的定位信息包括精确的时序序列和定位数据中的一个或更多个，其中，定位数据包括发射器的区位和各种时序校正以及其它相关数据或信息。在一个WAPS实施方式中，数据可以包括例如如下的附加消息或信息：对用户群的通知消息/访问控制消息；一般的广播消息；和/或与系统操作、用户、与其它网络的接口以及其它系统功能相关的其它数据或信息。可以以许多方式来提供定位数据。例如，定位数据可以被调制到编码的时序序列上，可以添加或覆盖在时序序列上，并且/或者可以与时序序列相连接。

本文中所述的数据发射方法和装置可以用于为WAPS提供提高的区位信息吞吐量。具体地，高阶调制数据可以被发射，作为与伪噪声(PN)测距数据分开的独立部分信息。这可以用来使得能够在采用码分多址(CDMA)复用、时分多址(TDMA)复用或CDMA/TDMA复用的组合的系统中提高采集速度。按照如下广域定位系统示出本文中的公开内容：多个塔将同步的定位信号广播至移动接收器，并且更具体地，使用地面的塔将同步的定位信号广播至移动接收器；然而，实施方式不限于此，并且也可以实施本公开内容的精神和范围内的其它系统。

在示例性实施方式中，WAPS使用从塔或发射器(例如发射器110)发送的经编码的调制——所谓的扩展频谱调制或为噪声(PN)调制，以实现宽带宽。相应的接收器单元，例如接收器或用户设备120，包括一个或更多个模块，以例如使用解扩电路(例如匹配滤波器或一系列的相关器)来处理这样的信号。这样的接收器产生理想上具有由低水平能量围绕的强峰的波形。峰的到达时间表示所发射的信号到达移动接收器的时间。对来自准确知道其区位的多个塔的多个信号执行这样的操作使得能够经由三边测量来确定接收器区位。在本文的下面描述与在发射器(例如发射器110)中生成WAPS信号以及在接收器(例如接收器120)中对所接收到的信号进行处理相关的各种附加细节。

在一种实施方式中，WAPS可以使用二进制编码调制作为扩展法。示例性实施方式的WAPS信号可以包括两种具体类型的信息：(1)高速测距信号；以及(2)区位数据，例如发射器ID和位置、时间、健康状况、环境条件(例如压力数据)等。类似于GPS，WAPS可以使用低速信息源来调制高速二进制伪随机测距信号来发射区位信息。除本申请以外，合并申请公开了使用伪随机测距信号和调制信息信号方法实施方式，两者均可以使用高阶调制，例如四进制调制和八进制调制。在一种实施方式中，测距信号是二进制调相的，并且使用高阶调制以分离的信号来提供区位信息。

常规方法使用(例如在时分复用装置中所使用的)其中每个时隙发射包括在各种类型的区位数据前面的伪随机测距信号的位置区位信号格式。这些常规系统还包括同步化信号或同步信号，如果伪随机测距信号也用作为同步信号，则可以删除该同步化的信号或同步信号。然而，与其它早期系统一样，这些常规系统的区位数据是二进制的，这限制了吞吐量。这些系统还在发射区位数据的间隔期间发射大量的二进制位。

为了解决这些限制，在示例性实施方式中，可以在高阶调制的数据信号前面的特定时隙中发射二进制信号、四进制信号或伪随机信号。例如，在给定时隙中，可以使用差分16进制相位调制来发射一个或更多个区位信息符号，以每时隙发射四位信息。这表示与在对伪随机载波施加二进制相位调制时通常所发射的1位相比，吞吐量提高了四倍。也可以使用区位信息的其它类型的调制，例如，16进制正交调幅(QAM)等。另外，针对高阶调制，可以使用某些错误控制调制方法，例如，格码。这些调制方法通常降低错误率。

图2是示出可以发送如本文中下面所描述的区位/定位信号的信标系统/发射器系统的一种实施方式200的细节的框图。发射器实施方式200可以与图1所示的发射器110相对应。应当注意，发射器实施方式200包括用于执行相关联的信号接收和/或处理的各种块；然而，在其它实施方式中，这些块可以被不同地组合或组织，以提供类似的或等同的信号处理、信号生成和信号发射。参照图22和图23在本文的下面描述用于生成发射器输出信号的电路的实施方式的附加框图细节，所述电路可以是发射器200的部件或者全部或部分集成在发射器200中。

如图2所示，发射器/信标实施方式200可以包括一个或更多个GPS模块240，该一个或更多个GPS模块240用于接收GPS信号并且向处理模块210提供区位信息和/或其它数据，例如时序数据、精度衰减(DOP)数据或者可以由GPS或其它定位系统提供的其它数据或信息。应当注意，虽然图2示出了发射器200具有GPS模块，但是在各种实施方式中可替代地可以使用用于接收卫星信号或地面信号并且提供类似输出信号或等同输出信号、数据或其它信息的其它模块。GPS或其它时序信号可用于在发射器内进行精确时序操作和/或用于在WAPS网络范围内进行时序校正。

发射器200还可以包括用于生成并发送如本文中下面所描述的发射器输出信号的一个或更多个发射器模块250。发射器模块250还可以包括本技术领域中已知的或开发的用于向发射天线提供输出信号的各种元件，例如，模拟逻辑电路或数字逻辑电路、功率电路、信号处理电路、调谐电路、缓冲器和功率放大器等。用于生成输出信号的信号处理可以在处理模块210中完成，在一些实施方式中，该处理模块210可以集成有发射器模块250，或者，在其它实施方式中，该处理模块210可以是用于处理多个信号处理和/或其它运算功能的独立处理模块。

一个或更多个存储器220可以与处理模块210相耦接，以提供数据存储和数据检索并且/或者提供用于在处理模块210中执行的指令的存储和检索。例如，指令可以是用于执行在本文中后面描述的各种处理方法和功能(例如，用于确定与发射器相关联的区位信息或其它信息，例如环境条件以生成待发送至如图1所示的用户设备120的发射器输出信号)的指令。

发射器200还可以包括用于感测或确定与发射器相关联的条件(例如本地压力、温度或其它条件)的一个或更多个环境感测模块270。在示例性实施方式中，可以在环境感测模块270中生成压力信息，并且将该压力信息提供给处理模块210，以与如本文中下面所描述的发射器输出信号中的其它数据进行集成。发射器200中也可以包括一个或更多个服务器接口模块260，以在发射器与服务器系统(例如，如图1所示的系统130)之间提供接口，并且/或者提供至网络基础设施(例如，如图1所示的网络基础设施170)的接口。例如，系统130可以经由接口模块260向发射器200发送与区位系统和/或用户设备相关联的数据或信息。另外，发射器200可以包括其它模块(未示出)，以提供相关的运算功能。

图3是示出在其上接收并处理发射器信号以确定区位/位置信息的用户设备或接收器300的一种实施方式300的细节的框图。接收器实施方式300可以与图1所示的用户设备120相对应。

接收器300可以包括一个或更多个GPS模块340，该一个或更多个GPS模块340用于接收GPS信号并且向处理模块310提供区位信息和/或其它数据，例如时序数据、DOP数据、或者可以从GPS或其它定位系统提供的其它数据或信息。应当注意，虽然图3示出了接收器300具有GPS模块，但是在各种实施方式中可替代地可以使用用于接收卫星信号或地面信号并且提供类似输出信号或等同输出信号、数据或其它信息的其它模块。

接收器300还可以包括用于经由蜂窝数据通信系统或其它数据通信系统来发送和接收数据或信息的一个或更多个蜂窝模块350。可替代地或另外，接收器300可以包括用于经由其它有线或无线通信网络(例如Wi-Fi、Wi-Max、蓝牙、USB)或其它网络来发送和/或接收数据的通信模块(未示出)。

接收器200可以包括用于接收来自地面发射器(例如，如图1所示的发射器110)的信号并且处理所述信号以确定如本文中后面所描述的位置/区位信息的一个或更多个位置/区位模块。例如，模块360可以集成有其它模块(例如GPS模块340)，并且/或者可以与其它模块(例如GPS模块340)共享资源(例如天线、RF电路等)。例如，位置模块360和GPS模块240可以共享一些或所有无线电前端(RFE)部件和/或处理元件。处理模块310可以集成有位置模块360和/或GPS模块340，并且/或者可以与位置模块360和/或GPS模块340共享资源，以如本文中所述确定位置/区位信息并且/或者执行其它处理功能。类似地，蜂窝模块350可以与RF模块330和/或处理模块310共享RF和/或处理功能。

一个或更多个存储器320可以与处理模块310相耦接，以提供数据存储和数据检索和/或提供用于在处理模块310中执行的指令的存储和检索。例如，指令可以是用于执行如在本文中后面所描述的各种处理方法和功能(例如，用于基于所接收到的发射器信号或数据、GPS信号或数据、蜂窝信号或数据、压力信号或数据、温度信号或数据以及/或者其它信号或数据来确定区位信息或其它信息)的指令。

接收器200还可以包括用于感测或确定例如与接收器相关联的条件(例如本地压力、温度或其它条件)的一个或更多个环境感测模块370。在示例性实施方式中，可以在环境感测模块370中生成压力信息，并且将该压力信息提供给处理模块310，以结合所接收到的发射器信号、GPS信号、蜂窝信号或其它信号来确定区位/位置信息。

接收器200还可以包括可以是键区、触摸屏显示器、鼠标或其它用户接口元件的形式的各种附加用户接口模块(例如用户输入模块380)。可以在如下形式的输出模块390上提供音频数据或信息和/或视频数据或信息：一个或更多个扬声器、其它音频换能器、一个或更多个可视化显示器(例如触摸屏)、和/或本技术领域内已知的或开发的其它用户I/O元件。在示例性实施方式中，可以使用输出模块390，以基于所接收到的发射器信号来在视觉上显示所确定的区位/位置信息，并且也可以将所确定的区位/位置信息发送至蜂窝模块350，发送至相关联的载体或其它实体。

如本文前面指出的，信标/发射器(例如图1所示的发射器110)可以用于生成发射器输出信号并且将发射器输出信号发送至用户设备/接收器(例如图1所示的用户设备120)。图4示出了在提供区位/位置确定中使用的发射器输出信令400的示例性实施方式的细节。可以在用户设备(例如用户设备120)处接收并处理这样的信号，以精确并快速地确定区位/位置信息(本文下面描述针对这样的信号的处理方法的实施方式)。

如图4所示，可以以帧和块的形式来构建发射器输出信令400，其中，每个帧可以包括多个块，该多个块可以是不同类型，以便于位置/区位应用。具体地，可以使用提供测距数据和混合数据的信令(例如数据信令，并且可选择地，测距信令或其它信息或信令(在这里也表示为混合块))来实现在本文中表示为“数据突发：信令”的信令。在示例性实施方式中，混合块包括定位数据和测距数据。其中发送距离块的时隙可以被表示为距离时隙，并且其中发送混合块的时隙可以被表示为数据时隙或混合时隙。在帧内，多个块可以从多个发射器中的一些发射器发送，其中每个发射器被分配有用于其对应块的特定时间窗口(在本文中被表示为“时隙”)。例如，在示例性实施方式中，每个发射器可以在帧内被分配有用于发射一个块的单个时隙。在其它实施方式中，在每个帧中可以是每个发射器分配多个时隙，例如，主时隙和次时隙(例如，如图7A所示)，在该情况下，可以在单个帧中发送相同类型的块或不同类型的块。在不同实施方式中可以使用各种其它时隙分配，例如，仅在每第二帧、第三帧、第四帧等帧内分配时隙，基于网络性能量度等来动态地分配时隙等。

示例信令400示出单个发射器(例如可以是图1所示的发射器110之一)的块发射。在本示例中，可以在预定义时隙中以连续帧来发送块序列(应当注意，如图8A所示，在某些实施方式中，多个块可以在单个帧中的两个或更多个时隙中发送)。例如，发射器可以在帧1中的预定义时隙中发送可以是距离块的第一块410，并且接着可以在下一帧(帧2)中的相同时隙中发送可以是混合块420的第二块，并且接着可以在下一个帧(帧3)中发送可以是另一混合块430的第三块。该特定信令结构可以表示为RH₁H₂，以表示按顺序发射的距离、混合1和混合2块的序列。该模式可以如所示在帧4、帧5和帧6处重复。在一些实施方式中，当发送距离块和混合块的序列时可以省略一个或更多个帧。另外，在一些实施方式中，在信令结构中可以包括更少的混合块(例如RH₁)或更多的混合块(例如RH₁H₂H₃…H_n)。

数据突发信令结构400针对测距发射和数据发射中的每种发射使用单独时隙，然而，所述时隙通常是不同帧中具有相同时隙号，或者，在一些情况下，该时隙为相同帧中的两个或更多个不同时隙。在示例性实施方式中，时隙可以以近似一秒的周期分隔开(例如一秒的帧持续时间)，但是，在替换实施方式中可以使用其它时序。在示例性实施方式中，在数据突发结构的一个时隙中的距离块410使用用于测距的BPSK导频符号(例如，针对前导使用七个黄金码，针对导频符号使用92个黄金码)。随后的两个时隙被混合块420和430占用(例如，使用1GC/符号的BPSK，针对前导使用4个黄金码、针对导频符号使用16个黄金码、并且针对数据发射使用79个黄金码)。在示例性实施方式中，如图9至图11中的进一步细节所示，所有块可以包括相同的前四个前导符号。可以使用纠错码来确保在低信噪比(SNR)下的操作，可以使用循环冗余校验(CRC)来确保解码位有效(例如，可以使用的一种纠错码是具有约束长度7和16位CRC的卷积码)。数据突发信令还可以使用如本文下面进一步详细描述的时间分布分辨率，以降低位数目，从而使位尽可能地适合少的时隙，同时仍实现长期的高精度。使用数据突发结构加上纠错码使得区位/定位系统能够支持用于发射三边测量(例如纬度、经度、海拔等)所使用的信息的一个数据包中的102个信息位。

在示例性数据突发信令结构的实施方式中，可以将具有距离块的专用导频时隙用于测距(例如，如图4的块410的距离块)，这允许相对长的相干积分长度(例如高达96ms)，从而导致提高测距性能。也可以将混合块用于在相应的数据时隙中进行测距，使得具有高SNR的接收器即使在数据时隙中也能够进行测距(例如，可以使用1个黄金码积分长度，或者使用与位有关的决定，以帮助相干地组合与所有位的信号)。在数据时隙的混合块中也可以提供短的导频突发，以利于更好的SNR测距。

具有低SNR的接收器可以仅对测距时隙中的距离块执行测距。示例性实施方式可以在测距时隙中的距离块中发射93个已知黄金码符号，其中，黄金码符号用作导频符号，以协助测距。而且，可以在用于发射三边测量所需信息(例如发射纬度/经度/海拔)的数据时隙的混合块中发射96个数据黄金码(GC)符号。

各种实施方式可以使用纠错码以确保低SNR下的操作，并且使用CRC以确保解码位有效。在示例性实施方式中，可以将卷积码用作纠错码；然而，在替换实施方式中，可以使用其它纠错码。在示例性实施方式中，卷积码可以具有约束长度7并且可以是根据信息位的数目被删余的速率1/2码，以确保经编码的位符合于96个可用GC符号。另外，由于卷积编码和解码的本性，所以在编码前可以将16位全零的尾位添加至信息位。使用例如长度为N_crc的CRC码来实现CRC校验。在示例性实施方式中，N_crc的值为16。

因此，在该示例性实施方式中，信号的生成包括：取得N_info位信息位，添加16位CRC位，添加16位尾位，并且使用卷积码对所得到的序列进行编码。然后删余该数据，以确保其全部符合与96位数据符号相应的每时隙的位数目。最后，交织该数据，并且通过信道将数据发射至接收器。接收器解调所接收到的信号，解交织所产生的软件位，并使其穿过解码器。使用解码器的输出，接收器进行CRC校验以确保成功发送数据块。

示例性实施方式在测距时隙中的距离块中使用BPSK调制，意味着将93个已知位被调制到93个GC周期上。该93个GC周期为使得能够进行长的相干积分时间的导频位。在一些实施方式中，发射器可以发送N_seq个导频位序列之一，以在测距时隙期间发送非常低信息速率的信号。例如，发射器可以发送四个导频位序列之一，以在测距时隙期间发射2位信息，从而在导频块中提供一些数据。

示例性实施方式可以在数据时隙中使用差分QPSK(DQPSK)调制，以便于以期望速率进行数据传输。在所述示例性实施方式中，因为在数据时隙中，96个GC DQPSK符号是可用的，所以这转换为在每个数据时隙中发射190个原始位的能力(由于DQSPK的差分编码，所以“丢失”了前两位)。在该实现中，如下面进一步描述的，因为使用纠错码和CRC位，所以每个时隙的信息位数目低于190。

在混合时隙中，在长度为4的前导之后，示例性实施方式的WAPS使用BPSK调制以在16个黄金码周期上发射16位导频位，并且接着使用差分BPSK(DBPSK)调制以在79个黄金码周期上发射79个数据位。发射器可以使用最后的导频位作为第一DBPSK数据位，使得在即使使用DBPSK的情况下也能够在79个黄金码周期上发射79个数据位。在示例性实施方式中，可以在两个连续的数据时隙中将相同的数据发射两次。该发射方案使得高SNR用户能够使用一个数据时隙来对数据进行解码，以获得快速的首次固定的时间(TTFF)。该发射方案还使得低SNR用户能够软合并两个数据时隙的数据，以获得该数据的可靠解码。而且，测距时隙和数据时隙的分离可以用于解除测距时隙和数据时隙的性能的连接。尽管高符号速率连同调制字母大小允许在数据时隙中进行高速率的数据发射，但是可以在测距时隙的范围内在接收器处使用相干积分，而无需使用复杂的数据划变技术来对数据进行解调。

图5示出了示例帧结构实施方式500的细节。如本文中前面所描述的，可以将帧510分成多个时隙。这被示出为帧1的时隙1至时隙N，如510-1至510-N。随后的帧2的相对应的时隙被表示为520-1至520-N，并且还示出了帧3的第一时隙，时隙530-1。在如本文中下面所描述的示例性实施方式中，每个帧可以具有1秒的长度，并且可以被分成十个时隙，从而导致每个时隙具有100毫秒的持续时间。在替换实施方式中，可以使用其它的帧长度和时隙数目。

图6示出了一种实施方式下的发射器输出信号中的在例如图5所示的时隙中的数据组织600的示例以及示例时隙信令结构。时隙(例如，示例帧1的时隙2，601-2)中的信令可以包括可以是二进制或四进制的伪噪声(PN)测距码620以及可以是例如本文中后面描述的位置/区位数据的数据630以及/或者其它系统数据。PN测距码可以是伪随机序列的多个帧的循环。区位数据可以包括一个或更多个数据符号。在一种实施方式中，数据可以是16进制相移键控(PSK)的格式。

当考虑信号强度和包结构时，通常假设地面WAPS系统中的测距信号具有高SNR。例如，如果将1023长度的伪随机测距信号每个片的SNR设定为0dB，则每个PN帧的SNR将近似为30dB。然而，在大多数情况下，每个符号20dB的SNR足以进行高标准的信息发射。因此，如果发射时隙的大部分为测距码，则为了最大化测距信号SNR并从而最大化精度，则可以将10％的时隙分配为区位信息发射，并且同时继续提供高吞吐量，例如每时隙4位。

因为假设测距码的相关输出高，所以测距码峰值的(合成)形状表示对信道脉冲响应的极好估计。相应地，在一种实施方式中，可以在接收器(例如，如图1所示的用户设备120)中使用相关峰值幅度的测量和相位结构作为信道估计参考，以帮助改善高阶调制的区位数据的解调。这在接收器中采用区位数据的相干解调的情况下会特别重要。可以使用这些测量来补偿从一个数据符号至下一个数据符号的幅值波动和相位波动。

这里，根据本公开内容的各种实施方式可以使用突发数据信令格式，在本文中也表示为WAPS数据突发格式。图7是在实施方式下的WAPS数据突发信号结构700的框图。该WAPS信号结构700在每一秒中包括十个100ms时隙，表示为每个帧的时隙1至时隙10。应当注意，为了清楚，在示例信号结构700中仅示出了十个时隙的子集，但是注意，实施方式不限于此。

如参照图7在后面进一步描述的，每个WAPS发射器(例如，图1的发射器110)可以将十时隙中的一个分配为其主时隙。在示例性实施方式中，可以根据黄金码(GC)PRN序列和BPSK扩展来生成WAPS信号；然而，在各种实施方式中，也可以使用其它PRN序列和/或扩展调制。在示例性实施方式中，WAPS信号的片率为每秒1.023兆片/秒(Mcps)，然而，在各种实施方式中，可以使用其它片率。在示例性实施方式中，每个黄金码具有1023个片并且持续1ms，使得每个100ms的时隙可以包括100个黄金码符号，其中，在每个100ms的时隙中，可以将一个黄金码用作时隙之间的防护时间(在本文中也简短地表示为“防护”)，并且99个黄金码可用于测距和数据发射。在各种实施方式中，在测距与数据发射之间的符号之间可以使用其它时隙配置和分配，并且区位系统可以使用具有如本文中下面所描述的在数据与测距之间使用不同的符号分配的不同块类型的不同类型的块。

在示例性实施方式中，每个WAPS发射器可以使用PRN 7来发射最高达七个黄金码持续时间的前导。示例性实施方式的(在被表示为测距时隙的时隙中所发送的)测距块构成长度为七个黄金码的前导，并且剩余92个黄金码用于导频符号。(在表示为混合时隙的时隙中所发送的)混合块可以具有长度为4个黄金码的前导，并且剩余92个黄金码用于导频符号和数据符号。在示例性实施方式中，在所有时隙中，前导的前四个符号可以相同；然而，其它实施方式可以在前导中使用不同符号和/或不同数目的相同符号。在一种实施方式中所使用的PRN的示例列表如下：1，12，31，32，120，122，127，131，136和138。

为了能够在相对短的时间周期中发射三边测量(例如纬度、经度等)所需的所有数据，并且为了进行长的相关积分以实现高的测距精度，实施方式的WAPS包括使用数据突发。该WAPS数据突发格式通常将可用于发射器的时间分为测距部分和数据部分。在发射器时间的测距部分期间，发射器可以发射能够实现长的相干积分的导频符号。在发射器时间的数据部分期间，发射器可以以每个黄金码周期1位的物理层速率来发射数据符号。

图8A示出了在系统(例如图1中的系统100)中的在相对应分配的时隙中使用距离导频块和混合导频块的示例发射器输出信令的细节。在此示例中，每个帧被分成编号为时隙1至时隙10的10个时隙。在此示例中示出了来自多个发射器(发送器/信标1-n)的输出信号，其中，发射器1被分配时隙3，发射器2被分配时隙1，发射器n被分配时隙5，并且中间发射器将会被分配其它时隙和/或可以根据网络配置、发射器数目等与已分配的时隙相重叠。注意，为了说明的目的，提供了所示出的特定时隙分配，并且所示出的特定时隙分配不意于限制每个帧的时隙数目、时隙分配和其它信令参数。

从帧1开始，发射器1可以在时隙3中发送距离块710A，发射器2可以在时隙1中发送距离块720A，发射器n可以在时隙4中发送距离块730A，并且中间编号的发射器(未示出)可以在其相对应分配的时隙中发送距离块。如图7A所示，在一些实施方式中，发射器还可以被分配附加时隙，例如，发射器1可以被分配其中发送附加块713A、715A的第二时隙(例如时隙7)。在一些实施方式中，其它发射器(例如所示出的发射器2至N)还可以被分配已分配的时隙(在图7A中未示出)。

在帧2中，发射器1、发射器2和发射器N中的每个发射器可以接着分别在其预定义时隙中发送可以是如图5所示的第一混合块的第二块712A、722A和732A。然后可以针对连续帧重复该过程。例如，如果使用RH₁H₂信令，则每个发射器可以在下一帧中发送第二混合块。注意，在图7A的示例信令700A中，每个发射器在特定帧中发送相同类型的块(例如距离或混合块)。这可以通过例如通过如图1所示的服务器系统130在发射器110之间的发射器协调和同步或者经由发射器之间的例如经由网络基础设施的直接的互相通信来实现。

可替代地，在一些实施方式中，通过发射器和/或服务器系统协调或者通过每个发射器独立地选择特定块类型以在每个帧中进行发射，在特定帧期间每个发射器发送的块的类型可以不同。在图7B的信令700B中示出这样的交错发射器块类型信令结构的一个示例。在该示例信令中，发射器1在帧1中发送距离块710B，而发射器2发送可以是RH₁H₂信号的第一混合块的混合块720B，并且发射器n发送混合块730B。在帧2中，如所示，发射器1可以接着发送在使用RH₁H₂信令的情况下可以是第一混合块的混合块712B，发射器2可以发送第二混合块722B，并且发射器n可以发送距离块720B。

图9至图11示出块信令格式的示例实施方式的细节。例如，图9示出距离块900的实施方式的细节。距离块900包括距离前导信号分量910，距离导频信号分量920以及可选防护信号分量920。防护信号分量920可以是特定码或一个符号或多个符号，或者可以是关断或空白信号(例如，其中什么也没有发射)。图10示出混合块1000的实施方式的细节。混合块1000可以包括通常比图9的距离前导信号分量910短的混合导频信号分量1010。混合块1000还可以包括混合导频和数据信号分量1020以及可以是关断或空白信号的可选防护信号分量1030。图11示出可以与图9的距离前导910相对应的示例距离前导信号1100的细节。具体地，如所示的，距离前导1100可以包括可以与混合前导1010相同的混合前导分量1110以及附加前导分量1120。可替代地，在一些实施方式中，距离前导(例如距离前导910)可以与混合前导1010完全不同。

图12示出用于在位置/区位系统(例如，如图1所示的系统100)中生成并发送发射器输出信号的过程1200的实施方式的细节。过程1200可以在发射器(例如，如图1所示的发射器100)中实施。在步骤1205中，可以在发射器(例如，如图12所示的发射器110之一)中生成或者在发射器处接收包括测距信号分量的距离块。在步骤1210中，将距离块从发射器发送至一个或更多个接收器(例如，如图1所示的用户设备120)。可以在组成第一帧的多个预定义时隙中的第一预定义时隙中发送距离块。在步骤1215中，可以生成混合块，该混合块可以包括测距信号以及包括定位数据和/或其它数据或信息的定位信号。在步骤1220中，可以将混合块从发射器发送至一个或更多个接收器。可以在可以与第一帧分离的发射帧中的第一预定义时隙中发送混合块。该分离帧可以是一个或更多个随后的帧或一个或更多个前面的帧。在示例性实施方式中，该分离帧是在第一帧后面的帧，然而，在其它实施方式中，该分离帧可以相对于第一帧偏移两个或更多个帧。

过程1200还可以包括例如：在步骤1225中，在发射器中生成第二混合块；并且在步骤1230中，从发射器发送该第二混合块。该第二混合块可以在第三发射帧中的第一预定义时隙中发送。第三发射帧可以与第一发射帧和/或第二发射帧分离。在步骤1235中，可以接着生成并发送一个或更多个附加块，例如，一个或更多个附加混合块。可以实施判决步骤1240，以确定是否重复该发射过程。通常，在过程执行可以返回至步骤1205并重复的情况下，将无限重复该过程1200。

从发射器发送的测距信号可以包括例如第一随机伪噪声(random pseudo-noise，PRN)序列。可以在与发射器信号没有频率偏移的情况下或以与所发射的信号的第一频率偏移来发送从发射器发送的测距信号。

从发射器发送的距离块可以包括例如距离前导信号和距离导频信号。从发射器发送的距离块可以包括防护信号或防护带。防护信号可以包括黄金码序列。防护信号可以是针对时隙之间的至少一部分防护时间段的空白或关断信号。

从发射器发送的混合块可以包括例如混合前导信号。距离前导可以包括混合前导信号和附加前导信号。从发射器发送的混合块可以包括混合前导信号和第一组数据。从发射器发送的混合块还可以包括混合导频信号。可以在没有发射频率偏移的情况下或者以第一发射频率偏移来发送距离前导信号。可以在没有发射频率偏移的情况下或者以第二发射频率偏移来发送距离导频信号。第二发射频率偏移可以与第一发射频率偏移相同或不同。可以在没有频率偏移的情况下或者以第一发射频率偏移发送混合前导信号。可以在没有频率偏移或者以第二发射频率偏移来发送第一组数据。第二发射频率偏移可以与第一发射频率偏移相同或不同。

从发射器发送的混合块可以例如包括与发射器的区位相关联的数据。该与发射器的区位相关联的数据可以包括一维、二维或三维的位置数据，例如，纬度和/或经度数据或其它位置坐标数据或信息。该与发射器的区位相关联的数据包括海拔信息、可用于确定海拔信息的数据(例如，发射器附近的压力和/或温度)、GPS数据或其它与海拔相关的数据或信息。

与发射器的区位相关联的数据可以包括发射器标识信息。发射器标识信息可以是例如如下信息：一个发射器标识号或多个发射器标识号、分派或分配给发射器的系统信息或数据、网络信息、用户设备信息、与发射器发送或接收到的信号的特征有关的安全信息、加密信息或其它信息、或者其它相关的发射器信息。与发射器的区位相关联的数据包括海拔信息、能够用于确定海拔信息的数据(例如，发射器附近的压力数据和/或温度数据)、GPS数据、或其它与海拔相关的数据或信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与发射器附近的环境条件相关联的数据。该与环境条件相关联的数据可以包括压力信息、温度信息、湿度信息和/或其它环境信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与参考时间相关联的数据和/或与第一发射器相关联的参考时间校正。该参考时间校正可以包括限定发射器数据与一个参考时间或多个参考时间的时间偏移的数据。从发射器发送的混合块可以包括与与发射器相关联的发射质量量度相关联的数据。发射质量量度可以是信号质量量度或者与数据流量或发射器附近的无线通信信道特征相关联的其它数据或信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与混合块的包类型相关联的数据。从发射器发送的混合块可以包括经加密的数据。从发射器发送的混合块可以包括具有错误控制编码的数据。错误控制编码可以包括卷积编码。从发射器发送的混合块可以包括CRC数据。

发射帧可以具有1秒或近似1秒的持续时间。每帧的该多个预定义时隙可以由十个时隙构成。在其它实施方式中，发射帧可以具有大于或小于1秒的持续时间，并且在每个帧内可以具有多于或少于十个的时隙。可以使用BPSK或QPSK来发送第一发射帧。在其它实施方式中，可以使用不同的调制方法(例如，OQPSK、MSK、OFDM、ASK、QAM)和其它调制方案。

从发射器发送的混合块可以包括多个数据字符。在示例性实施方式中，所述多个数据符号可以包括九十九个数据符号。混合块可以进一步包括防护信号。防护信号可以是空白或关断信号。混合信号可以包括前导。在示例性实施方式中，前导可以包括七个符号。

图13示出用于从多个发射器(例如，如图1所示的发射器110中的两个发射器)(在本示例中，为了清楚，仅示出两个发射器，然而，在通常的实施方式中，将使用三个或更多个发射器以便于三边测量)发射定位/区位信号的过程1300的实施方式的细节。在过程1300中，表示为发射器1和发射器2的两个发射器同时发送发射器输出信号。如本文中前面所描述的，通常将信令同步至至少时隙时序的级别，使得可以将每个发射器同步为仅在其指定的时隙中发送信号。通过经由网络基础设施170接收来自系统(例如，GPS系统(例如，如图1所述的GPS卫星150)、服务器系统(例如，如图1所述的服务器系统130))的时间参考数据和/或通过(例如，通过如图13所示的同步步骤1350)在发射器之间接收时间参考数据，可以针对时隙时序而在时间上同步发射器。另外，可以同步发射器以在每个帧中发送相同类型的块，例如，通过同步所有发射器以在帧1中发送距离块，在帧2中发送第一混合块，在帧3中发送第二混合块等。这可以通过如所示的块类型同步步骤1352完成，其中，同步发射器以在给定帧中发送相同类型的块。可替代地，发射器可以不是块同步的，但是发射器仅可以在其所分配的预定义时隙期间发射其各自的信令序列中的下一个连续的块。在如图13所示的示例过程实施方式1300中，假设发射器是块同步的，并且因此生成用于在特定帧中发射的相同类型的块；然而，在其它实施方式中，块生成序列可以基于每个发射器的特定块序列相应地偏移。

在操作中，如图13所示，发射器1和发射器2每个可以执行与图12所述的那些处理步骤相同或类似的处理步骤，其可以同步至或不同步至块类型级别。具体地，分别在步骤1305和步骤1355中，可以在每个发射器(例如，如图12所示的发射器110中的两个发射器)处生成或接收可以包括测距信号分量的测距块。分别在步骤1310、1360中，可以将距离块从发射器发送至一个或更多个接收器(例如，如图1所示的用户设备120)。可以在组成第一帧的多个预定义时隙中的第一预定义时隙中发送第一发射器的距离块，同时可以在相同帧的多个预定义时隙中的第二预定义时隙中发送第二发射器的距离块。分别在步骤1315、1365中，可以生成混合块，该混合块可以包括测距信号以及包括定位数据的定位信号和/或其它数据或信息。在步骤1220中，可以在发射器各自预定义的时隙中将混合块从发射器发送至一个或更多个接收器。例如，可以在与第一帧分离的发射帧中的第一预定义时隙中从第一发射器发送混合帧，同时可以同样在分离的发射帧中的第二预定义时隙中发送来自第二发射器的混合块。分离的发射帧可以是一个或更多个后面的帧或一个或更多个前面的帧。在示例性实施方式中，分离帧是第一帧后面的帧；然而，在其它实施方式中，分离帧可以相对于第一帧偏移两个或更多个帧。

过程1300还可以包括例如：分别在步骤1325、1375中，在发射器处生成一对第二混合块；以及分别在步骤1330、1380中，从发射器发送第二混合块。可以在第三发射帧中的第一预定义时隙和第二预定义时隙中发送该第二混合块。第三发射帧可以与第一发射帧和/或第二发射帧分离。接着，可以分别在步骤1335、1385中，在两个发射器中生成并且从两个发射器发送一个或更多个附加块，例如，一个或更多个附加混合块或其它块类型。可以实施判决步骤1240，以确定是否重复发射过程。通常，在过程执行可以返回至步骤1205并重复的情况下，可以无限期地重复该过程1200。

从发射器发送的测距信号可以包括例如第一随机伪噪声(PRN)序列。从第二发射器发送的测距信令可以包括第二PRN序列。第一PRN序列可以与第二PRN序列相同或不同。可以在发射器信号没有频率偏移或者以所发射的信号中的第一频率偏移来发送从发射器发送的测距信号。可以在没有频率偏移或者以第二频率偏移来发送从第二发射器发送的测距信号。第一频率偏移可以与第二频率偏移相同或不同。可以在第一帧中或与第一帧分离的帧中从第二发射器发送距离块。

从发射器发送的混合块可以包括例如混合前导信号。距离前导可以包括混合前导信号和附加前导信号。从发射器发送的混合块可以包括混合前导信号和第一组数据。从发射器发送的混合块还可以包括混合导频信号。可以在没有发射频率偏移或者以第一发射频率偏移来发送距离前导信号。可以在没有发射频率偏移或者以第二发射频率偏移来发送距离导频信号。第二发射频率偏移与第一发射频率偏移可以相同或可以不同。可以在没有频率偏移或者以第一发射频率偏移来发送混合前导信号。可以在没有频率偏移的情况下或者以第二发射频率偏移来发送第一组数据。第二发射频率偏移可以与第二发射频率偏移相同或可以不同。

从发射器发送的混合块可以例如包括与相应发射器的区位相关联的数据。该与发射器的区位相关联的数据可以包括以一维、二维或三维的位置数据(例如，纬度和/或经度数据)或其它位置坐标数据或信息。与发射器的区位相关联的数据可以包括海拔信息和能够用于确定海拔信息的数据(例如，发射器附近的压力数据和/或温度数据)、GPS数据或其它与海拔相关的数据或信息。

与发射器的区位相关联的数据可以包括用于相应发射器的发射器标识信息。发射器标识信息可以是例如如下信息：一个发射器标识码或多个发射器标识码；分派或分配给发射器的系统信息或数据；网络信息；用户设备信息；与发射器发送或接收到的信号的特征相关的安全信息、加密信息或其它信息；或者其它相关的发射器信息。与发射器的区位相关联的数据可以包括海拔信息、能够用于确定海拔信息的数据(例如，发射器附近的压力数据和/或温度数据)、GPS数据、或其它与海拔相关的数据或信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与相应发射器附近的环境条件相关联的数据。该与环境条件相关联的数据可以包括压力信息、温度信息、湿度信息和/或其它环境信息。

从发射器发送的混合块可以包括例如与参考时间相关联的数据和/或与发射器相关联的参考时间校正。该参考时间校正可以包括限定发射器数据与一个参考时间或多个参考时间的时间偏移的数据。从发射器发送的混合块可以包括与与发射器相关联的发射质量量度相关联的数据。发射质量量度可以是信号质量量度或者与数据流量或发射器附近的无线通信信道特征相关联的其它数据或信息。

从发射器发送的距离块可以包括例如前导以及利用第一扩展码编码了的第一发射器序列。从第二发射器发送的距离块可以包括前导以及第二发射器序列。该第二发射器序列可以是利用第二扩展码来编码的。第二扩展码与第二扩展码可以相同或不同。第一扩展码和第二扩展码可以是黄金码。黄金码可以是不同码。第一扩展码和第二扩展码可以是其它扩展码。

发射帧可以具有一秒或近似一秒的持续时间。每帧的该多个预定义时隙可以由十个时隙构成。在其它实施方式中，发射帧可以具有大于或小于一秒的持续时间，并且在每个帧内可以具有多于或少于十个的时隙。可以使用BPSK或QPSK来发送第一发射帧。在其它实施方式中，可以使用不同的调制方法例如，OQPSK、MSK、OFDM、ASK、QAM和/或其它调制方案。

从发射器发送的混合块可以包括多个数据符号。在示例性实施方式中，所述多个数据符号可以包括九十九个数据符号。混合块可以进一步包括防护信号。防护信号可以是空白或关断信号。混合块可以包括前导。在示例性实施方式中，前导可以包括七个符号。

从发射器发送的混合块可以包括例如与发射器参数相关联的第一部分数据，并且第二混合块可以包括与发射器参数相关联的第二部分数据。第一部分数据可以表示发射器参数的第一降低的分辨率值，而第二部分数据表示发射器参数的第二降低的分辨率值。第一降低的分辨率值和第二降低的分辨率值可以是相同的降低的分辨率值或者可以是不同的降低的分辨率值。可以选择第一降低的分辨率值和第二降低的分辨率值，以能够组合使用，在接收器处生成较高分辨率值。发射器参数可以是位置值。位置值可以是经度值。位置值可以是纬度值。位置值可以是可替代的位置坐标值。位置值可以是海拔值。发射器参数可以是发射器附近的环境参数值。环境参数可以是温度值。环境参数可以是压力值。

在一些实施方式中，可以使用如本文中所述的格式作为时间分布分辨率(也表示为TDR)来将数据从发射器发送至接收器/用户设备。在TDR实施中，以低分辨率的数据块来从发射器(如图1所示的发射器110)发送数据，该数据块可以在接收器(例如，图1的用户设备120)处进行组合，以生成较高分辨率的数据。图14示出用于在发射器处生成数据突发TDR发射器输出信号的过程1400的示例性实施方式。在步骤1405中，发射器可以发送如本文中前面所描述的距离块作为数据突发发射序列的一部分。在步骤1410中，发射器可以测量或确定待发送的数据(例如，位置数据或其它数据)和/或从存储器(例如，图2的存储器220)取回所存储的数据，然后可以将数据分成两个或更多个部分。相对于源数据，每个部分可以处于较低的分辨率。在步骤1410中，可以从发射器在例如本文中前面所述的混合块中发送第一部分数据。混合块可以是块序列(例如，如前面所述的RH₁H₂序列)的第一混合块。

可以在例如RH₁H₂序列的第二混合块中依次发送降低分辨率的数据的附加部分后面的发射；然而，不必如此限制后面部分而可以在后面的帧等中发送后面部分。在此情况下，可以在步骤1415中发送一个可选距离块或多个可选距离块，并且/或者在发射降低分辨率的数据的剩余部分之前，也可以发送包含其它数据的其它混合块。在步骤1420中，可以在例如其它混合块中发送降低分辨率的数据的附加部分。可选地，在步骤1425中，可以依次发送其它距离块和/或混合块。可以在步骤1430中执行判决，以确定是否需要发送附加部分。如果需要发送附加部分，则处理可以返回至步骤1425，以发送一个或更多个附加部分。可替代地，如果不需要发送另外部分，则处理可以结束。在一些实施中，例如，在将固定数目的部分限定在相对应数目的混合块中进行发射的情况下，不使用判决步骤。

作为如何可以将TDR用于发送降低分辨率的多个数据块的示例，在示例性实施方式中，用于发射三边测量所需信息的位数目近似为109。示例三边测量信息包括限定发射器纬度、经度、海拔、温度、压力、校正、质量和组帧开销的数据。这在图15A的表1500A中示出。一个TDR实施方式将每时隙所需的信息位的数目从近似109降至近似102，并且发送降为102位的109位数据的多个发射，其中，109位数据可以在接收器/用户设备中恢复。用于降低每时隙的信息位的数目的动机是发射器可以降低位数目以与信道能够支撑的位数目相匹配，同时仍能够在时间上实现全分辨率。在此示例中，在每个时隙中(例如，在相应的预定义时隙中从发射器发送的混合块中)仍发射足够数据，以完成米级精度修复，从而提供快速TTFF。而且，使用降低分辨率的各种数据版本来发送多个块，可以在接收器处实现时间上的全精度(例如，在此情况中，109位精度)。

图15B示出包括用于另一实施方式的三边测量信息或参数的表格1500B。该替换实施方式将每时隙所需的信息位数目从近似109降为近似94。在降低所需位数目并且从而也降低分辨率的同时，该替换实施方式仍能够在各种三边测量参数中提供米级分辨率。

通过在适当降低的位分辨率水平处使用时间分布分辨率，在每个数据时隙(例如，每个混合块)中，发送足够数据，以在各个参数中使用米级准确度进行修复，这导致快速TTFF。此外，通过多个时隙，存在足够信息以实现每个参数的全精度，这导致时间上的全精度。

在下面描述实现TDR的处理的示例性实施方式的进一步细节。注意，本文中所述的时间分布分辨率以二进制以及十进制进行工作，但是为了清楚，如下示例使用十进制数字。该示例假设如下期望：发射以厘米精度表示某个距离的整数。所以，例如，5232表示52.32米。同时，假设每次发射仅3个十进制数字。例如，实施方式可以仅发送数字串例如523，这提供分米级(0.1m)精度。使用这些限制来进行发射同时在移动接收器处实现厘米精度的方案是在对每个发射周期小调节的情况下多次发射相同信息，使得聚合的结果具有期望精度。

使用以上示例，图16示出在实施方式下包括多个发射周期(例如，如图14所示，多个混合块的发射)中的每个发射周期的发射信息的表格1600。发射周期1-3、发射周期5-7、发射周期9和发射周期10中的每个发射周期发射值“523”，同时发射周期4和发射周期8发射值“524”。根据发射周期N，接收器可以根据如下来计算较高分辨率值估计：

值＝(sum_{k＝1；N}tx_value[k])*10/N

图17示出在实施方式下包括针对示例发射信息的接收器计算结果的表格1700。接收器结果表示：在四个(4)发射周期之后，误差降为近似1cm，并且在九个(9)发射周期之后，误差降为近似零，这表明实现厘米级精度。使用以上示例，如果发射周期为两秒(2)，则在两(2)秒内，接收器具有足够信息以执行大致位置的最高精度修复(例如，厘米级精度)。

发送如上所述的多个低分辨率数据部分的TDR方法也可以容易地转变为数字的二进制表示。例如，使用具有4位精度的长度为20位的值(即，该值为1/16^th米或其它单位)，则可以使用以下发射方案之一：每次发射具有3位精度的19位，并且在2次发射后具有4位精度；每次发射具有2位精度的18位并且在4次发射后具有4位精度；每次发射具有1位精度的17位并且在8次发射后具有4位精度。因此，每次所发送的位的数目可以降低3位(17位代替20位)，并且假设两(2)秒的发射周期，所实现的精度如下：在2秒后1位精度；在4秒后2位精度；在8秒后3位精度；在16秒后全4位精度。

一旦已经将数据突发信号从发射器发送至接收器，例如，从如图1所示的多个发射器110发射至用户设备120，则接收器可以接收数据突发信号并且对其进行处理，以确定接收器的位置/区位。在示例性实施方式中，可以以从三个或更多个发射器接收到的信号的方式来使用三边测量。图18示出基于所接收到的多个三边测量信号在接收器(例如，可以按照图3的设备300进行配置的图1的用户设备120)处确定位置信息的过程1800的实施方式的细节。在步骤1805中，接收器可以接收来自三个或更多个发射器的例如如本文中前面描述的数据突发格式的三边测量信号。这些发射器数据包括基于三边测量足以确定接收器的位置的数据。可以将(例如，通过图2的模块270)在发射器处确定并且从发射器发出的压力数据与在接收器处(例如，可以在步骤1810中在图3的模块370中确定)本地测量的压力数据结合使用，以确定接收器的海拔。例如，可以基于发射器的可以作为数据从发射器发送的已知海拔连同所确定的压力差来确定接收器处的海拔，如果发射器足够靠近接收器，则可以假设该压力差处于相同的环境压力条件下，从而允许基于发射器压力与本地接收器压力数据之间的压力差来确定海拔。

在步骤1815中，可以以三维(例如，纬度、精度和海拔，或者其它三维坐标系统的等同参数)来确定用户设备的区位。在示例性实施方式中，可以使用如上所述的压力数据来确定区位信息；然而，在其它实施方式中，可以单独基于三边测量信息或者使用(例如，可以通过图1的服务器系统130所提供的)其它数据来确定区位信息。在步骤1825中，可以将所确定的区位信息存储在接收器的存储器中(例如，图3的存储器320中)。可选地，在步骤1825中，所确定的信息可以例如通过蜂窝模块/无线模块350发送至载体或其它实体，并且/或者在步骤1830中，所确定的信息可以选择性地显示在例如显示器390上。

图19示出了用于处理在接收器/用户设备(例如，如图1所示的用户设备120)处接收到的时间分布数据(TDR)的过程1900的实施方式的细节。在步骤1905中，可以在接收器/用户设备处接收包括以第一降低的分辨率表示参数的数据的第一发射器输出信号。所接收到的信号可以例如在第一混合包中。在步骤1910中，可以从到来的信号中提取该数据，并且将数据存储在存储器(例如，如图3所示的存储器320)中。在步骤1915中，可以接收具有以降低的分辨率表示该参数的数据的另一信号，该降低的分辨率可以与第一包的降低的分辨率值不同。该包可以是例如在RH₁H₂数据突发信令序列中的第二混合包。同样地，在步骤1920中，可以提取附加的降低的分辨率的参数，并将其存储在存储器中。

在一些实施方式中，可以将降低的分辨率值连续增加至参数的累积较高分辨率估值中，或者，在其它实施方式中，可以包括判决步骤1925，以确定在确定较高分辨率参数值的估值之前是否应该接收附加的较低分辨率的包。在此情况下，如果需要附加的较低分辨率包，则该过程可以从步骤1915起重复，直至已经接收到足够的包。

例如参照图15至图17在前面所描述的，在步骤1930中，接着可以确定参数的较高分辨率的值。

图20示出了根据示例性实施方式的在表格2000中的一组示例包有效载荷参数和值的细节。示例参数可以包括例如纬度、经度、海拔、压力、温度、发射器ID、时序信息(例如，GPS时序)、安全信息、加密信息和/或其它信息。

图21示出根据示例性实施方式的包格式和头部值的细节。在此示例性实施方式中，可以使用两种包类型(如所示的包类型0或包类型1)(2110)和所有其它的包类型(2120)。如所示，可以格式化包头部的位，例如，包括包类型、加密位、开始位和结束位、和/或其它头部数据或信息(未示出)。序列2130示出根据该包格式发射的包的一个示例。具体地，示出了示例开始和结束帧包和中间的有效载荷包。这些可以作为例如混合包(例如，如本文中前面所描述的混合包1、混合包2)被发送。序列2140和序列2150示出其它示例包。

图22示出可以用于在例如如图1所示的发射器110中生成发射器输出信号的卷积编码器电路2200的实施方式的细节。在此示例性实施方式中，可以接收数据(例如，如本文中前面所述的用于发射的102位序列)，并且该数据可以具有在步骤2205中施加的CRC，从而产生118位的位流。这可以在多路复用器2210中分成两个位序列，并且在块2215中添加尾位，从而产生65位的输出位序列。可以具有1/2速率的卷积编码器2220然后可以对该位流进行编码，从而产生130位的输出序列。可以对数据序列进行删余和交织，以提供80位输出位。为了说明的目的，示出编码器实施方式2200，但是编码器实施方式不限于此，并且明显的是，在各种其它实施方式中可以使用其它编码电路和配置。

图23示出用于在例如如图1所示的发射器110中对作为输出信号发射的数据进行编码和调制的电路2300的实施方式的细节。如图23所示，可以将输入数据2305、2307(例如，如在本文中描述的位置数据、环境数据、消息、标识信息和/或其它数据)提供给数据发生器模块2310，在该数据发生器模块2310中，可以对该数据进行处理和/或合并，并且将该数据提供给前向纠错(FEC)/加密模块2315。多路复用器2325可以例如从导频/前导模块2320选择导频/前导序列，或者从模块2315选择数据输出，并且可以将输出接着施加至数据扩展器2330(例如，专用扩展电路或门扩展电路或其它扩展电路)，在该数据扩展器2330中，可以通过扩展序列(例如，在黄金码发生器模块2335或其它扩展序列发生模块处生成的序列)对来自多路复用器2325的输出进行扩展。接着，可以将来自数据扩展器2330的输出施加至发射滤波器2350并且分离为I数据分量和Q数据分量，在旋转器模块2355中旋转90度，施加至相应的I数模转换器(DAC)2362和Q数模转换器(DAC)2364，再提供给基带滤波器2370、I/Q调制器2375以及RF输出模块2380，在RF输出模块2380中，可以接着提供给用于发射的输出功率放大器(PA)(未示出)。可以使用前导选择多路复用器2340来选择适当的前导。

如本文中前面注意的，在一些实施方式中，可以将QPSK调制用于数据发射。在使用相同的BPSK扩展和频谱整形滤波器的同时，发射信号的QPSK调制保持基本完全一致的峰值-平均值比。结果，在保持频带外发射性能(例如，这可适用于QPSK扩展序列)所需的回退(例如，PA回退)方面，对发射器没有附加影响。测距信号可以是使用BPSK扩展(与GPS相同)调制的BPSK，使得可以重新使用GPS接收器以采集和跟踪WAPS测距信号。

在接收器/用户设备端处，例如，如果使用GPS无线电前端，所接收到的QPSK数据调制可以影响接收器。关于采集和跟踪WAPS发射的数据段，GPS信号包括BPSK调制的数据序列的BPSK扩展。为了便于使用QPSK来重新使用实施方式的WAPS的GPS/GNSS接收器基带，可以使用BPSK扩展序列来扩展QPSK调制的数据。无论该接收器为软件GPS接收器或硬件GPS接收器，并且不论在采集过程中使用线性检测器或均方检测器，可以重新使用GNSS接收器的采集处理块，以WAPS信号进行处理。针对输入至采集块的相同原SNR，QPSK调制与BPSK调制相比，检测性能将相同。也可以在小的改变的情况下来重新使用GNSS跟踪块。所以，在对频率跟踪回路进行小的改变的情况下，通常在固件或软件中执行GNSS数据解调，以引起QPSK数据调制，可以使用相同的处理能力来执行WAPS数据解调。

下面针对提供发射器(例如，如图1所示的发射器110)之间的干扰抑制和提高的数据吞吐量的WAPS来进一步描述信令方法。来自发射器的定位信号包括两部分的数据，第一部分被脉冲化，以不干扰其它发射器的发射，并且第二部分以连续的方式开通，以使得能够提高数据吞吐量和信号采集速度。

在地面系统(尤其是在市区环境下操作的地面系统)中出现的一个问题是互干扰问题。可能出现的另一问题是时效性和使得整个系统能够有效操作的某些定位数据的吞吐量。常规定位系统专注于如下三种发射方法之一：码分多址访问(CDMA)；时分多址访问(TDMS)；以及频分多址访问(FDMA)。在CDMA中，发射器通常同时进行操作，并且通过使不同的发射器发射具有低互相关性的相异的编码信号来降低互干扰。在TDMA中，不同发射器被分配有不同的发射时间(有时也称为“时隙”)，并且在时隙期间允许一个且仅一个发射器进行发射。在FDMA中，不同的发射器被分配有不同的频率通带。尽管在正交FDMA中通常这样的通带分离，但是通带有时重叠。所有这样的系统在接收地点处使用到达时间差或三边测量方法，以确定它们的区位。由发射器发送的时序信息包括精确的时序序列和定位数据，该定位数据包括发射器区位、各种时序校正。可以以多种方式来提供定位数据。例如，可以将定位数据调制到经编码的时序序列上，可以在时序序列上添加或覆盖定位数据，或者可以将定位数据与时序序列连结。

大部分广域定位系统通常为全球定位卫星系统(GPS)，其针对时序序列，采用选自一组长度为1023的黄金码的一组相异伪噪声序列。如上所示，在TDMA系统中，不同的发射器被分配时隙，该发射器仅在其所分配的时隙中广播定位数据，从而对其邻居产生小的互干扰。因为有限的时隙数目，所以存在如下区位：在该区位处，接收器仍能观察到同时发射，并且在此情况下，通常通过针对可以在相同时隙进行发射的接近的发射器使用相异码来降低互干扰。

本文中所述的实施方式可以使用以连续原则发射的发射器。然而，可以在相异时间发送定位数据的某些部分，从而不提供互干扰。在示例性实施方式中，可以对经编码的时序序列脉冲化，并且以连续原则通过每个发射器来广播定位信息的至少一部分(例如，发射器区位数据)。在示例性实施方式中，从每个发射器连续广播的定位信息的一部分是联播的，这意味是数据是一致的。联播允许数据(例如，发射器标识和区位)的快速且可靠的分布。接着，这使得接收平台能够快速地与网络同步并确定发射器的区位数目。可以包括在这样的联播中的其它数据包括发射器健康状态数据和用户认证数据。在示例性实施方式中，在能够实现接收器与网络的快速同步的系统中，可以从所有的发射器同时广播同步信号。

与时隙TDMA系统不同，如果发射器连续广播定位数据，则本文所描述的实施方式可以具有交叉干扰。接收器接收连续广播的定位数据，并且同时从发射器接收精确的时序数据和其它定位数据。可以通过针对连续的定位数据使用窄带格式来最小化该交叉干扰。以此方式，可以通过标准滤波方法来分开连续的定位数据和精确的时序数据。然而，因为在很多情况下，从一个发射器连续接收到的定位数据可以处于比精确的时序数据高的水平处，所以使用高RF的瞬时动态范围。

例如，考虑使用7个发射器的重复模式的系统。特定发射器(比如发射器A)以每秒1兆符号的速率来广播帧长度为1023的经重复编码的时序序列，但是还可以实施其它实施方式。每个三个帧的组可以与信息的数据位相对应。可以将这三个重复的帧整合在一起，以产生精确的时序测量。可以通过相位调制或差分相位调制来将低速数据合并在三个帧的这样的组中。假设，通过发射器发送100个帧并因此在采用双相编码的情况下的33位数据。总周期长度为102.3毫秒。同时，发射器再次通过相位调制和差分相位调制在每个重复间隔发射1个数据符号。在102.3毫秒的周期的终止处，发射器A停止发射精确的编码序列，而继续发射定位数据。在该点处，另一发射器B开始相似序列。当然，发射器B已经在发射器A发射其精确的时序数据的时间段期间发射连续的定位信息。以此方式继续该序列。

在以上示例中，每个发射器在0.72秒的周期期间经由编码序列的调制发射最多33个数据符号。然而，来自给定发射器发射的连续发射部分与722个数据符号相对应。假设用户平均接收来自4个发射器的信号，则如果发射器仅在102.3毫秒的特定周期期间发送，则合成速率将仅为132个符号。可以使用高阶调制(例如，差分四相移键控)来实现连续发射的高吞吐量。

本文中描述的各种部件、模块和功能位于同一区位或位于不同区位。通信路径耦接所述部件并且包括用于在部件中通信或传输文件的任意介质。通信路径包括无线连接、有线连接和混合的无线/有线连接。通信路径还包括耦接或连接至如下网络：局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、专用网、局间网或后端网以及互联网。此外，通信路径包括移除的固定介质(例如，软盘、硬盘驱动、压缩只读存储器(CD-ROM)硬盘以及闪存随机存取存储器(RAM))、通用串行总线(USB)连接、RS-232连接、电话线、总线以及电子邮件消息。

本文中所述的系统和方法的方面可以作为编程到各种电路中的任意电路的功能来实现，各种电路包括可编程逻辑器件(PLD)(例如，现场可编程门阵列)、可编程阵列逻辑(PAL)器件、电可编程逻辑器件和存储器件、标准的基于单元的器件以及专用集成电路(ASIC)。用于实现系统和方法的方面的一些其它可能包括：具有存储器(例如，电可擦可编程只读存储器(EEPROM))的微控制器、嵌入式微处理器、固件、软件等。此外，可以将系统和方法的方面嵌入具有基于软件的电路仿真的微处理器中、分立的(顺序和组合)逻辑电路、定制设备、模糊(神经)逻辑、量子器件以及以上器件类型的混合组合。可以以各种组件类型来提供下层器件技术，例如，金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)技术(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS))、双极技术(例如，发射极耦合逻辑(ECL))、聚合物技术(例如，硅共轭聚合物和金属共轭聚合物-金属结构)、模数混合等。

应当注意，本文所公开的任意系统、方法和/或其它部件可以使用计算机辅助设计工具来描述，并且按照其行为、寄存器传输、逻辑部件、晶体管、布局几何和/或其它特征被表示(或代表)为嵌入各种计算机可读介质中的数据和/指令。其中可以嵌入这样格式化的数据和/或指令的计算机可读介质包括但不限于各种形式的非易失性存储介质(例如，光存储介质、磁存储介质或半导体存储介质)以及可以用来通过无线信令介质、光信令介质或有线信令介质或其任意组合来传输这样格式化的数据和/或指令的载波。通过载波传输这样格式化的数据和/或指令的示例包括但不限于经由一个或更多个数据传输协议(例如，HTTP、HTTPs、FTP、SMTP、WAP等)通过互联网和/或其它计算机网络来传输(上传、下载、电子邮件等)。在经由一个或更多个计算机可读介质在计算机系统内接收到上述部件的基于这样的数据和/或指令的表示时，可以通过计算机系统内的处理实体(例如，一个或更多个处理器)结合一个或更多个其它计算机程序的执行来对该表示进行处理。

除非上下文明确要求其它，贯穿描述和权利要求，以与排他和穷举感觉相反的包括的感觉来解释词语“包括”等；也就是说，以“包括但不限于”的感觉进行解释。使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。另外，在本申请中使用的词语“文本中”、“在下文中”、“以上、“以下”以及类似意思的词语指的是作为一个整体的本申请而非指本申请的任意特定部分。当关于两个或更多个项的列表使用词语“或”时，该词语覆盖其的以下所有解释：列表中的任意项；列表中的所有项；以及列表中项的任意组合。

系统和方法和实施方式的以上描述不意于穷举或将本系统和方法限于恰好公开的形式。虽然为了说明在本文中描述了系统和方法的示例具体实施方式，但是如相关领域内技术人员将认识到的，在本系统和方法的范围内，可以进行各种等同修改。可以将本文中所提供的系统和方法的教示应用于除了上述系统和方法以外的其它系统和方法。可以组合上述各种实施方式的元件和动作来提供另外的实施方式。鉴于上述描述，可以对系统和方法进行这些改变和其它改变。

在一个或更多个示例性实施方式中，可以在硬件、软件、固件或其任意组合中全部或部分实现所述方法和过程。如果在软件中实现，则该功能可以被存储或者被编码为计算机可读介质上的一个或更多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可以通过计算机访问的任意可用介质。

通过示例方式，并且不限于示例方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、其它光盘存储器、磁盘存储器、其它磁存储器件或任意其它介质，该任意其它介质可以用于来承载或存储为指令或数据结构形式的期望程序代码并且可以被计算机访问。在本文中使用时，磁盘或磁碟包括：光盘(CD)、激光盘、光碟、数字化视频光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，光盘通常磁性地复制数据，而光碟使用激光光学地复制数据。以上组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

本领域内技术人员应当理解，可以使用各种不同技术中的任意技术来表示信息和信号。例如，可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其组合来表示可以通过以上描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和片。

技术人员还应当理解，结合本文中所公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或这两者的组合来实现。为了清楚说明硬件和软件的互换性，已经根据其功能在上面描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。这样的功能作为硬件或软件来实现取决于强加于整个系统的特定应用和设计限制。本领域技术人员可以针对每个特定应用以变化的方式来实现所描述的功能，但是，这样的实现决定不应当被解释为使得偏离本公开内容的范围。

可以使用被设计用来执行本文中所描述的功能的通用处理器、数据信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门逻辑电路或晶体管逻辑电路、分立硬件部件或其任意组合来实现或执行与本文中所公开的实施方式结合描述的各种说明性逻辑块、模块、过程和电路。通用处理器可以是微处理器，但是在替换实施方式中，处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算器件的组合(例如，DSP和微处理器的组合)、多个微处理器、结合DSP内核的一个或更多个微处理器或任意其它这样的配置。

可以直接在硬件中、在通过处理器执行的软件模块中或在这两者的组合中实施与本文中所公开的实施方式结合的方法、过程或算法的阶段或步骤。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦接至处理器，使得处理器能够从存储介质读取信息并且将信息写入存储介质。在替换实施方式中，存储介质可以集成至处理器。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户端中。在替换实施方式中，处理器和存储介质可以作为分立部件位于用户端中。

权利要求不意于受限于本文中所示的方面，但是符合与权利要求的语言一致的全部范围，其中，除非明确表示一个，所提及的单数元素不意于表示“一个并且仅一个”，而是“一个或更多个”。另外，除非明确表示其它，否则术语“一些”指的是一个或更多个。表示项的列表中的“至少一个”指的是这些项的任意组合，任意组合包括单数构件。例如，“a、b或c中的至少一个”意于覆盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。

所公开的方面的前面描述被提供以使得本领域内任意技术人员能够制造或使用本公开内容。对于本领域内技术人员而言，对这些方面的各种修改将容易明显，并且在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以将本文中定义的通用原则应用于其它方面。因此，所公开内容不意于限制本文中所示的方面，而是符合所附权利要求及其等同物的最广范围。

Claims

1.一种提供定位系统信息的方法，包括：

在发射器处生成包括测距信号的距离块；

从所述发射器发送所述距离块，其中，在组成第一发射帧的多个预定义时隙中的第一预定义时隙中发送所述距离块；

在所述发射器处生成包括包含定位数据的定位信号的混合块；以及

从所述发射器发送所述混合块，其中，在与所述第一发射帧分离的第二发射帧中的所述第一预定义时隙中发送所述混合块。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合块还包括测距信号。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述发射器处生成第二混合块；以及

从所述发射器发送所述第二混合块，其中，在与所述第一发射帧和/或所述第二发射帧分离的第三发射帧中的所述第一预定义时隙中发送所述第二混合块。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在第二发射器处生成包括测距信号的距离块；以及

从所述第二发射器发送所述距离块，其中，在所述多个预定义时隙中的第二预定义时隙中从所述第二发射器发送所述距离块。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在所述第二发射器处生成包括包含定位数据的定位信号的混合块；以及

从所述第二发射器发送所述混合块，其中，在与所述第一发射帧分离的发射帧中的所述多个预定义时隙中的所述第二预定义时隙中发送所述混合块。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第二发射器处生成的所述混合块还包括测距信号。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在所述第二发射器处生成第二混合块；以及

从所述第二发射器发送所述第二混合块，其中，在与所述第一发射帧分离的发射帧中的所述第二预定义时隙中从所述第二发射器发送所述第二混合块。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一预定义时隙与所述第二预定义时隙相同。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一预定义时隙与所述第二预定义时隙不同。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述测距信号包括第一随机伪噪声序列，并且从所述第二发射器发送的所述测距信号包括第二随机伪噪声序列。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一随机伪噪声序列与所述第二随机伪噪声序列相同。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一随机伪噪声序列与所述第二随机伪噪声序列不同。

13.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述测距信号包括第一频率偏移，并且从所述第二发射器发送的所述测距信号包括第二频率偏移。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一频率偏移与所述第二频率偏移相同。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一频率偏移与所述第二频率偏移不同。

16.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述第一发射帧中发送从所述第二发射器发送的所述距离块。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述距离块包括距离前导信号和距离导频信号。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述距离块包括包含黄金码序列或关断信号的防护信号。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括混合前导信号，并且所述距离前导信号包括所述混合前导信号和附加前导信号。

20.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括混合前导信号和第一组数据，并且其中，从所述发射器发送的所述混合块还包括混合导频信号。

21.根据权利要求17所述的方法，其中，以第一发射频率偏移来发送所述距离前导信号，并且以与所述第一发射频率偏移不同的第二发射频率偏移来发送所述距离导频信号。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，以第一发射频率偏移来发送所述混合前导信号，并且以与所述第一发射频率偏移不同的第二发射频率偏移来发送所述第一组数据。

23.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括与所述发射器的区位相关联的数据，其中，所述与所述发射器的区位相关联的数据包括纬度或经度数据、发射器标识信息和海拔信息。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括与所述发射器附近的环境条件相关联的数据，其中，所述与环境条件相关联的数据包括压力信息和温度信息。

25.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合块包括：与与所述发射器相关联的参考时间校正相关联的数据、与与所述发射器相关联的发射质量量度相关联的数据、与所述混合块的包类型相关联的数据、经加密的数据、具有包括卷积编码的错误控制编码的数据、或者循环冗余校验数据。

26.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述发射器发送的距离块包括前导以及利用第一扩展码编码了的发射器序列，并且从所述第二发射器发送的所述距离块包括所述前导以及利用与所述第一扩展码不同的第二扩展码编码了的第二发射器序列，其中，所述第一扩展码和所述第二扩展码是不同的黄金码。

27.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一发射帧具有一秒的持续时间，并且所述多个预定义时隙由十个时隙构成。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，使用二进制相移键控或正交相移键控来发送所述第一发射帧。

29.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括九十九个数据符号，其中，所述混合块还包括是关断信号的防护信号，并且其中，所述混合块还包括包括七个符号的前导。

30.根据权利要求3所述的方法，其中，从所述发射器发送的所述混合块包括与发射器参数相关联的第一部分数据，并且所述第二混合块包括与所述发射器参数相关联的第二部分数据。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述第一部分数据表示所述发射器参数的第一降低的分辨率值，并且所述第二部分数据表示所述发射器参数的第二降低的分辨率值。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述第一降低的分辨率值和所述第二降低的分辨率值是不同的降低的分辨率值。

33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述第一降低的分辨率值和所述第二降低的分辨率值被选择为能够组合使用以在接收器处生成较高分辨率值。

34.根据权利要求30所述的方法，其中，所述发射器参数是位置值，并且其中，所述位置值是经度值、纬度值或海拔值。

35.根据权利要求30所述的方法，其中，所述发射器参数是温度值或压力值。

36.根据权利要求4所述的方法，其中，使用GPS或另一无线电时序系统来使所述发射器和所述第二发射器时间同步。