CN1146251C - 在通信系统中确定远程单元位置的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
由初始经寻呼信道广播到远程单元(113)的第一寻呼(广域定位寻呼)的无线通信系统(100)内的所有基站(101)确定远程单元(113)在无线通信系统(100)中的位置。从远程单元(113)对广域定位寻呼的响应确定正在服务的邻近基站，并命令那些基站调谐接收元件以获得定位期间将由远程单元(113)发射的数据。然后，经服务基站(101)向远程单元(113)广播第二消息(定位寻呼消息)。定位寻呼消息命令远程单元(113)以增加的功率电平定期发射已知的远程单元定位消息(RULM)预定次数，以便可实现远程单元(113)的定位。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统，特别是在无线通信系统用于远程单元定位的方法和装置。
背景技术
使用三边测量法可确定无线通信系统内远程单元的位置是熟知的。按照该方法，根据远程单元与每个基站之间传送信号的时间延迟的测量结果计算该远程单元与多个基站之间的距离。在Ghosh等人题为″在CDMA系统中定位的方法和装置″的美国专利No.5,508,708中描述了计算远程单元的定位的现有技术的方法，并在此引入作为参考。正如美国专利No.5,508,708中描述的，当希望远程单元的定位时，分析从远程单元向多个基站发射的上行链路信号，以确定在每个基站的传播延迟差。根据这些传播延迟差计算从每个基站到远程单元的距离，并确定远程单元的位置。
虽然现有技术的定位方法可精确地确定远程单元的位置，这些方法限于它们仅能确定主动发射上行链路信号的远程单元的位置。在商用定位中，许多远程单元可能是空闲的(即监测寻呼信道，但不主动发射上行链路信号)，因此通信系统中的大量远程单元，可能都不能使用现有技术的定位方法。因此，需要一种在通信系统中用于远程单元定位的方法和装置，该方法和装置能够估算不主动发射上行链路信号的远程单元的位置。
发明内容
本发明提供了一种在通信系统中定位远程单元的方法，该方法包括步骤：
寻呼远程单元；
响应于发送寻呼，从该远程单元接收寻呼响应；
根据寻呼响应确定服务基站和邻近的基站；
向远程单元发射消息，该消息命令远程单元向服务基站和该邻近基站发送远程单元定位消息；
命令邻近基站调谐接收元件以获得远程单元定位消息；
接收远程单元定位消息；和
根据远程单元定位消息确定远程单元的位置。
本发明还提供了一种用于在通信系统中定位远程单元的方法，该方法包括步骤：
确定远程单元的服务基站和邻近基站；
命令至少所述服务基站发射消息，该消息包括使远程单元在规定时间发射远程单元定位消息的指令，和开始远程单元定位消息发射的时间周期；
命令该服务基站和邻近基站调谐接收元件以获得远程单元定位消息；
在该服务基站和邻近基站接收远程单元定位消息；和
根据远程单元定位消息确定该远程单元的位置。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的通信系统的方框图。
图2是说明根据本发明优选实施例操作图1的通信系统的方法流程图。
图3说明了根据本发明优选实施例的定位寻呼消息。
图4是根据本发明优选实施例图1的远程单元的方框图。
图5是说明根据本发明优选实施例操作图4的逻辑单元的方法流程图。
图6是说明根据本发明替换实施例操作图1的通信系统的方法流程图。
图7说明了根据本发明替换实施例的定位请求消息。
图8是说明根据本发明替换实施例操作图4的逻辑单元的方法流程图。
具体实施方式
一般来说，通过让无线通信系统内的所有基站发起一个第一寻呼(广域定位寻呼)并通过寻呼信道发送到一个远程单元就可以确定该远程单元在通信系统内的位置。从远程单元对广域定位寻呼的响应确定服务基站和邻近基站，并命令那些基站调谐接收元件以获得定位期间将由远程单元发射的数据。然后，经服务基站向远程单元广播第二消息(定位寻呼消息)。定位寻呼消息命令远程单元以不断增加的功率电平周期性地发射已知的远程单元定位消息(RULM)预定次数，从而实现远程单元的定位。
本发明包括在通信系统中定位远程单元的方法。该方法包括向远程单元发送第一消息，命令该远程单元向服务基站发送第二消息。基站接收远程单元响应第一消息而发射的第二消息，并从第二消息确定服务基站和一个邻近的基站。接下来，向远程单元发射第三消息，命令该远程单元向服务基站和该邻近基站发送第四消息。接收到第四消息后，通过分析第四消息确定远程单元的位置。
本发明的一个替换实施例包括在通信系统中定位远程单元的方法。该方法包括命令通信系统内的多个基站发射第一消息。该第一消息命令远程单元在规定时间发射第二消息。第一消息还包含指示将要发射的第二消息和开始发射第二消息的时间周期的字段。接收到笫二消息后，通过分析第二消息确定位置。
再一个实施例包括能够向远程单元发射消息的通信系统。该通信系统包括一个发射消息的发射机。在本发明的优选实施例中，消息包括指示将由远程单元发射的第二消息的字段。另外，消息包括指示何时发射第二消息的字段和指示远程单元发射第二消息的初始功率的字段。该通信系统另外还包括一个用于接收第二消息和确定远程单元位置的位置搜索器。
图1是根据本发明优选实施例的通信系统的方框图。无线通信系统100最好是一个采用码分多址(CDMA)系统协议的蜂窝通信系统，然而，在本发明的替换实施例中，通信系统100可采用任何模拟或数字系统协议，例如但不限于高级移动电话业务(AMPS)协议，全球移动通信系统(GSM)协议，个人数字蜂窝(PDC)协议，或美国数字蜂窝(USDC)协议。通信系统100包括远程单元113，无线基础设备，包括辅助基站156，集中的基站控制器(CBSC)160，移动交换中心(MSC)165，归属位置登记器(HLR)166，和基站101。如图所示，基站101具有向独立的瑞克输入110、120、和130输送的共用RF前端105。在电信工业协会于1993年7月在华盛顿发表的(IS-95A)用于双模宽带扩频蜂窝系统的移动站-基站兼容性标准的TIA/EIA过渡性标准IS-95A中详细描述了采用CDMA系统协议的通信系统，在此引用作为参考。
根据本发明优选实施例的通信系统100的操作如下进行：为发起一个定位请求，在诸如MSC165、操作中心170之类的区域机构(regional entity)，或也许是在诸如共用交换电话网(PSTN)175之类的连接网络内始发一个命令。包括有关将要被定位的远程单元的识别信息的定位请求输入MSC165。在本发明的优选实施例中，定位请求传送到HLR166中的定位搜索器。HLR166命令蜂窝系统内的所有基站向远程单元113发送第一消息。特别是，蜂窝系统内的所有基站初始经寻呼信道广播到远程单元113的第一寻呼(下文称之为广域定位寻呼)。在本发明的优选实施例中，广域定位寻呼是时隙寻呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.5节)，寻呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.6节)，和一般寻呼消息(IS-95A，7.7.2.3.2.17节)中的一种，然而，也可采用其它寻呼。在本发明的优选实施例中，采用广域定位寻呼确定远程单元113的粗略位置。远程单元113通过向服务基站发射消息来响应广域定位寻呼。在本发明的优选实施例中，远程单元113响应通过CBSC160传送到HLR166的广域定位寻呼向服务基站发送确认指令(Ack)。特别是，Ack是名如IS-95A，6.7.1.3.2.5节中描述的寻呼响应消息，然而，在本发明的替换实施例中，广域定位寻呼是远程单元113通过发送RULM响应的定位寻呼消息。
接下来，HLR166(从远程单元113的确认)确定正在为远程单元113服务的基站(即为远程单元113提供参考导频的服务基站)。确定服务基站时，HLR166通过存取内部数据库168)确定与服务基站邻近的那些基站，并命令CBSC160调谐邻近基站中的接收元件，以获得定位期间由远程单元113短暂发射的数据。在本发明的优选实施例中，向远程单元113指示何时广播数据，并向所有邻近基站指示远程单元113将于何时发射。(如下面将要讨论的，向邻近基站提供定时信息以减小寻找远程单元的发射时的搜索窗口。通过考虑解调远程单元的Ack中获得的特定参数可进一步减小到广域定位寻呼的窗口，(例如确认的延迟和到达的角度。))
接下来，一旦命令服务基站和邻近的基站″收听″远程单元113，HLR166命令CBSC160经服务基站通过寻呼信道向远程单元113发射第二消息(定位寻呼消息)。定位寻呼消息命令远程单元113以不断增加的功率电平发射已知的远程单元定位消息(RULM)预定次数。另外，定位寻呼消息向远程单元113提供开始发射RULM的预定时间。(下面参考图3进一步详细讨论定位寻呼消息)。在本发明的优选实施例中，远程单元113使用该远程单元自身的公用长码在业务信道上发射RULM，以便远程单元113的增加的功率发射不影响来自其它远程单元113的正常接入信道消息，但在本发明的替换实施例中，远程单元113可经其它信道(例如接入信道)发射RULM。另外，在本发明的优选实施例中，远程单元113可利用为RULM发射预留的特定频率发射RULM。特别是，为减少系统干扰，可命令远程单元113在与用于正常业务信道发射不同的频率上发射RULM。
接下来，基站101的RULM处理器150(和邻近基站的类似处理器)利用检测器140通过借助系统时钟353测量RULM的到达时间来确定远程单元113和基站之间的RULM中的传播延迟。如美国专利No.5,508,708中所描述的，这可通过让所有基站确定伪噪声(PN)码片的规定组的前沿上升时间，例如通过对预定数量的码片确定每第64个码片(即PN序号0，64，128等)的上升时间来实现，或可借助其它定位方法(例如题为″多路径抗跳频扩频移动定位系统″的美国专利No.5,583,517，或题为″改善车辆定位系统精度的方法和装置″的美国专利No.3,886,554)来实现。一旦收集到足够数据，HLR166命令服务基站向远程单元113发送确认(Ack)，命令其停止发送。然后由每个基站101将在每个基站的传播延迟与其基站标识一起转送到指定机构，例如BSC160的定位搜索器161，HLR166的定位搜索器167等，并(根据传播延迟测量的测量结果)计算远程单元113与多个基站之间的距离，以确定远程单元113的位置。
图2是说明操作根据本发明优选实施例的图1的通信系统100的方法流程图。该逻辑流程在步骤201开始，初始定位请求。接下来，在步骤201，定位搜索器167命令通信系统100内的所有基站发射广域定位寻呼。如上所述，利用广域定位寻呼从远程单元113对寻呼的响应确定远程单元113的粗略位置。
接下来，在步骤215，定位搜索器167确定远程单元113是否已响应广域定位寻呼，如果未响应，逻辑流程继续到步骤240，向请求定位的区域机构发射差错消息，逻辑流程在步骤265结束。如果在步骤215确定远程单元113已响应广域定位寻呼，定位搜索器167确定服务基站和邻近的基站(步骤220)并命令服务基站和邻近的基站从远程单元113获得数据(RULM)(步骤225)。在本发明的优选实施例中，存储在内部数据库166内的邻近基站的确定是根据从地理位置和传播而言处于服务基站附近，然而，在本发明的一个替换实施例中，可由其它参数(例如远程单元113对广域定位寻呼的Ack的延迟和/或接收的扇区)确定邻近的基站。在步骤230，向远程单元113发射定位寻呼消息。如上所述，定位寻呼消息命令远程单元113在规定时间发射已知的RULM。(即，定位寻呼消息识别将由远程单元113发射的RULM以及发射RULM的时间)。另外，定位寻呼消息还命令远程单元113以不断增加的功率电平继续将RULM发射预定次数。基站101的RULM处理器150(以及其它邻近基站的类似处理器)利用检测器140和系统时钟153确定RULM的码片接收时间(步骤235)。在步骤245，确定是否已收集到对远程单元113的位置做出精确估算的足够数据，如果没有，逻辑流程继续到步骤250，定位搜索器166确定远程单元113是否仍发射RULM。如果在步骤250确定远程单元113仍在发射RULM，逻辑流程返回步骤235，再次确定RULM接收时间。然而，如果在步骤250确定远程单元113已停止发射RULM，逻辑流程继续到步骤240，向请求定位的区域机构发射差错消息，逻辑流程在步骤265结束。
一旦确定了已收集到用于精确定位的足够数据(步骤245)，逻辑流程继续到步骤255，定位搜索器167命令服务基站向远程单元113发送Ack，命令远程单元113停止发射RULM。逻辑流程继续到步骤260，指定的机构，例如CBSC160的定位搜索器161，或HLR166的定位搜索器167确定远程单元113的位置。该位置传送到请求定位的指定机构(步骤260)，逻辑流程在步骤265结束。
图3说明了根据本发明优选实施例的定位寻呼消息。在优选实施例中，定位寻呼消息是经标准寻呼信道广播到远程单元113的可变比特消息，并包含下面表1中描述的字段：
| MSG_TYPE到MIN2 | 这些字段是用于寻呼信道消息的标准并在IS_95A，7.7.2.3.2.7节中描述。 |
| COMMAND | 如果设定该字段为″00″，远程单元将根据后续字段中的参数发送RULM。如果设定该字段为″01″，远程单元将停止发送RULM并且没有后续字段。 |
| SEQ_IND | 如果设定该字段为″01″，下一个字段将是远程单元113发回作为RULM的8比特序列。如果设定该字段为″00″，远程单元113将发射标准业务信道前置码的帧(traffic channelpreamble frame)作为RULM。 |
| SEQ | 该字段存储将由远程单元作为RULM反复发射的8比特序列。该字段仅在SEQ_IND字段为″1″时出现。 |
| MSG_SETUP_SIZE | 该字段是在以增量功率发送RULM前RULM被延迟的功率控制组的数量。 |
| INC_PWR | 该字段表示远程单元113将用来发射RULM的增量功率。在本发明的优选实施例中，IC_PWR初始设定为比IS_95A，6.1.2.3.1节中描述的远程单元的额定发射功率高10dB。 |
| MSG_SIZE | 该字段表示远程单元113将在最后的MSG_SETUP_SIZE功率控制组的结尾发射8比特序列或业务信道前置码的功率控制组的数量。换句话说，RULM将包括要发送MSG_SIZE个功率控制组的重复的8比特序列或业务信道前置码中的一个以及在一个帧边界后开始的MSG_SETUP_SIZE个功率控制组。 |
| MSG_PERIOD | 该字段表示远程单元113在RULM的连续发射开始之间必须等待的时间。 |
| PWR_STEP | PWR_STEP是增加MSG_SIZE功率控制组的功率输出(INC_PWR)超过前面RULM的功率输出的量。在本发明的优选实施例中，PWR_STEP＝5dB。 |
| MAX_FULL_PWR | 该字段表示在发送规定消息和终止发射前，远程单元113以全功率发射的RULM的最大数量。 |
| MAX_MSGS | 该字段表示以增加的功率发射的RULM的最大数量。每个增加的功率发射消息将按比前面增加的功率输出超出PWR_STEP的功率输出。 |
| ACTION_TIME | 该字段表示第一个增加功率发射的开始时间。应以80ms为单位(模64)设定系统时间。 |
| ACTION_TIME_FRM | 该字段表示在ACTION_TIME中规定的系统时间后开始RULM的帧号。 |
| REPEAT_TIMF | 该字段表示定位响应之间的时间。该参数允许基站请求远程单元113在重复的基础上自动进行反向业务信道的过程。如果该值设定为零，远程单元仅将该过程执行一次。 |
| NEW_FREQ | 该字段表示是在目前的频率上发送RULM还是在另一个频率上发送。如果该字段为″0″，远程单元保持目前的发射频率。如果该字段为″1″，远程单元切换到新频率发射RULM。 |
| RULM_FREQ | 该字段表示与远程单元调谐用于发送RULM的频率对应的CDMA信道。如果NEW_FREQ是″0″，该字段则是零长度。 |
表1：定位寻呼消息
如表1中所讨论的，设定INC_PWR比IS_95A，6.1.2.3.1节中描述的远程单元的额定发射功率高10dB，然而，在本发明的替换实施例中，由HLR166从寻呼响应消息确定INC_PWR。特别是，在一个替换实施例中，INC_PWR是与远程单元113对广域定位寻呼的Ack的延迟成反比的值。另外，在另一个替换实施例中，从系统条件确定INC_PWR。特别是，如果由基站101携带的业务量高于一个阈值，或如果远程单元113可与多个基站101通信(例如远程单元113在对广域定位寻呼的Ack中表明什么基站101具有用于通信的充足信号)，INC_PWR减少到5dB。在再一个替换实施例中，通过将INC_PWR和PWR_STEP二者设定到所允许的最大值来确定INC_PWR，以便远程单元113尽可能快地以全功率发射。
图4是说明根据本发明优选实施例的图1的远程单元113的方框图。远程单元113包括逻辑单元401，编码器405，卷积编码器409，交织器413，正交调制器415，扰频器/扩展器421，乘法器414，放大器412，系统时钟433，存储器435和上变换器423。远程单元113利用IS-95A中描述的CDMA系统协议发射信号427。远程单元113的操作进行如下：逻辑单元401确定将要发射的RULM以及其发射时间、信道、频率、和功率电平。如上面所讨论的，从由远程单元接收并存储在存储器435中的定位寻呼消息确定将要广播的RULM。一旦逻辑单元401确定了将要发射的RULM，逻辑单元401将远程单元113调谐到适当的频率(如果NEW_FREQ是1则为RULM_FREQ)，并在时钟433和定位寻呼消息ACTION_TIME二者确定的时间输出RULM。在本发明的优选实施例中，输出RULM作为数据比特流403。数据比特流403进入可变速率编码器405，可变速率编码器405产生由具有改变发射数据速率的一系列发射信道帧构成的信号407。如IS-95A中所讨论的，每帧的发射数据速率取决于数据比特流403的特性。编码器模块411包括一个卷积编码器409和一个交织器413。在卷积编码器409，可由速率1/3编码器使用熟知的算法，例如便于后面帧解码的卷积编码算法对每一帧编码。交织器413工作以便使用诸如块交织技术之类的公知技术混洗帧的内容。然后由放大器412和乘法器414放大交织的比特。数字编码和交织比特的每一帧包括96组6个编码的比特，总共576比特。每组6个编码的比特表示对诸如沃尔什码之类的64个码元之一的索引。沃尔什码对应于64×64Hadamard矩阵的单个行或列，Hadamard矩阵是维数是2的乘方的方形比特矩阵。通常，由沃尔什码组成的比特被称为沃尔什码片。该帧中96个沃尔什码索引的每一个输入到M元正交调制器415，M元正交调制器415最好是一个64元的正交调制器。对于每个输入的沃尔什码索引，M元正交调制器415在输出端419产生一个对应的64比特Walsg码W417。从而为输入到M元正交调制器415的每一帧产生一串96个沃尔什码W417。
在其它设备中，扰频器/扩展器模块421使用熟知的扰频技术向该串沃尔什码W417施加第一伪随机噪声序列(长码)和第二伪随机噪声序列。在本发明的优选实施例中，长码是分配给远程单元113的公共长码，然而，在本发明的替换实施例中，长码是接入信道长码。在模块423，使用偏移二进制相移键控(BPSK)调制处理或另一种调制处理对(表示RULM的)扰频的沃尔什码W417系列进行相位调制，上变换并作为通信信号427从天线425发射。
正常操作期间，时钟433从最强的基站101通过与发射同步得到系统时间。如果远程单元113接收定位寻呼消息，在定位间隔期间不改变系统时间。在本发明的优选实施例中，如果远程单元11不能与始发基站101保持同步，从终止定位信令的远程单元113发送Ack。在本发明的替换实施例中，远程单元从最强的基站得到系统时间，但在RULM的发射期间不将其时钟回转到新估算的系统时间。
图5是说明操作根据本发明优选实施例的图4的逻辑单元401的方法流程图。逻辑流程在步骤501开始，远程单元113从基站接收定位寻呼消息。接下来，在步骤505，逻辑单元101确定定位寻呼消息的COMMAND字段是否为″01″，如果不是，逻辑流程在步骤575结束，否则，逻辑流程继续到步骤510，确定SEQ_IND是否设定为″1″或″0″。如果在步骤510SEQ_IND被设定为″0 ″，远程单元113则设定RULM等于业务信道前置码(步骤515)，否则，设定RULM等于SEQ(步骤520)。
逻辑流程继续到步骤525，逻辑单元401从时钟433接入系统时间并确定广播RULM的时间。在步骤525，如果系统时间大于ACTION_TIME，逻辑流程继续到步骤530，否则，逻辑流程返回步骤525。在步骤530，逻辑单元401确定当前时间是否大于RULM的开始帧(ACTION_TIME_FRM)加上防止RULM发送的部分(MSG_SETUP_SIZE)。换句话说，逻辑单元确定当前时间是否大于16*(ACTION_TIME_FRM)+MSG_SETUP_SIZE，如果不是，逻辑流程返回步骤530，否则，逻辑流程继续到步骤535，以等于INC_PWR的增强发射功率电平广播RULM，广播的次数等于MSG_SIZE个功率控制组。特别是，逻辑单元401命令放大器412将RULM放大预定量，并由远程单元113继续广播RULM MSG_SIZE个功率控制组。在本发明的优选实施例中，向通信系统100中所有服务基站和邻近的基站提供定位寻呼消息，以便确定RULM的准确内容以及远程单元发射RULM的时间和帧。这样做是为了通信系统100内所有服务基站和邻近的基站将了解何时调谐接收元件接收由远程单元113发射的RULM。
接下来，在步骤540，逻辑单元401命令放大器412按PWR_STEP提高增大的发射功率电平并索引计数器402(步骤545)。在本发明的优选实施例中，逻辑单元412从存储器435读取额定功率电平，将其加到新计算的INC_PWR并命令放大器412在该功率发送。在替换实施例中，逻辑单元113比较前一个RULM期间的额定功率与存储器435中目前存储的额定功率中较大的一个，并将其加到新计算的INC_PWR。在另一个替换实施例中，逻辑单元401命令放大器412把发射功率电平设定为从INC_PWR确定的绝对值并在MSG_SIZE间隔期间忽略额定功率。逻辑流程继续到步骤550。
在步骤550，逻辑单元401确定三个条件：1)是否已超过RULM发射的最大数量，2)远程单元113以全功率发射RULM是否已大于预定次数，和3)基站是否已接收足够的数据用于定位确定。在本发明的优选实施例中，由下面情况确定这些条件：1)确定计数器(n)是否已超过MAX_MSGS，2)确定远程单元113以全功率发射RULM是否已大于MAX_FULL_PWR个消息，和3)确定是否已从基站接收到表示远程单元应停止RULM发射的Ack。在步骤550，如果所有这些条件全部为假，逻辑流程进展到步骤555，ACTION_TIME被增加MSG_PERIOD，然后到步骤525，等待下一次发射的时间，否则逻辑流程继续到步骤557。
一旦确定要停止RULM发射，通过设定N为″0″复位计数器402(步骤557)，并发射表示RULM已停止广播的Ack(步骤560)。接下来，在步骤565，逻辑单元401确定远程单元113是否应在周期性的基础上进行RULM发射。这是通过确定REPEAT_TIME＞0否实现的。在步骤565，如果确定REPEAT_TIME＞0，逻辑流程则继续到步骤570，远程单元113在返回到步骤505前等待REPEAT_TIME的周期。在步骤565，如果确定REPEAT_TIME不大于″0″，逻辑流程则在步骤575结束。
表2说明了在寻呼消息的SEQ字段不全是0时持续时间为两帧的RULM的数据比特流403。表2中示出的数据流的时间顺序是首先从左到右，其次是从上到下。在本发明的优选实施例中，由操作员170确定BURST_TYPE比特，SEQ比特是表1的SEQ字段的SEQ比特。
| 字段 | 长度 | 值 |
| CTL | 4 | 1011 |
| MSG_TYPE | 8 | 00000100 |
| ACK_SEQ | 3 | 000 |
| MSG_SEQ | 3 | 000 |
| ACK_REQ | 1 | 1 |
| ENCRYPTION | 2 | 00 |
| MSG_NUMBER | 8 | 00000000 |
| BURST_TYPE | 6 | TBD |
| NUM_MSGS | 8 | 00000001 |
| NUM_FIELDS | 8 | 00100100 |
| SEQ | 8 | 重复15次 |
| RESERVED | 1 | 0 |
| CTL | 4 | 1011 |
| SEQ | 8 | 重复21次 |
表2：两帧RULM的数据比特流
图6是操作根据本发明替换实施例的图1的通信系统的方法流程图。在替换实施例中，当希望定位时，远程单元主动在业务信道上发射。逻辑流程在步骤601开始，在业务信道上为已经与基站101(现用基站)通信的远程单元初始定位请求消息。接下来，定位搜索器167确定现用的和邻近基站(步骤620)，并命令现用和邻近基站从远程单元113获得数据(RULM)(步骤625)。在本发明的替换实施例中，根据从地理位置和传播而言处于正与远程单元113通信的现用基站附近来确定内部数据库168中存储的邻近基站。然而，在另一个替换实施例中，另外由其它参数，例如远程单元的帧在业务信道上的延迟确定邻近基站。
在步骤630，由现用基站101向远程单元113发射定位请求消息。定位请求消息命令远程单元113在规定时间用不断增加的功率电平发射已知的RULM。另外，定位请求消息还命令远程单元113继续发射RULM一段预定时间。基站101的RULM处理器150(和其它邻近基站的类似处理器)利用检测器140和系统时钟153确定RULM的码片接收时间(步骤635)，并在步骤645确定是否已收集足够数据对远程单元113的位置做出精确估算，如果没有，逻辑流程继续到步骤650，定位搜索器166确定远程单元113是否仍发射RULM。如果在步骤650确定远程单元113仍发射RULM，逻辑流程返回到步骤635，再次确定码片接收时间。然而，在步骤650，如果确定远程单元113已停止发射RULM，逻辑流程在步骤660发送数据结束消息。
一旦确定已收集到足够的数据用于精确定位(步骤645)，逻辑流程继续到步骤655，定位搜索器167命令现用基站101向远程单元113发送Ack，命令远程单元113停止发射RULM。逻辑流程继续到步骤660，指定的机构，例如CBSC160的定位搜索器161，或HLR166的定位搜索器167确定远程单元113的位置。该位置传送到请求定位的指定机构(步骤660)，逻辑流程在步骤655结束。
图7说明了根据本发明替换实施例的定位请求消息。在替换实施例中，基站101通过用定位请求消息替换一帧来中断经分配的业务信道向远程单元113发射正常业务信道帧。定位请求消息包含下面表3中描述的字段：
| MSG_TYPE至NUM_FIELDS | 该字段是用于数据子帧消息的标准，并在IS_95A，7.7.3.3.2.4节中描述。 |
| COMMAND | 如果设定该字段为″00″，远程单元将根据后续字段中的参数发送RULM。如果设定该字段为″01″，远程单元将停止发送RULM并且没有后续字段。 |
| SEQ_IND | 如果设定该字段为″00″，下一个字段将是零长度并且远程单元113将发回正常业务信道比特。如果设定该字段为″01″，下一个字段将是零长度，并且远程单元113将发射标准业务信道前置码帧作为RULM。如果设定该字段为″10″，下一个字段将是远程单元113将作为RULM发回的8比特序列。 |
| SEQ | 该字段存储远程单元作为RULM反复发射的8比特序列。该字段仅在SEQ_IND字段为″10″时出现。 |
| MSG_SETUP_SIZE | 该字段是在以增大的功率发送RULM比特前，以额定功率发射RULM比特的功率控制组的数量。 |
| INC_PWR | 该字段表示远程单元113将用来发射RULM的增量功率。在本发明的替换实施例中，设定INC_PWR比IS_95A，6.1.2.3.2节中描述的远程单元的额定发射功率高10dB。 |
| MSG_SIZE | 该字段表示远程单元113将以增加的功率发射RULM的功率控制组的数量。换句话说，RULM的组成是这样的：以额定功率发射的MSG_SETUP_SIZE个功率控制组，紧接其后以INC_PWR功率发射的MSG_SIZE个功率控制组和以最小功率发射的帧中的功率控制组的剩余部分。 |
| MSG_PERIOD | 该字段表示RULM的连续发射始点之间远程单元113必须等待的时间。 |
| PWR_STEP | PWR_STEP是增加MSG_SIZE功率控制组的功率输出(INC_PWR)高出前面RULM的功率输出的量(dB)。在本发明的替换实施例中，PWR_STEP＝5dB。 |
| MAX_FULL_PWR | 该字段表示在发送规定消息和终止发射前，远程单元113以全功率发射的RULM的最大数量。 |
| MAX_MSGS | 该字段表示以增加的功率发射RULM的最大数量。每个增加的功率发射消息将按高出最后功率输出PWR_STEP来增加功率。 |
| ACTION_TIME | 该字段表示开始第一个增加的功率发射的时间。应以80ms为单位(模64)将其设定为系统时间。 |
| ACTION_TIME_FRM | 该字段表示在ACTION_TIME中规定的系统时间后开始第一次增加的功率控制发射的帧号。 |
表3：定位请求消息
在发明的优选实施例中，如果MSG_SETUP_SIZE和MSG_SIZE的值加起来不是整数帧，最后一帧填补SEQ比特并以额定功率发射。
图8是说明操作根据本发明替换实施例的图4的逻辑单元401的方法流程图。如上所述，本发明的替换实施例当远程单元113正在业务信道上通信时，定位远程单元113。逻辑流程在步骤801开始，远程单元113从基站接收定位请求消息。接下来，在步骤805，逻辑单元401确定定位请求消息的COMMAND字段是否被设定为″01″，如果没有，逻辑流程在步骤875结束，否则，逻辑流程继续到步骤810，确定SEQ_IND是否被设定为″1″或″0″。在步骤810，如果SEQ_IND被设定为″0″，远程单元113则设定RULM等于业务信道前置码(步骤815)，否则，设定RULM等于SEQ(步骤820)。
逻辑流程继续到步骤825，逻辑单元401从时钟433选取系统时间并确定广播RULM的时间。在步骤825，如果系统时间大于ACTION_TIME，逻辑流程继续到步骤830，否则，逻辑流程返回步骤825。在步骤830，逻辑单元401确定当前时间是否大于RULM的开始帧(ACTION_TIME_FRM)加上以额定功率发送RULM的部分(MSG_SETUP_SIZE)。换句话说，逻辑单元确定当前时间是否大于16*(ACTION_TIME_FRM)+MSG_SETUP_SIZE，如果不是，逻辑流程返回步骤830，否则，逻辑流程继续到步骤835，以等于INC_PWR的增量发射功率电平在业务信道上广播RULM，发送的功率控制组的数目等于MSG_SIZE。特别是，逻辑单元401命令放大器412在MSG_SIZE间隔期间将RULM放大预定量，并由远程单元113继续广播RULM至少MSG_SETUP_SIZE+MSG_SIZE个功率控制组。在本发明的替换实施例中，向通信系统100中所有服务基站和邻近的基站提供定位请求消息，以便确定RULM的准确内容以及远程单元113发射RULM的时间和帧。这样做是为了通信系统100内所有现用和邻近的基站将了解何时调谐接收元件接收由远程单元113发射的RULM。在本发明的优选实施例中，远程单元113在RULM的MSG_SIZE间隔的发射期间忽略来自基站101的功率控制比特命令，然而，在替换实施例中，远程单元113根据RULM发射期间的功率控制比特的值调节其发射功率。另外，在本发明的替换实施例中，远程单元113使用远程单元自身的公共长码在业务信道上发射RULM，以使远程单元113的增加的功率发射不影响来自其它远程单元113的正常接入信道消息，但在本发明的替换实施例中，远程单元113可经其它信道(例如接入信道)发射信道RULM。另外，在本发明的替换实施例中，远程单元113可利用为RULM发射预留的指定频率发射RULM。特别是，为减少系统干扰，可命令远程单元113在与用于正常业务信道发射频率不同的频率发射RULM。由于远程单元113将在新频率上发射RULM，通信系统100可利用在新频率上的RULM接收作为执行到新频率的硬过区切换的辅助。换句话说，通信系统100可确定在新频率的RULM接收的质量，并确定是否可接受向该频率的硬过区切换。
接下来，在步骤840，逻辑单元401命令放大器412使发射功率电平按PWR_STEP增加并索引计数器402(步骤845)。在本发明的优选实施例中，逻辑单元412从存储器435读取额定功率电平，将其加到新计算的INC_PWR。在替换实施例中，逻辑单元113比较前面RULM期间的额定功率与存储器435中目前存储的额定功率中较大的一个，并将其加到新计算的INC_PWR。逻辑流程继续到步骤850。在另一个替换实施例中，逻辑单元401命令放大器412把发射功率电平设定为从INC_PWR确定的绝对值，并在MSG_SIZE间隔期间忽略额定功率。
在步骤850，逻辑单元401确定三个条件：1)是否已超过RULM发射的最大数量，2)远程单元113以全功率发射RULM是否已大于预定次数，和3)基站是否已接收足够的数据用于定位确定。在本发明的替换实施例中，由下面情况确定这些条件：1)确定计数器402是否已超过MAX_MSGS，2)确定远程单元113以全功率发射RULM是否已大于MAX_FULL PWR，和3)确定是否已从现用基站接收到表示远程单元113应停止RULM发射的Ack。在步骤850，如果所有这些条件全部为假，逻辑流程进展到步骤855，使ACTION_TIME增加MSG_PERIOD，然后到步骤825，等待下一次发射的时间，否则逻辑流程继续到步骤860，通过设定N为″0″复位计数器402。逻辑流程在步骤875结束。
虽然已参考特定实施例具体给出和描述了本发明，可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下可做出形式和细节上的各种改进，其意图是将这些改进包括在下面权利要求的范围内。
Claims (8)
1.一种在通信系统中定位远程单元的方法，该方法包括步骤：
寻呼远程单元；
响应于发射寻呼，从该远程单元接收寻呼响应；
根据寻呼响应确定服务基站和邻近的基站；
向远程单元发射消息，该消息命令远程单元向服务基站和该邻近基站发送远程单元定位消息；
命令邻近基站调谐接收元件以获得远程单元定位消息；
接收远程单元定位消息；和
根据远程单元定位消息确定远程单元的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中命令远程单元发送远程单元定位消息的所述消息另外还命令远程单元以规定的功率电平发射远程单元定位消息一段预定的时间。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括命令邻近基站在预定时间接收远程单元定位消息的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中经一个寻呼信道向远程单元广播寻呼。
5.一种用于在通信系统中定位远程单元的方法，该方法包括步骤：
确定远程单元的服务基站和邻近基站；
命令至少所述服务基站发射消息，该消息包括使远程单元在规定时间发射远程单元定位消息的指令，和开始远程单元定位消息发射的时间周期；
命令该服务基站和邻近基站调谐接收元件以获得远程单元定位消息；
在该服务基站和邻近基站接收远程单元定位消息；和
根据远程单元定位消息确定该远程单元的位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中包括使远程单元发射远程单元定位消息的指令的所述消息进一步包括：进行远程单元定位消息重发的时间段，和远程单元发射远程单元定位消息的功率电平。
7.根据权利要求5所述的方法，其中包括使远程单元发射远程单元定位消息的指令的所述消息另外还命令远程单元发射远程单元定位消息一段预定的时间，和远程单元发射远程单元定位消息的功率电平。
8.根据权利要求5所述的方法，其中经一个寻呼信道向远程单元广播包括使远程单元发射远程单元定位消息的指令的所述消息。
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