CN1269082A - 移动台定位系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在无线通信网区域中不使用全球卫星定位系统定位一个远端站(14)的系统和方法。通信是使用在至少一个空间传播环路中的时隙,在一个远端站(14)和多个基站(12)间建立的。与在时隙内发送的和接收的信号相关的传播延时被确定,然后基于该确定的传播延时识别远端站(14)的一个或多个可能的位置。

Description

移动台定位系统和方法
本发明涉及无线电远程通信系统，尤其是能够确定以及/或者跟踪一个远程或移动台的精确的位置的无线电远程通信系统，以及在这样的系统内部使用的方法。另外，本发明是针对用于提供移动台的运动速度和方向的无线电远程通信系统和方法。
今天移动和行动电话已经成为常见的。这样的设备能够对在交通工具中旅行或远离传统的不动的电话设备的人们来说供应了方便的远程通信服务。
为提供这些服务，蜂窝和移动无线通讯系统通常使用许多的远程台(经常归为移动台或客户前提无线电单元)和一个或更多的固定的单元或基站。远程台通常具有能力与基站建立通信链路，并且基站能够与一个公共事业电话网络(PSTN)建立一个或更多的通信链路，(因此能够使远端站的用户与传统的电话或连接到该网络的其他远端站遥远地通信。
远端站典型情况下包括一个包括电池操作的收发信机的行动电话，或一个移动电话，一个固定在一个物体(通常是汽车)上的类似装置。然而，远程单元包括固定的客户前提无线电单元(CPRU)是不罕见的，尤其是在乡下的社区。为了在公众服务电话网络(PSTN)上发出一个电话呼叫，一个远端站通常通过一个基站控制器、簇控制器或控制站与一个基站建立一个通信链接，将与公众服务电话网络建立一个通信链接。在美国专利No.5,497,424中描述了一个无线电远程通信系统，名称为“扩频无线电电话系统”，在此作为参考。
在提供方便的电话服务的同时，现在的无线电远程通信系统有缺陷。不象传统的固定的电话，固定的电话的位置是为分配给它的电话号码所固有，工作在无线电环境内的远端站不具有这样的可用的信息。而且，因为随着远端站移动通过一个通信小区网络他们常常有能力移动并与许多基站建立通讯，缺乏全球定位系统(GPS)，那么目前没有方法知道一个远端站的精确的位置，除非这个远端站的用户设法能够提供该信息。
例如，如果一个移动台用户需要紧急事件援助，该用户可以使用移动台呼叫911或者别的方式寻求帮助。如果用户知道他的或者她的精确的位置，那么那个信息可以被传达到紧急事件人员容许援助将被相当快速的实施。然而，如果这个用户被丢失或者是不知何故无能力了，例如，在开始一个呼叫之后该用户成为失去知觉了，那么关于这个用户的位置信息不可能获得，实质上增加了这个用户受不到必需的紧急事件援助的可能性。
另外，如果一个远端站被丢失或者被偷，目前没有实际的方法为该远程台的拥有者或无线网络服务提供者定位查找该远端站。
因此，对于无线电远程通信系统有一个实质上的需要，即能够确定一个远程台的精确的位置。
本发明的目的是提供有能力识别或者确定一个远程单元或远程台的位置的一种无线电远程通信系统，以及在这样的系统内使用的方法。
在创新的方面，本发明的目的是提供能够利用三角测量或者相交的球面的原理确定一个远程台的位置的一种无线电远程通信系统。例如，为了确定一个远端站的位置，按照本发明的无线电远程通信系统可以确定在该远端站和多个基站之间传输的信号中的传播延时，将各自的传播延时时间转换成对应的距离，并且使用三角测量或者相交球面的原理定位该远端站。
在一个优选实施例中，远端站可以查阅一个基站选择表，如在传统的转接过程中所作的那样；确定那些基站(较好是三个)可能将在该远端站的通信范围内；以及与识别的基站建立通信链路。然后这些基站确定在该远端站和该各个基站之间传输所固有的传播延时，并向该远端站提供传播延时数据。然后该远端站可以使用确定的传播延时计算到各个基站的距离。然后该计算出的距离可以以“帮助请求”信息的形式被传输到一个或者更多的不同的基站，其后，可以被传达到一个表示位置的单元或者传达给紧急事件人员。做为选择，该确定的距离或者传播延时可以由远端站使用以识别该远端站的位置，并且该位置信息可以被转发到不同的基站中的一个。不考虑执行位置确定的具体的硬件，在一张有关的区域的数字映象图内，与各个基站的距离可以被绘制作为从基的位置起的半径，并且可能用三角测量或者相交球面的原理识别该远端站的位置，或者可能的位置。
那些在该技术领域的熟练者将理解，由于需要的计算可以利用时间(传播延时)或者距离信息完成，所以信息的格式不是一个问题。而且还将理解，依靠与给出的无线电远程通信系统有关联的设计标准，传播延时以及/或者距离计算在远端站、基站内部进行，或者更进一步后退到无线通讯系统内部进行，例如，在基站控制器、簇控制器或增强的服务处理器内部进行。
按照本发明，另外的信息例如移动台的速度和站移动的方向也能够得到。在一个目前的优选实施例中，如已经描述的，利用提供在一个特定的时间点该移动台的位置，一系列信号可以在该移动台和那些基站之间通信，因此，作为时间的函数的该移动台的位置可以被确定，然后将其转换成想要的信息例如速度和方向。
相应地，本发明的目的是提供一种无线通讯系统，其能够不使用全球定位系统(GPS)而确定一个远端站或者远程单元的位置。
本发明的另一目的是提供用于在无线通讯网络的区域内定位一个远端站的改良的方法。
本发明的另一目的是提供一种系统以及/或者方法，用于跟踪以及/或者确定在一个无线通讯系统的区域内移动台的移动方向和速度。
通过下面结合附图对本发明的描述，本发明的其他目的和特征将变得更明显。
图1是连接到公共事业电话网络(PSTN)的一示例的无线通讯网络的方块图。
图2是在一个优选的无线通讯网络的远程和基站之间示例的链接中示例的端对端话音路径的方块图。
图3是表现根据一个优选的远端站和基站串行接口的一个优选的话音帧的一个方框。
图4被在一个优选的远端站中的话音路径的一个方块图。
图5是通过一个优选的基站和连接的基站控制器(或译码单元)分别地由一个数字回程设备链接的话音路径的方块图。
图6是例证按照本发明的一个优选的形式可能用来定位一个远端站三角测量和相交球面的原理的一个方块图。
现在回到这些附图，图1提供能够不用全球定位系统(GPS)定位一个移动台的示例的无线通讯网络10的示例图。如图所示，无线通讯系统10包括多个基站12，其可以包括一个或一个以上智能基站15，在其中每一基站12和智能基站15位于由小区边界13限定的各自的地理学的小区之内。在任何瞬间，多个独立的(活性的)远端站14分布在网络10的各处，该网络10具有多个远端站14，且通常情况下它们位于一个特定的地理学的小区中。远端站14可以是移动手机或固定的客户前提无线电单元。
每一个基站12、智能基站15和远端站14较好的是包括一个无线电发射机和接收器，并且较好的是分别地使用时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)以及码分多址(CDMA)传输技术的组合彼此通信，较好的是采用一个扩频编码格式。例如，TDMA较好的是用于在每一地理学的小区位置内部的单独的用户。为了提供大面积的覆盖范围，或提供对于人口稠密区的较大的容量，可以使用FDMA调度多个或“分为”扇形的小区，因此通过频率区分小区。此外，为了允许在一个给定的区域中部署多小区，CDMA可以被用于每个RF链路(每个通过无线电频率信号链接)，以便减少在附近的使用相同的RF载波频率的小区之间的同信道干扰。展宽频谱可以有利地改进系统对RF信道损害的响应。FDD和TDD可以与这些多址联接中的任何一个一起使用。
各个基站12和智能基站15被用于通过无线电传输和接收执行对位于他们各自的小区区域内的远端站14的需要，并且包含与各自的远端站通信所必需的装备。在这点上，基站12分别支持通过空中、陆地和信令信号链接，以便完全地链接一个远端站14到一覆盖网络20，例如，通过接口17经过个人通信交换网基础设施19链接到公共事业电话网络(PSTN)。
基站12比较好的是通过回程路线18连接到各自的基站控制器(BSC)16，基站控制器较好的是控制多个基站12的双路传输，以便更有效率地提供某些操作，例如，在基站之间的转接、集合信道数据编码并且解码，以及常规OAM&P(“操作、管理、维护&供应”)支持功能。
在此处智能基站15是有意描述的一个基站，该基站合并了在一个单个的单元内的一个标准基站12和基站控制器16两者的各自特征。
反过来，基站控制器16和智能基站15各自通过回程线路21连接到该覆盖网络20。在一个典型的优选的实施例中，一覆盖网络20将既可以经由一个(较小)数目的基站控制器16也可直接地连接到多数的基站12，在此使用智能基站15。基于通信网络10的特定的部分的特别的业务负荷要求，各自的回程线路18和21较好的是专用的(例如，私人的或租用的公用的)，双路的DS0、DS1或DS3层次的设备。
为了与在各自的地理学的小区中的多个远端站14通信，每一基站12和智能基站15较好是使用空间传播环路，包括许多的单独的无线通道，或“时隙”，在其中每个时隙可以由一个远端站14使用以便与各自的基站12和智能基站15通信。按照优选的通信协议，比如在GSM标准具体体现的FDD通信协议可以被使用。按照另一优选的通信协议，较好的是使用时分双工(“TDD”)传送模式技术，因此，通过对于每个分别的信号传输采用一个给定时隙范围内的时间间隔，在一个通常的通信频率路径上进行了从基站到远端站传输方向的下行链路和从远端站到基站传输方向的上行链路传输。
例如，在采用基于20毫秒(ms)空间传播环路的一个TDMA/TDD帧和时隙结构的并且采用每秒2.5兆“码片”(Mcps)传输率的一优选的网络实施例中，20ms空间传播环路在16个全双工通道之间被等分，对于每个结果生成的时隙信道能够支持在各自的基站和远端站之间的9.6Kbps全双工数字数据传输。每个时隙通道的第一部分最好是分配给远端站帧传输，第二部分最好是分配基站帧传输。在每个各自的基站或远端站帧传输之后，最好是基于设计的最大的地理学的小区半径将该时隙的一小部分分配以允许足够的保护时间，以便用于确保对各自的接收机来回地传播传输的信号。换言之，即使在各自的基站和远端站传输间隔之间有理想的同步，由于在该地理学的小区场所内的变化的传输距离和环境条件，仍然最好设置保护时间以便在时间上最小化接收和传输信号重叠的可能性。
在未被远端站14捕获的给定基站12或智能基站15的空间传播环路中的任何时隙可以包含由各自的基站12或智能基站15以时隙基站传送间隔发送的一个轮询命令信息。为了获得一个时隙，远端站14在远端站传送间隔中的一个收到的常规轮询信息。基于接受的该响应，各自的基站12或智能基站15可以通过在空间传播环路的接下来出现的相同的时隙中发送一个特定的轮询信息，其最好包括用于远端站14和基站12或智能基站15之间的通信的一个时隙(或多个时隙)分配，它们可以是或可以不是用于传送常规轮询命令信息的相同的时隙。
参照图2，在某种意义上描述并透露了在199611月14申请的美国专利08/749,105，律师号211/238，并且是由本申请的受让人所拥有的，该专利在此完全地作为参照，通过各自的基站12的空间传播环路的空间(OTA)时隙24，最好获得和保持在各自的远端站14和各自的基站12之间的一个同步的通信路径22。特别是，各个基站12的传输定时对于该覆盖网络20是同步地，而远端站14的各自的传输定时与该基站12是同步的，所以从那时以后，在各自的基站和远端站传送间隔期间，循环的话音帧可以在已获得的时隙之上在每个方向传输。为了同样的目的，将进行通过通信链接22的一个话音路径的常规描述，在此远端站向基站方向的传输被称为如“上行链路”传输，基站向远端站方向的传输被称为“下行链路”传输。
在上行链路方向，远端站14传送一模拟(话音)信号26，它最好是通过一个编解码器电路28转换成为一上行链路PCM数据流30，最好是在9.6Kbps的基本数字电话速率。该上行链路PCM数据流30被输入一个远端站声码器32，声码器32较好的是按照一个选定的话音压缩算法编码该PCM数据，然后在一个全双工总线38之上向远端站无线电接口电路40传送在一系列不同的上行链路话音帧中的编码的PCM数据，其中在每个远端站各自的已获得的OTA时隙24的传输间隔期间，单个话音帧从无线电接口电路40传输到无线电部分42。同样地，在下行链路方向，其中在每个远端站各自的已获得的OTA时隙24的传输间隔期间，各自的下行链路话音帧被从远端站无线电部分42传输到无线电接口电路40。然后编码数据从无线电接口电路40通过总线38传送到声码器32。各个下行链路话音帧由声码器32解码成为一个向下的PCM数据流34，较好的是具有与流出的PCM数据流30相同的传输率，即9.6Kbps。然后下行链路PCM数据流34由编解码器28转换成由操作者(未显示)接收的一模拟(话音)信号36。
更具体地说，参照图2和图3，在总线38上传输的各个上行链路和下行链路话音帧是分别按照一个优选的14.4Kbps到16Kbps串行接口配置的，该串行接口被定义为用于在声码器32和无线电接口电路40之间的传输。按照这个优选的串行接口，每个话音帧39始于一个两个字节同步模式41，它较好是被选择以致不可能代表集合信道数据，例如，较好C3十六进制(11000011)和A5十六进制(10100101)。同步模式41后面跟着二十四字节的集合信道信息43，即，用于采用在16个全双工OTA信道之间被等分的20毫秒基站轮询环路的一个优选的网络中的9.6Kbps的传输速率的集合信道数据。这个集合信道信息字节43后面跟着十到十四字节的(非被压缩的)控制和状态字节45，它们被用于在各个远端站声码器32和无线电接口电路40之间发送上层和系统层信息。可以注意到，在典型的空间传播环路内基站和远端站之间传输的数据较好将包括：一个128比特(16字节)前同步或同步序列，2-3字节的报头信息，1个辅助数据字节，24个字节的集合信道数据和2字节的向前纠错(FEC)数据。
在一个优选的实施例中，按照由声码器32使用的选择的算法，集合信道信息43包括编码的话音和纠错数据。在替换的优选的实施例中，在声码器32和无线电接口电路40之间传输的集合信道信息字节43仅仅包括编码话音，在远端站无线电接口电路40具有加到上行链路话音帧的或者从下行链路话音帧删除的误差改正信息。然而，在任一情况下，该优选的串行接口包括在各自的声码器32和无线电接口电路40之间任一方向传送的每个话音帧39中的一个二十四字节集合信道信息字段43。在一个替换的优选的实施例中，控制/状态信息可以在集合信道信息之前或者可能散布在一给定帧内部。
在上行链路方向，在各自的远端站传送间隔期间，同步模式字节41和控制和状态字节45较好是分别在远端站无线电接口电路40从每一话音帧剥离，该话音帧具有通过远端站无线电部分42在OTA时间段24传送的二十四字节的集合信道数据43。同样地，在下行链路方向，在每个基站传送时间间隔期间，由远端站无线电部分42接收各自的二十四字节的集合信道数据(也规定为“43”)。该收到的(下行链路)集合信道数据字节43被送到远端站无线电接口电路40，较好的是该无线电接口电路40分别在这个接收集合信道数据字节43前面附加两个字节同步模式41，在这个接收集合信道数据字节43之后增加十个控制以及/或者状态数据字节45，从而形成与定义的串行接口一致的一个完整的下行链路话音帧39。
在各个远端站的传送时间间隔期间，在通信链路22的基站端，基站无线电部分44接收从远端站14在OTA信道24上传输的上行链路集合信道数据43的二十四字节，并且将该数据传送到基站无线电接口电路46。分别地在收到的来自远端站14的上行链路集合信道数据字节43的前面附加两个字节同步模式41，和在它的后面附加十个控制以及/或者状态数据字节45，从而重新组成一个完整的上行链路话音帧。
上行链路话音帧39是在双工总线48上从基站无线电接口电路46向T1接口组件50传输的，接口组件50中继在回程设备18之上的各个话音帧39到位于各个基站控制器(BSC)16或其它网络分系统的一个对应的T1组件51。从BSCT1的组件51，上行链路话音帧39是在BSC双工总线52之上向一指定声码器54转发，该声码器54是位于BSC16的几个声码器中的一个。各个上行链路话音帧39由该声码器54解码成为一个(非被压缩的)PCM数据流58，该PCM数据流58有与远端站PCM数据流30一样的传输速率64Kbps。然后PCM数据流58被传输到一个各自的BSC线路组件56，用于更进一步传递，例如，通过回程设备21到该覆盖网络20。
在下行链路方向，通过通信链路22一个下行链路PCM数据流60从该BSC线路组件56被传输到各个声码器54，该下行链路PCM数据流60携带趋向于远离各个远端站14的下行链路集合信道信息。声码器54按照一种选择的话音压缩算法编码信号60的下行链路PCM数据，并输出在一系列分别的下行链路话音帧39中的该编码数据，它们是经双工总线52传送到BSCT1组件51。BSCT1组件51通过回程设备18中继下行链路话音帧39到各个基站T1组件50，从基站T1设备50，下行链路数据帧39通过总线48转发到基站无线电接口46，在各个基站传送间隔期间，该无线电接口46将各个同步模式字节41和控制和状态字节45，与在OTA时隙2传输的每个下行链路帧的二十四字节集合信道数据43分离开。控制和状态字节45由通信协议处理器监视，而合适的控制通信量信息作为该协议(例如，DTMF)的一部分被发送。
为了最初获得和其后保持声码器同步，较好的是在已获得一个同步的OTA信道24之后，各个远程和基站声码器32和54在已获得时隙的各自的远程和基站传送间隔期间，每一个将发送各自的上行链路和下行链路话音帧39。声码器32和54扫描各自的传入数据以检测同步模式41。紧接着探测该同步模式字节41，各个声码器32或54处理跟着发生的三十四字节的串行的数据，分别作为各自的新的传入话音帧39的最初的集合信道和控制信息。
更具体地说，参照图4，远端站声码器32包括：第一(非编码)数据接口缓冲器62，数字信号处理器(DSP)64和第二(编码的)数据接口缓冲器66。
缓冲器62储存将从数据流30编码的PCM数据和作为数据流34传送的最近发展的PCM数据，缓冲器66储存从无线电接口电路40收到的将被解码的集合信道数据和将被传送到无线电接口电路40的编码的数据，而DSP64执行实际的编码和解码。
紧接着最初检测同步模式41，远端站声码器32复位与缓冲器62和66关联的各个计数器(未显示)，并且开始新的话音帧周期。在该“编码”方向，来自PCM数据流30的(非被压缩的)数据的一个帧的价值(在该帧中字节或比特的实际的数目将取决于声码器的压缩比率变化)将在缓冲器62中获得，先前在缓冲器62中储存的(非被压缩的)PCM数据的一个帧的价值(另一个在帧中将依赖声码器压缩比率变化的字节或比特的实际的数目)将由DSP64接收并编码成为二十四字节的集合信道数据，并且随着重新插入的同步模式41和状态字节45，二十四字节的先前编码的集合信道数据从缓冲器66被递送到远端站无线电接口40。
在该“解码方向”，接下来的串行的时钟计数将传递各个传入话音帧39的集合信道数据的第一比特进入缓冲器66。一旦集合信道数据字节43被完全地接收进入缓冲器66，它被DSP64解码然后连续地被作为下行链路PCM信号34从缓冲器62传送到编解码器28。
在最初的话音帧39被处理之后，声码器32寻找同步模式41以再一次出现，那就是说，紧随着在下一个基站已获得的时隙24的传输间隔的最初的帧39。如果那么的话，就在结束通信路径22的远端站14建立了声码器同步。这个处理过程在每个连续的时隙间隔被重复，直到在它的预期的帧序列位置未检测到同步模式41为止，其显示发生了一个同步问题。当发生此情况的时候，声码器32随时返回以扫描同步模式41传入数据。在扫描同步模式41的同时，或者不论何时当一个同步误差被检测到时，远端站声码器32最好是屏蔽它的非压缩的输出，例如，通过使该解码下行链路数据空掉而不是将它递送到编解码器28。在不论何时需要一个同步变化时，远端站无线电接口40最好通过一个控制比特屏蔽掉对声码器32的它的下行链路话音帧传输。为了掩盖同步模式41可能随意发生在话音帧39的中央的情况，除非三个连续的帧显示同步是不正确的，否则不进行同步改变。
参照图5，在BSC16的声码器54包括：连接到线路组件56的第一(非编码)数据接口缓冲器68、多个DSP70以及连接到该BSCT1组件51的第二(编码的)数据接口缓冲器72。缓冲器68储存来自数据流60将被编码的PCM数据和将作为数据流58传送的最近解码的PCM数据，缓冲器72储存从基站无线电接口电路46收到的将被解码的集合信道数据以及到被传送到无线电接口电路46的最近编码的数据，而且从多个DSP70选择的一个DSP执行与通信路径22关联的话音路径数据的实际的编码和解码。
紧接着最初检测同步模式41，选择的DSP70与缓冲器68和72关联的各个计数器(未显示)，并开始一个(基站)新的话音帧周期。在该“编码”方向，来自PCM数据流60的(非被压缩的)数据的一个帧的价值(在该帧中字节或比特的实际的数目将取决于声码器的压缩比率变化)将在缓冲器68中获得，先前在缓冲器68中储存的(非被压缩的)PCM数据的一个帧的价值(另一个在帧中将依赖声码器压缩比率变化的字节或比特的实际的数目)将由各个DSP70接收并编码成为二十四字节的集合信道数据，并且随着重新插入的同步模式41和状态字节45，二十四字节的先前编码的集合信道数据从缓冲器72被递送到T1组件51。在该“解码方向”，接下来的串行的时钟计数最好将传递各个传入话音帧39的集合信道数据的第一比特进入缓冲器72。一旦集合信道数据字节43被完全地接收进入缓冲器72，它被DSP70解码储存在缓冲器68中，并且作为下行链路PCM信号58连续地传送到线路组件56。因为声码器54较好的是位于远离各自的基站12，即，经过回程T1设备18，对于在基站无线电接口46和各个声码器DSP70之间的各个方向的话音帧39的传输，有相当于一个空间传播环路周期的一额外延迟，例如，较好的是20毫秒。
因此，用于在远程通信网络中建立通信的两端的声码器之间获得和保持同步的方法和网络结构已经被公布出来。例如，在采用在32个全双工信道之间等分的20ms的空间传播环路上具有5Mcps传输率的一个网络中，每个产生的时隙信道能够支持在各个基站和远端站之间9.6Kbps全双工传输。在这种情况下，较好的是使用每一话音帧39二十字节集合信道信息字段43代替二十四字节。
转换到图6，使用无线电通信网络例如在上面描述的，将能够在该网络的区域在内定位一个远端站，这是通过(1)使该远端站能够与多个基站(较好是三个)建立通信，那就是说，通过对于不同的基站获得多个OTA时隙；(2)确定在该远端站和各个基站之间传输的信号中的传播延时；以及(3)使用确定的传播延时或者相对应的距离加之三角测量或者相交球面的原理以确定该远端站的位置。
例如，如果通过分析远端站RS1和基站BS1、BS2以及BS3之间的传输确定该远端站RS1离基站BS1是2公里，离基站BS2是2公里，以及离基站BS3是1.5公里，那么该确定的距离可以作为围绕各个基站BS1、BS2和BS3圆周C1、C2和C3的半径被绘制。各个绘制的圆周C1、C2和C3的共同的交叉点IP将相当于远端站RS1的位置。
那些熟练于本技术者将理解，在此只有两个基站可能被接触，上面描述的处理过程将显示对于该远端站RS1的两个可能的位置。
在远端站RS1和各个基站BS1、BS2和BS3之间传输的传播延时时间的确定可以是如下确定的。在一个优选的实施例中，因为各个基站使用20ms空间传播环路，每个基站BS1、BS2和BS3知道将以每个20ms从远端站RS1接收同步信号，并且在一个优选的实施例中，因为各个基站使用20ms空间传播环路，每个基站BS1、BS2和BS3知道将以每个20ms从远端站RS1接收同步信号，并且因此可以通过测量在应该收到一个同步信号的点(即，基于20ms空间传播环路的预期的同步信号接收时间)和实际上收到同步信号的时间之间的时候量，确定信号传播延时时间PDTm。必须注意到测量的传播延时时间PDT将是有从该远端站RS1被传播到一个分别的基站BS1、BS2或者BS3的信号所需要的时间的两倍长，并且确定在该远端站RS1和各个基站之间的距离，该测量的传播延时时间PDT将被2除。
因此，远端站RS1和一个基站之间的距离DBSX可以计算如下：
                 DBSX＝C×(PDTm/2)在此值C对应于光的速度(3×109m/s)。因此，在上面的例子中，如果对于在远端站RS1和基站BS1传输的信号之间的测量的传播延时时间PDT相当2.66ms(毫秒)，那么将确定从远端站RS1到基站BS1的距离大致是2公里。距离计算可以由远端站RS1、单独的基站BS1、BS2和BS3完成，或者由其它的回程线路硬件，例如基站控制器(未显示)或者特殊的服务处理器(未显示)所完成。一旦该远端站RS1执行该距离计算，该基站BS1，BS2和BS3通过在传输的数据帧中的指定的情况或者控制字节可以提供测量的传播延时数据到该远端站。
最后，一旦自各个基站BS1、BS2和BS3的距离被确定，那些距离可以被绘制作为在一张代表基站BS1、BS2和BS3的区域的数字映象图上的半径，并且三角测量或者相交球面的原理可以被运用(按照在上面描述的方式)以识别远端站RS1的精确的位置，或者可能的位置(取决于互通信息的基站数目)。
那些本领域的熟练者将理解上面描述的计算可以轻易地在设置于上面描述的远端站14、基站12和智能基站15中的数字信号处理(DSP)电路中进行。
因此，可以看出按照本发明的无线通讯系统可以在没有使用全球定位系统(GPS)的情况下定位远端站，而且本发明的系统和方法提供一个节省成本的装置用于在紧急状况下定位基站。
另外，在本领域的熟练者将应理解通过将远端站的位置绘制为时间的函数，不只是能够识别远端站的位置，而且也能识别远端站的移动速度和方向。这个能力提供了法律上的力量，用于利用一个有用的方式装置跟踪被偷的远端站单元。
最后，应该理解传播延时、距离和位置计算功能可以在无线通讯网络内部的任意位置执行，因此所描述的方法不限制为在远端站的内部执行。总之，依靠与给出的无线电远程通信系统有关联的设计标准，传播延时以及/或者距离计算在远端站、基站内部进行，或者更进一步后退到无线通讯系统内部进行，例如，在基站控制器、簇控制器或增强的服务处理器内部进行。
在本发明适合于各种修改和变化的形式，在此处利用附图通过示例的方式已经对实施例进行了详细地描述。然而，应该理解，本发明并不限制为这些描述的特别的形式或者方法，相反的，本发明包括所有的落在附加的权利要求的实质和范围中的修改、同等物以及替换形式。

Claims (4)

1.一种能够定位远端站的无线通讯，其中所述系统包括：
多个基站和至少一个远端站；
所述基站单元和所述至少一个远端站单元中的每一个包括发射机、接收器和数字信号处理电路，用于在具有一预定持续时间的空间传播环路中的至少一个时隙内建立和保持通信；
每一所述基站单元包括处理电路，用于确定与在一个各自的时隙期间收到的信号关联的传播延时时间；以及
所述的至少一个远端站单元包括处理电路，用于基于所述确定的传播延时时间计算到多个所述基站单元的距离。
2.一种无线通讯网络，其中包括：
多个基站单元和至少一个远端站，
所述基站单元和所述至少一个远端站单元中的每一个包括发射机、接收器和数字信号处理电路，用于在具有一预定持续时间的空间传播环路中的至少一个时隙内建立和保持通信；以及
每一所述基站单元包括处理电路，用于确定在与一个独有的时隙期间收到的信号关联的各个传播延时时间，并用于基于所述确定的传播延时时间计算到所述至少一个远端站单元的一个各自的距离。
3.根据权利要求2所述的无线通讯网络，其特征在于还包括处理电路，用于基于所述计算出的距离为所述至少一个远端站确定至少一个可能的位置。
4.一种用于确定在无线通讯网络内的一个远端站的位置的方法，其中包括步骤：
使用空间传播环路中的分开的时隙中的至少一个时隙，允许所述远端站与多个基站建立通信；
确定与在所述时隙内传送或者接收的信号关联的传播延时时间；以及
基于所述确定的传播延时时间确定所述远端站的至少一个可能的位置。
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