CN1585902A - 在通信信号内检测过度延时的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种方法和装置确定在接收信号的到达时间测量内的过度延时的下界。确定到达时间测量内的过度延时的下界包括接收来自至少两个基站的信号并确定从它们相应的基站来的接收到的信号间的到达时间差。然后根据来自相应基站的信号到达时间和基站间的已知距离而估计在从基站接收到的信号内引入的过度延时的下界。过度延时的下界可能用于根据接收到的信号的到达时间测量而调整移动单元位置的估计。

Description

在通信信号内检测过度延时的方法和装置
                         本发明的背景
发明领域
本发明涉及利用通信信号到达的时间差(TDOA)来估计移动单元的位置，尤其涉及在蜂窝通信系统内使用TDOA调整移动单元的估计的位置。
相关技术的描述
最近确定移动设备的位置是比较热门的话题。特别引起兴趣的一个方面是确定在一定情况下蜂窝电话用户的位置的能力。例如，美国联邦通信委员会(FCC)规定在用户拨911时能确定蜂窝用户的位置。除了FCC的规定以外，可以预见会研发利用知道用户位置的应用程序。
各种技术已被用于确定移动单元的位置。例如，全球定位系统(GPS)是一种卫星系统，它使用户配有能确定其在世界上任何位置的GPS接收机。虽然GPS提供了全球范围内的覆盖，但它有几项缺点。一种缺点是一般GPS系统需要用户必须能清楚地位于可见四个GPS卫星范围内才能准确地确定其位置。对于蜂窝用户，这会成为使用GPS的显著的阻碍，因为许多蜂窝用户位于城区内，其中一些目标，如高楼可能屏蔽用户使得他们不能看见要求数量的卫星。该问题在蜂窝用户在大楼的户内时更趋恶化。
已经研发了其它技术，试图利用蜂窝系统本身的特点以帮助确定移动单元的位置。一种该种技术是到达时间差(TDOA)技术。TDOA技术可以在接收到的信号的实际传输时间已知时被使用，或当接收到信号的传输以一定的已知周期率发生时使用。例如，如果移动单元接收到至少从两个基站发射来的信号，且信号由基站在同时发送，或信号相互间同步，移动单元将能确定两个信号被接收到的时间间的相对差异。接收到两个信号的时间上的差异对应每个信号从相应的基站到移动单元经历的不同距离。
两个信号间的TDOA建立了一点集，它们维持着接收到的信号间恒定的时间差和对应的经过的距离。点集定义了表示移动单元的可能位置的双曲线表面。通过进行多次同时的TDOA测量，可以生成一表面集合，这些表面的交集提供了移动单元的位置的估计。
如果由移动单元接收到的信号已经被延时，则当使用TDOA技术时会有问题。例如，在一般的无线通信系统内，从基站发送的信号从表面上反射，产生了该信号的多个实例，它们可能在基站和移动单元间的无线信道上传播时经历几条不同的路径。该现象通常称为多径。信号实例经过的多径的每一条一般与其它路径具有不同的距离，造成多径信号相互间在不同的时间被接收到，且与直线信号到达移动单元的时间相比被延时。直线信号表示从基站到移动单元的实际距离。
在无线信道内，多径的产生是由于信号在环境中的障碍物上的反射，例如大楼、树、车、人。相应地，无线信道一般是时变多径信道，这是因为移动单元和造成多径的结构间的相对运动造成的。因此，接收到的信号的延时量也是时变的。
信道的多径特性还以其它方式影响了移动单元接收信号，这尤其导致除信号的过度延时外信号的减弱。信号强度的减弱的原因来自信号的能量在信号通过媒质传播并在物体上反射时被吸收。另外，在移动单元处接收到的信号被减弱还因为信号通过无线信道传播时信号的几何扩散。
过度延时是信号从基站到移动单元经过一条多径路径的时间和如果信号经过基站和移动单元间的直线路径所用的时间之差。例如，在基站和用户间可能没有直线路径，例如因为大楼将用户从基站屏蔽了。在该情况下，在移动单元处接收到的信号经过的距离会大于基站和移动单元间的实际直线距离，因为信号会被物体反射而“绕过”障碍物而到达移动单元。信号经过的距离的增加引入了信号到达时间内的附加或过度延时，导致TDOA测量内的误差，增加了移动单元位置估计的不准确性。
即使在基站和移动单元间有直线路径，也可能引入过度延时。例如，从直线路径接收到的信号可能被减弱，使之变得不足以强到能使移动单元进行定时测量。因此，信号的多径实例之一将是移动单元第一个接收到的其强度足以允许进行定时测量的信号。
由于这些或其它的问题，一般通信系统内的信号特别是在多径环境内操作的信号，会经历过度延时，从而增加了使用TDOA技术进行位置估计的不准确性。因此，需要改善TDOA测量的可靠性以及相关的位置估计。
                         本发明的概述
根据本发明的一种方法和装置确定接收到的信号的到达时间测量内的过度延时的下界，从而限制了TDOA测量并改善了位置估计的可靠性。由移动单元确定在到达时间测量内的过度延时的下界包括从第一基站接收信号，且还从第二基站接收信号，并确定从相应基站来的接收到的信号间的到达时间差，然后根据从相应基站来的信号间的到达时间差和基站间的已知距离而估计引入从相应基站的信号间的到达时间内的延时的最小值。过度延时的下界可能使用接收到信号的到达时间差测量而调整移动单元位置的估计。经调整的TDOA用于实现位置计算，例如这取决于过度延时的值和可用TDOA测量的数量，TDOA测量的数量可以经改正，在位置估计解答内经不同加权，或从位置估计解答中被丢弃。另外，过度延时的下界可以用作位置估计的精确度的指示。
确定位置估计的过程可以散布在或位于蜂窝网络内的多种设备内。在一实施例中，确定过度延时的下界和移动单元的位置估计都由移动单元实现。在另一实施例中，过度延时的下界由移动单元确定，且过度延时的下界的值被发送到不同的位置，在这些位置实现移动单元位置的估计。在另一实施例中，从至少两个基站来的由移动单元接收到的信号的到达时间被发送到不同的位置，并确定过度延时的下界，且实现移动单元位置的估计。例如，不同位置可能是基站、移动交换中心或蜂窝基础设施的一些其它组件。
在一实施例中，调整移动站位置的估计包括从用于确定到达时间差的实际到达时间测量中减去过度延时的下界，以产生对应的距离调整。在另一实施例中，调整包括根据其相关的到达时间测量的过度延时下界而对到达时间差测量进行加权，以调整估计的位置。在另一实施例中，调整包括根据其相关的到达时间测量的过度延时的下界从位置估计中减去到达时间差测量。在另一实施例中，接收到的信号的过度延时的下界用于确定移动单元的位置确定估计的准确性。
确定过度延时的下界可能用于包括移动单元和基站的通信系统内。在一实施例中，通信系统使用CDMA信号。在另一实施例中，通信系统使用GSM信号。
在一实施例中，由移动单元接收到的用于确定到达时间的信号可能同时从每个基站被发送。在另一实施例中，由移动单元从基站接收到的信号在时间上相互间同步地被发送。在另一实施例中，由移动单元接收到的信号是全球定位系统(GPS)信号。在另一实施例中，由移动单元接收到的信号是来自基站和混合系统内的GPS。
本发明的其它特征和优势会在以下的最优实施例的描述中变得明显，这些最优实施例示例说明了发明的原理。
                         附图的简要描述
图1是示出蜂窝网络的部分被分成多个小区的图例。
图2是图1的部分的扩展图，说明两个基站、它们相应的覆盖区域和移动单元的附加细节。
图3是图1的部分的扩展图，说明两个基站、它们相应的覆盖区域和移动单元的附加细节。
图4是说明第一基站、第二基站和移动单元间的时间关系的框图。
图5是说明可行集合的示例图。
图6是说明移动单元的附加细节的框图。
图7是基站的框图。
图8是说明由移动单元确定过度延时的下界的一种技术的流程图。
图9是说明由基站确定过度延时的下界的一种技术的流程图。
                              详细描述
图1是被分为多个小区的示例蜂窝网络100部分的平面视图。在图1内说明的有五个基站102、104、106、108和110以及其相应的小区即覆盖区域112、114、116、118和120。在此使用的基站指任何发射机，其位置在发射时间时是已知的。例如，基站可以包括蜂窝网络的小区塔、卫星或其它无线基础设施。
图1内的基站覆盖区域指明基站周围的区域，在该区域基站会支持蜂窝网络内的通信。虽然支持在覆盖区域内的蜂窝网络的通信，但从基站发射的导频信号可能由位于基站的覆盖区域外的远程单元检测到，且用于估计移动单元的位置。
在图1中，基站的覆盖区域示出为圆形，这是示例之用，而实际的覆盖区域可以是不同的形状，包括长方形和不规则形状。另外，虽然图1内说明的所有小区是相同的大小，实际小区可能相互是不同的形状和大小。
移动单元122示出在两个覆盖区域112和114重叠的区域内。移动单元122在蜂窝网络100内移动，从一个基站的覆盖区域移入另一基站的覆盖区域。由于移动单元122移动通过蜂窝网络100，移动单元可能能接收到来自多于一个基站的信号，如图1内的基站覆盖区域重叠的区域指出的。例如，在图1中，移动单元位于一区域中，其中两个基站102和104以及其相应的覆盖区域112和114重叠。虽然移动单元位于该重叠区域内，且移动单元122能在蜂窝网络上同时与基站102和104通信。图1说明了多个基站覆盖区域重叠的区域。虽然图1示出的示例指示出最多三个基站覆盖区域重叠的区域，在实际的蜂窝网络中，可能有任何数量的基站覆盖区域重叠的区域。
在一实施例中，移动单元122可能包括增强灵敏度接收机以增加可能检测到的不同基站发送的导频信号的数量。因此，可能检测到来自单个基站的导频信号的区域大于基站可能支持标准蜂窝通信的区域。例如，移动单元122可能能检测到基站发送的导频信号，但从该基站接收到的其它信号可能由于强度不够而不能支持诸如在蜂窝网络上语音话务的通信。例如，移动单元可能能检测到来自多个基站的导频信号，这在估计移动单元位置时足够了，但移动单元可能只在有限数量的基站的覆盖区域内。
图2和3更详细的说明了两个基站102和104、其相应的覆盖区域112和114以及移动单元122的扩展区域。图2说明了一个非常简单的例子，其中基站和移动单元间的直线路径未受到阻碍。如图2示出，从第一基站102到移动单元122的实际即直线距离由第一距离202表示。第二基站104和移动单元122间的实际或直线距离由第二距离204表示。如果没有障碍影响从基站102和104到移动单元122的信号传输，则发送的信号在发送后到达移动单元的时间等于由202和204表示的相应的基站和移动单元间的直线距离除以信号通过无线信道的传输速度(光速)。在该情况下，不会有过度延时，因为信号经过的是基站102和104以及移动单元122间的直线距离。
如果直线路径受阻，或由于衰落的原因直线信号不可用，则移动单元122接收到的信号会经过一条不同的更长的路径，因此会有相关的延时。图3说明有障碍的一例，例如有大楼或其它目标，它们阻碍了基站到移动单元的直线路径。例如，如图3示出的，在第一基站102和移动单元122间有大楼或其它物体340。因为物体340堵住了第一基站102和移动单元间的直线路径，从第一基站102来的到移动单元处的信号的第一距离经过的是不同于直线路径的路径，例如线312和314说明的路径。线312和314说明的信号路径示出信号离开基站并经物体310反射到移动单元122。
类似地，图3说明另一多径示例，其中物体330堵住第二基站104和移动单元122间的直线路径。因此，从第二基站104来的信号不会经过直线路径而是会经过一条不同的更长的路径以到达移动单元。例如，在图3内，从第二基站104到移动单元的路径是涉及物体346的反射路径并由线342和344说明。
如图2和3说明的，由移动单元从基站接收到的信号可能经历直线路径或一些带有过度延时的其它更长的路径，这要比直线路径经历的时间要长。然而，移动单元测量到达时间且不知道接收到的信号经过的是直线路径还是带有延时的不同的路径。且即使知道接收到的信号没有经过直线路径，移动单元也没有方法能知道信号实际经过的路径的距离。而且，信号经过的路径可能随着物体和移动单元的移动而改变。
图4是说明第一基站102、第二基站104和移动单元的时间关系框图。可以理解从点到点的信号速度可以对所有的点假设为恒定的。信号要经过的第一基站(BTS1)102和第二基站(BTS2)104间的距离需要的时间由线402表示，即用d12表示。信号从第一基站102到移动单元122经过的距离需要的时间用线404表示，用r1表示。类似地，信号从第二基站104到移动单元122经过的距离需要的时间用线406示出，用r2表示。
如果在移动单元122处接收到的信号从两个基站102和104处同时发送，则到达时间差(TDOA)即接收到信号的到达时间之差指明移动单元到第一和第二基站的距离(相应地由r1和r2表示)之差。即使从两个基站发送的信号不同时被发送，如果它们相互同步，且已知其定时关系，则可以计算其TDOA。
例如，在根据工业标准IS-95的系统内，每个相邻基站发送用同一伪随机即PN码编码的导频信号。为使得移动单元能区别来自相邻基站的信号，来自每个基站导频信号的PN码于来自相邻基站的导频信号的相位不同(时间上有延时)。由于基站间的相位即时间延时是固定的，则可以从TDOA测量中减去相对延时。因此，为了简化以下的描述，假设信号同时从每个基站被发送。然而，可以理解所有需要的是基站发送信号的定时间的关系。
参考图4，本发明的TDOA技术有多个几何限制。首先，如果没有接收机定时和估计误差，则信号路径内的过度延时总是正值。这可以理解在没有过度延时时考虑限制情况。如果没有过度延时，则信号从基站到移动单元需要的时间是最短的，因为信号到移动单元走了最短距离，即直线路径。因此，如果没有定时或估计误差，任何其它路径会比直线路径长，从而导致对应的更长的正过度延时。
第二，每个TDOA测量的绝对值的上界是信号从一个基站到另一基站的直线路径经历的时间。这是因为几何三角不等性，即三角形的一边不可能等于或大于三角形另外两边的和，或者说三角形的任何一边都大于或等于三角形另外两边之差。
虽然从基站来的接收到的信号的过度延时未知，以下描述的技术可以确定过度延时的下界。过度延时的下界可以用来改善移动单元估计的位置。过度延时的下界表示存在的最小过度延时，且仍然满足以下描述的信号的定时和过度延时的所有数学关系。接收到的基站信号的过度延时值的所有下界的集合会用于建立改善的移动单元位置估计。
如在图4内说明的，虽然该技术可以应用于任何数量的TDOA测量，将对单个TDOA测量描述该技术。如图4示出，移动单元122接收来自两个基站102和104的信号，例如基于IS-95系统的导频信号。从两个基站接收到的信号导致单个TDOA测量，包括信号从每个基站到移动单元经过的时间之差。如先前描述的，r1和r2是信号从相应的第一和第二基站到移动单元122所需要的时间，d12是信号经过两个基站间的已知直线距离需要的时间。如图4示出的，线段r1、r2和d12形成一个三角。这给出了以下的等式1的限制：
-d12≤r1-r2≤d12                                        [1]
令x1和x2表示移动单元122处的信号到达时间的过度延时，信号相应地由第一基站102和第二基站104发送。很清楚的是x1和x2值不是已知的，因为信号经过的实际路径是未知的。如先前讨论的，x1和x2是正值，表示为x1≥0，x2≥0。而且，用tb表示移动单元和基站时钟时间间的时间偏差。一般，时钟偏差对于所有测量都为恒定的，至少在一相对较短的时段内，诸如用于进行TDOA测量的时段内。然后，在移动单元处为从两个基站102和104接收到的信号测量的到达时间差在等式2内数学表出为：
TDOA12＝TOA1-TOA2＝(r1+x1+tb)-(r2+x2+tb)＝(r1+x1)-(r2+x2)    [2]
其中：
TDOA12是在移动单元处测量的基站1和基站2来的信号间的到达时间差。
TOA1是在移动单元处测量的来自基站1的信号到达时间。
TOA2是在移动单元处测量的来自基站2的信号到达时间。
通过将等式[1]的两个不等式代入等式[2]，导出以下的不等式：
x1-x2＝TDOA12-(r1-r2)≥TDOA12-d12       [3a]
x2-x1＝(r1-r2)-TDOA12≥-d12-TDOA12      [3b]
为确定过度延时项xi(i＝1，2)的下界，方程[3a]和[3b]的解答带有附加的限约束而被确定，即xi≥0，因为如上所述，过度延时为正。
以上所述的技术可以扩展到一般情况，即有N个基站的情况。从i和j基站的相应的每对i和j测量形成了两个不等式集合，类似于等式[3a]和[3b]，如以下等式[4a]和[4b]示出的：
xi-xj＝TDOAij-(r1-r2)≥TDOAij-dij         [4a]
xj-xi＝(ri-rj)-TDOAij≥-dij-TDOAij        [4b]
因此，对于N个基站有(N-1)*N/2个不等式集合，如等式[4a]和[4b]内说明的，这导致总共M＝(N-1)*N个不等式。不等式集合可以如等式5写成矩阵形式：
Ax≥b                                     [5]
其中：
A是M乘N矩阵；以及
b是具有M个分量的列向量。
方程[5]的不等式可以解出，其约束为所有的过度延时值x≥0，以找出未知xi和xj的最小值。解出这些不等式的一种方法是定义具有N个分量的代价向量c。然后对i＝1，…，N的情况解出代价向量，其中代价分量在第i个位置为1其余为0。这减少了最小化cx的问题，限制为x≥0和Ax≥b。本领域内的技术人员可以意识到可以通过解线性不等式的方法确定解，这些方法可以在文献内找到，例如Strang和Gilbert的“Linear Algebra and its Applications”，第8章，第三版，HarcourtBrace Jovanovish，1998年，在此引入。
一个简单的数值示例说明如何确定下界的一个方法。在该例中，测量的TDOA12等于5个时间单位，且信号经过两个基站间已知的直线距离需要的时间为d12等于4个时间单位。将TDOA12和d12的值替代入方程[3a]和[3b]的不等式内产生方程[6a]和[6b]：
x1-x2≥5-4＝1                                                    [6a]
x2-x1≥-4-5＝-9                                                  [6b]
这些不等式，连同约束x1≥0和x2≥0，定义了可行集合，即一集合包含为该例列出的线性不等式族的解。
图5是说明上述示例的可行集合的图。如图5示出的，有两个轴线，一个代表x1的值(线502)，另一个表示x2的值(线504)，这定义了四个象限。右上的象限510包含满足不等式x1≥0和x2≥0的值，且因此是可行集合的可能成员。x1和x2进一步的约束建立了可行集合的附加界限。这些附加界限示出为由不等式x1-x2≥1和x2-x1≥-9定义的区域。不等式x1-x2≥1定义了线x1-x2＝1(512)向下且向右的可能解区域。不等式x2-x1≥-9定义了线x2-x1＝-9(514)向上以及向左的可能解的区域。满足所有不等式即定义可行集合的点的集合是图5的阴影区域516。
为了确定过度延时的下界，最小化代价函数。在该例中，有来自两个基站的信号处有两个代价函数c1＝x1、c2＝x2。为两个代价函数的每个解出最小化代价，并满足定义可行集合的不等式，这导致发生在点530处的最小化代价，其中x1(min)＝1且x2(min)＝0。因此，在该例中，在TOA1上有一时间单位的过度延时的下界，在TOA2上有0时间单位的过度延时的下界。
在确定过度延时的下界后，它们可能在使用TDOA位置估计时被用于改善移动单元位置的估计。例如，过度延时值的下界可以在确定估计的位置前从相应的到达时间(TOA)测量中被减去，从而减少了用于估计位置的TOA测量内的误差。过度延时值的下界还可以用于确定加权因子，用于在确定位置解时给予一些接收到的信号测量增加的优先级或加权。过度延时值的下界还可以被用于完全丢弃测量，例如如果测量的过度延时值的下界超过一阀值，则测量可能不能用于位置估计解。另外。过度延时值的下界还可以用于确定位置解的准确性指示。这些如何使用过度延时值的下界的例子可以独立或组合地被使用。另外，过度延时值的下界可以为移动单元使用，在蜂窝基础设施内被发送到其它位置，诸如基站，以便在基站处被使用，或同时在蜂窝基础设施内的移动单元和其它位置处使用。
图6是说明移动单元122的附加细节的框图。移动单元122包括接收机602，用于从基站接收信号。例如，接收机可能用于接收码分多址(CDMA)信号，或是从基站来的移动通信(GSM)的全球系统。接收机602接收来自基站的信号并确定每个信号的TOA。接收机将接收到信号的TOA输出到过度延时引擎604。
过度延时引擎604接收接收到信号的TIA并为每个接收到的信号确定过度延时的下界。过度延时的下界可能被输出到控制器606，其中它们被用于位置确定。另外，接收到信号的TOA或过度延时的下界可能被通信到不同的位置，例如基站并在基站处被使用。在一实施例中，过度延时引擎604可能是接收机602的一部分。在另一实施例中，接收机、过度延时引擎604和控制器606被组合成单个单元。接收机602，过度延时引擎604和控制器606的制造可能是用应用专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、门阵列或离散元件。在其它实施例中，接收机602、过度延时引擎604和控制器的功能可能以软件或硬件和软件的组合实现。
图7是附加说明基站102的附加细节的框图。在另一实施例中，移动单元发送由移动单元接收到的信号的TOA测量到基站，在此进行移动单元位置的估计。在该实施例中，基站102包括接收机704，用于从移动单元接收信号。例如接收机可能用于接收码分多址(CDMA)信号或从移动单元的移动通信(GSM)的全球系统。接收机704接收由移动单元接收到的信号的TOA测量。接收机704将移动单元接收到的信号的TOA输出到过度延时引擎706。
过度延时引擎706接收来自移动单元的TOA信号，并为每个接收到的信号确定过度延时的下界。过度延时的下界可能被输出到控制器708，其中它们被用于确定移动单元位置的估计。在一实施例中，过度延时引擎706可能是控制器708的一部分。在另一实施例中，过度延时引擎706可能是接收机704的一部分。在另一实施例中，接收机704、过度延时引擎706和控制器708被组合成单个单元。发射机702、接收机704、过度延时引擎706和控制器708的制造可能是用应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、门阵列或离散元件。在其它实施例中，发射机702、接收机704、过度延时引擎706和控制器708的功能可以以软件，或硬件和软件的任何组合实现。
虽然图7说明的是基站，但过度延时引擎可以位于蜂窝基础设施内的任何地方。例如，过度延时引擎可以包括在在基站控制器(BSC)或移动交换中心(MSC)内。在一实施例中，过度延时引擎是估计移动单元位置的位置确定引擎(PDE)的一部分。
在另一实施例中，移动单元确定过度延时的下界并将过度延时的下界值发送到基站102。在该实施例中，接收机702接收移动单元确定的过度延时的下界值并将值输出到控制器708，其中该值用于确定移动单元的位置的估计。
图8说明由移动单元确定过度延时的下界的一种技术的流程图。该流程图表示移动单元122实现的操作。虽然图8描述的是远程单元从两个基站接收信号的技术示例，在实际系统中，移动单元可以从任何数量的基站接收信号。操作流开始于块804，当在移动单元处接收到来自第一基站的信号。流然后继续到块806。在块806内，从第二基站接收信号。图8内说明的示例描述信号按顺序被接收，在一般通信系统内从所有基站来的信号被同时接收。
流然后继续到块808。在块808内，确定两个接收到信号的TDOA。流然后继续到块810，其中确定接收到信号的过度延时的下界。流然后继续到块812。在块812内，估计移动单元的位置，使用过度延时的下界调整的TDOA估计。
图9是说明在除移动单元外的蜂窝网络内的位置处确定过度延时的下界的一种技术。例如，在图9内描述的技术可能被包括在基站、移动交换中心内，或是位置确定引擎的一部分。虽然图9描述了技术的示例，其中远程单元从两个基站接收信号，在实际系统中移动单元可能从任何数目的基站处接收信号。当在移动单元处接收到的从至少两个基站来的信号的TOA值从移动单元来在基站处被接收时，操作流开始于块904。虽然流程图描述关于移动单元的操作，基站能实现关于许多移动单元的操作。
流然后继续到块908。在块908内，确定两个接收到的TOA值的TDOA。流然后继续到块910，其中确定过度延时的下界。流然后继续到块912。在块912内，使用过度延时的下界调整的TDOA估计，来估计移动单元的位置。
以上的说明描述了本发明的一些实施例的示例，其中移动单元位置的估计是通过来自基站发送的信号的到达时间差的测量而完成的。描述的该技术还可以与其它位置定位系统一起使用。例如，该技术可以用于实现全球定位系统(GPS)或其它位置定位系统，从而建立一种混合系统，它组合了来自不同测量系统的测量以估计移动单元位置。另外，描述的技术可以用于纠正用于GPS测量的基准的时间偏差。
上述的描述详细说明了一些本发明的实施例。然而无论以上如何描述，本发明可以有其它特定的实现形式而不偏离本发明的特点和基本特征。上述的实施例被认为在各个方面是说明性的，而不是限制性的，因此本发明的范围是有所附的要求书指明的，而不是上述的说明。所有符合说明书的等价体的意义和范围的改变可以被包括在其范围内。

Claims (65)

1.一种确定移动单元位置的方法，其特征在于包括：
接收来自至少两个基站的信号；
确定接收到信号间的到达时间差；
根据信号的到达时间和基站间的已知距离估计过度延时的下界；以及
根据估计的过度延时的下界和接收到的信号间的到达时间差估计移动单元的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信号是CDMA导频信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信号是GSM信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括使用过度延时的下界而调整移动单元的估计位置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于调整包括从相应的信号的到达时间测量中减去过度延时的下界。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于调整包括根据过度延时的下界对到达时间测量进行加权。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于调整包括根据过度延时的下界而从位置估计中去除到达时间测量。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收到信号的过度延时的下界用于确定移动单元的位置估计的准确性。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于引入信号的过度延时是因为多径而产生的。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于信号在移动单元处从多个基站处被接收，且过度延时的下界是为多个信号到达时间确定而估计的。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于从基站接收到的信号同时从基站被发送。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于从基站接收到的信号在时间上相互同步地被发送。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信号是通信信号。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收到的信号是蜂窝通信信号。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于估计过度延时的下界是用少于所有从基站接收到的信号完成的。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于估计移动单元的位置包括另一位置定位系统。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于其它位置定位系统是全球定位系统。
18.一种移动单元，其特征在于包括：
接收机，用于从至少两个基站接收相应的信号，并确定由每个基站发送的信号的到达时间；
过度延时引擎，用于接收信号的到达时间，并根据来自其相应的基站的信号的到达时间和基站间的已知距离估计过度延时的下界。
19.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于接收到的信号是CDMA导频信号。
20.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于接收到的信号是GSM信号。
21.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于还包括根据估计的过度延时的下界和接收到信号间的到达时间差而估计移动单元的位置。
22.如权利要求21所述的移动单元，其特征在于还包括使用过度延时的下界调整移动单元的估计位置。
23.如权利要求22所述的移动单元，其特征在于所述调整包括从到达时间测量中减去过度延时的下界。
24.如权利要求22所述的移动单元，其特征在于所述调整包括根据过度延时的下界对到达时间测量加权。
25.如权利要求22所述的移动单元，其特征在于所述调整包括根据过度延时的下界将到达时间测量从位置估计中去除。
26.如权利要求21所述的移动单元，其特征在于接收到信号的过度延时的下界用于确定移动单元的估计位置的准确性。
27.如权利要求21所述的移动单元，其特征在于由移动单元确定的位置估计被发送到基站。
28.如权利要求21所述的移动单元，其特征在于估计移动单元位置包括另一位置定位系统。
29.如权利要求28所述的移动单元，其特征在于其它位置定位系统是全球定位系统。
30.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于接收到信号的过度延时的下界被发送到一个基站。
31.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于引入信号的延时是由于多径。
32.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于移动单元用于通信系统。
33.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于移动单元用于蜂窝通信系统。
34.如权利要求18所述的移动单元，其特征在于估计过度延时的下界是用少于从基站接收的所有信号而完成的。
35.一基站，其特征在于包括：
接收机，用于从至少一个移动单元接收信号，其中从至少一个移动单元接收的信号包括由移动单元从至少两个基站接收到的信号的到达时间；以及
过度延时引擎，用于接收信号的到达时间，并为来自相应基站的信号的到达时间估计过度延时的下界，其中基站位于已知的分开距离处。
36.如权利要求35所述的基站，其特征在于估计的移动单元的位置是根据过度延时的下界和接收到的信号的到达时间差而确定的。
37.如权利要求36所述的基站，其特征在于估计的移动单元的位置是使用过度延时的下界而被调整的。
38.如权利要求37所述的基站，其特征在于调整包括从相应的信号的到达时间测量中减去过度延时的下界。
39.如权利要求37所述的基站，其特征在于调整包括根据过度延时的下界对到达时间测量进行加权。
40.如权利要求37所述的基站，其特征在于调整包括根据过度延时的下界从位置估计中去除到达时间测量。
41.如权利要求36所述的基站，其特征在于接收到的信号的过度延时的下界用于确定移动单元的估计的位置的准确性。
42.如权利要求36所述的基站，其特征在于估计过度延时的下界是用少于从移动单元接收到的所有信号完成的。
43.如权利要求36所述的基站，其特征在于估计移动单元的位置包括另一位置定位系统。
44.如权利要求43所述的基站，其特征在于其它位置定位系统是全球定位系统。
45.如权利要求35所述的基站，其特征在于基站用于通信系统。
46.如权利要求35所述的基站，其特征在于基站用于蜂窝通信系统。
47.一种集成电路，用于确定在接收到信号的到达时间测量内的过度延时的下界，其特征在于包括：
输入电路，用于从至少两个基站接收信号，并为每个接收到的信号输出到达时间测量；
过度延时引擎，用于确定从相应基站的接收信号的到达时间差，并根据来自其相应基站的每个信号的到达时间和两个相关联基站间的已知距离，估计在从每个基站接收到的信号内引入的过度延时的下界。
48.如权利要求47所述的集成电路，其特征在于接收到的信号为CDMA导频信号。
49.如权利要求47所述的集成电路，其特征在于接收到的信号是GSM信号。
50.如权利要求47所述的集成电路，其特征在于还包括根据过度延时的下界和接收到的信号间的到达时间差估计移动单元的位置。
51.如权利要求50所述的集成电路，其特征在于估计的移动单元的位置使用过度延时的下界而经调整。
52.如权利要求51所述的集成电路，其特征在于调整包括从到达时间测量中减去过度延时的下界。
53.如权利要求51所述的集成电路，其特征在于调整包括根据过度延时的下界对到达时间测量进行加权。
54.如权利要求51所述的集成电路，其特征在于调整包括根据过度延时的下界将到达时间测量从估计的位置中去除。
55.如权利要求50所述的集成电路，其特征在于接收到的信号的过度延时的下界用于确定移动单元的估计位置的准确性。
56.如权利要求50所述的集成电路，其特征在于估计移动单元位置包括另一位置定位系统。
57.如权利要求56所述的集成电路，其特征在于其它位置定位系统是全球定位系统。
58.如权利要求47所述的集成电路，其特征在于引入信号的延时是由于多径。
59.如权利要求47所述的集成电路，其特征在于估计过度延时的下界使用少于所有接收到的信号完成的。
60.一种确定移动单元位置的方法，其特征在于包括：
接收从至少两个基站来的信号，并在移动单元处确定相应信号的到达时间；
确定从相应基站来的接收到信号间的到达时间差；
根据来自其相应基站的信号的到达时间和基站间已知的距离估计过度延时的下界；以及
将到达时间差和过度延时的下界发送到不同的位置，并根据过度延时的估计的下界以及在不同位置接收到的信号间的到达时间差估计移动单元的位置。
61.如权利要求60所述的方法，其特征在于不同的位置是基站。
62.一种确定移动单元位置的方法，其特征在于包括：
从至少两个基站接收信号并为相应信号在移动单元处确定到达时间；
将信号的到达时间发送到不同的位置；
在不同位置确定来自相应基站的接收到的信号间的到达时间差；
根据来自其相应的基站的每个信号的到达时间和在不同位置处的基站间的已知距离估计过度延时的下界；以及
根据估计的过度延时的下界以及在不同位置处的接收到的信号的到达时间差而估计移动单元的位置。
63.如权利要求62所述的方法，其特征在于不同的位置是基站。
64.一个移动单元，其特征在于包括：
接收机，用于从至少两个基站接收信号，并确定由每个基站发送的信号的到达时间；以及
发射机，用于接收到达时间并将到达时间发送到不同位置。
65.如权利要求64所述的移动单元，其特征在于不同位置还包括：
过度延时引擎，用于接收到达时间并根据来自其相应基站的信号的到达时间以及基站间的已知距离而估计过度延时的下界，并根据过度延时的估计的下界和接收到信号间的到达时间差估计移动单元的位置。
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