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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Vorrichtungen
zum Lokalisieren von entfernten Einheiten, wie zum Beispiel entfernte Einheiten
in drahtlosen Radiofrequenzsystemen, und im Besonderen auf Verfahren
und Vorrichtungen, die eine phasengesteuerte Gruppenantennenanordnung zum
Bestimmen eines Standortes einer entfernten Einheit in einem drahtlosen
Kommunikationssystem verwenden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Viele
drahtlose Kommunikationssysteme, wie zum Beispiel zellulare TDMA-Funktelefonsysteme,
setzen eine Art von Vorrichtung und Technik zur Lokalisierung von
Mobileinheiten ein. Mehrseitenmobileinheitslokalisierungstechniken,
die eine Mehrzahl von Basisstationsempfängern einsetzen, um den Standort
einer Mobileinheit basierend auf einer Mehr zahl von verschiedenen
Seiten zu triangulieren oder auf andere Weise zu bestimmen, sind
gut bekannt.
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Andere
drahtlose Kommunikationssysteme, wie zum Beispiel solche, die eine
CDMA-Verkehrslenkung einsetzen, können eine Mehrzahl von CDMA-Trägern (zum
Beispiel Codes) über
eine Mehrzahl von verschiedenen Frequenzen einsetzen. Mit Techniken
zur Lokalisierung von Mobileinheiten von der Art eines CDMA-Systems
kann ein Problem auftauchen, da Mobileinheiten ihre Ausgangsleistung
typischerweise als eine Funktion ihrer Nähe zu einer übertragenden
Antenne steuern. Zum Beispiel kann eine Mobileinheit, wenn sie sich
einer Basisseitenantenne nähert,
ihre Ausgangsleistung verringern, um anderen Mobileinheiten zu erlauben,
den selben CDMA-Träger
zu verwenden. Dies kann anderen Mobileinheiten, die den selben CDMA-Träger verwenden, weniger
Störung
zur Verfügung
stellen. Jedoch kann, wenn die Mobileinheit die Leistung verringert,
der Pfadverlust ansteigen und eine Mehrseitenlokalisierung schwieriger
werden, da es sein kann, dass andere Antennen bei anderen Seiten
nicht imstande sind, den Mobilträger
der niedrigen Ausgangsleistung zu erfassen. Dementsprechend gibt
es einen Bedarf an Techniken zur Einzelseitenlokalisierung von Mobileinheiten.
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Es
kann sein, dass es ein solches Einzelseitenmobileinheitslokalisierungssystem
oder Mehrseitenlokalisierungssystem auf vielen zellularen Basisstationen
nicht gibt. Folglich kann das Hinzufügen einer Ausrüstung zur
Standortbestimmung, als Zusatz für
zellulare Basisstationen, erforderlich sein. Es kann jedoch ein
Problem auftreten, da das Hinzufügen
von Einzelseitenmobileinheitslokalisierungssystemen eine zusätzliche
Hardware und/oder Antennen, wie zum Beispiel zusätzliche CDMA-Empfänger, lokale
Oszillatoren und eine andere Front-End-Empfangsausrüstung, erfordert.
Dies liegt zum Teil an dem Bedarf, eine Mobileinheitslokalisierungsvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die mit verschiedenen Herstellern von zellularen Basisstationen
kompatibel ist. Die Vervielfältigung
einer Ausrüstung
kann jedoch die Kosten des Gesamtsystems sehr erhöhen.
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Zusätzlich ist
es für
Mehrträgerfunktelefonsysteme,
wie zum Beispiel das durch den IS 95 Proposed EIA/TIA INTERIM STANDARD
Wideband Sprcad Spectrum Digital Cellular System Dual Mode Mobile
Station Base Station Compatibility Standard, 21. April 1992 vorgeschlagene,
wünschenswert,
eine "entfernte
Einheit"-Standortbestimmung
für viele
entfernte Einheiten innerhalb eines einzelnen Trägers sowie für Fälle, in
denen mehrere entfernte Einheiten mehreren Trägern zugewiesen werden, durchzuführen. Um
alle entfernten Einheiten auf Verkehrskanälen zu lokalisieren, kann jedoch
typischerweise eine Vielfachempfängerhardware
erforderlich sein, um Basisbanddaten für mehrere Träger zu erfassen.
Im Allgemeinen sind, wenn Breitbandempfänger, wie zum Beispiel Abtastempfänger, verwendet
werden, noch mehrere digitale Erfassungspfade erforderlich, da zu
lokalisierende entfernte Einheiten eindeutigen Trägern zugewiesen
sein können.
Somit erfordert ein Lokalisieren von entfernten Einheiten, die eindeutigen
CDMA-Trägern
zugewiesen sind, eine Beobachtung von Basisbanddaten innerhalb eines
jeden Trägers,
was den Bedarf an jedem Träger
zugewiesenen digitalen Erfassungspfaden einschließt. Weiterhin
erfordert jeder dieser zugewiesenen Träger entweder einen Breitbandmehrträgerempfänger, eine
Mehrzahl von Mehrträgerempfängern, oder
eine Mehrzahl von Einzelträgerempfängern.
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Darüber hinaus
können
Einzelseitenlokalisierungstechniken oder Mehrseitenlokalisierungstechniken
Ankunftszeit- und
Ankunftsrichtungsalgorithmen einsetzen. Ja: Dem Fachmann auf dem
Gebiet ist bekannt, dass phasengesteuerte Gruppenantennen verwendet
werden, um die Ankunftsrichtung von ankommenden Signalen von entfernten
Einheiten zu bestimmen. Ja: Die Verwendung von phasengesteuerten
Gruppenantennen ermöglicht
eine Erfassung der Ankunftsrichtung durch ein Erfassen von identischen
Kopien der Übertragung
der entfernten Einheit bei jedem Antennenelement. Die Ankunft dieser
identischen Kopien verfügt
bei jedem Antennenelement über
Verzögerungen,
die durch Verwendung von Geometrie berechnet werden können, um
den Ankunftswinkel zu bestimmen. Mehrpfadkomponenten eines Signals
können
bis zu der Konstruktion der phasengesteuerten Gruppe und den Fähigkeiten
der Ankunftsrichtungsalgorithmen unterschieden werden.
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Zusätzlich werden
in dem CDMA-IS95C außerdem
Zugriffssondierungssignale definiert. Diese Zugriffssondierungssignale
werden typischerweise durch eine entfernte Einheit verwendet, um
einer Basisstation anzuzeigen, dass die entfernte Einheit zur Verfügung steht.
Diese Zugriffssondierungssignale werden typischerweise auch erzeugt,
wenn ein Anruf gesendet wird, um einen Verbindungsaufbau und eine
Verwendung von Verkehrskanälen
zu beginnen. In dem Falle, in dem ein Dienst, wie zum Beispiel ein Notdienst,
so schnell wie möglich
den Standort einer entfernten Einheit wissen möchte, kann ein Anruf während eines
Kanalverbindungsaufbaus, aufgrund von Überlastung oder anderer Gründe, blockiert
werden. Das kann die Lokalisierung der entfernten Einheit verhindern,
wo nur Verkehrskanäle
verwendet werden, um den Standort einer entfernten Einheit zu bestimmen.
Es ist daher wünschenswert,
Standortdaten für
eine entfernte Einheit zur Verfügung
zu stellen, bevor Verkehrskanäle
für die
Kommunikation verwendet werden.
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Die
US 5,952,969 offenbart ein
Ankunftszeitdifferenzverfahren (TDOA = Ankunftszeitdifferenz) und
-system zum Bestimmen der Position eines mobilen Funkendgerätes innerhalb
eines verknüpften Mobilfunksystems,
basierend auf Ankunftszeitmessungen (TOA = Ankunftszeit), das eine
Mehrzahl von Funkbasisstationen, Messvorrichtungen, eine Netzwerksteuerung
und einen Dienstknoten umfasst. Die Messvorrichtungen sind in sonst
unsynchronisierten Funkbasisstationen synchronisiert.
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Folglich
gibt es einen Bedarf an einem System zur Lokalisierung einer entfernten
Einheit und einem Verfahren, das in einem Mehrträgertelefon oder drahtlosen
System verwendet werden kann, während die
Kosten für
eine Implementierung verringert werden. Es wäre wünschenswert, wenn ein solches
System sowohl für
eine Einzelseitenlokalisierung einer entfernten Einheit als auch
für eine
Mehrseitenlokalisierung einer entfernten Einheit verwendet werden könnte. Ein
solches System und Verfahren sollte außerdem versuchen, Verzögerungen
zu verringern, die erforderlich sind, um Standortdaten für ausgewählte entfernte
Einheiten zu erhalten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Lokalisierung einer entfernten Ein heit durch Bestimmen von Ankunftszeitdaten
und Ankunftsrichtungsdaten gemäß Anspruch
1 zur Verfügung.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zur Bestimmung eines Standortes mindestens einer entfernten Einheit durch
Bestimmen von Ankunftszeitdaten und Ankunftsrichtungsdaten gemäß Anspruch
6 zur Verfügung.
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Weitere
Aspekte werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Standortes mindestens einer
entfernten Einheit darstellt, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebes der in 1 gezeigten
Vorrichtung darstellt.
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3.1 und 3.2 sind
graphische Darstellungen, die ein Beispiel einer Schaltmatrixsteuerung,
um eine Vierkanalerfassung zur Verfügung zu stellen, und einer
Schaltmatrixsteuerung zum Bereitstellen einer selben Kanalerfassung über eine
phasengesteuerte Gruppenantenne zeigen, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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4 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel einer Prioritätsinformations- und Trägerzuweisung
für eine Mehrzahl
von entfernten Einheiten darstellt, die durch Mobileinheitsidentifizierungsdaten
identifiziert werden, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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5 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel einer Lokalisierungsmaschinenberechnungsverarbeitung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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6 ist
eine Darstellung einer dynamischen Empfängerzuweisung in Reaktion auf
die Bedürfnisse
einer programmierbaren Lokalisierungsmaschine, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen
eines Standortes mindestens einer entfernten Einheit basierend auf
Zugriffssondierungssignale gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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8 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel einer Empfängersteuerung und Datenerfassungssequenzierung
der in 7 gezeigten Vorrichtung darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Kurz
gesagt, bestimmen eine Vorrichtung und ein Verfahren, durch Einsetzen
einer phasengesteuerten Gruppenantenne und einer programmierbaren
Empfängerschaltvorrichtung,
einen Standort von einer oder mehreren entfernten Einheiten in einem
drahtlosen Kommunikationssystem. Eine Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern empfängt auf
jedem der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente
eine Mehrzahl verschiedener Träger,
wie zum Beispiel CDMA-Träger. Eine RF-Schaltmatrix
und -steuerung schalten dynamisch die Mehrzahl von Empfängern, um
nicht nur die verschiedenen Träger
auf jedem der verschiedenen phasengesteuerten Antennenfunkelementen
zu empfangen, um Ankunftszeitinformationen zu bestimmen, sondern
um alternativ ein selbes Trägersignal über das
gesamte oder einen Teil des pha sengesteuerten Gruppenantennenelementes
zu empfangen, um Ankunftsrichtungsinformationen von empfangenen
Basissbanddaten zu bestimmen. Die Vorrichtung und das Verfahren
ordnen Radiofrequenzempfangspfadressourcen, wie durch eine programmierbare
Lokalisierungsmaschine benötigt,
dynamisch zu. Die programmierbare Lokalisierungsmaschine setzt kaskadierte
Ankunftszeit- und Ankunftsrichtungsalgorithmen ein, um "pro entfernte Einheit"-Daten zu bestimmen.
Für solche
Teile der Lokalisierungsmaschine, die gleichzeitig auf mehreren Trägern durchgeführt werden
können,
werden Empfänger
eindeutigen Trägern
dynamisch zugewiesen, um ein paralleles Verarbeiten zu ermöglichen.
Für den
Teil der programmierbaren Lokalisierungsmaschine, der ein Abtasten
der gesamten Antennengruppe erfordert, wie zum Beispiel für Ankunftswinkelbestimmungen,
werden die Empfänger
programmiert, um alle von den gegebenen phasengesteuerten Gruppenantennenelementen
abzutasten, die vorübergehend
einem selben Träger
zur Datenerfassung und nachfolgenden Verarbeitung zugewiesen sind.
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In
einer Ausführungsform
stellt eine Funkfrequenzschaltmatrix Lokaloszillatorfrequenzen für jeden
einer Mehrzahl von RF-Empfängern
zur Verfügung.
Ein programmierbarer lokaler Oszillator gibt die gewünschte Lokaloszillatorfrequenz
an die Radiofrequenzschaltmatrix aus. Eine Steuerung steuert die
Radiofrequenzschaltmatrix und den programmierbaren lokalen Oszillator,
um, in Abhängigkeit
von den Erfordernissen der programmierbaren Lokalisierungsmaschine,
die Mehrzahl von Empfängern,
die an jedes der phasengesteuerten Gruppenantennenelemente gekoppelt
sind, auf eine selbe Trägerfrequenz,
oder jedes Element auf eine unterschiedliche Trägerfrequenz zu schalten. Eine
Mehrzahl von Mobileinheitslokalisierungsträgerpuffern, wie zum Beispiel
CDMA-Trägerpuffer,
werden jedem Träger
zur Verfügung
gestellt, so dass geeignete, durch die Empfänger empfangene Informationen
gespeichert und für
eine Multipass-Auswertung durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine
verwendet werden können.
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Zugriffssondierungssignale
werden als die empfangenen Signale verwendet, von denen Standortdaten
bestimmt werden. Die Empfänger
werden gesteuert (das heißt,
zu einem gegebenen Träger über einen
programmierbaren LO geführt),
um Daten zur Verwendung bei einer Bestimmung von jedem von einer
Mehrzahl von Trägern
zugewiesenen "pro entfernte
Einheit"-Ankunftszeitdaten
zu erhalten, und vorübergehend
gesteuert, um den selben Träger über die
phasengesteuerten Gruppenantennenelemente zum Erhalten von "pro entfernte Einheit"-Daten für Ankunftswinkelberechnungen
zu empfangen. Danach werden die Empfänger verschiedenen Trägerfrequenzen
zurück
neu zugewiesen, so dass mehr Daten erhalten und Ankunftszeitberechnungen fortgeführt werden
können.
Das Neuzuweisen von Empfängern
zurück
zu verschiedenen Trägerfrequenzen
wird als eine Funktion davon durchgeführt, wo die Identifizierungsdaten
einer entfernten Einheit, wie zum Beispiel eine Mobileinheitsidentifizierung (MID),
in den Zugriffssondierungssignalen einer entfernten Einheit lokalisiert
sind.
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1 zeigt
ein Beispiel einer Vorrichtung 100, die über eine
Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern 102a, 102b, 102c, 102d–102n zur
Bestimmung eines Standortes einer entfernten Einheit verfügt. Aus
darstellerischen Gründen,
und nicht um zu begrenzen, wird die offenbarte Erfindung mit Bezug auf
ein drahtloses Mehrträger-CDMA-Kommunikations system
beschrieben, wie zum Beispiel einem drahtlosen IS95/C-System. Es
ist jedoch zu beachten, dass die Erfindung in jedem beliebigen drahtlosen
Kommunikationssystem eingesetzt werden kann. Außerdem wird die Vorrichtung 100 beispielhaft
mit Bezug auf ein Vierträger-Mehrträger-CDMA-Drahtlossystem beschrieben.
Es ist jedoch zu beachten, dass jede beliebige Zahl von Trägern oder Arten
von Verkehrslenkung verwendet werden kann. Die entfernte Einheit
kann eine Mobileinheit oder eine stationäre Einheit sein.
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Die
Vorrichtung 100 umfasst außerdem eine phasengesteuerte
Gruppenantenne 104, die über eine Mehrzahl von phasengesteuerten
Gruppenantennenelementen 106a–106d, eine programmierbare Empfängerschaltvorrichtung 108,
eine Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen,
eine programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 und eine
Bank von Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffern 114 verfügt. Aus darstellerischen
Gründen
wird die offenbarte Erfindung diskutiert, obwohl sie in eine existierende
Basisstation in einem Funktelefonsystem integriert ist, das den
Normalkommunikationsempfänger 116 und
die Normalkommunikationsverkehrskanaldemodulatoren 118 umfasst,
wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Zusätzlich kann die Vorrichtung
als Teil eines BTS oder eines beliebigen anderen geeigneten Netzwerkelementes
in einem drahtlosen Kommunikationssystem eingesetzt werden. Wie
hier gezeigt, kommuniziert die Vorrichtung 100 außerdem Standortdaten,
wie zum Beispiel die geographische Länge, die geographische Breite,
TOA-Daten und/oder DOA-Daten an einen Lokalisierungsdienstknoten 120.
Der LSN 120 stellt eine Liste von entfernten Einheiten,
für die
eine Lokalisierung gewünscht
wird, und andere Informationen zur Verfügung. Zum Beispiel wird die
Trägerzuweisungs-, "entfernte Einheit"-Identifizierungs- und Warteschlangeninformation 122 an
die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
gesendet. Eine Priorität
wird durch den LSN 120, oder ein anderes Netzwerkelement,
für jeden
Träger
oder für
jede identifizierte entfernte Einheit, zum Beispiel durch eine Mobileinheits-ID,
zugewiesen. Wie für CDMA-artige
Kommunikationssysteme gut bekannt, können mehrere entfernte Einheiten
den selben Träger
und verschiedene Walsh-Codes verwenden. Mehrträger-CDMA-Systeme setzen eine
Mehrzahl von Trägern
ein, für
die jeder Träger
eine Zahl, wie zum Beispiel 64, entfernter Einheiten umfasst, wobei jeder
entfernten Einheit für
eine Zeitperiode einer von 64 Walsh-Codes zugewiesen wird.
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Die
Empfängerschaltvorrichtung 108 umfasst
eine Radiofrequenzschaltmatrix 126 und einen programmierbaren
lokalen Oszillator 128. Die Radiofrequenzschaltmatrix 126 kann
eine geeignete integrierte 4 × 4-Schaltmatrixschaltung
oder jeder beliebige geeignete Schaltmechanismus sein. Der programmierbare
lokale Oszillator 128 kann eine Kombination von getrennten
programmierbaren lokalen Oszillatoren sein, von denen jeder durch
ein Lokaloszillatorsteuersignal 130 oder einen Bus programmierbar
ist, der den Radiofrequenzempfängern 102a–102d die
geeigneten Lokaloszillatorfrequenzsignale 140a–140b bei
geeigneten Frequenzen zur Verfügung
stellt.
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Die
Mehrzahl der Radiofrequenzempfänger 102a–102n wird
durch die Schaltmatrix 126 geschaltet, um die ausgewählte Lokaloszillatorfrequenz 133 (hier
vier Signale) von dem programmierbaren lokalen Oszillator 128 zu
empfangen, um die Empfänger zu
steuern, in einer anfänglichen
Datenerfas sungsperiode eine Mehrzahl von verschiedenen Trägern auf
jedem der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente 106a–106d zu
empfangen. Während
dieser anfänglichen
Datenerfassungsperiode werden die erfassten Daten zur Bestimmung von
Ankunftszeitdaten für
eine gegebene entfernte Einheit verwendet. Während anderer Datenerfassungsperioden
werden die Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern 102a–102n,
oder ein geeigneter Untersatz der Empfänger, gesteuert, um eine selbe Lokaloszillatorfrequenz
zu empfangen, um den Empfängern
zu erlauben, das selbe Trägersignal
für eine unterschiedliche
Datenerfassungsperiode zu empfangen, um so zum Beispiel Ankunftswinkellokalisierungsberechnungen
auf einer "pro entfernte
Einheit"-Basis zu
ermöglichen.
In dieser Ausführungsform
umfasst die Mehrzahl der Radiofrequenzempfänger 102a–102n einem
BTS hinzugefügte
Empfänger,
um eine Lokalisierung einer entfernten Einheit zu ermöglichen.
Wie außerdem
gezeigt, können
ein oder mehrere der Radiofrequenzempfänger gemeinsam mit Normalkommunikationspfaden
verwendet werden, wie zum Beispiel dem Radiofrequenzempfänger 102a,
um Ressourcen unter den existierenden Basisstationsempfänger so
weit wie möglich
aufzuteilen. Die Radiofrequenzempfänger 102a–102d umfassen
außerdem
geeignete CDMA-Demodulatoren, so
dass die Empfänger
die Ausbreitungsbasisbanddaten 132 für die Bank von Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffern 114 ausgeben.
Die Ausbreitungsbasisbanddaten werden durch die programmierbare
Lokalisierungsmaschine verwendet, um Standortdaten auf einer "pro entfernte Einheit"-Basis zu bestimmen.
Die Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffer 114 und
ihre Steuerung werden ausführlicher
in der ebenfalls anhängigen
Anmeldung mit dem folgenden Titel beschrieben, die dem augenblicklichen
Abtretungsempfänger gehört: "Mobile Unit Location
Apparatus And Method For A CDMA Wireless System", mit der Anwaltsprozesslistennummer CE03704R,
durch J. Pfeil et al. an dem selben Tag angemeldet, wie die augenblickliche
Anmeldung.
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Die
Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
kommuniziert die Lokalisierungsmaschinensteuerdaten 144 an
die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112, um der
programmierbaren Lokalisierungsmaschine 112 anzuzeigen,
welcher Lokalisierungsalgorithmus wann zu verwenden ist, wie zum
Beispiel wann ein Ankunftszeitalgorithmus versus einem Ankunftswinkelalgorithmus
(Ankunftsrichtungsalgorithmus) zu verwenden ist. Dies basiert auf
einer Kenntnis der aktuellen Auswertungsperiode, oder irgend einem
anderen geeigneten Kriterium. Die Steuerung 110 von gemeinsam
verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen erzeugt ein Schaltmatrixsteuersignal 145,
um die Schaltmatrix 126 zu steuern, so dass die Schaltmatrix 126 die
ausgewählte
Lokaloszillatorfrequenz 133 während der Auswertungsperiode
in geeigneter Weise an den geeigneten Radiofrequenzempfänger 102a–102n führt. Die
Empfängerschaltvorrichtung 108 weist
die Mehrzahl von Empfängern
verschiedenen Trägerfrequenzen
zurück
neu zu, um gleichzeitig zusätzliche
Ankunftszeitdaten für die
Mehrzahl von verschiedenen Trägern
während der
Ankunftszeiterfassungs- und Auswertungsperioden zu erhalten, typischerweise
nachdem Daten zur Verwendung in einer Ankunftsrichtung über mehrere phasengesteuerte
Gruppenantennenelemente für
einen selben Träger
erhalten worden sind.
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Darüber hinaus
ist die Vorrichtung 100 vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise,
eine Einzelseitenlokalisierungsvorrichtung zur Lokalisierung einer
entfernten Ein heit, so dass die phasengesteuerte Gruppenantenne 104 bei
einer einzelnen Seite mit der Mehrzahl von RF-Empfängern und
anderen Elementen der Vorrichtung 100 lokalisiert ist. Somit
wird eine Einzelseitenlokalisierungsvorrichtung offenbart, die sowohl
Ankunftszeit- als auch Ankunftsrichtungsbestimmungen verwendet.
Die Steuerung 110 kann ein Teil einer programmierten Verarbeitungsvorrichtung,
wie zum Beispiel eines programmierten Computers, Mikroprozessors,
DSP, einer Zustandsmaschine, diskreten Logik oder einer anderen
geeigneten Struktur, sein. Die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 kann
ein Softwaremodul, eine Hardwarekonfiguration oder irgend eine geeignete
Kombination davon sein.
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Es
wird auf 2–6 Bezug
genommen, darin kann, in einem Betrieb, wie in dem Block 200 gezeigt,
die Trägerzuweisungs-, "entfernte Einheit"-ID- und Warteschlangeninformation 122 die Form
einer Tabelle 400 (4) annehmen,
und sie wird durch die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen ausgewertet. Zusätzlich werden
außerdem
andere Operationen der Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen in der oben erwähnten ebenfalls
anhängigen
Anmeldung beschrieben. Als Teil der Trägerzuweisungs- und "entfernte Einheit"-ID-Informationstabelle 400 werden
außerdem
signalartige Informationen zur Verfügung gestellt, um anzuzeigen,
ob die Vorrichtung 100 in eine Betriebsart gesetzt werden
sollte, um Verkehrskanäle
auszuwerten, um den Standort einer entfernten Einheit zu bestimmen,
oder ob die Vorrichtung 100 in eine Betriebsart gesetzt
werden sollte, um Zugriffssondierungssignale zu analysieren, um
den Standort einer entfernten Einheit zu bestimmen. Dement sprechend
kann die Trägerzuweisungs- und "entfernte Einheit"-Informationstabelle 400 außerdem die
signalartige Information 402 umfassen. Es ist zu beachten,
dass diese Information gelöscht werden
kann, wenn zum Beispiel die Trägerzuweisungs-
und "entfernte Einheit"-ID-Informationstabelle 400 codiert
wird oder in einer Zeitperiode gesendet wird, von der die Vorrichtung 100 weiß, dass
sie für eine
gegebene Signalart da ist. Dementsprechend bestimmt die Steuerung 110 von
gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen ein
als ein Verkehrskanal zu analysierendes Signal, oder ein Zugriffssondierungssignal,
oder einen anderen anfänglichen
Erfassungskanal. Wie in dem Block 202 gezeigt, umfasst
das Verfahren ein Programmieren des programmierbaren lokalen Oszillators 128,
um jedem der Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern 102a–102n zu
erlauben, einen unterschiedlichen Träger auf jedem der verschiedenen
phasengesteuerten Gruppenantennenelemente 106a–106d zu empfangen,
basierend auf der Zuweisungsinformation von der Trägerzuweisungs-"entfernte Einheit"-ID-Informationstabelle 400.
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Die
Radiofrequenzschaltmatrix 126 ist gekoppelt, um die Lokaloszillatorfrequenzsignale 140a–140d jedem
der Mehrzahl von RF-Empfängern 102a–102d zur
Verfügung
zu stellen. Der programmierbare lokale Oszillator 128 verwendet
den Ausgang 131 des programmierbaren Oszillators, um die ausgewählte Lokaloszillatorfrequenz 133 als
eine Eingabe für
die Radiofrequenzschaltmatrix 126 auszugeben. Die RF-Schaltmatrix 126,
die durch den programmierbaren lokalen Oszillator 128 gesteuert wird,
verknüpft
die Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern 102a–102d,
die an jedes der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente 106a– 106d gekoppelt
sind, dynamisch mit verschiedenen Trägerfrequenzen. Dies geschieht
während Auswertungsperioden,
die für
eine Erfassung von Ankunftszeitdaten erforderlich sind. Für eine Ankunftsrichtungsdatenerfassung
verknüpft
die RF-Schaltmatrix,
die durch den programmierbaren lokalen Oszillator 128 gesteuert
wird, die Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern 102a–102d nachfolgend
dynamisch mit einer selben Trägersignalfrequenz,
ebenfalls zur Verwendung bei der Bestimmung eines Standortes der
entfernten Einheit. Wie in der in 1 gezeigten
Ausführungsform
erwähnt, sind
die empfangenen Signale Verkehrskanalsignale, die verwendet werden,
um den Standort einer entfernten Einheit zu bestimmen.
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Es
wird auf 3, 5 und 6 Bezug genommen,
darin steuert eine Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen den programmierbaren lokalen
Oszillator 128, um die ausgewählten Lokaloszillatorfrequenzen 132 den
geeigneten Radiofrequenzempfängern 102a–102d über die
Schaltmatrix 126 zur Verfügung zu stellen, wie zum Beispiel
durch die Spalte 600 gezeigt. Wie beispielhaft gezeigt,
werden die RF-Empfänger 102a–102d in
geeigneter Weise über
die Lokaloszillatorfrequenzsignale 140a–140d von der Schaltmatrix 126 so
gesteuert, dass jeder während einer
ersten Periode ein unterschiedliches Trägersignal von jedem der verschiedenen
phasengesteuerten Gruppenantennenelemente 106a–106d empfängt, um
Daten zur Verwendung in den TOA-Berechnungen zu erhalten. Zum Beispiel
wird der Empfänger 102a mit
dem Lokaloszillatorfrequenzsignal 140a programmiert, um
einen ersten Träger
C1 zu empfangen, der Daten für
die entfernten Einheiten 1010, 7777, 2345, 4768 und 3465 enthält. Genauso
empfängt
der RF- Empfänger 102b ein
Lokaloszillatorfrequenzsignal 140b, um dem RF-Empfänger 102b zu erlauben,
einen unterschiedlichen Träger
C2 zu empfangen, der die entfernten Einheiten 1234, 6543, 3453 enthält, und
so weiter für
andere restliche Träger.
Somit empfangen diese Radiofrequenzempfänger die Mehrzahl von verschiedenen
Trägern
auf jedem der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente
während
einer ersten Zeitperiode 602. Die Empfängerschaltvorrichtung 108,
die von der Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
gesteuert wird, ändert
die Lokaloszillatorfrequenzen, die mit jedem der Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern verknüpft sind,
dynamisch in andere Frequenzen.
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3.1 und 3.2 stellen
Beispiele einer dynamischen Schaltsteuerung dar, um eine Vierkanalerfassung
und Neuzuweisung von Empfängern zur
Verfügung
zu stellen, um eine Datenerfassung eines selben Kanals über mehrere
phasengesteuerte Gruppenantennenelemente zur Verfügung zu
stellen. Wie gezeigt, stellt, wo eine Vier-mal-Vier-Schaltmatrix
verwendet wird, die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen die RF-Schaltmatrix 126 ein,
um Daten von verschiedenen Trägern,
jeweils in einem anderen phasengesteuerten Gruppenelement, durch
das Steuersignal 145 zu erhalten, das die Schaltmatrix 126 steuert,
um die geeigneten Lokaloszillatorfrequenzsignale 140a–140b durch
Auswählen
einer geeigneten Schaltsteuerung auszugeben, um die Lokaloszillatorfrequenz 133 an
den geeigneten Radiofrequenzempfänger 102a–102d auszugeben.
Die Ankunftszeitdaten können
dadurch erhalten werden, dass die Radiofrequenzempfänger 102a–102b jeweils
eine unterschiedliche Lokaloszillatorfrequenz empfangen, die durch
die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
ausgewählt
werden, um eine Vierträgererfassung
zur Verfügung
zu stellen. Wie in 3.2 gezeigt, wird die RF-Schaltmatrix 126 gesteuert,
um Schalter für
eine Einzel- oder selbe Kanalerfassung einzustellen, um Daten für Ankunftsrichtungsberechnungen
für eine
entfernte Einheit zu erhalten, die einem ausgewählten Träger zugewiesen ist.
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Wie
in dem Block 204 gezeigt, führen, wie dem Fachmann auf
dem Gebiet bekannt, die RF-Empfänger
auch während
dieser ersten Zeitperiode 602 Synchronisierungsalgorithmen
durch, die Signalwiederherstellungsprozesse an den richtigen Timing-Offsets
ausrichten, wodurch eine Signalwiederherstellung und Lokalisierungsalgorithmen
zugelassen werden. Synchronisierungsverfahren wie diese erreichen
typischerweise eine zunehmende Genauigkeit, wenn Daten von einer
fernen Einheit bei der Station ankommen und Kohärenz erhalten wird. Der Synchronisierungs-
und Suchprozess umfasst ein Bestimmen von Timing, Frequenz und anderen
Kanal-Offsets. Dies
wird durch ein Vergleichen einer bekannten Sequenz mit der Information
erreicht, die durch die Mobileinheit übertragen und durch die entfernte
Seite empfangen wird. Diese Suche erreicht Kohärenz, wenn die Signalerfassungsverfahren
von einem ungeeichten in einen synchronisierten Zustand übergehen.
Mit anderen Worten, wie in "CDMA Principles
of Sprcad Spectrum Communication" von Andrew
J. Viterbi, Addison-Wesley Publishing Company, 1995 ISBN 0-201-63374-4 beschrieben,
erzeugt eine Neumodulation einer bekannten Sequenz ein Signal, das
dann mit den von einer entfernten Seite empfangenen Basisbanddaten
korreliert wird, um Timing-Offsets zu erzeugen. Die bekannte Sequenz von
Daten wird mit der Information verglichen, die durch die entfernte
Einheit innerhalb des Suchfensters empfangen wird, um die Timing-Differenz
bezüglich
der internen Referenz der fernen Einheit und nachfolgend der Ausbreitungsverzögerung und
somit des Abstandes zwischen der mobilen und der entfernten Einheit
zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass wenn die Radiofrequenzempfänger 102a–102n nicht
als Teil eines bestehenden BTS eingebettet sind, es zum Beispiel
notwendig sein kann, eine Kanalmodemdemodulatorhardware und/oder
-software zur Verfügung
zu stellen, um eine geeignete Synchronisierungsinformation zu erzeugen.
Die Radiofrequenzempfänger
werden dynamisch zugeordnet, um eine "pro entfernte Einheit"-Datenerfassung von verschiedenen
Trägern
zur Verfügung
zu stellen. In der zweiten Datenerfassungs- und -auswertungsperiode 602 werden
die Radiofrequenzempfänger
den Trägern
zugewiesen, die über
die höchsten
Prioritätszuweisungen
verfügen.
-
Wie
in dem Block 206 gezeigt, wird während der Auswertungs- und
Datenerfassungsperiode 602 eine lokale Kopie der demodulierten
Daten 142 durch ein anderes Antennensystem 148 und
verschiedene Empfänger
und Demodulatoren erhalten, um eine Kopie von empfangenen demodulierten
Daten zur Verwendung in einem Vergleich durch die programmierbare
Lokalisierungsmaschine 112 zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise
werden die demodulierten Daten durch eine andere Antenne als die
phasengesteuerte Gruppenantenne 106a–106d erhalten. Die lokale
Kopie der demodulierten Daten 142 wird allen interessierenden
Trägern
entweder durch verschiedene Empfänger
oder, wenn gewünscht,
durch Verwenden der standortdedizierten Empfänger zur Verfügung gestellt.
Wo die Radiofrequenzempfänger 102a–102n verwendet
werden, speichern zusätzliche
Basisbandpuffer, ähnlich
den Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffern 114, die Kopie
der demodulierten Daten 142 und stellen diese der programmierbaren
Lokalisierungsmaschine 112 zur Verfügung. Während die lokale Kopie der
demodulierten Daten erhalten werden, wie in dem Block 208 gezeigt,
speichert die Vorrichtung Abtastwerte von demodulierten Basisbanddaten
von jedem CDMA-Träger
in der Bank der Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffer 114 zur
Verwendung durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt, sind die in der Bank von
Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffern gespeicherten demodulierten
Basisbanddaten Basisbanddaten, die ausgebreitet worden sind.
-
Wie
in dem Block 210 gezeigt, führt die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 auch während der
Auswertungs- und
Datenerfassungsperiode 602 durch Erhalten von Daten auf
einer "pro entfernte
Einheit"-Basis von
dem geeigneten einer entfernten Einheit zugewiesenen Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffer
eine Ankunftszeitanalyse für jede
entfernte Einheit durch. Somit bestimmt die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 Ankunftszeitdaten
auf einer "pro entfernte
Einheit"-Basis von
jedem einer Mehrzahl von verschiedenen Trägern von jedem der verschiedenen
phasengesteuerten Gruppenantennenelementen. Die Basisbanddaten 132 sind
CDMA-Trägerdaten,
wie zum Beispiel Ausbreitungsbasisbanddaten, die auf einer "pro Träger"-Basis in der Bank
von CDMA-Trägerpuffern
gespeichert sind, wie ausführlicher
in der ebenfalls anhängigen
Anmeldung mit dem Titel "Mobile Unit
Location Apparaturs And Method For A CDMA Wireless System" mit der Anwaltsprozesslistennummer
CE03704R, die zuvor hierin zitiert wurde, beschrieben. Wo gewünscht, kön nen außerdem Zeitstempel
verwendet und den empfangenen Basisbanddaten 132 zugewiesen
werden, so dass eine Multipass-Verarbeitung
durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine für Nicht-Echtzeitdaten durchgeführt werden
kann, wenn eine gewünschte Multipass-Verarbeitung
umfasst, dass mehrere Auswertungen (entweder seriell oder parallel)
eines gemeinsamen Satzes von erfassten Basisbandabtastdaten durchzuführen sind.
-
Nachdem
die Ankunftszeitdaten durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 für alle einem
gegebenen Träger
zugewiesenen entfernte Einheiten bestimmt worden sind, sendet die
programmierbare Lokalisierungsmaschine ein Signal 146,
das anzeigt, dass sie die Ankunftszeitbestimmung auf einer "pro entfernte Einheit"-Basis abgeschlossen
hat, an die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen.
-
Wie
in dem Block 212 gezeigt, umfasst das Verfahren, nachdem
die Ankunftszeitdaten für
die vorgesehenen entfernten Einheiten auf den vorgesehenen Trägern bestimmt
worden sind, ein dynamisches Schalten der Mehrzahl von Radiofrequenzempfängern, die
an jedes der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente
gekoppelt sind, um das selbe Trägersignal
zu empfangen. Dies dient der Bereitstellung von Daten zur Verwendung
in einer Ankunftsrichtungsberechnung für eine diesem Träger zugewiesene
entfernte Einheit. Somit erhalten die Mobileinheitslokalisierungs-CDMA-Puffer Daten zur
Verwendung in einer Bestimmung von Ankunftsrichtungsdaten und die
programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 bestimmt Ankunftsrichtungsdaten
pro entfernte Einheit, die dem selben Trägersignal in Reaktion darauf
zugewiesen werden, dass die Steuerung 110 von ge meinsam
verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen die Empfänger dynamisch
mit dem selben Trägersignal
verknüpft.
-
Im
Besonderen sendet die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen ein Lokaloszillatorsteuersignal 130 an
den programmierbaren lokalen Oszillator, das die Lokaloszillatorfrequenz
anzeigt, die gemeinsam für alle
die gewünschten
RF-Empfänger 102a–102n zu verwenden
ist, um Daten zum Bestimmen von Ankunftsrichtungsdaten auf einer "pro entfernte Einheit"-Basis zu erhalten.
Das Schalten der Mehrzahl von Empfängern, um das selbe Trägersignal über einen
gemeinsamen lokalen Oszillator zu empfangen, ist zum Beispiel während der
Periode 604 in 6 bekannt. Wie gezeigt, bezeichnet
diese Periode die Datenerfassungs- und -auswertungsperiode für die Ankunftsrichtungsberechnung.
Zum Beispiel wird während
dieser Zeitperiode der Träger
C2 durch jeden der Radiofrequenzempfänger 102a–102d zur selben
Zeit empfangen, sodass die Empfängerressourcen
vorübergehend
einem einzelnen Träger
zugewiesen werden, in diesem Falle dem Träger C2, da die in der Liste
von 4 gezeigte entfernte Einheit mit der höchsten Priorität dem Träger C2 zugewiesen wurde.
In Anbetracht früherer
Synchronisationswerte, die von der ersten Auswertungsperiode 602 gespeichert
wurden, kann die Erfassung über
die vierelementbasierte Antennengruppe wesentlich kürzer sein
und immer noch eine geeignete Genauigkeit zur Verfügung stellen.
Die Erfassungs- und Auswertungsperiode 602 ist wahrscheinlich
länger
als die Erfassungs- und Bearbeitungsperioden 604, 606 und 608,
da diese späteren
Erfassungsperioden verwendet werden, um eine Einzelträgererfassung
und eine gemeinsame Ankunftszeit- und Ankunftsrich tungsverarbeitung
durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 durchzuführen. Aufgrund
der beteiligten wesentlichen Erfassungs- und Verarbeitungserfordernisse,
ist der TOA-Prozess auf einer "pro
Träger"-Basis typischerweise
ein längerer
Prozess. Die DOA-Algorithmen verwenden die während der TOA-Bestimmungsperioden
durchgeführten
Synchronisierungsbestimmungen neu. Die Auswertungsperioden 610–614 stellen
die Ankunftszeit- und Ankunftsrichtungsverarbeitung dar, die durch
die Vorrichtung 100 für
entfernte Einheiten durchgeführt werden,
die den Trägern
fünf und
sechs (C5 und C6) zugewiesen werden. Die dynamische Empfängerzuweisung
lässt weniger
längere
Zeitsynchronisierungs- und Verarbeitungsperioden zu, da es weniger Zeit
braucht, um Erfassungsschnappschüsse über die
phasengesteuerte Gruppenantenne für die Ankunftsrichtungsverarbeitungsperioden
zu machen, da Synchronisierungsinformationen in früheren Zeitperioden
während
der Ankunftszeitdatenerfassungsperioden erhalten werden.
-
Es
wird erneut auf 2 Bezug genommen, darin umfasst
das Verfahren, wie in dem Block 214 gezeigt, ein Speichern
der erfassten Basisbanddaten zur Verwendung in einer Bestimmung
von Ankunftsrichtungsdaten durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112.
Wie in dem Block 216 gezeigt, umfasst das Verfahren ein
Durchführen
der Ankunftsrichtungsanalyse durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 und
ein nochmaliges Senden eines Fertigstellungssignals 146 an
die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen,
wenn die auf einer "pro
entfernte Einheit"-Basis
bestimmten Ankunftsrichtungsdaten vollständig sind. Wie in dem Block 212 gezeigt, wird
die Vorrichtung gesteuert, um die Daten von dem selben Trägersignal
zur Verwendung in einer Ankunftsrichtungsbestimmung für jeden
gewünschten
Träger
zu erhalten. Dementsprechend kann der Prozess für zusätzliche Träger wiederholt werden. Zum
Beispiel wird ein zusätzlicher
Schritt eines Erhaltens oder Bestimmens von Ankunftsrichtungsdaten
für andere
restliche Träger
der Mehrzahl von verschiedenen Trägern durch ein dynamisches
Schalten der Empfänger
erreicht, um jeden der restlichen Träger auf eine sequenzielle Art
und Weise gemeinsam zu empfangen. Dies wird zum Beispiel in den
Perioden 606, 608 und 610 von 6 gezeigt.
-
Es
wird auf 5 Bezug genommen, darin können die
durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 verwendeten
Auswertungsperioden durch den zugewiesenen Prioritätspegel
eines gegebenen Trägers
gesteuert werden. Zum Beispiel wird, wie in der Auswertungsperiode 500 gezeigt,
der Träger
C2 zuerst erfasst, da der Träger
C2 über
die höchste
Priorität
verfügt,
wie in der Warteschlangeninformationstabelle 400 gezeigt
(4). Diese Auswertungen können zum Beispiel die Ankunftszeitauswertungen
sein. Wie in der Auswertungsperiode 502 gezeigt, kann die
programmierbare Lokalisierungsmaschine als nächsten den Träger C4 auswerten,
da dieser Träger über eine
zweite Pegelpriorität
und weniger zu analysierende entfernte Einheiten verfügt. In Abhängigkeit
von dem System ist es wahrscheinlich, dass Auswertungsperioden sechs
Sätze von
Rahmen und Dauer benötigen,
einen Satz von Rahmen pro Träger,
wobei die in einem Satz erforderliche Zahl von Rahmen zur Auswertungsverarbeitung
durch die zur Synchronisierung erforderliche Zeit bestimmt wird. Über den
selben Satz von erforderlichen Kanal daten können mehrere Standortbestimmungen
für eine
ausgewählte
entfernte Einheit durchgeführt
werden.
-
7 stellt
eine Ausführungsform
der Erfindung dar, in der die Vorrichtung 700 Zugriffssondierungssignale
alleine, oder zusätzlich
zu Verkehrskanalsignalen, auswertet. Die Vorrichtung 700 ist
im Wesentlichen die selbe wie die in 1 gezeigte
Vorrichtung 100, außer
dass die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
die Lokalisierungsmaschinensteuerdaten 144, das Lokaloszillatorsteuersignal 130 und
die Schaltermatrixsteuerdaten 145 als eine Funktion davon
an die erforderlichen Elemente sendet, wo Identifizierungsdaten
einer entfernten Einheit, wie zum Beispiel Mobileinheits-ID-Daten,
in den Zugriffssondierungssignalen einer entfernten Einheit lokalisiert sind.
Somit werden die anfängliche
Zuweisung von Empfängern,
um die Ankunftszeitdaten zu erhalten, und das Neuzuweisen der Empfänger, um
einen selben (gemeinsamen) Träger
für DOA-Daten
zu empfangen, und die Neuzuweisung von Empfängern zurück, um verschiedene Trägerfrequenzen
zu empfangen, als eine Funktion davon durchgeführt, wo die Identifizierungsdaten
einer entfernten Einheit in den Zugriffssondierungssignalen einer
entfernten Einheit lokalisiert sind. Wo zum Beispiel Zugriffssondierungssignale,
die Mobileinheits-ID-Daten umfassen, nach einer Präambel lokalisiert
sind, wie zum Beispiel die in IS95/C beschriebenen Zugriffssondierungssignale,
schaltet die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
die Radiofrequenzempfänger 102a–102d von
der Ankunftszeiterfassungsperiode zu einer Ankunftsrichtungserfassungsperiode
und zurück
zu einer Ankunftszeitperiode um, bevor nach der Präambel Mobileinheits-ID-Daten
empfangen werden, so dass die Vorrichtung 700 die Mobileinheits-ID-Daten erfassen kann.
Dementsprechend kann eine Lokalisierung der entfernten Einheit auf
eine effiziente Art und Weise durchgeführt werden, bevor ein Verbindungsaufbau
abgeschlossen ist. Dies kann nützliche
Standortinformationen in Notfallsituationen zur Verfügung stellen,
in denen ein Anruf aufgrund verschiedener Gründe nicht abgeschlossen werden kann,
und kann außerdem
in anderen Situationen von Vorteil sein.
-
Darüber hinaus
sind die Zugriffssondierungssignale typischerweise von kürzerer Dauer
als Kommunikationen über
Verkehrskanäle.
Dementsprechend verwendet die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 einen
Ankunftszeitalgorithmus in erster Linie während einer Zugriffssondierungsdauer.
Eine Ankunftszeitbestimmung wird auf der selben oder etwas geringeren
als der vollen Zugriffssondierung durchgeführt. Die Ankunftsrichtungsberechnung
kann unter Verwendung eines kleineren Abtastsatzes, nämlich einer
kurzen Dauer, durchgeführt
werden.
-
Dem
Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass der programmierbare lokale
Oszillator und die lokalen Oszillatoren der Empfänger über ausreichende Neuabgleichspezifizierungen
verfügen,
um keine Ankunftsrichtungserfassung zu stören. Ein kohärentes Abtasten
eines jeden der Antennenelemente wird während eines Schnappschusses
abgeschlossen, der ausreicht, um eine Gruppenanalyse durchzuführen. Eine
Eichung der phasengesteuerten Gruppenantenne wird nötigenfalls
aktualisiert, um irgendein Phasenungleichgewicht zwischen den Empfangspfaden
der phasengesteuerten Gruppenantennenelemente auszugleichen. Diese
Eichung wird typischerweise über
ein bei der Gruppe eingekoppeltes Signal durchgeführt, kann aber
auch über
andere externe Stimuli, wie zum Beispiel eine Referenz-"entfernte Einheit", durchgeführt werden.
-
8 stellt
eine Tabelle dar, die die dynamische Zuordnung einer Empfängerzuweisung
für ein Zugriffssondierungssignal
zeigt. Wie gezeigt, werden Ankunftszeitdaten während der Perioden 800 und 810 erfasst,
beziehungsweise analysiert. Wie durch die Erfassungsperioden 800 gezeigt,
steuert die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
die Empfängerschaltvorrichtung 108,
um die Zugriffssondierungen für
vier Träger
zu erfassen, um Basisbanddaten für
Ankunftszeitberechnungen zu erhalten. Die Ankunftszeit (TOA) eines
prompten Strahls einer Zugriffssondierung wird durch die programmierbare
Lokalisierungsmaschine 112 auf eine konventionelle Art und
Weise bestimmt, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Ein
Ankunftszeitalgorithmus, der vorzugsweise außerdem verwendet werden kann, kann
in der ebenfalls anhängigen
Anmeldung mit dem folgenden Titel gefunden werden: "Method and Apparatus
for Determining an Angle of Arrival of a Transmitted Signal in a
Communication System" der Erfinder
Golovin et al., Anwaltsprozesslistennummer CE08217R, an dem selben
Tag angemeldet und dem augenblicklichen Abtretungsempfänger gehörend. Nachdem
die Empfänger
geschaltet sind, um eine Mehrzahl von verschiedenen Trägern auf
jedem der verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelemente 106a–106d für das Zugriffssondierungssignal
zu empfangen, steuert die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten
Mobileinheitslokalisierungsressourcen die Empfängerschaltvorrichtung 108,
um die Mehrzahl von RF-Empfängern 102a–102n zu
steuern, um einen selben Träger
während
der Zeitperiode 810 für
Zugriffssondierungssignale zu empfangen, um Basis banddaten für Ankunftsrichtungsberechnungen
durch die programmierbare Lokalisierungsmaschine 112 zu
erhalten. Der TOA-Algorithmus wird, unter Verwendung der Timing-Referenz
des prompten Strahls einer Zugriffssondierung, die den gespeicherten
Basisbanddaten, die für
die Ankunftsrichtungsberechnungen verwendet werden, einen Index
zur Verfügung
stellt, mit einem DOA-Algorithmus kaskadiert. Es kann ein beliebiger
Ankunftsrichtungsalgorithmus einer phasengesteuerten Gruppe, der
dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, verwendet werden. Danach
weist die Steuerung 110 von gemeinsam verwendeten Mobileinheitslokalisierungsressourcen
die RF-Empfänger 102a–102n neu
zu, um vor der Erfassung der in dem Zugriffssondierungssignal eingebetteten Mobileinheitsidentifizierungsdaten
eine Ankunftszeitdatenerfassung für vier Träger fortzusetzen.
-
Die
programmierbare Lokalisierungsmaschine ist programmierbar, da die
Steuerung steuern kann, welcher Algorithmus verwendet werden kann, um
Zeit zu schalten. Zum Beispiel wird ein Ankunftszeitalgorithmus
verwendet, um Basisbanddaten auszuwerten, die in den Lokalisierungs-CDMA-Puffern gespeichert
sind. Die Steuerung kann dann die programmierbare Lokalisierungsmaschine
programmieren, um später
Ankunftsrichtungsberechnungen mit Basisbanddaten durchzuführen, die
gespeichert werden, wenn die phasengesteuerten Gruppenantennenelemente
durch Empfangen des selben Trägersignals über die
Mehrzahl von verschiedenen phasengesteuerten Gruppenantennenelementen
programmiert werden. Ein Beispiel von geeigneten kaskadierten Ankunftszeit-
und Ankunftsrichtungsalgorithmen kann folgendermaßen arbeiten.
Für einen
gegebenen Satz von entfernten Einheiten auf einem gegebenen Satz
von Trägern
werden die Kanalparameter (Ti ming-Offsets, Energiemessungen, Frequenz-Offsets)
für jede
entfernte Einheit bestimmt und gespeichert. Die Kanalparameterbestimmung
kann durch eine Vielfalt von Mitteln erreicht werden, wie zum Beispiel
Speichern von Kommunikationsmodemparametern, Erfassen der Korrelationsspitze
des ankommenden Strahls mit der höchsten Energie, Erfassen der
Korrelationsspitze des am frühesten
ankommenden Strahls, und so weiter. Nachdem die Empfänger über eine
gemeinsame LO-Referenz zu einem gemeinsamen Träger geführt worden sind, kann die DOA-Verarbeitung
beginnen. Sofort nach einer Einstellzeit für die Empfänger (typischerweise der Ausbreitungszeit
des Signals durch die Filterantwort) kann die Erfassung von phasengesteuerten
Gruppenbasisbanddaten eines gemeinsamen Trägers beginnen. Unter Verwendung
der während
der TOA-Algorithmusverarbeitung entdeckten Kanalparameter werden
DOA-Algorithmen mit den "phasengesteuerte
Gruppe"-Daten durchgeführt. Dies
umfasst typischerweise eine Skalarproduktoperation, die komplexwertige
Ergebnisse für
jedes Antennenelement liefert. Diese können dann für eine Ankunftswinkelbestimmung
ausgewertet werden. Eine allgemeine Technik umfasst die Null-Auffüllung der
Gruppen-'Signatur' (das heißt, der
Skalarproduktergebnisse). Der nullaufgefüllte Vektor wird dann durch
eine Spektralanalyse (typischerweise eine schnelle Fourier-Transformation)
geführt,
wobei die Spitzenspektralenergie proportional zu dem Ankunftswinkel
ist.
-
Es
ist außerdem
klar, dass zum Beispiel die Steuerung keine gemeinsam verwendete
Ressourcensteuerung sein muss, sondern eine Einzelverarbeitungsvorrichtung
mit jeder beliebigen anderen Komponente sein kann. Zusätzlich ist
klar, dass die hierin beschriebene Funktionalität durch andere Elemente der
Vorrichtung 100, wie gewünscht, durchgeführt werden
kann. Zusätzlich
kann jede beliebige Zahl von geeigneten phasengesteuerten Gruppenantennenelementen
verwendet werden, entweder in einer linearen Gruppe, nicht-linearen
Gruppe oder einer geeigneten Kombination von beiden. Darüber hinaus
ist klar, dass dem Fachmann auf dem Gebiet die Implementierung von
anderen Variationen und Modifikationen der Erfindung in ihren verschiedenen Aspekten
in den Sinn kommt und dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen
spezifischen Ausführungsformen
beschränkt
ist.