ITRM960306A1 - Procedimento ed apparecchio di localizzazione in un sistema cdma - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'invenzione, avente per titolo:

"Procedimento ed apparecchio di localizzazione in un s_i_ sterna CDMA"

Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce, in linea generale, ai sistemi per comunicazioni senza filo e, più particolarmente, ad un procedimento e ad un apparecchio per localizzare una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni senza filo ad accesso multiplo a divisione di codice (CDMA).

Precedenti dell'Invenzione

In un sistema per comunicazioni senza filo, è spesso desiderabile localizzare gli utenti che stanno effettuando delle chiamate. Le applicazioni per una tale tecnologia comprenderebbero i servizi di emergenza 911, per cui i servizi di polizia/antincendio/ambulanza potrebbero essere messi a disposizione di un uente che effettua una chiamata. Altre applicazioni comprenderebbero la rivelazione di eventi fraudolenti, le investiga zioni di polizia e simili.

I sistemi cellulari precedentemente installati avevano scarsa capacità a questo riguardo. Per esempio, in un sistema radio cellulare AMPS (Sistema Telefonico Mobile Progredito), un utente potrebbe essere localizza, to nell'ambito di una cella determinando quale antenna di una stazione di base è stata usata per servire lo utente. Tuttavia, una cella potrebbe anche essere tanto grande da estendersi per un raggio di 3-5 miglia, rendendo questa informazione praticamente inutile. Poiché molti dei.densi siti cellulari urbani sono ora molto più piccoli e molti siti cellulari urbani/suburbani ven gono ora suddivisi in settori, utilizzando antenne settorizzate per limitare l'area di servizio di un canale soltanto ad un settore della cella, le aree di copertura di una cella sono ora più piccole. Tuttavia, l'area anche in queste celle più piccole può ancora essere superiore ad un miglio quadrato. Ciò rende ancora la localizzazione di un utente praticamente priva di utilità per la maggior parte degli scopi. Altri sistemi radio, per esempio il sistema US Digital Cellular (USDC) ed il sistema Group Speciale Mobile (GSM) utilizzano lo stesso metodo*di identificazione della cella o del settore e perciò non potrebbero far nulla di meglio del sistema AMPS. ;Sebbene vi siano altre alternative di localizzazione, per esempio l'impiego delle unità del sistema Glooal Positioning System (GPS) sull'unità di abbonato oppure la tecnica delia triangolazione su una unità di abbonato trasmittente, queste ed altre simili soluzioni si dimostrano troppo costose per essere usate dalla mag_ gior parte degli abbonati oppure, nel caso della triangolazione, richiedono che a questo scopo vengano dedica, te altre risorse che sono costose ed occupano un tempo di funzionamento. ;Rimane pertanto la necessità di una perfezionata soluzione efficiente sotto l'aspetto del costo per la localizzazione degli abbonati in un sistema per comunicazioni senza filo. ;Breve descrizione dei Disegni ;La Figura 1 rappresenta uno schema semplificato che illustra un sistema cellulare che può impiegare la presente invenzione, ;la Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi di un ricevitore nel sistema CDMA in una unità di abbonato in conformità ad una forma di realizzazione dell'invenzione, ;la Figura 3 rappresenta uno schema che illustra la localizzazione di una unità di abbonato nell'ambito di un sistema COMA in conformità ad una forma di realiz zazione dell'invenzione, ;la Figura 4 rappresenta un diagramma che illustra una sequenza di temporizzazione usata nella determinazione del ritardo di propagazione per la localizzazione di una unità di abbonato in un sistema CDMA secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, ;la Figura 5 rappresenta uno schema a blocchi di un ricevitore operante in un sistema CDMA in una stazio ne di base in conformità ad una forma di reaiizzazione dell'invenzione, ;la Figura 6 rappresenta un diagramma delle linee temporali che illustra i tempi di propagazione e di ritardo usati per la localizzazione di un abbonato in conformità ad una forma di realizzazione dell'invenzione, la Figura 7 rappresenta un diagramma di flusso che illustra il procedimento con il quale un abbonato misura i segnali associati alla stazione di base in con_ formità ad una forma di realizzazione dell'invenzione, la Figura 8 rappresenta un diagramma di flusso che illustra il procedimento con il quale una stazione di base misura i segnali associati all'abbonato in conformità ad una forma di realizzazione dell'invenzione. ;Descrizione dettagliata dei Disegni Questi ed altri problemi vengono risolti per mezzo di un perfezionato procedimento ed apparecchio secon do l'invenzione. Una forma di realizzazione attualmente preferita della presente invenzione consiste in un sisterna per determinare la posizione di un abbonato in un sistema cellulare operante ad accesso multiplo a divisione di codice (CDMA). Impiegando l'informazione di modulazione CDMA, una stima del tempo di volo o di propagazione viene effettuata sulla base del primo raggio che arriva su una unità di abbonato. Il primo raggio ri. cevuto tipicamente rappresenta il percorso più breve fra la base e l'abbonato ed il tempo di volo o di propa. gazione stimato consente il calcolo della distanza fra l'abbonato e la stazione di base. Mediante il calcolo della distanza fino ad una molteplicità di siti, per esempio tre, la locazione di un abbonato specifico può essere calcolata con la sola limitazione determinata dalle precisioni della temporizzazione di misura e di altri ritardi di elaborazione. ;Nella preferita forma di realizzazione, il tempo di propagazione dei segnale fra ciascuna base e l'abbonato viene calcolato automaticamente all'interno di un ricevitore di correlazione. Le operazioni di elaborazio ne implicano la trasmissione di un segnale codificato in sequenza di Pseudo Rumore (PN) allineato nel tempo ad una precisione o accuratezza inferiore ad un chip (per esempio 1/16 di un chip) e mediante correlazione su questo segnale sul ricevitore utilizzando un algoritmo di correlazione. Poiché la sequenza di modulazione (per esempio una sequenza PN) è nota ed usata nella sincronizzazione/concentrazione, può essere determinato un preciso tempo ai ricezione di un dato chip. Dterminando il tempo di ricezione per una molteplicità di segnali correlati, un ritardo di tempo può essere calcola to ed usato per determinare una stima della posizione. ;In una implementazione, l'abbonato utilizza la ncj ta sequenza PN e l'informazione di offset o di sfalsamento per determinare quali chip PN relativi provenienti da diverse basi (basi classiche e/o ausiliarie) che sono stati trasmessi nello stesso tempo e determina anche il tempo di ricezione di questi chip relativi. Dalla differenza intercorrente fra i tempi di ricezione, viene determinata una differenza di tempo e perciò una differenza di distanza. Utilizzando le differenze di di stanza e le posizioni note delle basi, viene determinata una stima della posizione. Nel caso in cui un abbona to sia in comunicazione soltanto con una o due basi, ul teriori basi possono essere forzate in una serie attiva (con inclusione di siti ausiliari, se necessari), per cui delle misurazioni di tempo possono essere effettuate dall'abbonato. ;In un'altra implementazione, i siti di base di ri cezione sono controllati in modo da effettuare misurazioni di tempo di chip scelti e la differenza di tempo di ricezione viene usata per calcolare similmente la posizione dell'abbonato. Nel caso in cui siano necessari ulteriori siti di ricezione a causa di interferenze e simili, i siti ausiliari vengono controllati in modo da ricevere i segnali trasmessi dall'unità di abbonato. In caso di necessità, in caso di emergenza, l'unità di abbonato viene alimentata fino ad un livello massimo di potenza tale che almeno tre stazioni di base possano r_i_ cevere il segnale ed effettuare una sua stima di tempo. Inoltre, nel caso in cui siano necessarie misurazioni più precise, all'abbonato può essere trasmesso un messaggio speciale di localizzazione. A seguito della rice zione, l'abbonato determina uno sfalsamento di chip/tem po per un segnale di risposta, codifica lo sfalsamento e trasmette il segnale di risposta. A seguito di decodificazione dello sfalsamento e di confronto dei tempi di ricezione di uno stesso chip (per esempio il primo chip di un quadro) usato nella determinazione dello sfalsamento, un valore di tempo compensato per tener conto del ritardo viene determinato per i vari percorsi di propagazione e da esso viene determinata la posizione. Infine, poiché potrebbe essere difficile ottenere un se gnale ricevuto in basi ulteriormente distanziate, un am pliamento di carico di emergenza può essere eseguito nelle basi adiacenti per fornire una portata supplementare, poiché la capacità può essere ridotta come compromesso a funzione della distanza in un sistema radio CDMA. Perciò, la copertura viene perfezionata e la locai!zzazione viene effettuata in maniera più affidabile. ;Facendo ora riferimento alla Figura 1, un sistema cellulare è genericamente indicato con il numero di riferimento 100 avente una configurazione cellulare esagonaie con stazioni di base 110, 120 e 130 ed un abbonato 140. Le unità di base ausiliarie 121 sono anche collocate fra le basi 110, 120 e 130. La distanza fra le basi 110, 120 e 130 e l'unità di abbonato 140 viene valutata determinando il tempo di volo o di propagazione del pri. mo raggio in arrivo, il quale viene misurato a partire da un tempo di riferimento preliminarmente definito fino al punto in cui il ricevitore esegue una correlazione sul segnale trasmesso. Ciò è reso più difficile per il fatto che la stima della distanza può essere sovrastimata o sottostimata, dato che la misurazione viene effettuata fino ad un punto di riferimento di tempo arbitrario nel ricevitore (una misurazione precisa sarebbe disponibile soltanto se un sistema più accurato (e costoso)di temporizzazione venisse impiegato nell'abbonato 140, per esempio un sistema derivato da un segnale GPS oppure da un orologio atomico). Perciò, le distanze 150, 160 e 170, rispettivamente, possono essere più lun ghe o più corte della distanza effettiva fra le basi 110, 121, 130 e l'abbonato 140, sulla base della correlazione con una cadenza dei chip (con una cadenza dei chip approssimativamente di 814 nanosecondi (ns)(vale a dire la cadenza con il segnale completamente distribuito, che è determinata nello stadanrd Intermim Standard IS-95A (della Telecommunications Industry Association) dalla frequenza di PN) oppure approssimativamente 250 metri (m) per chip; perciò, è desiderabile ottenere misurazioni di tempo con una frequenza più rapida della frequenza dei chip). Nella Figura 1, la distanza 150 è rappresentata come sovrastimata per indicare un punto 125 oltre la posizione effettiva dell'unità di abbonato. Analogamente, anche i punti 115 e 135 sono sovrasti mati. Questi punti verranno corretti tramite la elabora zione della distanza che verrà descritta nel seguito, per fornire una stima molto più vicina alla posizione effettiva dell'abbonato. ;La Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi che illustra una unità di abbonato 200 nel sistema COMA com prendente un ricevitore 201 per il sistema CDMA, una unità locaiizzatrice 202 ed un trasmettitore 203. Il ricevitore 201 presenta una estremità frontale o front end 205 RF (radio frequenza) che alimenta tre indipendenti ingressi di rake 210, 220, 230. Queste unità di rake 210, 220 e 230 possono essere sincronizzate su tre diversi raggi ricevuti che sono distanziati uno dall'al tro approssimativamente di uno o più tempi di chip PN, cosa che è tipica per un ricevitore con spettro distribuito in sequenza diretta (DSSS). Il dispositivo di ricerca 240 esplora per nuovi picchi di correlazione ad una velocità più elevata della frequenza di chip (nel caso preferito per consentire risoluzioni elevate anche fino alla frequenza di cadenzamento o di clock di 50 ns) e può riassegnare gli ingressi di rake sulla base della sua migliore stima delle condizioni correnti dei canali. Normalmente, i correlatori per le unità di rake 210, 220 e 230 sono sincronizzati sui tre raggi massimi che sono disponibili e, quando una seconda oppure una terza stazione di base può alimentare un segnale sufficientemente forte, esse sono riservate per la sincronizzazione su queste altre stazioni di base con i segnali che sono anche ritardati nel tempo di più di un chip PN, rispettivamente, come descritto nello IS-95A Standard. Se soltanto due stazioni di base sono sufficientemente forti, allora due raggi sono dedicati uno per ciascuna stazione di base ed il terzo raggio è dedicato per il raggio residuo più forte per l'una o l'altra stazione di base. ;Quando una funzione di localizzazione è desiderata dall'abbonato 200, è preferibile tentare di trovare tre diverse stazioni di base, una per ciascun raggio, per cui è disponibile una informazione sufficiente per una stima accurata della posizione. Perciò, per il collegamento ai tre siti di base, le unità di rake 210, 220 e 230 sono regolate in modo tale che almeno tre segnali di unità di base siano decodificati. Se disponibi li, dei generatori pilota di emergenza (per esempio la unità di base ausiliaria 121 della Figura 1) collocati fisicamente fra i siti di base potrebbero essere attivati in risposta ad una richiesta di un risponditore allo scopo di coprire l'area con ulteriori segnali di riferii, mento, consentendo all'abbonato di effettuare delle stime di posizione sulla base di questi generatori pilota, come anche dei siti di base normali. Queste unità ausiliarie avrebbero uno sfalsamento PN diverso in confronto con le stazioni di base circostanti e tipicamente sa rebbero equipaggiate con un ricevitore GPS per appropriata sincronizzazione/temporizzazione. Queste unità verrebbero collegate alle stazioni di base oppure ad al_ tro organo di controllo nella infrastruttura tramite un qualsiasi mezzo conveniente, per esempio senza filo oppure una coppia di cavi ritorti. La loro attivazione preferibilmente viene eseguita per mezzo di una richiesta applicata al dispositivo di controllo oppure per mezzo dì un comando proveniente dalla stazione di base di servizio ad una unità ausiliaria locale sotto il suo controllo, a seguito dell'indicazione dall'abbonato che sono disponibili meno di tre basi. Alternativamente, le unità ausiliarie potrebbero essere equipaggiate con ricevitori ad esplorazione che, in risposta ad un segnale di richiesta espresso da un abbonato, darebbero inizio alla trasmissione per un periodo limitato (per esempio 5 secondi, allo scopo di minimizzare l'interferenza con il sistema). Mediante un appropriato collocamento, tali unità ausiliarie possono essere usate per ridurre le in certezze in certe posizioni o generalmente per aumentare la precisione della localizzazione in aree strategiche, per esempio le autostrade principali, le colline oppure i distretti commerciali centrali. A causa della natura di limitazione delie interferenze di un sistema CDMA, in alcuni casi soltanto una stazione di base sarà in grado di ricevere il segnale dell'abbonato o vicever sa, per cui sono necessarie delle unità ausiliarie per ottenere le necessarie letture multiple. ;Il tempo relativo di ricezione di ciascun segnale è determinato mediante l'impiego di informazioni relatj_ ve al fronte anteriore {oppure alternativamente i picchi) dei picchi di correlazione relativi nel dispositivo di ricerca e mediante regolazione di esso tramite uno sfalsamento determinato in un circuito di allineamento temporale di precisione (per esempio i circuiti ad anello di sincronizzazione di ritardo (DLL) 215, 225 o 235 per ciascun ramo, collegati con filtri 250-270). Preferibilmente, i picchi di correlazione relativi sono quelli ricevuti su rami diversi, ma nell'ambito di un chip uno rispetto all'altro. In questa soluzione, il tempo preciso dei fronte anteriore viene determinato, insieme con il numero di sequenza PN (vale a dire la po sizione di chip (per esempio numero 245) della sequenza PN ripetitiva (per esempio approssimativamente 16.000 chip di lunghezza)). Impiegando lo sfalsamento di sequenza PN già determinato e la progettazione del sistema in cui la sequenza PN di base è identica per ciascuna stazione di base e trasmessa con lo stesso tempo del sistema con l'aggiunta oppure la sottrazione di uno sfalsamento di sequenza PN univoco, la differenza dei tempi relativi fornisce una differenza di ritardo nei percorsi di propagazione. Ciò è illustrato nella Figura 3. Al tempo TO, due basi B1 e B2 stanno trasmettendo, ma la base B1 trasmette il chip 0 di PN, mentre la base B2 trasmette il chip 256 di PN, poiché essa presenta uno sfalsamento di sequenza di PN di 256 chip. In un certo istante T1, dopo aver attivato il sistema di loca lizzazione, l'abbonato determina che il fronte anteriore del chip 4 di PN dalla base B1 è stato ricevuto. Il successivo fronte anteriore del chip di PN dalla base B2 viene ricevuto con 1/8 di un chip di ritardo nello istante T2 ed il chip viene determinato come il chip di ordine 280 nella sequenza PN. Da questi tempi di ricezione e da questi numeri di PN, la differenza di ritardo di propagazione viene calcolata come ({PNB2 - sfalsa mento) (differenza di ricezione, T2-T1)) - (PNB1 -sfalsamento) = ((261-256) (1/8)) - (4-0) = 1 1/8 chip * 814 ns/chip = 916 ns. Con una velocità di propagazione approssimativamente di 1/3 di metro (m) per ns per un segnale radio, questo valore si converte in una differenza di circa 300 m nelle distanze dei percorsi di propagazione. La precisione nella localizzazione è limitata soltanto dalla frequenza di cadenzamento del sistema che viene usata e dal grado di sincronizzazione. Nel caso in cui tutte le stazioni di base stiano utiliz zando l'informazione di temporizzazione del sistema GPS, sono correntemente possibili delle trasmissioni sincronizzate (vale a dire i fronti anteriori dei chip) entro 50 ns (oppure approssimativamente 1/16 della frequenza o cadenza dei chip). Con un dispositivo di orologio locale che genera almeno la stessa frequenza di clock o di cadenzamento di 20 MHz, è possibile una localizzazio ne con una approssimazione di 100 ns ovvero 30 m.

Ritornando ora alla Figura 2, le unità DLL 215, 225 e 235 vengono collegate in retroazione a ciascuna unità di rake 210, 220 e 230, rispettivamente, per rego lare i segnali in modo da emettere dei segnali finemente allineati nel tempo di uscita. Come sopra notato, le uscite delle unità DLL possono anche servire come infor mazioni di sfalsamento di fase di precisione per regolare i tempi di ricezione dei chip PN, preferibiImente dei po la filtrazione in filtri passa basso (LPF) 250, 260, 270 per ciascun canale, rispettivamente, cosa che permette effettivamente di mediare le uscite di ciascuna delle unità DLL 215, 225, 235. Queste informazioni di sfalsamento di fase di precisione mediate, insieme con lo sfalsamento o la identificazione di numero/tempi/base dei chip (vale a dire le informazioni B1-B3) dal dispositivo di ricerca 240 (il quale è anche idoneo alla rivelazione di chip PN/tempo) vengono alimentati al dispositivo di ricerca di posizione 280. Il dispositivo di ricerca di posizione 280 riceve l'informazione di sfalsamento di fase di precisione da ciascun ramo e cor regge il tempo di ricezione dal dispositivo di ricerca 240 per ciascun chip, in modo da fornire, per ciascun ramo, un tempo relativo di ricezione corretto. A partire dal tempo primitivo, per esempio 31 (vale a dire il tempo al quale viene ricevuto il segnale proveniente dalla base 1), la differenza tB21 e tB31 nel tempo di ricezione per gli altri segnali 82 e B3 viene determina ta e vengono accertate le corrispondenti distanze dB21 e d331. Perciò, si conosce che le distanze dalle basi 1 (110), 2 (120) e 3 (130) sono dB1, (dB1 dB2l) e (dB1 d&31), rispettivamente. Inoltre, dagli sfalsamenti PN, le identità delle basi sono note e le loro posizioni geografiche possono essere ricuperate dalla memoria 281. E' quindi semplice problema eseguire una routine di ricerca per la determinazione, una delle quali è illustra ta nella Figura 4, per accertare le coordinate geogran che dell'unità mobile. Nell'esempio della Figura 4, le collocazioni note di base sono usate per definire tre linee L12 (151), L23 (152) e L13 (153). Le distanze dB21 e dB31 vengono sottratte dalle linee L12 (151), L23 (152) e L23 (152), L13 (153) rispettivamente ed i restanti segmenti bisecati dalle linee normali N12 (154), N23 (156) e N13 (155). La intersezione di queste linee N12 (154), N23 (156) e N13 (155) è la posizione dello abbonato 140. Questa informazione potrebbe quindi essere inviata alla stazione di base di servizio per l'inoltro ad una parte di richiesta del registro di local izzazione asservito oppure potrebbe essere inoltrata per sere usata dall'abbonato (per esempio su una griglia di mappatura oppure altro dispositivo di localizzazione, non rappresentato).

Alternativamente, se l informazione relativa alla collocazione del sito di base non è disponibile all'abbonato, le informazioni di sfalsamento di fase, chip, temporizzazione e sfalsamento di base può essere inviata in un segnale di richiesta di localizzazione ad una stazione di base di servizio. Perciò, un dispositivo di ricerca di posizione può accedere al suo proprio complesso di base di dati o database e può determinare la posizione dell'abbonato. Questa informazione di posizio ne viene quindi ritrasmessa in un messaggio di risposta di posizione all'abbonato oppure ad altra entità che ha esposto la richiesta.

Una preferita soluzione, tuttavia, per la localiz zazione mediante l'impiego dell'apparecchiatura di infrastruttura può essere osservata con riferimento ora alla Figura 5, la quale genericamente illustra uno sche_ ma a blocchi di un sistema di infrastruttura 300 ad accesso multiplo a divisione di codice o COMA comprendente una prima stazione di base 301 operante nel sistema CDMA. La stazione di base 301 presenta una estremità frontale 305 a radio frequenza comune la quale alimenta quattro indipendenti ingressi di rake, rappresentati co me 310, 320, .-.330. Questi elementi di rake possono e_s sere sincronizzati su quattro diversi raggi ricevuti che sono distanziati uno dall'altro almeno del tempo di un chip PN, valore che è tipico in un ricevitore DSSS. I due organi di ricerca 340 eseguono la esplorazione dì nuovi picchi di correlazione e possono riassegnare le unità di rake sulla base della loro migliore stima delle condizioni correnti dei canali- Normalmente, i quattro correlatori delle unità di rake 310, 320, 330 sono sincronizzati sui quattro raggi di massima intensità che sono disponibili.

Quando si desidera una funzione di localizzazione, due soluzioni generali sono disponibili o la soluzione passiva (vale a dire senza risposta dall'unità di abbonato) o la soluzione attiva. Nell'uno e nell'altro caso, è preferibile trovare almeno tre diverse stazioni di base capaci di ricevere un segnale di abbonato, per cui una informazione sufficiente è disponibile per la stima delia posizione. In un modo passivo secondo una prima forma dì realizzazione, quattro rami di rake 310, 320 ...330 della base 301 vengono usati per rivelare un segnale di allacciamento. Da ciascuna unità di rake, un circuito ad anello di sincronizzazione di ritardo (DLL) viene usato per generare una stima della temporizzazione (vale a dire una regolazione) del raggio correlato. Ciò permette di stimare con maggiore accuratezza il tem po della correlazione, analogamente al procedimento usa to dall'unità di abbonato di cui sopra. Il picco del dispositivo di ricerca e rivelatore di chip/tempo 340 cor rela il segnale su ciascun ramo e determina anche il miglior ramo da utilizzare (preferibilmente sulla base del picco di iniziale ricezione per lo stesso chip, ma altre tecniche di selezione possono essere usate per de terminare il miglior ramo corrente); questo segnale rap presentativo del miglior ramo viene usato nella determinazione delle informazionid el chip PN e del tempo di ricezione, similmente alla procedura eseguita nel modulo di ricerca 240 dell'abbonato.

Per iniziare un procedimento di localizzazione, in una preferita forma di realizzazione, un comando vie ne iniziato nel sistema 300, molto similmente ad una en tità regionale, per esempio un centro di commutazione mobile (MSC) 365, un centro per operazioni oppure eventualmente nell'ambito di una rete collegata, quale una rete PSTN (rete telefonica a centralina pubblica) 375. Una richiesta di localizzazione viene quindi elaborata attraverso il registro di localizzazione domestico (HLR) 366 per determinare le stazioni di base correntemente in servizio. A seguito della ricezione di un comando di localizzazione, il processore 350 dell'unità di base 301 (e simili processori di altre basi di servizio) uti lizza il rivelatore 340 per determinare il tempo di ricezione di un chip. Preferibilmente questa operazione viene eseguita da tutte le basi che determinano il tempo di salita del fronte anteriore di un gruppo specificato di chip PN, per esempio determinando il tempo di salita per ogni 64-simo chip (vale a dire il numero della sequenza PN di 0, 64, 128, etc) per un predeterminato numero di chip, per esempio 10. Questa informazione viene quindi inoltrata da ciascun ricevitore di base, insieme con il suo codice di ID (identificazione), ad una unità designata, per esempio l'organo di ricerca di posizione 361 del dispositivo di controllo di base BSC 360 oppure un organo di ricerca di posizione 367 del re gistro di localizzazione domestico HLR 366, etc. Perciò, la differenza di tempo di ricezione per gli stessi chip, ciascun chip essendo derivato dalia stessa singola trasmissione di chip, può essere usata per determinare le differenze dei ritardi di propagazione. In altre parole, per ciascun numero di chip, la differenza fra i tempi di ricezione nelle diverse basi fornisce una differenza di propagazione e la posizione può essere determinante per questa informazione in combinazione con la posizione nota delle basi riceventi, in maniera simile a quella precedentemente descritta conriferimento alla figura 4. Prendendo in considerazione una pluralità di elementi di informazioni in un quadro di tempo relativa mente breve (per esempio 10 volte, ogni 64 chip, attraverso circa 500 microsecondi) e mediando o altrimenti effettuando il calcolo della migliore approssimazione con l'uso delle posizioni determinate, gli errori di po sizione possono essere minimizzati. Un esperto nel ramo apprezzerà che altre soluzioni possono essere usate nel calcolo effettivo. Per esempio, una rivelazione negli stessi tempi del sistema per i fronti anteriori nell'am bito di un chip del tempo designato, insieme con le dif ferenze di tempo dal tempo di sistema designato e dal numero di chip, potrebbe essere usata per la determinazione delle differenze dei ritardi di propagazione (anche se un errore addizionale può derivare a causa del fatto che il tempo di trasmissione per diversi chip è limitato dalla precisione della frequenza di clock o di cadenzamento dell'abbonato; anche se fosse presente un ciclo di cadenzamento di 50 ns, questo è ancora un erro re maggiore di quello presente da una trasmissione dello stesso chip (che non presenta alcun errore di temporizzazione). Ciò che è importante è che il codice di identificazione del chip (per esempio numero/posizione nella sequenza PN) ed il tempo preciso di ricezione (per esempio il fronte anteriore oppure il picco alla frequenza di cadenzamento sovracampionata) nelle diverse basi può essere usato nella determinazione della posizione dell'abbonato.

In una preferita forma di realizzazione per la lo calizzazione attiva, un sistema di rilevamento di distanza a due vie viene implementato con l'impiego sia delle informazioni di tempo di ricezione dei chip sia di certe informazioni di risposta dall'abbonato. In que sta forma di realizzazione, il procedimento viene ancora iniziato con una richiesta di localizzazione nella infrastruttura del sistema, inoltrata alla base 301 che si trova in comunicazione con l'abbonato. Il processore 350 inoltra un segnale di richiesta di posizione (LOC_S 351) per una appropriata codificazione tramite il codificatore 352 ed il modulatore di distribuzione 355. Con l'impiego di un segnale di cadenzamento di sistema 353 (preferibilmente con derivazione GPS, ma si può usare un altro mezzo preciso, per esempio un orologio atomico), il regolatore di tempo di precisione 354 (per esempio un generatore di strobe) controlla il modulatore 355 per emettere precisamente in uscita il fronte anteriore dei chip di uscita, preferibilmente con una approssimazione di 50 ns. L'elaboratore 350 determina anche attra verso il modulatore 355 ed il dispositivo di orologeria 353 un tempo preciso del sistema per un chip di riferimento (per esempio il chip 1024 dì una sequenza di 163S4 chip, con un tempo di sistema TS(Q)), dal quale successivamente possono essere determinati altri tempi di trasmissione di chip. La sequenza dei chip di uscita viene quindi trasmessa all'abbonato.

Con riferimento ancora una volta alla Figura 2, a seguito della demodulazione e della ricezione del segna le di richiesta di localizzazione 351, l'elaboratore 280 controlla l'organo di ricerca 240 per determinare il codice di ID e l'informazione di temporizzazione per un successivo chip PN, in maniera simile a quella prec£ dentemente descritta. Per scopi di illustrazione, si am metta che il chip determinato sia 1088 (della sequenza PN di base) con un tempo relativo di abbonato TR(0). Allo scopo di fornire informazioni accurate per il tempo di andata e ritorno o di turn around all'interno della unità di abbonato, l'elaboratore 280 quindi determina un tempo locale al quale un predeterminato chip della sequenza PN di abbonato verrà successivamente trasmesso Per convenienza, questo chip predeterminato viene pref£ ribilmente scelto come uno di una serie ricorrente (per esempio ogni 50-simo chip della sequenza PN dell'abbono to) che deve ancora essere trasmessa (per esempio il chip 100); potrebbe essere comunque scelto quasi un qualsiasi altro chip, per esempio il primo chip per il successivo quadro di 20 ms, ma preferibilmente con lo scopo di minimizzare le esigenze di uscita di una tempo rizzazione precisa dell'abbonato e la elaborazione della localizzazione del sistema. In ogni caso, il tempo locale del chip scelto per l'uscita dal modulatore 291 del circuito trasmettitore 203 è determinato, per esempio determinando un tempo di uscita del chip corrente (per esempio attraverso il rivelatore di PN/tempo 292) e calcolando successivamente per determinare il tempo di uscita del chip predeterminato (per esempio il chip 100 a TR(24)-1/16) di tempo relativo che in questo caso viene misurato ad intervalli di cadenzamento di chip). Naturalmente, se nessuna trasmissione corrente è in cor so, un sufficiente tempo di ritardo verrebbe concesso (per esempio approssimativamente 2 secondi) per permettere che le basi si addestrino sulla sequenza PN dello abbonato prima della trasmissione del chip predetermin£ to. L'elaboratore quindi inoltrerebbe un segnale di risposta di localizzazione RESP 282 per la codificazione tramite il codificatore 290 e controllerebbe il modulatore 291 per emettere precisamente in uscita il chip predeterminato al tempo determinato (vale a dire TR(24-1/16)) e, se un gruppo periodico di chip deve essere mo nitorato, per emettere precisamente in uscita eventuali successivi chip del gruppo periodico (per esempio i chip 150, 200, etc) per un periodo predeterminato. Il segnale RESP 282 includerebbe l'informazione del chip ai base (1088, TR(O)), 1'informazione del chip predeter minato (100, TR(24-1/16)) e, se già non è noto dall'infrastruttura come parte del profilo dell'unità di abbonato, un fattore di ritardo di abbonato predeterminato (in altre parole tarato/calcolato) per la pre-acquis£ zione e la post-uscita dei ritardi (vale a dire il tempo che occorre perchè un segnale sull'antenna raggiunga un dispositivo di ricerca 240 e perchè un segnale di uscita venga irradiato sull'antenna a seguito dell'uscita temporalmente precisa dal modulatore 291).

Ritornando alla Figura 5, nello stesso tempo il sistema controlla l'unità di base 301 per trasmettere il segnale di richiesta di localizzazione 351, essa notifica anche alle altre basi di comunicazione di iniziare la memorizzazione delle informazioni di localizzazio ne. Mei caso in cui vi siano meno di tre stazioni di ba se nella comunicazione (vale a dire un trasferimento morbido) oppure capace di ricevere il segnale dell'abbo nato, la entità di origine (per esempio i dispositivi di ricerca/e1aborazione 361 o 367 di localizzazione) co manderanno ad una o più stazioni di base ausiliarie, per esempio la stazione di base 356, collocate in prossimità delle stazioni di base di servizio, di iniziare la ricezione sulla frequenza designata dell'abbonato. Perciò, nella implementazione più semplice, le basi ausiliarie potrebbero essere dei ricevitori sintonizzabiii con un segnale di cadenzamento preciso del sistema (per esempio il segnale di cadenzamento o di clock corretto secondo GPS); se una stazione di base ausiliaria non fosse collegata tramite una connessione cablata ad un dispositivo di controllo del sito di base, la stazio ne di base ausiliaria potrebbe essere implementata come una unità di abbonato fissa (per esempio una unità fissa ad accesso senza filo (WAFU)), l'unica differenza rispetto ad una unità di abbonato essendo costituita dal fatto che l'unità fissa WAFU opererebbe al tempo del sistema (per esempio attraverso il segnale di cadenzamento del sistema GPS). In quest'ultima forma di realizzazione, l'unità fissa WAFU comunicherebbe la sua in formazione di risposta di localizzazione attraverso la sua propria stazione di base di servizio, per esempio la stazione di base 301.

Tutte le stazioni di base riceventi, per esempio la stazione di base 301 e la stazione di base ausiliaria 356, iniziano la memorizzazione delle informazioni di chip/tempo dell'abbonato a seguito di inizio della richiesta di localizzazione. L'informazione memorizzata potrebbe essere il tempo (per esempio il tempo di ricezione del fronte anteriore) ed il numero del chip ricevuto per un periodo predeterminato. Piuttosto che salva re ogni chip, che in un quadro di 20 ms significherebbe un valore prossimo a 25.000 registrazioni, un numero pe riodico di chip (per esempio ogni 50-simo chip nella se quenza) viene preferibilmente usato da tutte le basi riceventi; in quest'ultimo caso, l'abbonato sarebbe conf gurato come sopra discusso in modo da scegliere un chip predeterminato che è uno di questi chip periodici (per esempio il chip 100). Un esperto nel ramo potrebbe apprezzare che un qualsiasi numero di periodi o di chip specifici (per esempio il primo chip di un quadro) potrebbero essere usati, fintanto che l'informazione viene raccolta sugli stessi chip in tutte le stazioni di base allo scopo di minimizzare l'errore. Preferibilmente, per convenienza, un abbonato approprlatamente configurato selezionerà il chip predeterminato in modo da coincidere con i chip che vengono monitorati dalle stazioni di base, semplificando cosi questi ultimi calcoli; la selezione potrebbe essere basata su dati di programmazione preliminare oppure su dati contenuti nel se gnale di richiesta di localizzazione 351 per indicare i chip/periodi che debbono essere monitorati (nel qual caso è necessario che soltanto i chip predeterminati vengano emessi precisamente in uscita).

A seguito della ricezione del segnale RESP di distribuzione dall'abbonato (inviato preferibilmente attraverso una segnalazione in-banda con eventuali comunicazioni in voce/dati in atto), i processori 350 e 358 delle stazioni di base 301 e 356 rivelano il segnale e le predeterminate informazioni di chip ed inoltrano alcune predeterminate coppie di chip/tempo al dispositivo di ricerca di localizzazione 361 o 367. Per esempio, per consentire di mediare con miglioramento della precisione, ciascuna di dette stazioni di base 301, 356 pud inoltrare 8 coppie di chip/tempo, partendo con il chip predeterminato e con il suo tempo di ricezione (per esempio le coppie ^100, TS(28 7/16) , 150, TS(78 7/ 16)^, ... ^450, TS(3788/16)^, insieme con l'informazione del segnale di RESP (per esempio la coppia di chip/tempo di base ][(base)1088, TR(Q)} , la coppia predeterminata chip/tempo £(abbonato)100, TR(24 1/16)} ed il noto fattore di ritardo |4/32}). Una linea temporale che illustra questa sequenza è rappresentata nella Figura 6. Con TS(0) viene rappresentato un tempo di par tenza del sistema, in questo caso mostrato come 0-simo bit del segnale di cadenzamento del sistema, per motivi di convenienza, mentre TR(0) rappresenta il tempo di ca denzamento relativo dell'abbonato. Con PNB1(1088) viene rappresentato il chip di ordine 1088 nella sequenza PN della prima stazione di base (301), mentre PNS(100) ra£ presenta il 100-simo chip nella sequenza PN dell'abbona to. Perciò, il chip di base 1088 viene emesso in uscita al tempo 0 del sistema e viene irradiato dall'antenna di base con un ritardo corrispondente ad un tempo di ritardo di trasmissione AtB1. Dopo un ritardo di propaga zione Λ P1 ed il tempo di ritardo di ricezione di abbonato ÀrS (vale a dire dall'antenna dell'abbonato al ri velatore 240) di ritardo, il rivelatore 240 determina che il chip 1088 è ricevuto al tempo TR(0). L'elaborat£ re 280 quindi determina il successivo 50-simo chip della sequenza di abbonato che deve essere il chip 100 e calcola da una coppia chip/tempo di abbonato corrente che il tempo di uscita per il chip 100 sarà TR(241/16). Conoscendo i ritardi tarati ArS e AtS (il ritardo da_l_ l'uscita alla radiazione di antenna), per esempio 2/32 di chip ciascuno, l'abbonato trasmette il segnale RESP 282 che include l'informazione, per esempio [{ 1088, TR(0)}, i100, TR(241/ 16)} ,f 4/32}] .

Il rivelatore 240 della stazione di base 301 rice ve il chip di abbonato 100 al tempo di sistema TS(287/ 16) e l'unità di base 357 lo riceve al tempo T$(297/16), con ritardi di propagazione e di ricezione (vale a dire da antenna a rivelatore) di Δρ2, ΔΓΒ1 e Δ.Ρ3, Δ rB2, rispettivamente. Simili misurazioni di ripetizione vengono anche eseguite, per esempio, l'unità di base 301 che riceve il chip 15C al tempo TS(78 7/16), l'abbonato avendo controllato il tempo di uscita del chip 150 a TR174 1/16), vale a dire precisamente con un ritardo di 50 chip (40.700 ns).

Dopo aver determinato un predeterminato numero di coppie, l'informazione di chip/tempo e l'informazione del segnale di risposta vengono inoltrate al dispositivo di ricerca di localizzazione 361 o 367. Il dispositi vo di ricerca 361 o 367 quindi calcola i ritardi di pro pagazione, per esempio Λ ΡΙ-ΛΡ3, impiegando altra nota informazione. In questo caso, si supponga che i ritardi di base tarati AtBI, A rB1 e A rB2 siano 5/32, 3/32 e 3/32 di chip. Poiché A pi è essenzialmente identico a A P2, allora:

Pertanto, A p1 è di 2 chip, ovvero 1628 ns e la lunghezza del eprcorso di propagazione è di circa 488 m (+/- 30 m con una incertezza totale di 100 ns). Una volta che il valore di A P1 sia noto, il valore di A P3 può essere similmente calcolato, per fornire, nel caso illustrato, un tempo di 3 chip ed una distanza di 733 m.

Calcolando la lunghezza del percorso di propagazione per almeno tre ricevitori ed estraendo l'informazione di localizzazione sulle basi riceventi (per esempio dalle basi di dati 362 0 36S), la posizione dell'abbonato può essere determinata calcolando il punto univoco (oppure la piccola regione di massima probabilità) nella quale i percorsi rispettivi di propagazione possono tut ti intersecarsi. Il procedimento viene ripetuto per ciascuna serie tempo/chip. Ciascun punto calcolato (0 centroide della regione di probabilità) viene quindi usato nella determinazione della localizzazione dell'abbonato, per esempio più semplicemente mediando, anche se può essere usato un qualsiasi conveniente procedimeli to per effettuare la determinazione del punto/regione di massima probabilità da una molteplicità di punti/regioni. La localizzazione del punto/regione di massima probabilità è preferibilmente memorizzata nella base di dati 0 database del profilo di utente 369 del registro di localizzazione HLR 366. Inoltre, l'intero procedimento può essere ripetuto dopo uno o più ulteriori periodi di tempo, dell'ordine dei secondi o dei minuti, con la pluralità delle regioni di massima probabilità che vengono usate per determinare una velocità ed una direzione di movimento dell'abbonato; se un segnale di cadenza mento di abbonato sufficientemente accurato viene usato in modo tale che la deriva sia inferiore a 50 ns per un prolungato periodo di una molteplicità di minuti (vale a dire lo sfalsamento del segnale di cadenzamento dello abbonato rispetto al tempo del sistema è noto per quel periodo), ripetute rivelazioni nelle stazioni di base potrebbero essere eseguite senza la necessità di ripetere il segnale di richiesta. Infine, la localizzazione determinata e la velocità/direzione di movimento vengono inoltrate all'entità che originariamente aveva presentato la richiesta, per esempio all'operatore 370 oppure attraverso la rete PSTN 375.

Un particolare vantaggio derivante dall'impiego del procedimento di localizzazione attiva rispetto ad un procedimento inattivo consiste nel fatto che, se desiderato, possono essere più accuratamente determinate delle informazioni tridimensionali. Ciò è particolarmeri te utile in regioni urbane o collinose, nelle quali lo angolo di inclinazione per i percorsi di propagazione può essere significativamente superiore a 0 gradi a pa_r tire dall'orizzonte. Mentre tre coordinate dimensionali delle stazioni di base e la nota topografia della localizzazione dell'abbonato in prima approssimazione possono essere usate per aumentare la precisione del procedi mento passivo, un esperto nel ramo apprezzerà che una migliore approssimazione può essere derivata dal tempo di propagazione misurato, contrariamente soltanto alle differenze dei tempi di propagazione. Poiché i percorsi di propagazione determinati sono altrettante accurati nelle tre dimensioni, è giusto questione di ulteriore elaborazione delle coordinate lungo l'asse z (vale a dire la terza dimensione) delle posizioni dei siti di base, insieme con le loro coordinate lungo gli assi x e y, per determinare la regione tridimensionale di probabile ubicazione. Se ciò viene confrontato con le note informazioni relative agli edifici ed alla topografia, può essere possibile una localizzazione entro /- 3 piani (con incertezza di 100 ns) oppure con una approssimazio ne migliore in un singolo edificio. Ulteriori informazioni, per esempio relative alle intensità dei segnali ricevuti ed alle probabili caratteristiche di perdita dei percorsi in un edificio, potrebbero essere usate per restringere ulteriormente la regione di probabile ubicazione .

La Figura 7, con generica designazione 400, rappresenta un diagramma di flusso illustrativo del procedimento del sistema per un abbonato che misura i segnali delle stazioni di base per ottenere una stima di lo cal izzazione. Il procedimento viene avviato nel blocco 405 che rappresenta il verificarsi di un comando di localizzazione che deve essere eseguito dall'abbonato tper esempio per inizio promosso dall'abbonato oppure automaticamente sulla base di altro indicatore, quale un sensore di movimento che indica un incidente automobilistico). Il blocco 410 verifica lo stato dell'abbono to e nel blocco 415 viene presa una decisione basata sul fatto se l'abbonato si trovi o meno in una condizio ne di trasferimento morbito a tre vie. In caso negativo, viene eseguito il blocco 420 il quale esegue una verif_i_ ca per vedere se vi sono tre stazioni di base nel gruppo candidato. In caso negativo, il blocco di decisione 425 esegue una verifica per controllare la soglia delle stazioni di base aggiuntive alla serie candidata. Se questo non è coincidente come il valore minimo, il blo£ co 430 riduce la soglia e ritorna all'operazione 420 del procedimento. Se il blocco 425 si trova già ad un livello minimo, viene eseguito il blocco 450. Questo blocco differenzia la funzione di localizzazione fra una funzione di emergenza ed una funzione di non emergevi za. Perciò, se viene elaborata una funzione di non emer genza, cambiamenti dei livelli del sistema vengono permessi soltanto quando il livello di uso non è alto, poi chè ciò potrebbe comportare il fatto che degli utenti perdano ils ervizio mediante innalzamento del livello di interferenza. In una situazione di non emergenza, con elevato carico del sistema, viene eseguito il blocco 460. Se è indicata una condizione di emergenza, il blocco 455 viene eseguito prima del blocco 460. Ciò si verifica preferibilmente in risposta ad un segnale di un risponditore di emergenza sul quale sono sintonizzati dei generatori pilota ausiliari e automaticamente verrà espressa una risposta; alternativamente, un segn_a le di emergenza può essere inviato ad una stazione di base di servizio e può essere elaborato per controllare le stazioni di base ausiliarie per la loro attivazione. In quest'ultimo caso, un secondo segnale di richiesta di non-emergenza potrebbe essere similmente usato, un comando di attivazione essendo generato se l'elaboratore di controlio (per esempio il dispositivo di elaborazione/ricerca 361 del dispositivo di controllo BSC 360 nella Figura 5) indica che il caricamento del sistema è inferiore ad una soglia di caricamento. Il blocco 455 perciò attiva i generatori pilota adiacenti che forniscono una copertura più completa dell'area di servizio tramite una molteplicità di siti, consentendo all'abbonato di ricevere un segnale proveniente da una moltepl cita di stazioni di base. Il blocco 460 esegue una veri_ fica per vedere se l'abbonato si trovi in una condizione di trasferimento morbido a 3 vie. In caso negativo, l'abbonato viene istruito nel blocco 465 per formare una condizione di trasferimento morbido a tre vie impiegando i raggi massimi da almeno tre stazioni di base. Se il risultato dell'operazione eseguita nel blocco 460 era positivo oppure il blocco 465 era completo, viene eseguita l'operazione di cui al blocco 440 e la raccolta dei dati viene effettuata nella maniera precedentemente descritta con riferimento alla Figura 2. Questi dati vengono usati per elaborare la stima di posizione (per esempio nel dispositivo di ricerca 280 utilizzando dati ulteriori dalla memoria 281 della Figura 2) ed il sistema viene riportato alle condizioni nominali in 445.

Ritornando al blocco 415, se l'abbonato si trova in una condizione di trasferimento o di handoff a 3 vie, viene eseguito il blocco 440. Ritornando al blocco 420, se vi sono tre basi nella serie candidata, il blocco 435 viene eseguito e ciò colloca tre diverse basi nella serie attiva. Quindi viene eseguito il blocco 440, come precedentemente descritto, seguito dal blocco 445.

La Figura 8 designa genericernente con il numero di riferimento 500 un diagramma di flusso illustrativo del procedimento per le stazioni di base che misurano l'unità di abbonato in modo da ottenere una stima di localizzazione. Il procedimento inizia nel blocco 505 quando viene attivata la funzione di localizzazione. Il blocco 510 verifica lo stato dell'abbonato e nei blocco 515 viene presa una decisione basata sul fatto se l'abbonato si trovi o meno in una condizione di trasferimen to morbido o soft handoff a 3 vie. In caso negativo, il blocco 520 viene facoltativamente eseguito, cosa che permette di vedere se vi siano o meno tre basi nella se rie candidata. In caso negativo, il blocco di decisione 525 viene eseguito per verificare la soglia di aggiunta delle basi alla serie candidata. Se questa non è al valore minimo, il blocco 530 riduce la soglia e ritorna all'operazione 520 del procedimento. Se il blocco 525 già si trova ad un livello minimo, viene eseguito il blocco 535 il quale continuerà la elaborazione della stima della posizione, ma ora con soltanto due basi, co so che permette una determinazione meno accurata del ca so desiderato in cui si dispone di tre basi nelle misurazioni. Ritornando al blocco 515, se l'abbonato si tro va in una condizione di trasferimento morbido a 3 vie oppure al blocco 520, se nella serie candidata vi sono tre basi, allora viene eseguito il blocco 540. Il blocco 540 assicura che le tre stazioni di base siano attive per ricevere il segnale dell'abbonato. Quindi viene facoltativamente eseguito il blocco 545. Questo blocco esegue una verifica per vedere se ciascuna stazione di base può ricevere il segnale dell'abbonato. Se ciascuna stazione di base è in tale condizione, viene eseguito il blocco 550 il quale trasmette un segnale di richiesta di localizzazione, che si trova nel modo attivo, ed in ambedue i modi raccoglie i dati disponibili ed elabo ra la stima di localizzazione nella maniera precedentemente descritta. Il blocco 555 segue il ritorno di tutti i parametri al normale e le misurazioni sono complete. Ritornando al blocco 545, se meno di tre stazioni di base possono ricevere il segnale dell'abbonato, il blocco 546 esegue una verifica per vedere se sono dispo nibili unità di base ausiliarie. In caso positivo, i s—i ti ausiliari locali vengono attivati nel blocco 547 ed il blocco 560 esegue una verifica per vedere se è indicata una emergenza. In caso negativo, soltanto le basi che sono ricevute possono essere usate nelle misurazioni e ciò può pregiudicare la qualità della stima. Se è indicata una emergenza (per esempio per mezzo di un segnale dell'abbonato, come le cifre combinate 911 oppure una richiesta dì emergenza da una entità autorizzata collegata all'infrastruttura), il blocco 565 viene eseguito per vedere se l'unità di abbonato si trovi alla potenza massima. In caso negativo, il blocco 570 viene eseguito per aumentare la potenza ed il procedimento r_i_ torna al blocco 540. Se il blocco 565 si trova alla potenza massima, il blocco 575 esegue una verifica per ac certare se ciascuna base possa ricevere l'abbonato. In caso positivo, viene eseguito il blocco 550; altrimenti, il caricamento delle celle viene ridotto attraverso il blocco 580 per aumentare la portata effettiva delle ce_l_ le nella serie attiva e che stanno avendo difficoltà a ricevere l'unità di abbonato. Quindi il blocco 585 esegue una verifica per vedere se il limite di distribuzi£ ne di carico è stato raggiunto e, in caso positivo, vie ne eseguito il blocco 550; altrimenti, il blocco di decisione 575 viene ancora eseguito per verificare se ciascuna stazione di base possa ora ricevere l'abbonato.

Perciò, sarà evidente ad un esperto nel ramo che, in conformità con l'invenzione, sono stati forniti un procedimento ed un apparecchio per stimare la ubicazione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni senza filo, tale da soddisfare specificamente gli scopi, le finalità ed i vantaggi precedentemente esposti.

Sebbene l'invenzione sia stata descritta con rife rimento a sue specifiche forme di realizzazione, è evidente che molte alterazioni, modificazioni e varianti saranno evidenti a coloro che sono esperti nel ramo alla luce della precedente descrizione. Per esempio, sebbene i dispositivi di ricerca 240 e 280 dell'unità di abbonato 200 ed il dispositivo di ricerca 340 e l'elabo_ ratore 350 ed altri circuiti della stazione di base 301 siano descritti in termini di specifiche relazioni circuitali logiche/funzionali, un esperto nel ramo apprezzerà che tali funzioni possono essere incorporate in una varietà di maniere, per esempio mediante elaboratori appropriatamente configurati e programmati, circuiti ASIC (circuiti integrati sepcifici per applicazioni) e circuiti DSP (elaboratori di segnali digitali). Inoltre, l'invenzione non è limitata alla determinazione della ubicazione attraverso le informazioni di chip in un sistema IS-95 del tipo CDMA, ma trova applicabilità ad un qualsiasi sistema CDMA che utilizza delle sequenze di simboli di distribuzione. Perciò, dovrebbe essere sottinteso che l'invenzione può includere, in una prima forma di realizzazione di ricerca attiva: un procedimeli to ed un apparecchio azionabili per determinare la posizione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni senza filo del tipo CDMA (accesso multiplo a di visione di codici) comprendente una pluralità di stazio ni di base, caratterizzato dalle seguenti operazioni: (a) trasmettere un primo segnale a spettro distribuito comprendente una richiesta di localizzazione da una prima stazione di base di una pluralità di stazioni di base all'unità di abbonato, il segnale a spettro distribuito essendo distribuito sulla base di una nota prima sequenza di simboli di distribuzione; (b) ricevere nella prima stazione di base un secondo segnale a spettro distribuito comprendente un messaggio di risposta dalla unità di abbonato, il secondo segnale a spettro distribuito essendo distribuito per mezzo di una nota seconda sequenza di simboli di distribuzione ed il messaggio di risposta essendo caratterizzato da un tempo di ricezione di un primo simbolo della prima sequenza e da un tem po di trasmissione di un primo simbolo della seconda se quenza; (c) ricevere un predeterminato simbolo della se conda sequenza nella prima stazione di base ed almeno in una seconda stazione di base e determinare un primo ed un secondo tempo di ricezione del simbolo predeterminato nella prima e nella seconda stazione di base, rispettivamente; e (d) determinare la posizione della unità di abbonato dal tempo di ricezione del primo simbolo della prima sequenza dall'unità di abbonato, dal tempo di trasmissione del primo simbolo della seconda sequenza dall'unità di abbonato, dal primo e dal secondo tempo di ricezione del simbolo predeterminato e da note informazioni relative alla prima e ad almeno la se onda stazione di base. Una ulteriore forma di realizza zione può includere: un procedimento ed un apparecchio azionabili per determinare una posizione di abbonato in un sistema per comunicazioni ad accesso multiplo a divisione di codice CDMA comprendente una pluralità di stazioni di base, caratterizzati dalle seguenti operazioni: (a) ricevere un segnale proveniente dall'abbonato in ciascuna fra una prima stazione di base, una seconda stazione di base ed un aterza stazione di base, il segnale essendo formato mediante modulazione tramite una nota sequenza di simboli di distribuzione; (b) determinare un primo tempo di ricezione di un simbolo della no ta sequenza di simboli di distribuzione nella prima sta. zione di base, un secondo tempo di ricezione del simbolo nella seconda stazione di base ed un terzo tempo di ricezione del simbolo nella terza stazione di base; e (c) determinare la posizione dell'unità di abbonato in un elaboratore o processore di localizzazione dal primo, dal secondo e dal terzo tempo di ricezione e da ulterio ri note informazioni relative alla prima, alla seconda ed alla terza stazione di base. Ancora in un'altra forma di realizzazione si prevede una unità di abbonato azionabile per determinare la sua posizione propria mentre comunica in un sistema di comunicazioni senza filo ad accesso multiplo a divisione di codice comprendente una pluralità di stazioni di base, l'unità di abbonato essendo caratterizzata da: (a) mezzi di ricezione per ricevere un primo segnale proveniente da una prima stazione di base della pluralità di stazioni di base ed un secondo segnale da una seconda stazione di base della pluralità delle stazioni di base, il primo ed il secondo segnale essendo formati mediante modulazione tramite una nota prima sequenza di simboli di distribuzione e di una nota seconda sequenza di simboli di distribuzione, rispettivamente; (b) mezzi rivelatori per determina re un primo tempo di ricezione di un primo simbolo della prima sequenza ed un secondo tempo di ricezione di un ulteriore simbolo della seconda sequenza; e (c) mezzi elaboratori di localizzazione per determinare la localizzazione dell'unità di abbonato dal primo e dal secondo tempo di ricezione e da ulteriori note informazio ni relative alla prima ed alla seconda stazione di base. Ancora una ulteriore forma di reaiizzazione comprende un procedimento per determinare la posizione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni ad acces so multiplo a divisione di codice comprendente una pluralità di unità di base che includono delle stazioni di base attive e delle unità inattive, caratterizzato dalle seguenti operazioni: (a) ricevere un segnale indicativo di una emergenza; (b) determinare se almeno tre delle stazioni di base attive possono ricevere un segnale proveniente dall'abbonato e, in caso negativo, attivare almeno una delle unità inattive, in qualità di sta zione di base ausiliaria; (c) controllare un gruppo consistente di almeno tre delle stazioni di base attive che possono ricevere un segnale proveniente dall'abbona to ed eventuali stazioni di base ausiliarie attivate nell'operazione (b), in modo che ciascuna trasmetta un segnale a spettro distribuito avente la stessa sequenza dei simboli; (d) determinare ciascun tempo di ricezione nell'abbonato di uno stesso simbolo della sequenza di simboli per ciascun segnale a spettro distribuito trasmesso nell'operazione (c), rispettivamente, ed inviare una risposta dall'unità di abbonato comprendente ciascuno di detti tempi di ricezione; e (d) determinare la posizione dell'abbonato da ciascuno di detti tempi di ricezione e dalle ulteriori informazioni note relative al gruppo.

In accordo con ciò, si intende che l'invenzione non debba essere limitata dalla precedente descrizione delle sue forme di realizzazione ma debba comprendere tutte le alterazioni, le modificazioni e le varianti che sono conformi allo spirito e che sono comprese nell'ambito delle allegate rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per determinare la locazione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni senza filo, il procedimento essendo caratterizzato dalle seguenti operazioni: trasmettere un primo segnale che comprende una richiesta localizzazione da una prima stazione di base all'unità di abbonato; ricevere un secondo segnale che comprende un me.s saggio di risposta dall'unità di abbonato, il messaggio di risposta essendo caratterizzato da un tempo di ricezione del primo segnale e da un tempo di trasmissione del secondo segnale: ricevere un predeterminato simbolo associato al secondo segnale nella prima stazione di base ed in una seconda stazione di base e determinare un primo ed un secondo tempo di ricezione del simbolo predeterminato nella prima e nella seconda stazione di base, rispettivamente; e determinare una locazione dell'unità di abbonato dal tempo di ricezione del primo segnale dall'unità di abbonato, dal tempo di trasmissione del secondo segnale dall'unità di abbonato, dal primo e dal secondo tempo di ricezione del simbolo predeterminato e dalle predeterminate informazioni relative alla prima ed alla seconda stazione di base.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta informazione predeterminata comprende la loca lizzazione e la elaborazione dell'informazione di ritardo.
3. 3. Sistema per comunicazioni senza filo per localizzare una unità di comunicazione, il sistema di comunicazione senza filo essendo caratterizzato da: (a) una prima stazione di base, caratterizzata da: (i) un trasmettitore associato alla prima sta zione di base il quale trasmette un primo segnale a spettro distribuito includente una richiesta di localiz zazione all'unità di comunicazioni; (ii) un ricevitore della prima stazione di ba_ se che riceve un secondo segnale a spettro distribuito comprendente un messaggio di risposta proveniente dalla unità delle comunicazioni, il messaggio di risposta includendo il tempo di ricezione del primo segnale ed il tempo di trasmissione del secondo segnale, il ricevitore della prima stazione di base essendo ulteriormente caratterizzato da un rivelatore della prima stazione di base che riceve un predeterminato simbolo del secondo segnale dall'unità delle comunicazioni e per determinere il tempo di ricezione del simbolo predeterminato; (b) una seconda stazione di base caratterizzata da un secondo ricevitore per ricevere il simbolo predeterminato del secondo segnale e per determinare un secondo tempo di ricezione del simbolo predeterminato; e (c) un dispositivo di controllo che risponde alla prima ed alla seconda stazione di base, il dispositivo di controllo essendo caratterizzato da mezzi per determinare la posizione o locazione dell'unità delle comunicazioni dal tempo di ricezione del primo segnale, dal tempo di trasmissione del primo segnale, dal primo e dal secondo tempo di ricezione del simbolo predetermina to e da una predeterminata informazione relativa alia prima ed alla seconda stazione di base.
4. 4. Procedimento per determinare la collocazione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni, il procedimento essendo caratterizzato dalle seguen ti operazioni: (a) ricevere un segnale proveniente dall'unità di abbonato in una prima stazione di base ed in una seconda stazione di base, il segnale essendo formato attraverso modulazione tramite una sequenza di simboli di d_i_ stribuzione ; (b) determinare un primo tempo di ricezione di un simbolo della sequenza dei simboli di distribuzione nella prima stazione di base; (c) determinare un secondo tempo di ricezione del simbolo nella seconda stazione di base; e (d) determinare la posizione dell'unità di abbona, to dal primo e dal secondo tempo di ricezione e dalla ulteriore predeterminata informazione relativa alla prima ed alla seconda stazione di base.
5. 5. Sistema per comunicazioni comprendente una plu. ralità di stazioni di base ed azionabile per localizzare una unità delle comunicazioni, il sistema di comunicazioni essendo caratterizzato da: un dispositivo di controllo che risponde ad una prima e ad una seconda stazione di base, ciascuna fra detta prima e detta seconda stazione di base essendo ca ratterizzata da un ricevitore azionabile per ricevere un segnale proveniente dall'unità di comunicazione, il segnale essendo formato attraverso modulazione tramite una sequenza di simboli di distribuzione, nonché un rivelatore azionabile per determinare un tempo di ricezio ne di un simbolo della sequenza; e un elaboratore di localizzazione che risponde al dispositivo di controllo, azionabile per richiedere che la prima e la seconda stazione di base determinino un primo ed un secondo tempo di ricezione di un particolare simbolo della sequenza e per determinare una colloca zione dell'unità di comunicazione dal primo e dal secon do tempo di ricezione e da ulteriori informazioni relative alla prima ed alla seconda stazione di base.
6. 6. Procedimento per determinare la collocazione di una unità di abbonato che comunica in un sistema per comunicazioni senza filo comprendente una pluralità di stazioni di base, caratterizzato dalle seguenti operazioni, eseguite nell'unità di abbonato: (a) ricevere un primo segnale proveniente da una prima stazione di base della pluralità di stazioni di base ed uns econdo segnale proveniente da una seconda stazione di base della pluralità di stazioni di base, il primo ed il secondo segnale essendo formati sulla ba se di una prima sequenza di simboli e di una seconda se quenza di simboli, rispettivamente; (b) determinare un primo tempo di ricezione di un primo simbolo della prima sequenza ed un secondo tempo di ricezione di un ulteriore simbolo della seconda sequenza; e (c) determinare la collocazione dell'unità di abbonato dal primo e dal secondo tempo di ricezione e da ulteriori informazioni relative alla prima ed alla seconda stazione di base.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la prima e la seconda sequenza sono sequenze identiche di simboli di distribuzione aventi un primo ed un secondo sfalsamento di sequenze di un primo e di un secondo predeterminato numero di simboli, rispettivamente.
8. 8. Procedimento per determinare una collocazione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni comprendente una pluralità di unità di base che includono stazioni di base attive ed unità inattive, il procedimento essendo caratterizzato dalle seguenti operazioni: attivare almeno una delle unità inattive come sta zione di base ausiiiaria; controllare un gruppo caratterizzato da almeno una delle stazioni di base attive che può ricevere un segnale proveniente dall’abbonato ed eventuali ausiliarie stazioni di base attivate, per trasmettere ciascuna un segnale; e determinare la collocazione dell'unità di abbonato sulla base di ciascuno di detti segnali.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, ult_e riormente caratterizzato dall'operazione di determinare un tempo di ricezione nell'unità di abbonato per ciascuno di detti segnali.
10. 10. Apparecchio per determinare la collocazione di una unità di abbonato in un sistema per comunicazioni comprendente una pluralità di unità di base che includono delle stazioni di base attive e delle unità inattive, l'apparecchio essendo caratterizzato da; mezzi per attivare almeno una delle unità inattive, in qualità di stazione di base ausiliaria; mezzi per controllare un gruppo, caratterizzato da almeno una delle stazioni di base attive che può ricevere uns egnale proveniente dall'abbonato ed eventuali stazioni di base ausiliarie attivate in modo che ciascuna di esse trasmetta un segnale ; e mezzi per determinare la collocazione dell'abbona to sulla base di ciascuno di detti segnali.