PL180276B1

PL180276B1 - komunikujacej sie w bezprzewodowym systemie lacznoscimajacym wiele stacji bazowych i system lacznosci majacy wiele stacji bazowych PL PL PL

Info

Publication number: PL180276B1
Application number: PL96318057A
Authority: PL
Inventors: Amitava Ghosh; John Douglas Reed; Walter Joseph Rozanski Jr; Kevin Andrew Buford
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2001-01-31
Also published as: GB2304500A; FI965257A0; RU2127963C1; GB2304500B; JPH10505723A; GB9625755D0; FR2734108B1; US5508708A; US5736964A; SE9604432D0; ITRM960306A1; IL117654A; SE9604432L; KR100208647B1; SE517676C2; BR9606340A; IT1284380B1; FI965257A; CN1097734C; CA2192579C

Abstract

1. Sposób ustalania polozenia jednostki abo- nenckiej komunikujacej sie w bezprzewodowym systemie lacznosci majacym wiele stacji bazowych, w którym jednostka abonencka odbiera pierwszy sygnal z pierwszej stacji bazowej sposród wielu stacji bazowych oraz drugi sygnal z drugiej stacji bazowej sposród wielu stacji bazowych, znamienny tym, ze tworzy sie pierwszy i drugi sygnaly poprzez modula- cje, w modulatorach pierwszej i drugiej stacjach bazowych, odpow iednio przez znana pierwsza sekwencje symboli rozszerzajacych i znana druga sekwencje symboli rozszerzajacych oraz ustala sie w jednostce abonenckiej pierwszy czas odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji i drugi czas odbioru kolejnego symbolu drugiej sekwencji, po czym ustala sie przez abonenta polozenie jedno- stki abonenckiej na podstawie pierwszego i drugie- go czasów odbioru i kolejnej informacji o pierwszej i drugiej stacjach bazowych. F I G . 6 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ustalania położenia jednostki abonenckiej komunikującej się w bezprzewodowym systemie łączności mającym wiele stacji bazowych i system łączności mający wiele stacji bazowych, znajdujące zastosowanie, zwłaszcza w bezprzewodowym systemie łączności z dostępem zwielokrotnionym przez podział kodowy CDMA (Code Division Multiple Access).

W bezprzewodowym systemie łączności jest często pożądane określenie położenia abonentów dokonujących wywołania. Obejmuje to w szczególności usługi alarmowe, tak aby policja, straż pożarna lub karetka pogotowia mogłyby być wysłane do abonenta wywołującego. Inne zastosowania obejmowałyby wykrywanie oszustwa, badania policyjne i podobne.

180 276

Znane systemy komórkowe miały w tym względzie ograniczone możliwości. Dla przykładu w ulepszonym systemie telefonicznym AMPS (Advanced Mobile Phone System), abonent mógł być zlokalizowany w komórce przez określenie, która antena stacji bazowej była użyta do obsługi abonenta. Jednak obszar komórki mógł mieć promień o wartości od 5 do 8 km, co czyni tę informację praktycznie bezużyteczną. Ponieważ wiele obszarów komórkowych w zagęszczonych obszarach miejskich jest teraz znacznie mniejszych i wiele obszarów komórkowych w obszarach miejskich lub podmiejskich jest teraz podzielonych na sektory, przy zastosowaniu anten sektorowych dla ograniczenia obszaru obsługi toru do tylko jednego sektora komórki, obszary pokrycia komórki są teraz mniejsze. Jednak obszar nawet w tych mniejszych komórkach może być nadal większy niż 2,5 km², co powoduje że znane rozwiązanie określanie położenia abonenta jest niepraktyczne dla większości celów. Inne znane systemy radiowe, na przykład cyfrowy, komórkowy system stosowany w USA i specjalny grupowy, ruchomy wykorzystująten sam sposób identyfikacji komórki lub sektora i dlatego nie są lepsze niż system AMPS.

Z opisu patentowego USA 5 021 794 znany jest osobisty awaryjny system lokalizacyjny, w którym nadajnik radiowy w zminiaturyzowanym urządzeniu nadawczo-odbiorczym ukryty jest u osoby do zlokalizowania, takiej jak zagubione dziecko, zostaje aktywowany i wysyła kodowany nakierowujący sygnał radiowy w zakresie ultrakrótkofalowym w razie odebrania sygnału inicjalizującego zawierającego kod adresowy dziecka. Sygnał inicjalizujący jest automatycznie wysyłany przez stację powtarzającąw odpowiedzi na słyszalny „sygnał paniki” zawierający kod adresowy i zawiera identyczny kod adresowy. Sygnał paniki jest tonem impulsowym generowanym przez ręczny generator tonów aktywowany przez rodzica dziecka i jest wysyłany do stacji powtarzającej przez telefon. Pojazdy poszukujące są wyposażone w automatyczny sprzęt radiowy wyszukujący kierunek i mierzący odległość w celu zlokalizowania źródła sygnału nakierowującego. Przechowywana informacja dotycząca dziecka może zostać wysyłana do pojazdów poszukujących.

Z opisu patentowego USA 5 128 925 znany jest sposób pseudosynchronizacji sieci komunikacyjnej z multipleksowaniem czasowym, w którym mierzy się przesunięcie czasowe TM w odbiorze sygnałów synchronizacyjnych przez stację ruchomąz pierwszej i drugiej stacji stałej, mierzy się czasy propagacji t1 i t2 sygnału synchronizacyjnego pomiędzy stacjami stałymi i stacją ruchomą oraz oblicza się przesunięcie czasu transmisji TR pomiędzy sygnałami synchronizacyjnymi zgodnie z zależnością TR = TM + t1 -12. Sposób pseudosynchronizacji można zastosować również do geograficznego lokalizowania stacji ruchomej.

Z opisu patentowego USA 5 218 367 znany jest system śledzenia pojazdów wykorzystujący konwencjonalną komórkową sieć telefoniczną zawierającą wiele stałych komórkowych stacji nadawczych, z których każda pokrywa ustalony obszar. System zawiera wiele komórkowych zespołów przetwarzania sygnału do zainstalowania w ukrytych miejscach w pojazdach do monitorowania. Każdy zespół jest podłączony do jednego albo więcej czujników w pojeździe, przy czym przynajmniej jeden z czujników jest detektorem włamania do wykrywania manipulowania przy pojeździe, oraz do anteny komórkowej i zawiera kontroler do monitorowania wyjściowych sygnałów czujnika i inicjalizowania transmisji komunikatu awaryjnego do odległej stacji monitorującej w przypadku uruchomienia czujnika. Samochodowy zespół przetwarzania monitoruje sygnały identyfikowania miejsca i moc sygnału transmitowanego z sąsiednich komórkowych stacji nadawczych w razie zagrożenia, a komunikat awaryjny zawiera informację identyfikującąpojazd, informację identyfikującą stację komórkową oraz informację o mocy sygnału, która będzie zależna od odległości od stacji komórkowej. Stacja monitorująca zawiera komputer do ustalania i wyświetlania przybliżonego położenia pojazdu na podstawie nadchodzącej informacji identyfikującej stację komórkową i informacji o mocy sygnału.

Z kolei z opisu patentowego USA 5 218 716 znany jest sposób lokalizacji zespołu komunikacyjnego w obrębie wielotrybowego systemu łączności, znajdujący zastosowanie w obszarze geograficznym, który zawiera magistralowy system łączności i komórkowy system łączności, przy czym obszar pokrycia systemu magistralowego i komórkowego systemu łączności w zasadzie się pokrywa, a pewne zespoły komunikacyjne znaj(^tu^się w obrębie obszaru geograficznego.

180 276

Aby zlokalizować określony zespół komunikacyjny, kontroler kanału komunikacyjnego magistralowego systemu łączności wysyła żądanie lokalizacji do określonego zespołu komunikacyjnego. W razie odebrania żądania lokalizacji określony zespół komunikacyjny wysyła swoją rejestrację z magistralowego systemu łączności do komórkowego systemu łączności. Po zarejestrowaniu się w komórkowym systemie łączności określony zespół komunikacyjny wysyła komunikat lokalizacyjny do kontrolera kanału komunikacyjnego poprzez komórkowy system łączności. Komunikat lokalizacyjny odebrany przez kontroler kanału komunikacyjnego można odszyfrować, aby ustalić komórkę komórkowego systemu łączności, w której następuje łączność.

Chociaż znane są także inne systemy określania położenia, takie jak użycie jednostek globalnego systemu określania położenia GPS (Global Positioning System) w jednostce abonenta lub triangulacja w jednostce nadawczej abonenta jednak te i podobne rozwiązania są zbyt kosztowne do zastosowania przez większość abonentów lub w przypadku triangulacji wymagają zastosowania innych kosztownych i czasochłonnych środków.

Istotą sposobu ustalania położenia jednostki abonenckiej, według wynalazku, komunikującej się w bezprzewodowym systemie łączności mającym wiele stacji bazowych, w którym jednostka abonencka odbiera pierwszy sygnał z pierwszej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych oraz drugi sygnał z drugiej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych, jest to, że tworzy się pierwszy i drugi sygnały poprzez modulację, w modulatorach pierwszej i drugiej stacjach bazowych, odpowiednio przez znanąpierwszą sekwencję symboli rozszerzających i znaną drugą sekwencję symboli rozszerzających oraz ustala się w jednostce abonenckiej pierwszy czas odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji i drugi czas odbioru kolejnego symbolu drugiej sekwencji, po czym ustała się przez abonenta położenie jednostki abonenckiej na podstawie pierwszego i drugiego czasów odbioru i kolejnej informacji o pierwszej i drugiej stacjach bazowych.

Korzystnie jako kolejną informację wykorzystuje się informację położenia i przesunięcia sekwencji dla pierwszej i drugiej stacji bazowych, gdzie pierwsza i druga sekwencje są identycznymi sekwencjami symboli rozszerzających mających pierwsze i drugie przesunięcia sekwencji odpowiednio pierwszej i drugiej ustalonej liczby symboli, przy czym w trakcie ustalania położeń ustala się informację o położeniu i przesunięciu sekwencji z kolejnej informacji.

Istotą sposobu łączności mającego wiele stacji bazowych, według wynalazku, zawierającego pierwszą, drugą i trzecią stacje bazowe, dla ustalania położenia jednostki abonenckiej, jest to, że sygnały reprezentujące sygnał tworzony poprzez modulację przez znaną sekwencję symboli rozszerzających przesyłane sąz wyjścia jednostki abonenckiej do wejść odbiorników umieszczonych w pierwszej, drugiej i trzeciej stacjach bazowych, sygnały reprezentujące żądanie ustalenia pierwszego, drugiego i trzeciego czasów odbioru określonego symbolu znanej sekwencji przesyłane sąz wyjścia układu przeszukiwania do wejścia pierwszej, drugiej i trzeciej stacji bazowych, sygnały reprezentujące pierwszy, drugi i trzeci czasy odbioru przesyłane są z wyjścia pierwszej, drugiej i trzeciej stacji bazowych do wejścia układu przeszukiwania, zaś sygnały reprezentujące położenie jednostki abonenckiej, wyznaczone z pierwszego, drugiego i trzeciego czasów odbioru oraz kolejnej informacji o pierwszej, drugiej i trzeciej stacjach bazowych przesyłane są do wyjścia układu przeszukiwania.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że uzyskuje się ulepszone, ekonomiczne, i bardziej niezawodne określanie położenia abonentów w bezprzewodowym systemie telekomunikacyjnym.

Przedmiot wynalazkujest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat systemu komórkowego, który może stosować niniejszy wynalazek, fig. 2 - schemat blokowy odbiornika CDMA w jednostce abonenta, fig. 3 - wykres ilustrujący wykrywanie położenia jednostki abonenta CDMA, fig. 4 - schemat ilustrujący sekwencję czasową stosowaną przy określaniu opóźnienia propagacji dla położenia jednostki abonenta CDMA, fig. 5 - schemat blokowy odbiornika CDMA w stacji bazowej, fig. 6 - liniowy wykres czasowy ilustrujący czasy propagacji i opóźnienia stosowane przy obliczaniu dla jedno180 276 stki abonenta, fig. 7 - sieć działań ilustrującą proces, w którym jednostka abonenta mierzy sygnały stacji bazowej, zaś fig. 8 - sieć działań ilustrująca proces, w którym stacja bazowa mierzy sygnały jednostki abonenta.

W przedstawionym przykładzie wykonania określanie położenia abonentajest dokonywane w bezprzewodowym systemie łączności z dostępem zwielokrotnionym przez podział kodowy (CDMA). Przy uż.yciu informacji CDMAjest dokonywana ocena czasu przesyłania, czyli propagacji pierwszego promienia dochodzącego do jednostki abonenta. Pierwszy odbierany sygnał zwykle reprezentuje najkrótszy tor pomiędzy staccąbazowąi jednostką abonenta, a ocena czasu propagacji umożliwia obliczenia odległości pomiędzy stacją abonenta i stacja bazową. W wyniku obliczenia odległości do wielu, np. trzech miejsc, można obliczyć specyficzne położenie abonenta, ograniczone przez dokładność pomiarów czasowych i opóźnień przetwarzania.

W korzystnym przykładzie wykonania czas przesyłania sygnału pomiędzy każdą stacją bazową i jednostką abonenta jest obliczany automatycznie w odbiorniku korelacyjnym. Podczas etapów przetwarzania następuje transmisja sygnału kodowanego sekwencją pseudoszumu PN (Pseudo Noise), synchronizowanego czasowo z dokładnością układu, oraz korelacja tego sygnału w odbiorniku przy użyciu algorytmu korelacji. Ponieważ sekwencja modulacji, np. sekwencja PN, jest znana i stosowana w synchronizacji/skupianiu, można określić dokładny czas odbioru dla danego układu. Przez określenie czasu odbioru dla wielu odpowiednich sygnałów można obliczyć opóźnienie czasowe stosowane do oceny położenia.

W jednym przykładzie wykonaniajednostka abonenta stosuje znaną sekwencję PN i informację przesunięcia do określania, które odpowiednie układy sekwencji PN z różnych baz, baz standardowych i/lub pomocniczych, były transmitowane w tym samym czasie, a także określa czas odbioru. Na podstawie różnicy pomiędzy czasami odbioru jest określany czas różnicowy, a więc odległość różnicowa. Stosując odległości różnicowe i znane położenia baz, dokonuje się oceny położenia. Wówczas gdy jednostka abonenta komunikuje się tylko zjednąlub dwiema stacjami bazowymi, dodatkowe stacje bazowe mogą być wprowadzone w stan czynny, obejmując w razie potrzeby miej sca pomocnicze tak, że pomiary czasu mogąbyć dokonane przez abonenta.

W innym przykładzie wykonania miejsca stacji bazowych odbiorczych są kontrolowane w celu dokonania pomiarów czasu wybranych układów, a różnica czasu odbioru jest stosowana do podobnego obliczania położenia jednostki abonenta. Wówczas gdy dodatkowe miejsca odbioru są potrzebne z powodu interferencji i podobnych przyczyn, miejsca pomocnicze są sterowane tak, żeby odbierać sygnały nadawane zjednostki abonenta. W razie potrzeby, w przypadku awarii, jednostka abonenta jest zasilana do maksymalnego poziomu mocy tak, że co najmniej trzy stacje bazowe mogąodbierać i dokonywać oceny czasu dla danego sygnału. Ponadto, gdy są potrzebne bardziej dokładne pomiary, do jednostki abonenta może być nadawana specjalna wiadomość o położeniu. Po odbiorze abonent określa układ/przesunięcie czasu sygnału odpowiedzi, koduje przesunięcie i nadaje sygnał odpowiedzi. Po dekodowaniu przesunięcia i porównaniu czasów odbioru tego samego układu, np. pierwszego układu ramki, stosowanego przy określaniu przesunięcia, wartość czasu kompensowana opóźnieniem jest określana dla różnych torów propagacji, a na ich podstawie jest określane położenie. W końcu, ponieważ mogłoby być trudne otrzymanie odbieranego sygnału w oddalonych stacjach bazowych, w bliskich stacjach bazowych może być zrealizowany tor obciążenia awaryjnego dla zapewnienia dodatkowego zakresu przesyłania w uzupełnieniu do zakresu w systemie CDMA.

Przedstawiony na figurze 1, system komórkowy 100 ma sześciokątny wzór komórek ze stacjami bazowymi 110,120,130 i jednostką abonenta 140. Pomiędzy stacjami bazowymi 110, 120 i 130 są również umieszczone pomocnicze jednostki bazowe 121. Odległość pomiędzy stacjami bazowymi 110,121 i 130 orazjednostką abonenta 140jest oceniana przez określanie czasu przesyłania czy propagacji pierwszego dochodzącego sygnału, który jest mierzony od wstępnie określonego czasu odniesienia do chwili czasu, w której odbiornik dokonuje korelacji nadawanego sygnału. To staje się trudniejsze przez to, że ocena odległości może być przeceniona lub niedoceniona, ponieważ pomiarjest dokonywany do dowolnej chwili czasu odniesienia w odbiorniku, po czym dokładny pomiar byłby możliwy tylko wtedy, jeżeli byłby zastosowany w jednostce

180 276 abonenta 140 bardziej dokładny i droższy system regulacji czasu, taki jak uzyskiwany w systemie GPS. Wobec tego poszczególne odległości 150,160 i 170 mogą być większe lub mniejsze niż rzeczywista odległość pomiędzy każdą stacją bazową 110, 121, 130 i jednostką abonenta 140 w oparciu o korelację z szybkościąukładu, to znaczy przy szybkości układu w przybliżeniu 814 nanosekund (to jest szybkości całkowicie rozprzestrzeniającego się sygnału, który jest określony przez szybkość sekwencji PN) lub w przybliżeniu 250 metrów na układ, jest więc pożądane uzyskanie pomiarów czasu szybszych niż szybkość układu. Na fig. 1 odległość 150 jest pokazana jako przeceniona, wskazując punkt 125 poza rzeczywistym położeniem jednostki abonenta 140. Podobnie punkty 115 i 135 są również przecenione. Te punkty zostanąpoprawione przez opisane poniżej przetwarzanie odległości, dając ocenę znacznie bliższą prawdziwemu położeniu abonenta.

Figura 2 przedstawia schemat blokowy jednostki abonenta CDMA 200, która ma odbiornik CDMA 201 Jednostkę lokalizuj ącą202 i nadajnik 203. Odbiornik 201 ma wspólny odbiorczy koniec przedni RF 205 częstotliwości radiowej, który jest dołączony do trzech niezależnych wejść jednostek przeszukiwania 210,220,230. Te jednostki przeszukiwania 210,220 i 230 mogą blokować się na trzech różnych odbieranych sygnałach, które są oddalone o czas około jednej sekwencji PN lub więcej, któryjest typowy dla odbiornika rozproszonego widma bezpośredniej sekwencji DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Układ przeszukiwania 240 analizuje nowe trudności szczytowe korelacji szybciej niż szybkość układu, w korzystnym przypadku umożliwiając rozróżnialność z szybkościązegarową50 ns, i może ponownie przyporządkować wejścia przeszukiwania w oparciu o najlepszą ocenę warunków toru prądowego. Normalnie korelatory dla wejść jednostek przeszukiwania 210, 220 i 230 blokują się na trzech najsilniejszych sygnałach, które są dostępne, i gdy druga lub trzecia stacja bazowa mogą dostarczać wystarczająco silny sygnał, są one rezerwowane do blokowania na tych sygnałach stacji bazowych, które są także opóźniane w czasie więcej niż odpowiednio czas jednej sekwencji PN. Jeżeli tylko dwie stacje bazowe są wystarczająco silne, wówczas są dedykowane dwa sygnały, po jednym dla każdej stacji bazowej, a trzeci sygnał dla pozostałego najsilniej szego sygnału dla dowolnej stacji bazowej.

Wówczas, gdy jest wymagana przez jednostkę abonenta 200 funkcja wykrywania położenia, jest korzystnie spróbować wykryć trzy różne stacje bazowe, jedną dla każdego sygnału tak, że jest dostępna wystarczająca informacja do dokładnej oceny położenia. Zatem w celu dołączenia do trzech miejsc bazowych, wejściajednostek przeszukiwania 210,220 i 230 są regulowane tak, że są dekodowane co najmniej trzy sygnały jednostek bazowych. Jeżeli sązastosowane awaryjne generatory sterujące, takie jak pomocnicza jednostka bazowa 121 z fig. 1, umieszczone fizycznie pomiędzy miejscami bazowymi, mogłyby być pobudzone w odpowiedzi na rozkaz oznakowania w celu zasłonięcia obszaru przez dodatkowe sygnały odniesienia, umożliwiając abonentowi dokonanie ocen położenia w oparciu o te generatory sterujące, jak również standardowe miejsca bazowe. Te jednostki pomocnicze miałyby inne przesunięcie sekwencji PN niż otaczające stacje bazowe i byłyby zwykle wyposażone w odbiornik GPS dla właściwej synchronizacj i/regulacj i w czasie. Byłyby one dołączone do stacji bazowych lub innego sterownika przez dowolne dogodne środki, np. bezprzewodowo lub przez skręcony kabel parowy. Pobudzenie ich jest korzystnie realizowane w wyniku rozkazu dla sterownika lub rozkazu z usługowej stacji bazowej do miejscowej jednostki pomocniczej przy jej sterowaniu, po wskazaniu przez abonenta, że są dostępne mniej niż trzy bazy. W innym przypadku jednostki pomocnicze mogłyby być wyposażone w odbiorniki analizujące, które w odpowiedzi na sygnał rozkazu abonenta zaczynałyby nadawać przez ograniczony okres, np. 5 sekund, w celu zmniejszenia do minimum zakłóceń systemu. Przez właściwe umieszczenie takie jednostki pomocnicze mogą być zastosowane do zmniejszenia niepewności w pewnych położeniach lub ogólnie zwiększania dokładności wykrywania położenia w obszarach strategicznych, takich jak główne drogi publiczne, chodniki lub centralne rejony handlowe. Ze względu na własność systemu CDMA ograniczającą zakłócenia, w niektórych przypadkach tylko jedna stacja bazowa będzie zdolna do odbioru sygnału abonenta i odwrotnie, tak, że wymagane są jednostki pomocnicze dla uzyskania potrzebnych odczytów wielkrotnych.

180 276

Względny czas odbioru każdego sygnału jest określony przez użycie informacji o czole, lub alternatywnie wartościach szczytowych, odpowiednich pików korelacji w układzie przeszukiwania oraz jego regulację przez przesunięcie określone w układzie dokładnej regulacji czasu, np. układach pętli ustalania opóźniania DLL (Delay Lock Loop) 215, 225 lub 235 dla każdej gałęzi, połączonych z filtrami dolnoprzepustowymi 250,260,270. Korzystnie związane piki korelacji sąodbierane w różnych gałęziach, lecz wjednym układzie z nimi. W tym rozwiązaniujest określany dokładny czas czoła, wraz z liczbą sekwencji PN, to jest położeniem układu, (np. liczbą 245) powtarzającej się sekwencji PN (np. w przybliżeniu 16000 układów na długości). Stosując już określone przesunięcie sekwencji PN i projekt systemu, gdzie sekwencja PN bazy jest taka sama dla każdej stacji bazowej i transmitowana w tym samym czasie systemu plus lub minus unikalne przesunięcie sekwencji PN, różnica względnych czasów daje różnicę opóźnienia toru propagacji. To jest przedstawione na figurze 3. W czasie To dwie bazy B1 i B2 nadają, lecz baza BI nadaje 0 układu sekwencji PN, podczas gdy baza B2 nadaje 256 układów sekwecji PN, ponieważ ma przesunięcie sekwencji PN o 256 układów. W danym czasie Ti, po pobudzeniu wykrywania położenia, abonent określa, że zostało odebrane czoło 4 układu sekwencji PN z bazy Bi- Następne czoło układu sekwencji PN z bazy B2 jest odebrane 1/8 układu później w czasie T2 i układ jest określany jako 280-ty w sekwencji PN. Z tych czasów odbioru i liczb sekwencji jest obliczana różnica opóźnienia propagacji jako ((PNB2 - przesunięcie) + (różnica odbioru, T2-T1)) - (PNB1 - przesunięcie) = ((261-256) + (1/8)) - (4-0) - 1 1/8 układów * 814 ns/układ = 916 ns. Przy około 1 /3 metra na ns szybkości propagacji dla sygnału radiowego, zamienia się ona w różnicę około 300 m odległości toru propagacji. Dokładność położenia jest ograniczona tylko przez stosowaną częstotliwość zegarową systemu i stopień synchronizacji. Wówczas gdy wszystkie stacje bazowe stosują informację regulacji czasowej GPS, są możliwe synchronizowane transmisje do 50 ns, lub w przybliżeniu 1/16 szybkości układu. Przy zastosowaniu miejscowego zegara mającego przynajmniej taką samą częstotliwość zegarową 20 MHz, możliwe jest określenie położenia do 100 ns lub 30 m.

Powracając do fig. 2, układy DLL 215,225 i 235 są sprzęgane zwrotnie do każdego wejścia jednostek przeszukiwania 210, 220 i 230 dla regulacji sygnałów do wyjściowych sygnałów dokładnie regulowanych w czasie. Jak wspomniano powyżej, z wyjść tych DLL można również przekazywać informacje dokładnego przesunięcia fazy dla regulacji czasów odbioru układów sekwencji PN, korzystnie po odfiltrowaniu w filtrach dolnoprzepustowych 250,260,260 odpowiednio dla każdego toru, które skutecznie uśredniaj ą sygnały wyjściowe każdego układu DLL 215, 225, 235. Ta uśredniona informacja dokładnego przesunięcia fazy, wraz z identyfikacją bazy i czasów przesunięcia, to jest informacją o bazach B1, B2, B3, z układu przeszukiwania 240 są przesyłane do układu przeszukiwania 280 położenia. Układ przeszukiwania 280 położenia odbiera informację dokładnego przesunięcia fazy z każdej gałęzi i koryguje czas odbioru z układu przeszukiwania 240 dla każdego układu dla każdego układu dla dostarczenia skorygowanego względnego czasu odbioru dla każdej gałęzi. Od najwcześniejszego tojest czasu odbioru sygnału z bazy B1, jest określana różnica tB21 i tB31 czasu odbioru dla innych sygnałów baz B2 i B3 oraz odpowiednie odległości dB21 i dB31. Znane jest więc, że odległości od stacji bazowych 1 (110), 2 (120) i 3(130) są odpowiednio dBU ((dBl + dB21) i (dBl + dB31). Ponadto na podistawie przesunięć sekwencji PNjest znana tożsamość baz, a ich położenie geograficzne można uzyskać z pamięci położenia 281. Jest więc prostą sprawą realizacj a programu wyszukiwania dla określenia, jak to przedstawiono na figurze 4, współrzędnych geograficznych obiektu ruchomego. W przykładzie z fig. 4 znane położenia baz są stosowane do określenia trzech linii L12 (151), L23 (152) i L13 (153). Odległości dB21 i dB31 są odejmowane odpowiednio od linii L12 (151), L23 (152) i L23, (152) i L13 (153) a pozostałe segmenty dzielone na połowy przez prostopadłe linie N12 (154), N23 (156) i N13 (155) Miejsce przecięcia tych linii N12 (154). N23 (156) i N13 (155) jest położeniem jednostki abonenta 140. Ta informacja mogłaby być przesyłana do usługowej stacji bazowej dla przekazania do żądanej części usługowego rejestru położenia lub mogłaby być przekazana do użycia przez abonenta, np. na nie pokazanej siatce mapy lub innym układzie położenia.

180 276

W innym przypadku, jeżeli informacja położenia miejsca bazowego nie jest dostępna dla abonenta, informacja przesunięcia fazy, układu, regulacji w czasie i przesunięcia bazy mogą być przesyłane w sygnale zapytania o położenie do usługowej stacji bazowej. Tam układ przeszukiwania położenia może udostępnić wlasnąbazę danych i określić położenia abonenta. Ta informacja położenia jest następnie przesyłana z powrotem w wiadomości odpowiedzi położenia do abonenta lub innej jednostki pytającej.

Jednakże korzystne rozwiązanie określania położenia, przy wykorzystaniu istniejącego wyposażenia, można zobaczyć teraz w odniesieniu do figury 5, która ogólnie pokazuje schemat blokowy systemu CDMA 300, a zwłaszcza pierwszą stację bazową CDMA 301. Stacja bazowa 301 ma wspólny, bazowy koniec przedni RF 305 częstotliwości radiowej, który zasila cztery niezależne wejścia przeszukiwania 310, 320,330. Te wejścia przeszukiwania mogąblokować się na czterech różnych odbieranych sygnałach, które są oddzielone co najmniej jednym układem sekwencji PN, który jest zwykle odbiornikiem DSSS. Dwa układy przeszukiwania 340 analizują nowe wartości szczytowe korelacji i mogąponownie przyporządkować wejścia przeszukiwania w oparciu o najlepszą ocenę bieżących warunków toru. Normalnie cztery korelatory wejść przeszukiwania 310, 320, 330 blokują się na czterech najsilniejszych sygnałach, które są dostępne.

Wówczas gdy jest wymagana funkcja wykrywania położenia, możliwe są dwa ogólne rozwiązania - albo bierne, tj. bez odpowiedzi jednostki abonenta, albo czynne. W każdym przypadku jest korzystne wykrycie co najmniej trzech różnych stacji bazowych zdolnych do odbioru sygnału abonenta tak, że jest dostępna wystarczająca informacja do oceny położenia. W pierwszym wykonaniu stanu biernego są stosowane cztery gałęzie przeszukiwania 310,320,330 stacji bazowej 301 dla detekcji sygnału satelitarnego łącza naziemnego. Dla każdego wejścia przeszukiwaniajest stosowana pętla ustalania opóźnienia DLL dla uzyskania oceny regulacji w czasie, tj. korekcji, uzależnionego sygnału. To daje dokładniejszą ocenę czasu korelacji, podobnie do procesu stosowanego przez powyższą jednostkę abonenta. Wartość szczytowa sygnału układu przeszukiwania i detektora układu sejwencji PN czasu 340 koreluje sygnał w każdej gałęzi a także określa najlepszą gałąź do zastosowania, korzystnie w oparciu o najwcześniej odbieraną wartość szczytową dla tego samego układu, lecz można zastosować inne techniki selekcji do określania bieżąco najlepszej gałęzi, przy czym sygnał tej najlepszej gałęzi jest stosowany przy określaniu układu sekwencji PN i odbiorze informacji czasowej, podobnie jak w układzie przeszukiwania 240 abonenta.

W celu zapoczątkowania procesu określania położenia, rozkaz jest incjowany w systemie 300, najlepiej w jednostce regionalnej, takiej jak ruchome centrum łączenia MSC (Mobile Switching Center) 365, centrum operacyjne lub ewentualnie w połączonej sieci, takiej jak publiczna komutowana sieć telefoniczna PSTN 375 (Public Switched Telephone Network). Zapytanie o położenie jest następnie przetwarzane przez miejscowy rejestr położenia HLR (Home Location Register) 366 dla określania bieżąco usługowej(ych) stacji bazowej(ych). Po odbiorze rozkazu położenia, procesor 350 stacji bazowej 301, i podobne procesory innych baz usługowych, wykorzystuje układ przeszukiwania i detektor 340 do określania czasu odbioru układu. Korzystnie jest to realizowane przez wszystkie bazy określające czas wzrostu czoła specyficznej grupy układów sekwencji PN, na przykład przez określenie czasu wzrostu dla każdego 64 układu, to jest liczby sekwencji PN 0,64,128, itd., dla wstępnie określonej liczby układów, np. 10. Ta informacja jest następnie przekazywana przez każdy odbiornik bazowy, wraz z jego identyfikacją, do przeznaczonej jednostki, np. układu przeszukiwania 361 położenia dla sterownika miejsca bazowego BSC (Base Site Controller) 360 lub układu przeszukiwania 367 położenia dla rejestru HRL itd. Zatem różnica czasu odbioru dla tych samych układów, przy każdym układzie uzyskiwanym z transmisji tego samego, pojedynczego układu, może być zastosowana do określenia różnic opóźnienia propagacji. Innymi słowy, dla każdej liczby układów różnica pomiędzy czasami odbioru w różnych bazach daje różnicę propagacji, a położenie może być określone tą informacją w połączeniu ze znanym położeniem baz odbiorczych, w podobny sposób, jak opisany powyżej odnośnie fig. 4. Przez pobranie wielu zespołów informacji w stosunkowo krótkiej ramce czasu np. 10 razy, każdych 64 układów, do około 500 mikrosekund oraz uśrednienie lub inaczej najlepsze

180 276 obliczenie przy użyciu określonych położeń, błędy położeń można zmniejszyć do minimum. Jest oczywiste, że można zastosować inne rozwiązania przy rzeczywistym obliczaniu. Dla przykładu, detekcja w tych samych czasach dla czół sygnałów w jednym układzie wyznaczonych czasów, wraz z różnicami czasów z wyznaczonego czasu systemu i liczby układów, mogłaby być stosowana przy określaniu różnic opóźnienia propagacji. Dodatkowy błąd może wystąpić, ponieważ czas transmisji dla różnych układów jest ograniczony przez dokładność szybkości zegarowej abonenta, przy czym nawet jeżeli występowały cykle zegarowe 50 ns, to jest jeszcze większy błąd niż obecny z powodu transmisji tego samego układu, który nie ma żadnego błędu regulacji w czasie. Ważne jest, żeby identyfikacja (np. liczba/położenie w sekwencji PN) i dokładny czas odbioru (np. czoło sygnału lub wartość szczytowa, przy nadmiernie próbkowanej częstotliwości zegarowej) przy różnych bazach były stosowane przy określaniu położenia abonenta.

W korzystnym przykładzie wykonania dla położenia czynnego jest realizowany system dwukierunkowego zasięgu, przy użyciu zarówno informacji czasu odbioru układu jak i pewnej informacji odpowiedzi od abonenta. W tym przykładzie wykonania proces jest ponownie inicjowany przez zapytanie o położenie w systemie, przekazywane do bazy 301, która komunikuje się z abonentem. Procesor 350 przekazuje sygnał zapytania o położenie (LOC S 351) dla właściwego kodowania przez koder 352 i modulator rozpraszający 355. Przy zastosowaniu zegara systemu 353, korzystnie uzyskiwanego z systemu GPS, chociaż można zastosować inne dokładne elementy, takie jak zegar atomowy, dokładny regulator 354 czasu, np. generator strobujący, steruje modulatorem 355 dla dokładnego dostarczania na wyjściu czoła sygnału wyjściowego układów, korzystnie z dokładnością50 ns. Procesor 350 określa również przez modulator 355 i zegar 353 dokładny czas systemu dla układu odniesienia od którego mogą być wyznaczane później inne czasy transmisji. Wyjściowa sekwencja układujest następnie przekazywana do abonenta. Omawiając jeszcze raz fig. 2, po demodulacji i odbiorze sygnału zapytania o położenie, układ przeszukiwania położenia 280 steruje układem przeszukiwania 240 w celu określenia identyfikacji i informacji regulacji w czasie dla następnego układu sekwencji PN, w sposób podobny do opisanego powyżej. W celu zapewnienia dokładnej informacji o czasie abonenta, układ przeszukiwania położenia 280 określa wówczas czas miejscowy, w którym będzie następnie nadawany wstępnie określony układ sekwencji PN abonenta. Dla wygody ten wstępnie określony układ jest korzystnie wybrany jako jeden z powtarzających się szeregów (co 50 układ sekwencji PN abonenta) jeszcze do transmisji, np. układ 100, przy czym mógłby być wybrany prawie każdy inny układ, np. pierwszy układ dla następnej ramki 20 ms, lecz korzystnie z uwzględnieniem zmniejszania do minimum wymagań co do wyjściowej dokładnej regulacji czasu abonenta i przetwarzania położenia systemu. W każdym przypadku wybrany czas miejscowy układu dla wyjścia układu rozpraszania/modulatora 291 nadajnika 203 jest określony np. przez określenie bieżącego czasu wyjściowego układu, np. przez detektor 292 czasu/PN, i obliczenie w celu określenia wstępnie określonego czasu wyjściowego układu, układu 100 przy TR (24 1/16). Oczywiście, jeżeli nie następuje żadne przekazywanie prądu, byłby dany wystarczający czas opóźnienia, w przybliżeniu 2 sekundy, dla baz do wprowadzenia do sekwencji PN abonenta przed transmisją wstępnie określonego układu. Procesor przekazywałby następnie sygnał odpowiedzi położenia dla kodowania przez koder 290 i sterowałby układem rozpraszania/modulatorem 291 dla dokładnego wprowadzania wstępnie określonego układu w określonym czasie i jeżeli okresowa grupa układów ma być kontrolowana, dla dokładnego wyprowadzania dowolnych kolejnych układów okresowej grupy przez wstępnie określony okres. Sygnał odpowiedzi zawierałby informację układu bazy (1088, TR (0), wstępnie okrślonąinformację układu (100, TR(24 1/16) i, jeżeli nie jestjuż znany przez strukturę systemujako część profilu jednostki abonenta, wstępnie określony, kalibrowany współczynnik opóźnienia abonenta dla odbioru wstępnego i opóźnień po wyjściowych, tojest czas zajmowany przez dojście sygnału z anteny do układu przeszukiwania 240 i promieniowanie sygnału wyjściowego z anteny po dokładnym czasowo wyjściu z modulatora 291.

180 276

Powracając do fig. 5, w tym samym czasie system steruje bazą 301 dla wysłania sygnału zapytania o położenie, informuje on także inne komunikujące się bazy o rozpoczęciu pamiętania informacji położenia.

Gdy występująmniej niż 3 komunikujące się bazy, tzn. przekazywanie miękkie, lub zdolne do odbioru sygnału abonenta, jednostka inicjująca, np. układy przeszukiwania położenia (procesory 361 lub 367), będą przekazywać rozkazy do jednej lub więcej pomocniczych stacji bazowych, takich jak baza pomocnicza 356, umieszczonych w pobliżu baz usługowych w celu rozpoczęcia odbioru przy wyznaczonej częstotliwości abonenta. Zatem w najprostszym wykonaniu pomocnicze bazy mogłyby być strojonymi odbiornikami z dokładnym zegarem systemowym, np. zegarem korygowanym z systemu GPS, przy czym jeżeli pomocnicza baza nie była dołączona przez linię przewodową do sterownika 360, pomocnicza baza mogłaby być wykonana jako nieruchoma jednostka abonenta, taka jak nieruchoma jednostka z dostępem bezprzewodowym WAFU (Wireless Access Fixed Unit), przy czymjedynąróżnicąwzględem abonentajest to, że jednostka WAFU pracowałoby w czasie systemowym. W tym ostatnim wykonaniu jednostka WAFU przekazywałaby informację odpowiedzi położenia przez własną usługową stację bazową, np. bazę 301.

Wszystkie bazy odbiorcze, np. baza 301 i pomocnicza baza 356, zaczynająpamiętać informacje czasu/układu abonenta po rozpoczęciu zapytania o położenie. Zapamiętana informacja mogłaby być czasem, np. czasem odbioru czoła sygnału, i liczbą układu dla każdego układu odbieranego dla wstępnie określonego okresu. Zamiast zachowania każdego układu, który wjednej ramce 20 ms znaczyłby blisko 25000 wejść, przez wszystkie bazy odbiorcze jest stosowana okresowa liczba układów, np. co 50 układ w sekwencji, przy czym w tym ostatnim przypadku abonent miałby konfigurację jak omówiono powyżej tak, żeby wybrać wstępnie określony układ, który jest jednym z tych układów okresowych, takim jak układ 100. Jest oczywiste, że można zastosować dowolną liczbę okresów lub specyficznych układów, np. pierwszy układ ramki, o ile informacja jest gromadzona w tym samym układzie(ach) we wszystkich bazach w celu zmniejszenia do minimum błędu. Korzystnie, dla wygody, właściwie skonfigurowana jednostka abonenta będzie wybierała uprzednio określony układ tak, żeby zgadzać się z układem(ami) kontrolowanym^) przez bazy, upraszczając przez to późniejsze obliczenia, przy czym selekcja mogłaby być oparta na programowaniu wstępnym lub na danych w sygnale zapytania o położenie, wskazującym kontrolowany układ(y)/okres (w którym to przypadku tylko wstępnie określony układ(y) musi być dokładnie wyprowadzany).

Po odbiorze rozproszonego sygnału od abonenta, korzystnie przesyłanego przez sygnalizację w paśmie z dowolnymi wejściowymi przesłaniami głosu/danych, procesory 350 i 358 baz 301 i 356 wykrywają sygnał i wstępnie określoną informację układu oraz przekazują pewną wstępnie określoną liczbę par układ/czas do układu przeszukiwania 361 lub 367 położenia. Dla przykładu, dla umożliwienia uśredniania w celu poprawy dokładności, każda baza 301, 356 może przekazywać 8 par układ/czas, rozpoczynając od wstępnie określonego układu i jego czasu odbioru, np. pary {100, TS (28 7/16)}, {150, TS (78 7/16)},..., {450, TS (378 8/16)}, wraz z informacją sygnału rozproszonego, np. para układ bazy/czas {(baza) 1088, TR (0)}, wstępnie określona para układ/czas {(abonent) 100, TR (24 1/16)} i znany współczynnik opóźnienia {4/32}. Wykres czasowy ilustrujący te sekwencję jest pokazany na figurze 6. Punkt TS (0) reprezentuje czas początkowy systemu, pokazany tutaj dla ułatwieniajako bit 0 zegara systemowego, podczas gdy TR (0) reprezentuje względny czas zegarowy abonenta. Punkt PNB1 (1088) reprezentuje 1088 - układ w sekwencji PN pierwszej stacji bazowej 301, podczas gdy punkt PNS(100) reprezentuje 100 układ w sekwencji PN abonenta. Zatem 1088 układ bazowy jest wyprowadzany w czasie 0 systemu i promieniowany z anteny bazowej później z czasem opóźnienia AtB 1 n ad awania. Po opóźnieniu AP1 propagacji i czasie opóźnienia ArS odbioru abonenta, tj. od anteny abonenta do detektora 240, później detektor 240 określa 1088 układ odbierany w trakcie TR (0). Układ przeszukiwania położenia 280 potem określa następny 50 układ sekwencji abonenta jako system 100 i oblicza z bieżącego układu/czasu abonenta, że czas wyjściowy dla układu 100 będzie TR (24 1/16). Znając wzorcowe opóźnienia ArS i AtS, opóźnienie z wyjścia do promienio180 276 wania anteny, powiedzmy każde 2/32 układów, abonent przesyła sygnał rozproszony zawierający informacje, np. [{1088, TR (0)}, {100, TR (24 1/16), {4/32}].

Detektor 240 bazy 301 odbiera układ 100 abonenta w czasie TS (28 7/16) systemu i baza 357 odbiera go w czasie TS (29 7/16). odpowiednio z opóźnieniami AP2, ArB1 i AP3, ArB2 propagacji i odbioru, tj. od anteny do detektora. Dokonywane są również podobne powtarzane pomiary, na przykład baza 301 odbiera układ 150 w czasie TS (78 7/16), abonent steruje czasem wyjściowym układu 150 do TR (74 1/16), tj. dokładnie 50 układów (40700 ns) późniee.

Po określeniu wstępnie określonej liczby par, informacja układ/czas i informacja sygnału odpowiedzi sąprzekazywane do układu przeszukiwania 361 lub 367 położenia. Układ przeszukiwania 361 lub 367 oblicza następnie opóźnienia propagacji, np. AP1 - AP3, stosując inną znaną informację. W tym przypadku niech wzorcowane opóźnienia AtB1, ArB 1 i ArB2 baz są5/32,3/32 i 3/32 układów. Ponieważ opóźnienie AP1 jest zasadniczo takie samo jak opóźnienie AP2, wówczas: 2AP1 = (TS (28 7/16)- TS (0)) - (AtB1 + ArB1) - (TR (24 1/16) - TR (0)) - (ArS + AtS) Rów. 1 = (28 7/16) - (8/32) - (24 1Ί6) - (4/32) = 4 układy

Zatem opóźnienie AP1 stanowi 2 układy czyli 1628 ns, a długość toru propagacji wynosi około 488 m (+/-30 m przy całkowitej niepewności 100 ns). Po poznaniu opóźnienia AP1 można podobnie obliczyć opóźnienie AP3, dając w przedstawionym przypadku czas 3 układów i odległość 733. Przez obliczenie długości toru propagacji dla co najmniej trzech odbiorników i odzyskaniu informacji położenia w bazach odbiorczych, np. z baz 362 lub 368 danych, położenie abonenta może zostać określone przez obliczenie unikalnego punktu lub małego obszaru o największym prawdopodobieństwie, w którym mogą przecinać się wszystkie poszczególne tory propagacji. Proces jest powtarzany dla każdego zespołu czas/układ. Każdy obliczony punkt lub środek ciężkości prawdopodobnego obszaru jest następnie stosowany przy określaniu położenia abonenta, np. najprościej przez uśrednianie, chociaż można zastosować dowolny właściwy proces określania najbardziej prawdopodobnego punktu, obszaru spośród wielu punktów/obszarów. Położenie najbardziej prawdopodobnego punktu/obszaru jest korzystnie pamiętane w bazie danych 369 profilu użytkownika dla rejestru HLR 366. Dodatkowo cały proces może zostać powtórzony po jednym lub więcej dalszych okresach czasu, rzędu sekund lub minut, z wieloma najbardziej prawdopodobnymi obszarami stosowanymi do określania szybkości i kierunku przesuwania się abonenta, przy czymjeżeli jest stosowany dostatecznie dokładny zegar abonenta tak, że przesunięcie jest mniejsze od 50 ns dla przedłużonego okresu wielu minut, tj. przesunięcie zegara abonenta względem czasu systemu jest znane dla tego okresu, powtarzane detekcje w bazach mogłyby być dokonywane bez potrzeby powtarzania sygnału zapytania. W końcu określone położenie i prędkość/kierunek przesuwania się sąprzekazywane do jednostki pierwotnie pytającej, np. do operatora 370 lub przez sieć PSTN 375.

Zastosowanie czynnego sposobu określania położenia w porównaniu ze sposobem biernym zapewnia dokładniejsze określenie informacji trójwymiarowej. To jest szczególnie użyteczne w obszarach miejskich lub górzystych, gdzie kąt nachylenia torów propagacji może być znacznie większy niż 0 stopni od poziomu. Chociaż trzy współrzędne wymiarowe baz i znana topografia pierwszego przybliżonego położenia abonenta mogą być zastosowane do zwiększenia dokładności sposobu biernego, jest oczywiste, że lepsze przybliżenie można otrzymać na podstawie mierzonego czasu propagacji, w przeciwieństwie do zwykłej różnicy czasów propagacji. Ponieważ określone tory propagacji są tak dokładne dla trzech wymiarów, to jest po prostu sprawą dodatkowego przetwarzania współrzędnych osi z tj. trzeciego wymiaru, położeń miejsc bazowych, wraz z ich współrzędnymi osi x i y dla określenia trówymiarowego obszaru prawdopodobnego położenia. Jeżeli jest to porównywane z informacją o znanej budowie i topografii, może być możliwe położenie w kondygnacjach +/-8 (przy niepewności 100 ns) lub lepiej w pojedynczym budynku. Dodatkowa informacja, takajak względne natężenia odbieranych sygnałów i podobnie charakterystyki strat torów w budynku, mogłaby być zastosowana do dalszego zawężenia obszaru prawdopodobnego położenia.

180 276

Na figurze 7, oznaczona ogólnie przez 400, jest przedstawiona sieć działań ilustrująca proces pomiaru abonenckiego sygnałów stacji bazowej w celu uzyskania oceny położenia. Proces rozpoczyna się na etapie 405 procesu, który reprezentuje wystąpienie rozkazu położenia wydawanego przez abonenta, np. przez inicjowanie abonenta lub automatycznie na podstawie innego wskaźnika, takiego jak czujnik ruchu wskazujący zderzenie pojazdu. W etapie 410 procesu sprawdza się stan abonenta i decyzja jest podejmowana w etapie 415 na podstawie tego, czy abonent jest w stanie pracy 3-progowej czy nie. Jeżeli nie jest, realizowany jest etap 420, w którym sprawdza się, czy występujątrzy bazy w proponowanym zespole. Jeżeli nie, w etapie decyzyjnym 425 sprawdza się wartość progową dodawania baz do proponowanego zespołu. Jeżeli to nie jest w minimum, w etapie 430 zmniejsza się wartość progową i powraca do etapu 420 procesu. Jeżeli etap 425 jest już przy poziomie minimalnym, wykonywany jest etap 450. Ten etap rozróżnia funkcję położenia pomiędzy funkcją awaryjną i bezawaryjną. Zatem, jeżeli funkcja bezawaryjna jest przetwarzana, zmiany poziomu systemu są dopuszczane tylko wtedy, gdy poziom użytkowania nie jest wysoki, ponieważ to mogłoby spowodować pogorszenie obsługi użytkownika przez zwiększenie poziomu zakłóceń. W stanie bezawaryjnym, przy dużym obciążeniu systemu, wykonywany jest etap 460. Jeżeli jest wskazywana awaria, przed etapem 460jest wykonywany etap 455 procesu. To następuje prawdopodobnie w odpowiedzi na sygnał oznaczający awarię, do którego są dostrojone pomocnicze generatory sterujące i następuje automatyczna odpowiedź na to, przy czym alternatywnie sygnał awaryjny może być przesyłany do bazy usługowej i przetworzony dla sterowania pomocniczymi bazami w celu aktywacji. W tym ostatnim przypadku mógłby być podobnie zastosowany drugi sygnał bezawaryjny zapylania, z rozkazem aktywacji wytwarzanym, jeżeli procesor sterujący, np. układ przeszukiwania 361 położenia sterownika 360 na fig. 5, wskazuje, że obciążenie systemujest poniżej wartości progowej obciążenia. W etapie 455 procesu pobudza się zatem pobliskie generatory sterujące, które zapewniają pełniejsze pokrycie obsługiwanego obszaru przez wiele miejsc, umożliwiając abonentowi odbiór sygnału z wielu baz. W etapie 460 bada się, czy abonentjest w stanie pracy 3-progowej. Jeżeli nie, abonentjest instruowany na etapie 465 do utworzenia stanu pracy 3-progowej przy użyciu największych sygnałów z co najmniej trzech stacji bazowych. Jeżeli wynik w etapie 460 był pozytywny lub etap 465 został zakończony, wykonywany jest etap 440 procesu i dokonywane jest zbieranie danych, jak to opisano powyżej w połączeniu z fig. 2. Te dane są stosowane do przetwarzania oceny położenia, np. w układzie przeszukiwania 280 przy zastosowaniu dodatkowych danych z pamięci 281 z fig. 2, i system jest przywracany do warunków znamionowych w etapie 445 procesu.

Powracając do etapu 415, jeżeli abonentjest w stanie pracy 3-progowej, wykonywany jest blok 440 procesu. Powracając do etapu 420, jeżeli w proponowanym zespole występują trzy bazy, wykonywany jest etap 435 procesu, który wprowadza trzy różne bazy do zespołu czynnego. Następnie jest wykonywany etap 440, jak opisano to wcześniej, po którym następuje etap 445 procesu.

Na figurze 8, oznaczona ogólnie przez 500, jest przedstawiona sieć działań ilustrująca proces, w którym stacja bazowa mierzy sygnały jednostki abonenta dla uzyskania oceny położenia. Proces rozpoczyna się na etapie 505, gdy aktywowana jest funkcja położenia. W etapie 510 sprawdza się stan abonenta i podejmowana jest decyzja w etapie 515 na podstawie tego, czy abonent jest w stanie pracy 3-progowej czy nie. Jeżeli niejest, w etapie 520jest wykonywany opcjonalnie, badając, czy występujątrzy bazy w proponowanym zespole. Jeżeli nie, w etapie decyzyjnym 525 sprawdza się wartość progowądodawania baz do proponowanego zespołu. Jeżeli to nie jest w minimum, w etapie 530 zmniejsza się wartość progową i powraca do etapu 525 procesu. Jeżeli etap 525 jestjuż na minimalnym poziomie, wykonywany jest etap 535 procesu, który będzie kontynuował przetwarzanie oceny położenia, lecz teraz tylko z dwiema bazami, co jest mniej dokładnie niż pożądany przypadek stosowania trzech baz podczas pomiarów. Powracając do etapu 515, jeżeli abonentjest w stanie pracy 3-progowej, lub do etapu 520, jeżeli występujątrzy bazy wproponowanym zespole, wówczas jest wykonywany etap 540 procesu. Etap 540 zapewnia, że trzy stacje bazowe bazowe sączynne dla odbioru sygnału abonenckiego. Następnie jest wykonywany opcjonalnie etap 545. W tym etapie bada się, czy każda baza może odbierać abonenta. Jeżeli każ180 276 da baza może, wykonywany jest etap 550, który wysyła sygnał zapytania o położenie, jeżeli jest w stanie czynnym, oraz w obu stanach gromadzi dostępne dane i przetwarza ocenę położenia w sposób opisany powyżej. Etap 555 powoduje przywracanie wszystkich parametrów do normalnych i pomiary zostają zakończone. Powracając do etapu 545, jeżeli mniej niż trzy bazy mogą odebrać abonenta, w etapie 546 bada się, czy pomocnicze jednostki bazowe są dostępne. Jeżeli tak, miejsca pomocnicze sąpobudzane w etapie 547 procesu i w etapie 560 bada się, czy wskazywanajest awaria. Jeżeli nie, tylko bazy, które są odbierane, mogą być stosowane podczas pomiarów i to może pogarszać jakość oceny. Jeżeli jest wskazywana awaria, np. przez sygnał abonenta, taki jak wybierane cyfry 911 lub zapytanie awaryjne z autoryzowanej jednostki dołączonej do infrastruktury systemu, wykonywany jest etap 565 dla badania, czy jednostka abonenta ma minimalną moc. Jeżeli nie, wykonywany jest etap 570 dla zwiększenia mocy i proces powraca do etapu 540. Jeżeli etap 565 ma maksymalną moc, w etapie 575 bada się, czy każda baza może odbierać abonenta. Jeżeli tak, wykonywany jest etap 550, przy czym w innym przypadku obciążenie komórki jest zmniejszane przez etap 580 procesu dla zwiększenia skutecznego zakresu komórek w zespole czynnym, które majątrudności w odbiorze jednostki abonenta. W etapie 585 bada się, czy została osiągnięta granica toru obciążenia i jeżeli tak, wykonywany jest etap 550, przy czym w innym przypadku etap decyzyjny 575 jest wykonywany ponownie dla badania, czy każda baza może teraz odbierać abonenta.

Chociaż wynalazek został opisany w połączeniu z jego szczególnymi wykonaniami, jest jasne, że wiele zmian, modyfikacji i odmian będzie oczywistych dla specjalisty w świetle powyższego opisu. Dla przykładu, chociaż układy przeszukiwania 240 i 280 jednostki abonenta 200 oraz układ przeszukiwania 340 i procesor 350 a także inne układy stacji bazowej 301 są opisane w zakresie specyficznych układowych związków logicznych/funkcjonalnych, specjalista zdaje sobie sprawę, że możnaje wykonać na różne sposoby, na przykład jako właściwie skonfigurowane i programowane układy scalone specjalnego zastosowania i procesy sygnałów cyfrowych. Ponadto wynalazek nie jest ograniczony do określania położenia w konkretnym systemie CDMA, lecz ma zastosowanie do dowolnego systemu CDMA stosującego sekwencje symboli rozproszonych. Wobec tego należy rozumieć, że wynalazek może obejmować w pierwszym przykładzie wykonania przeszukiwanie czynne, a więc obejmować sposób i urządzenie pracuj ące dla określenia położeniaj ednostki abonenta w bezprzewodowym systemie telekomunikacyjnym CDMA mającym wiele stacji bazowych, które zawierają wysyłanie pierwszego sygnału o widmie rozproszonym, zawierającego zapytanie o położenie z pierwszej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych do jednostki abonenckiej, przy czym sygnał o widmie rozproszonym jest rozpraszany przez znaną pierwszą sekwencję symboli rozproszonych. Następnie odbiór w pierwszej stacji bazowej drugiego sygnału o widmie rozproszonym, zawierającego wiadomość odpowiedzi zjednostki abonenta, przy czym drugi sygnał o widmie rozproszonym jest rozpraszany przez znaną drugą sekwencję symboli rozproszonych, oraz wiadomość odpowiedzi zawierającączas odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji i czas nadawania pierwszego symbolu drugiej sekwencji. Ponadto odbiór wstępnie określonego symbolu drugiej sekwencji w pierwszej stacji bazowej i przynajmniej drugiej stacji bazowej oraz określanie pierwszego i drugiego czasu odbioru wstępnie określonego symbolu odpowiednio w pierwszej i drugiej stacji bazowej oraz określanie położeniajednostki abonenta z czasu odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji przez jednostkę abonenta, czasu nadawania pierwszego symbolu drugiej sekwencji przez jednostkę abonenta, pierwszego i drugiego czasów odbioru wstępnie określonego symbolu i znanej informacji o pierwszej i przynajmniej drugiej stacjach bazowych. Następny przykład wykonania może obejmować sposób i urządzenie pracujące dla określania położenia abonenta w systemie telekomunikacyjnym CDMA mającym wiele stacji bazowych, które zawierają odbiór sygnału od abonenta w każdej spośród pierwszej stacji bazowej, drugiej stacji bazowej i trzeciej stacji bazowej, przy czym sygnał jest tworzony poprzez modulację przez znaną sekwencję symboli rozproszonych. Następnie określanie pierwszego czasu odbioru symbolu znanej sekwencji symboli rozproszonych w pierwszej stacji bazowej, drugiego czasu odbioru symbolu w drugiej stacji bazowej i trzeciego czasu odbioru symbolu w trzeciej stacji bazowej

180 276 oraz określanie położenia jednostki abonenta w procesorze położenia z pierwszego, drugiego i trzeciego czasów odbioru i następnie znanej informacji o pierwszej, drugiej i trzeciej stacjach bazowych. W jeszcze innym przykładzie wykonania może występować jednostka abonenta pracuj ąca dla określeniaj ej własnego położenia przy telekomunikacj i w bezprzewodowym systemie telekomunikacyjnym CDMA mającym wiele stacji bazowych, gdzie jednostka abonenta zawiera elementy odbiornika do odbioru pierwszego sygnału z pierwszej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych i drugiego sygnału z drugiej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych, przy czym pierwszy i drugi sygnał sątworzone poprzez modulację odpowiednio przez znanąpierwszą sekwencję symboli rozproszonych i znaną drugą sekwencje symboli rozproszonych, elementy detektora do określania pierwszego czasu odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji i drugiego czasu odbioru następnego symbolu drugiej sekwencji oraz elementy procesora położenia do określania położeniajednostki abonenta z pierwszego i drugiego czasów odbioru i następnie znanej informacji o pierwszej i drugiej stacjach bazowych. Jeszcze następny przykład wykonania może zawierać sposób określania położenia abonenta w systemie telekomunikacyjnym CDMA mającym wiele jednostek bazowych, zawierającym czynne stacje bazowe i jednostki nieczynne, przy czym sposób ten może obejmować odbiór sygnału wskazującego awarię, określanie, czy co najmniej trzy z czynnych stacji bazowych mogą odbierać sygnał od abonenta i jeżeli nie, pobudzanie co najmniej jednej zjednostek nieczynnychjako pomocniczej stacji bazowej, sterowanie grupą składającą się z co najmniej trzech czynnych stacji bazowych, które mogą odbierać sygnał od abonenta, oraz dowolnych pomocniczych stacji bazowych pobudzanych w etapie określania, dla nadawania przez każdą sygnału o widmie rozproszonym, mającego taką samą sekwencję symboli, określanie każdego czasu odbioru przez abonenta tego samego symbolu sekwencji symboli dla każdego sygnału o widmie rozproszonym, nadawanego odpowiednio w etapie sterowania i wysyłanie odpowiedzi od abonenta, zawierającej wymieniony każdy czas odbioru oraz określanie położenia abonenta z wymienionego każdego czasu odbioru i następnie znanej informacji o grupie.

Zgodnie z tym, nie ogranicza się wynalazku przez powyższy opis przykładów wykonań, lecz obejmuje się wszystkie takie zmiany, modyfikacje i odmiany według idei i zakresu załączonych zastrzeżeń.

180 276

ODBIORNIK CDMA ć

210

205 i

WEJŚCIE

PRZESZUKIWANIA

Nr 1

201 . _L .

ODL

Nrl

-215

SYGNAŁ _ WEJSCICWY

KONEC

PRZEONI

RF

240

UKEAD PRZEf SZUKIWAMA

241CZAS

MIEJg.gwx

WEJŚCIE

PRZESZUKIWANIA

Nr 2

WEJŚCIE

PRZESZU)

KIWANIA

Nr 3

DDL Nr 2

TUlflW·

-220

230

-242

B1,B2,B3

-225

DEMODULATOR

CDMA

245

100

Twokodera

202

203M 1		CZASU/PN \|
ICZAS		UKŁAO tr
. MIEJSCOWY		^OZPRASZANIA/fi
1 KODOWANA i ODR	MODULATOR Γ CDMA \|

200

FIG. 2

WYŚWIETLANIA

280

180 276

ΡΝΒ1(Ο)

ΡΝΒ2(256)

F IG.3

ΡΝΒ1(4) ΡΝΒ2(11) ^Τ1 ^Τ2

U-l/8 CHIP

FIG76

TS(0)

ΡΝΒ1(1Ο88) ι ArS

AtS

TS(28 7/16) PNS0OO)₎

TS(29 7/16) TS(78 7/16)

PNS(IOO) PHS(15O'

I AtS

H-H-H AtBll<»4« ΔΡ1—*4 j \|	-1 l ] l»l l -ι—H r»—ΔΡ2—*ΙΔγΒ1 ΔγΒ2 \| ΔγΒ1
TS(O) TR(24 1/16)	κ-ΔΡ3-«4 TR(74 1/16)

PN8l(lO3S) PNS(IOO) PNS05O)

180 276

BS 1

510

DO/Z

ANTEN

505 —t

WEJŚCIE

PRZESZU-I

KIWANIA

Nr I

501 _ _L .

-515

DDL Nr 1

SELEKTOR

ANTENY

I PRZEDNI KONIEC RF

WEJŚCIE			-Ł <325
PRZESZU-		D 0 L
KIWANIA		Nr 2 j
Nr 2	<a—

DEMODULATOR

CDMA _OO wOKODERA

UKŁAD PRZESZUKIWANIA (2) DETEKTOR PN/CZASU

WYJŚCIE

DOKŁADNA (3		zegar h
FH3ULACJaB<—		SYSTEMU 1
	(GPS) i

555

POM.BŚ¹ODBIORNIK [L I

J57

I

356

INNE BS

560 . ±

570OPERATOR

UKŁAD PRZESZUKIWANIA POŁOŻENIA (-36 7 562

BSC“!

BAZA

DANYCH

180 276

POCZĄTEK PRZETWARZANIA

FIG.7

400

180 276

POCZĄTEK PRZETWARZANIA Lrnr

STAN ABONENTA SPRAWDZANY PRZEZ ΒΑΖΕ

180 276

F IG.8 B

500

__

PRZEŚLIJ SYGNAŁ LOC.S,JEŻELI JEST STAN CZYNNY, ZBIERAJ I PRZETWARZAJ POMIARY DOSTĘPNYCH DANYCH

550

POWROT DO NASTAWIEŃ ZNAMIO NOWYCH, WYKONANE

555

I

WSPÓŁRZĘDNE POŁOŻENIA WYJ SCIOWEGO I POZIOM WIARYGO DNOŚCI POMIARÓW

590

180 276

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ustalania położenia jednostki abonenckiej komunikującej się w bezprzewodowym systemie łączności mającym wiele stacji bazowych, w którymjednostka abonencka odbiera pierwszy sygnał z pierwszej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych oraz drugi sygnał z drugiej stacji bazowej spośród wielu stacji bazowych, znamienny tym, że tworzy się pierwszy i drugi sygnały poprzez modulację, w modulatorach pierwszej i drugiej stacjach bazowych, odpowiednio przez znaną pierwszą sekwencję symboli rozszerzających i znaną drugą sekwencję symboli rozszerzających oraz ustala się w jednostce abonenckiej pierwszy czas odbioru pierwszego symbolu pierwszej sekwencji i drugi czas odbioru kolejnego symbolu drugiej sekwencji, po czym ustala się przez abonenta położenie jednostki abonenckiej na podstawie pierwszego i drugiego czasów odbioru i kolejnej informacji o pierwszej i drugiej stacjach bazowych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kolejną informację wykorzystuje się informację położenia i przesunięcia sekwencji dla pierwszej i drugiej stacji bazowych, gdzie pierwsza i druga sekwencje są identycznymi sekwencjami symboli rozszerzających, mających pierwsze i drugie przesunięcia sekwencji odpowiednio pierwszej i drugiej ustalonej liczby symboli, przy czym w trakcie ustalania położeń ustala się informację o położeniu i przesunięciu sekwencji z kolejnej informacji.
3. System łączności mający wiele stacji bazowych, zawierający pierwszą, drugą i trzecią stacje bazowe, dla ustalania położeniajednostki abonenckiej, znamienny tym, że sygnały reprezentujące sygnał tworzony poprzez modulację przez znaną sekwencję symboli rozszerzających przesyłane sąz wyjściajednostki abonenckiej (140) do wejść odbiorników (305) umieszczonych w pierwszej, drugiej i trzeciej stacjach bazowych (110,120,130), sygnały reprezentujące żądanie ustalenia pierwszego, drugiego i trzeciego czasów odbioru określonego symbolu znanej sekwencji przesyłane sąz wyjścia układu przeszukiwania (361) do wejścia pierwszej, drugiej i trzeciej stacji bazowych (110, 120, 130), sygnały reprezentujące pierwszy, drugi i trzeci czasy odbioru przesyłane sąz wyjścia pierwszej, drugiej i trzeciej stacji bazowych (110, 120,130) do wejścia układu przeszukiwania (361), zaś sygnały reprezentujące położenie jednostki abonenckiej (140), wyznaczone z pierwszego, drugiego i trzeciego czasów odbioru oraz kolejnej informacji o pierwszej, drugiej i trzeciej stacjach bazowych (110, 120,130), przesyłane są do wyjścia układu przeszukiwania (361).