TW584991B - System and method for the detection and compensation of radio signal time of arrival errors - Google Patents

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Description

584991 A7 ___ B7_ 五、發明説明（彳 ） 發明範圍 本發明通常係有關於電信，而更明確而言，係有關用以 在電信系統中偵測及補償到達錯誤時間的技術。 發明背景 緊急服務是時常使用例如"9 11，，的電話號碼請求，如此呼 叫者是在例如住宅的固定位置，電腦系統便可使用自動號 碼識別（ANI)來追蹤一來話電話的電話號碼，而且可很快決 定呼叫開始的位址。因此，決定緊急服務請求的位置是一 相當簡單的工作。 經由例如細胞式電話、個人通訊系統（PCS)、裝置等的行 動通訊而請求緊急服務的使用者位置不是容易決定。無線 電二角測置技術已長久用來決定一行動單元的位置。然 而此無線電二角測量技術本質不正確是已知的。數千公 尺錯誤是不尋常。然而，此錯誤是無法於緊急服務遞送接 受。 聯邦的通訊委任狀（FCC)已命令將會允許位置決心中的較 大精確的通訊技術的變化。在行動通訊情況方面，FCC產 生的規則是需要以基礎為主之位置系統，以具有間67%的 150公尺精確度（及時間95%的300公尺精確度）。對於需要 修正手持話機的糸統而言’ F C C已頒布此系統必須決定在 時間67%的50公尺中的位置（及時間95%的150公尺）。 無線電位置系統是使用來自已知位置的不同發射器的到 達時間（TO A)信號，以三角測定及估計行動單元位置。然 而’到達時間信號會由於多重傳輸路徑而時常失真或錯 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Μ規格(/挪公爱） 584991
誤。圖1係描述在車IS 1G的-行動電話所經歷到的多重傳輸 路徑範例。在圖1的描述範例中，㈣單元1〇正從安裝在技 頂上發射器12和丨4接收信號。在圖丨的範例中，行動單^ 是從發射扣和14直接接㈣號，但是亦從發射器_ 收在建築物附近反射的信號。因此，行動單元1〇可從發射 器14接收許多信號。在圖丨描述的範例中，行動單元ι〇不是 在發射IU6的直達钱（L〇S)中。以，建築物或其他結 構阻塞在行動單元10與發射器16之間的直達電波。然而， 行動單元10仍然是偵測來自發射器16而從建築物或其他結 構反射的信號，或在建築物或其他結構邊緣附近減損。此 外，行動單元10是從安裝在建築物頂端的一發射器16接收 信號，而且亦從環繞地球執道的全球定位系統（Gps)衛星 18接收信號。結果，行動單元1〇可從發射器16接收多重信 號，而不是直接LOS信號。來自GPS衛星18的信號亦包含 LOS信號與反射信號。由於此多路徑信號的結果，行動單 元的到達時間測量會發生錯誤。此錯誤在多路徑信號是明 顯的，如此使它不容易或不可能達成與位置精確度關於的 FCC支配。因此，可了解到一系統與方法需要改良行動位 置系統的TOA測量。本發明提供的此及其他優點可從下列 詳細描述及附圖而變得更了解。 發明概述 本發明是在電信裝置位置系統中用以修正多路徑錯誤的 系統及方法中具體實施。在一具體實施例中，該系統係包 含一接收器，以便接收從位於接收器的一段未知距離的遠 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 584991 A7 B7 五、發明説明（3 ) 端發射器所傳輸的資料。一分析器可分析與接收資料有關 的資料，及產生與接收器位置有關的位置資料。該分析器 亦根據一測量的信號標準而計算一修正因素，以產生修正 的位置資料。 在一具體實施例中，當接收的資料是與儲存的資料有關 聯時，接收器便可產生一關聯脈衝。在此具體實施例中， 信號標準是該關聯脈衝的脈衝寬度。該關聯脈衝是以具有 複數個係數的二次方程式模型吡，且該等係數是由在預定 時間的關聯脈衝振幅值決定。在另一具體實施例中，接收 器可產生一信號強度指示符。在此具體實施例中，信號標 準是信號強度指示符。 系統可係進一步包含一位置決定實體，以根據該修正的 位置資料與該遠端發射器的已知位置來決定接收器的位 置。位置資料是根據接收器所接收的資料到達時間。到達 時間資料能以一延遲時間或距離計算，且修正因素能以一 修正時間或修正距離計算。 在一具體實施例中，接收器是800 MHz頻帶操作的一部 分細胞式電話，而且該分析器可在800 MHz頻帶中根據從 遠端發射器傳輸的到達時間而計算該位置資料。或者，接 收器可以是在1900 MHz頻帶中操作的一部分個人通訊系 統，且該分析器是在1900 MHz頻帶中根據從遠端發射器所 傳輸的資料到達時間而計算該位置資料。 在仍然另一具體實施例中，遠端發射器是一全球定位系 統（GPS)衛星，而且該接收器是從GPS衛星接收資料信號。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 584991 A7 B7 五、發明説明（4 ) 在此具體實施例中，該分析器是根據從GPS衛星傳輸的資 料到達時間而計算該位置資料。 該系統係進一步包括一資料結構，以健存有關一或多個 修正因素的選擇信號標準的資料，其中該分析器可將當作 一輸入的選擇資料測量提供給資料結構，並且取回在與選 擇標準測量有關中儲存的一修正因素。或者，該系統包括 一資料結構，以儲存有關一或多個修正因素的選擇信號標 準的數學函數，其中該分析器是使用數學函數的選擇標準 來計算該修正因素。 圖式之簡單說明 圖1係描述在傳輸來源與一行動單元之間的多重接收路 徑。 圖2是實施本發明一系統功能方塊圖。 圖3是描述圖2的系統所產生的關聯信號的波形圖。 圖4是描述在關聯峰值寬度與距離錯誤之間的一函數關係 圖。 圖5是描述在一功率測量與距離錯誤之間的一函數關係 圖。 圖6和7是形成本發明操作的流程圖。 較佳具醴實施例之詳細說明 本發明允許多路徑所產生距離錯誤的一量化測量，及提 供修正因素運用在到達允許更正確位置決心信號。在一具 體實施例中，本發明是使用一傳統劃碼多工存取（CDMA) 行動單元實施。CDMA行動單元可視為一行動單元、細胞 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
584991 A7 ______ B7 五、發明説明) 5 式電話、PCS裝置、或類似。如下面的詳細討論，本發明 是未侷限於行動通訊裝置的一特殊形狀，且亦未侷限於行 動裝置操作的特殊頻率。 本發明是在圖2的功能方塊圖中所述一系統1 〇〇中具體實 施。系統100係包括一中央處理單元（CPU)l02，以控制系 統的操作。在技藝中熱諳此技者可了解到中央處理單元1 〇 2 係包含操作電信系統的任何處理裝置。此包括微處理機、 植入控制器、應用特殊積體電路（ASICs)、數位信號處理器 (DSPs)、狀態機器、專屬非連續硬體等。本發明並未侷限 於實施中央處理單元102的特殊硬體元件。 系統最好亦包括一記憶體104，該記憶體104係包括唯讀 記憶體（ROM)、與隨機存取記憶體（RAM)。記憶體1〇4可 將指令與資料提供給中央處理單元1〇2。一部分記憶體1〇4 亦包括非揮發性隨機存取記憶體（NVRAM)。 典型在例如一細胞式電話的無線通訊裝置中具體實施的 系統100亦包括一殼體106，該殼體i06係包含一發射器1〇8 及接收？§ 1 1 〇 ’以允許在系統1 〇 〇與例如單兀位置控制(未 在圖顯示）的一遠端位置之的例如聲音通訊資料的傳輸與接 收。發射器108與接收器110係組合成一收發器112。一天 線114是安裝在殼體106，且電耦合到收發器112。發射器 108、接收器ho、與天線114-的操作在技藝中是眾所週 知’而且除了特別是與本發明有關部分之外不在此描述。 在一 CDMA裝置的實施中，系統亦包括一信號偵測器 116 ’以用來偵測及定量由收發器112接收的信號位準。信 -9- ^紙杀尺度適财關家S^(CNS) A视格(21GX297公釐)" ' 584991
號债測器116可_-❹個參數，例如在技藝中已知的一 總能量、每個假雜訊（PN)片段的導頻能量、功率頻譜密 度、及其他參數。如下面的詳細描述，信號偵測器⑴可執 行一關聯分析，以便從例如發射器14(參考圖丨）的一位置決 定時間到達（TOA)。 信號偵測器116是執行在一參考信號與一接收信號之間的 一關聯分析，並且產生一關聯輸出信號。一信號分析器12〇 可分析關聯信號及使用一修正資料表122來產生距離修正資 料。在一具體實施例中，修正資料表122係包含與距離錯誤 的關聯脈衝寬度有關的資料。然而，其他標準亦可用來修 正距離錯誤。 系統100係包括一計時器124，以提供用來測量不同來源 (例如，發射器12-16)信號到達延遲時間的系統時序。計時 器124可以是一單機或是一部分中央處理單元1〇2。 系統1〇〇的各種不同元件是由一匯流排系統126耦合，其 除了包括一資料匯流排之外，還包括一電力匯流排、一控 制信號匯流排、及一狀態信號匯流排。然而，為了清楚緣 故，各種不同匯流排是在如圖2的匯流排系統126描述。在 技藝中熟諳此技者可了解到在圖2描述的系統丨00是一功能 方塊圖’而不疋特殊元件的清單。例如，雖然信號债測器 116與信號分析器120是在系統1〇〇中以兩分開的方塊描 述，但是他們可在例如數位信號處理器（DSP)的一實體元件 中具體實施。他們亦能夠以由中央處理單元1〇2操作的程式 碼儲存在記憶體104。相同考慮可適用於圖2的系統1〇〇中
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所列出例如計時器124的其他元件。 在圖2的系統100所示的元件操作是在圖3·7描述。圖3是 描述信號偵測器116所產生關聯脈衝範例的一連串波形時序 圖。為了要正確了解本發明，使用―⑶心行動單元範例 處理的到達時間簡單描述將提供。實施圖2系統⑽的一行 動單元（例如，圖i的行動單元1〇)最初是指定一假雜訊 碼。PN碼可儲存在記憶體1〇4，當作區域參考。當一基地 台（例如，發射器12)將資料傳-送給行動單元1〇時:基二台 可傳輸ΡΝ碼。系統100可持續搜尋在區域參考（即是，儲存 的ΡΝ碼）與傳輸資料（即是，傳輸的ΡΝ碼）之間的一關聯。 如在技藝中眾所週知，所有發射器（例如，發射器Hie) 是傳輸相同的ΡΝ碼’但是來自每個發射器的ρΝ碼傳輸開始 會受到一精確偏移而時間延遲。時間偏移是以64個片段的 倍數測量。ΡΝ偏移是選擇性指定給發射器，所以地理區域 的偏移會儘可能擴展，以避免在發射器間的干擾。發射器 (例如，發射器12-16)能以傳輸的識別資料確認，但是有時 是透過他們的ΡΝ偏移時間表示。例如，發射器12可視為一 ΡΝ 300，以表示它在300偏移上傳輸pN碼。在目前範例 中，發射器14和16可分別視為ΡΝ 425和ΡΝ 610，以表示 每個傳輸ΡΝ的偏移時間。然而，可了解到，不管發射器是 如何標示，與彼此有關的每個相對偏移可從在信號編碼的 信號建立。行動單元10的接收器11 〇(參考圖2)可在地理區 域（例如，發射器12-16)從該等發射器的每一發射器偵測 ΡΝ。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 584991 A7
A7 B7 五、發明説明（9 ) 然而’在發射器12與行動單元1〇間的傳遞延遲是未知 :。因此，系統副可將零延遲的任意參考指定給第-接收 瑪。因此’第—接收的信號不是直接包括在位置測 =來自峨後發射n(例如，發射器14和16)的信號接收 ”有與發射⑽有關的延遲，料延遲的結果會由於分別 在行動單元1G與發㈣14和〗6之_距離而造成PN偏移盘 傳遞延遲。*於PN碼傳輸的州偏移，關聯脈衝產生的延 遲可決定，且在時序巾料適.#補償。然而，由於傳遞延 遲、與在行動單元1G與相對發㈣（例如發㈣咐⑹ 之間的距離，所以在PN碼的傳輸與關聯脈衝產生之間會造 成到達時間差。行動單元1G的位置可根據來自發射器14和 16的信號精確τ〇Α而決^。因此，系統⑽需要來自三個 不同發射器的PN碼接收。雖然與其餘兩發射器（例如，發射 器14和16)有關的過度延遲時間是用來提供適當的延遲測 量’但疋第一關聯脈衝可當作零參考使用。 圖3的波形（A)是顯示由沒有任何多路徑信號的信號偵測 器116(參考圖2)所產生的一取樣關聯輸出。信號偵測器ιΐ6 可每次改變參考資料（即是，儲存PN)二分之一片段，直到 它偵測在參考資料與接收資料之間的一關聯為止。來自發 射器12的PN碼所產生的關聯脈衝並未顯示，因為它是當作 任意零參考使用。由發射器14和16的PN偏移所引起的延遲 亦被除去，所以圖3的波形只顯示傳遞延遲影響。在波形（A) 描述的範例中，由於發射器14，所以關聯脈衝能以大約來 自任意零參考的1·5個片段產生。1.5片段延遲是與在發射 -13- 本紙張尺度適财@ s家標準(CNS) Μ規格(21G χ 297公爱） 584991 A7 B7 五、發明説明（1〇 器14與行動單元1〇之間與距離有關。因此，到達可透過在 片段中測量的延遲決定（或如需要，能以公尺為單位）。 從發射器14傳輸的資料亦包括識別資料，以致於用以實 施系統1 00的行動單元1 〇可將發射器14視為以1 · 5個片段 偵測的關聯性信號源。除了發射器14之外，用以實施系 統1〇〇的行動單元10可從發射器16接收資料。信號偵測器 116可偵測在本地參考（即是儲存的pn碼）與從發射器16 傳輸資料之間的一關聯性。在波形（A)描述的範例中，由 於來自發射器1 6的PN碼，所以關聯性信號能以來自零參 考的近似4.5片段偵測^ 4.5片段延遲是與從發射器16到 行動單元10的距離與從發射器12到行動單元1〇的距離之 間的差有關。此可透過下面圖3 C描述的範例了解。經由 發射器12產生的信號會被延遲400片段，且該延遲是與發 射器14所產生的信號有關。有從發射器12傳輸信號時所 產生、及由行動單元10所接收信號時的15個片段延遲。 同樣地，有從發射器14傳輸信號時所產生、及由行動單 元10所接收信號時的5個片段延遲，由於在發射器14與行 動單元10之間的傳遞延遲。因此，在發射器12所產生信 號接收與在發射器14所產生信號之煎在行動單元1〇上可 發覺的延遲將會是整個410個片段。此4 10個片段是在來 自信號在發射器12產生時的415個片段延遲與發射器14所 產生信號接收的5個片段延遲之間的差。如前述， -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 584991 A7 B7 五、發明説明（ 從發射器16傳輸的資料亦包括識別資料，以致於用以實施 系統100的行動單元10可將發射器12視為以4.5個片段偵測 的關聯性峰值源。 此外，用以實施系統100的行動單元10可使用全球定位系 統（GPS)信號而偵測來自額外基地台發射器（未在圖顯示）、 或來自衛星的脈衝。如在技藝中已知，GPS亦使用到達資 料的時間，為了要決定行動單元10的位置。在一具體實施 例中，行動單元10可決定來耸三或多個不同發射器的時間 到達資料。如前述，當額外關聯脈衝的相關延遲時間根據 額外關聯脈衝到達時間而決定行動單元10的位置時，第一 關聯脈衝可當作一零參考使用。在沒有任何多路徑影響 中，在波形（A)描述的脈衝可提供到達時間的一相當正確測 量，如此可用來正確決定行動單元10的位置。 在例如IS-801、定位的CDMA標準的目前電信標準下， 行動單元10可使用使用TOA資料執行計算，以決定它的位 置。然而，行動單元10的位置亦可透過固定的基礎構造部 分而決定。在此具體實施例中，行動單元可將識別資料與 延遲測量資料傳輸給例如發射器14的一遠端位置。與發射 器14有關的一位置決定實體（PDE)可根據各種不同發射器 的已知位置及從每個發射器測量的延遲資料而執行計算及 決定行動單元10的位置。下表1·是描述取樣資料從行動單元 10傳輸給與發射器14有關的PDE : -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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五、發明説明（12 ΡΝ偏移 延遲（以公尺 為單位） 300 0 425 1,500 610 4,500 表1 如在技藝中已知及上面簡短討論，該等發射器（例如，發 射器12-16)的每一發射器的PN值可視為每個發射器開始傳 輸P N碼的P N偏移。在表1描述的範例中，過度延遲（即是’ 不歸於PN偏移的延遲）是以片段計算，並且以公尺為單位轉 換成一延遲。對於圖3的波形（A)而言，來自發射器（例如， 發射器14和16)的兩關聯脈衝會分別在15和4.5片段上造成 關聯脈衝。表1的資料係包括與該等發射器的每一發射器有 關的PN偏移、及根據脈衝到達時間延遲的過度延遲時間。 PDE係使用識別碼來決定那些發射器是與每過度延遲時 間有關。既然發射器的位置是全部已知，所以一相當簡單 計算可根據來自該等相對發射器的每一發射器的延遲而決 定行動單元10的位置。此計算處理在技藝中是已知，且不 需要在此描述。 不幸地，多路徑影響是出現在幾乎所有ΤΟΑ測量。雖然 使用GPS位置技術的衛星信號具有較小多路徑影響，但是 這些影響仍然存在。來自GPS衛星（例如，CPS衛星18)的多 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 路徑影響在干擾GPS信號的建築物及其他人造的都市區域 是特別可避免。例如發射器12-16(參考圖丨）的地面系統亦 會受到人造建築物的影響，以致於信號會減損及/或反映。 、、’。果，行動單元10可接收相同信號的多重影像。系統1〇〇可 估计來自多路徑影響產生的錯誤。這些多路徑影響可稱為 短夕路徑影響”，因為多重信號通常只有小時間量的延 遲，而且可到達系統100的天線114(參考圖2)，所以相對到 達時間太接近而不會在整個關-聯函數中產生不同峰值。即 疋，信號在此一短時間週期到達，而來自信號偵測器116的 輸出會是從多重偵測信號的重疊影響產生的一單一失真脈 衝。 / 在與於圖3波形（A)有關所討論的先前範例中，行動單元 1〇可從沒有多路徑信號的發射器14與發射器16接收單一信 號。多重信號的影響是在圖3的波形（B)描述，其中信號偵 測器116係顯示一關聯值與一較寬的脈衝寬度，結果是多重 接收的相同信號是在一短時間週期内。如波形（A)所示，信 號偵測器116可產生一寬的脈衝，而不是在15片段上的一 相對窄脈衝，使它不容易正確決定到達時間，因為系統的 設計可偵測峰值信號。在波形（B)中，信號具有在丨5 _ 2 5 片段之間的峰值。同樣地，從發射器16接收的信號造成的 關聯值亦在圖3的波形（B)中描述。再者，多路徑影響會造 成較寬的脈衝，以致於峰值是在4.5_5 5片段之間。 θ 注意，圖3的波形（Α)和（Β)描述的影響只是說明。多路徑 影響會在天線114(參考圖2)造成信號非同相位到達，以致 -17-
584991 A7 B7 五、發明説明（14 ) 於信號偵測器116會產生與單一信號有關的多重峰值。本發 明可提供從多路徑影響造成的至少部分錯誤補償。在此描 述的補償系統並未侷限於在圖3描述的波形或過度延遲時 間。 一函數關存在於信號偵測器116所產生關聯脈衝寬度（W) 與到達測量時間錯誤量之間。即是，信號偵測器116產生的 關聯脈衝寬度函數是與由於多路徑影響的到達信號時間的 錯誤量有關。在脈衝寬度W與延遲錯誤之間的函數關係的 特徵能以一函數f(W)表示。圖4是根據現場實驗而描述函數 f(W)，其中實際測量距離是與傳統到達時間技術所計算的 距離相比較。注意，大於2的脈衝寬度曲線鋸齒波會是寬度 大於2的相當少取樣值結果。然而，圖4的繪圖是清楚顯示 在脈衝寬度與延遲錯誤之間的關係。 信號分析器120(參考圖2)可計算由信號偵測器116產生的 關聯脈衝寬度W，及應用函數f(W)，以決定在TOA測量的 錯誤量。 雖然有許多不同技術可測量關聯脈衝寬度，但是在此只 描述一範例。系統100是關聯脈衝模型化成二次方程式，並 且利用三個測量值來決定二次方式的係數。三個測量值是 從關聯脈衝選取的資料點，並且包括具有最大值的資料點 與在最大值任一端上的資料點·。此是在下面方程式（1)描 述： v = [y(-i)? y(〇), y(i)] ⑴ 其中V是關聯函數（y(k)與其兩相鄰的最大值。二次函數是 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 584991
在下面表示，其中： 其中具有係數a、b、和 Υ(χ)= ax2 +bx+c (2) c、y的一傳統二次方程式是關聯 加算的大小，而且x是時間（在本範例是以片段測量）。 可使用線|±方程式及使用如方程式（3)表*取代方程式⑺ 的X不同值而計算係數a、b、和c的值： [a，b，c]， 一 1 〇 0 * V， (3)
其在該等資料點X = -1 — ，υ，1的母一資料點的y值可被測 量，而且係數a、b、和γ 的值可使用方程式（3)的矩陣決 定。脈衝寬度W目前可衫。對於測量的—致性而言，系 =〇r在從峰值向下的—段距離u計算關聯脈衝寬度。 此疋在下面方程式（4)表示： ax + bx+c = max * d (4) 其中咖是脈衝的最大值，而且D是最大值的-預定百分 在“體只施例中，脈衝寬度測量是在D = 〇 ^的值而 執行。即是，關聯脈衝寬㈣是在y=〇 〇i乘以最大值的點 上決疋。在-對數比例上’此是對應從峰值下降到一點2〇 分貝(dB)(即是，·2〇分貝)的脈衝寬度。-20分貝的值的選 擇可產生致結果。然而’在技藝中熟諳此技者可了解到 ，'他值可滿足系統1GG的使用。本發明並未询限於關聯脈衝 寬度測量的特殊技術。 裝 訂
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584991 A7 B7 五、發明説明（ 關聯脈衝寬度W是由下列方程式（5)表示： ^b2-4a(c-D) W = ^ (5) 其中所有項已先前定義。 系統100是以修正資料表122(參考圖2)的形式實施函數 f(W)。修正資料表122可以是一單機裝置或一部分記憶體 104。修正資料表122是使用資料結構的方便形狀實施。許 多資料結構在技藝中是已知，而且能滿足使用。資料結構 的特殊形式對於修正資料表122的滿足實施不是決定性的。 通常，脈衝寬度W是當作一資料值輸入修正資料表122，而 且延遲錯誤是當作從修正資料表122的一輸出而產生。 在其他實施方面，函數f(W)能以一數學函數實施，而不 是使用修正資料表122實施。一數學方程式可導出，且插入 的脈衝寬度W值是當作一變數。在此具體實施例中，數學 方程式是儲存在例如記憶體104的一資料結構。 根據上述現場測量，可發現到小於100公尺錯誤的測量數 目會在應用來自修正資料表122的修正因素後以10%增加。 因此，系統100是經證明可改善多路徑信號出現的位置技術 正確性。 如前述，地位的目前CDMA標準IS-801可提供行動單元 或與基礎構造（例如，發射器14)有關的一PDE執行的位置 測量。在後者實施中，目前CDMA標準（即是，IS-801)係 未包括將脈衝寬度W值傳輸給與發射器14(參考圖1)有關的 PDE。因此，在具體實施例中，系統100是從計算TOA延遲 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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五、發明説明（17 距離減去修正值，藉此提供傳回給pDE的資料補償。使用 上表1的犯例，其中3個發射器PN彌補值與距離測量可決 定’信號分析$12G可根據與每個發射器有關的脈衝寬度〜 而計算每個測2：的修正因素（即是，延遲錯誤）。例如，在圖 3波形（B)中顯tf的第_關聯脈衝是大約i 3寬度片段。此係 對應使用圖4顯示函數f(w)的大約1〇〇公尺錯誤。信號分析 為12 0是從根據非修正到達時間所計算的距離值 自動減去 100公尺。例如’具IMO公又延遲的PN 425是修正成 1,400公尺’因為對應脈衝寬度W是1.3個片段。如上述， k號分析120可使職衝寬度w而自動調整每個延遲，而 且將修正：貝料傳輪給與發射器14有關的pDE。因此， 可接收達成補償的資料，以描述多路徑傳輸的影響。 在另_具體實施例中’行動單元本身可以SPDE。在此 事件中，#號分析器12〇能以上述方式自動調整延，並且使 用已知的幾何4算來計算距離，以決定在系統⑽與各種不 同發射器(例:^發射器12_16)之間的距離。在此具體實施 例中H1GG必彡胃提供有關各種不同發㈣的位置及其識 :資料的資訊’以允許PN碼與正相發射器有關聯。在仍 然另一具體實施例中，脈衝寬度資料可直接傳送給與發射 恭14有關的PDE ’以允許!7〇£在計算行動單元位置之前執 行補儐調整。因此，系統1〇〇並未受到pDE的位置或提供給 PDE>料類型的限制。例如，與發射器14有關的pDE可提 供補償多路徑信號影響的脈衝寬度資料、或延遲資料。 在仍然另一具體實施例中，其他測量可用來補償多路徑 -21 - 準(CNS) A4規格(210X297公釐） 584991 A7 B7 五、發明説明（18 影響。例如，它示範信號強度亦具有與延遲錯誤的函數關 係。在此具體實施例中，信號分析器120是從信號偵測器 116接收一導頻強度指示符（Ee/I。）。導頻強度信號指示符是 每個PN片段（Ec)的導頻能量測量除以接收器110(1。）所接收 的總功率頻譜密度。圖5是過度延遲與導頻信號強度的比較 圖。從圖5的繪圖可看出，較低導頻強度信號有時是表示過 度延遲（即是，錯誤）。因此，一函數的發展是與導頻信號強 度的過度延遲有關。此資料是以修正資料表122(參考圖2) 的形式儲存，而且是以先前描述的方式利用。或者，一數 學函數可儲存在系統100及由信號分析器120處理。在仍然 另一具體實施例中，選擇標準組合可用來決定過度延遲。 例如，脈衝寬度W與導頻強度指示符（Ee/I。）的組合可用來 決定過度延遲。 系統100的操作是在圖6和7的流程圖描述。在一開始200 上，系統100是啟動，而且可從例如發射器12-16的發射器 接收資料。在判斷202方面，系統100可決定一第一關聯脈 衝是否透過信號偵測器116產生。如在技藝中已知，及前面 簡短描述，信號偵測器116是一部分的傳統CDMA行動單 元，而可搜尋傳輸的PN編碼。當PN碼偵測時，信號偵測器 116可產生關聯脈衝。如果沒有脈衝偵測到，判斷202的結 果是否定，而且系統會回到判斷202 ，以等待一關聯脈衝 的偵測。當第一PN碼偵測到，且第一關聯脈衝產生時，判 斷202的決定是肯定的，而且在步驟204，系統會記錄與發 射器有關的PN值，並且延遲時間設定成零。在判斷206， -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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系統100會等待來自額外發射器的PN碼偵測。如果沒有額 外關聯脈衝產生，判斷206的結果是否定，而且系統會回到 位置206，以等待來自額外發射器的pn碼偵測。當來自額 外發射器（例如，發射器14和16)的PN碼偵測到時，信號谓 測器116便產生關聯脈衝，而且判斷206的結果是肯定。 每次關聯脈衝產生時，系統100便會在步驟21〇記錄PN值 及產生關聯脈衝的延遲時間。在步驟212，系統1〇〇會由於 PN時隙延遲而減去延遲。其餘延遲只歸於傳遞延遲。如前 述’系統100必須從至少三個不同發射器偵測PN碼。此可 以是地面發射器（例如，發射器12-16)的組合、或包括一或 多個GPS衛星（未在圖顯示）。因此，判斷2〇6與步驟21〇和 212將重複，以致於系統100具有三個？]^值及相關的延遲時 間。在圖7描述的步驟214中，系統100可計算由信號偵測 器116產生的關聯脈衝的脈衝寬度w。在步驟2 16，系統 100是應用f(W)，以修正延遲時間。如前述，系統1〇〇可直 接應用一數學函數f(W)，以計算一延遲時間。或者，系統 1〇〇可根據脈衝寬度W而使用修正資料表122來查閱延遲時 間的修正因素。或者，步驟2 14和2 16使用信號強度的計算 取代，例如來自信號偵測器116的（Ec/I。），而且應用函數 (Ec/I。）的f ’以修正延遲時間。如果在選擇標準與由多路徑 所引起延遲時間錯誤之間的關聯效果，在例如RMs信號強 度、或其他標準的仍然其他測量亦可使用。 無‘修正方法採取’函數可運用在測量的延遲時間，以 便在步驟216產生修正的延遲時間。在步驟218，系統1〇〇 -23- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規档^(210 X 297公爱)
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五、發明説明（2Q 可決定修正延遲時間計算的發射器位置。在步驟220，PDE 可計算行動單元10的位置，及在決定的行動單元位置的222 上結束處理。位置決定的增加精確度是由於多路徑不利影 響減少。 如前述’ PDE是在行動單元本身中實施，其係假設行動 單元提供各種不同發射器的精確位置。在目前電信標準 下，此資訊不是提供給行動單元，但是提供給各種不同基 地台。如果PDE是與一基地台-(例如，發射器12)有關，行 動單元便可將偵測的PN值與延遲時間傳輸給與發射器12有 關的PDE。延遲時間包括測量的延遲時間與修正因素，或 只包括修正的延遲時間。在仍然另一具體實施例中，系統 100可將測量的脈衝寬度傳送給與發射器12有關的PDE ， 以允許在PDE中的修正因素計算。本發明並未受到位置限 制，其中修正因素計算及運用在測量的延遲時間，或未侷 限於PDE的位置。 因此，系統100透過有效多路徑錯誤減少而提供一技術， 此允許更正確決定行動單元1〇的位置。如果使用者需要緊 急服務，此增加的精確度對於行動單元的定位是重要的。 可了解到即使本發明的各種不同具體實施例與優點已在 前面描述，但是上面揭示只是說明，而且變化能以更詳細 達成，而且仍然是在本發明的廣泛原理中。因此，本發明 只侷限於附錄申請專利範圍。 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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Claims (1)

  1. 584991 A B c D 六、申請專利範圍 1. 種用於電信裝置中多路徑錯誤修正之系統，該系統包 含： 一天線，用以偵測電信信號及依偵測結果產生偵測的 電信號； 一接收器，輕合到該天線，以接收該等偵測電信號； 一能量偵測器，以便當該等接收信號符合一儲存的參 考信號時，分析該等接收信號及產生一關聯脈衝； 一計時器，以決定該關聯脈衝的一到達時間； 一分析器，其係根據該脈衝寬度而計算該關聯脈衝的 一脈衝寬度，及將一修正因素應用於到達時間，以產生 一到達的修正時間。 2·如申請專利範圍第1項之系統，其中該分析器是將到達時 間轉換成一延遲時間，而且該修正因素是運用在該延遲 時間的一延遲修正因素。 3.如申請專利範圍第1項之系統，其中該分析器是將到達時 間轉換成一距離測量，而且該修正因素是運用在距離測 量的一距離延遲修正因素。 4 ·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一資料結構， 以儲存有關用以修正因素的複數個脈衝寬度值的資料， 其中該分析器可將當作輸入的一測量脈衝寬度值提供給 該資料結構，及取回在與測量脈衝寬度值有關的一儲存 修正因素。 5 ·如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一資料結構， 以儲存有關用以修正因素的脈衝寬度的一數學函數，其 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 中該分析器可使用該脈衝寬度與該數學函數來計算該修 正因素。 --rw > 6. 一種用以在電信裝置位置系統中修正多路徑錯誤之系 統’該系統包含： ,、 一接收器，以接收從位於該接收器一段未知距離的一 遠端發射器所傳輸的資料；及 一分析器，以分析與該接收資料有關的資料，及產生 與該接收器的位置有關的位置資料，該分析器係根據一 測量的信號標準而進一步計算一修正因素，以產生修正 的位置資料。 ’ 7·如申請專利範圍第6項之系統，進一步包含一定位決定實 體，以根據該修正位置資料與該遠端發射器的一已知位 置而決定該接收器的位置。 8·如申請專利範圍第6項之系統，其中該位置資料是根據該 接收器所接收資料的到達時間。 9 ·如申請專利範圍第8項之系統，其中該到達時間是如同一 延遲時間而計算，且該修正因素是一時間延遲修正。 10·如申請專利範圍第6項之系統，其中當該接收資料是與一 儲存的資料圖案有關聯時，該接收器便產生一關聯脈 衝，該信號標準是該關聯脈衝的一脈衝寬度。 11 ·如申請專利範圍第丨〇項之系統，其中該信號分析器是將 該關聯脈衝模型化成具有複數個係數的二次方程式，該 等係數是在預定時間上透過關聯脈衝的振幅值而決定。 12·如申請專利範圍第10項之系統，其中該信號分析器是在 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 低於最大振幅的一預定位準上來計算該關聯脈衝的一最大 振幅及測量該脈衝寬度。 3·如申明專利範圍第6項之系統，其中該接收器可產生一信 说強度指示符’該信號標準是該信號強度指示符。 14.如申請專利範圍第6項之系、统，其中該接收器是在_ MHz頻帶中操作的_部分細胞式電話，而且該分析器可 在800 MHz頻帶中根據從遠端發射器傳輸的資料到達時 間而計算該位置資料。 K如申請專利範圍第6項之系統，其中該接收器是在测 MHz頻帶中操作的一部分個人通訊系統電話，而且該分 析裔可在1900 MHz頻帶中根據從遠端發射器傳輸的資料 到達時間而計算該位置資料。 16·如申請專利範圍第6項之系統，其中該遠端發射器是一全 球定位系統（GPS)衛星，而且接收器是從Gps衛星接收資 料信號，該分析器是根據從GPS衛星傳輸的資料到達時間 而計算該位置資料。 17. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該接收器是一部分的 劃碼多工存取(CDMA)電話，而且該分析器可在_ MHz頻帶中根據從遠端發射器傳輸的資料到達時間而計 算該位置資料。 18. 如申請專利範圍第6項之系統，進一步包含一資料結構， 以儲存有關用以修正因素的信號標準的資料，其中該分 析器可將當作輸入的-選擇標準測量提供給該資= 構，及取回在與該選擇標準測量有關中儲存的一修正因 -27-
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    素。 19 ·如申請專利範圍第6項之系統，進一 ,ν辟六女的《 . 匕β —資料結構， 以儲存有關用以修正因素的信號標準的一風 函數， :=析器是使用該選擇標準與該數學函數而計算該修 20. -種用以在電信裝置位置系統中修正多路徑錯 法，該方法係包含： 曰、 使用一接收器接收從位於該接收器一段未知距 端發射器傳輸的資料； 的U 分析與該接收資料有關的資料，並且產生與該接收琴 位置有關的位置資料；及 根據測量彳§號標準計算一修正因素以產生修正之位置 資料。 ^ 21. 如申請專利範圍第2〇項之方法’進一步包含根據該修正 位置貢料與該遠端發射器一已知位置而計算該接收器的 位置。 22·如申請專利範圍第2〇項之方法，其中該位置資料是根據 該接收資料的到達時間。 23·如申請專利範圍第2〇項之方法，進一步包含當該接收資 料是與一儲存的資料圖案有關聯而產生一關聯脈衝，該 信號標準是該關聯脈衝的一脈衝寬度。 24·如申請專利範圍第2〇項之方法，進一步包含··計算該關 聯脈衝的一最大值；及在低於該最大振幅的一預定位準 上測量該脈衝寬度。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 58499 A B c D 六、申請專利範圍 25.如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含產生一信號 強度指示符，該信號標準是該信號強度指示符。 26·如申請專利範圍第20項之方法，其中該遠端發射器是一 全球定位系統（GPS)衛星，而且該接收器是從GPS衛星接 收資料信號，及根據從GPS衛星傳輸的資料到達時間而 計算該位置資料。 27·如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含有關用以修 正因素的信號標準的預儲存資料，其中計算該修正因素 係包含取回在與該選擇標準有關中儲存的該修正因素。 28·如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含有關修正因 素的信號標準的一數學函數，其中計算該修正因素是使 用該選取的標準與該數學函數。 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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