專利名稱：對(duì)用于語(yǔ)音/話務(wù)信道追蹤的無(wú)線定位系統(tǒng)的窄帶接收器的自動(dòng)連續(xù)調(diào)諧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于對(duì)諸如在模擬或數(shù)字蜂窩式系統(tǒng)、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)、高級(jí)專用移動(dòng)無(wú)線業(yè)務(wù)(ESMR)以及其它類型的無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位的方法和裝置。該領(lǐng)域通常被稱為無(wú)線定位，并且應(yīng)用于無(wú)線E9-1-1、艦船管理、RF優(yōu)化、以及其他重要的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在1994年7月5日申請(qǐng)的、標(biāo)題為“Cellular Telephone LocationSystem(蜂窩電話定位系統(tǒng))”的第5,327,144號(hào)美國(guó)專利對(duì)與本發(fā)明有關(guān)的早期工作進(jìn)行了說(shuō)明，該專利披露了一種利用全新的到達(dá)時(shí)差(TDOA)技術(shù)定位蜂窩式電話的系統(tǒng)。在1997年3月4日公開的、標(biāo)題為“System for Location a Source of Burst Transmission(用于定位脈沖傳輸源的系統(tǒng))”的第5,608,410號(hào)美國(guó)專利中披露了第5,327,144專利所披露系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)。這兩個(gè)專利均屬于本發(fā)明的受讓人，這里一并引用供參考。本申請(qǐng)的發(fā)明者繼續(xù)開發(fā)初始發(fā)明概念的有效增強(qiáng)型并且已經(jīng)開發(fā)的技術(shù)可以進(jìn)一步改善無(wú)線定位系統(tǒng)的精度，同時(shí)可以明顯地降低這些系統(tǒng)的成本。
在過(guò)去的幾年中，蜂窩技術(shù)增加了可用于無(wú)線電話的空中接口協(xié)議的數(shù)目、增加了無(wú)線電話或移動(dòng)電話運(yùn)行的頻帶數(shù)目并擴(kuò)大了涉及移動(dòng)電話的術(shù)語(yǔ)數(shù)從而包括“個(gè)人通信業(yè)務(wù)”、“無(wú)線”等等?，F(xiàn)在，無(wú)線接口協(xié)議包括AMPS、N-AMPS、TDMA、CDMA、GSM、TACS、ESMR等等。術(shù)語(yǔ)的變更和空中接口數(shù)的增加并沒(méi)有改變本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)并增強(qiáng)的基本原理。然而，為了與業(yè)內(nèi)的當(dāng)前術(shù)語(yǔ)保持一致，現(xiàn)在，本發(fā)明人將在此描述的系統(tǒng)稱為“無(wú)線定位系統(tǒng)”。
本發(fā)明人對(duì)這里所公開的無(wú)線定位系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證該技術(shù)的壽命和價(jià)值。例如，為了驗(yàn)證系統(tǒng)在大范圍城市環(huán)境下緩和多路徑的能力，在1995年至1996年的幾個(gè)月中在費(fèi)城和巴爾的摩進(jìn)行了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。然后，在1996年，本發(fā)明人在休斯敦建立了一個(gè)系統(tǒng)用于檢驗(yàn)該系統(tǒng)在該地區(qū)的技術(shù)有效性及其直接與E9-1-1系統(tǒng)建立連接的能力。在1997年，在新澤西州的350平方英里范圍內(nèi)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并利用該系統(tǒng)定位實(shí)際處于困境的人們的真實(shí)9-1-1呼叫。從這時(shí)開始，對(duì)系統(tǒng)的檢驗(yàn)已經(jīng)擴(kuò)展到覆蓋2000平方英里的125個(gè)小區(qū)站。在進(jìn)行所有這些實(shí)驗(yàn)期間，對(duì)在此討論和披露的技術(shù)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)并進(jìn)一步對(duì)該技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，已經(jīng)驗(yàn)證該系統(tǒng)可以克服已經(jīng)披露的用于定位無(wú)線電話的其它方法的局限性。實(shí)際上，到1998年12月為止，在世界上別的任何地方都沒(méi)有安裝其可對(duì)生存的9-1-1呼叫者進(jìn)行定位的其他無(wú)線定位系統(tǒng)。這里所公開的對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)的改進(jìn)通過(guò)系統(tǒng)性能所受到的廣泛的媒介覆蓋率并且通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)而為無(wú)線業(yè)內(nèi)所肯定。例如，蜂窩式電話產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)在1997年10月向有名望的Wireless Appy Award準(zhǔn)予該系統(tǒng)，并且哥倫布基金會(huì)以及發(fā)現(xiàn)雜志發(fā)現(xiàn)該無(wú)線定位系統(tǒng)是1998年4000個(gè)提名當(dāng)中4個(gè)最具技術(shù)革新之一。
無(wú)線定位系統(tǒng)的價(jià)值和重要性為無(wú)線通信界所公認(rèn)。在1996年6月，聯(lián)邦通信委員會(huì)要求無(wú)線通信界在2001年10月之前采用定位系統(tǒng)來(lái)定位無(wú)線E9-1-1呼叫。對(duì)E9-1-1呼叫進(jìn)行定位可以節(jié)省響應(yīng)時(shí)間、節(jié)省大量成本并保護(hù)生命，因?yàn)榭梢詼p少使用應(yīng)急響應(yīng)資源。此外，大量調(diào)查和研究已經(jīng)歸結(jié)出，未來(lái)，諸如與定位有關(guān)的收費(fèi)、艦船管理等等的各種應(yīng)用極具商業(yè)價(jià)值。
無(wú)線通信系統(tǒng)的背景技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)中，存在許多不同類型的空中接口協(xié)議。在美國(guó)國(guó)內(nèi)和美國(guó)國(guó)外，這些協(xié)議可以用于不同的頻帶。在定位無(wú)線電話時(shí)，這些頻帶不會(huì)影響無(wú)線定位系統(tǒng)的有效性。
所有的空中接口協(xié)議均使用兩種類型的“信道”。第一種類型為控制信道，它用于傳送有關(guān)無(wú)線電話和發(fā)射機(jī)的信息、用于啟動(dòng)呼叫或終止呼叫或用于傳送突發(fā)性數(shù)據(jù)。例如，某些類型的短消息業(yè)務(wù)可以通過(guò)控制信道傳送數(shù)據(jù)。在不同的空中接口中，控制信道有不同的術(shù)語(yǔ)，但是在各空中接口中的控制信道的用途相似。在傳輸過(guò)程中，控制信道通常具有有關(guān)無(wú)線電話或發(fā)射機(jī)的識(shí)別信息。
第二種類型的控制信道為語(yǔ)音信道，它通常通過(guò)空中接口傳送語(yǔ)音通信。僅在利用控制信道建立呼叫后，使用這些信道。語(yǔ)音信道通常使用無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的專用資源，而控制信道通常使用共享資源。這種區(qū)別使得使用控制信道進(jìn)行無(wú)線定位比使用語(yǔ)音信道進(jìn)行無(wú)線定位的成本效果高，盡管某些應(yīng)用要求利用語(yǔ)音信道進(jìn)行常規(guī)定位。通常，在傳輸過(guò)程中，語(yǔ)音信道不具有有關(guān)無(wú)線電話或發(fā)射機(jī)的識(shí)別信息。以下將說(shuō)明各空中接口協(xié)議之間的一些差別AMPS-這是美國(guó)蜂窩式通信中使用的最初空中接口協(xié)議。在AMPS系統(tǒng)中，將獨(dú)立的專用信道進(jìn)行分配用作控制信道(RCC)。根據(jù)TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)IS-553A，各控制信道塊在蜂窩信道333或334開始，但是該控制信道塊可以具有可變長(zhǎng)度。在美國(guó)，AMPS控制信道塊通常具有21個(gè)信道寬度，但是也有使用26個(gè)信道的。反向語(yǔ)音信道(RVC)可以占用未指定為控制信道的任意信道。控制信道的調(diào)制方法為FSK(頻移鍵控)，而利用FM(頻率調(diào)制)方法對(duì)語(yǔ)音信道進(jìn)行調(diào)制。
N-AMPS-此空中接口屬于AMPS空中接口協(xié)議的擴(kuò)展，并由EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-88定義。其控制信道實(shí)際上與APMS的控制信道相同，然而，其語(yǔ)音信道與AMPS的語(yǔ)音信道不同。語(yǔ)音信道占用的帶寬少于10KHz，而AMPS的語(yǔ)音信道占用30KHz的帶寬，并且其調(diào)制方法為FM。
TDMA-此接口還被稱為D-AMPS，由EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-136定義。此空中接口的特征在于可以使用頻率和時(shí)間分隔。還將控制信道稱為數(shù)字控制信道(DCCH)，并且在對(duì)被指定用于DCCH的時(shí)隙內(nèi)以脈沖串的形式發(fā)送控制信道。與AMPS不同，可以在頻帶內(nèi)任意指定DCCH的頻率，盡管通常某些頻率分配比基于概率塊的其它頻率分配更具吸引力。語(yǔ)音信道還被稱為數(shù)字通信信道(DTC)。DCCH和DTC可以占用相同的頻率分配，但是在給定的頻率分配中不能使用相同的時(shí)隙分配。DCCH和DTC使用相同的調(diào)制方法，該調(diào)制方法通常稱為π/4 DQPSK(差分正交移相鍵控)。在蜂窩頻帶中，只要各協(xié)議的頻率分配保持獨(dú)立，運(yùn)營(yíng)商可以使用AMPS協(xié)議和TDMA協(xié)議。
CDMA-此空中接口由EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-95A定義。此空中接口的特征在于可以使用頻率和代碼分割。然而，因?yàn)橄噜徯^(qū)站可以使用相同頻率組，CDMA的特征在于可以進(jìn)行非常細(xì)致的功率控制。細(xì)致地進(jìn)行功率控制會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生被本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所稱的近-遠(yuǎn)問(wèn)題，近-遠(yuǎn)問(wèn)題使得大多數(shù)無(wú)線定位方法難于正常工作。將控制信道稱為接入信道，而將語(yǔ)音信道稱為業(yè)務(wù)信道。接入信道和通信信道可以共享相同頻帶，但是利用代碼將它們分割。接入信道和通信信道采用相同的調(diào)制方法，該調(diào)制方法通常稱為OQPSK。
GSM-該空中接口是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)所定義的。與TDMA相同，GSM的特征在于可以使用頻率和時(shí)間分隔。信道帶寬為200KHz，此帶寬比TDMA使用的30KHz的帶寬寬。將控制信道稱為獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)，并在對(duì)SDCCH指定的時(shí)隙內(nèi)以脈沖串的形式發(fā)送此控制信道，在頻帶內(nèi)對(duì)SDCCH指定任意頻率。將語(yǔ)音信道稱為通信信道(TCH)。SDCCH和TCH可以占用相同的頻率分配，但是在給定的頻率分配中不能使用相同的時(shí)隙分配。SDCCH和TCH采用相同的調(diào)制方法，此調(diào)制方法被稱為GMSK。
在此說(shuō)明書中，除非另有說(shuō)明，參考任一空中接口這將自動(dòng)參考所有空中接口。此外，無(wú)論特定控制接口的優(yōu)選術(shù)語(yǔ)是什么，參考控制信道或語(yǔ)音信道即指所有類型的控制信道或語(yǔ)音信道。最后，在世界上使用著許多類型的空中接口，并且在本說(shuō)明書中，本發(fā)明概念不排除所有空中接口。實(shí)際上，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到其它地方使用的其它接口可以由上述接口派生或與上述接口屬于同類。
這里所公開的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例優(yōu)于用于對(duì)無(wú)線電話進(jìn)行定位的其他技術(shù)。例如，這些其他技術(shù)中的某一些涉及將GPS功能添加到電話上，這需要使電話有顯著的變化。這里所公開的優(yōu)選實(shí)施例不需要任何對(duì)無(wú)線電話的改變，因此它們可用于與美國(guó)目前所安裝的基于65百萬(wàn)無(wú)線電話及世界范圍內(nèi)的250百萬(wàn)無(wú)線電話相連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及這樣一種無(wú)線定位系統(tǒng)的實(shí)施例，即在該信號(hào)采集系統(tǒng)或者SCS中配置了窄帶接收器。其利用下述窄帶接收器的一個(gè)模式被稱為隨機(jī)調(diào)諧，因?yàn)榻邮掌鞲鶕?jù)來(lái)自系統(tǒng)的命令而可導(dǎo)向任何RF信道。本發(fā)明涉及另一種模式，該模式被稱為自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧。利用自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧，可實(shí)現(xiàn)更高吞吐量的定位處理，例如通過(guò)利用相鄰的RF頻道、對(duì)RF信道中的多個(gè)TDMA時(shí)隙進(jìn)行定位處理、并且可消除對(duì)與無(wú)需通信系統(tǒng)相同步的需要。當(dāng)在自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧模式下利用窄帶接收器來(lái)進(jìn)行WLS時(shí)，無(wú)需知道無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)符，因?yàn)閃LS不等待來(lái)自無(wú)線電通信系統(tǒng)的觸發(fā)，也不必在接收傳輸之前向無(wú)線電通信系統(tǒng)查詢移動(dòng)電話標(biāo)識(shí)符信息。因此，該實(shí)施例尤其適合于但并不局限于語(yǔ)音或者話務(wù)信道跟蹤。
在根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)連續(xù)調(diào)諧方法的一個(gè)示例中，貫穿每個(gè)小區(qū)站的WLS序列、RF信道、以及時(shí)隙執(zhí)行定位處理，并且報(bào)告用于識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、小區(qū)站、RF信道、時(shí)隙(例如在TDMA系統(tǒng)中)、以及位置的一位置記錄。在位置記錄報(bào)告之后，該位置記錄與無(wú)線電通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相匹配，該數(shù)據(jù)表明當(dāng)時(shí)所使用的無(wú)線發(fā)射機(jī)以及每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用的小區(qū)站、RF信道、以及時(shí)隙。因此WLS保持所關(guān)心的無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄并且丟棄那些用于剩余無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄。
總之，本發(fā)明提供了這樣一種方式，即該方式利用其頻帶寬度小于相關(guān)無(wú)線電通信系統(tǒng)的頻帶寬度的接收器來(lái)提高容量，而不會(huì)隨著話務(wù)級(jí)的提高而降低定位精度。通過(guò)調(diào)度協(xié)作接收器以跨越一致的可用頻率，可創(chuàng)建合成的寬帶接收機(jī)并且其可接收，并且因此可對(duì)頻帶中所感興趣的任何信號(hào)進(jìn)行定位。
以下將對(duì)本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。


圖1和圖1A示出無(wú)線定位系統(tǒng)的原理圖。
圖2示出信號(hào)采集系統(tǒng)(SCS)10的原理圖。
圖2A示出信號(hào)采集系統(tǒng)采用的計(jì)算機(jī)模塊10-2的原理圖。
圖2B和圖2C示出將接收機(jī)模塊10-2連接到天線10-1的替代方式的原理圖。
圖2C-1示出使用窄帶接收機(jī)模塊時(shí)無(wú)線定位系統(tǒng)的處理過(guò)程的流程圖。
圖2C-2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)窄帶接收機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)連續(xù)調(diào)諧方法的流程圖。
圖2D示出信號(hào)采集系統(tǒng)采用的DSP模塊10-3的原理圖。
圖2E示出DSP模塊10-3的運(yùn)行過(guò)程的流程圖，圖2E-1示出用于檢測(cè)工作信道的DSP模塊的處理過(guò)程的流程圖。
圖2F示出控制與通信模塊10-5的原理圖。
圖2G-2J示出當(dāng)前優(yōu)選的SCS校準(zhǔn)方法。圖2G示出用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的外部校準(zhǔn)方法的基線和偏差值的原理圖。圖2H示出內(nèi)部校準(zhǔn)方法的流程圖。圖2I示出AMPS控制信道的典型傳遞函數(shù)。圖2J示出典型梳狀信號(hào)。
圖2K和圖2L示出用于監(jiān)視無(wú)線定位系統(tǒng)的性能的兩種方法的流程圖。
圖3示出TDOA定位處理器12的原理圖。
圖3A示出由TLP處理器保持的典型網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)構(gòu)。
圖4和圖4A示出應(yīng)用程序處理器14不同方面的原理圖。
圖5示出基于中央站的定位處理方法的流程圖。
圖6示出基于站的定位處理方法的流程圖。
圖7示出用于對(duì)要求定位的各傳輸過(guò)程確定是采用基于中央的處理過(guò)程還是采用基于站的處理過(guò)程的確定方法的流程圖。
圖8示出用于選擇協(xié)作天線的動(dòng)態(tài)處理過(guò)程和用于定位處理過(guò)程的SCS 10的流程圖。
圖9示出將在以下說(shuō)明的利用一組預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)選擇SCS的候選表與天線的方法的示意圖。
圖10A和10B示出了用于增加所傳送信號(hào)的帶寬以提高定位準(zhǔn)確率的另一方法的流程圖。
圖11A-11C示出了信號(hào)流圖且圖11D示出了流程圖，并且它們用于說(shuō)明本發(fā)明的用于對(duì)多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的定位估計(jì)進(jìn)行組合以提供其準(zhǔn)確率已改善的估計(jì)的方法。
圖12A和12B分別示出了用于說(shuō)明帶寬合成方法的方框圖和曲線圖。
具體實(shí)施例方式
無(wú)線定位系統(tǒng)作用是被動(dòng)地覆蓋諸如蜂窩式的、PCS或ESMR系統(tǒng)這樣的無(wú)線通信系統(tǒng)，但是這些概念并僅僅不局限于這些類型的通信系統(tǒng)。通常，無(wú)線通信系統(tǒng)不適于定位無(wú)線裝置，因?yàn)闊o(wú)線發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與小區(qū)站不具有要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位而所需的功能。此應(yīng)用中的準(zhǔn)確定位被定義為100至400英尺RMS(均方根)的精度。這與利用現(xiàn)有小區(qū)站實(shí)現(xiàn)的定位精度不同，現(xiàn)有小區(qū)站實(shí)現(xiàn)的精度局限于小區(qū)站半徑。一般而言，小區(qū)站并未設(shè)計(jì)或規(guī)劃成使小區(qū)站之間合作來(lái)確定無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置。此外，所設(shè)計(jì)的諸如蜂窩式電話和PCS電話的無(wú)線發(fā)射機(jī)成本低因而不內(nèi)置定位功能。將WLS設(shè)計(jì)成低成本地附加到無(wú)線通信系統(tǒng)上，這對(duì)小區(qū)站具有最小的變化而且對(duì)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線發(fā)射機(jī)根本沒(méi)有變化。該WLS被認(rèn)為是無(wú)源的，因?yàn)樗缓邪l(fā)射機(jī)，并且因此不會(huì)對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)產(chǎn)生任何類型的干擾。在小區(qū)站或者其他接收位置上WLS僅使用其自己的專用接收機(jī)。
無(wú)線電位系統(tǒng)概述如圖1所示，無(wú)線定位系統(tǒng)具有4種主要子系統(tǒng)信號(hào)采集系統(tǒng)(SCS)10、TDOA定位處理器(TLP)12、應(yīng)用程序處理器(AP)14以及網(wǎng)絡(luò)操作控制臺(tái)(NOC)16。各SCS負(fù)責(zé)接收無(wú)線發(fā)射機(jī)在控制信道和語(yǔ)音信道發(fā)射的RF信號(hào)。一般而言，各SCS優(yōu)選地安裝在無(wú)線運(yùn)營(yíng)商小區(qū)站，因此可以與基站并行運(yùn)行。各TLP 12負(fù)責(zé)管理SCS10網(wǎng)絡(luò)并負(fù)責(zé)提供可以用于進(jìn)行定位計(jì)算的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)資源的集中存儲(chǔ)區(qū)。SCS 10和TLP 12一起運(yùn)行以確定無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置，以下將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程的優(yōu)選方式是對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行處理，因?yàn)镈SP的成本相對(duì)較低、具有穩(wěn)定的標(biāo)識(shí)符并且可以容易地進(jìn)行編程以處理許多不同的工作。SCS 10和TLP 12均含有足夠的DSP資源，并且可以動(dòng)態(tài)執(zhí)行這兩個(gè)系統(tǒng)中的軟件以根據(jù)進(jìn)行處理時(shí)、通信時(shí)、排隊(duì)時(shí)進(jìn)行的交換以及成本的權(quán)衡確定在哪里實(shí)現(xiàn)特定處理功能。各TLP 12存在于中央，主要是為了降低實(shí)現(xiàn)WLS的總成本，但是在此說(shuō)明的技術(shù)并不局限于所示的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。即在WLS內(nèi)可以重新分配DSP資源，而無(wú)需改變所披露的基本概念和功能。
AP 14負(fù)責(zé)管理包括所有SCS 10和TLP 12的WLS內(nèi)的所有資源。各AP 14還包括專用數(shù)據(jù)庫(kù)。專用數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)含有WLS的“觸發(fā)器”。為了節(jié)省資源，可以對(duì)WLS進(jìn)行編程以僅對(duì)某個(gè)預(yù)定類型的發(fā)射進(jìn)行定位。當(dāng)出現(xiàn)預(yù)定類型的發(fā)射時(shí)，WLS被觸發(fā)開始進(jìn)行定位處理。否則，將WLS編程為忽略此發(fā)射。各AP 14還包括允許各種應(yīng)用程序安全訪問(wèn)WLS的應(yīng)用程序接口。例如，這些應(yīng)用程序可以實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)訪問(wèn)位置記錄，建立或刪除某個(gè)類型的觸發(fā)，或使WLS采取其它行動(dòng)。各AP 14還可以進(jìn)行某種后處理功能，后處理功能允許AP 14將多個(gè)位置記錄進(jìn)行合并以產(chǎn)生擴(kuò)大的報(bào)告或分析，用于諸如業(yè)務(wù)量監(jiān)視或RF最優(yōu)化的應(yīng)用中。
NOC 16是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得WLS的操作者可以容易地訪問(wèn)WLS的編程參數(shù)。例如，在一些城市，WLS可以包含幾百甚至幾千個(gè)SCS 10。NOC是利用圖形用戶界面管理大型WLS的最有效方式。如果WLS內(nèi)的某個(gè)功能出現(xiàn)故障，NOC還可以接收實(shí)時(shí)告警。操作者可以利用實(shí)時(shí)告警快速采取正確行動(dòng)避免破壞定位業(yè)務(wù)。試運(yùn)行WLS的經(jīng)驗(yàn)表明，系統(tǒng)保持良好定位精度的能力直接與操作者將系統(tǒng)保持在預(yù)定參數(shù)內(nèi)運(yùn)行的能力有關(guān)。
第5,327,144號(hào)美國(guó)專利和第5,608,410號(hào)美國(guó)專利以及本說(shuō)明書的讀者會(huì)注意到各系統(tǒng)之間的相似性。的確，在此披露的系統(tǒng)很大程度上基于前兩個(gè)專利中披露的系統(tǒng)，而且在此披露的系統(tǒng)比前兩個(gè)專利披露的系統(tǒng)具有顯著改進(jìn)。例如，SCS 10是對(duì)第5,608,410號(hào)所描述的天線位置系統(tǒng)的擴(kuò)展和增強(qiáng)。SCS 10具有支持一個(gè)小區(qū)站的許多天線的能力，而且還可以進(jìn)一步支持使用如下所述的加長(zhǎng)天線。這樣就使得SCS 10利用現(xiàn)在通常使用的扇形掃描小區(qū)站來(lái)運(yùn)行。SCS 10還可以將數(shù)據(jù)從小區(qū)站的多個(gè)天線發(fā)送到TLP 12，而不是總是在傳送之前將多個(gè)天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。此外，當(dāng)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商不斷地改變系統(tǒng)配置時(shí)，SCS 10可以支持使SCS 10有效的多個(gè)空中接口協(xié)議。
TLP 12與第5,608,410號(hào)美國(guó)專利披露的中央站系統(tǒng)相同，并被進(jìn)行了擴(kuò)展和增強(qiáng)。例如，TLP 12已經(jīng)被定標(biāo)，因此可以對(duì)各TLP 12要求的DSP資源的數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)定標(biāo)以匹配WLS的客戶要求的每秒的定位數(shù)。為了支持對(duì)不同WLS的能力進(jìn)行定標(biāo)，可以將網(wǎng)絡(luò)方法附加到TLP 12，這樣多個(gè)TLP 12就可以合作共享無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)邊界的RF數(shù)據(jù)。此外，為TLP 12設(shè)置控制裝置以確定SCS 10以及位于各SCS 10的更重要的天線，TLP 12從天線接收數(shù)據(jù)以對(duì)特定定位進(jìn)行處理。以前，無(wú)論中央站系統(tǒng)是否需要，天線站系統(tǒng)均自動(dòng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到中央站系統(tǒng)。不僅如此，為合并的SCS 10和TLP 12設(shè)置用于將多路徑從接收的傳輸中去除的附加裝置。
中央站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)被擴(kuò)展、開發(fā)為AP 14。AP 14可以支持各種應(yīng)用比先前在第5,608,410號(hào)美國(guó)專利披露的各種應(yīng)用還多，這些應(yīng)用包括對(duì)多個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)輸出的大量位置記錄進(jìn)行后處理的能力。此后處理的數(shù)據(jù)可以產(chǎn)生例如非常有效的地圖，無(wú)線運(yùn)營(yíng)商可以利用此地圖改善或優(yōu)化通信系統(tǒng)的RF設(shè)計(jì)。這可以通過(guò)測(cè)定區(qū)域內(nèi)所有呼叫方的位置以及位于幾個(gè)小區(qū)站的接收信號(hào)的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)。運(yùn)營(yíng)商可以確定各小區(qū)站是否事實(shí)上用作運(yùn)營(yíng)商要求的準(zhǔn)確覆蓋區(qū)。AP 14還可以匿名地存儲(chǔ)位置記錄，即從位置記錄去除的MIN和/或其它標(biāo)識(shí)信息，因此，此位置記錄可以用于RF最優(yōu)化或通信監(jiān)視，而不會(huì)涉及到各用戶的隱私。
如圖1A所示，WLS的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例包括多個(gè)SCS區(qū)，每個(gè)SCS區(qū)包括多個(gè)SCS 10。例如，“SCS區(qū)1”包括位于各小區(qū)站并與位于這些小區(qū)站的基站共享天線的SCS 10A和SCS 10B(以及優(yōu)選包括其它的SCS 10，未示出)。分插單元(Drop and insert unit)11A和11B用于將分形T1/E1線路連接到整個(gè)T1/E1線路，然后連接到數(shù)字訪問(wèn)與控制系統(tǒng)(DACS)13A。DACS 13A和DACS 13B以如下更全面描述的形式用于在SCS 10A、SCS 10B等以及多個(gè)TLP 12A、TLP 12B等之間進(jìn)行通信。如圖所示，TLP通常通過(guò)以太網(wǎng)(主干)和另一個(gè)冗余以太網(wǎng)互聯(lián)配置。此外，連接到以太網(wǎng)的還有多個(gè)AP 14A和AP14B、多個(gè)NOC 16A和NOC 16B以及終端服務(wù)器15。路由器19A和路由器19B用于將一個(gè)WLS連接到一個(gè)或多個(gè)其它無(wú)線定位系統(tǒng)。
信號(hào)采集系統(tǒng)10通常，小區(qū)站具有一個(gè)如下配置的天線(i)具有一個(gè)或兩個(gè)接收天線的全向站，或者(ii)具有1個(gè)扇區(qū)、2個(gè)扇區(qū)或3個(gè)扇區(qū)并具有在各扇區(qū)使用的一個(gè)或兩個(gè)接收天線的扇形掃描站。隨著在美國(guó)小區(qū)站數(shù)在增加，并且在國(guó)際上扇形掃描小區(qū)站逐漸成為主導(dǎo)配置。然而，微小區(qū)數(shù)和微微小區(qū)數(shù)也在逐漸增加。因此可以將SCS 10設(shè)計(jì)成可以對(duì)這些類型小區(qū)站的任何一個(gè)進(jìn)行配置，并且為SCS 10提供在小區(qū)站采用任意數(shù)目的天線的機(jī)制。
SCS 10的基本結(jié)構(gòu)單元保持與第5,608,410號(hào)美國(guó)專利中描述的天線位置系統(tǒng)相同，但是進(jìn)行了幾項(xiàng)改進(jìn)以提高SCS 10的靈活性并降低該系統(tǒng)的商業(yè)開發(fā)成本。在此對(duì)SCS 10的當(dāng)前最優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖2概況示出SCS 10，SCS 10包括數(shù)字接收機(jī)模塊10-2A至10-2C、DSP模塊10-3A至10-3C、串行總線10-4、控制與通信模塊10-5、GPS模塊10-6以及時(shí)鐘分布模塊10-7。SCS 10具有如下的外部連接電源、分形T1/E1通信、連接到天線的RF連接以及用于連接生成定時(shí)(時(shí)鐘分配)模塊10-7的GPS天線連接。SCS10的結(jié)構(gòu)和封裝允許用物理方法根據(jù)小區(qū)站對(duì)它進(jìn)行布置(最普通的安裝位置)，設(shè)置到其它類型的塔架上(例如FM、AM、雙向應(yīng)急通信、電視等)，或者是設(shè)置到其它建筑結(jié)構(gòu)上(例如樓頂、地下室等)。
定時(shí)生成無(wú)線定位系統(tǒng)依賴于在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有SCS 10精確確定時(shí)間。先前已經(jīng)披露了幾種不同的定時(shí)生成系統(tǒng)，然而，最新的優(yōu)選實(shí)施例基于增強(qiáng)型GPS接收機(jī)10-6。增強(qiáng)型GPS接收機(jī)與大多數(shù)傳統(tǒng)GPS接收機(jī)的不同之處在于，該接收機(jī)含有的算法可以消除GPS信號(hào)的一些定時(shí)不穩(wěn)定性，并可以確保包含在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何兩個(gè)SCS 10均可以接收互相之間接近10納秒的時(shí)間脈沖?，F(xiàn)在，這些增強(qiáng)型GPS接收機(jī)已開始商業(yè)化，并可以進(jìn)一步減少一些有關(guān)在無(wú)線定位系統(tǒng)的先前實(shí)現(xiàn)中觀察到的誤差的時(shí)間基準(zhǔn)。而此增強(qiáng)型GPS接收機(jī)可以產(chǎn)生非常精確的時(shí)間基準(zhǔn)，該接收機(jī)的輸出可能仍具有不可接受的相位噪聲。因此，將該接收機(jī)的輸出輸入到低相位噪聲、晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)的鎖相環(huán)電路，鎖相環(huán)電路可以產(chǎn)生10MHz、每秒一個(gè)脈沖(PPS)的參考信號(hào)，該參考信號(hào)的相位噪聲低于0.01度RMS，并且在位于另一個(gè)SCS 10的任何其它脈沖輸出的10納秒內(nèi)，無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)在任何SCS 10具有脈沖輸出。現(xiàn)在，增強(qiáng)型GPS接收機(jī)、晶體振蕩器以及鎖相環(huán)電路的這種組合是目前最優(yōu)選的方法，可以產(chǎn)生具有低相位噪聲的穩(wěn)定時(shí)間參考信號(hào)和穩(wěn)定頻率參考信號(hào)。
可以將SCS 10設(shè)計(jì)成利用位于相同小區(qū)站的設(shè)備支持多個(gè)頻帶和多個(gè)載波。這可以通過(guò)利用單個(gè)SCS機(jī)體內(nèi)的多個(gè)接收機(jī)，或者是通過(guò)利用其每個(gè)分別具有獨(dú)立接收機(jī)的多個(gè)外殼實(shí)現(xiàn)。如果將多個(gè)SCS外殼設(shè)置到同一個(gè)小區(qū)站，則SCS 10可以共享一個(gè)定時(shí)生成/時(shí)鐘分布電路10-7，因此可以降低整體系統(tǒng)從成本。將定時(shí)生成電路輸出的10MHz的一個(gè)PPS的輸出信號(hào)進(jìn)行放大并緩存到SCS 10，然后通過(guò)外部連接器進(jìn)行使用。因此利用緩存輸出和外部連接器，第二SCS可以從第一SCS接受其定時(shí)。分布在小區(qū)站的基站設(shè)備可以使用這些信號(hào)。例如，基站在改善無(wú)線通信系統(tǒng)的頻率再用模式時(shí)，可以使用它。
接收機(jī)模塊10-2(寬帶實(shí)施例)當(dāng)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)必須在位于多個(gè)在地理位置上分布的小區(qū)站的SCS 10接收發(fā)射信號(hào)。因此，各SCS 10具有在進(jìn)行發(fā)射的任意RF信道接收發(fā)射信號(hào)的能力。此外，由于SCS 10可以支持多個(gè)空中接口協(xié)議，所以SCS 10還支持多種類型的RF信道。這與大多數(shù)當(dāng)前基站接收機(jī)不同，當(dāng)前基站接收機(jī)通常只接收一種類型信道并且通常只可以在各小區(qū)站的選擇RF信道上進(jìn)行接收。例如，典型的TDMA基站接收機(jī)只支持30KHz帶寬的信道，并且對(duì)各接收機(jī)進(jìn)行編程以僅在一個(gè)其頻率不經(jīng)常發(fā)生變化的信道(即具有相對(duì)固定的頻率分配)接收信號(hào)。因此，只有極少數(shù)TDMA基站接收機(jī)可以接收任意給定頻率的發(fā)射信號(hào)。例如另一個(gè)例子，即使一些GSM基站接收機(jī)可以進(jìn)行跳頻，位于多個(gè)基站的接收機(jī)一般地也不能同時(shí)調(diào)諧到一個(gè)頻率來(lái)進(jìn)行定位處理。事實(shí)上，可以對(duì)位于GSM基站的接收機(jī)進(jìn)行編程進(jìn)行跳頻，以避免使用被另一個(gè)發(fā)射機(jī)使用的RF信道，從而將干擾降低到最小。
SCS接收機(jī)模塊10-2優(yōu)選地是雙寬帶數(shù)字接收機(jī)，它可以接收整個(gè)頻帶以及空中接口的所有RF信道。對(duì)于美國(guó)使用的蜂窩式系統(tǒng)，此接收機(jī)模塊或者為15MHz帶寬或者為25MHz帶寬，因此單載波的所有信道或雙載波的所有信道均可以被接收。此接收機(jī)模塊具有許多先前在第5,608,410號(hào)美國(guó)專利中描述的接收機(jī)的特性，圖2A輸出當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的方框圖。各接收機(jī)模塊含有RF調(diào)諧部分10-2-1、數(shù)據(jù)接口與控制部分10-2-2以及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分10-2-3。RF調(diào)諧部分10-2-1包括兩個(gè)完全獨(dú)立的數(shù)字接收機(jī)(包括調(diào)諧器#1和調(diào)諧器#2)，它們將外部連接器輸出的模擬RF輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。與大多數(shù)基站接收機(jī)不同，SCS接收機(jī)模塊不進(jìn)行分集式合并或轉(zhuǎn)換。相反，各獨(dú)立接收機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)可用于定位處理過(guò)程。本發(fā)明人已經(jīng)確定對(duì)定位處理有優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)多路徑緩和處理過(guò)程具有優(yōu)勢(shì)，可以獨(dú)立處理各天線輸出的信號(hào)，而不是在接收機(jī)模塊上進(jìn)行合并。
接收機(jī)模塊10-2實(shí)現(xiàn)下列功能，或連接到實(shí)現(xiàn)下列功能的單元自動(dòng)增益控制功能(以支持鄰近強(qiáng)信號(hào)和遠(yuǎn)弱信號(hào))；帶通濾波功能，以從有意義的RF頻帶之外消除可能的干擾信號(hào)；頻率合成功能，在與RF信號(hào)混合時(shí)需要進(jìn)行頻率合成以建立IF信號(hào)；混合功能；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)功能，用于采樣IF信號(hào)并輸出具有適當(dāng)帶寬和比特分辨率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。頻率合成器將合成的頻率鎖定到時(shí)鐘分布/定時(shí)生成模塊10-7輸出的10MHz的參考信號(hào)(如圖2所示)。在接收機(jī)模塊內(nèi)使用的所有電路均保持定時(shí)參考信號(hào)的低相位噪聲特性。接收機(jī)模塊優(yōu)選地具有至少80dB的寄生自由動(dòng)態(tài)范圍。
接收機(jī)模塊10-2還含有產(chǎn)生測(cè)試頻率和校準(zhǔn)信號(hào)的電路，以及在進(jìn)行安裝和故障查找時(shí)技術(shù)人員用于進(jìn)行測(cè)量的測(cè)試端口。以下將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明各種校準(zhǔn)處理過(guò)程。內(nèi)部產(chǎn)生的測(cè)試頻率以及測(cè)試端口為工程師和技術(shù)人員快速測(cè)試接收機(jī)模塊并診斷任何可疑的問(wèn)題提供了一種容易的方法。此方法在制造過(guò)程中尤其有用。
在此說(shuō)明的無(wú)線定位系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是不需要在小區(qū)站新設(shè)置天線。無(wú)線定位系統(tǒng)可以利用在大多數(shù)小區(qū)站已經(jīng)安裝好的現(xiàn)有天線，包括全向天線和扇形掃描天線。與現(xiàn)有技術(shù)中描述的其它方法相比，本方法的此特性可以明顯地節(jié)省無(wú)線定位系統(tǒng)的安裝成本和維護(hù)成本。如圖2B和圖2C所示，可以以兩種方式分別將SCS數(shù)字接收機(jī)10-2連接到現(xiàn)有天線。在圖2B中，SCS接收機(jī)10-2被連接到現(xiàn)有小區(qū)站多路耦合器或RF分裂器。在這種情況下，SCS 10使用小區(qū)站現(xiàn)有的低噪聲前置放大器、帶通濾波器以及多路耦合器或RF分裂器。這種類型的連接通常會(huì)使SCS 10局限于支持單載波頻帶。例如，A端蜂窩載波通常使用帶通濾波器來(lái)阻斷來(lái)自B端客戶的信號(hào)，反之亦然。
在圖2C中，位于小區(qū)站的現(xiàn)有RF通路被中斷，并且將新前置放大器、帶通濾波器以及RF分裂器附加到無(wú)線定位系統(tǒng)。新帶通濾波器將通過(guò)多個(gè)鄰接頻帶，例如A端蜂窩載波和B端蜂窩載波，因此允許無(wú)線定位系統(tǒng)利用只使用單個(gè)小區(qū)站天線的兩個(gè)蜂窩系統(tǒng)定位無(wú)線發(fā)射機(jī)。在這種配置中，無(wú)線定位系統(tǒng)在各小區(qū)站利用匹配的RF部件，這樣各相位頻率響應(yīng)相同。這與現(xiàn)有RF部件相反?，F(xiàn)有RF部件由不同的制造商制造會(huì)或在各小區(qū)站采用不同的模塊數(shù)。滿足RF部件的響應(yīng)特性會(huì)減少定位處理過(guò)程中可能的誤差來(lái)源，但是無(wú)線定位系統(tǒng)有能力對(duì)這些誤差來(lái)源進(jìn)行補(bǔ)償。最后，為無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)置的新前置放大器具有非常低的噪聲系數(shù)，可以改善位于小區(qū)站的SCS10的靈敏度。低噪聲放大器的噪聲系數(shù)限制了SCS數(shù)字接收機(jī)10-2的總噪聲系數(shù)。因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)在定位處理過(guò)程可以使用弱信號(hào)，而基站通常不能處理弱信號(hào)，所以無(wú)線定位系統(tǒng)可以從高質(zhì)量、極低噪聲放大器中獲得很大好處。
為了提高無(wú)線定位系統(tǒng)準(zhǔn)確確定無(wú)線發(fā)射信號(hào)的TDOA的能力，在安裝時(shí)確定小區(qū)站RF部件的相位頻率響應(yīng)，并在其它某個(gè)時(shí)間進(jìn)行更新，然后存儲(chǔ)到無(wú)線定位系統(tǒng)的表中。這是重要的，因?yàn)?，例如某些制造商制造的帶通濾波器和/或多路耦合器在接近通帶的邊緣具有陡峭、非線性相位頻率響應(yīng)。如果通帶的邊緣非常接近反向控制信道或反向語(yǔ)音信道，或與反向控制信道或反向語(yǔ)音信道一致，則如果無(wú)線定位系統(tǒng)不利用存儲(chǔ)的特性校正測(cè)量過(guò)程，無(wú)線定位系統(tǒng)會(huì)錯(cuò)誤地測(cè)量發(fā)射信號(hào)的相位特性。如果運(yùn)營(yíng)商安裝了不止一個(gè)制造商制造的多路耦合器和/或帶通濾波器，則這會(huì)變得更加重要，因?yàn)楦髡军c(diǎn)的特性可能不同。除了測(cè)量相位頻率響應(yīng)之外，在進(jìn)行ADC之前，其它環(huán)境因素也會(huì)改變RF路徑。這些因素要求在SCS 10內(nèi)進(jìn)行偶發(fā)并且往往是周期性校正。
接收機(jī)模塊10-2的可選窄帶實(shí)施例除了寬帶接收機(jī)模塊之外，或作為端口接收機(jī)模塊的變換實(shí)施例，SCS 10還支持接收機(jī)模塊10-2的窄帶實(shí)施例。與可以同時(shí)接收無(wú)線定位系統(tǒng)使用的所有RF信道的寬帶接收機(jī)模塊相反，窄帶接收機(jī)一次只能接收一個(gè)或少量RF信道。例如，SCS 10支持在AMPS/TDMA系統(tǒng)中使用的60KHz窄帶接收機(jī)，它覆蓋兩個(gè)鄰接30KHz信道。與上述對(duì)寬帶模塊描述相同，此接收機(jī)仍為數(shù)字接收機(jī)，然而，頻率合成與混合電路根據(jù)命令將接收機(jī)模塊動(dòng)態(tài)調(diào)諧到各RF信道。通常1毫秒或更短時(shí)間進(jìn)行一次此動(dòng)態(tài)調(diào)諧過(guò)程，并且只要需要接收定位處理過(guò)程的RF數(shù)據(jù)并對(duì)它進(jìn)行數(shù)字化處理，此接收機(jī)就停留到特定RF信道。
窄帶接收機(jī)的用途是降低無(wú)線定位系統(tǒng)由于使用寬帶接收機(jī)產(chǎn)生的成本。當(dāng)然，某種程度會(huì)損失性能，但是這些多接收機(jī)的可用性允許無(wú)線運(yùn)營(yíng)商具有更高的成本/性能選擇。將額外的創(chuàng)造性的功能和改進(jìn)附加到無(wú)線定位系統(tǒng)以支持新型窄帶接收機(jī)。當(dāng)使用寬帶接收機(jī)時(shí)，在所有SCS 10持續(xù)接收所有RF信道，然后進(jìn)行發(fā)射，無(wú)線定位系統(tǒng)可以使用DSP 10-3(如圖2所示)來(lái)從數(shù)字存儲(chǔ)器中動(dòng)態(tài)選擇任意RF信道。當(dāng)使用窄帶接收機(jī)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)必須事先確保位于各小區(qū)站的各窄帶接收機(jī)同時(shí)調(diào)諧到相同RF信道，這樣所有接收機(jī)就可以同時(shí)接收、數(shù)字化處理以及存儲(chǔ)同一個(gè)無(wú)線發(fā)射信號(hào)。為此，通常僅使用窄帶接收機(jī)定位事先已知進(jìn)行發(fā)射的語(yǔ)音信道發(fā)射信號(hào)。由于隨時(shí)可以異步進(jìn)行控制信道發(fā)射，所以窄帶接收機(jī)可以不調(diào)諧到正確信道來(lái)接收發(fā)射信號(hào)。
當(dāng)窄帶接收機(jī)用于定位AMPS語(yǔ)音信道發(fā)射信號(hào)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)具有臨時(shí)改變AMPS無(wú)線發(fā)射機(jī)的調(diào)制特性的能力，從而有助于進(jìn)行定位處理。因?yàn)橥ㄟ^(guò)外加被稱為SAT的低電平監(jiān)測(cè)音頻單音，僅對(duì)AMPS語(yǔ)音信道進(jìn)行FM調(diào)制。正如本技術(shù)領(lǐng)域已知的那樣，AMPS FM調(diào)制過(guò)程的Cramer-Rao下限明顯地比用于AMPS反向信道和語(yǔ)音信道上的“空白和字符”發(fā)射信號(hào)的曼徹斯特編碼FSK調(diào)制過(guò)程糟糕。此外，如果沒(méi)有調(diào)制輸入信號(hào)(即沒(méi)有人講話)，AMPS無(wú)線發(fā)射機(jī)可以利用明顯較少的能力進(jìn)行發(fā)射。為了通過(guò)改善調(diào)制特性改善定位估計(jì)，而不依賴于輸入調(diào)制信號(hào)的存在和振幅，無(wú)線定位系統(tǒng)可以使AMPS無(wú)線發(fā)射機(jī)在位于多個(gè)SCS 10的窄帶接收機(jī)被調(diào)諧到發(fā)送此消息的RF信道時(shí)發(fā)射“空白和字符”消息。以下將對(duì)此作進(jìn)一步的說(shuō)明。
使用窄帶接收機(jī)模塊時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)完成下列步驟(請(qǐng)參考圖2C-1所示的流程圖)第一無(wú)線發(fā)射機(jī)在特定RF信道上進(jìn)行預(yù)定發(fā)射；無(wú)線定位系統(tǒng)啟動(dòng)對(duì)第一無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位估計(jì)(通過(guò)內(nèi)部或外部命令/響應(yīng)接口進(jìn)行此啟動(dòng)過(guò)程)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定第一無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道、時(shí)隙、長(zhǎng)掩碼以及密鑰(所有信息單元不一定對(duì)所有空中接口協(xié)議有用)；無(wú)線定位系統(tǒng)在指定的小區(qū)站和扇區(qū)將位于適當(dāng)?shù)谝籗CS 10的適當(dāng)?shù)谝徽瓗Ы邮諜C(jī)調(diào)諧到RF信道和時(shí)隙，其中“適當(dāng)?shù)摹蓖ǔＪ侵缚捎玫?、共處一地的或最接近的；第一SCS 10從第一窄帶接收機(jī)接收RF數(shù)據(jù)的時(shí)間段，此時(shí)間段通常在幾微秒到10毫秒之間，然后估計(jì)發(fā)射功率、SNR以及調(diào)制特性；如果發(fā)射功率或SNR低于預(yù)定閾值，則無(wú)線定位系統(tǒng)等待預(yù)定長(zhǎng)度的時(shí)間，然后返回上述第三步驟(在第三步驟，無(wú)線定位系統(tǒng)確定小區(qū)站、扇區(qū)等)；如果發(fā)射信號(hào)為AMPS語(yǔ)音信道發(fā)射信號(hào)，并且調(diào)制低于閾值，則無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)將命令發(fā)送到第一無(wú)線發(fā)射機(jī)以在第一無(wú)線發(fā)射機(jī)產(chǎn)生“空白和字符”；無(wú)線定位系統(tǒng)請(qǐng)求無(wú)線通信系統(tǒng)避免在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將無(wú)線發(fā)射機(jī)越區(qū)轉(zhuǎn)換(hand-off)到另一個(gè)RF信道；無(wú)線定位系統(tǒng)從無(wú)線通信系統(tǒng)接收響應(yīng)，該響應(yīng)表示避免越區(qū)轉(zhuǎn)換第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的時(shí)間周期，以及如果命令轉(zhuǎn)換，則無(wú)線通信系統(tǒng)將命令發(fā)送到第一無(wú)線發(fā)射機(jī)產(chǎn)生“空白和字符”的時(shí)間周期；無(wú)線定位系統(tǒng)確定一系列用于進(jìn)行定位處理的天線(以下說(shuō)明天線選擇過(guò)程)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定最早的無(wú)線定位系統(tǒng)時(shí)間標(biāo)記，連接到選擇的天線的窄帶接收機(jī)可以開始同時(shí)從第一無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的RF信道采集RF數(shù)據(jù)；根據(jù)最早的無(wú)線定位系統(tǒng)時(shí)間標(biāo)記和無(wú)線通信系統(tǒng)輸出響應(yīng)的時(shí)間周期，無(wú)線定位系統(tǒng)命令連接到天線用于進(jìn)行定位處理的窄帶接收機(jī)調(diào)諧到第一無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的小區(qū)站、扇區(qū)以及RF信道，以在預(yù)定的停留(dwell)時(shí)間接收RF數(shù)據(jù)(根據(jù)信號(hào)的帶寬、SNR以及一體化要求)；將窄帶接收機(jī)接收的RF數(shù)據(jù)寫入雙端口存儲(chǔ)器；正如在第5,327,144號(hào)美國(guó)專利和第5,608,410號(hào)美國(guó)專利以及以下部分說(shuō)明的那樣，開始對(duì)接收的RF數(shù)據(jù)進(jìn)行定位處理；無(wú)線定位系統(tǒng)再一次確定第一無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道、長(zhǎng)掩碼以及密鑰；如果在查詢之間(即收集RF數(shù)據(jù)前、后)，第一無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道、時(shí)隙、長(zhǎng)掩碼以及密鑰發(fā)生變化，無(wú)線定位系統(tǒng)就停止進(jìn)行定位處理、產(chǎn)生因?yàn)樵诮邮誖F數(shù)據(jù)的時(shí)間周期內(nèi)無(wú)線發(fā)射機(jī)改變了發(fā)射狀態(tài)導(dǎo)致的定位處理失敗的告警消息，然后重新啟動(dòng)此整個(gè)處理過(guò)程；根據(jù)以下說(shuō)明的步驟完成對(duì)接收的RF數(shù)據(jù)的定位處理過(guò)程。
信息單元的確定過(guò)程包括無(wú)線定位系統(tǒng)通常通過(guò)無(wú)線定位系統(tǒng)與無(wú)線通信系統(tǒng)之間的命令/響應(yīng)接口獲得小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道、時(shí)隙、長(zhǎng)掩碼以及密鑰(所有信息單元不一定用于所有空中接口協(xié)議)。
以上述方式使用窄帶接收機(jī)被稱為隨機(jī)調(diào)諧，因?yàn)楦鶕?jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的命令該接收機(jī)可以控制任意RF信道。隨機(jī)調(diào)諧的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，僅對(duì)那些被無(wú)線定位系統(tǒng)啟動(dòng)的無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位處理。隨機(jī)調(diào)諧的一個(gè)缺點(diǎn)在于，包括無(wú)線通信系統(tǒng)與無(wú)線定位系統(tǒng)之間的接口和在通過(guò)系統(tǒng)安排必要接收機(jī)的等待時(shí)間在內(nèi)的各種同步系數(shù)會(huì)對(duì)整個(gè)定位處理吞吐量產(chǎn)生限制。例如，在TDMA系統(tǒng)中，通過(guò)無(wú)線定位系統(tǒng)使用的隨機(jī)調(diào)諧通常會(huì)將定位處理吞吐量局限于每個(gè)小區(qū)站扇區(qū)每秒約2.5個(gè)位置。
因此，窄帶接收機(jī)還支持另一種模式，即自動(dòng)順序調(diào)諧，自動(dòng)順序調(diào)諧可以實(shí)現(xiàn)以更高吞吐量進(jìn)行定位處理。例如，在TDMA系統(tǒng)中，利用與上述窄帶接收機(jī)運(yùn)行過(guò)程相同的停留時(shí)間和建立時(shí)間，順序調(diào)諧可以實(shí)現(xiàn)的定位處理吞吐量約為每小區(qū)站扇區(qū)每秒41個(gè)位置，這意味著可以在約9秒內(nèi)對(duì)所有395個(gè)TDMA RF信道進(jìn)行處理。通過(guò)利用例如兩個(gè)可以被同步接收的鄰接RF信道，通過(guò)對(duì)RF信道內(nèi)的所有三個(gè)TDMA時(shí)隙進(jìn)行位置處理以及通過(guò)消除無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)同步的要求可以實(shí)現(xiàn)提高處理速率。當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)正在使用順序調(diào)諧的窄帶接收機(jī)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)不知道無(wú)線發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)，因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)不等待啟動(dòng)，在接收發(fā)射信號(hào)之前，無(wú)線定位系統(tǒng)也不向無(wú)線通信系統(tǒng)查詢相同信息。在此方法中，無(wú)線定位系統(tǒng)順序通過(guò)各小區(qū)站、RF信道以及時(shí)隙進(jìn)行定位處理，并報(bào)告識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、小區(qū)站、RF信道、時(shí)隙以及位置的位置記錄。報(bào)告位置記錄之后，無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)使位置記錄與無(wú)線通信系統(tǒng)中表示此時(shí)正在使用哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)、以及各無(wú)線發(fā)射機(jī)使用哪個(gè)小區(qū)站、RF信道和時(shí)隙的數(shù)據(jù)匹配。然后，無(wú)線定位系統(tǒng)保持所研究的無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄，而消除其余無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄。
總之，并且如圖2-C2所示，根據(jù)本發(fā)明自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧方法包括步驟對(duì)每個(gè)小區(qū)站、RF信道、以及時(shí)隙進(jìn)行排列，執(zhí)行定位處理，以及報(bào)告其用于識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、小區(qū)站、RF信道、時(shí)隙(例如在TDMA系統(tǒng)中)、以及位置的位置記錄。在位置記錄報(bào)告之后，位置記錄與無(wú)線電通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相匹配，該數(shù)據(jù)表明當(dāng)時(shí)所使用的無(wú)線發(fā)射機(jī)以及每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用的小區(qū)站、RF信道、以及時(shí)隙。因此WLS保持所關(guān)心的無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄并且丟棄那些用于剩余無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄。
數(shù)字信號(hào)處理模塊10-3SCS數(shù)字接收機(jī)模塊10-2輸出具有規(guī)定帶寬和規(guī)定位分辨率的數(shù)字RF數(shù)據(jù)流。例如，15MHz的寬帶接收機(jī)實(shí)施例可以輸出每秒6千萬(wàn)個(gè)采樣、每個(gè)采樣為14比特分辨率的數(shù)據(jù)流。此RF數(shù)據(jù)流含有無(wú)線通信系統(tǒng)使用的所有RF信道，DSP模塊10-3接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，并通過(guò)數(shù)字混合過(guò)程和濾波過(guò)程抽取任意單獨(dú)RF信道。當(dāng)需要降低SCS 10與TLP 12之間的帶寬要求時(shí)，DSP還可以根據(jù)無(wú)線定位系統(tǒng)的命令降低位分解。根據(jù)對(duì)各位置的處理請(qǐng)求，無(wú)線定位系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)選擇以此分解轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)字基帶RF數(shù)據(jù)的比特分辨率。DSP的功能是減小利用模擬部件進(jìn)行混合和濾波產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。使用DSP使得在任何兩個(gè)SCS 10之間進(jìn)行的處理實(shí)現(xiàn)良好匹配。
圖2D示出DSP模塊10-3的方框圖，圖2E所示的流程圖示出DSP模塊的運(yùn)行過(guò)程。如圖2D所示，DSP模塊10-3對(duì)下列單元進(jìn)行比較一對(duì)DSP單元10-3-1A和10-3-1B，將它們共同稱為“第一”DSP；串行并行轉(zhuǎn)換器10-3-2；雙端口存儲(chǔ)單元10-3-3；第二DSP 10-3-4；并行串行轉(zhuǎn)換器；FIFO緩沖器；用于進(jìn)行檢測(cè)的DSP 10-3-5(包括RAM)，用于進(jìn)行解調(diào)的另一個(gè)DSP 10-3-6，用于進(jìn)行歸一化處理和進(jìn)行控制的另一個(gè)DSP 10-3-7；以及地址生成器10-3-8。在當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例中，DSP模塊10-3接收寬帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流(如圖2E所示的步驟S1)，利用第一DSP(10-3-1A和10-3-1B)抽取信道塊(步驟S2)。例如，被編程作為數(shù)字引下(drop)接收機(jī)的第一DSP可以抽取4個(gè)信道塊，其中各信道塊至少包括1.25MHz的帶寬。此帶寬可以包括24個(gè)AMPS信道或TDMA信道、6個(gè)GSM信道，或1個(gè)CDMA信道。DSP不要求信道塊鄰接，因?yàn)镈SP獨(dú)立地用數(shù)字方法對(duì)寬帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流帶寬內(nèi)的任意RF信道組進(jìn)行調(diào)諧。DSP還可以進(jìn)行對(duì)塊內(nèi)的所有信道或任意信道進(jìn)行寬帶能量檢測(cè)或窄帶能量檢測(cè)，并通過(guò)信道將能量值報(bào)告TLP 12(步驟S3)。例如，每10ms，DSP進(jìn)行寬帶能量檢測(cè)并對(duì)所有接收機(jī)的所有信道建立RF頻譜圖(參考步驟S9)。因?yàn)槊?0ms可以通過(guò)SCS 10與TLP12之間的通信鏈路將此頻譜圖從SCS 10發(fā)送到TLP 12，所以存在明顯的數(shù)據(jù)額外開銷。因此，通過(guò)將數(shù)據(jù)壓擴(kuò)到有限級(jí)數(shù)，DSP可以減少數(shù)據(jù)開銷。通常，例如，84dB的動(dòng)態(tài)范圍可以要求14位。在DSP進(jìn)行壓擴(kuò)處理過(guò)程中，例如，通過(guò)選擇16個(gè)重要RF頻譜級(jí)送到TLP12，可以將數(shù)據(jù)減少到只有4位。無(wú)線定位系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)選擇級(jí)數(shù)、位數(shù)以及級(jí)表示的過(guò)程。完成這些調(diào)節(jié)過(guò)程可以使發(fā)送到TLP 12的RF頻譜消息增加到最大，還可以最優(yōu)化使用SCS 10與TLP 12之間的通信鏈路上的可用帶寬。
轉(zhuǎn)換后，各RF信道塊(每個(gè)信道塊至少為1.25MHz)通過(guò)串行并行轉(zhuǎn)換器10-3-2任何存儲(chǔ)到雙端口數(shù)字存儲(chǔ)器10-3-3(步驟S4)。數(shù)字存儲(chǔ)器為循環(huán)存儲(chǔ)器，這意味著DSP模塊開始將數(shù)據(jù)寫入第一存儲(chǔ)器地址，然后順序繼續(xù)進(jìn)行存儲(chǔ)直到到達(dá)最后一個(gè)存儲(chǔ)器地址。當(dāng)?shù)竭_(dá)最后一個(gè)存儲(chǔ)器地址時(shí)，DSP返回第一存儲(chǔ)器地址并繼續(xù)順序地將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器。各DSP模塊通常含有足夠存儲(chǔ)量以存儲(chǔ)各RF信道塊的幾個(gè)輔助數(shù)據(jù)從而支持定位處理過(guò)程的等待時(shí)間和查詢時(shí)間。
在DSP模塊中，在數(shù)字化的和轉(zhuǎn)換的RF數(shù)據(jù)被寫入存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器地址即通過(guò)無(wú)線定位系統(tǒng)使用的時(shí)間標(biāo)記，在確定TDOA的過(guò)程中，定位處理過(guò)程以從時(shí)間標(biāo)記為基準(zhǔn)。為了確保在無(wú)線定位系統(tǒng)的各SCS 10調(diào)整此時(shí)間標(biāo)記，地址生成器10-3-8每秒從定時(shí)生成/時(shí)鐘分布模塊10-7接收一個(gè)脈沖信號(hào)(如圖2所示)。位于無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的所有SCS 10的地址生成器周期性地同時(shí)將自己復(fù)位到已知地址。這樣可用使定位處理過(guò)程減少或消除在對(duì)各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)單元記錄時(shí)間標(biāo)記過(guò)程中的累加定時(shí)誤差。
地址生成器10-3-8控制寫入數(shù)字存儲(chǔ)器10-3-3和從數(shù)字存儲(chǔ)器10-3-3讀出。由于ADC持續(xù)對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)字化處理并且第一DSP(10-3-1A和10-3-1B)持續(xù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字引下接收機(jī)功能，所以可以持續(xù)進(jìn)行寫入。然而，當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和定位處理時(shí)，以短脈沖形式進(jìn)行讀。無(wú)線定位系統(tǒng)甚至還可以用遞歸方法對(duì)單個(gè)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行定位處理，因此需要多次訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)。為了管理無(wú)線定位系統(tǒng)的許多要求，地址生成器允許雙端口數(shù)字存儲(chǔ)器的讀取速率比寫入速率快。通常，讀取速率可以比寫入速率快8倍。
DSP模塊10-3使用第二DSP 10-3-4從數(shù)字存儲(chǔ)器10-3-3讀取數(shù)據(jù)，然后實(shí)現(xiàn)第二數(shù)字引下接收機(jī)功能以從RF信道塊抽取基帶數(shù)據(jù)(步驟S5)。例如，第二DSP可以從已經(jīng)被數(shù)字化并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器的任意RF信道塊內(nèi)抽取任意一個(gè)30KHz AMPS信道或30KHz的TDMA信道。同樣，第二DSP可以抽取任意一個(gè)GSM信道。因?yàn)樾诺缼捳紦?jù)了存儲(chǔ)的RF數(shù)據(jù)的全部帶寬，所以不需要第二DSP抽取CDMA信道。將第一DSP 10-3-1A、DSP 10-3-1B與第二DSP 10-3-4進(jìn)行合并允許DSP模塊選擇、存儲(chǔ)并恢復(fù)無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的任意一個(gè)RF信道。DSP模塊通常存儲(chǔ)4個(gè)信道塊。在雙模式AMPS/TDMA系統(tǒng)中，單個(gè)DSP模塊可以連續(xù)同步監(jiān)視至多42個(gè)模擬反向控制信道、至多84個(gè)數(shù)字控制信道，并對(duì)它分配監(jiān)視并定位任意語(yǔ)音信道發(fā)射的任務(wù)。單個(gè)SCS機(jī)體通常至多支持3個(gè)接收機(jī)模塊10-2(如圖2所示)以覆蓋2個(gè)天線中每個(gè)天線的3個(gè)扇區(qū)，并至多支持9個(gè)DSP模塊(每個(gè)接收機(jī)的3個(gè)DSP模塊允許將全部15MHz的帶寬同時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)字存儲(chǔ)器)。因此，除了可以容易地進(jìn)行定標(biāo)以使任意類型的小區(qū)站配置與處理負(fù)荷匹配之外，SCS 10是非常模塊化的系統(tǒng)。
DSP模塊10-3還實(shí)現(xiàn)其它功能，包括自動(dòng)檢測(cè)在各扇區(qū)使用的工作信道(步驟S6)、解調(diào)(步驟S7)以及基于站的定位處理(步驟S8)。無(wú)線定位系統(tǒng)保持無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)RF信道的用途的工作圖(步驟S9)，這樣可以使無(wú)線定位系統(tǒng)管理接收機(jī)并對(duì)資源進(jìn)行處理，并且當(dāng)產(chǎn)生有意義的特定發(fā)射信號(hào)時(shí)，快速啟動(dòng)處理過(guò)程。工作圖為保持在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的表，該表對(duì)連接到SCS 10的各天線列出分配到該SCS 10的主要信道以及在這些信道內(nèi)使用的各協(xié)議。主要信道為分配到所配置的基站或鄰近基站的RF控制信道，該基站用于與無(wú)線發(fā)射機(jī)通信。例如，在具有扇形掃描小區(qū)站的典型蜂窩式系統(tǒng)中，存在一個(gè)被指定用于各扇區(qū)的RF控制信道頻率。這些控制信道頻率通常被指定作為所配置的SCS 10的主要信道。
即使其它SCS 10也具有相同的被分配的主要信道，仍可以指定相同的SCS 10來(lái)監(jiān)視作為主要信道的其它鄰近基站的RF控制信道。以此方式，無(wú)線定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)解調(diào)冗余，這樣就可以確保任意給定的無(wú)線發(fā)射機(jī)被錯(cuò)過(guò)的可能性極小。在使用此解調(diào)冗余度時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)在不止一個(gè)SCS 10接收、檢測(cè)并解調(diào)相同的無(wú)線發(fā)射信號(hào)兩次或更多次。無(wú)線定位系統(tǒng)包括檢測(cè)何時(shí)進(jìn)行此多重解調(diào)并僅對(duì)定位處理啟動(dòng)一次的裝置。此功能可以節(jié)省無(wú)線定位系統(tǒng)的處理和通信資源，以下將對(duì)此作進(jìn)一步說(shuō)明。單個(gè)SCS 10檢測(cè)并解調(diào)在不與此SCS 10配合的小區(qū)站產(chǎn)生的無(wú)線發(fā)射信號(hào)的能力允許無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者采用多種有效的無(wú)線定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。例如，可以這樣設(shè)計(jì)無(wú)線定位系統(tǒng)，即無(wú)線定位系統(tǒng)使用的SCS 10數(shù)比無(wú)線通信系統(tǒng)具有的基站數(shù)少得多。
在無(wú)線定位系統(tǒng)中，利用兩種方法將主要信道輸入并保持在表中直接編程方法和自動(dòng)檢測(cè)方法。直接編程方法包括利用一個(gè)諸如無(wú)線操作臺(tái)16(如圖1所示)的無(wú)線定位系統(tǒng)用戶界面，或通過(guò)接收從無(wú)線定位系統(tǒng)到無(wú)線通信系統(tǒng)接口的信道分配數(shù)據(jù)，將主要信道數(shù)據(jù)輸入到表中。換句話說(shuō)，DSP模塊10-3還運(yùn)行被稱為自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程的后臺(tái)處理過(guò)程，在后臺(tái)處理過(guò)程中，DSP使用備用處理能力或預(yù)定處理能力來(lái)檢測(cè)各可能RF信道上的發(fā)射信號(hào)，然后，試圖利用可能的協(xié)議對(duì)這些發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。DSP模塊確認(rèn)直接編程的主要信道是正確的，并且DSP模塊還快速對(duì)基站信道產(chǎn)生的變化進(jìn)行檢測(cè)并將告警發(fā)送到無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者。
DSP模塊在自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中執(zhí)行下列步驟(參考圖2E-1)對(duì)于用于覆蓋SCS 10區(qū)域的各可能的控制信道和/或語(yǔ)音信道，建立占線計(jì)數(shù)器(步驟S7-1)；在檢測(cè)周期的起始時(shí)，將所有占線計(jì)數(shù)器復(fù)位為0(步驟S7-2)；每次在規(guī)定的RF信道產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)并且接收功率高于預(yù)定閾值時(shí)，該信道的占線計(jì)數(shù)器就遞增(步驟S7-3)；每次在規(guī)定的RF信道產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)，并且接收功率高于第二特定預(yù)定閾值時(shí)，DSP模塊試圖利用第一優(yōu)選協(xié)議對(duì)發(fā)射信號(hào)的特定部分進(jìn)行解調(diào)(步驟S7-4)；如果解調(diào)成功，則該信道的第二占線計(jì)數(shù)器遞增(步驟S7-5)；如果解調(diào)不成功，則DSP模塊試圖利用第二優(yōu)選協(xié)議對(duì)部分發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)(步驟S7-6)；如果解調(diào)成功，則該信道的第三占線計(jì)數(shù)器遞增(步驟S7-7)；在檢測(cè)周期結(jié)束時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)讀取所有占線計(jì)數(shù)器(步驟S7-8)；以及無(wú)線定位系統(tǒng)根據(jù)占線計(jì)數(shù)器自動(dòng)分配主要信道(步驟S7-9)。
無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者可以檢查占線計(jì)數(shù)器和主要信道的自動(dòng)分配過(guò)程以及解調(diào)協(xié)議，并可以越過(guò)自動(dòng)完成的任何設(shè)置過(guò)程。此外，如果不止有兩個(gè)優(yōu)選協(xié)議可供無(wú)線運(yùn)營(yíng)商使用，則可以利用軟件下載DSP模塊10-3來(lái)檢測(cè)附加協(xié)議?；趯拵Ы邮諜C(jī)10-2、DSP模塊10-3以及可下載的軟件的SCS 10的結(jié)構(gòu)允許無(wú)線定位系統(tǒng)在一個(gè)系統(tǒng)中支持多個(gè)解調(diào)協(xié)議。在一個(gè)系統(tǒng)中支持多個(gè)協(xié)議具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谛^(qū)站只需要一個(gè)SCS 10。許多基站結(jié)構(gòu)則相反，它們對(duì)不同模塊協(xié)議要求不同收發(fā)信機(jī)模塊。例如，當(dāng)SCS 10可以在同一個(gè)SCS 10內(nèi)同時(shí)支持AMPS、TDMA和CDMA時(shí)，當(dāng)前沒(méi)有可支持此功能的基站。
檢測(cè)并解調(diào)多個(gè)協(xié)議的能力還包括在通過(guò)特定空中接口協(xié)議發(fā)射的消息內(nèi)使用的驗(yàn)證進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)的能力。在最近幾年中，在無(wú)線發(fā)射機(jī)中使用驗(yàn)證字段作為減少在無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)舞弊行為的方法開始變得普遍起來(lái)。然而，不是所有的無(wú)線發(fā)射機(jī)實(shí)施驗(yàn)證。當(dāng)使用驗(yàn)證時(shí)，通常，協(xié)議將附加字段插入發(fā)射消息。通常，此字段被插入發(fā)射消息內(nèi)的無(wú)線發(fā)射機(jī)的識(shí)別碼與撥號(hào)號(hào)碼之間。對(duì)無(wú)線發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)確定發(fā)射消息內(nèi)的字段數(shù)以及消息類型(即登記、開始、尋呼響應(yīng)等)。無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)所有字段進(jìn)行解調(diào)，并且如果在研究發(fā)射消息的類型時(shí)出現(xiàn)額外字段，則無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)啟動(dòng)條件檢驗(yàn)所有字段。例如，如果撥號(hào)號(hào)碼“911”出現(xiàn)在字段內(nèi)的適當(dāng)位置，并且該字段位于其沒(méi)有驗(yàn)證字段的適當(dāng)位置或位于其具有驗(yàn)證字段的適當(dāng)位置，則無(wú)線定位系統(tǒng)正常啟動(dòng)。在此例中，要求號(hào)碼“911”以序列“911”或“*911”的形式出現(xiàn)，而在此序列的前后沒(méi)有其它號(hào)碼。此功能可以減少或消除由所出現(xiàn)的其作為驗(yàn)證字段一部分的號(hào)碼“911”所引起的誤啟動(dòng)。
因?yàn)楫?dāng)無(wú)線主叫用戶撥打“911”時(shí)，必須盡快啟動(dòng)定位處理過(guò)程，所以為了無(wú)線定位系統(tǒng)成功運(yùn)行，重要的是要支持對(duì)多重解調(diào)協(xié)議。無(wú)線定位系統(tǒng)利用兩種方法可以啟動(dòng)定位處理過(guò)程無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)控制信道發(fā)射信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立解調(diào)，并利用任意數(shù)目的判據(jù)(例如撥號(hào)號(hào)碼)啟動(dòng)定位處理過(guò)程，或無(wú)線定位系統(tǒng)從諸如載波無(wú)線通信系統(tǒng)的外部信號(hào)源接收啟動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)利用SCS 10進(jìn)行獨(dú)立解調(diào)可以以最快時(shí)間進(jìn)行啟動(dòng)，因?yàn)閺臒o(wú)線用戶按下無(wú)線發(fā)射機(jī)上的“SEND”或“TALK”(或類似內(nèi)容)按鈕的瞬間開始進(jìn)行檢測(cè)。
控制與通信模塊10-5圖2F所示的控制與通信模塊10-5包括數(shù)據(jù)緩沖器10-5-1、控制器10-5-2、存儲(chǔ)器10-5-3、CPU 10-5-4以及T1/E1通信芯片10-5-5。該模塊具有許多事先在第5,608,410號(hào)美國(guó)專利中說(shuō)明的特性。在本實(shí)施例中增加了幾項(xiàng)增強(qiáng)功能。例如，即使當(dāng)控制與通信模塊上的CPU停止執(zhí)行其編程軟件時(shí)，SCS 10現(xiàn)在還具有自動(dòng)遠(yuǎn)程復(fù)位能力。此能力可以降低無(wú)線定位系統(tǒng)的運(yùn)行成本，因?yàn)椴恍枰夹g(shù)人員到小區(qū)站去復(fù)位不能正常工作的SCS 10。通過(guò)對(duì)特定比特序列監(jiān)視SCS 10與TLP 12之間的通信接口，可以運(yùn)行自動(dòng)遠(yuǎn)程復(fù)位電路。此比特序列是在SCS 10與TLP 12之間進(jìn)行正常通信時(shí)不出現(xiàn)的序列。例如，此序列可以包括全1格式。復(fù)位電路獨(dú)立運(yùn)行CPU，因此即使當(dāng)CPU被置于鎖定狀態(tài)時(shí)或被置于非運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，該電路仍可以對(duì)SCS 10進(jìn)行復(fù)位并使CPU回到運(yùn)行狀態(tài)。
此模塊還具有記錄并報(bào)告在監(jiān)視會(huì)診斷SCS 10的性能時(shí)使用的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)字和變量的能力。例如，SCS 10可以監(jiān)視任意DSP或SCS10內(nèi)的其它處理器以及SCS 10與TLP 12之間的通信接口的利用率。定期向AP 14和NOC 16報(bào)告這些數(shù)值，并利用這些數(shù)值確定系統(tǒng)內(nèi)何時(shí)需要附加處理與通信資源。例如，可以在NOC內(nèi)設(shè)置告警閾值來(lái)向操作者指出任意資源是否經(jīng)常超過(guò)預(yù)定閾值。SCS 10還可以監(jiān)視發(fā)射信號(hào)被成功解調(diào)的次數(shù)和失敗解調(diào)的次數(shù)。這在允許操作者確定用于解調(diào)的信號(hào)閾值是否被最佳設(shè)置時(shí)有用。
此模塊以及其它模塊還可以向TLP 12自動(dòng)報(bào)告其識(shí)別碼。如下所述，可以將許多SCS 10連接到單個(gè)TLP 12。通常，SCS 10與TLP 12之間的通信與基站與MSC之間的通信共享。通常難于快速準(zhǔn)確確定哪個(gè)SCS 10被分配到特定電路。因此SCS 10含有在安裝時(shí)記錄的硬編碼識(shí)別碼。此識(shí)別碼可以被TLP 12讀取并識(shí)別以主動(dòng)確定哪個(gè)SCS10被運(yùn)營(yíng)商分配到幾個(gè)不同通信電路中的各通信電路。
SCS到TLP之間的通信支持各種消息，包括命令和響應(yīng)、軟件下載、狀態(tài)和動(dòng)力、參數(shù)下載、診斷、頻譜數(shù)據(jù)、相位數(shù)據(jù)、主要信道解調(diào)以及RF數(shù)據(jù)。將通信協(xié)議設(shè)計(jì)為可以通過(guò)將協(xié)議開銷減少到最小來(lái)對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，該協(xié)議包括消息優(yōu)先級(jí)方案。對(duì)各種消息指定優(yōu)先級(jí)，SCS 10和TLP 12利用優(yōu)先級(jí)查詢消息，從而在發(fā)送較低優(yōu)先級(jí)消息之前先發(fā)送較高優(yōu)先級(jí)消息。例如，通常，將解調(diào)消息設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)，因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)必須根據(jù)特定類型的呼叫(例如E9-1-1)無(wú)延遲地啟動(dòng)定位過(guò)程。盡管在查詢較低優(yōu)先級(jí)消息之前查詢較高優(yōu)先級(jí)消息，但是協(xié)議通常并不預(yù)占已經(jīng)處于傳送中的消息。即在通過(guò)SCS 10與TLP 12之間的通信接口發(fā)送消息的過(guò)程將全部完成，然后，待發(fā)送的下一個(gè)消息成為具有最早時(shí)間標(biāo)記的最高優(yōu)先級(jí)消息。為了將高優(yōu)先級(jí)消息等待時(shí)間減小到最小，以分段的形式發(fā)送諸如RF數(shù)據(jù)的長(zhǎng)消息。例如，所有100毫秒AMPS發(fā)射信號(hào)的RF數(shù)據(jù)被分割為10毫秒的分段。以此方式，在RF數(shù)據(jù)的各分段之間查詢高優(yōu)先級(jí)消息。
校準(zhǔn)與性能監(jiān)視SCS 10的結(jié)構(gòu)主要基于數(shù)字技術(shù)，它包括數(shù)字接收機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器。一旦RF信號(hào)被數(shù)字化，則在各種處理過(guò)程中可以對(duì)定時(shí)、頻率以及相位差減小精細(xì)控制。更重要的是，在無(wú)線定位系統(tǒng)中的各種接收機(jī)與各種SCS 10之間，任意定時(shí)、頻率以及相位差均可以完全一致。然而，在ADC之前，RF信號(hào)通過(guò)單個(gè)RF部件，包括天線、電纜、低噪聲放大器、濾波器、雙工器、多路耦合器以及RF分裂器。各RF部件的特性對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)均重要，這些特性包括延遲和相位頻率響應(yīng)。如果RF部件和模擬部件在各SCS 10對(duì)(例如圖2G所示的SCS 10A和SCS 10B)之間完全匹配，則在定位處理過(guò)程中就可以自動(dòng)消除這些特性的影響。但是如果各部件的特性不匹配，則定位處理過(guò)程偶爾會(huì)出現(xiàn)由于不匹配引起的檢測(cè)誤差。此外，許多RF部件可以承受由于功率、時(shí)間、溫度或其它會(huì)將檢測(cè)誤差附加到位置確定過(guò)程的因素引起的不穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明開發(fā)了幾種技術(shù)來(lái)校準(zhǔn)無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的RF部件并有規(guī)律地監(jiān)測(cè)無(wú)線定位系統(tǒng)的性能。在進(jìn)行校準(zhǔn)之前，無(wú)線定位系統(tǒng)將這些延遲值以及相位頻率響應(yīng)(即通過(guò)RF信道數(shù))存儲(chǔ)到無(wú)線定位系統(tǒng)的表中用于校正這些檢測(cè)誤差。以下將參考圖2G至圖2J說(shuō)明這些校正方法。
外部校準(zhǔn)方法參考圖2G，沿基線測(cè)量無(wú)線定位系統(tǒng)的定時(shí)穩(wěn)定性，其中各基線包括兩個(gè)SCS(SCS 10A和SCS 10B)以及它們之間的假想線(A-B)。在TDOA/FDOA型的無(wú)線定位系統(tǒng)中，通過(guò)測(cè)量各SCS 10對(duì)從無(wú)線發(fā)射機(jī)到達(dá)的信號(hào)記錄的時(shí)間差，計(jì)算無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置。因此，重要的是，SCS 10沿任意基線測(cè)量的時(shí)間差主要由于無(wú)線發(fā)射機(jī)的發(fā)射時(shí)間，而次要原因是SCS 10的RF部件和模擬部件自身的變化。為了滿足無(wú)線定位系統(tǒng)的精度目標(biāo)，將任意SCS 10對(duì)的定時(shí)穩(wěn)定性保持遠(yuǎn)少于100納秒的RMS(均方根)。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)的各部件對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置估計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生檢測(cè)誤差的貢獻(xiàn)小于100英尺RMS。此誤差的某些內(nèi)容是由于在校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)使用的信號(hào)的模糊性。利用眾所周知的Cramer-Rao下限方程可以確定此模糊性。對(duì)于AMPS反向控制信道，此誤差接近40納秒RMS。剩余的誤差分配被分配到無(wú)線定位系統(tǒng)的各部件，主要是SCS 10內(nèi)的RF部件和模擬部件。
在外部校準(zhǔn)方法中，無(wú)線定位系統(tǒng)使用校準(zhǔn)其信號(hào)特性與目標(biāo)無(wú)線發(fā)射機(jī)的信號(hào)特性匹配的發(fā)射機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。這些校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)可以是發(fā)射周期登記信號(hào)和/或?qū)ず繇憫?yīng)信號(hào)的普通無(wú)線電話。利用具有到與基線有關(guān)的兩個(gè)SCS 10的相對(duì)無(wú)干擾路徑和無(wú)障礙路徑的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，優(yōu)選周期性地校準(zhǔn)各可用SCS至SCS基線。利用處理目標(biāo)無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的方法處理校準(zhǔn)信號(hào)。由于事先已知TDOA值，所以計(jì)算過(guò)程的任何誤差均因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差產(chǎn)生。然后，在后續(xù)對(duì)目標(biāo)發(fā)射機(jī)的位置計(jì)算過(guò)程中可以消除這些系統(tǒng)誤差。
圖2G示出可以將定時(shí)誤差減小到最小的外部校準(zhǔn)方法。如圖所示，位于點(diǎn)“A”的第一SCS 10A和位于點(diǎn)“B”的第二SCS 10B具有相關(guān)基線A-B。位于點(diǎn)“C”的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)在時(shí)間T0發(fā)射的校準(zhǔn)信號(hào)理論上會(huì)在時(shí)間T0+TAC到達(dá)第一SCS 10A，TAC為校準(zhǔn)信號(hào)從校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)天線到數(shù)字接收機(jī)內(nèi)的雙端口數(shù)字存儲(chǔ)器需要的時(shí)間的測(cè)量值。同樣，同一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)會(huì)在理論時(shí)間T0+TBC到達(dá)第二SCS 10B。然而，校準(zhǔn)信號(hào)通常不會(huì)剛好在校正時(shí)間到達(dá)數(shù)字存儲(chǔ)器和各SCS 10的數(shù)字信號(hào)處理部件。相反，校準(zhǔn)信號(hào)從校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)傳播到SCS 10花費(fèi)的總時(shí)間(TAC、TBC)內(nèi)分別存在誤差e1和e2，這樣到達(dá)的準(zhǔn)確時(shí)間實(shí)際為T0+TAC+e1和T0+TBC+e2。此誤差某種程度上是由于信號(hào)通過(guò)空氣傳播(即從校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)天線到SCS天線)過(guò)程中產(chǎn)生的延遲引起的；然而，此誤差主要由于SCS前端部件的時(shí)變特性引起。不能確定誤差e1和誤差e2本身，因?yàn)橄到y(tǒng)不知道發(fā)射校準(zhǔn)信號(hào)的準(zhǔn)確時(shí)間(T0)。然而，系統(tǒng)可以確定校準(zhǔn)信號(hào)到達(dá)任意給定SCS 10對(duì)中各SCS 10的時(shí)間差的誤差。將TDOA偏差值定義為測(cè)量的TDOA值與理論上的TDOA值τ0之間的差值，其中π0為理論延遲值TAC與TBC之間的理論差值。校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)已知各SCS 10對(duì)的理論TDOA值，因?yàn)镾CS 10和校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的位置以及校準(zhǔn)信號(hào)傳播的速度已知。測(cè)量的TDOA基線(TDOAA-B)可以被表示為TDOAA-B＝τ0+∈，其中∈＝e1-e2。在這種情況下，位于點(diǎn)“D”的第二校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)發(fā)射的校準(zhǔn)信號(hào)具有相關(guān)誤差e3和e4。待從目標(biāo)發(fā)射機(jī)的TDOA測(cè)量值中減去的∈的極限值是對(duì)一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)獲得的∈值的函數(shù)(例如加權(quán)平均數(shù))。因此用如下方法對(duì)位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的一對(duì)SCS 10的給定TDOA測(cè)量值(TDOAmeasured)和位于未知位置的目標(biāo)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行校正TDOAX-Y＝TDOAmeasured-∈∈＝k1∈1+k2∈2+...+kN∈N，其中k1、k2等為加權(quán)系數(shù)，∈1、∈2等為通過(guò)從各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的理論值中減去測(cè)量的TDOA值獲得的偏差值。在此例中，偏差值∈1為與位于圖中所示的點(diǎn)“C”的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)有關(guān)的偏差值。無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者確定加權(quán)系數(shù)，并將它們輸入到各基線配置表。操作者考慮從各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)到位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的SCS 10的距離，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定從各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)到位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的SCS 10的視線(lineof sight)，以及各SCS“X”和SCS“Y”對(duì)與各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)相鄰的無(wú)線發(fā)射機(jī)位置估計(jì)的貢獻(xiàn)。一般而言，靠近位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的SCS 10的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的權(quán)值要高于遠(yuǎn)離位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的SCS10的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的權(quán)值，并且具有到位于點(diǎn)“X”和點(diǎn)“Y”的SCS 10的較好視線的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的權(quán)值要高于具有較差視線的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的權(quán)值。
各誤差分量e1、e2等以及獲得的誤差分量∈可以在寬時(shí)間范圍內(nèi)寬范圍發(fā)生變化，因?yàn)橛幸恍┱`差分量是由于從校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)到各SCS10的多路徑反射引起的。多路徑反射非常依賴于路徑，一次測(cè)量與一次測(cè)量之間、一個(gè)路徑與一個(gè)路徑之間的多路徑反射不同。本發(fā)明的目的并不是對(duì)這些校準(zhǔn)路徑確定多路徑反射，而是確定由SCS 10的各部件引起的誤差部分。通常，偏差值e1和e3具有共同分量，因?yàn)樗鼈兣c同一個(gè)第一SCS 10A有關(guān)。同樣，偏差值e2和e4具有共同分量，因?yàn)樗鼈兣c同一個(gè)第二SCS 10B有關(guān)。眾所周知，當(dāng)多路徑部件大范圍發(fā)生變化時(shí)，部件誤差變化的速度慢，而且通常是以正弦形式發(fā)生變化。因此，在外部校準(zhǔn)方法中，利用降低寬范圍變化的多路徑部件權(quán)值的加權(quán)時(shí)基濾波器濾除偏差值∈，而保留SCS 10引起的相對(duì)慢速變化的誤差分量。在外部校準(zhǔn)方法中使用的一種典型濾波器為卡爾曼濾波器。
校準(zhǔn)發(fā)射信號(hào)之間的周期根據(jù)對(duì)SCS部件確定的誤差漂移率發(fā)生變化。漂移率周期應(yīng)比校準(zhǔn)間隔周期長(zhǎng)得多。無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)漂移率周期以連續(xù)確定變化率，并在需要時(shí)可以周期性地調(diào)節(jié)校準(zhǔn)間隔。通常，諸如根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線定位系統(tǒng)的無(wú)線定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)速率在10分鐘與30分鐘之間。這與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的登記速率的典型時(shí)間周期對(duì)應(yīng)。如果無(wú)線定位系統(tǒng)確定必須將校準(zhǔn)間隔調(diào)節(jié)到比無(wú)線通信系統(tǒng)的登記速率快的速率，則通過(guò)以規(guī)定的間隔尋呼發(fā)射機(jī)，AP14(如圖1所示)自動(dòng)使校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射。各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)可獨(dú)立進(jìn)行尋址，并且與各校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)有關(guān)的校準(zhǔn)間隔可以不同。
由于在外部校準(zhǔn)方法中使用的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)電話，所以無(wú)線定位系統(tǒng)必須具有將這些電話與其它為各種應(yīng)用目的進(jìn)行定位的無(wú)線發(fā)射機(jī)區(qū)別開的機(jī)制。通常，無(wú)線定位系統(tǒng)將校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的識(shí)別碼列表保持到TLP 12和AP 14。在該蜂窩系統(tǒng)中，校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的識(shí)別碼可以是移動(dòng)識(shí)別號(hào)，即MIN。當(dāng)校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射時(shí)，各SCS 10接收發(fā)射信號(hào)并通過(guò)適當(dāng)SCS 10進(jìn)行解調(diào)。無(wú)線定位系統(tǒng)將發(fā)射信號(hào)的識(shí)別碼與所有校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)識(shí)別碼的預(yù)存任務(wù)列表進(jìn)行比較。如果無(wú)線定位系統(tǒng)確定該發(fā)射信號(hào)為校準(zhǔn)發(fā)射信號(hào)，則無(wú)線定位系統(tǒng)啟動(dòng)外部校準(zhǔn)處理過(guò)程。
內(nèi)部校準(zhǔn)方法除了外部校準(zhǔn)方法外，本發(fā)明的一個(gè)目的是校準(zhǔn)在無(wú)線定位系統(tǒng)的SCS 10內(nèi)使用的寬帶數(shù)字接收機(jī)的所有信道。外部校準(zhǔn)方法通常僅校準(zhǔn)帶寬數(shù)字接收機(jī)使用的多個(gè)信道中的一個(gè)信道。這是因?yàn)楣潭ㄐ?zhǔn)發(fā)射機(jī)通常掃描最高功率控制信道，因此通常每次掃描同一個(gè)控制信道。與其它有關(guān)部件一起使用的寬帶數(shù)字接收機(jī)的傳遞函數(shù)并不保持完全不變，而隨時(shí)間和溫度發(fā)生變化。因此即使是外部校準(zhǔn)方法可以成功校準(zhǔn)的單個(gè)信道，仍沒(méi)有校準(zhǔn)其余信道的把握。
圖2H所示的流程圖示出的內(nèi)部校準(zhǔn)方法特別適合于校準(zhǔn)單個(gè)第一接收機(jī)系統(tǒng)(即SCS 10)，第一接收機(jī)系統(tǒng)的特征在于，時(shí)變與頻變傳遞函數(shù)，其中傳遞函數(shù)定義接收機(jī)系統(tǒng)如何變換接收信號(hào)的振幅和相位，并且在定位系統(tǒng)中采用接收機(jī)系統(tǒng)來(lái)部分地通過(guò)確定由無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射并被待校準(zhǔn)的接收機(jī)系統(tǒng)和另一個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)接收的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間差確定無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置，并且其中定位估計(jì)的精度部分地依賴于系統(tǒng)進(jìn)行的TDOA測(cè)量的精度。AMPS RCC傳遞函數(shù)的一個(gè)實(shí)例示于圖2I，圖2I示出傳遞函數(shù)的相位通過(guò)跨越630KHz的21個(gè)控制信道發(fā)生變化。
參考圖2H，內(nèi)部校準(zhǔn)方法包括步驟臨時(shí)用電子方法將接收機(jī)系統(tǒng)使用的天線與接收機(jī)系統(tǒng)斷開(步驟S-20)；將內(nèi)部產(chǎn)生的具有已知穩(wěn)定信號(hào)特性的寬帶信號(hào)輸入到第一接收機(jī)系統(tǒng)(步驟S-21)；利用產(chǎn)生的寬帶信號(hào)來(lái)獲得在傳遞函數(shù)經(jīng)過(guò)第一接收機(jī)系統(tǒng)的帶寬發(fā)生變化情況下的估計(jì)值(步驟S-22)；以及利用估計(jì)值來(lái)緩和由第一接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間測(cè)量和頻率測(cè)量的第一傳遞函數(shù)發(fā)生變化引起的影響(步驟S-23)。內(nèi)部校準(zhǔn)使用的穩(wěn)定寬帶信號(hào)的一個(gè)實(shí)例為梳狀信號(hào)，它包括多個(gè)已知間隔(例如5KHz)的、獨(dú)立的、等振幅頻率單元。這種信號(hào)的例子示于圖2I。
為了防止外部信號(hào)進(jìn)入帶寬接收機(jī)并為了確保接收機(jī)僅接收穩(wěn)定寬帶信號(hào)，在進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)處理時(shí)，必須臨時(shí)將天線斷開。為了將丟失太多無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的內(nèi)容的機(jī)會(huì)降低到最小，用電子方法僅將天線斷開幾微秒。此外，通常，在進(jìn)行外部校準(zhǔn)與內(nèi)部校準(zhǔn)的間隔期間，在外部校準(zhǔn)將SCS 10內(nèi)的任意部件偏移的概率降低到最小后，立即進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)。利用兩種電子方法控制的RF繼電器(未示出)可以將天線與寬帶接收機(jī)斷開。即使是處于“off”位置，RF繼電器仍不能在輸入與輸出之間提供完好的隔離，但是它可以提供多達(dá)70dB的隔離。兩個(gè)繼電器可以串聯(lián)使用，這樣可以增加隔離值并可以進(jìn)一步保證在進(jìn)行校準(zhǔn)期間沒(méi)有信號(hào)能夠從天線泄漏到寬帶接收機(jī)。同樣，當(dāng)不使用內(nèi)部校準(zhǔn)功能時(shí)，可以關(guān)閉內(nèi)部校準(zhǔn)信號(hào)。并且兩個(gè)RF繼電器也被關(guān)閉以防止在計(jì)算機(jī)從無(wú)線發(fā)射機(jī)采集信號(hào)時(shí)將內(nèi)部校準(zhǔn)信號(hào)泄漏到寬帶接收機(jī)。
外部校準(zhǔn)方法提供對(duì)單個(gè)信道的絕對(duì)校準(zhǔn)，而內(nèi)部校準(zhǔn)方法對(duì)與已經(jīng)進(jìn)行了絕對(duì)校準(zhǔn)的信道有關(guān)的其它各信道進(jìn)行校準(zhǔn)。梳狀信號(hào)特別適合于作為穩(wěn)定寬帶信號(hào)，因?yàn)槔么鎯?chǔ)的該信號(hào)的復(fù)制信號(hào)并利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以容易地產(chǎn)生梳狀信號(hào)。
利用寬帶校準(zhǔn)信號(hào)的外部校準(zhǔn)接下來(lái)所描述的外部校準(zhǔn)方法可以結(jié)合以時(shí)變與頻變傳遞函數(shù)為特征的SCS 10接收機(jī)系統(tǒng)一起使用，SCS 10接收機(jī)系統(tǒng)包括天線、濾波器、放大器、雙工器、多路耦合器、分裂器以及與SCS接收機(jī)系統(tǒng)相連的電纜。該方法包括外部發(fā)射機(jī)發(fā)射穩(wěn)定的已知寬帶校準(zhǔn)信號(hào)的步驟。然后，寬帶校準(zhǔn)信號(hào)用于估計(jì)經(jīng)過(guò)SCS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的規(guī)定帶寬傳遞函數(shù)。隨后，傳遞函數(shù)的估計(jì)值用于緩和傳遞函數(shù)發(fā)生變化對(duì)后續(xù)TDOA/FDOA測(cè)量值的影響。為了避免干擾支持無(wú)線定位系統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)，外部發(fā)射信號(hào)優(yōu)選地是短時(shí)長(zhǎng)、低功率信號(hào)。
在此優(yōu)選方法中，SCS接收機(jī)系統(tǒng)與外部發(fā)射機(jī)同步。利用GPS定時(shí)單元可以實(shí)現(xiàn)這種同步。此外，可以對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程以僅在發(fā)送校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)接收并處理整個(gè)寬帶校準(zhǔn)信號(hào)。除了與外部校準(zhǔn)發(fā)射同步時(shí)之外，接收機(jī)系統(tǒng)在任何時(shí)候都不進(jìn)行校準(zhǔn)處理。此外，在接收機(jī)系統(tǒng)與外部校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)之間使用無(wú)線通信鏈路來(lái)交換命令和響應(yīng)。外部發(fā)射機(jī)使用定向天線對(duì)僅位于SCS接收機(jī)系統(tǒng)天線的寬帶信號(hào)進(jìn)行校正。定向天線可以是八木天線(Yagi天線)(即線性端射天線陣)。此校準(zhǔn)方法優(yōu)選地包括僅在定向天線對(duì)準(zhǔn)接收機(jī)系統(tǒng)天線并在多路徑反射的風(fēng)險(xiǎn)低時(shí)，進(jìn)行外部發(fā)射。
對(duì)各基站偏離進(jìn)行校準(zhǔn)本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及對(duì)SCS接收機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的站偏離進(jìn)行校正的校準(zhǔn)方法?！罢酒x”被定義為無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的RF信號(hào)到達(dá)天線時(shí)間與該信號(hào)到達(dá)寬帶接收機(jī)的時(shí)間之間的有限延遲。本發(fā)明方法包括測(cè)量從天線到濾波器的電纜的長(zhǎng)度并確定與電纜長(zhǎng)度有關(guān)的相應(yīng)延遲的步驟。此外，該方法還包括將已知信號(hào)輸入到濾波器、雙工器、多路耦合器或RF分裂器并測(cè)量延遲和從各裝置輸入到寬帶接收機(jī)的相位響應(yīng)與頻率響應(yīng)。然后，將延遲與相位值組合在一起并用于校正后續(xù)位置測(cè)量過(guò)程。當(dāng)與上述基于GPS的定時(shí)生成過(guò)程一起使用時(shí)，該方法優(yōu)選地包括對(duì)GPS電纜長(zhǎng)度進(jìn)行校正的步驟。此外，外部產(chǎn)生的參考信號(hào)優(yōu)先地用于監(jiān)視由于老化和氣候原因引起的站偏離的變化。最后，通過(guò)RF信道的對(duì)于無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的各接收機(jī)系統(tǒng)的站偏離優(yōu)先地以表格形式存儲(chǔ)無(wú)線定位系統(tǒng)供后續(xù)定位處理過(guò)程進(jìn)行的校正過(guò)程使用。
性能監(jiān)測(cè)無(wú)線定位系統(tǒng)使用與規(guī)律、前向地進(jìn)行監(jiān)測(cè)的性能的校準(zhǔn)相同的方法。圖2K和圖2L所示的流程圖示出這些方法。用于進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)的兩種方法為固定電話方法和對(duì)測(cè)量的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試的方法。固定電話方法包括下列步驟(如圖2K所示)將標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線發(fā)射機(jī)永久設(shè)置到無(wú)線定位系統(tǒng)(后面將這些稱為固定電話)所覆蓋區(qū)域內(nèi)的各點(diǎn)(步驟S-30)；對(duì)設(shè)置固定電話的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，這樣在預(yù)定距離內(nèi)例如10英尺可知其精確位置(步驟S-31)；將測(cè)量的位置存儲(chǔ)到AP 14內(nèi)的表內(nèi)(步驟S-32)；允許固定電話以無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)上的所有無(wú)線發(fā)射機(jī)設(shè)置的速率和間隔注冊(cè)到無(wú)線通信系統(tǒng)(步驟S-33)；每次固定電話進(jìn)行注冊(cè)發(fā)送時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)利用常規(guī)定位處理過(guò)程定位固定電話(與利用校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，無(wú)線定位系統(tǒng)可通過(guò)將識(shí)別碼存儲(chǔ)到表中，識(shí)別該發(fā)射信號(hào)是由固定電話發(fā)射的方法相同)(步驟S-34)；無(wú)線定位系統(tǒng)計(jì)算利用定位處理過(guò)程確定的計(jì)算位置與通過(guò)測(cè)量確定的存儲(chǔ)位置之間的誤差(步驟S-35)；位置、偏差值以及其它測(cè)量參數(shù)與時(shí)間標(biāo)記一起存儲(chǔ)到AP 14內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)(步驟S-36)；AP 14監(jiān)測(cè)瞬間誤差以及其它測(cè)量參數(shù)(總稱為擴(kuò)展的位置記錄)然后附加計(jì)算誤差和其它測(cè)量參數(shù)的各種統(tǒng)計(jì)值(步驟S-37)；以及如果任意偏差值或其它數(shù)值超過(guò)預(yù)定閾值或歷史統(tǒng)計(jì)值，則立即或在完成對(duì)規(guī)定次數(shù)的定位估計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過(guò)濾之后，AP 14向無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者發(fā)出告警信號(hào)(步驟S-38)。
擴(kuò)展的位置記錄包括大量用于對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)的瞬間性能和歷史性能進(jìn)行分析的測(cè)量參數(shù)。這些參數(shù)包括無(wú)線發(fā)射機(jī)使用的RF信道；無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)無(wú)線發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)使用的天線端口；無(wú)線定位系統(tǒng)請(qǐng)求RF數(shù)據(jù)的天線端口；經(jīng)過(guò)進(jìn)行定位處理的間隔的發(fā)射功率的峰值、平均值以及方差；選擇作為定位處理過(guò)程的基準(zhǔn)的SCS 10與天線端口；相關(guān)值，在定位處理過(guò)程使用的各其它SCS 10和天線與基準(zhǔn)SCS 10和基準(zhǔn)天線之間通過(guò)交叉頻譜(cross-spectral)相關(guān)產(chǎn)生；各基線的延遲值；多路徑緩和參數(shù)；以及余值，多路徑緩和計(jì)算之后剩余的余值。為了確定無(wú)線定位系統(tǒng)是如何工作的，無(wú)線定位系統(tǒng)可以對(duì)其中任何一個(gè)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的參數(shù)類型是基線上相關(guān)值的瞬時(shí)值與相關(guān)值的歷史范圍之間的方差。另一個(gè)例子可以是在特定天線接收的功率的瞬時(shí)值與接收功率的歷史范圍之間的方差。還可以計(jì)算許多其它統(tǒng)計(jì)值并且這一系列測(cè)量參數(shù)不勝枚舉。
根據(jù)小區(qū)站密度、地面障礙以及無(wú)線通信系統(tǒng)在此區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)的以往的輕松性，確定設(shè)置在無(wú)線定位系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的固定電話數(shù)。通常，固定電話與小區(qū)站的比約為1比6，然而，在某些區(qū)域內(nèi)要求該比例為1比1。固定電話提供連續(xù)監(jiān)測(cè)無(wú)線定位系統(tǒng)性能以及對(duì)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行的頻率分配中出現(xiàn)的任何變化進(jìn)行監(jiān)視的手段。頻率分配中出現(xiàn)的變化多數(shù)會(huì)導(dǎo)致無(wú)線定位系統(tǒng)性能的變化，固定電話對(duì)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以立即將性能變化通知無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者。
測(cè)量點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)測(cè)試與固定電話進(jìn)行監(jiān)測(cè)非常類似。通常，固定電話僅可以設(shè)置在室內(nèi)，因?yàn)樵谑覂?nèi)可以接通電源(即電話必須持續(xù)接通電源才有效)。為了獲得定位性能的更全面的性能測(cè)量值，還對(duì)室外測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)測(cè)試。參考圖2L，與利用固定電話相同，對(duì)在無(wú)線定位系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域內(nèi)規(guī)定的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量在10英尺內(nèi)(步驟S-40)。對(duì)各測(cè)試點(diǎn)指定代碼，其中該代碼包括“*”或“#”，之后是序列號(hào)(步驟S-41)。例如“*1001”至“*1099”可以是測(cè)試點(diǎn)使用的99個(gè)代碼的序列。這些代碼應(yīng)該是撥號(hào)時(shí)對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)無(wú)意義的序列(即除了截聽消息之外，在MSC內(nèi)此代碼不會(huì)產(chǎn)生特征，或其它翻譯)、AP 14將各測(cè)試點(diǎn)的代碼與測(cè)量位置一起存儲(chǔ)(步驟S-42)。完成這些初始步驟之后，啟動(dòng)撥其中任何一個(gè)代碼的無(wú)線發(fā)射機(jī)并利用正常定位處理過(guò)程進(jìn)行定位(步驟S-43和S-44)。無(wú)線定位系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算定位處理過(guò)程確定的計(jì)算位置與通過(guò)測(cè)量確定的存儲(chǔ)位置之間的誤差，然后將位置和偏差值與時(shí)間標(biāo)記一起存儲(chǔ)到AP 14的數(shù)據(jù)庫(kù)(步驟S-45和S-46)。AP 14監(jiān)測(cè)瞬時(shí)誤差以及該誤差的各歷史統(tǒng)計(jì)值。如果該偏差值超過(guò)預(yù)定閾值或歷史統(tǒng)計(jì)值，則或者立即或者在通過(guò)規(guī)定次數(shù)定位估計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過(guò)濾后，AP 14向無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者發(fā)告警信號(hào)(步驟S-47)。
TDOA定位處理器(TLP)圖1、圖1A和圖3所示的TLP 12為中央數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，它對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)的許多方面進(jìn)行管理，特別是對(duì)SCS 10進(jìn)行管理，并對(duì)定位處理過(guò)程進(jìn)行控制。因?yàn)槎ㄎ惶幚磉^(guò)程為增強(qiáng)的DSP，TLP 12的主要優(yōu)勢(shì)之一是在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的任意SCS 10發(fā)射的發(fā)射信號(hào)啟動(dòng)的定位處理之間共享DSP資源。即通過(guò)集中使用資源可以降低位于SCS 10的DSP的附加成本。如圖3所示，TLP 12有3個(gè)主要部件DSP模塊12-1、T1/E1通信模塊12-2以及控制器模塊12-3。
T1/E1通信模塊12-2提供與SCS 10的通信接口(T1和E1為世界范圍內(nèi)通用的標(biāo)準(zhǔn)通信速度)。各SCS 10利用一個(gè)或多個(gè)DS0(通常是56Kbps或64Kbps)與TLP 12通信。通常，利用例如分插單元或位于小區(qū)站的信道排，將各SCS 10連接到部分T1或E1電路。此電路通常與與MSC通信的基站共享。在中央位置，將指定到基站的DS0與指定到SCS 10的DS0分離。這通常在TLP 12的外部利用數(shù)字訪問(wèn)與控制系統(tǒng)(DACS)13A實(shí)現(xiàn)，數(shù)字訪問(wèn)與控制系統(tǒng)(DACS)13A不僅將DS0分離，而且將多個(gè)SCS 10產(chǎn)生的DS0簡(jiǎn)并(groom)到整個(gè)T1或E1電路。這些電路從DACS 13A連接到DACS 13B，然后連接到TLP 12的T1/E1通信模塊。各T1/E1通信模塊含有足夠的數(shù)字存儲(chǔ)器用于緩存發(fā)送到與該模塊進(jìn)行通信的各SCS 10的數(shù)據(jù)分組或由與該模塊進(jìn)行通信的各SCS 10產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組。
DSP模塊12-1為定位處理過(guò)程提供匯集資源。一個(gè)模塊通常含有2個(gè)到8個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器，各數(shù)字信號(hào)處理器同樣可以用于進(jìn)行定位處理。支持兩種類型的定位處理過(guò)程基于中央的定位處理過(guò)程和基于站的定位處理過(guò)程，以下將對(duì)它們作更詳細(xì)說(shuō)明。TLP控制器12-3對(duì)DSP模塊12-1進(jìn)行控制以獲得最佳吞吐量。各DSP模塊含有足夠數(shù)字存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)定位處理過(guò)程所必需的全部數(shù)據(jù)。在將開始進(jìn)行定位處理必需的數(shù)據(jù)從有關(guān)SCS 10轉(zhuǎn)移到DSP模塊的數(shù)字存儲(chǔ)器之前，不使用DSP。僅在此之后，DSP的特定任務(wù)是定位特定無(wú)線發(fā)射機(jī)。利用此技術(shù)，屬于昂貴資源的DSP始終不處于等待狀態(tài)。一個(gè)TLP可以支持一個(gè)或多個(gè)DSP模塊。
控制器模塊12-3對(duì)在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的定位處理過(guò)程提供實(shí)時(shí)控制。AP 14為無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的頂級(jí)管理實(shí)體，然而，在出現(xiàn)發(fā)射信號(hào)時(shí)，其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)并不能以足夠快的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)判別?？刂破髂K12-3從SCS 10接收消息，這些消息包括狀態(tài)、各天線的各信道內(nèi)的頻譜能量、解調(diào)的消息以及診斷。這使得控制器連續(xù)確定在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的事件，并發(fā)送命令以采取某種行動(dòng)。當(dāng)控制器模塊從SCS 10接收解調(diào)消息時(shí)，控制器模塊判別是否對(duì)特定無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位處理?？刂破髂K12-3還確定在定位處理過(guò)程中使用哪個(gè)SCS 10和哪個(gè)天線，包括確定是使用基于中央的定位處理過(guò)程還是使用基于站的定位處理過(guò)程。控制器模塊命令SCS 10返回必要數(shù)據(jù)，并命令通信模塊和DSP模塊順序地執(zhí)行定位處理過(guò)程中的必要規(guī)則。以下將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明這些步驟。
控制器模塊12-3保持一個(gè)表，即有意義的信號(hào)表(SOIT)。此表含有用于啟動(dòng)對(duì)特定無(wú)線發(fā)射信號(hào)進(jìn)行定位處理的所有判據(jù)。這些判據(jù)可以包括例如，移動(dòng)識(shí)別號(hào)、移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)、電子序列號(hào)、撥號(hào)號(hào)碼、系統(tǒng)標(biāo)識(shí)、RF信道號(hào)、小區(qū)站號(hào)或扇區(qū)號(hào)、發(fā)射信號(hào)的類型以及其它類型的數(shù)據(jù)單元。有些啟動(dòng)事件與利用它們確定的處理順序有關(guān)而具有較高或較低優(yōu)先級(jí)。在處理較低優(yōu)先級(jí)定位啟動(dòng)過(guò)程之前處理較高優(yōu)先級(jí)定位啟動(dòng)過(guò)程。然而，在被指定進(jìn)行較高優(yōu)先級(jí)任務(wù)之前，完成對(duì)已經(jīng)開始定位處理的較低優(yōu)先級(jí)啟動(dòng)過(guò)程的處理。在AP12保持無(wú)線定位系統(tǒng)的主任務(wù)表，并自動(dòng)將此任務(wù)表的拷貝下載到無(wú)線定位系統(tǒng)的各TLP 12內(nèi)的有關(guān)信號(hào)表。當(dāng)復(fù)位TLP 12或第一次啟動(dòng)時(shí)，將整個(gè)相關(guān)的信號(hào)表下載到TLP 12。在這兩個(gè)事件完成之后，為了節(jié)省通信帶寬，僅將變更從AP 14下載到各TLP 12。TLP 12到AP 14的通信協(xié)議優(yōu)選地包括足夠冗余度和錯(cuò)誤檢驗(yàn)以避免將不正確數(shù)據(jù)輸入有關(guān)信號(hào)表。當(dāng)AP 14和TLP 12周期性地具有有效空閑處理能力時(shí)，AP 14再確認(rèn)有關(guān)信號(hào)表內(nèi)的項(xiàng)目以保證無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的所有有關(guān)信號(hào)表項(xiàng)目全部同步。
各TLP機(jī)體具有與此機(jī)體有關(guān)的最大容量。例如，一個(gè)TLP機(jī)體具有足以支持48個(gè)到60個(gè)SCS 10。如果無(wú)線通信系統(tǒng)更大，則利用以太網(wǎng)將TLP機(jī)體、多個(gè)TLP機(jī)體的容量合并在一起?？刂破髂K12-3負(fù)責(zé)內(nèi)部TLP通信和聯(lián)網(wǎng)，并與其它TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊通信而且通過(guò)以太網(wǎng)與應(yīng)用程序處理器14通信。如果定位處理過(guò)程需要使用與不同TLP相連的SCS 10，則需要進(jìn)行TLP間的通信。對(duì)各無(wú)線發(fā)射信號(hào)的定位處理過(guò)程分別指定單個(gè)TLP機(jī)體內(nèi)的單個(gè)DSP模塊。TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊12-3選擇在其上進(jìn)行定位處理的DSP模塊，然后路由選擇在定位處理過(guò)程使用的所有RF數(shù)據(jù)并將它們送到該DSP模塊。如果要求RF數(shù)據(jù)從SCS 10連接到不止一個(gè)TLP，則所有必要TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊要求將RF數(shù)據(jù)從所有必要SCS 10傳送到其各自相連的TLP 12，然后傳送到指定進(jìn)行定位處理的DSP模塊和TLP機(jī)體。為了具有冗余度，控制器模塊支持兩個(gè)完全獨(dú)立的以太網(wǎng)。任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)斷開或故障時(shí)，TLP 12均會(huì)立即將所有通信轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
控制器模塊12-3保持無(wú)線定位系統(tǒng)的一個(gè)完整網(wǎng)絡(luò)圖，包括與各TLP機(jī)體相關(guān)的SCS 10。網(wǎng)絡(luò)圖即存儲(chǔ)在控制模塊內(nèi)的一個(gè)表，它包括在定位處理過(guò)程中可以使用的候選SCS/天線，以及與各SCS/天線有關(guān)的各種參數(shù)。圖3示出典型網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)。在表中對(duì)與SCS 10相連的各天線存在獨(dú)立項(xiàng)目。當(dāng)在與不止一個(gè)TLP機(jī)體通信的SCS 10覆蓋的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)無(wú)線發(fā)射信號(hào)時(shí)，有關(guān)TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊確定哪個(gè)TLP機(jī)體是“主”TLP機(jī)體，用于控制定位處理過(guò)程。通常，與對(duì)無(wú)線發(fā)射信號(hào)分配主要信道的SCS 10相連的TLP機(jī)體被指定為主。然而，如果該TLP臨時(shí)沒(méi)有DSP資源可以用于定位處理，或者如果定位處理過(guò)程使用的大多數(shù)SCS 10被連接到另一個(gè)TLP機(jī)體并且控制器模塊將TLP間通信減少到最少，則可以指定另一個(gè)TLP機(jī)體來(lái)代替。此判別過(guò)程完全是動(dòng)態(tài)的，但是可以利用對(duì)各主要信道分配預(yù)定優(yōu)選TLP機(jī)體的TLP 12內(nèi)的表幫助進(jìn)行此判別過(guò)程。無(wú)線定位系統(tǒng)操作者建立此表，并利用網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)對(duì)此表進(jìn)行編程。
在此描述的聯(lián)網(wǎng)過(guò)程對(duì)兩個(gè)與同一個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商相連的TLP機(jī)體有效，并對(duì)與兩個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商之間覆蓋區(qū)域交疊或交界的機(jī)體有效。因此，屬于第一無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的TLP 12可以被聯(lián)網(wǎng)并從屬于第二無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的TLP 12(和與該TLP 12相連的SCS 10)接收RF數(shù)據(jù)。此聯(lián)網(wǎng)過(guò)程在鄉(xiāng)村地區(qū)特別有用，在鄉(xiāng)村地區(qū)，通過(guò)在多個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)站采用SCS 10可以提高無(wú)線定位系統(tǒng)的性能。因?yàn)樵谠S多情況下，無(wú)線運(yùn)營(yíng)商不與小區(qū)站共處一地，所以如果無(wú)線定位系統(tǒng)僅使用一個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的小區(qū)站，則此特征使得無(wú)線定位系統(tǒng)在地面上訪問(wèn)的天線種類比可以利用的天線種類多。如下所述，適當(dāng)選擇和使用天線進(jìn)行定位處理可以提高無(wú)線定位系統(tǒng)的性能。
控制器模塊12-3將包括位置記錄在內(nèi)的許多消息發(fā)送到AP14，以下將對(duì)許多AP 14進(jìn)行說(shuō)明。然而，通常不將解調(diào)數(shù)據(jù)從TLP 12發(fā)送到AP 14。但是，如果TLP 14從特定無(wú)線發(fā)射機(jī)接收解調(diào)數(shù)據(jù)，并且在不同覆蓋區(qū)域內(nèi)，TLP 12識(shí)別作為第二無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的注冊(cè)客戶的無(wú)線發(fā)射機(jī)，TLP 12可以將此解調(diào)數(shù)據(jù)發(fā)送到第一(服務(wù))AP 14。這樣可以使第一AP 14A與連接到第二無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的第二AP 14B通信，并使第一AP 14A確定特定無(wú)線發(fā)射機(jī)是否已經(jīng)對(duì)任何類型的定位服務(wù)進(jìn)行登記。如果已經(jīng)登記，則第二AP 14B可以通知第一AP 14A將特定無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)碼存儲(chǔ)到有關(guān)信號(hào)表，這樣只要特定無(wú)線發(fā)射機(jī)位于與第一AP 14相連的第一無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)，就可以定位特定無(wú)線發(fā)射機(jī)。如果第一無(wú)線定位系統(tǒng)檢測(cè)到特定無(wú)線發(fā)射機(jī)在超過(guò)預(yù)定閾值的時(shí)間周期內(nèi)未進(jìn)行登記，則第一AP 14A可以通知第二AP 14B將特定無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)碼從有關(guān)信號(hào)表中消除，因?yàn)椴辉俅嬖谟谂c第一AP 14A有關(guān)的覆蓋區(qū)域內(nèi)。
論斷端口TLP 12支持診斷端口，在對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行處理和診斷時(shí)，診斷端口非常有用?？梢栽赥LP 12本地訪問(wèn)，或通過(guò)將TLP 12連接到AP的以太網(wǎng)訪問(wèn)此診斷端口。診斷端口可以使操作者將從SCS 10接收的所有解調(diào)RF數(shù)據(jù)以及定位處理過(guò)程的中間結(jié)果和最終結(jié)果寫入文件。對(duì)位置估計(jì)進(jìn)行處理后，將此數(shù)據(jù)從TLP 12擦除，因此診斷端口提供保存數(shù)據(jù)的手段，之后利用此數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理和分析。本發(fā)明人在運(yùn)行大規(guī)模無(wú)線定位系統(tǒng)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)表明，極少數(shù)位置估計(jì)值偶爾會(huì)具有非常大的誤差，并且在任意測(cè)量周期中，這些大偏差值會(huì)控制無(wú)線定位系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)。因此，重要的是為操作者提供可以使無(wú)線定位系統(tǒng)檢測(cè)并抑制產(chǎn)生極大誤差的原因從而診斷并緩和這些誤差?？梢栽O(shè)置診斷端口保存所有位置估計(jì)、由特定無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行的位置估計(jì)或在特定測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行的位置估計(jì)，或滿足特定判據(jù)進(jìn)行的位置估計(jì)的上述信息。例如，對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的固定電話或驅(qū)動(dòng)測(cè)試，診斷端口可以實(shí)時(shí)確定位置估計(jì)過(guò)程中存在的誤差，然后僅對(duì)其誤差超過(guò)預(yù)定閾值的這些位置估計(jì)過(guò)程寫入上述信息。通過(guò)將測(cè)量的各固定電話的緯度坐標(biāo)、經(jīng)度坐標(biāo)和驅(qū)動(dòng)測(cè)試點(diǎn)存儲(chǔ)到表中，然后通過(guò)計(jì)算當(dāng)對(duì)相應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行位置估計(jì)時(shí)的徑向誤差，診斷端口可以實(shí)時(shí)確定誤差。
冗余度利用幾種本發(fā)明的方法，TLP 12可以實(shí)現(xiàn)冗余，允許無(wú)線定位系統(tǒng)支持M加N冗余方法。M加N冗余方法是指，利用N個(gè)冗余(或備用)TLP機(jī)體對(duì)M個(gè)聯(lián)機(jī)TLP機(jī)體提供冗余備用。例如，M可以是10而N可以是2。
首先，不同TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊以預(yù)定時(shí)間間隔在它們自身之間并與指定監(jiān)測(cè)TLP機(jī)體的各AP 14交換狀態(tài)和“動(dòng)力”消息。因此，各控制器模塊具有無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的其它控制器模塊的全狀態(tài)和連續(xù)性。不同TLP機(jī)體內(nèi)的控制器模塊周期性地選擇一個(gè)TLP 12內(nèi)的控制器模塊作為一組TLP機(jī)體的主控制器。如果第一TLP 12A在其狀態(tài)消息內(nèi)報(bào)告故障情況或惡化情況，或者如果第一TLP 12A不能在其指定或預(yù)定時(shí)間內(nèi)報(bào)告狀態(tài)或動(dòng)力消息，則主控制器可以決定將第一TLP機(jī)體設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)。如果主控制器將第一TLP 12A設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)，則主控制器可以指定第二TLP 12B進(jìn)行冗余切換并承擔(dān)使第一TLP 12A脫機(jī)的任務(wù)。第二TLP 12B自動(dòng)發(fā)送已經(jīng)下載到第一TLP 12A的配置，可以從主控制器或從與TLP 12相連的AP 14下載此配置。主控制器可以是任意一個(gè)未處于脫機(jī)狀態(tài)的TLP 12上的控制器模塊，然而主控制器可以優(yōu)選是備用TLP 12上的控制器模塊。當(dāng)主控制器是備用TLP 12內(nèi)的控制器模塊時(shí)，檢測(cè)有故障的第一TLP12A、將第一TLP 12A設(shè)置到脫機(jī)狀態(tài)以及進(jìn)行冗余切換所需的時(shí)間可以被加速。
第二，通過(guò)專用于冗余控制的高可靠性DACS，優(yōu)先地路由選擇在SCS 10與各TLP T1/E1通信模塊12-2之間的所有T1或E1通信。將DACS 13B連接到含有SCS 10的DS0的各簡(jiǎn)并T1/E1電路，并且還連接到各TLP 12的各T1/E1通信模塊12-2。位于TLP 12的各控制器模塊含有DACS 13B圖，該圖描述DACS連接表和端口分配。將此DACS 13B連接到上述以太網(wǎng)，并可以利用位于任意TLP 12的任意控制器模塊12-3對(duì)DACS 13進(jìn)行控制。如果利用主控制器將第二TLP 12設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)。則主控制器向DACS 13B發(fā)送命令以將與第一TLP 12A通信的簡(jiǎn)并T1/E1電路轉(zhuǎn)換到處于備用狀態(tài)的第二TLP12B。同時(shí)，AP 14將第二(現(xiàn)在處于脫機(jī)狀態(tài))TLP 12B使用的全部配置文件下載到第三(現(xiàn)在處于聯(lián)機(jī)狀態(tài))TLP 12C。從第一次檢測(cè)故障第一TLP機(jī)體到完成切換并由第三TLP機(jī)體完成處理工作的時(shí)間通常不到幾秒鐘。在許多情況下，與有故障的第一TLP機(jī)體相連的SCS 10不會(huì)丟失RF數(shù)據(jù)，并且可以繼續(xù)進(jìn)行定位處理而不會(huì)出現(xiàn)中斷。TLP出現(xiàn)故障時(shí)，當(dāng)將第一TLP 12A設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)時(shí)，NOC 16產(chǎn)生告警來(lái)通知無(wú)線定位系統(tǒng)操作者發(fā)生了此事件。
第三，各TLP機(jī)體含有冗余電源、風(fēng)扇、和其它部件。TLP機(jī)體還支持多個(gè)DSP模塊，因此一個(gè)DSP模塊發(fā)生故障或者甚至是DSP模塊上的一個(gè)DSP發(fā)生故障會(huì)降低對(duì)可用資源的處理總量，但是不會(huì)導(dǎo)致TLP機(jī)體發(fā)生故障。在此段說(shuō)明的所有情況下，可用對(duì)TLP 12的故障部件進(jìn)行替換，而無(wú)需將整個(gè)TLP機(jī)體設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)。例如，如果一個(gè)電源發(fā)生故障，則冗余電源具有足夠容量單獨(dú)支持機(jī)體負(fù)荷。故障電源具有將其自身從機(jī)體負(fù)荷拆下的必要電路，這樣就不會(huì)進(jìn)一步破壞機(jī)體。同樣，故障DSP模塊還可以將其自身從機(jī)體的有源部分拆下，這樣就不會(huì)破壞底板或其它模塊。這可以使包括第二DSP模塊在內(nèi)的機(jī)體剩余部分繼續(xù)正常運(yùn)行。當(dāng)然，會(huì)降低機(jī)體的總處理吞吐量，但是可以避免整體故障。
應(yīng)用程序處理器(AP)14AP 14是中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它包括多個(gè)管理整個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)的軟件進(jìn)程，為外部用戶提供界面和應(yīng)用程序，存儲(chǔ)位置記錄和配置，以及支持各種涉及應(yīng)用程序的功能。AP 14使用為了滿足無(wú)線定位系統(tǒng)的吞吐量制造的商用硬件平臺(tái)。AP 14還使用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(RDBMS)，它是為提供上述功能定做的。當(dāng)SCS 10和TLP 12優(yōu)選地一起實(shí)時(shí)運(yùn)行以確定位置并建立位置記錄時(shí)，AP 14可以基于實(shí)時(shí)運(yùn)行以存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)位置記錄，而基于非實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)可以后處理位置記錄，并提供訪問(wèn)和報(bào)告結(jié)束的時(shí)間。已經(jīng)證明，對(duì)各種類型的系統(tǒng)的位置記錄進(jìn)行存儲(chǔ)、檢索以及后處理的能力以及對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行分析的能力是本發(fā)明的強(qiáng)有力優(yōu)勢(shì)。選擇的主要軟件進(jìn)程稱為ApCore，圖4示出此進(jìn)程，并且此進(jìn)程包括下列功能AP性能管理程序(ApPerfGuard)是一個(gè)專用軟件進(jìn)程，它負(fù)責(zé)啟動(dòng)、停止并監(jiān)測(cè)大多數(shù)其它ApCore進(jìn)程，并負(fù)責(zé)ApCore與NOC 16的通信。從NOC收到配置更新命令后，ApPerfGuard對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新并將變更通知所有其它進(jìn)程。當(dāng)NOC通知ApCore進(jìn)入特定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，ApPerfGuard啟動(dòng)并停止適當(dāng)進(jìn)程，并且持續(xù)監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)程，如果它們已經(jīng)被激活就安排軟件進(jìn)程運(yùn)行，或停止并重新啟動(dòng)不再正確響應(yīng)的任意進(jìn)程。ApPerfGuard被指定到最高處理優(yōu)先級(jí)之一，這樣另一個(gè)已經(jīng)“失控”的進(jìn)程就不會(huì)阻塞此進(jìn)程。ApPerfGuard還被指定到其它軟件進(jìn)程不能訪問(wèn)的專用存儲(chǔ)器，這樣就可以避免被其它軟件進(jìn)程中斷。
AP調(diào)度程序(ApMnDsptch)是一個(gè)從TLP 12接收位置記錄并將位置記錄轉(zhuǎn)發(fā)到其它進(jìn)程的軟件進(jìn)程。此進(jìn)程含有獨(dú)立線程用于在系統(tǒng)內(nèi)配置的各物理TLP 12，并且各線程從TLP 12接收位置記錄線程。為了系統(tǒng)可靠，ApCore保持含有從各TLP 12接收的最后一個(gè)位置記錄序列號(hào)的列表，并在初始連接時(shí)將此序列號(hào)發(fā)送到TLP 12。此后，AP 14和TLP 12保持一個(gè)協(xié)議，根據(jù)此協(xié)議，TLP 12發(fā)送具有唯一標(biāo)識(shí)符的各位置記錄。ApMnDsptch將位置記錄轉(zhuǎn)發(fā)到多個(gè)進(jìn)程，包括Ap911、ApDbSend、ApDbRecvLoc以及ApDbFileRecv。
AP任務(wù)處理程序(ApDbSend)控制無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的任務(wù)表。任務(wù)表是所有觸發(fā)判據(jù)的主表，觸發(fā)判據(jù)確定哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)將被定位，哪個(gè)應(yīng)用程序建立判據(jù)以及哪個(gè)應(yīng)用程序可以接收位置建立信息。ApDbSend進(jìn)程含有獨(dú)立線程用于各TLP 12，通過(guò)此線程，ApDbSend使任務(wù)表與位于各TLP 12上的有關(guān)信號(hào)表同步。ApDbSend不將應(yīng)用程序信息發(fā)送到有關(guān)信號(hào)表，僅發(fā)送觸發(fā)判據(jù)。因此，TLP 12不知道為什么必須對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位。根據(jù)移動(dòng)標(biāo)識(shí)號(hào)(MIN)、移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)符(MSID)、電子序列號(hào)(ESN)以及其它標(biāo)識(shí)號(hào)、撥號(hào)字符和/或數(shù)字序列、家用系統(tǒng)標(biāo)識(shí)(SID)、起始小區(qū)站和扇區(qū)、起始RF信道、或消息類型，允許任務(wù)表對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位。任務(wù)表允許多個(gè)應(yīng)用程序從同一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)接收位置記錄。因此，可以將撥“911”的無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的單個(gè)位置記錄發(fā)送到例如911 PSAP、艦船管理應(yīng)用程序、交通管理應(yīng)用程序以及RF最優(yōu)化應(yīng)用程序。
任務(wù)表還包括各種標(biāo)志和用于各觸發(fā)判據(jù)的字段，其中一些在本發(fā)明的其它部分進(jìn)行了說(shuō)明。例如，一個(gè)標(biāo)志規(guī)定最長(zhǎng)時(shí)間限制，在此最長(zhǎng)時(shí)間限制之前，無(wú)線定位系統(tǒng)必須提供對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)的粗略估計(jì)或最終估計(jì)。另一個(gè)標(biāo)志允許根據(jù)諸如無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)碼的特定觸發(fā)判據(jù)關(guān)閉定位處理過(guò)程。另一個(gè)字段含有驗(yàn)證，在對(duì)特定觸發(fā)判據(jù)進(jìn)行變更時(shí)需要此驗(yàn)證；驗(yàn)證可以使無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者規(guī)定允許哪個(gè)應(yīng)用程序附加、刪除或變更觸發(fā)判據(jù)和有關(guān)字段或標(biāo)志。另一個(gè)字段含有與觸發(fā)判據(jù)有關(guān)的定位業(yè)務(wù)等級(jí)；定位業(yè)務(wù)等級(jí)將與特定觸發(fā)判據(jù)有關(guān)的定位處理過(guò)程要求的精度級(jí)和優(yōu)先級(jí)通知無(wú)線定位系統(tǒng)。例如，某些應(yīng)用程序可以滿足于粗定位估計(jì)(或許可以減少定位處理費(fèi))，而其它應(yīng)用程序可以滿足于低優(yōu)先級(jí)定位處理，低優(yōu)先級(jí)定位處理不能確保對(duì)任意給定發(fā)射信號(hào)進(jìn)行定位處理(可能被高優(yōu)先級(jí)處理任務(wù)預(yù)占)。無(wú)線定位系統(tǒng)還包括支持在任務(wù)表中使用觸發(fā)判據(jù)通配符。例如，可以將觸發(fā)判據(jù)輸入為“MIN＝215555****”。這會(huì)使無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)其MIN以6個(gè)數(shù)字215555開始并以后面的任意4個(gè)數(shù)字結(jié)束的任意無(wú)線發(fā)射機(jī)啟動(dòng)定位處理?？梢詫⑼ㄅ浞址O(shè)置到觸發(fā)判據(jù)的任意位置。通過(guò)把相關(guān)無(wú)線發(fā)射機(jī)組集中在一起，該特征可節(jié)省任務(wù)表和有關(guān)信號(hào)表中所需的存儲(chǔ)位置數(shù)目。
ApDbSend還支持動(dòng)態(tài)任務(wù)。例如，ApDbSend將MIN、ESN、MSID或撥“911”的無(wú)線發(fā)射機(jī)的其它標(biāo)識(shí)碼自動(dòng)設(shè)置到任務(wù)表一個(gè)小時(shí)。因此，將撥“911”的無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的任何進(jìn)一步發(fā)射信號(hào)設(shè)置為進(jìn)一步緊急狀況。例如，如果在最后一小時(shí)PSAP回叫撥“911”的無(wú)線發(fā)射機(jī)，則無(wú)線定位系統(tǒng)將啟動(dòng)無(wú)線發(fā)射機(jī)的尋呼響應(yīng)消息，并可以使PSAP可以利用此新位置記錄。在初始事件后，可以對(duì)任意時(shí)間間隔和任意類型的觸發(fā)判據(jù)設(shè)置此動(dòng)態(tài)任務(wù)。ApDbSend進(jìn)程還是一個(gè)服務(wù)器，它從其它應(yīng)用程序接收任務(wù)請(qǐng)求。例如，諸如艦船管理的這些應(yīng)用程序可以通過(guò)接插件發(fā)送任務(wù)請(qǐng)求。這些應(yīng)用程序可以設(shè)置觸發(fā)判據(jù)也可以刪除觸發(fā)判據(jù)。ApDbSend利用各應(yīng)用程序進(jìn)行驗(yàn)證進(jìn)程以驗(yàn)證已經(jīng)允許應(yīng)用程序設(shè)置觸發(fā)判據(jù)或刪除觸發(fā)判據(jù)，并且各應(yīng)用程序還可以僅改變與此應(yīng)用程序有關(guān)的觸發(fā)判據(jù)。
AP 911進(jìn)程(AP 911)管理無(wú)線定位系統(tǒng)與E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元之間的各接口，例如中繼機(jī)鍵、選擇路由器、AL1數(shù)據(jù)庫(kù)和/或PSAP。AP 911進(jìn)程含有獨(dú)立線程，用于接合到E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元，它還可以支持不止一個(gè)到各網(wǎng)絡(luò)單元的線程。根據(jù)用戶的配置，正如在此所述的那樣，AP 911進(jìn)程可以同時(shí)以多種模式運(yùn)行。定時(shí)處理E9-1-1位置記錄是AP 14內(nèi)的最高處理優(yōu)先級(jí)之一，因此AP 911完全在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)之外執(zhí)行以避免由于第一次存儲(chǔ)然后從任意類型的磁盤檢索位置記錄引起的延遲。當(dāng)ApMnDsptch將位置記錄轉(zhuǎn)發(fā)到AP911時(shí)，AP 911立即進(jìn)行路由確定并通過(guò)適當(dāng)接口將位置記錄轉(zhuǎn)發(fā)到E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元。并行運(yùn)行的獨(dú)立進(jìn)程將位置記錄記錄到AP14數(shù)據(jù)庫(kù)。
通過(guò)Ap 911進(jìn)程和其它進(jìn)程，AP 14支持用兩種模式對(duì)應(yīng)用程序提供位置記錄，包括E9-1-1“推”模式和“挽”模式。一可以從AP 14獲得位置記錄，請(qǐng)求推模式的應(yīng)用程序就接收位置記錄。此模式對(duì)E9-1-1特別有效，它對(duì)位置記錄具有適當(dāng)?shù)臅r(shí)限要求，因?yàn)镋9-1-1網(wǎng)絡(luò)必須在無(wú)線主叫用戶撥了“911”后的幾秒內(nèi)路由選擇無(wú)線9-1-1對(duì)正確PSAP的呼叫。請(qǐng)求挽模式的應(yīng)用程序不自動(dòng)接收位置記錄，但是為了接收此無(wú)線發(fā)射機(jī)的最后一個(gè)位置記錄或任意其它位置記錄，必須將與特定無(wú)線發(fā)射機(jī)有關(guān)的查詢發(fā)送到AP 14。應(yīng)用程序發(fā)出的查詢可以規(guī)定最后位置記錄、一系列位置記錄或所有滿足特定時(shí)間或諸如發(fā)射信號(hào)的類型的其它判據(jù)的位置記錄。在“911”呼叫時(shí)使用挽模式的例子是E9-1-1網(wǎng)絡(luò)首先接收“911”呼叫的語(yǔ)音部分，然后查詢AP 14以接收與此呼叫有關(guān)的位置記錄。
當(dāng)將Ap 911進(jìn)程接合到許多E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元時(shí)，Ap 911必須確定哪個(gè)E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元推位置記錄(假定選擇“推”模式)。AP 14利用動(dòng)態(tài)路由表進(jìn)行此確定過(guò)程。動(dòng)態(tài)路由表用于將地理區(qū)域劃分為小區(qū)。動(dòng)態(tài)路由表內(nèi)的各單元或項(xiàng)目含有該單元的路由指令。眾所周知，緯度的一分為6083英尺，因此，每毫度約為365英尺。此外，經(jīng)度的一分為cos(緯度)乘以6083英尺，因此，對(duì)于費(fèi)城地區(qū)約為4569英尺，或每毫度約為280英尺。1000×1000大小的表或一百萬(wàn)小區(qū)的表可以含有對(duì)約69英里×53英里區(qū)域的路由指令，該區(qū)域比此例中費(fèi)城的面積大，并且各小區(qū)可以含有365英尺×280英尺的地理區(qū)域。與表中各項(xiàng)目有關(guān)的位數(shù)僅足以支持最大路由選擇可能性。例如，如果路由選擇可能性的總數(shù)為16或更少，則動(dòng)態(tài)路由表存儲(chǔ)器為1百萬(wàn)×4位，或0.5兆字節(jié)。利用此方法，賓夕法尼亞州大小的區(qū)域可以包含在接近20兆字節(jié)或更少的表中，它具有有效的大路由選擇可能性。如果存儲(chǔ)器的成本相對(duì)低，則本發(fā)明的動(dòng)態(tài)路由選擇表為AP 14提供了一種僅將“911”呼叫的位置記錄快速推到適當(dāng)E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元的手段。
AP 14允許利用手動(dòng)或自動(dòng)方法填充動(dòng)態(tài)路由選擇表內(nèi)的各項(xiàng)目。例如，利用自動(dòng)方法，電子地圖應(yīng)用程序可以建立諸如PSAP的特定E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元覆蓋區(qū)域的多邊形定義。然后，將此多邊形定義翻譯為在多邊形內(nèi)包含一系列緯度、經(jīng)度點(diǎn)。將與該地理多邊形對(duì)應(yīng)的E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元的路由選擇指令送到與各緯度、經(jīng)度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)路由選擇表項(xiàng)目。
當(dāng)Ap 911進(jìn)程接收特定無(wú)線發(fā)射機(jī)的“911”位置記錄時(shí)，Ap 911將緯度、經(jīng)度轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)路由選擇表內(nèi)的特定小區(qū)地址。Ap 911查詢小區(qū)以確定路由選擇指令，它可以是推模式或挽模式的，可以是負(fù)責(zé)管理發(fā)生“911”呼叫的地理區(qū)域的E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元的標(biāo)識(shí)碼。如果選擇推模式，則Ap 911自動(dòng)將位置記錄推到該E9-1-1網(wǎng)絡(luò)單元。如果選擇挽模式，則Ap 911將位置記錄設(shè)置到“911”位置記錄的循環(huán)表并等待查詢。
上述動(dòng)態(tài)路由選擇方法需要使用根據(jù)地理位置定義的數(shù)據(jù)庫(kù)，除了應(yīng)用于911之外，還可以將此數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用于其它應(yīng)用程序，因此除了Ap 911之外，其它進(jìn)程也支持此動(dòng)態(tài)路由選擇方法。例如，AP 14可以自動(dòng)確定通告區(qū)，根據(jù)此通告區(qū)對(duì)位置敏感通告應(yīng)用程序設(shè)置無(wú)線呼叫。此外，當(dāng)特定無(wú)線發(fā)射機(jī)已經(jīng)輸入或已經(jīng)激活由應(yīng)用程序定義的規(guī)定地理區(qū)域時(shí)，AP 14還可以自動(dòng)發(fā)送告警。利用特定地理數(shù)據(jù)庫(kù)，在與各觸發(fā)判據(jù)有關(guān)的字段和標(biāo)志內(nèi)定義動(dòng)態(tài)路由選擇行為、任意定位啟動(dòng)行為。無(wú)線定位系統(tǒng)包括，利用可以建立包圍規(guī)定地理區(qū)域的多邊形的電子地圖容易地管理這些根據(jù)地理位置定義的數(shù)據(jù)庫(kù)。無(wú)線定位系統(tǒng)從電子地圖中抽取含有多邊形的緯度、經(jīng)度點(diǎn)表。各應(yīng)用程序可以利用其自有的多邊形集，并可以定義當(dāng)啟動(dòng)的無(wú)線發(fā)射信號(hào)的位置記錄包含在多邊形集內(nèi)的各多邊形內(nèi)時(shí)需要采取的行為的行為集。
AP數(shù)據(jù)庫(kù)接收進(jìn)程(ApDbRecvLoc)通過(guò)共享的存儲(chǔ)器從ApMnDsptch接收所有位置記錄，并將此位置記錄設(shè)置到AP位置數(shù)據(jù)庫(kù)。ApDbRecvLoc啟動(dòng)10個(gè)分別從共享的存儲(chǔ)器檢索位置記錄的線程，在將位置記錄插入數(shù)據(jù)庫(kù)之前對(duì)各位置記錄進(jìn)行確認(rèn)，然后將此位置記錄插入數(shù)據(jù)庫(kù)的正確位置記錄分段。為了保持完整性，所以不將具有各種誤差的位置記錄寫入位置記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，而是將它們?cè)O(shè)置到誤差文件內(nèi)，無(wú)線定位系統(tǒng)操作者可以檢索此誤差文件，然后在誤差分解之后，將它們手動(dòng)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)。如果位置數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)故障或被設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)，則將位置記錄寫入此后可以被ApDbFileRecv處理的平面文件。
AP文件接收進(jìn)程(ApDbFileRecv)讀取含有位置記錄的平面(flat)文件并將位置記錄插入位置數(shù)據(jù)庫(kù)。平面文件是AP 14為了在除了硬盤驅(qū)動(dòng)器徹底出故障之外的所有情況下徹底保持AP 14的完整性而使用的一種安全機(jī)制。ApDbFileRecv讀取的平面文件有幾種不同類型，包括數(shù)據(jù)庫(kù)停機(jī)、同步、溢出以及固定誤差。如果臨時(shí)不能訪問(wèn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)，則ApDbRecvLoc進(jìn)程寫數(shù)據(jù)庫(kù)停機(jī)平面文件；此文件使AP 14確保在發(fā)生此類故障時(shí)保持此位置記錄。當(dāng)在冗余AP系統(tǒng)對(duì)之間傳送位置記錄時(shí)，ApLocSync進(jìn)程(以下進(jìn)行說(shuō)明)寫同步平面文件。當(dāng)位置記錄到達(dá)AP 14的速率高于ApDbRecvLoc進(jìn)程可處理并將位置記錄插入位置數(shù)據(jù)庫(kù)的速率時(shí)，ApMnDsptch寫溢出平面文件。在非常高的峰值速率期間。會(huì)出現(xiàn)這種情況。溢出文件可以防止任何記錄在峰值期間被丟失。固定誤差平面文件含有存在誤差但已經(jīng)被固定并可以插入位置數(shù)據(jù)庫(kù)的位置記錄。
因?yàn)樵跓o(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)，AP 14具有臨界集中原則，所以AP 14的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成完全冗余的。冗余AP 14系統(tǒng)包括完全冗余的硬件平臺(tái)，完全冗余的RDBMS、冗余的磁盤驅(qū)動(dòng)器以及TLP 12、NOC 16和外部應(yīng)用程序互相之間的冗余網(wǎng)絡(luò)。AP 14的軟件結(jié)構(gòu)還被設(shè)計(jì)為可以支持容錯(cuò)冗余。以下例子說(shuō)明冗余AP支持的功能性。當(dāng)主要AP 14和冗余AP 14均處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)時(shí)，各TLP 12將位置記錄發(fā)送到主要AP 14和冗余AP 14。只有主要AP 14對(duì)進(jìn)行的任務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行處理，并且只有主要AP 14從NOC 16接收配置變更請(qǐng)求。然后，在細(xì)致的控制下，主要AP 14使冗余AP 14同步。主要AP 14和冗余AP 14均從NOC接收基本啟動(dòng)命令和關(guān)機(jī)命令。這兩種AP均持續(xù)監(jiān)測(cè)其本身系統(tǒng)參數(shù)和應(yīng)用程序的健康情況并監(jiān)測(cè)其它AP 14的相應(yīng)參數(shù)，然后根據(jù)復(fù)合分?jǐn)?shù)，判別哪個(gè)AP 14為主要AP，哪個(gè)AP 14為冗余AP。此復(fù)合分?jǐn)?shù)是由各種進(jìn)程對(duì)共享的存儲(chǔ)區(qū)報(bào)告的編譯誤差、以及監(jiān)測(cè)的對(duì)換空間和磁盤空間確定的。有幾種進(jìn)程專用于支持冗余性。
AP位置同步進(jìn)程(ApLocSymc)在各AP 14上運(yùn)行并檢測(cè)使AP之間的位置記錄同步的需要，然后建立“同步記錄”，“同步記錄”列出需要從一個(gè)AP 14傳送到另一個(gè)AP 14的位置記錄。然后，利用接插件連接在AP之間傳送各位置記錄。ApLocSync將位置記錄分段與在各位置數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的位置記錄序列號(hào)進(jìn)行比較。通常，如果主要AP14和冗余AP 14均運(yùn)行正常，則不需要同步，因?yàn)檫@兩種AP正在同時(shí)從TLP 12接收位置記錄。然而，如果一個(gè)AP 14發(fā)生故障或被設(shè)置為停機(jī)狀態(tài)，則之后需要同步。每當(dāng)ApMnDsptch連接到TLP 12時(shí)，均通知ApLocSync，因此可以確定是否需要同步。
AP任務(wù)同步進(jìn)程(ApTaskSync)在各AP 14上運(yùn)行并使主要AP 14與冗余AP 14之間的任務(wù)信息同步。在主要AP 14上運(yùn)行的ApTaskingSync從ApDbSend接收任務(wù)信息，然后將此任務(wù)信息發(fā)送到在冗余AP 14上運(yùn)行的ApTaskSync進(jìn)程。如果在ApTaskSync完成復(fù)制任務(wù)之前，主要AP 14出現(xiàn)故障，則當(dāng)故障AP 14被重新設(shè)置為聯(lián)機(jī)狀態(tài)時(shí)，ApTaskSync實(shí)現(xiàn)全部任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)同步。
AP配置同步進(jìn)程(ApConfigSync)在各AP 14上運(yùn)行并使主要AP 14與冗余AP 14之間的配置信息同步。ApConfigSync采用RDBMS復(fù)制方法。配置信息包括SCS 10、TLP 12以及AP 14為了正確運(yùn)行無(wú)線運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線定位系統(tǒng)需要的所有信息。
除了上述說(shuō)明的核心功能外，AP 14還支持在運(yùn)行無(wú)線定位系統(tǒng)時(shí)使用的、和要求定位信息的各種應(yīng)用程序使用的大量進(jìn)程、功能以及接口。盡管在此說(shuō)明的進(jìn)程、功能以及接口在此部分使用AP 14，在整個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)許多這些進(jìn)程、功能以及接口，因此其創(chuàng)造性的價(jià)值不應(yīng)局限于AP 14。
漫游AP 14支持位于不同城市中的或由不同無(wú)線運(yùn)營(yíng)商操作的無(wú)線定位系統(tǒng)之間的“漫游”。如果第一無(wú)線發(fā)射機(jī)已經(jīng)登記到第一無(wú)線定位系統(tǒng)上的一個(gè)應(yīng)用程序，并且因此在第一無(wú)線定位系統(tǒng)的第一AP 14中的任務(wù)列表(Tasking List)中有一條目，則第一無(wú)線發(fā)射機(jī)也可以登記漫游。在每個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)中的每個(gè)AP 14和TLP 12包括一個(gè)表，該表中對(duì)有效“本地”用戶標(biāo)識(shí)的列表進(jìn)行維護(hù)。該列表典型地是一個(gè)范圍，并且例如對(duì)于當(dāng)前的蜂窩電話，該范圍可以通過(guò)與蜂窩電話的MIN或MSID相關(guān)的NPA/NXX代碼(或區(qū)域碼和交換機(jī))來(lái)確定。當(dāng)符合“本地”標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射時(shí)，TLP 12從一個(gè)或多個(gè)SCS 10接收解調(diào)數(shù)據(jù)并檢查有關(guān)信號(hào)表(Signal of Interest Table)中的觸發(fā)信號(hào)。如果符合任何觸發(fā)判據(jù)，則對(duì)那個(gè)發(fā)射開始定位處理。否則，無(wú)線定位系統(tǒng)不處理該發(fā)射。
當(dāng)不符合“家庭”標(biāo)準(zhǔn)的第一無(wú)線發(fā)射機(jī)在第二無(wú)線定位系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射時(shí)，在第二無(wú)線定位系統(tǒng)中的第二TLP 12檢查有關(guān)信號(hào)表中的觸發(fā)信號(hào)。然后發(fā)生以下三個(gè)動(dòng)作之一(1)如果發(fā)送符合有關(guān)信號(hào)表中的一個(gè)已有標(biāo)準(zhǔn)，則發(fā)射機(jī)被定位并將位置記錄從第二無(wú)線定位系統(tǒng)的第二AP 14發(fā)送到第一無(wú)線定位系統(tǒng)的第一AP 14；(2)如果第一無(wú)線發(fā)射機(jī)在具有有關(guān)信號(hào)表中具有“漫游”項(xiàng)指示第一發(fā)射機(jī)在第二無(wú)線定位系統(tǒng)中已經(jīng)“注冊(cè)”但沒(méi)有觸發(fā)判據(jù)，則第二無(wú)線定位系統(tǒng)不處理該發(fā)射，并且將終止時(shí)間標(biāo)記按如下所述調(diào)整；(3)如果第一無(wú)線發(fā)射機(jī)沒(méi)有“漫游”項(xiàng)并且因此沒(méi)有注冊(cè)，則解調(diào)數(shù)據(jù)從TLP 12傳送至第二AP 14。
在上述第三種情況下，第二AP 14使用第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)來(lái)識(shí)別第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的第一AP 14作為第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的“本地”無(wú)線定位系統(tǒng)。第二無(wú)線定位系統(tǒng)的第二AP 14發(fā)送一查詢給第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的第一AP 14，以確定第一無(wú)線發(fā)射機(jī)是否登記到任何定位應(yīng)用程序并因此在第一AP 14的任務(wù)列表中具有任何觸發(fā)判據(jù)。如果在第一AP 14中存在觸發(fā)，觸發(fā)判據(jù)與任何相關(guān)的字段和標(biāo)志一起被從第一AP 14發(fā)送至第二AP 14，并輸入到任務(wù)列表“Task List”和有關(guān)信號(hào)表中作為帶有觸發(fā)判據(jù)的“漫游”項(xiàng)。如果第一AP 14響應(yīng)于第二AP 14而表明第一無(wú)線發(fā)射機(jī)沒(méi)有觸發(fā)判據(jù)，則第二AP 14將第一無(wú)線發(fā)射機(jī)在任務(wù)列表“Task List”和有關(guān)信號(hào)表中“注冊(cè)”為不帶有觸發(fā)判據(jù)的“漫游”項(xiàng)。這樣從第一無(wú)線發(fā)射機(jī)的當(dāng)前和將來(lái)發(fā)射可以由第二無(wú)線定位系統(tǒng)的TLP 12正確地識(shí)別為被注冊(cè)而不帶觸發(fā)判據(jù)，并且不要求第二AP 14對(duì)第一AP 14進(jìn)行另外的查詢。
當(dāng)?shù)诙嗀P 14在任務(wù)列表和有關(guān)信號(hào)表中注冊(cè)帶有或不帶有觸發(fā)判據(jù)的漫游項(xiàng)的第一無(wú)線發(fā)射機(jī)，該漫游項(xiàng)被分配一終止時(shí)間標(biāo)記。終止時(shí)間標(biāo)記被設(shè)置為當(dāng)前時(shí)間加上預(yù)定的第一間隔。每次第一無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射時(shí)，在任務(wù)列表和有關(guān)信號(hào)表中的漫游項(xiàng)的終止時(shí)間標(biāo)記被調(diào)整為最近發(fā)射的當(dāng)前時(shí)間加上預(yù)定的第一間隔。如果第一無(wú)線發(fā)射機(jī)在其漫游項(xiàng)的終止時(shí)間標(biāo)記之前不再發(fā)射，則漫游項(xiàng)被自動(dòng)刪除。如果在刪除后第一無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行另一發(fā)射，則再次發(fā)生注冊(cè)處理。
第一AP 14和第二AP 14維持在廣域網(wǎng)內(nèi)的通信。該網(wǎng)絡(luò)可基于TCP/IP，或是基于與最新的IS-41版本類似的協(xié)議。與另外的無(wú)線定位系統(tǒng)中的其它AP通信的每個(gè)AP 14維護(hù)一個(gè)表，該表提供與每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)的有效范圍相應(yīng)的每個(gè)AP 14和無(wú)線定位系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)。
多通路定位記錄某些應(yīng)用會(huì)要求對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)的大略位置有非?？焖俚墓烙?jì)，再接著一個(gè)可以隨后發(fā)送的更為精確的定位估計(jì)。此舉對(duì)于例如E9-1-1系統(tǒng)是有價(jià)值的。該系統(tǒng)處理無(wú)線呼叫并且必須很快地作出呼叫路由決定，但是可以等待略微長(zhǎng)一些的時(shí)間以在E9-1-1接收者的電子地圖終端上顯示更精確的定位。無(wú)線定位系統(tǒng)支持這些具有創(chuàng)造性的多通路定位記錄的應(yīng)用軟件。對(duì)于某些項(xiàng)目，AP 14中的任務(wù)列表包含一個(gè)標(biāo)志，該標(biāo)志指示在特定應(yīng)用程序必須接收一個(gè)大致的定位估計(jì)之前的最大時(shí)限，以及一個(gè)第二最大時(shí)限，在該時(shí)限中特定的應(yīng)用程序必須接收最終的定位估計(jì)。對(duì)于這些應(yīng)用程序，AP 14在定位記錄中包括一標(biāo)志，該標(biāo)志指示包含在記錄中的定位估計(jì)的狀態(tài)，其可以例如被設(shè)置為第一次通路估計(jì)(即粗略的)或最終的通路估計(jì)。無(wú)線定位系統(tǒng)將在由應(yīng)用程序設(shè)置的時(shí)限內(nèi)一般性地確定最佳定位估計(jì)，即無(wú)線定位系統(tǒng)將處理在時(shí)限內(nèi)能夠支持的最大量的RF數(shù)據(jù)。假定任何特定的無(wú)線發(fā)射可以觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序的定位記錄，無(wú)線定位系統(tǒng)同時(shí)支持多種模式。例如，具有特定MIN的無(wú)線發(fā)射機(jī)可以撥號(hào)“911”。這會(huì)為E9-1-1應(yīng)用程序觸發(fā)一個(gè)雙通路定位記錄，但對(duì)于監(jiān)測(cè)那個(gè)特定的MIN的艦船管理應(yīng)用程序則觸發(fā)單通路定位記錄。這可以擴(kuò)展到任何數(shù)目的應(yīng)用。
多解調(diào)和觸發(fā)在市區(qū)或密集的市郊地區(qū)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，可以在較近的距離內(nèi)可以重復(fù)使用幾次頻率和信道。因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)能夠獨(dú)立地檢測(cè)和解調(diào)無(wú)線發(fā)射而不需要無(wú)線通信系統(tǒng)，可以在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)SCS 10經(jīng)常地檢測(cè)和成功地調(diào)制單個(gè)的無(wú)線發(fā)射。這可以有意地或無(wú)意地發(fā)生。一個(gè)無(wú)意的發(fā)生是由接近的頻率再使用造成的，從而可以在多于一個(gè)的SCS 10處在預(yù)定閾值上接收特定的無(wú)線傳輸。有意的發(fā)生是由對(duì)多于一個(gè)的SCS 10進(jìn)行編程以檢測(cè)和解調(diào)在特定小區(qū)站點(diǎn)以特定的頻率發(fā)生的發(fā)射而造成的。如前所述，這通常是與相鄰的或附近的SCS 10一起使用，以提供系統(tǒng)解調(diào)的冗余，從而進(jìn)一步增加任何特定的無(wú)線發(fā)射被成功檢測(cè)和解調(diào)的概率。
任何一種事件類型都會(huì)潛在地導(dǎo)致無(wú)線定位系統(tǒng)的多個(gè)觸發(fā)，使得對(duì)相同的發(fā)射多次地啟動(dòng)定位處理。這造成處理和通信資源的浪費(fèi)和使用效率低。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)包括檢測(cè)何時(shí)相同的傳輸已經(jīng)被檢測(cè)和解調(diào)多次的裝置，并且選擇最佳解調(diào)SCS 10作為位置處理的開始點(diǎn)。當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)在多個(gè)SCS/天線處多次檢測(cè)到和成功地解調(diào)同一發(fā)射時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)使用下面的判據(jù)來(lái)選擇一個(gè)解調(diào)SCS/天線以用來(lái)繼續(xù)確定是否觸發(fā)和可能地啟動(dòng)定位處理的處理(這些判據(jù)可以在確定最終決定時(shí)被加權(quán))(1)共處于被分配特定頻率的小區(qū)站的一SCS/天線較之其它的SCS/天線更優(yōu)選，但該優(yōu)選在共處于被分配特定頻率的小區(qū)站的在線SCS/天線無(wú)操作時(shí)可被調(diào)節(jié)，(2)具有較高的平均SNR的SCS/天線較之那些具有較低平均SNR的SCS/天線更為優(yōu)選，(3)在解調(diào)發(fā)射時(shí)具有較少比特差錯(cuò)的SCS/天線比那些具有較多比特差錯(cuò)的SCS/天線更為優(yōu)選。施加給這些優(yōu)選者中每一個(gè)的加權(quán)可以由無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者調(diào)節(jié)，以適合每個(gè)系統(tǒng)特定的設(shè)計(jì)。
與無(wú)線通信系統(tǒng)的接口無(wú)線定位系統(tǒng)包含通過(guò)與無(wú)線通信系統(tǒng)的接口進(jìn)行通信的裝置，例如移動(dòng)交換中心(MSC)或移動(dòng)定位控制器(MPC)。該接口可以基于例如標(biāo)準(zhǔn)的安全協(xié)議如IS-41的最新版本或TCP/IP協(xié)議。這些協(xié)議的格式、字段和驗(yàn)證方面都是公知的。無(wú)線定位系統(tǒng)支持該接口上的各種命令/響應(yīng)以及信息消息，設(shè)計(jì)它們是為了有助于無(wú)線發(fā)射的成功檢測(cè)、解調(diào)和觸發(fā)，并且無(wú)線定位系統(tǒng)提供將定位記錄傳送給無(wú)線通信系統(tǒng)的裝置。特別地，該接口提供用于無(wú)線定位系統(tǒng)以獲得關(guān)于哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)已在特定的小區(qū)站被分配特定的語(yǔ)音信道參數(shù)的裝置。由無(wú)線定位系統(tǒng)支持的經(jīng)這些接口到達(dá)無(wú)線通信系統(tǒng)的消息的例子包括關(guān)于MIN/MDN/MSID/IMSI/TMSI地圖的查詢—某些類型的無(wú)線發(fā)射機(jī)將以人們熟悉的可以通過(guò)電話網(wǎng)撥號(hào)的形式發(fā)射它們的標(biāo)識(shí)。其它類型的無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射不能被撥號(hào)的標(biāo)識(shí)，但被轉(zhuǎn)換成可以用無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的表?yè)芴?hào)的數(shù)字。被發(fā)射的標(biāo)識(shí)在大多數(shù)情況下是永久性的，但也可以是暫時(shí)的。與AP 14連接的定位應(yīng)用程序的用戶典型地喜歡用可以撥號(hào)的標(biāo)識(shí)將觸發(fā)置于任務(wù)列表上?？杀粨芴?hào)的標(biāo)識(shí)典型地被稱為移動(dòng)目錄號(hào)(MDN)。其它類型的需要轉(zhuǎn)換的標(biāo)識(shí)包括移動(dòng)標(biāo)識(shí)號(hào)碼(MIN)，移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(MSID)，國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(IMSI)，以及臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(TMSI)。如果無(wú)線通信系統(tǒng)允許對(duì)通過(guò)無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的消息中的任何數(shù)據(jù)字段使用加密，則無(wú)線定位系統(tǒng)也可查詢與標(biāo)識(shí)信息一起的加密信息。無(wú)線定位系統(tǒng)包括向無(wú)線通信系統(tǒng)查詢通過(guò)定位應(yīng)用程序置于任務(wù)列表上的觸發(fā)器標(biāo)識(shí)的替代標(biāo)識(shí)的裝置，或是向無(wú)線通信系統(tǒng)查詢用于已被SCS 10解調(diào)的標(biāo)識(shí)的交替標(biāo)識(shí)的裝置。其它的事件也可以觸發(fā)這種類型的查詢，一般而言無(wú)線定位系統(tǒng)啟動(dòng)命令，而無(wú)線通信系統(tǒng)作出響應(yīng)。
在語(yǔ)音RF信道分配上的查詢/命令分配—在語(yǔ)音信道上的很多無(wú)線發(fā)射不包含標(biāo)識(shí)信息。因此，當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)被觸發(fā)以執(zhí)行語(yǔ)音信道發(fā)射的定位處理時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)查詢無(wú)線通信系統(tǒng)以得到對(duì)于已觸發(fā)了無(wú)線定位系統(tǒng)的特定發(fā)射機(jī)的當(dāng)前語(yǔ)音信道分配信息。例如對(duì)于AMPS發(fā)射，無(wú)線定位系統(tǒng)優(yōu)選要求小區(qū)站、扇區(qū)、以及當(dāng)前由無(wú)線發(fā)射機(jī)使用的RF信道號(hào)。例如對(duì)于TDMA發(fā)射，無(wú)線定位系統(tǒng)要求小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道號(hào)、以及當(dāng)前由無(wú)線發(fā)射機(jī)使用的時(shí)隙。其它可能需要的信息元素包括長(zhǎng)掩碼和加密密鑰。一般而言，無(wú)線定位系統(tǒng)將啟動(dòng)命令，并且無(wú)線通信系統(tǒng)將進(jìn)行應(yīng)答。但是，無(wú)線定位系統(tǒng)也將從無(wú)線通信系統(tǒng)接受觸發(fā)命令，該命令包含這里詳細(xì)給出的信息。
關(guān)于此命令/響應(yīng)消息設(shè)置的定時(shí)是非常嚴(yán)格的。因?yàn)檎Z(yǔ)音信道的越區(qū)切換在無(wú)線通信系統(tǒng)中會(huì)非常頻繁地發(fā)生。即，無(wú)線定位系統(tǒng)將對(duì)任何在特定的信道上發(fā)射的無(wú)線發(fā)射機(jī)定位—因此無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)必須共同地確證無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)和語(yǔ)音信道分配信息是嚴(yán)格同步的。無(wú)線定位系統(tǒng)使用幾個(gè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。無(wú)線定位系統(tǒng)可以例如為特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)查詢語(yǔ)音信道分配信息，接收所需要的RF數(shù)據(jù)，然后再次為同一無(wú)線發(fā)射機(jī)查詢語(yǔ)音信道分配信息，再驗(yàn)證無(wú)線發(fā)射機(jī)的狀態(tài)在RF數(shù)據(jù)被無(wú)線定位系統(tǒng)收集過(guò)程中沒(méi)有改變。在第二次查詢之前不要求完成定位處理，因?yàn)橹挥序?yàn)證至少收到正確的RF數(shù)據(jù)才是重要的。無(wú)線定位系統(tǒng)也可以例如作為第一次查詢的一部分，命令無(wú)線通信系統(tǒng)在無(wú)線定位系統(tǒng)接收RF數(shù)據(jù)期間為特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)防止越區(qū)切換的發(fā)生。然后，接著在收集RF數(shù)據(jù)之后，無(wú)線定位系統(tǒng)將再次為同一無(wú)線發(fā)射機(jī)查詢語(yǔ)音信道分配信息，命令無(wú)線通信系統(tǒng)再次允許對(duì)所述無(wú)線發(fā)射機(jī)的越區(qū)切換，然后驗(yàn)證無(wú)線發(fā)射機(jī)的狀態(tài)在無(wú)線定位系統(tǒng)收集RF數(shù)據(jù)的過(guò)程中沒(méi)有改變。
由于多種原因，無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)會(huì)更希望無(wú)線發(fā)射機(jī)在執(zhí)行定位處理之前被分配以另外的語(yǔ)音RF信道。因此，作為命令/響應(yīng)時(shí)序的一部分，無(wú)線通信系統(tǒng)可以指示無(wú)線定位系統(tǒng)暫時(shí)中止定位處理，直到無(wú)線通信系統(tǒng)完成與無(wú)線發(fā)射機(jī)的傳接序列、并且無(wú)線通信系統(tǒng)已經(jīng)通知無(wú)線定位系統(tǒng)可以接收RF數(shù)據(jù)以及能夠接收數(shù)據(jù)的信道為止。另外，無(wú)線定位系統(tǒng)可以確定特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)當(dāng)前使用的特定的語(yǔ)音RF信道對(duì)于獲得可接收的位置估計(jì)是不適合的，并請(qǐng)求無(wú)線通信系統(tǒng)命令無(wú)線發(fā)射機(jī)越區(qū)切換。另外，無(wú)線定位系統(tǒng)可以請(qǐng)求無(wú)線通信系統(tǒng)命令無(wú)線發(fā)射機(jī)順序越區(qū)切換到一系列語(yǔ)音RF信道上，以便執(zhí)行一系列定位估計(jì)，從而無(wú)線定位系統(tǒng)可以通過(guò)一系列越區(qū)切換提高定位的估計(jì)的精度。下面將進(jìn)一步說(shuō)明該方法。
無(wú)線定位系統(tǒng)也可以使用這種命令/響應(yīng)消息設(shè)置來(lái)查詢無(wú)線通信系統(tǒng)有關(guān)正在特定的小區(qū)站點(diǎn)在特定的時(shí)間使用特定語(yǔ)音信道(以及時(shí)隙等)的無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)。這使得無(wú)線定位系統(tǒng)首先執(zhí)行關(guān)于發(fā)射的定位處理而不知道標(biāo)識(shí)，然后確定進(jìn)行發(fā)射的無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)，并將該信息附加到定位記錄中。該特定的創(chuàng)造性特征使得能夠利用語(yǔ)音信道發(fā)射的自動(dòng)順序定位。
接收觸發(fā)—無(wú)線定位系統(tǒng)可以從無(wú)線通信系統(tǒng)接收觸發(fā)，以在不知道無(wú)線發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)的情況下執(zhí)行語(yǔ)音信道發(fā)射的定位處理。該消息設(shè)置繞過(guò)任務(wù)列表，并且不使用無(wú)線定位系統(tǒng)中的觸發(fā)機(jī)制。而且，無(wú)線通信系統(tǒng)獨(dú)自地確定定位哪個(gè)無(wú)線發(fā)射，然后向無(wú)線定位系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)命令以在特定的小區(qū)站從特定的語(yǔ)音信道采集RF數(shù)據(jù)，并執(zhí)行定位處理。當(dāng)采集到數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)用包含時(shí)間標(biāo)記的確認(rèn)來(lái)響應(yīng)。當(dāng)定位處理完成時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)還用合適的格式定位記錄來(lái)響應(yīng)。根據(jù)向無(wú)線定位系統(tǒng)發(fā)送命令以及用RF采據(jù)收集時(shí)間標(biāo)記作出響應(yīng)的時(shí)間，無(wú)線通信系統(tǒng)確定是否無(wú)線發(fā)射機(jī)狀態(tài)在接著命令之后改變以及是否有成功地采集RF數(shù)據(jù)的良好可能性。
進(jìn)行發(fā)射—無(wú)線定位系統(tǒng)可以命令無(wú)線通信系統(tǒng)使特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)在特定的時(shí)間或是在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)射。無(wú)線通信系統(tǒng)用確認(rèn)和預(yù)期發(fā)射的時(shí)間或時(shí)間范圍來(lái)響應(yīng)。無(wú)線定位系統(tǒng)可以強(qiáng)制的發(fā)射類型包括例如監(jiān)聽(audit)響應(yīng)和尋呼響應(yīng)。使用這種消息設(shè)置，無(wú)線定位系統(tǒng)也可以命令無(wú)線通信系統(tǒng)強(qiáng)制無(wú)線發(fā)射機(jī)用較高的功率水平發(fā)射。在很多情況下，無(wú)線發(fā)射機(jī)在發(fā)射時(shí)將試圖使用最低的功率水平設(shè)置以便節(jié)省電池的使用壽命。為了提高定位估計(jì)的精度，無(wú)線定位系統(tǒng)更希望無(wú)線發(fā)射機(jī)使用較高功率水平的設(shè)置。無(wú)線通信系統(tǒng)將通過(guò)確認(rèn)將使用較高功率水平設(shè)置以及預(yù)期發(fā)射的時(shí)間或時(shí)間范圍對(duì)無(wú)線定位系統(tǒng)作出響應(yīng)。
對(duì)移動(dòng)接入的延遲無(wú)線通信系統(tǒng)響應(yīng)—某些空中接口協(xié)議如CDMA使用這樣的機(jī)制，即無(wú)線發(fā)射機(jī)例如以最低或很低的功率水平設(shè)置啟動(dòng)在諸如接入信道等的信道上的發(fā)射，然后進(jìn)入以下一系列步驟，(1)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)發(fā)射；(2)無(wú)線發(fā)射機(jī)等待來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)的響應(yīng)；(3)如果無(wú)線發(fā)射機(jī)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有從無(wú)線通信系統(tǒng)收到響應(yīng)，則無(wú)線發(fā)射機(jī)將其功率水平設(shè)置增加一定的量，然后返回步驟(1)；(4)如果無(wú)線發(fā)射機(jī)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)從無(wú)線通信系統(tǒng)收到響應(yīng)，則無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)入正常的消息交換。該機(jī)制對(duì)于確保無(wú)線發(fā)射只使用最低可用的功率水平設(shè)置來(lái)發(fā)射以及節(jié)省電能都是有益的。但是，有可能無(wú)線發(fā)射機(jī)能夠成功地與地線通信系統(tǒng)通信的最低功率水平設(shè)置對(duì)于獲得可接受的定位估計(jì)來(lái)說(shuō)是不夠的。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)可以命令無(wú)線通信系統(tǒng)延遲一定的時(shí)間對(duì)這些發(fā)射作出響應(yīng)。這種延遲動(dòng)作將使得無(wú)線發(fā)射機(jī)比正常情況下要一次或多次地重復(fù)步驟(1)到步驟(3)，結(jié)果是一個(gè)或多個(gè)接入發(fā)射要比正常時(shí)的功率水平更高。較高的功率水平可以優(yōu)選使無(wú)線定位系統(tǒng)確定更為精確的定位估計(jì)。無(wú)線定位系統(tǒng)可以對(duì)特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)、對(duì)特定類型的無(wú)線發(fā)射(例如對(duì)于所有的“911”呼叫)、對(duì)于在該發(fā)射機(jī)要與之通信的基站的規(guī)定范圍內(nèi)的無(wú)線發(fā)射機(jī)、或是對(duì)在特定區(qū)域內(nèi)所有的無(wú)線發(fā)射機(jī)命令這種類型的延遲動(dòng)作。
向無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)送確認(rèn)—無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)不包括用于將一動(dòng)作通知無(wú)線發(fā)射機(jī)的裝置，因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)不能發(fā)射；如先前所述，無(wú)線定位系統(tǒng)只能接收發(fā)射。因此，如果無(wú)線定位系統(tǒng)希望在完成某個(gè)操作時(shí)發(fā)送例如確認(rèn)音，該無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)射一特定的消息。該消息可包括，例如音頻確認(rèn)音、語(yǔ)言消息、或給無(wú)線發(fā)射機(jī)的合成消息、或通過(guò)短消息發(fā)送服務(wù)或?qū)ず舴?wù)發(fā)送的文本消息。無(wú)線定位系統(tǒng)從無(wú)線通信系統(tǒng)接收對(duì)已經(jīng)收到該消息的確認(rèn)，并發(fā)送至無(wú)線發(fā)射機(jī)。該命令/響應(yīng)消息設(shè)置對(duì)于使無(wú)線定位系統(tǒng)支持某種終端用戶應(yīng)用功能如禁止定位處理等是重要的。
報(bào)告定位記錄—無(wú)線定位系統(tǒng)為那些安排任務(wù)向無(wú)線通信系統(tǒng)報(bào)告的無(wú)線發(fā)射機(jī)、以及那些由無(wú)線通信系統(tǒng)啟動(dòng)觸發(fā)的發(fā)射自動(dòng)地向無(wú)線通信系統(tǒng)報(bào)告定位記錄。無(wú)線定位系統(tǒng)還報(bào)告任何由無(wú)線通信系統(tǒng)查詢的以及無(wú)線通信系統(tǒng)被授權(quán)接收的歷史定位記錄。
監(jiān)視內(nèi)部無(wú)線通信系統(tǒng)接口，狀態(tài)表除了在無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)之間的上述接口這外，無(wú)線定位系統(tǒng)還包括監(jiān)視無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)已有接口的裝置，以用于截取對(duì)于無(wú)線定位系統(tǒng)識(shí)別無(wú)線發(fā)射機(jī)和由這些發(fā)射機(jī)所使用的RF信道都很重要的信息。這些接口可包括例如“a接口”和“a-bis接口”，它們用于采用GSM空中接口協(xié)議的無(wú)線通信系統(tǒng)中。這些接口是公知的并且可見(jiàn)之于各種標(biāo)準(zhǔn)中。通過(guò)監(jiān)視基站(BTS)、基站控制器(BSC)和移動(dòng)交換中心(MSC)以及其它的點(diǎn)之間在這些接口上的雙向消息，無(wú)線定位系統(tǒng)可以得到如無(wú)線通信系統(tǒng)本身所知的關(guān)于將無(wú)線發(fā)射機(jī)分配給指定信道的同樣信息。無(wú)線定位系統(tǒng)包括監(jiān)視在各個(gè)點(diǎn)的這些接口的裝置。例如，SCS 10可監(jiān)視BTS到BSC的接口。另外，TLP 12或AP 14也可監(jiān)視一集中了多個(gè)BTS到BSC接口的BSC。無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)部的接口不被加密并且分層的協(xié)議對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員來(lái)說(shuō)是公知的。無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)視這些接口的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)線定位系統(tǒng)可以不需要獨(dú)立地檢測(cè)和解調(diào)來(lái)自無(wú)線發(fā)射機(jī)的控制信道的消息。另外無(wú)線定位系統(tǒng)可以從這些接口得到所有需要的語(yǔ)音信道分配信息。
利用這些控制信道傳輸?shù)难b置，SCS 10如先前所述接收傳輸并將控制信道RF數(shù)據(jù)記錄至存儲(chǔ)器中，而不執(zhí)行檢測(cè)和解調(diào)。無(wú)線定位系統(tǒng)分別地監(jiān)視無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)規(guī)定的接口上發(fā)生的消息，并在無(wú)線定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)包含有觸發(fā)事件的消息時(shí)使無(wú)線定位系統(tǒng)中內(nèi)產(chǎn)生一觸發(fā)。由觸發(fā)事件啟動(dòng)，無(wú)線定位系統(tǒng)確定無(wú)線傳輸發(fā)生的大約時(shí)間，并命令第一SCS 10和第二SCS 10B各自搜索其存儲(chǔ)器以開始傳輸。所選擇的第一SCS 10A要么是與已經(jīng)同無(wú)線發(fā)射機(jī)通信的基站共處一地，要么是與已經(jīng)同無(wú)線發(fā)射機(jī)通信的基站相鄰的SCS。即，第一SCS10A是已經(jīng)被分配給控制信道作為主信道的SCS。如果第一SCS 10A成功地確定和報(bào)告發(fā)射的開始，則定位處理利用下面所述的裝置正常地進(jìn)行。如果第一SCS 10A不能成功地確定發(fā)射的開始，則第二SCS10B報(bào)告發(fā)射的開始，然后定位處理正常地進(jìn)行。
無(wú)線定位系統(tǒng)還使用這些用于語(yǔ)音信道傳輸?shù)难b置。對(duì)于包含在任務(wù)列表中的所有觸發(fā)，無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)視規(guī)定的接口中與那些觸發(fā)有關(guān)的消息。有關(guān)的消息包括例如語(yǔ)音信道分配消息、傳接消息、跳頻消息、上電/斷電消息、指示重試消息、終接消息以及其它相似動(dòng)作和狀態(tài)消息。無(wú)線定位系統(tǒng)在AP 14中的狀態(tài)表內(nèi)連續(xù)保持這些無(wú)線發(fā)射機(jī)的狀態(tài)和狀況的復(fù)制件。每次無(wú)線定位系統(tǒng)檢測(cè)到與任務(wù)列表中的項(xiàng)有關(guān)的消息時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)更新其自己的狀態(tài)表。然后，無(wú)線定位系統(tǒng)可以觸發(fā)以諸如在規(guī)定的時(shí)間間隔上執(zhí)行定位處理，并訪問(wèn)狀態(tài)表以精確地確定哪個(gè)小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道和時(shí)隙目前由無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用。這里所說(shuō)明的例子包含用于使無(wú)線定位系統(tǒng)與基于GSM的無(wú)線通信系統(tǒng)相接的裝置。無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)基于其它空中接口的系統(tǒng)也支持相似的功能。
對(duì)于諸如CDMA這樣的某些空中接口，無(wú)線定位系統(tǒng)還保持從狀態(tài)表的控制信道中的接入脈沖中獲得的某種標(biāo)識(shí)信息；該信息稍后用于對(duì)語(yǔ)音信道所用的掩碼進(jìn)行解碼。例如，CDMA空中接口協(xié)議使用無(wú)線發(fā)射機(jī)的電子序列號(hào)(ESN)以部分地確定在語(yǔ)音信道傳輸編碼中所使用的長(zhǎng)掩碼。無(wú)線定位系統(tǒng)在狀態(tài)表中為任務(wù)列表中的多個(gè)項(xiàng)保持該信息，因?yàn)楹芏酂o(wú)線發(fā)射機(jī)可能只發(fā)射一次該信息；例如，很多CDMA移動(dòng)電話將只在無(wú)線發(fā)射機(jī)在地理區(qū)域內(nèi)變?yōu)榭捎煤蟮牡谝唤尤朊}沖過(guò)程中發(fā)送它們的ESN。這種獨(dú)立確定長(zhǎng)掩碼的能力對(duì)于在無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)不工作和/或無(wú)線定位系統(tǒng)不能監(jiān)視無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)接口之一時(shí)是有用的。無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者可以選擇設(shè)置無(wú)線定位系統(tǒng)來(lái)保持所有無(wú)線發(fā)射機(jī)的的標(biāo)識(shí)信息。除了上述原因外，無(wú)線定位系統(tǒng)可以為所有通過(guò)撥叫“911”來(lái)觸發(fā)定位處理的無(wú)線發(fā)射機(jī)提供語(yǔ)音信道跟蹤。如前所述，無(wú)線定位系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)任務(wù)安排以在例如撥叫“911”后規(guī)定的時(shí)間向無(wú)線發(fā)射機(jī)提供定位。通過(guò)在狀態(tài)表中為所有無(wú)線發(fā)射機(jī)保持信息，無(wú)線定位系統(tǒng)就能夠?yàn)樗械陌l(fā)射機(jī)而不只是那些在任務(wù)列表中具有優(yōu)先項(xiàng)的發(fā)射機(jī)在規(guī)定觸發(fā)事件的事件中提供語(yǔ)音信道跟蹤。
應(yīng)用程序接口利用AP 14，無(wú)線定位系統(tǒng)支持各種基于對(duì)終端用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)，以及使用諸如TCP/IP、X.25、SS-7和IS-41之類安裝協(xié)議的載波定位應(yīng)用程序。AP 14和外部應(yīng)用程序之間的每個(gè)接口是一個(gè)安全的和被許可的連接，允許AP 14正確地驗(yàn)證與AP 14連接的應(yīng)用程序的標(biāo)識(shí)。這是必要的，因?yàn)槊總€(gè)連接的應(yīng)用程序只被允許在實(shí)時(shí)和/或歷史的基礎(chǔ)上對(duì)定位記錄的有限訪問(wèn)。另外，AP 14支持另外的命令/響應(yīng)、實(shí)時(shí)、和后處理功能，這些將在下面更詳細(xì)地說(shuō)明。訪問(wèn)這些附加的功能還要求進(jìn)行認(rèn)證。AP 14維護(hù)一個(gè)用戶清單和與每個(gè)用戶相關(guān)的認(rèn)證裝置。如果應(yīng)用程序沒(méi)有正確地通過(guò)認(rèn)證或得到訪問(wèn)權(quán)，則應(yīng)用程序就不能夠得到對(duì)定位記錄或功能的訪問(wèn)。另外，AP 14支持由每個(gè)應(yīng)用程序在產(chǎn)生問(wèn)題的事件中所采取的所有動(dòng)作的完全登錄，否則以后會(huì)要求調(diào)查該動(dòng)作。對(duì)下面的列表中的每個(gè)命令或功能，AP 14優(yōu)選支持其中每個(gè)動(dòng)作或每個(gè)動(dòng)作的結(jié)果被認(rèn)證為正確的協(xié)議。
編輯任務(wù)列表—該命令允許外部的應(yīng)用軟件加上、去除或編輯任務(wù)列表中的項(xiàng)，包括與每個(gè)項(xiàng)相關(guān)的任何字段和標(biāo)志。該命令可以在單個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上被支持，或是在單個(gè)命令中包含有項(xiàng)目列表的一批項(xiàng)目的基礎(chǔ)上被支持。后者在例如大塊的應(yīng)用程序諸如與定位關(guān)系很大的收費(fèi)中是有用的，在這種應(yīng)用程序中要支持更大數(shù)量的無(wú)線發(fā)射機(jī)，并且希望使協(xié)議的額外開銷最小化。該命令可以為任務(wù)列表中特定的項(xiàng)目添加或刪除應(yīng)用程序，但是如果一個(gè)項(xiàng)目還包含其它的與發(fā)出命令的應(yīng)用程序無(wú)關(guān)或未被該應(yīng)用程序認(rèn)證的其它應(yīng)用程序，則該命令不能整個(gè)地刪除該項(xiàng)目。
設(shè)置定位間隔—無(wú)線定位系統(tǒng)可被設(shè)置為對(duì)特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)在任何間隔在控制信道上或語(yǔ)音信道上執(zhí)行定位處理。例如，某些應(yīng)用程序可以要求在發(fā)射機(jī)服務(wù)于語(yǔ)音信道時(shí)每隔幾秒鐘對(duì)該無(wú)線發(fā)射機(jī)定位。當(dāng)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行初始發(fā)射時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)開始用任務(wù)列表中的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)來(lái)觸發(fā)。如果在該項(xiàng)中的字段或標(biāo)志之一規(guī)定了在設(shè)置的間隔上的更新的定位，則該無(wú)線定位系統(tǒng)在由定時(shí)器而不是標(biāo)識(shí)或其它發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)的任務(wù)列表中建立一個(gè)動(dòng)態(tài)任務(wù)。每次定時(shí)器時(shí)間到，這段時(shí)間可以從1秒到數(shù)小時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)將自動(dòng)觸發(fā)以定位無(wú)線發(fā)射機(jī)。無(wú)線定位系統(tǒng)使用其到無(wú)線通信系統(tǒng)的接口來(lái)查詢無(wú)線發(fā)射機(jī)的狀態(tài)，包括先前所述的語(yǔ)音調(diào)用參數(shù)。如果無(wú)線發(fā)射機(jī)工作在語(yǔ)音信道上，則無(wú)線定位系統(tǒng)執(zhí)行定位處理。如果無(wú)線發(fā)射機(jī)未工作在任何已存在的傳輸中，則無(wú)線定位系統(tǒng)執(zhí)行定位處理。無(wú)線定位系統(tǒng)將命令無(wú)線通信系統(tǒng)使無(wú)線發(fā)射機(jī)立即發(fā)射。當(dāng)設(shè)置動(dòng)態(tài)任務(wù)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)還設(shè)置一動(dòng)態(tài)任務(wù)停止的結(jié)束時(shí)間。
終端用戶添加/刪除—該命令可以由無(wú)線發(fā)射機(jī)的終端用戶執(zhí)行，將無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)置于任務(wù)列表上并允許定位處理，以從任務(wù)列表中去除無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)，并因此消除作為觸發(fā)項(xiàng)的標(biāo)識(shí)，或?qū)o(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)置于禁止定位處理的任務(wù)列表上。當(dāng)定位處理被終端用戶禁止時(shí)(被稱為禁止定位處理)，則將不對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)執(zhí)行定位處理。無(wú)線定位系統(tǒng)操作者能夠可選地由無(wú)線定位系統(tǒng)根據(jù)終端用戶的禁止定位處理命令選擇幾個(gè)動(dòng)作之一(1)禁止動(dòng)作可以高于所有其它在任務(wù)列表中的觸發(fā)項(xiàng)，包括由于諸如“911”的緊急呼叫的觸發(fā)，(2)禁止動(dòng)作可以高于任務(wù)列表中的其它觸發(fā)項(xiàng)，但由于諸如“911”的緊急呼叫的觸發(fā)除外，(3)禁止動(dòng)作可以被其它任務(wù)列表中的其它選擇觸發(fā)項(xiàng)取代。在第一種情況下，終端用戶被允許完成對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射私密性的控制，因?yàn)閷?duì)于那個(gè)發(fā)射無(wú)論如何都將不執(zhí)行任何定位處理。在第二種情況下，終端用戶可以在緊急情況下仍然接收定位的益處，但在其它時(shí)間則不允許。在第三種情況下，作為特定無(wú)線發(fā)射機(jī)的實(shí)際擁有者的雇傭者可以完全控制使用無(wú)線發(fā)射機(jī)作為其工作的一部分但可能不想被定位的受雇人員的終端用戶操作。無(wú)線定位系統(tǒng)可以如上所述查詢無(wú)線通信系統(tǒng)，以獲得包含在無(wú)線發(fā)射中的標(biāo)識(shí)到其它標(biāo)識(shí)的映射。
終端用戶進(jìn)行的添加和刪除通過(guò)撥號(hào)的字符和數(shù)字序列并按壓無(wú)線發(fā)射機(jī)上的“SEND”或等效的鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些序列可被可選地選擇，并使無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者知道。例如一個(gè)序列可以是“*55SEND”以禁止定位處理。其它序列也是可以的。當(dāng)終端用戶能夠撥號(hào)該規(guī)定的序列時(shí)，無(wú)線發(fā)射機(jī)將通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)規(guī)定的控制信道發(fā)射該序列。因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)獨(dú)立地檢測(cè)和解調(diào)所有反向控制信道的傳輸，所以無(wú)線定位系統(tǒng)可以獨(dú)立地解釋規(guī)定的撥號(hào)序列并使合適的特征更新至任務(wù)列表，如上所述。當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)完成完成對(duì)任務(wù)列表的更新時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)線路終端用戶發(fā)送確認(rèn)信息。如前所述，這可采用音頻音、記錄的或合成的話音、或文字的消息的形式。該命令通過(guò)無(wú)線定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)之間的接口執(zhí)行。
命令發(fā)射—該命令允許外部應(yīng)用程序使無(wú)線定位系統(tǒng)發(fā)送命令給無(wú)線通信系統(tǒng)，以使特定的無(wú)線發(fā)射機(jī)或無(wú)線發(fā)射機(jī)組發(fā)射。該命令可包含表示無(wú)線發(fā)射機(jī)(組)應(yīng)當(dāng)立即發(fā)射或在規(guī)定時(shí)間發(fā)射的標(biāo)志或字段。該命令具有根據(jù)命令對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)定位的效果，因?yàn)榘l(fā)射將被檢測(cè)、解調(diào)和觸發(fā)，產(chǎn)生定位處理和生成定位記錄。這在消除或減少確定定位過(guò)程中的延遲如為無(wú)線發(fā)射機(jī)等待下一注冊(cè)時(shí)間周期或等獨(dú)立發(fā)射的發(fā)生時(shí)是有用的。
外部數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和更新—無(wú)線定位系統(tǒng)包括訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)的裝置，以用無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)或包含在傳輸中的其它參數(shù)或是觸發(fā)判據(jù)來(lái)查詢所述外部數(shù)據(jù)庫(kù)，并將從外部數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的數(shù)據(jù)與無(wú)線定位系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)合并以建立新的增強(qiáng)的定位記錄。增強(qiáng)的定位記錄然后可以被發(fā)送至請(qǐng)求的應(yīng)用程序。外部數(shù)據(jù)庫(kù)可包括例如數(shù)據(jù)單元，諸如客戶信息、醫(yī)療信息、登記的特征、應(yīng)用程序相關(guān)的信息、客戶帳目信息、聯(lián)系信息或在定位觸發(fā)事件時(shí)采取的規(guī)定動(dòng)作集合。無(wú)線定位系統(tǒng)也可包括使對(duì)于外部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新例如增加或減少與提供定位服務(wù)相關(guān)的收費(fèi)計(jì)數(shù)器，或用最新的與特定無(wú)線發(fā)射相關(guān)的定位記錄更新外部數(shù)據(jù)庫(kù)。無(wú)線定位系統(tǒng)在不止一個(gè)的外部數(shù)據(jù)庫(kù)上包含要執(zhí)行的在此描述動(dòng)作的裝置。要訪問(wèn)和采取后續(xù)動(dòng)作的外部數(shù)據(jù)庫(kù)的列表和序列包含在多個(gè)字段之一中，這些字段包含在任務(wù)列表的觸發(fā)判據(jù)中。
隨機(jī)匿名定位處理—無(wú)線定位系統(tǒng)包括執(zhí)行大規(guī)定隨機(jī)匿名定位處理的裝置。該功能對(duì)于某些類型的要求集中大量關(guān)于無(wú)線發(fā)射機(jī)數(shù)量的數(shù)據(jù)而不考慮單個(gè)發(fā)射機(jī)的具體標(biāo)識(shí)的應(yīng)用程序是有價(jià)值的。該類型的應(yīng)用包括RF優(yōu)化，其使得無(wú)線運(yùn)營(yíng)商通過(guò)同時(shí)確定發(fā)射的位置和其它參數(shù)來(lái)測(cè)量無(wú)線通信系統(tǒng)的性能；交通管理，其使政府機(jī)構(gòu)和商業(yè)單位使用統(tǒng)計(jì)在車輛中旅行的無(wú)線發(fā)射機(jī)的重要樣本來(lái)監(jiān)測(cè)在各種高速公路上的交通；以及本地交通估計(jì)，其使商業(yè)企業(yè)估計(jì)在特定區(qū)域周圍的車流，可以幫助確定特定商務(wù)的可行性。
應(yīng)用程序請(qǐng)求隨機(jī)匿名定位處理選擇性地從兩個(gè)來(lái)源接收定位記錄(1)一份為其它應(yīng)用程序產(chǎn)生的定位記錄，和(2)已經(jīng)由無(wú)線定位系統(tǒng)隨機(jī)觸發(fā)而不考慮任何特定的標(biāo)準(zhǔn)的定位記錄。所有的從任何源產(chǎn)生的定位記錄被發(fā)送而從定位記錄中去掉所有的標(biāo)識(shí)和觸發(fā)判據(jù)信息；但是請(qǐng)求的應(yīng)用程序可確定記錄是從完全隨機(jī)的處理中產(chǎn)生還是來(lái)自另外的觸發(fā)判據(jù)的復(fù)制品。隨機(jī)定位記錄是由無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)產(chǎn)生的，無(wú)論何時(shí)處理和通信資源可用，該無(wú)線定位系統(tǒng)即在隨機(jī)選擇的發(fā)射上執(zhí)行定位處理，否則即在特定的瞬時(shí)不被使用。請(qǐng)求的應(yīng)用程序可以規(guī)定是在整個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)覆蓋的范圍內(nèi)、還是在諸如沿規(guī)定的高速公路的特定地理區(qū)域內(nèi)、或是按照具體的小區(qū)站的覆蓋區(qū)域來(lái)執(zhí)行隨機(jī)定位處理。這樣，請(qǐng)求的應(yīng)用程序可以將無(wú)線定位系統(tǒng)的資源引導(dǎo)至那些對(duì)每個(gè)應(yīng)用程序有最大興趣的區(qū)域。根據(jù)應(yīng)用程序所希望的隨機(jī)性，無(wú)線定位系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)優(yōu)先水平以隨機(jī)選擇某種發(fā)射類型，例如注冊(cè)消息、始發(fā)消息、尋呼響應(yīng)消息或語(yǔ)音信道傳輸。
地理組群的匿名跟蹤—無(wú)線定位系統(tǒng)包括在重復(fù)的基礎(chǔ)上為規(guī)定地理區(qū)域的匿名的無(wú)線發(fā)射機(jī)組觸發(fā)定位處理的裝置。例如，特定的定位應(yīng)用程序可能希望監(jiān)視在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)的旅行路徑，但不要無(wú)線定位系統(tǒng)公開無(wú)線發(fā)射機(jī)的特定標(biāo)識(shí)。周期時(shí)間可以是幾小時(shí)、幾天或幾星期。利用該裝置，無(wú)線定位系統(tǒng)可以隨機(jī)地選擇在相關(guān)的地理區(qū)域向應(yīng)用程序啟動(dòng)發(fā)射的無(wú)線發(fā)射機(jī)；執(zhí)行對(duì)感興趣的發(fā)射的定位處理；將無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)不可逆地轉(zhuǎn)換和加密為新編碼的標(biāo)識(shí)符；只用新編碼的標(biāo)識(shí)建立定位記錄作為識(shí)別手段；將定位記錄發(fā)送到請(qǐng)求的定位應(yīng)用程序；和在任務(wù)列表中為無(wú)線發(fā)射機(jī)建立動(dòng)態(tài)任務(wù)，在這里動(dòng)態(tài)任務(wù)有一個(gè)相關(guān)的終止時(shí)間。繼而，只要規(guī)定的無(wú)線發(fā)射機(jī)啟動(dòng)了發(fā)射，無(wú)線定位系統(tǒng)將使用動(dòng)態(tài)任務(wù)進(jìn)行觸發(fā)，執(zhí)行關(guān)于感興趣的發(fā)射的定位處理，用與先前所述相同的裝置將無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)不可逆地轉(zhuǎn)換和加密為新編碼的標(biāo)識(shí)符，以便使編碼的標(biāo)識(shí)相同，用新編碼的標(biāo)識(shí)建立定位記錄，以及將定位記錄發(fā)送到請(qǐng)求的定位應(yīng)用程序(組)。這里所述的裝置可以與無(wú)線定位系統(tǒng)的其它功能結(jié)合，以用控制或語(yǔ)音信道執(zhí)行這類監(jiān)視。此外，這里所述的裝置完全保留了無(wú)線發(fā)射機(jī)的私有標(biāo)識(shí)，還使另一種類的應(yīng)用程序可以監(jiān)視無(wú)線發(fā)射機(jī)的旅行圖。該類應(yīng)用程序在確定新道路的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、交錯(cuò)路徑規(guī)劃、或商業(yè)和零售空間的構(gòu)成時(shí)可以有很大的價(jià)值。
定位記錄分組、排序和制作標(biāo)簽—無(wú)線定位系統(tǒng)包括為某些發(fā)出請(qǐng)求的應(yīng)用程序后處理定位記錄以對(duì)該定位記錄進(jìn)行分組、排序和制作標(biāo)簽。對(duì)每個(gè)由無(wú)線定位系統(tǒng)支持的接口，無(wú)線定位系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)類型的簡(jiǎn)要表，這些數(shù)據(jù)是應(yīng)用程序被許可和在請(qǐng)求的，還保存應(yīng)用程序所要的過(guò)濾器或后處理動(dòng)作的類型。很多應(yīng)用程序如這里所述的例子不要求個(gè)別發(fā)射機(jī)的單獨(dú)的定位記錄或具體的標(biāo)識(shí)。例如，RF優(yōu)化應(yīng)用程序從定位記錄的大數(shù)據(jù)集合中為特定的小區(qū)站或信道得到比從任何單獨(dú)的定位記錄可以得到的更多值。例如，交通監(jiān)測(cè)的應(yīng)用只要求來(lái)自在規(guī)定道路或高速公路上的發(fā)射機(jī)的定位記錄而且另外要求這些記錄按道路或高速公路分段和旅行方向來(lái)分組。其它的應(yīng)用程序可要求無(wú)線定位系統(tǒng)將已經(jīng)被格式化的定位記錄，以通過(guò)例如調(diào)整發(fā)射機(jī)的定位估計(jì)增強(qiáng)所要求的可視顯示，從而發(fā)射機(jī)的位置在電子地圖上直接顯示在繪制的道路區(qū)段上而不是在道路區(qū)段的附近。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)優(yōu)選“捕捉”定位估計(jì)到最近繪制的道路區(qū)段。
無(wú)線定位系統(tǒng)可以只在特定的小區(qū)站、扇區(qū)、RF信道或RF信道組上將定位記錄過(guò)濾和報(bào)告給無(wú)線發(fā)射的應(yīng)用程序。在將記錄發(fā)送給請(qǐng)求的應(yīng)用程序之前，無(wú)線定位系統(tǒng)首先驗(yàn)證在記錄中的合適字段滿足要求。不與請(qǐng)求匹配的記錄不被傳送，而傳送與請(qǐng)求匹配的記錄。一些過(guò)濾器是地理性的，并且必須由無(wú)線定位系統(tǒng)計(jì)算。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)可以處理定位記錄以確定最近的道路區(qū)段和無(wú)線發(fā)射機(jī)在該道路區(qū)段上旅行的方向。無(wú)線定位系統(tǒng)然后只將記錄傳送到被確定為關(guān)于特定道路區(qū)段的應(yīng)用程序，并且可以進(jìn)一步通過(guò)增加包含被確定道路區(qū)段的字段來(lái)增強(qiáng)位置記錄。為了確定最近的道路區(qū)段，無(wú)線定位系統(tǒng)被發(fā)出請(qǐng)求的應(yīng)用程序提供相關(guān)道路區(qū)段的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)被儲(chǔ)存在一個(gè)表中，在該表中以定義每個(gè)區(qū)段端點(diǎn)的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)來(lái)保存每個(gè)道路區(qū)段。每個(gè)道路區(qū)段可以被模型化為直線或曲線，并且可以模型化以支持旅行的一個(gè)或兩個(gè)方向。然后對(duì)由無(wú)線定位系統(tǒng)確定的每個(gè)定位記錄，無(wú)線定位系統(tǒng)將定位記錄中的緯度和經(jīng)度與數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的每個(gè)道路區(qū)段相比較，并從連接區(qū)段的端點(diǎn)到定位記錄的緯度和經(jīng)度的模型化線路中確定最短距離。該最短距離是與連接所儲(chǔ)存道路區(qū)段的兩個(gè)端點(diǎn)的線路正交的假想線路。當(dāng)確定了最近的道路區(qū)段時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)可以通過(guò)將定位處理所報(bào)告的無(wú)線發(fā)射機(jī)的旅行方向與道路的走向相比較，來(lái)進(jìn)一步確定在該道路區(qū)段上旅行的方向。然后由無(wú)線定位系統(tǒng)報(bào)告相對(duì)于道路區(qū)段的方向產(chǎn)生最小偏差的方向。
網(wǎng)絡(luò)操作控制臺(tái)(NOC)16NOC 16是一種網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其允許無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者容易地訪問(wèn)無(wú)線定位系統(tǒng)的編程參數(shù)。例如，在某些城市，無(wú)線定位系統(tǒng)可包含數(shù)百個(gè)或甚至數(shù)千個(gè)的SCS 10。NOC是管理大無(wú)線定位系統(tǒng)的最有效的方法，其利用圖形用戶界面功能。如果無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)的某些功能操作不正常，則NOC還將接收實(shí)時(shí)警告。這些實(shí)時(shí)警告可以由操作者使用以迅速采取正確的措施并防止定位服務(wù)質(zhì)量變差。無(wú)線定位系統(tǒng)嘗試的經(jīng)驗(yàn)表明系統(tǒng)在整個(gè)時(shí)間中維持良好定位精度的能力與操作者使系統(tǒng)保持在其預(yù)定參數(shù)內(nèi)工作的能力直接相關(guān)。
定位處理無(wú)線定位系統(tǒng)能夠用兩個(gè)不同的方法執(zhí)行定位處理，這兩種方法稱為基于中央的處理和基于站的處理。這兩種技術(shù)首先公開在第5,327,144號(hào)專利上并且在本說(shuō)明書中進(jìn)一步增強(qiáng)。定位處理部分取決于精確地確定在多個(gè)天線和多個(gè)SCS 10接收的信號(hào)的某個(gè)相位特性。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)的目的是識(shí)別和消除妨礙定位處理能力的相位偏差源，以確定所接收信號(hào)的相位特性。相位偏差的一個(gè)來(lái)源在無(wú)線發(fā)射機(jī)本身內(nèi)部，即振蕩器(典型地為石英振蕩器)和可使電話調(diào)諧到用于發(fā)射的特定信道上的鎖相環(huán)。低成本的石英振蕩器通常將具有較高的相位噪聲。一些空中接口規(guī)范如IS-136和IS-95A具有覆蓋無(wú)線電話在發(fā)射中可能帶有的相位噪聲的規(guī)范。其它的空中接口規(guī)范如IS-553A沒(méi)有嚴(yán)格地規(guī)定相位噪聲。因此本發(fā)明的目的是自動(dòng)減少和/或消除作為定位處理中的相位噪聲源的無(wú)線發(fā)射機(jī)的相位噪聲，部分是通過(guò)自動(dòng)選擇基于中央的處理或基于站的處理的使用。自動(dòng)選擇還將考慮使用SCS 10和TLP 12之間通信鏈路的效率，以及在各SCS 10和TLP 12處的DSP資源的可用性。
當(dāng)使用基于中央的處理時(shí)，TDOA和FDOA確定和多路徑處理與位置和速度確定一起在TLP 12中執(zhí)行。該方法在無(wú)線發(fā)射機(jī)具有預(yù)定閾值以上的相位噪聲時(shí)是優(yōu)選的。在這些情況下，基于中央的處理在減少或消除作為相位偏差來(lái)源的無(wú)線發(fā)射機(jī)的相位噪聲時(shí)是最為有效的，因?yàn)槭褂脕?lái)自兩個(gè)天線的實(shí)際RF傳輸?shù)臄?shù)字表達(dá)來(lái)執(zhí)行TDOA估計(jì)，這兩個(gè)天線可以是在相同的SCS 10或在不同的SCS 10處。在這種方法中，那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到發(fā)射機(jī)的相位噪聲在TDOA處理中是共模噪聲，并且因此在TDOA確定過(guò)程中是自消除的。該方法例如對(duì)于很多極低成本的具有高相位噪聲的AMPS蜂窩電話能夠最佳地工作?；谥醒氲奶幚淼幕静襟E包括下面所述的內(nèi)容及在圖6的流程圖中表示的內(nèi)容無(wú)線發(fā)射機(jī)啟動(dòng)在控制信道或語(yǔ)音信道上的發(fā)射(步驟S50)；在無(wú)線定位系統(tǒng)的多個(gè)天線和多個(gè)SCS 10接收傳輸(步驟S51)；在與各SCS/天線連接的接收機(jī)中將傳輸轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式(步驟S52)；將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)儲(chǔ)存在各SCS 10的接收機(jī)的存儲(chǔ)器中(步驟S53)；傳輸被解調(diào)(步驟S54)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定是否開始對(duì)該傳輸?shù)亩ㄎ惶幚?步驟S55)；如果觸發(fā)，TLP 12請(qǐng)求來(lái)自多個(gè)SCS 10的接收機(jī)中存儲(chǔ)器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的拷貝(步驟S56)；從多個(gè)SCS 10向所選擇的TLP 12發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(步驟S57)；TLP 12執(zhí)行TDOA和FDOA，以及對(duì)來(lái)自天線對(duì)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的多路徑緩解(步驟S58)；TLP 12用TDOA數(shù)據(jù)執(zhí)行位置和速度確定，然后建立位置記錄和將該位置記錄傳送到AP 14(步驟S59)。
在從SCS 10向TLP 12發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)使用可變數(shù)量的比特來(lái)表示傳輸。如前所述，SCS接收機(jī)以高分辨率或?qū)γ總€(gè)數(shù)字采樣使用大量的比特來(lái)將無(wú)線傳輸數(shù)字化，以達(dá)到足夠的動(dòng)態(tài)范圍。這在使用寬帶數(shù)字接收機(jī)時(shí)特別需要，寬帶數(shù)字接收機(jī)可以同時(shí)接收靠近SCS 10A和遠(yuǎn)離SCS 10B的信號(hào)。例如，可能需要多達(dá)14比特來(lái)表示84dB的動(dòng)態(tài)范圍。定位處理不總是要求每個(gè)數(shù)字采樣有高分辨率。經(jīng)常地，由無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)每個(gè)數(shù)字采樣采用較少數(shù)量的比特即可實(shí)現(xiàn)足夠精度的定位。因此，為了通過(guò)在各SCS 10和TLP 12之間的通信鏈路上節(jié)省帶寬來(lái)減少無(wú)線定位系統(tǒng)的實(shí)施成本，無(wú)線定位系統(tǒng)確定用數(shù)字表示傳輸所需要的最少數(shù)量的比特，同時(shí)還能維持理想的精度水平。該確定是基于例如無(wú)線發(fā)射機(jī)使用的特定空中接口協(xié)議、傳輸?shù)腟NR、傳輸被衰落和/或多路徑干擾的程度、以及在每個(gè)SCS 10中的處理和通信隊(duì)列的當(dāng)前狀態(tài)。從SCS 10向TLP 12發(fā)送的比特?cái)?shù)量以兩種方式減少每個(gè)采樣的比特?cái)?shù)量被最小化，以及對(duì)定位處理使用能夠傳輸?shù)淖疃涕L(zhǎng)度或最少分段。TLP 12可以使用該最小RF數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行定位處理，然后將結(jié)果與所需要的精度水平比較。該比較是在置信度間隔(confidence interval)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。如果定位估計(jì)沒(méi)有落在理想精度限制內(nèi)，TLP 12將遞歸地請(qǐng)求來(lái)自所選擇SCS 10的附加數(shù)據(jù)。附加的數(shù)據(jù)可以包括每個(gè)數(shù)字采樣的附加比特?cái)?shù)和/或包括傳輸?shù)母喾侄巍Ｕ?qǐng)求附加數(shù)據(jù)的過(guò)程可遞歸地持續(xù)直到TLP 12已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的定位精度。
對(duì)于上述的基本步驟還有一些附加的細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)在該說(shuō)明的其它部分的已有的第5,327,144和5,608,410號(hào)專利中有說(shuō)明。對(duì)早先專利中所述的過(guò)程的一個(gè)增強(qiáng)是選擇用于定位處理中的每個(gè)基線的單個(gè)參考SCS/天線。在現(xiàn)有技術(shù)中，基線被用圍繞一個(gè)環(huán)的天線站對(duì)確定。在本無(wú)線定位系統(tǒng)中，所使用的單個(gè)參考SCS/天線通常是最高的SNR信號(hào)，盡管在下面也使用其它標(biāo)準(zhǔn)。使用高的SNR基準(zhǔn)在定位處理使用的其它SCS/天線非常弱時(shí)有助于基于中央的定位處理，諸如等于或低于噪聲底線(即信號(hào)對(duì)噪聲之比為零或負(fù))。當(dāng)基于站的定位處理被使用時(shí)，參考信號(hào)是再調(diào)制信號(hào)，其是有意地建立為具有很高的信噪比，還有助于對(duì)其它SCS/天線的很低信號(hào)的定位處理。參考SCS/天線的實(shí)際選擇在下面說(shuō)明。
無(wú)線定位系統(tǒng)通過(guò)第一次遞歸估計(jì)除了直通路徑成分外接收的多路徑成分、然后減少這些來(lái)自所接收信號(hào)的成分，來(lái)減少多路徑。這樣無(wú)線定位系統(tǒng)將所接收信號(hào)模型化，并將該模型與實(shí)際接收的信號(hào)比較，并嘗試用加權(quán)的最小二乘差使兩者之間的差異最小化。對(duì)來(lái)自無(wú)線發(fā)射機(jī)的每個(gè)發(fā)射的信號(hào)x(t)，在各SCS/天線所接收的信號(hào)y(t)是信號(hào)的復(fù)數(shù)組合y(t)＝∑x(t-τn)anejω(t-τn)，對(duì)所有的n＝0到N；
其中x(t)是被無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)；an和τn是復(fù)數(shù)幅值和多路徑分量的延遲；N是在接收信號(hào)中多路徑分量的總數(shù)；a0和τ0是直通路徑分量的常數(shù)。
無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者憑經(jīng)驗(yàn)確定一組用于各多路徑分量的約束，施加在各無(wú)線定位系統(tǒng)工作的特定的環(huán)境中。約束的目的是限制無(wú)線定位系統(tǒng)花在優(yōu)化各多路徑減少計(jì)算上的處理時(shí)間。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)可以被設(shè)置為只確定多路徑的四個(gè)分量；第一分量可假定為具有范圍τ1A至τ1B的時(shí)間延遲；第二分量可假定為具有范圍τ2A至τ2B的時(shí)間延遲；第三分量可假定為具有范圍τ3A至τ3B的時(shí)間延遲；第四分量可依此類推；但是第四分量是單值，其有效地表示數(shù)十個(gè)獨(dú)立(有時(shí)為發(fā)散)的多路徑分量的復(fù)數(shù)組合，這些多路徑分量的時(shí)間延遲超過(guò)第三分量的范圍。為了使處理容易，無(wú)線定位系統(tǒng)將先前的議程轉(zhuǎn)換為頻率域，然后解決獨(dú)立的分量以便使加權(quán)的最小二乘差最小。
當(dāng)使用基于站的處理時(shí)，在SCS 10執(zhí)行TDOA和FDOA的確定和多路徑緩解，而位置和速度的確定則典型地在TLP 12中執(zhí)行。基于站的處理的主要優(yōu)點(diǎn)如第5,327,144號(hào)專利所述，是減少了在每個(gè)SCS 10和TLP 12之間通信鏈路上的傳送數(shù)據(jù)量。但是還有其它的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)新的目的是增加TDOA處理過(guò)程中有效的信號(hào)處理增益。如先前所述，基于中央的處理具有消除由無(wú)線發(fā)射機(jī)的相位噪聲引起的相位偏差的優(yōu)點(diǎn)。但是，先前的公開中都沒(méi)有說(shuō)明如何消除或減少在使用基于站的處理時(shí)的同樣的相位噪聲偏差。本發(fā)明利用下面所述并在圖6中顯示的步驟來(lái)減少相位偏差并增加有效的相位信號(hào)的處理增益無(wú)線發(fā)射機(jī)啟動(dòng)在控制信道或語(yǔ)音信道上的發(fā)射(步驟S60)；在無(wú)線定位系統(tǒng)的多個(gè)天線和多個(gè)SCS 10接收傳輸(步驟S61)；在與各SCS/天線連接的接收機(jī)中將傳輸轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式(步驟S62)；
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被儲(chǔ)存在各SCS 10的存儲(chǔ)器中(步驟S63)傳輸被解調(diào)(步驟S64)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定是否開始對(duì)該傳輸進(jìn)行定位處理(步驟S65)；如果觸發(fā)，第一SCS 10A解調(diào)該傳輸并確定合適的相位校正間隔(步驟S66)；對(duì)每個(gè)這種相位校正間隔，第一SCS 10A計(jì)算合適的相位校正和幅值校正，并將該相位校正參數(shù)和幅值校正參數(shù)與解調(diào)數(shù)據(jù)一起編碼(步驟S67)；從第一SCS 10A向TLP 12發(fā)送解調(diào)數(shù)據(jù)和相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)(步驟S68)；TLP 12確定SCS 10和接收天線使用定位處理(步驟S69)；TLP 12將解調(diào)數(shù)據(jù)和相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)發(fā)送至每個(gè)將在定位處理中使用的第二SCS 10B(步驟S70)；第一SCS 10和每個(gè)第二SCS 10B根據(jù)解調(diào)數(shù)據(jù)和相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)建立第一再調(diào)制信號(hào)(步驟S71)；第一SCS 10A和每個(gè)第二SCS 10B用儲(chǔ)存在每個(gè)SCS 10中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和第一再調(diào)制信號(hào)執(zhí)行TDOA和FDOA和多路徑緩解(步驟S72)；從第一SCS 10A和每個(gè)第二SCS 10B向TLP 12發(fā)送TDOA和FDOA和多路徑緩解數(shù)據(jù)；(步驟S73)；TLP 12用TDOA數(shù)據(jù)執(zhí)行位置和速度確定(步驟S74)；TLP 12建立位置記錄，并且將該位置記錄傳送到AP 14(步驟S75)。
確定相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)在基于IS-95A的CDMA無(wú)線發(fā)射機(jī)定位系統(tǒng)中特別明顯。眾所周知，來(lái)自IS-95A發(fā)射機(jī)的反向傳輸是使用非相干調(diào)制來(lái)發(fā)送的。大多數(shù)CDMA基站僅在單個(gè)比特的間隔上積分。對(duì)于CDMA訪問(wèn)信道，在比特率為每秒4800比特的情況下，每比特發(fā)送256個(gè)碼片，這使得積分增益為24dB。利用上述技術(shù)，在每個(gè)SCS 10中的TDOA處理可以在例如完全的160毫秒脈沖脈沖(196，608個(gè)碼片)的時(shí)間上積分，以產(chǎn)生53dB的積分增益。這樣增加的處理增益使本發(fā)明即使在與SCS 10共處的基站不能檢測(cè)CDMA發(fā)射時(shí)，也能用多個(gè)SCS 10檢測(cè)和定位該CDMA發(fā)射。
對(duì)于特定的傳輸，如果相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)的計(jì)算為0，或者不需要計(jì)算，則不發(fā)送這些參數(shù)，以便節(jié)省在每個(gè)SCS 10和TLP 12之間通信鏈路上的傳送數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，無(wú)線定位系統(tǒng)可對(duì)特定的傳輸或特定的協(xié)議下的所有傳輸使用固定的相位校正間隔。這可以基于例如由無(wú)線定位系統(tǒng)在某些時(shí)間段中收集的表明各類發(fā)射機(jī)所表現(xiàn)出的相位噪聲的合理的一致性的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，SCS 10可以省去用于確定合適的相位校正間隔的處理步驟。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，有多種測(cè)量無(wú)線發(fā)射機(jī)相位噪聲的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，可以由SCS中的DSP以數(shù)字化方式產(chǎn)生第一SCS 10A所接收信號(hào)的純的、無(wú)噪聲的再調(diào)制的復(fù)制，然后該接收信號(hào)可以在每個(gè)相位校正間隔上與純信號(hào)比較，從而可以直接測(cè)量相位差異。在這個(gè)實(shí)施例中，相位校正參數(shù)將作為在該相位校正間隔上的相位差的負(fù)數(shù)計(jì)算。表示該相位校正參數(shù)所需的比特?cái)?shù)是隨著相位校正參數(shù)的幅值而變的，并且比特?cái)?shù)也會(huì)隨各個(gè)相位校正間隔而變。已經(jīng)觀察到某些傳輸表現(xiàn)出例如在發(fā)射開始時(shí)相位噪聲較大，而在發(fā)射中期和后期的相位噪聲較小。
基于站的處理對(duì)于具有較小相位噪聲的無(wú)線發(fā)射機(jī)最有用。盡管它們各自的空中協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不一定要求，但使用TDMA、CDMA、或GSM協(xié)議的無(wú)線電話相位噪聲較小。隨著相位噪聲的增大，用于相位校正間隔長(zhǎng)度縮短，并且/或者用于表示相位校正參數(shù)的比特?cái)?shù)增加。當(dāng)表示解調(diào)數(shù)據(jù)和相位校正參數(shù)以及幅值校正參數(shù)的比特?cái)?shù)超過(guò)與基于站的處理的所要求的比特?cái)?shù)的預(yù)定比例時(shí)，基于站的處理的效果就不好了。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是為需要知道發(fā)射位置的每個(gè)傳輸自動(dòng)確定是用基于中央的處理還是用基于站的處理來(lái)進(jìn)行定位處理。該確定的步驟如下述和圖7所示無(wú)線發(fā)射機(jī)啟動(dòng)在控制信道或語(yǔ)音信道上的傳輸(步驟S80)；在無(wú)線定位系統(tǒng)的多個(gè)天線和多個(gè)SCS 10接收傳輸(步驟S81)；在與各SCS/天線連接的接收機(jī)中將傳輸轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式(步驟S82)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定是否對(duì)該傳輸進(jìn)行定位處理(步驟S83)；如果觸發(fā)，第一SCS 10A解調(diào)該傳輸并確定合適的相位校正間隔以及對(duì)相位校正參數(shù)和幅值校正參數(shù)編碼所需的比特?cái)?shù)(步驟S84)；第一SCS 10A估計(jì)所需的比特?cái)?shù)；根據(jù)各方法所需的比特?cái)?shù)，SCS 10或TLP 12確定是用基于中央的處理還是用基于站的處理來(lái)對(duì)該傳輸進(jìn)行定位處理(步驟S85)。
在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，無(wú)線定位系統(tǒng)可始終對(duì)所有特定空中協(xié)議下的傳輸、或是對(duì)所有由一個(gè)特定種類的無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行的發(fā)射使用基于中央的處理或基于站的處理。這可以基于例如由無(wú)線定位系統(tǒng)在某些時(shí)間段中收集的表明各類發(fā)射機(jī)所表現(xiàn)出的相位噪聲的合理一致性的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，SCS 10和/或TLP 12可以省去用于確定合適的處理方法的處理步驟。
對(duì)本發(fā)明的另一種改進(jìn)可用于基于中央的處理和基于站的處理，其使用了閾值標(biāo)準(zhǔn)，以包括對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)位置和速度的最終確定中的基線。對(duì)于每個(gè)基線，無(wú)線定位系統(tǒng)計(jì)算多個(gè)參數(shù)，包括在計(jì)算基線時(shí)與參考SCS/天線一起使用的SCS/天線端口，峰值，平均值，以及在基線中使用的SCS/天線端口上在定位處理所用間隔中接收的傳輸?shù)墓β首兓?，在基線中使用的SCS/天線與參考SCS/天線頻譜互相關(guān)所得到的相關(guān)值，基線的延遲值，多路徑緩解參數(shù)，在多路徑緩解計(jì)算后剩下的殘留值，在最終的定位結(jié)果中SCS/天線對(duì)GDOP的貢獻(xiàn)，以及如果在最終的定位結(jié)果中包含基線的話與基線相吻合的程度。每個(gè)在最終的定位結(jié)果中包含的基線符合或超出各個(gè)在此說(shuō)明的參數(shù)的閾值標(biāo)準(zhǔn)。如果基線不符合一個(gè)或多個(gè)閾值標(biāo)準(zhǔn)，則在最終的定位結(jié)果中可不包含該基線。因此，經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)在最終的定位結(jié)果中實(shí)際使用的SCS/天線數(shù)少于考慮的總數(shù)的情況。
以前的第5,327,144號(hào)專利和5,608,410專利公開了一種方法，通過(guò)該方法定位處理可使下式的最小二乘差值(LSD)最小。
LSD＝(Q12(Delay_T12-Delay_O12)2+Q13(Delay_T13-Delay_O13)2+…+Qxy(Delay_Txy-Delay_Oxy)2在本實(shí)施中，該等式已經(jīng)被再變換為下列形式，以便使定位處理碼更有效LSD＝∑(TDOA0i-τi+τ0)2wi2；所有的i＝1至N-1其中N＝定位處理中使用的SCS/天線數(shù)；TDOA0i＝從參考站0到第i個(gè)站的TDOA；τi＝從無(wú)線發(fā)射機(jī)到第i個(gè)站的理論視線傳播時(shí)間；τ0＝從無(wú)線發(fā)射機(jī)到參考站的理論視線傳播時(shí)間；wi＝賦予第i個(gè)基線的權(quán)值，或品質(zhì)因數(shù)。
在該實(shí)施方案中，無(wú)線定位系統(tǒng)還使用對(duì)上式的另外的替代形式，在參考信號(hào)不很強(qiáng)或使用上述形式的等式而在定位結(jié)果中存在偏差時(shí)，該替代形式有助于確定定位結(jié)果LSD’＝∑(TDOA0i-τi)2wi2-b2∑wi2；所有的i＝1至N-1其中N＝定位處理中使用的SCS/天線數(shù)；TDOA0i＝從參考站0到第i個(gè)站的TDOA；TDOA00＝假設(shè)為零；τi＝從無(wú)線發(fā)射機(jī)到第i個(gè)站的理論視線傳播時(shí)間；b＝對(duì)每個(gè)理論點(diǎn)分別計(jì)算的偏置，其使LSD在該理論點(diǎn)處最小；
和wi＝賦予第i個(gè)基線的權(quán)值，或品質(zhì)因數(shù)。
該等式的LSD形式通過(guò)使w0等于其它權(quán)值的最大值或在參考站的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度上偏置w0來(lái)提供更為容易的消除定位結(jié)果的偏差的裝置。注意如果w0比其它權(quán)值大，則b近似等于τ0?？傊?，權(quán)值或品質(zhì)因數(shù)是基于與上面對(duì)于包括基線的閾值標(biāo)準(zhǔn)的討論相似的標(biāo)準(zhǔn)。也就是，將標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的結(jié)果用于加權(quán)，并且當(dāng)該標(biāo)準(zhǔn)落入閾值以下時(shí)則將權(quán)值設(shè)為零，并且實(shí)際上不包含在最終定位結(jié)果的確定中。
定位處理的天線選擇過(guò)程在如上所述的先前發(fā)明和公開中描述了這樣一些技術(shù)，在這些技術(shù)中，需要有第一、第二或者有可能需要第三天線站點(diǎn)、小區(qū)站或基站來(lái)確定位置。第5,608,410號(hào)專利還揭示了一種動(dòng)態(tài)選擇子系統(tǒng)(DSS)，它能夠確定出哪個(gè)數(shù)據(jù)幀是從哪個(gè)將被用來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)的位置的天線站點(diǎn)位置發(fā)出的。在此DSS中，如果數(shù)據(jù)幀是從超過(guò)閾值數(shù)目的站點(diǎn)接收到的，則DSS可確定出應(yīng)保留哪個(gè)數(shù)據(jù)幀、應(yīng)排除哪個(gè)數(shù)據(jù)幀，并且隨后可對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行動(dòng)態(tài)組織以用于定位處理。該DSS最好使用超過(guò)最小天線站點(diǎn)數(shù)目的站點(diǎn)，這樣就可使處理結(jié)果達(dá)到超定。另外，DSS還可保證定位處理中的所有發(fā)送信息都從同一發(fā)射機(jī)接收到并且是同一發(fā)送的信息。
但是，先前發(fā)明中的優(yōu)選實(shí)施例具有不少局限性。首先，或者是每個(gè)天線站點(diǎn)(或小區(qū)站)只使用一個(gè)天線，或者是在發(fā)送給中央站點(diǎn)之前，從兩個(gè)或四個(gè)分集式天線發(fā)出的數(shù)據(jù)被先在天線站點(diǎn)(或小區(qū)站)中混合。另外，接收到發(fā)送信息的所有天線站點(diǎn)都將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給中央站點(diǎn)，即使DSS以后會(huì)放棄該數(shù)據(jù)幀也如此。因此，可能浪費(fèi)一些通信帶寬而發(fā)送無(wú)用的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的發(fā)明人確定，雖然最小需要有兩個(gè)或三個(gè)站點(diǎn)以用來(lái)確定位置，但是，定位處理中使用的實(shí)際天線和SCS 10的選擇也會(huì)嚴(yán)重影響定位處理的結(jié)果。另外，引入可在定位處理中在各SCS 10上使用多個(gè)天線的裝置也是十分有用的。定位處理中在一個(gè)小區(qū)站上獨(dú)立使用從多個(gè)天線發(fā)出的數(shù)據(jù)的原因在于，各個(gè)天線上所接收到的信號(hào)只受多路徑、衰減以及其它干擾的影響。在本領(lǐng)域中公知，當(dāng)兩個(gè)天線被超過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的距離分隔開時(shí)，各天線就可接收到獨(dú)立路徑中的信號(hào)。因此，通過(guò)利用多個(gè)天線，就可獲得與無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置有關(guān)的頻繁增加且唯一的信息。進(jìn)而可提高無(wú)線定位系統(tǒng)緩解多路徑的能力。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的方法以用于在定位處理中在SCS 10上使用從超過(guò)一個(gè)天線接收到的信號(hào)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法以改進(jìn)用于選擇定位處理中所使用的協(xié)作天線和SCS 10的動(dòng)態(tài)處理。第一個(gè)目的可通過(guò)以下方法得以實(shí)現(xiàn)，即，在SCS 10內(nèi)提供裝置以選擇和使用從定位處理中的一個(gè)SCS上的任何數(shù)目的天線上所采集到的任何數(shù)據(jù)段。如早先說(shuō)明的那樣，一個(gè)小區(qū)站上的各個(gè)天線都被與SCS 10的一個(gè)內(nèi)部接收機(jī)相連接。各個(gè)接收機(jī)將從天線接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并隨后將數(shù)字化信號(hào)臨時(shí)保存在接收機(jī)的一個(gè)存儲(chǔ)器中。TLP 12已配備有裝置以用于指導(dǎo)任何SCS 10從任何接收機(jī)的臨時(shí)存儲(chǔ)器中對(duì)數(shù)據(jù)段進(jìn)行檢索，并提供數(shù)據(jù)以用于定位處理。第二個(gè)目的則可通過(guò)以下方法得以實(shí)現(xiàn)，即，在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)提供裝置以對(duì)大量天線接收無(wú)線定位系統(tǒng)所需定位的發(fā)射信息進(jìn)行監(jiān)視，并隨后根據(jù)一個(gè)預(yù)定的參數(shù)集以選擇一個(gè)較小的天線集進(jìn)行定位處理。
這種選擇過(guò)程的一個(gè)例子由圖8的流程圖表示無(wú)線發(fā)射機(jī)或在控制信道或在語(yǔ)音信道上啟動(dòng)一個(gè)發(fā)射(步驟S90)；在無(wú)線定位系統(tǒng)的多個(gè)SCS 10的多個(gè)天線上接收發(fā)射信息(步驟S91)；在與各天線相連的接收機(jī)中將發(fā)射信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式(步驟S92)；
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被保存在各SCS 10的一個(gè)存儲(chǔ)器中(步驟S93)；發(fā)射信息在至少一個(gè)SCS 10A上得到解調(diào)，并且出現(xiàn)發(fā)射信息的信道號(hào)、小區(qū)站以及無(wú)線發(fā)射機(jī)的服務(wù)扇區(qū)被確定(步驟S94)；根據(jù)服務(wù)小區(qū)站以及扇區(qū)，將一個(gè)SCS 10A指定為用于對(duì)該發(fā)射信息進(jìn)行處理的主SCS 10(步驟S95)；主SCS 10A確定出一個(gè)與解調(diào)數(shù)據(jù)相關(guān)的時(shí)間標(biāo)記(步驟S96)；無(wú)線定位系統(tǒng)確定出是否應(yīng)開始對(duì)該發(fā)射信息進(jìn)行定位處理(步驟S97)；如果定位處理被觸發(fā)，則無(wú)線定位系統(tǒng)將確定出一個(gè)SCS 10和天線的候選列表以在定位處理中使用(步驟S98)；各個(gè)候選SCS/天線在由主SCS 10A所確定的時(shí)間標(biāo)記上測(cè)量并報(bào)告發(fā)射信息的信道號(hào)之中的多個(gè)參數(shù)(步驟S99)；無(wú)線定位系統(tǒng)利用指定規(guī)范來(lái)定制候選SCS/天線，并選擇一個(gè)參考SCS/天線和一個(gè)SCS/天線的處理列表以在定位處理中使用(步驟S100)；以及無(wú)線定位系統(tǒng)利用處理SCS/天線列表中的數(shù)據(jù)繼續(xù)執(zhí)行如先前所述的定位處理工作(步驟S101)。
選擇主SCS/天線選擇‘主’SCS/天線的過(guò)程十分重要，因?yàn)镾CS 10和天線10-1的候選列表是根據(jù)主SCS/天線的指定而部分確定的。當(dāng)無(wú)線發(fā)射機(jī)在一特殊RF信道上進(jìn)行發(fā)射時(shí)，在信號(hào)衰減到一個(gè)可進(jìn)行解調(diào)的電平以下之前，發(fā)射信息經(jīng)常已經(jīng)傳播了許多英里。因此，經(jīng)常有許多SCS/天線都能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行解調(diào)。這一點(diǎn)尤其容易發(fā)生在城市和城郊地區(qū)，在這些地區(qū)中，許多無(wú)線通信系統(tǒng)的頻率重復(fù)利用情況十分密集。例如，由于無(wú)線通信的高使用率已經(jīng)密集的小區(qū)站空間，本發(fā)明的發(fā)明人曾對(duì)這樣一些無(wú)線通信系統(tǒng)做過(guò)測(cè)試，在這些系統(tǒng)中，相同的RF控制信道和數(shù)字顏色代碼被用在相距約一英里的小區(qū)站上。因?yàn)檫@些無(wú)線通信系統(tǒng)獨(dú)立地對(duì)這些發(fā)射信息進(jìn)行解調(diào)，所以無(wú)線定位系統(tǒng)經(jīng)?？梢栽趦蓚€(gè)、三個(gè)或更多的獨(dú)立SCS/天線上解調(diào)出相同的發(fā)射信息。當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)接收到從不同的SCS/天線上發(fā)出的多個(gè)解調(diào)數(shù)據(jù)幀時(shí)，它發(fā)現(xiàn)相同的發(fā)射信息已在多個(gè)SCS/天線上被解調(diào)多次，每個(gè)信息都有預(yù)定誤碼閾值以下的一些誤碼，而且這些解調(diào)數(shù)據(jù)都符合在一個(gè)可接收的誤碼限制之內(nèi)，并且它們都發(fā)生在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔之內(nèi)。
當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)檢測(cè)到多個(gè)SCS/天線所發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)時(shí)，它將對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行檢查以確定應(yīng)將哪個(gè)SCS/天線指定為主SCS定位處理中發(fā)射間隔的平均SNR，相同間隔上SNR中的變化，接收發(fā)射信息的開始與一純先頭部分(pre-cursor)(即，對(duì)AMPS來(lái)說(shuō)，就是打點(diǎn)和Barker代碼)之間的相關(guān)性，解調(diào)數(shù)據(jù)中的誤碼數(shù)，以及SNR從發(fā)射開始之前到另一次發(fā)射開始期間的變化的幅度和速率，還有其它類似的參數(shù)。平均SNR一般是在各個(gè)SCS/天線上或者在待用于定位處理的發(fā)射信息的整個(gè)長(zhǎng)度上或者在一段較短的間隔上被確定的。根據(jù)特定的無(wú)線接口協(xié)議，通過(guò)在一個(gè)由各SCS 10所報(bào)告的時(shí)間標(biāo)記之前、期間及之后的短時(shí)間范圍上執(zhí)行與打點(diǎn)序列和/或Barker代碼和/或sync字相關(guān)聯(lián)，就可確定較短間隔上的平均SNR。上述時(shí)間范圍一般為(例如)以時(shí)間標(biāo)記為中心的+/-200微秒范圍。無(wú)線定位系統(tǒng)通常利用以下判據(jù)來(lái)定制SCS/天線，每個(gè)判據(jù)在合并判據(jù)以確定最終結(jié)論時(shí)都會(huì)得到加權(quán)處理(乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)囊蜃?，這些判據(jù)包括具有較低誤碼的SCS/天線優(yōu)于具有高誤碼的SCS/天線；給定SCS/天線的平均SNR必須大于待被指定為主SCS/天線的預(yù)定閾值；具有較高平均SNR的SCS/天線優(yōu)于具有較低平均SNR的SCS/天線；具有較低SNR變化的SCS/天線優(yōu)于具有較高SNR變化的SCS/天線；在發(fā)射信息開始時(shí)具有較快SNR速率的SCS/天線優(yōu)于具有較慢SNR速率的SCS/天線。無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者可對(duì)加給這些判據(jù)的權(quán)值進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)各個(gè)系統(tǒng)的特殊設(shè)計(jì)。
可利用一個(gè)預(yù)定的判據(jù)集來(lái)選擇SCS 10和天線10-1的候選列表，該判據(jù)集基于(例如)對(duì)小區(qū)站類型、小區(qū)站上天線的類型、天線的幾何形狀以及用于對(duì)有別于其它天線的確定天線進(jìn)行加權(quán)的加權(quán)因子等的知識(shí)。上述加權(quán)因子考慮了這樣一個(gè)領(lǐng)域中的知識(shí)，在此領(lǐng)域中，無(wú)線定位系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，各天線過(guò)去所貢獻(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)被很好地用于定位估計(jì)，以及特定用于各個(gè)不同WLS設(shè)備的其它因子。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線定位系統(tǒng)可選擇候選列表以包含比預(yù)定最大主站點(diǎn)半徑(max_radius_from_primary)更近的多達(dá)站點(diǎn)最大數(shù)目(max_number_of_site)的全部SCS 10。例如，在一個(gè)城市或城郊環(huán)境中，可能存在大量的小區(qū)站，因而可將max_number_of_site限制為19。19個(gè)站點(diǎn)將包括主站點(diǎn)、由環(huán)繞主站點(diǎn)的六個(gè)站點(diǎn)所組成的第一環(huán)(假設(shè)小區(qū)站為經(jīng)典的六角形分布)、以及由環(huán)繞第一環(huán)的12個(gè)站點(diǎn)所組成的下一環(huán)，如圖9所示。在另一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)城郊或農(nóng)村環(huán)境中，max_radius_from_primary可被設(shè)置成40英里以保證使候選的SCS/天線集達(dá)到最寬有效范圍。盡管各個(gè)候選SCS可被允許從其有效天線中選取最佳端口，但無(wú)線定位系統(tǒng)配備有一個(gè)裝置，它能夠?qū)⒑蜻xSCS 10的總數(shù)限制在一個(gè)最大數(shù)(max_number_candidates)之內(nèi)。這就限制了無(wú)線定位系統(tǒng)處理一個(gè)特定位置所需的最大時(shí)間。例如，max_number_candidates可被設(shè)定為32，這意味著在一個(gè)典型的三扇區(qū)分集式無(wú)線通信系統(tǒng)中，最多有32×6＝192個(gè)天線可被用于對(duì)特定發(fā)射信息的定位處理。為了對(duì)處理一個(gè)特定位置的時(shí)間進(jìn)行限制，無(wú)線定位系統(tǒng)還配備有一個(gè)裝置，它將定位處理中所使用的天線的數(shù)目限制為max_number_antennas_processed。max_number_antennas_processed通常小于max_number_candidates，它一般被設(shè)置為16。
當(dāng)無(wú)線定位系統(tǒng)具有可根據(jù)上述預(yù)定判據(jù)集動(dòng)態(tài)地確定SCS 10和天線的候選列表的能力，它還能將固定的候選列表保存在一個(gè)表格中。這樣，對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)中的各個(gè)小區(qū)站和扇區(qū)來(lái)說(shuō)，無(wú)線定位系統(tǒng)擁有一個(gè)獨(dú)立的表格，它定義了SCS 10和天線10-1的候選列表以在當(dāng)一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)在該小區(qū)站和扇區(qū)中初始化一次發(fā)射時(shí)使用。代替每次觸發(fā)一個(gè)位置請(qǐng)求時(shí)都動(dòng)態(tài)地選擇候選SCS/天線，無(wú)線定位系統(tǒng)可在定位處理初始化時(shí)從該表格中直接讀取候選列表。
一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇大量的候選SCS 10以為無(wú)線定位系統(tǒng)提供足夠的機(jī)會(huì)和能力來(lái)測(cè)量及調(diào)節(jié)多路徑。在任何給定的發(fā)射上，任何一個(gè)或多個(gè)SCS 10上的任何一個(gè)或多個(gè)特定天線都可接收受到多路徑變化程度影響的信號(hào)。因此，最好在無(wú)線定位系統(tǒng)內(nèi)配備這樣一種裝置用以動(dòng)態(tài)地選擇一套可以比其它天線接收更少的多路徑的天線。無(wú)線定位系統(tǒng)可利用各種技術(shù)從任何接收信號(hào)中盡可能地緩解多路徑；但是，選擇一套含有最少量多路徑的天線通常應(yīng)慎重從事。
選擇參考和協(xié)作SCS/天線在對(duì)用于定位處理的SCS/天線集的選擇中，無(wú)線定位系統(tǒng)利用多個(gè)判據(jù)來(lái)定制候選SCS/天線，它們包括用于定位處理的發(fā)射間隔上的平均SNR，SNR在同一間隔上的變化，接收發(fā)射信息的開始與一純先頭部分(即，對(duì)AMPS來(lái)說(shuō)，就是打點(diǎn)和Barker代碼)和/或從主SCS/天線發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度，相對(duì)于其上發(fā)射信息得到解調(diào)的SCS/天線上作出報(bào)告的發(fā)射開始時(shí)間，以及SNR從發(fā)射開始之前到另一次發(fā)射開始期間的變化的幅度和速率，還有其它類似的參數(shù)。平均SNR一般是在各個(gè)SCS/天線上或者在待用于定位處理的發(fā)射信息的整個(gè)長(zhǎng)度上或者在一段較短的間隔上被確定的。根據(jù)特定的無(wú)線接口協(xié)議，通過(guò)在一個(gè)由各SCS 10所報(bào)告的時(shí)間標(biāo)記之前、期間及之后的短時(shí)間范圍上執(zhí)行與打點(diǎn)序列和/或Barker代碼和/或sync字相關(guān)聯(lián)，就可確定較短間隔上的平均SNR。上述時(shí)間范圍一般為(例如)以時(shí)間標(biāo)記為中心的+/-200微秒范圍。無(wú)線定位系統(tǒng)通常利用以下判據(jù)來(lái)定制SCS/天線，每個(gè)判據(jù)在合并判據(jù)以確定最終結(jié)論時(shí)都會(huì)得到加權(quán)處理(乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)囊蜃?，這些判據(jù)包括給定SCS/天線的平均SNR必須大于待被指定為主SCS/天線的預(yù)定閾值；具有較低誤碼的SCS/天線優(yōu)于具有高誤碼的SCS/天線；具有較高平均SNR的SCS/天線優(yōu)于具有較低平均SNR的SCS/天線；具有較低SNR變化的SCS/天線優(yōu)于具有較高SNR變化的SCS/天線；開始時(shí)間較靠近執(zhí)行解調(diào)的SCS/天線作出報(bào)告時(shí)間的SCS/天線優(yōu)于具有更大開始時(shí)間間隔的SCS/天線；具有較快SNR變化速率的SCS/天線優(yōu)于具有較慢SNR變化速率的SCS/天線；具有較低權(quán)值遞增GDOP的SCS/天線優(yōu)于具有較高權(quán)值遞增GDOP的SCS/天線，在這里，加權(quán)處理是根據(jù)估計(jì)出來(lái)的主SCS路徑損耗而得到執(zhí)行的。無(wú)線定位系統(tǒng)的操作者可對(duì)加給各個(gè)喜好的權(quán)值進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)各個(gè)系統(tǒng)的特殊設(shè)計(jì)。定位處理中所使用的不同SCS 10的數(shù)目的最大值受到一個(gè)預(yù)定的限制；各個(gè)SCS 10上所使用的天線數(shù)目的最大值也受到一個(gè)預(yù)定的限制；而且所使用的SCS/天線的總數(shù)被限制為max_number_antennas_processed。使用上述過(guò)程的最高級(jí)別SCS/天線被指定為用于定位處理的參考SCS/天線。
SCS 10內(nèi)最佳端口的選擇通常，候選列表或待在定位處理中使用的列表之中的SCS/天線在一個(gè)特定的SCS 10上將只含有一個(gè)或兩個(gè)天線。在這種情況下，無(wú)線定位系統(tǒng)可允許SCS 10從特定SCS 10上的所有或部分天線中選擇“最佳端口”。例如，如果無(wú)線定位系統(tǒng)選擇只使用第一SCS 10上的一個(gè)天線，然后第一SCS 10可從與其相連的典型六天線端口中選擇出最佳端口，或者它可從小區(qū)站的一個(gè)扇區(qū)的兩個(gè)天線端口中選擇一個(gè)最佳天線端口。除了被考慮用作最佳端口的所有天線都處于同一SCS 10之內(nèi)以外，對(duì)最佳天線端口的選擇利用了與上述用于選擇SCS/天線集以在定位處理中使用的過(guò)程相同的過(guò)程并且比較了相同的參數(shù)。在對(duì)用作最佳端口的天線的比較中，SCS 10也可任選地將接收信號(hào)分成多個(gè)段，然后再單獨(dú)測(cè)量接收信號(hào)的各個(gè)段之中的SNR。接著，SCS 10可任選地通過(guò)以下操作之一來(lái)選出具有最高SNR的最佳天線(i)使用含有最多的最高SNR的字段的天線端口，(ii)對(duì)所有信號(hào)段中的SNR進(jìn)行平均并使用具有最高平均SNR的天線端口，或(iii)使用在任何一個(gè)數(shù)據(jù)段中具有最高SNR的天線端口。
可以將本發(fā)明的“天線選擇”概述為包括計(jì)算用于每個(gè)基線的多個(gè)參數(shù)，并且在最終的定位方案中只包括那些其滿足或者大于每個(gè)參數(shù)的預(yù)定門限判據(jù)的基線。該方法尤其用于但并不局限于這樣的應(yīng)用，該應(yīng)用包括其具有信號(hào)采集系統(tǒng)的無(wú)線定位系統(tǒng)以及至少一個(gè)用于對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理的位置處理器，其中根據(jù)多個(gè)第一信號(hào)采集系統(tǒng)/天線-第二信號(hào)采集系統(tǒng)天線基線來(lái)確定TDOA數(shù)據(jù)。該參數(shù)可以包括在基線所使用的第二信號(hào)采集系統(tǒng)/天線端口上所接收到的以及在定位處理所使用的間隔期間所接收到的傳輸?shù)钠骄β?。或者，該參?shù)可以包括在基線所使用的第二信號(hào)采集系統(tǒng)/天線端口上所接收到的以及在定位處理所使用的間隔期間所接收到的傳輸?shù)淖罡吖β?。參?shù)的其它選擇包括在基線所使用的第二信號(hào)采集系統(tǒng)/天線端口上所接收到的以及在定位處理所使用的間隔期間所接收到的傳輸功率的變化；基線所使用的第二信號(hào)采集系統(tǒng)/天線與第一信號(hào)采集系統(tǒng)/天線之間的互譜相關(guān)性的相關(guān)值；基線的延遲值；其他多路緩沖參數(shù)；在多路緩和計(jì)算之后所剩余的剩余值；在最終的定位方案中第二信號(hào)采集系統(tǒng)/天線對(duì)加權(quán)的GDOP幾何精度因子的貢獻(xiàn)；和/或如果包括基線，那么在最終的定位方案中對(duì)適合于基線的品質(zhì)的測(cè)定。
沖突的檢測(cè)和恢復(fù)由于無(wú)線定位系統(tǒng)在定位處理中使用了從許多SCS/天線端口發(fā)出的數(shù)據(jù)，因而有可能出現(xiàn)這樣一種情況，即，一個(gè)或多個(gè)特定SCS/天線端口上的接收信號(hào)將含有受其它無(wú)線發(fā)射機(jī)的同信道干擾(即，兩個(gè)單獨(dú)的無(wú)線發(fā)射之間出現(xiàn)部分或完全沖突)而產(chǎn)生的能量。而且還有可能出現(xiàn)這樣一種情況，即，同信道干擾的SNR將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目標(biāo)無(wú)線發(fā)射機(jī)的信號(hào)的SNR，如果它未得到無(wú)線定位系統(tǒng)的檢測(cè)，則同信道干擾有可能造成對(duì)SCS 10上的最佳端口、參考SCS/天線、候選SCS/天線或定位處理中所使用的SCS/天線的錯(cuò)誤選擇。同信道干擾也可能造成不良的TDOA和FDOA后果，這會(huì)導(dǎo)致定位估計(jì)的失敗或出錯(cuò)。沖突的可能性隨著主無(wú)線通信系統(tǒng)中小區(qū)站密度的增加而增加，尤其是在密集的城市或城郊環(huán)境中頻率的重復(fù)利用以及用戶的無(wú)線通信利用率都很高的情況下。
因此，無(wú)線定位系統(tǒng)應(yīng)含有裝置用以檢測(cè)和恢復(fù)上述的沖突類型。例如，在選擇一個(gè)最佳端口、參考SCS/天線或候選SCS/天線的過(guò)程中，無(wú)線定位系統(tǒng)確定出接收信號(hào)的平均SNR以及在發(fā)射間隔上的SNR變化；當(dāng)SNR變化高于一預(yù)定閾值時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)將指出一個(gè)出現(xiàn)沖突的概率。如果SCS/天線上接收到的信號(hào)的SNR在一個(gè)單步中增加或減小，并且其總量超過(guò)了一預(yù)定閾值，則無(wú)線定位系統(tǒng)也會(huì)分配一個(gè)出現(xiàn)沖突的概率。另外，如果在一遠(yuǎn)程SCS上所接收到的信號(hào)的平均SNR大于由傳播模型所預(yù)計(jì)的平均SNR，該模型給出了其上無(wú)線發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)射進(jìn)行初始化的小區(qū)站以及已知的發(fā)射功率電平和發(fā)射和接收天線的天線圖，則無(wú)線定位系統(tǒng)也會(huì)指出一個(gè)出現(xiàn)沖突的概率。如果出現(xiàn)沖突的概率大于一預(yù)定閾值，則無(wú)線定位系統(tǒng)將執(zhí)行以下說(shuō)明的處理以檢驗(yàn)出沖突是否或在什么程度上給SCS/天線上的接收信息造成了不良影響。指出沖突概率的優(yōu)點(diǎn)在于，它減少或消除了對(duì)未出現(xiàn)沖突的發(fā)射信息主體的額外處理過(guò)程。應(yīng)該注意的是，此處所說(shuō)明的閾值電平、被指出的概率以及沖突檢測(cè)及恢復(fù)過(guò)程的其它細(xì)節(jié)都是可調(diào)整的，即，可根據(jù)會(huì)對(duì)選擇產(chǎn)生影響的特定應(yīng)用、環(huán)境、系統(tǒng)變量等等來(lái)對(duì)它們進(jìn)行選擇。
對(duì)一個(gè)SCS/天線上所接收到的沖突概率高于預(yù)定閾值的發(fā)射信息來(lái)說(shuō)，在參考SCS/天線的確定過(guò)程、最佳端口的確定過(guò)程或定位處理過(guò)程中在使用從一特定天線端口發(fā)出的RF數(shù)據(jù)之前，無(wú)線定位系統(tǒng)最好校驗(yàn)出從各天線端口發(fā)出的RF數(shù)據(jù)是從正確的無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)出的。例如，可以通過(guò)以下處理來(lái)進(jìn)行確定，即，通過(guò)對(duì)接收信號(hào)的各段進(jìn)行解調(diào)以校驗(yàn)出(例如)MIN、MSID或其它識(shí)別信息是正確的，或者是撥號(hào)數(shù)字或其它信息特征與對(duì)此發(fā)射信息進(jìn)行初始解調(diào)的SCS/天線所接收到的相一致。無(wú)線定位系統(tǒng)也可對(duì)一天線端口上的接收信號(hào)的一個(gè)短信號(hào)段與在主SCS 10上所接收到的信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以校驗(yàn)出至少關(guān)聯(lián)結(jié)果是否高于預(yù)定的閾值。如果無(wú)線定位系統(tǒng)檢測(cè)出SNR在整體發(fā)射長(zhǎng)度上的變化超過(guò)了一預(yù)定閾值，則無(wú)線定位系統(tǒng)可以將發(fā)射信息分割成多個(gè)段并對(duì)各個(gè)段進(jìn)行測(cè)試，從而確定出信號(hào)段中的能量是主要來(lái)自被選定進(jìn)行定位處理的無(wú)線發(fā)射機(jī)所發(fā)出的信號(hào)還是來(lái)自一個(gè)干擾發(fā)射機(jī)。
即使無(wú)線定位系統(tǒng)已檢測(cè)到在SCS/天線上有部分沖突出現(xiàn)，無(wú)線定位系統(tǒng)也可選擇使用從定位處理中的一個(gè)特定SCS/天線所發(fā)出的RF數(shù)據(jù)。在這種情況下，SCS 10將使用上述裝置以識(shí)別出接收信息中代表從被選定進(jìn)行定位處理的無(wú)線發(fā)射機(jī)所發(fā)出的信號(hào)的部分，以及接收信息中含有同信道干擾的部分。無(wú)線定位系統(tǒng)可命令SCS 10只發(fā)送或使用接收信息中不含有同信道干擾的選定信號(hào)段。當(dāng)只利用從一個(gè)SCS/天線發(fā)出的選定段來(lái)為一基線確定TDOA和FDOA時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)只使用參考SCS/天線上接收到的發(fā)射信息的相應(yīng)段。無(wú)線定位系統(tǒng)可為其中未檢測(cè)到?jīng)_突的各基線連續(xù)使用所有的信號(hào)段。在許多情況下，無(wú)線定位系統(tǒng)只利用發(fā)射信息的一部分就能夠完成定位處理并能達(dá)到一個(gè)可接受的定位誤差。這種選擇接收傳輸?shù)倪m當(dāng)子集并逐段進(jìn)行定位處理的創(chuàng)造性能力使得無(wú)線定位系統(tǒng)能夠在使用先前技術(shù)可能失敗的情況下順利完成定位處理。
多通路定位處理某些應(yīng)用可能需要對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)的大概位置做一個(gè)非常快的估計(jì)，然后在跟隨一個(gè)對(duì)位置更加精確的估計(jì)，此估計(jì)可被隨后發(fā)送出去。此舉對(duì)(例如)E9-1-1系統(tǒng)是十分有用的，該系統(tǒng)處理無(wú)線通話，并且必須非?？斓刈鞒鐾ㄔ捖窂竭x擇決定，但它可以等得更長(zhǎng)一些以獲取更加精確的位置，該位置將被顯示在E9-1-1通話取樣器的電子地圖終端上。無(wú)線定位系統(tǒng)支持這些帶有創(chuàng)造性的多通路定位處理模式的應(yīng)用。
在許多情況下，通過(guò)使用較長(zhǎng)的發(fā)射信息段并增加較長(zhǎng)積分間隔期間的處理增益就可提高定位精度。但是，較長(zhǎng)的發(fā)射信息段需要在SCS 10和TLP 12內(nèi)具有較長(zhǎng)的處理周期，并且需要較長(zhǎng)的時(shí)間周期以用于穿過(guò)通信接口將RF數(shù)據(jù)從SCS 10發(fā)射至TLP 12。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)含有裝置用以識(shí)別那些需快速卻粗略地估計(jì)位置的發(fā)射信息，其后則跟隨著可以產(chǎn)生一個(gè)更好的定位估計(jì)的更加完整的定位處理。有關(guān)表格的信號(hào)含有一個(gè)標(biāo)志，它用于需要多通路定位近似的各個(gè)有關(guān)信號(hào)。此標(biāo)志指定了定位應(yīng)用請(qǐng)求允許第一次估計(jì)的最大發(fā)送時(shí)間量以及定位應(yīng)用請(qǐng)求允許最后一次估計(jì)的最大發(fā)送時(shí)間量。無(wú)線定位系統(tǒng)通過(guò)選擇待用于執(zhí)行定位處理的發(fā)射信息的一個(gè)子集來(lái)執(zhí)行粗略的定位估計(jì)。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)可以選擇在主SCS/天線上識(shí)別出來(lái)的具有最高平均SNR的信號(hào)段。當(dāng)粗略的定位估計(jì)被確定之后，利用早先所述的方法，但只用發(fā)射信息的一個(gè)子集，TLP 12將此定位估計(jì)傳送給AP 14，后者隨后將此粗略估計(jì)與一個(gè)代表此估計(jì)是一個(gè)粗略估計(jì)的標(biāo)志一起傳送給發(fā)出請(qǐng)求的應(yīng)用。然后，無(wú)線定位系統(tǒng)利用上述所有方法來(lái)執(zhí)行其標(biāo)準(zhǔn)定位處理，并將此定位估計(jì)結(jié)果與一表示此定位估計(jì)是最終狀態(tài)的標(biāo)志一起轉(zhuǎn)送出去。無(wú)線定位系統(tǒng)可在一個(gè)TLP 12的同一DSP上順序地執(zhí)行粗略定位估計(jì)和最終定位估計(jì)，或者也可在不同的DSP上并行執(zhí)行定位處理。并行處理對(duì)滿足發(fā)出請(qǐng)求的定位應(yīng)用的最大時(shí)間需求是必要的。無(wú)線定位系統(tǒng)支持用于同一無(wú)線發(fā)射的不同定位應(yīng)用的不同最大時(shí)間需求。
很短的基線TDOA無(wú)線定位系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成工作于城市、城郊以及農(nóng)村地區(qū)。在農(nóng)村地區(qū)中，當(dāng)一個(gè)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有足夠的小區(qū)站時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)可被布置成使SCS 10位于其它無(wú)線載波的小區(qū)站上或者位于其它類型的發(fā)射塔上，包括AM或FM廣播臺(tái)、尋呼以及雙向無(wú)線發(fā)射塔。在這些情況下，代替共享無(wú)線載波的已有天線，無(wú)線定位系統(tǒng)也可要求安裝適當(dāng)?shù)奶炀€、濾波器以及低噪聲放大器以匹配感興趣進(jìn)行定位的無(wú)線發(fā)射機(jī)的頻帶。例如，一個(gè)AM廣播臺(tái)發(fā)射塔可以要求附加的800MHz天線來(lái)定位蜂窩帶發(fā)射機(jī)。但是，可能有這樣一些情況，無(wú)線定位系統(tǒng)支持一個(gè)被稱為很短基線TDOA的天線模式。當(dāng)有附加的天線被安裝在一個(gè)小區(qū)站發(fā)射塔上，從而天線的間距放置在小于一個(gè)波長(zhǎng)的距離之內(nèi)時(shí)，這種天線模式將被激活。這可能需要在每個(gè)小區(qū)站扇區(qū)內(nèi)增加一個(gè)天線，從而使無(wú)線定位系統(tǒng)可在一個(gè)扇區(qū)中使用一個(gè)已有的接收天線以及一個(gè)放置在已有天線附近的附加天線。扇區(qū)中的兩個(gè)天線通常按照主干架的主軸或線方向平行排列，并且兩個(gè)天線單元之間的距離精確已知。另外，從天線單元到SCS 10中的接收機(jī)的兩個(gè)RF路徑經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)。
在正常模式中，無(wú)線定位系統(tǒng)為按多個(gè)波長(zhǎng)所隔開的一對(duì)天線確定TDOA和FDOA。對(duì)一個(gè)在基線上使用兩個(gè)不同小區(qū)站的天線的TDOA來(lái)說(shuō)，一對(duì)天線按幾千個(gè)波長(zhǎng)隔開。而對(duì)一個(gè)在基線上使用相同小區(qū)站的天線的TDOA來(lái)說(shuō)，則一對(duì)天線只按幾十個(gè)波長(zhǎng)隔開。在上述任何一種情況下，TDOA的確定可以有效地使雙曲線將基線等分并且穿過(guò)無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置。當(dāng)天線按多個(gè)波長(zhǎng)隔開時(shí)，接收信號(hào)占用了不同的獨(dú)立路徑以從無(wú)線發(fā)射機(jī)到達(dá)各個(gè)天線，它們經(jīng)歷了不同的多路徑以及多普勒偏移。但是，當(dāng)兩個(gè)天線的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，兩個(gè)接收信號(hào)將占用同一條路徑并且會(huì)經(jīng)歷相同的衰減、多路徑以及多普勒偏移。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)的TDOA和FDOA處理通常會(huì)產(chǎn)生一個(gè)零(或零附近)赫茲的多普勒偏移以及一個(gè)約為零到幾納秒的時(shí)差。一個(gè)短的時(shí)差等價(jià)于在很短基線上兩個(gè)天線所接收到的信號(hào)之間的一個(gè)明顯的相差。例如，在834MHz上，AMPS反向控制信道發(fā)射的波長(zhǎng)約為1.18英尺。一個(gè)0.1納秒的時(shí)差等價(jià)于約30度的接收相差。在這種情況下，對(duì)TDOA測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一個(gè)基本上是一條直線的雙曲線，它仍穿過(guò)了無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置，而且它在很短的基線上處于從兩個(gè)天線所形成的平行線旋轉(zhuǎn)30度的方向上。當(dāng)這個(gè)在單一小區(qū)站上的很短基線TDOA的結(jié)果被與一個(gè)處于兩個(gè)小區(qū)站間的基線上的TDOA測(cè)量結(jié)果合并時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)只利用兩個(gè)小區(qū)站就可確定出一個(gè)定位估計(jì)。
用于提高定位精度的帶寬監(jiān)控方法
AMPS蜂窩式發(fā)射機(jī)目前包括美國(guó)所使用的大多數(shù)無(wú)線發(fā)射機(jī)并且AMPS反向語(yǔ)音信道傳輸通常是語(yǔ)音及監(jiān)測(cè)音(SAT)所調(diào)制的FM信號(hào)。音頻調(diào)制是標(biāo)準(zhǔn)的FM，并且與使用無(wú)線發(fā)射機(jī)的人的說(shuō)話聲音成正比。在典型的交談中，并不對(duì)其小于下述時(shí)間35％的每個(gè)人的說(shuō)話進(jìn)行調(diào)制，該時(shí)間是指反向語(yǔ)音信道的大部分時(shí)間。在有或沒(méi)有語(yǔ)音的情況下，通過(guò)SAT來(lái)連續(xù)的調(diào)制反向信道，SAT是無(wú)線通信系統(tǒng)所使用的用于監(jiān)控信道狀態(tài)。SAT調(diào)制率只有大約6KHz。音頻信道支持切換(hand-off)控制及其他原因所使用的帶內(nèi)消息，例如用于建立3路呼叫、當(dāng)已在第一呼叫上時(shí)用于應(yīng)答第二次呼入、或者用于對(duì)來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)的“審核”消息進(jìn)行響應(yīng)。盡管音頻信道上所傳載的所有這些消息具有與控制信道消息相類似的特征。不經(jīng)常傳送這些消息并且定位系統(tǒng)忽略了這些消息并且其集中于對(duì)所關(guān)心的信號(hào)進(jìn)行更流行的SAT傳輸。
針對(duì)FM語(yǔ)音及SAT反向語(yǔ)音信道信號(hào)的有效帶寬所存在的上述困難，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提出了一種改進(jìn)方法，通過(guò)該方法可利用反向語(yǔ)音信道(RVC)信號(hào)來(lái)定位無(wú)線發(fā)射機(jī)，尤其是在緊急關(guān)頭的情況下。本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提出了一種定位方法，該方法可使定位系統(tǒng)在測(cè)量很可能不符合規(guī)定精度及可靠性需求的情況下避免利用RVC信號(hào)來(lái)進(jìn)行位置估計(jì)。這節(jié)省了系統(tǒng)資源并且提高了定位系統(tǒng)的總效率。該改進(jìn)方法基于兩個(gè)技術(shù)。圖10A是根據(jù)本發(fā)明的用于利用反向語(yǔ)音信道信號(hào)來(lái)測(cè)定位置的第一方法的流程圖。該方法包括下列步驟(i)首先假定具有無(wú)線發(fā)射機(jī)的用戶希望位于已更新或者已改進(jìn)的位置上，或者希望更新或者改進(jìn)他的位置。這是這樣一種情況，例如，如果無(wú)線用戶撥“911”并且試圖緊急援助。因此還假定用戶與位于中心的調(diào)度員相關(guān)并與其進(jìn)行通信。
(ii)當(dāng)調(diào)度員要求對(duì)特定無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行位置更新時(shí)，調(diào)度員通過(guò)一應(yīng)用接口而將其具有無(wú)線發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)符的位置更新命令發(fā)送到無(wú)線定位系統(tǒng)。
(iii)無(wú)線定位系統(tǒng)利用無(wú)線定位系統(tǒng)查詢無(wú)線通信系統(tǒng)并且獲得了分配給無(wú)線發(fā)射機(jī)的音頻信道這樣的一確認(rèn)來(lái)應(yīng)答調(diào)度員。
(iv)調(diào)度員指示無(wú)線用戶撥9個(gè)或多個(gè)數(shù)字號(hào)碼并且此后撥”SEND”按鈕。這個(gè)序列大約為“123456789”或者“911911911”。當(dāng)無(wú)線用戶對(duì)至少9個(gè)數(shù)字的序列進(jìn)行撥號(hào)并按“SEND”時(shí)在反向語(yǔ)音信道上發(fā)生了兩個(gè)功能。第一，尤其是用于AMPS蜂窩式音頻信道，對(duì)數(shù)字進(jìn)行撥號(hào)可通過(guò)音頻信道來(lái)發(fā)送雙音多頻(DTMF)音。DTMF音的調(diào)制指數(shù)非常高并且在發(fā)送DTMF序列中的每個(gè)數(shù)字期間其使傳輸信號(hào)的帶寬增加而超過(guò)+/-10KHz。在按下”SEND”按鈕時(shí)出現(xiàn)了第二個(gè)功能。不管無(wú)線用戶是否預(yù)訂3路呼叫或者其他特定特征，無(wú)線發(fā)射機(jī)將利用“空白且短脈沖串(blank and burst)”模式而通過(guò)語(yǔ)音來(lái)發(fā)送一消息，其中發(fā)射機(jī)短暫的停止發(fā)送FM語(yǔ)音和SAT，并且改為發(fā)送其按照與控制信道(10千比特曼徹斯特)相同方式所調(diào)制的一短脈沖串消息。如果無(wú)線用戶撥號(hào)小于9個(gè)數(shù)字，那么該消息可由大約544比特組成。如果無(wú)線用戶撥號(hào)9個(gè)或多于9個(gè)數(shù)字，那么消息是由987比特組成的。
(v)在調(diào)度員通知之后，無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)控在音頻信道中所傳輸信號(hào)的帶寬。如上所討論的，當(dāng)只傳送SAT時(shí)，并且即使傳送語(yǔ)音和SAT時(shí)，傳輸信號(hào)也沒(méi)有足夠的帶寬以計(jì)算高質(zhì)量的位置估計(jì)。因此，無(wú)線定位系統(tǒng)保存定位處理資源并且等到傳輸信號(hào)大于預(yù)定帶寬。這可以是例如將某處設(shè)置在8KHz到12KHz的范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)送DTMF撥號(hào)數(shù)字時(shí)或者當(dāng)發(fā)送短脈沖串消息時(shí)，一般的，帶寬大于預(yù)定帶寬。事實(shí)上，如果無(wú)線發(fā)射機(jī)在撥號(hào)期間傳送DTMF音，那么希望帶寬大于預(yù)定帶寬很多倍。這將提供多個(gè)時(shí)機(jī)以執(zhí)行位置估計(jì)。如果在撥號(hào)期間不發(fā)送DTMF音，那么在按壓”SEND”時(shí)仍發(fā)送短脈沖串消息，并且一般帶寬大于預(yù)定門限值。
(vi)只有當(dāng)信號(hào)的傳輸帶寬大于預(yù)定帶寬時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)開始定位處理。
圖10B給出了根據(jù)本發(fā)明的用于利用反向語(yǔ)音信道信號(hào)來(lái)測(cè)定位置的另一個(gè)方法的流程圖。該方法包括下列步驟(i)首先假定具有無(wú)線發(fā)射機(jī)的用戶希望位于已更新或者已改進(jìn)的位置上，或者希望更新或者改進(jìn)他的位置。這是這樣一種情況，例如，如果無(wú)線用戶撥″911″并且試圖緊急援助。因此還假定根據(jù)先前方法用戶不希望撥數(shù)字或者不能撥任意數(shù)字。
(ii)當(dāng)調(diào)度員要求對(duì)特定無(wú)線發(fā)射機(jī)用戶的位置進(jìn)行更新時(shí)，調(diào)度員通過(guò)一應(yīng)用接口而將其具有無(wú)線發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)符的位置更新命令發(fā)送到無(wú)線定位系統(tǒng)。
(iii)無(wú)線定位系統(tǒng)利用一確認(rèn)來(lái)應(yīng)答調(diào)度員。
(iv)無(wú)線定位系統(tǒng)通過(guò)將一“監(jiān)聽”或者類似消息發(fā)送到無(wú)線發(fā)射機(jī)而命令無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。監(jiān)聽消息是這樣的一機(jī)制，即無(wú)線通信系統(tǒng)通過(guò)該機(jī)制可獲得來(lái)自無(wú)線發(fā)射機(jī)的應(yīng)答，而無(wú)需最終用戶的動(dòng)作并且不會(huì)造成無(wú)線發(fā)射機(jī)振鈴或者其他警報(bào)。接收到監(jiān)聽消息可使無(wú)線發(fā)射機(jī)利用音頻信道上的“監(jiān)聽?wèi)?yīng)答”來(lái)進(jìn)行應(yīng)答。
(v)在調(diào)度員通知之后，無(wú)線定位系統(tǒng)監(jiān)控在音頻信道中所傳輸?shù)男盘?hào)的帶寬。如之前所討論的，當(dāng)只傳送SAT時(shí)，并且即使傳送語(yǔ)音和SAT時(shí)，傳輸信號(hào)也沒(méi)有足夠的帶寬以計(jì)算高質(zhì)量的位置估計(jì)。因此，無(wú)線定位保存定位處理資源并且等到傳輸信號(hào)大于預(yù)定帶寬。這可以是例如將某處設(shè)置在8KHz到12KHz的范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)送監(jiān)聽?wèi)?yīng)答消息時(shí)，一般的帶寬大于預(yù)定帶寬。
(vi)只有當(dāng)信號(hào)的傳輸帶寬大于預(yù)定帶寬時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)才開始定位處理。
用于提高定位精度的估計(jì)組合法通過(guò)將在無(wú)線發(fā)射機(jī)保持其位置時(shí)所進(jìn)行的多個(gè)統(tǒng)計(jì)無(wú)關(guān)的定位估計(jì)組合在一起來(lái)提高無(wú)線定位系統(tǒng)所提供的定位估計(jì)的精度。即使當(dāng)無(wú)線發(fā)射機(jī)非常平穩(wěn)時(shí)，無(wú)線發(fā)射機(jī)周圍的物理及RF環(huán)境也是不斷變化的。例如，車輛改變了其位置，或者在一個(gè)定位估計(jì)期間其可造成碰撞的另一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)已停止傳輸或者其改變其位置以便在隨后的定位估計(jì)期間不再碰撞。因此用于每個(gè)傳輸?shù)臒o(wú)線定位系統(tǒng)所提供的定位估計(jì)將會(huì)改變，即使連續(xù)的傳輸是在很短時(shí)段內(nèi)進(jìn)行的，并且每個(gè)定位估計(jì)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立于另一個(gè)估計(jì)，尤其是相對(duì)于變化環(huán)境所造成的錯(cuò)誤而言。
當(dāng)使其位置未改變的無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行了若干連續(xù)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的定位估計(jì)時(shí)，定位估計(jì)將圍繞在真位置周圍。無(wú)線定位系統(tǒng)利用加權(quán)平均或者其他類似數(shù)學(xué)構(gòu)造來(lái)組合定位估計(jì)以確定已改善的估計(jì)。通過(guò)將品質(zhì)因數(shù)分配給每個(gè)獨(dú)立的定位估計(jì)而有助于使用加權(quán)平均。該品質(zhì)因數(shù)可以是基于例如相關(guān)值、置信區(qū)間、或者從每個(gè)獨(dú)立估計(jì)的定位處理中所得來(lái)的其他類似測(cè)量。無(wú)線定位系統(tǒng)可選的使用若干方法以從無(wú)線發(fā)射機(jī)中獲得多路獨(dú)立傳輸，其包括(i)利用其與無(wú)線通信系統(tǒng)的接口以用于進(jìn)行傳輸命令；(ii)利用其基于空中接口協(xié)議，諸如TDMA或者GSM的一時(shí)隙中的多個(gè)連續(xù)短脈沖串；或者(iii)將一時(shí)間段內(nèi)的音頻信道傳輸劃分成多段并且為每段執(zhí)行獨(dú)立的定位處理。因?yàn)闊o(wú)線定位系統(tǒng)增加了其合并到最終定位估計(jì)中的獨(dú)立定位估計(jì)的數(shù)目，因此它監(jiān)控其表明群品質(zhì)的一統(tǒng)計(jì)。如果該統(tǒng)計(jì)低于規(guī)定門限值，那么此后無(wú)線定位系統(tǒng)假定無(wú)線發(fā)射機(jī)保持其位置。如果統(tǒng)計(jì)高于規(guī)定門限值，那么無(wú)線定位系統(tǒng)假定無(wú)線發(fā)射機(jī)沒(méi)有保持其位置，并且因此停止執(zhí)行附加的定位估計(jì)。其表明群品質(zhì)的統(tǒng)計(jì)例如是單獨(dú)定位估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算或者均方根(RMS)計(jì)算，其用于被組合在一起的單獨(dú)定位估計(jì)并且與動(dòng)態(tài)計(jì)算的組合定位估計(jì)有關(guān)。當(dāng)向一請(qǐng)求應(yīng)用報(bào)告位置記錄時(shí)，無(wú)線定位系統(tǒng)利用位置記錄中的字段來(lái)表明被組合在一起的用以產(chǎn)生報(bào)告定位估計(jì)的獨(dú)立定位估計(jì)的數(shù)目。
現(xiàn)在參考圖11A-11D對(duì)用于獲得并且組合多定位估計(jì)的另一個(gè)示例性處理進(jìn)行說(shuō)明。圖11A、11B、以及11C示意性的描述了眾所周知的無(wú)線通信系統(tǒng)的“開始”、“呼叫應(yīng)答”、以及“監(jiān)聽”序列。如圖11A所示，開始序列(起源于無(wú)線電話以進(jìn)行呼叫)需要來(lái)自無(wú)線發(fā)射機(jī)的兩個(gè)傳輸、一“開始”信號(hào)、以及一“序列確認(rèn)”信號(hào)。對(duì)序列確認(rèn)信號(hào)進(jìn)行傳送以響應(yīng)來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)(例如MSC)的音頻信道分配。類似的，如圖11B所示，呼叫序列涉及來(lái)自無(wú)線發(fā)射機(jī)的兩個(gè)傳輸。呼叫序列起源于無(wú)線通信系統(tǒng)，例如當(dāng)另一個(gè)電話呼叫無(wú)線發(fā)射機(jī)時(shí)。在呼叫之后，無(wú)線發(fā)射機(jī)傳輸一呼叫應(yīng)答；并且此后，在分配一音頻信道之后，無(wú)線發(fā)射機(jī)傳輸一序列確認(rèn)信號(hào)。相反，監(jiān)聽過(guò)程發(fā)出一單個(gè)反向傳輸以及一監(jiān)聽響應(yīng)信號(hào)。監(jiān)聽及監(jiān)聽響應(yīng)序列有利于不會(huì)使其進(jìn)行應(yīng)答的無(wú)線發(fā)射機(jī)振鈴。
現(xiàn)在對(duì)這樣一種方式進(jìn)行說(shuō)明，即在該方式中這些序列用于以改善的精度來(lái)對(duì)電話進(jìn)行定位。根據(jù)本發(fā)明，例如，利用監(jiān)聽信號(hào)來(lái)使偷竊電話或者其具有竊取序列號(hào)的電話重復(fù)的發(fā)出聲脈沖信號(hào)，該信號(hào)可使其以多監(jiān)聽?wèi)?yīng)答做出響應(yīng)，由此可利用更高精度來(lái)對(duì)電話進(jìn)行定位。為了使用監(jiān)聽序列，然而，無(wú)線定位系統(tǒng)利用其接口來(lái)將適當(dāng)命令發(fā)送到無(wú)線通信系統(tǒng)，該無(wú)線通信系統(tǒng)將監(jiān)聽消息發(fā)送到無(wú)線發(fā)射機(jī)。無(wú)線定位系統(tǒng)還迫使呼叫結(jié)束(掛斷)并且此后利用標(biāo)準(zhǔn)的ANI碼來(lái)反向呼叫無(wú)線發(fā)射機(jī)。通過(guò)口頭命令移動(dòng)用戶斷開該呼叫，或者通過(guò)斷開位于呼叫陸上線路端的呼叫、或者通過(guò)將一模擬的空中斷開消息發(fā)送到基站來(lái)結(jié)束該呼叫。該空中斷開消息模擬按下移動(dòng)單元上的“結(jié)束”按鈕?；亟行盘?hào)調(diào)用上述呼叫序列并且迫使電話開始其用于進(jìn)行定位估計(jì)的兩個(gè)傳輸。
現(xiàn)在參考圖11D，對(duì)本發(fā)明的高精度定位方法進(jìn)行概述。首先，進(jìn)行初始的定位估計(jì)。接下來(lái)，采用上述監(jiān)聽或者“掛斷且回叫”處理以引出來(lái)自可移動(dòng)單元的應(yīng)答傳輸，并且此后進(jìn)行第二次定位估計(jì)。是否使用監(jiān)聽或者″掛斷且回叫″處理將取決于無(wú)線通信系統(tǒng)和無(wú)線發(fā)射機(jī)是否均實(shí)現(xiàn)了監(jiān)聽功能。重復(fù)執(zhí)行第二步和第三步以獲得到底有多少個(gè)獨(dú)立定位估計(jì)被認(rèn)為是必要的或者合乎需要的，并且最終按照平均、加權(quán)平均、或者類似數(shù)學(xué)構(gòu)造來(lái)將多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的定位估計(jì)組合在一起以獲得已改善的估計(jì)。通過(guò)將品質(zhì)因數(shù)分配給每個(gè)獨(dú)立定位估計(jì)有助于加權(quán)平均的使用。該品質(zhì)因數(shù)基于相關(guān)性百分比、置信區(qū)間、或者從定位計(jì)算處理中所得來(lái)的其他類似測(cè)量。
用于提高定位精度的帶寬合成法無(wú)線定位系統(tǒng)進(jìn)一步可利用模擬帶寬合成技術(shù)來(lái)提高其帶寬相對(duì)較窄的無(wú)線發(fā)射機(jī)的定位精度。這些技術(shù)例如可應(yīng)用于下述那些發(fā)射機(jī)，即該發(fā)射機(jī)使用AMPS、NAMPS、TDMA、以及GSM并且具有可供無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用的大量獨(dú)立的RF信道。為了示例性目的，下面將參考AMPS詳情來(lái)進(jìn)行描述；然而，可很容易改變?cè)撁枋鲆赃m合其他協(xié)議。該方法依賴于下述原理，即每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行操作以用于僅以其寬度為預(yù)定頻率帶寬的頻率來(lái)傳輸窄帶信號(hào)，該預(yù)定頻率的帶寬大于無(wú)線發(fā)射機(jī)所傳輸?shù)莫?dú)立窄帶信號(hào)的帶寬。該方法同時(shí)還依賴于無(wú)線定位系統(tǒng)與無(wú)線通信系統(tǒng)之間的上述接口，WLS通過(guò)該接口可命令無(wú)線通信系統(tǒng)以使無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行切換或切換到另一個(gè)頻率或者RF信道。通過(guò)發(fā)出一系列命令，無(wú)線定位系統(tǒng)迫使無(wú)線發(fā)射機(jī)連續(xù)的并且按照受控的方式而切換到一系列RF信道，這可使WLS有效的對(duì)來(lái)自一系列窄帶傳輸信號(hào)的更寬頻帶的接收信號(hào)進(jìn)行合成以便進(jìn)行定位處理。
在該發(fā)明的本優(yōu)選實(shí)施例中，帶寬合成裝置包括這樣的裝置，該裝置確定相對(duì)于無(wú)線發(fā)射機(jī)的傳輸頻率特性的寬頻帶相位。例如，窄帶信號(hào)一般具有其大約為20KHz的帶寬以及其頻帶寬度大約為12.5MHz的預(yù)定帶寬，在這個(gè)示例中，預(yù)定帶寬是FCC分配給每個(gè)蜂窩式載波的頻譜。由于帶寬合成，因此TDOA測(cè)量的分辨率增至大約1/12.5MHz；即，可用時(shí)間分辨率是有效帶寬的倒數(shù)。
圖12A示出了無(wú)線發(fā)射機(jī)、校準(zhǔn)傳輸器(如果使用)、SCS 10A，10B及10C、以及TLP12。可先驗(yàn)的準(zhǔn)確知道校準(zhǔn)傳輸器以及所有三個(gè)SCS的定位。圖12A的破折號(hào)箭頭所示的信號(hào)是通過(guò)無(wú)線發(fā)射機(jī)和校準(zhǔn)傳輸器來(lái)傳輸?shù)?、且在SCS 10A、10B、以及10C上接收、并且利用先前所述的技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。在定位處理期間，來(lái)自一個(gè)SCS(例如10B)的RF數(shù)據(jù)與來(lái)自另一個(gè)獨(dú)立SCS(例如10C)的數(shù)據(jù)流交叉相關(guān)(在時(shí)間或者頻率域中)以用于每個(gè)發(fā)射機(jī)和每一對(duì)SCS 10以產(chǎn)生TDOA估計(jì)TDOA23和TDOA13。定位處理的中間輸出是一組系數(shù)，這組系數(shù)表示復(fù)合的互功率以作為頻率的函數(shù)(例如R23)。
例如，如果X(f)是在第一地點(diǎn)所接收到的信號(hào)x(t)的傅里葉變換并且Y(i)是在第二地點(diǎn)所接收到的信號(hào)y(t)的傅里葉變換，那么然后復(fù)合的互功率R(f)＝X(f)Y*(f)，其中Y*是Y的復(fù)共軛。處于任何頻率的R(f)的相角等于X(f)的相位減去Y(f)的相位。R(f)的相角被稱為條紋相位。沒(méi)有噪聲、干涉、及其他錯(cuò)誤的情況下，條紋相位完全是其位于所觀察頻帶(相鄰的)之內(nèi)的頻率的線性函數(shù)；并且直線斜率減去干涉測(cè)量的群延遲，或者TDOA；位于頻帶中心頻率的直線的截取被稱作當(dāng)參考整個(gè)頻帶時(shí)所觀測(cè)到的條紋相位，該頻帶中心頻率與R(f)相位的平均值相等。
將向校準(zhǔn)傳輸器所提供的系數(shù)與向無(wú)線發(fā)射機(jī)所提供的那些系數(shù)組合在一起并且對(duì)該組合進(jìn)行分析以分別獲得已校準(zhǔn)的TDOA測(cè)量TDOA23和TDOA13。在校準(zhǔn)處理中，從無(wú)線發(fā)射機(jī)的條紋相位中減去校準(zhǔn)傳輸器的條紋相位以便消除為這兩個(gè)所共有的系統(tǒng)誤差。因?yàn)槊總€(gè)初始條紋相位本身是在兩個(gè)SCS 10上所接收到的信號(hào)的相位之間的差值，校準(zhǔn)處理通常被稱為雙差分并且校準(zhǔn)結(jié)果被認(rèn)為是兩次差分。TDOA估計(jì)T-ij是下述信號(hào)到達(dá)地點(diǎn)i和j的時(shí)間差值(TDOA)的最大似然估計(jì)，該信號(hào)是通過(guò)無(wú)線發(fā)射機(jī)來(lái)傳輸?shù)牟⑶冶恍?zhǔn)且被修正以用于對(duì)該信號(hào)的多路徑傳播有影響。對(duì)不同對(duì)小區(qū)站的TDOA估計(jì)進(jìn)行組合以獲得定位估計(jì)。為大家所熟知的是通過(guò)觀測(cè)更寬的帶寬可獲得更精確的TDOA估計(jì)。通常不能增加無(wú)線發(fā)射機(jī)所傳輸?shù)男盘?hào)的“即時(shí)”帶寬，但是可命令無(wú)線發(fā)射機(jī)從一個(gè)頻段轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻段以便在很短的時(shí)間內(nèi)觀測(cè)寬帶寬。
在典型的非有線線路的蜂窩式系統(tǒng)中，例如，信道313-333個(gè)是控制信道并且剩余395個(gè)信道是語(yǔ)音信道。其在語(yǔ)音RF信道號(hào)1(RVC1)上進(jìn)行傳輸?shù)臒o(wú)線發(fā)射機(jī)的中心頻率是826.030MHz并且連續(xù)信道的中心至中心頻率間隔是0.030MHz。分配給通常七信元頻率再使用塊的每個(gè)信元的音頻信道的數(shù)目大約為57(即395除以7)并且將整個(gè)395信道范圍分配成每7個(gè)信道相間隔。此后值得注意的是，AMPS系統(tǒng)中所使用的每個(gè)小區(qū)站具有這些的信道，該信道跨度FCC所分配的整個(gè)12.5MHz頻帶。例如如果我們將重新使用模式中所設(shè)置的每個(gè)頻率的信元指定為信元“A”至“G”，那么分配給信元“A”的信道數(shù)目可以是1，8，15，22，...，309；通過(guò)將1加到“A”信道數(shù)目上來(lái)確定分配給信元“B”的信道數(shù)目；等等直到G。
當(dāng)將無(wú)線發(fā)射機(jī)分配給語(yǔ)音RF信道時(shí)開始該方法，并且無(wú)線定位系統(tǒng)觸發(fā)對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)的傳輸進(jìn)行定位處理。作為定位處理的一部分，已組合的TDOA估計(jì)TDOA13和TDOA23例如具有0.5微秒的標(biāo)準(zhǔn)偏差誤差。對(duì)不同RF信道的測(cè)量進(jìn)行組合的方法利用了TDOA、條紋相位、以及射頻之間的關(guān)系。由τ來(lái)表示群延遲或者TDOA的“真”值，即在沒(méi)有噪聲、多路徑、以及任何儀器誤差的情況下所觀測(cè)到的值；類似的，由來(lái)表示條紋相位的真值；并且由f來(lái)表示射頻。由下式來(lái)表示條紋相位與τ和f的關(guān)系＝-fτ+n (等式1)其中是按周期測(cè)量的，f的單位是Hz，且τ的單位是秒；并且n是一整數(shù)，該整數(shù)表示雙差分相位測(cè)量的固有整數(shù)周期的多值性。不能先驗(yàn)的得知n值，但是對(duì)于在相鄰頻率上所進(jìn)行的觀測(cè)而言其是一樣的，即在任何一個(gè)頻段內(nèi)。對(duì)于在單獨(dú)頻率上所進(jìn)行的觀測(cè)而言該n值通常不同。由于單個(gè)頻段上的觀測(cè)實(shí)際上是通過(guò)將直線擬合到所觀測(cè)的條紋相位上以作為信道內(nèi)的頻率的函數(shù)，因此可對(duì)τ進(jìn)行估計(jì)。最好的擬合直線的斜率等于減去τ的期望估計(jì)。在單信道的情況下，n是恒定的并且因此可對(duì)等式1進(jìn)行微分以獲得d/df＝-τ (等式2)通過(guò)將直線與對(duì)每個(gè)信道的和F的觀測(cè)結(jié)果相擬合可獲得τ的獨(dú)立估計(jì)，但是當(dāng)對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的(相鄰的)頻段進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，通常單個(gè)直線不與對(duì)兩個(gè)信道的和F的觀測(cè)結(jié)果相擬合，因?yàn)閷?duì)于兩個(gè)信道而言整數(shù)n通常具有不同的值。然而，在一定條件下，可確定這兩個(gè)整數(shù)值之間的差值并且除去該差值，并且此后將單個(gè)直線與其跨度兩個(gè)信道的整類相位數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合?？筛玫拇_定該直線的斜率，因?yàn)槠渚哂懈鼘挿秶念l率。在一定條件下，傾斜估計(jì)的不確定性與頻帶寬度成反比。
在這個(gè)示例中，假如已將無(wú)線發(fā)射機(jī)分配給語(yǔ)音RF信道1。信道1與信道416之間的射頻差值很大以至于不能確定其與這些信道相對(duì)應(yīng)的整數(shù)n1與n416之間的最初差值。然而，從分別對(duì)所采用的一個(gè)信道或兩個(gè)信道的觀測(cè)結(jié)果中，可獲得初始的TDOA估計(jì)τ0。此刻無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)以使無(wú)線發(fā)射機(jī)從信道1切換到信道8。在頻道8接收無(wú)線發(fā)射機(jī)的信號(hào)并且對(duì)其進(jìn)行處理以更新或者改善該估計(jì)τ0。根據(jù)該τ0，可對(duì)其作為頻率函數(shù)的“理論”條紋相位0進(jìn)行計(jì)算，其等于(-fτ0)。計(jì)算實(shí)際上所觀測(cè)到的相位與理論上的函數(shù)0之間的差值，其中實(shí)際上所觀測(cè)到的相位等于很小部分內(nèi)的真相位，典型的是一周期的第1/50-0＝-f(τ-τ0)+n1或者n8，其取決于信道 (等式3)或者Δ＝-Δfτ-n1或者n8，其取決于信道 (等式4)其中Δ＝-0并且Δτ＝τ-τ0。圖12B是等式(4)的曲線圖，其示出了相對(duì)于信道1和8的頻率而言的所觀測(cè)條紋相位與值0之間的差值Δ，該值0是根據(jù)初始TDOA估計(jì)τ0所計(jì)算的。
對(duì)于其與信道1相對(duì)應(yīng)的頻率為20KHz的帶寬而言，Δ和f的曲線圖一般是水平直線。對(duì)于其與信道8相對(duì)應(yīng)的頻率為20KHz的帶寬而言，Δ和f的曲線圖也是水平直線。這些線段的斜率通常幾乎為零，因?yàn)閿?shù)量(fΔτ)通常在20KHz內(nèi)沒(méi)有變化一周期的絕大部分，因?yàn)棣う邮菧p去了估計(jì)誤差τ0。該誤差的大小通常不會(huì)大于1.5微秒(在該示例中其是標(biāo)準(zhǔn)偏差0.5微秒的3倍)，并且1.5微秒與20KHz的乘積低于一周期的4％。在圖12B，信道1的Δ曲線圖從信道8的Δ曲線圖垂直移動(dòng)相對(duì)大的量，因?yàn)閚1與n8之間的差值可以是任意大。垂直位移或者信道1與8的Δ的均值之間的差值(由于非常高的概率)在n1與n8差值的真值的±0.3周期內(nèi)，因?yàn)樽畲蟪朔e很可能是Δτ的大小(1.5微秒)并且信道1與8的間隔(210KHz)是0.315周期。換句話說(shuō)，差值n1-n8等于信道1與8的Δ的均值之間的差值，其為四舍五入最接近的整數(shù)。在通過(guò)舍入過(guò)程而確定了整數(shù)差值n1-n8之后，將信道8的整數(shù)Δ加到信道1的Δ上或者從其中減去信道8的Δ。信道1與8的Δ的均值之間的差值通常等于初始TDOA估計(jì)中的誤差τ0，其是210KHz的倍數(shù)。信道1與8的Δ均值之間的差值除以210KHz并且將結(jié)果加到τ0上以獲得τ的估計(jì)，即TDOA的真值；該新的估計(jì)比τ0要更加精確。
頻率階躍且TDOA改進(jìn)方法可延至間隔更加寬的信道以獲得更加精確的結(jié)果。如果τ1用于表示從信道1和8中所獲得的改善結(jié)果，那么在剛才所描述的方法中τ0可代替τ1；并且無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)以使無(wú)線發(fā)射機(jī)例如從信道8切換到信道36；此后用于確定差值n1-n36并且根據(jù)信道1與36之間的1.05MHz的頻帶寬度可獲得TDOA估計(jì)。該估計(jì)被標(biāo)記為τ2；并且無(wú)線發(fā)射機(jī)例如從信道36切換到112等等。原則上，可以跨度分配給蜂窩式載波的整個(gè)范圍的頻率。當(dāng)然在該示例中所使用的信道編號(hào)(1，8，36，112)可以是任意的。一般的原則是其基于小頻率跨度(從單信道開始)的TDOA的估計(jì)用于對(duì)分離的更寬頻率之間的條紋相位的整數(shù)多值性進(jìn)行分析。后者頻率分離將不會(huì)太大；其受限于對(duì)TDOA先驗(yàn)估計(jì)的不確定性。通常，其乘以頻差的先驗(yàn)估計(jì)中的最壞誤差不超過(guò)0.5周期。
如果因?yàn)樽顗那闆r的單信道TDOA估計(jì)的不確定性大于2.38微秒(等于0.5周期除以0.210MHz)，因此分配給特定信元的間距最小的信道之間的最小頻率間隔不能橋接，那么無(wú)線定位系統(tǒng)命令無(wú)線通信系統(tǒng)迫使無(wú)線發(fā)射機(jī)從一個(gè)小區(qū)站切換到另一個(gè)小區(qū)站(例如從一個(gè)頻率群切換到另一個(gè)頻率群)，以便頻率階躍比較小?？赡軙?huì)錯(cuò)誤的識(shí)別兩個(gè)信道的相位差(Δ)之間的整數(shù)差值，例如因?yàn)闊o(wú)線發(fā)射機(jī)在切換期間從一個(gè)信道移動(dòng)到另一個(gè)信道。因此，作為檢查，無(wú)線定位系統(tǒng)使每個(gè)切換反向(例如在從信道1切換到信道8之后，從信道8切換回到信道1)并且確認(rèn)所確定的整數(shù)周期差值恰好具有相同大小并且就“向前”切換而言符號(hào)相反。單信道FDOA觀測(cè)的顯著非零速度估計(jì)可用于外延到在信道變換中所涉及的時(shí)間間隔上。通常該時(shí)間間隔具有1秒的一小部分。與0.5個(gè)周期相比，其乘以信道之間的時(shí)間間隔的FDOA估測(cè)誤差很小。無(wú)線定位系統(tǒng)最好是采用各種冗余并且核對(duì)整數(shù)錯(cuò)誤辨識(shí)。
對(duì)911進(jìn)行定向重呼本發(fā)明的無(wú)線定位系統(tǒng)的另一個(gè)方面涉及一種“定向重呼”方法以用于與其至少支持第一調(diào)制法和第二調(diào)制法的雙模無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系。在這樣的條件下，假定第一和第二調(diào)制法用在不同的RF信道上(即分別為其支持WLS的無(wú)線通信系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)的信道)。還可以認(rèn)為所定位的無(wú)線發(fā)射機(jī)可支持兩個(gè)調(diào)制法，即能夠在其具有無(wú)線定位系統(tǒng)支持的無(wú)線通信系統(tǒng)上撥“911”。
例如，定向重呼方法可用于這樣的系統(tǒng)中，即在該系統(tǒng)中存在不足數(shù)目的基站以支持無(wú)線定位系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)在與另一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)相關(guān)的無(wú)線定位系統(tǒng)所服務(wù)的區(qū)域中進(jìn)行操作?！暗谝粋€(gè)”無(wú)線通信系統(tǒng)可以是一蜂窩狀電話系統(tǒng)并且“第二個(gè)”無(wú)線通信系統(tǒng)可以是其在與第一系統(tǒng)相同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行操作的一PCS系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)移動(dòng)式發(fā)射機(jī)目前是利用第二(PCS)調(diào)制法并且企圖開始呼叫911時(shí)，可使移動(dòng)式發(fā)射機(jī)自動(dòng)的切換到第一調(diào)制法，并且此后在為第一無(wú)線通信系統(tǒng)所指定使用的一組RF信道上利用第一調(diào)制法而開始呼叫911。按照這種方式，將定位服務(wù)提供給PCS或者其自身無(wú)線定位系統(tǒng)不進(jìn)行該服務(wù)的類似系統(tǒng)的顧客。
結(jié)論本發(fā)明的真正范圍并不局限于目前這里所公開的優(yōu)選實(shí)施例。例如，前面所公開的無(wú)線定位系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例使用的是解釋性的詞匯，諸如信號(hào)采集系統(tǒng)(SCS)，TDOA定位處理器(TLP)，應(yīng)用處理器(AP)等，這些不能被曲解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制，或者認(rèn)為本系統(tǒng)的創(chuàng)新方面僅局限于某些方法和公開的設(shè)備。而且，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里所公開的許多創(chuàng)新方面都可以應(yīng)用于那些不基于TDOA技術(shù)的定位系統(tǒng)。例如，無(wú)線定位系統(tǒng)測(cè)定TDOA值和FDOA值的處理可以應(yīng)用到非TDOA系統(tǒng)。在這樣的非TDOA系統(tǒng)中，將不需要上述的TLP來(lái)執(zhí)行TDOA計(jì)算。同樣，本發(fā)明不局限于使用如上所述的SCS結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，也不局限于使用如上所述的AP會(huì)議的系統(tǒng)。SCS、TLP和AP在本質(zhì)上說(shuō)都是可編程數(shù)據(jù)集合，并且能夠處理形式多樣的設(shè)備，而不會(huì)偏離這里所公開的本發(fā)明的概念。假定數(shù)字信號(hào)處理和其他處理功能的價(jià)格迅速下降，則很有可能，例如，將某一特定功能從這里所述的一種功能元件(如TLP)轉(zhuǎn)移到另一種功能元件(如SCS或AP)，而不會(huì)改變系統(tǒng)的創(chuàng)新操作。在許多種情況下，這里所述的(即，功能元素)的實(shí)施只是一個(gè)設(shè)計(jì)者的偏好，而并不是必需。因此，除了語(yǔ)言表達(dá)上的限制以外，下面的權(quán)利要求的保護(hù)范圍不應(yīng)該局限于上面所述的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線定位系統(tǒng)中所使用的其利用多個(gè)窄帶接收器來(lái)對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位的方法，包括(a)使所述多個(gè)接收器遵循自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧操作模式，在該模式中接收器連續(xù)的且一致的調(diào)諧到多個(gè)預(yù)定RF信道上并且對(duì)所述信道中的信號(hào)傳輸進(jìn)行記錄；以及(b)對(duì)在自動(dòng)連續(xù)的調(diào)諧操作模式期間所接收到的信號(hào)進(jìn)行定位處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生位置記錄并且利用該位置記錄來(lái)確定所定位的無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)符。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中位置記錄識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、RF信道、以及位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中傳輸是TDMA傳輸并且位置記錄進(jìn)一步識(shí)別時(shí)隙。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中位置記錄進(jìn)一步識(shí)別小區(qū)站。
6.如權(quán)利要求所述5的方法，其中位置記錄與下述數(shù)據(jù)相匹配，該數(shù)據(jù)表明此時(shí)哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)在使用中以及哪個(gè)小區(qū)站、RF信道、以及時(shí)隙被每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中傳輸是AMPS傳輸。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中窄帶接收器的帶寬大約為60KHz。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中產(chǎn)生了多個(gè)位置記錄，并且保持所關(guān)心的無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄并且丟棄剩余無(wú)線發(fā)射機(jī)的位置記錄。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中無(wú)需確定所定位的無(wú)線發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)符即可執(zhí)行步驟(a)和(b)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定RF信道是音頻信道。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定RF信道是話務(wù)信道。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中無(wú)線定位系統(tǒng)采用到達(dá)時(shí)差(TDOA)以用于定位估計(jì)。
14.一種在無(wú)線定位系統(tǒng)中所使用的其利用多個(gè)窄帶接收器來(lái)對(duì)無(wú)線發(fā)射機(jī)進(jìn)行定位的方法，包括(a)利用處于下述操作模式下的所述多個(gè)接收器，在該模式中接收器連續(xù)的且一致的調(diào)諧到多個(gè)預(yù)定RF信道上并且對(duì)所述信道中的信號(hào)傳輸進(jìn)行記錄；(b)在對(duì)步驟(a)期間所接收到的信號(hào)進(jìn)行定位處理；(c)產(chǎn)生一位置記錄，該位置記錄可對(duì)至少一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)的估計(jì)位置進(jìn)行識(shí)別；以及(d)通過(guò)使位置記錄與下述數(shù)據(jù)相匹配來(lái)識(shí)別至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，該數(shù)據(jù)表明當(dāng)與位置記錄相對(duì)應(yīng)時(shí)哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)在使用中以及哪個(gè)小區(qū)站以及RF信道被每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述預(yù)定RF信道是音頻信道。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述預(yù)定RF信道是話務(wù)信道。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中傳輸是TDMA傳輸并且位置記錄進(jìn)一步識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、RF信道、以及時(shí)隙。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中傳輸是AMPS傳輸。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中窄帶接收器的帶寬大約為60KHz。
20.一種交疊在相關(guān)無(wú)線通信系統(tǒng)上的無(wú)線定位系統(tǒng)(WLS)，包括多個(gè)從地理上講獨(dú)立的信號(hào)采集系統(tǒng)，其包括窄帶接收器；以及用于連續(xù)的且一致的將所述接收器調(diào)諧到多個(gè)預(yù)定RF信道上并且對(duì)所述信道中的信號(hào)傳輸進(jìn)行記錄的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的WLS，并且進(jìn)一步包括用于對(duì)所記錄的信號(hào)執(zhí)行定位處理的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的WLS，進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生位置記錄的裝置，該位置記錄用于識(shí)別至少一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)的估計(jì)位置。
23.如權(quán)利要求22所述的WLS，并且進(jìn)一步包括其通過(guò)使位置記錄與下述數(shù)據(jù)相匹配來(lái)識(shí)別至少一個(gè)發(fā)射機(jī)的裝置，該數(shù)據(jù)表明當(dāng)與位置記錄相對(duì)應(yīng)時(shí)哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)在使用中以及哪個(gè)小區(qū)站以及RF信道被每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用。
24.如權(quán)利要求20所述的WLS，其中所述預(yù)定RF信道是音頻信道。
25.如權(quán)利要求20所述的WLS，其中所述預(yù)定RF信道是話務(wù)信道。
26.如權(quán)利要求22所述的WLS，其中傳輸是TDMA傳輸并且位置記錄進(jìn)一步識(shí)別時(shí)間標(biāo)記、RF信道、以及時(shí)隙。
27.如權(quán)利要求20所述的WLS，其中傳輸是AMPS傳輸。
28.如權(quán)利要求27所述的WLS，其中窄帶接收器的帶寬大約為60KHz。
全文摘要
在無(wú)線定位系統(tǒng)中，窄帶接收器(10－2)用在其被稱為自動(dòng)連續(xù)調(diào)諧的模式中，在該模式中接收器被連續(xù)且一致的調(diào)諧到多個(gè)預(yù)定的RF信道上。這些信道中的信號(hào)傳輸被數(shù)字的記錄且用于定位處理中。產(chǎn)生了位置記錄或者報(bào)告以識(shí)別一個(gè)或多個(gè)無(wú)線傳輸?shù)墓烙?jì)位置。通過(guò)使位置記錄與下述數(shù)據(jù)相匹配來(lái)識(shí)別至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，該數(shù)據(jù)表明當(dāng)與位置記錄相對(duì)應(yīng)時(shí)哪個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)在使用中以及哪個(gè)小區(qū)站以及RF信道被每個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)所使用。該方法尤其適合于對(duì)諸如蜂窩式電話這樣的無(wú)線移動(dòng)發(fā)射機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音或話務(wù)信道跟蹤。
文檔編號(hào)G01S5/06GK1643394SQ03806838
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者羅伯特·J·安德森 申請(qǐng)人:真實(shí)定位公司