專利名稱：確定移動通信終端到基站收發(fā)站的方法和移動通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定移動通信終端與一個或多個移動無線電基站的 距離的方法以及移動通信終端。
背景技術(shù)：
移動通信終端已經(jīng)被廣泛地使用多年。它們使得隨身攜帶移動通信終端
(移動電話)的移動訂戶(subscriber)能夠建立到另一訂戶的電信鏈路，或者能夠 ^l訂戶/人在地球的陸地表面上的幾乎所有臨近安》文的點呼叫。當前，才艮據(jù) GSM(全球移動通信系統(tǒng))標準指定的移動無線電網(wǎng)絡(luò)具有最寬的覆蓋范圍， 并且大多數(shù)被使用的移動通信終端采用GSM標準。其它移動GSM通信纟冬端 是所謂的GSM無線電模塊、GSMPCMCIA卡、GSM無線電調(diào)制解調(diào)器等。
除了別的以外，GSM標準的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由也稱為基站子系統(tǒng)的移動無線電 發(fā)送系統(tǒng)以及交換系統(tǒng)構(gòu)成，所述移動無線電發(fā)送系統(tǒng)繼而由基站收發(fā)站 (base transceiver station)和相關(guān)聯(lián)的基站控制器構(gòu)成。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和操作、 特別是GSM移動無線電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作是專家已知的，并且在許多出版物 內(nèi)被詳細描述，因此它們在此不需要任何進一 步的說明。
可以例如通過將附加的GPS接收器集成在移動通信終端內(nèi)的方法來確定 移動通信終端的位置，所述移動通信終端評估用于確定所述位置并且由衛(wèi)星 提供的多個相關(guān)信息項。借助于對應(yīng)的數(shù)字地圖材料(material)，可以以由于 測量誤差導(dǎo)致的僅僅幾平方米的不精確度來確定所述位置。
在另一種方法中，如果多個移動無線電基站在該方法中合作，則可以通 過使用專門在GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送的信令信息來確定移動通信終端 與移動無線電基站的距離以及其位置。在這種方法中，可以省略附加部件(GPS 接收器)。這些信令信息項是對于專家來說也被稱為定時提前值的時間偏移， 并且優(yōu)選地是移動無線電基站的位置數(shù)據(jù)。
因為GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)除了頻分復(fù)用方法之外也使用時分復(fù)用方法來進行無線電資源分布(distribution)，并且通過當前的移動無線電基站來向移 動通信終端分配對應(yīng)的發(fā)送和接收時隙，因此，所發(fā)送的無線電信號必須在 所提供的接收時隙內(nèi)到達相應(yīng)的接收器。為了保證其出現(xiàn)，要發(fā)送的無癥戔電 信號的發(fā)送時間通常在時間上提前，以便這些被發(fā)送的無線電信號在正確的 時間到達接收器。移動通信終端離移動無線電基站越遠，則其必須越快i也發(fā) 出無線電信號。通過GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動無線電基站和去往移動通 信終端的信號定期地確定所述定時提前值，GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)提供63種 不同的離散定時提前值，并且對于移動通信終端與移動無線電基站的每550 米的距離增大所述定時提前值。因此，來自僅僅一個移動無線電基站的這些 信令信息項可以用于確定移動通信終端與這個移動無線電基站的距離，并且 徑向距離不精確度為550米。
除了如上所述從信號參數(shù)"時間"確定的移動通信終端和移動無線電基 站之間的距離之外，在移動無線電基站中也可以將由移動通信終端向移動無 線電基站發(fā)出的信號的方向(角)確定為另一信號參數(shù)。這是通過在移動無線電 基站內(nèi)布置多個天線并且測量在各個天線處接收的信號的相位差和所4吏用的 天線裝置內(nèi)的場強測量(measurement)來獲得的。
如果評估這兩個信號參數(shù)"時間"和"接收角"，則在當前的GSM中， 可以以幾百平方米的不精確度確定移動通信終端的位置。
移動通信終端不僅與信號移動無線電基站通信，而且在時隙內(nèi)分別乂人/向 多個相鄰的移動無線電基站發(fā)出/接收信令信息，所述時隙被提供用于這一 目 的。
如果僅僅測量信號參數(shù)"時間"，而不測量信號參數(shù)"接收角"，則可以 通過評估來自三個移動無線電基站的上述信令信息來確定移動通信終端與所 述三個移動無線電基站的距離，并且可以通過使用所述三個移動無線電基站 的位置數(shù)據(jù)來確定所述移動通信終端的位置。所述移動通信終端的位置位于 圍繞第一移動無線電基站的同心環(huán)內(nèi)、圍繞第二移動無線電基站的同心環(huán)內(nèi)、 以及圍繞第三移動無線電基站的同心環(huán)內(nèi)。如果這三個環(huán)相交，則所述移動 通信終端的位置在這三個同心環(huán)的重疊區(qū)域內(nèi)。
特別是當在向所述第一、第二和/或第三移動無線電基站的信令信息項的 無線電發(fā)送中存在干擾時，通過使用來自另外的移動無線電基站的信令信息 項，可以使得所述方法更精確?？傊?，由于系統(tǒng)的原因，只能以較大的不精確度確定移動通信終端與移
動無線電基站的距離或者移動通信終端在GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置。不 可能確定移動通信終端位于幾百平方米的區(qū)域內(nèi)的何處。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是指定一種用于確定移動通信終端與移動無線電基 站以及可能其它移動無線電基站的距離的方法以及移動通信終端，通過所述 移動通信終端，可以更精確地確定所述移動通信終端與移動無線電基站以及 可能其它移動無線電基站的距離。
根據(jù)本發(fā)明，通過一種用于在移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動通信終端與第 一移動無線電基站的距離的方法來實現(xiàn)所述目的，其中，為了這個目的，對 于移動通信終端和第一移動無線電基站之間的通信，將下面的量(quantityM皮 :t匕才目t匕專交
a. 從定時提前值計算的第一距離值，以及
b. 多值第二距離值，其與第一距離值相比更精確，并且是從下述計算的 aa)第一載波頻率信號和第二載波頻率信號之間的頻率偏移， bb)在發(fā)送地點處第一載波頻率信號相對于第二載波頻率信號的初始相
位關(guān)系，
cc)在接收地點處第一載波頻率信號的相對于第二載波頻率信號的測量 相位關(guān)系。
還通過一種用于執(zhí)行在前面段落內(nèi)所述的方法的移動通信終端來實現(xiàn)所 述目的。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的移動通信終端來使得對于移 動通信終端與移動無線電基站以及可能其它移動無線電基站的距離的確定更 精確。
從從屬權(quán)利要求獲得本發(fā)明的改良(development)。
有利的是，以這樣的方式來改良根據(jù)專利權(quán)利要求1的方法，即在移 動通信終端內(nèi)計算和/或比較所述量。這使得移動無線電網(wǎng)絡(luò)免予發(fā)送所計算 和/或所比較的量。
在更有利的方式中，所述定時提前值和初始相位關(guān)系-陂第 一移動無線電 基站以信號傳送到移動通信終端，并且在所述移動通信終端內(nèi)確定測量相位關(guān)系。這使得可以以簡單的方式將所述量的計算和/或比較集成到現(xiàn)有的GSM 系統(tǒng)內(nèi)。
在作為前一段落的替代的更有利的方式中，由所述移動通信終端來確定 初始相位關(guān)系，在第一移動無線電基站內(nèi)確定測量相位關(guān)系，并且由所述第 一移動無線電基站將定時提前值和測量相位關(guān)系以信號發(fā)送到所述移動通信 終端。因此，可以在移動通信終端和移動無線電網(wǎng)絡(luò)的部件之間靈活;也劃分 所述量的計算和/或比較、
在作為前面的第三段的替代的更有利的方式中，在移動無線電網(wǎng)^^的部 件內(nèi)計算和/或比較所述量。結(jié)果，即使當移動通信終端的用戶對于距離確定 根本不感興趣時，所述量的計算和/或比專交也可以發(fā)生。
在對于前一段落的有利改良中，第一移動無線電基站將所確定的特定距 離或者可以從中導(dǎo)出所述距離的參數(shù)以信號發(fā)送到移動通信終端。相對于所 述方法，這主要使移動通信終端免除了計算操作。
在更有利的方式中，所述方法在下述方面被對應(yīng)地擴展到其它移動無線 電基站比較和/或計算對于相對于各個另外的移動無線電基站的距離確定而 要計算的其它定時提前值、頻率偏移、初始相位關(guān)系、第一和第二載波頻率
信號的測量相位關(guān)系、以及第一和第二距離值。結(jié)果，如果從第一移動無線 電基站的信號發(fā)送被干擾，也可以進行移動通信終端與一個或多個移動無線 電基站的距離確定。
有利的是，以這樣的方式來改良所述方法，即將所述量與第一移動無 線電基站以及可能其它移動無線電基站的位置數(shù)據(jù)相組合，以確定移動通信 終端的位置。所述移動通信終端的位置確定可以用于其它基于位置的移動無 線電服務(wù)。
有利的是，以這樣的方式來改良在前一段落內(nèi)所述的方法將所找到的 位置與所存儲的其它地理數(shù)據(jù)相組合，并且所述位置;^皮顯示在所述移動通信
終端的顯示單元上顯示的地圖上。結(jié)果，所述移動通信終端的用戶可以在他 熟悉的地理地圖系統(tǒng)上識別他自己的位置，并且也可以使用基于位置的移動 無線電服務(wù)。
有利的是，以下面的方式來改良前一段落或前面的兩個段落的方法將 所找到的位置與來自服務(wù)提供商的其它數(shù)據(jù)相組合，以便提供和/或利用諸如 營救服務(wù)(電子呼叫)、運動概況(motionprofile)、位置相關(guān)的廣告或新聞等的服務(wù)。因此，可以使用多種服務(wù)。


通過結(jié)合附圖經(jīng)由三個示例實施例來說明本發(fā)明的以下描述來獲得本發(fā) 明的其它優(yōu)點，在附圖中，在圖形表示中，
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的移動通信終端，其與第一、第二和第三移動無 線電基站交換用于距離和位置確定的信令消息，
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于從第一和第二距離值進行的距離確定的方
法的結(jié)果，以及
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在評估與第一、第二和第三移動無線電基 站交換的信令消息后進行的距離和位置確定的方法的結(jié)果。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的移動通信終端MK，其/人第一、第二和第三移 動無線電基站MB1、 MB2、 MB3接收信令消息TA1、 TA2、 TA3、 AP1、 AP2、 AP3、 SODl、 SOD2、 SOD3以便確定移動通信終端MK與第一、第二和第三 移動無線電基站MB1、 MB2、 MB3的距離和位置，并且進一步處理所4矣收的 信令消息TA1、 TA2、 TA3、 AP1、 AP2、 AP3、 SODl、 SOD2、 S0D3，所述 第一、第二和第三移動無線電基站MB1、 MB2、 MB3在每種情況下連4矣到網(wǎng) 絡(luò)部件NK，例如移動無線電基站控制器或者交換系統(tǒng)。
但是，首先，將說明第一移動無線電基站MB1的、用于通過所發(fā)送的信 令信息TA、 AP1、 SOD1而確定距離的測量原理，并且i侖證移動通信終端MK 進行的對其的評估。
由第一移動無線電基站MB1發(fā)出的信令信息被調(diào)制到GSM移動無線電 網(wǎng)絡(luò)的預(yù)定載波頻率TFSll、 TFS12上。所述無線電電波以光速傳播，根據(jù) 光速和載波頻率TFSll、 TFS12的商來計算波長。根據(jù)接收器與發(fā)送器的距 離，所接收信號的相位(相位角)分別在0和2兀之間或者相應(yīng)地在0°和360° 之間。
為了提高距離確定精度，必須測量在兩個不同的載波頻率TFSll、 TFS12 上的相位差角。因為GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)使用具有200kHz的離散載波 頻率間隔的跳頻方法，因此在GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不必對此測量方法實現(xiàn)另外的頻率算法。
在第一載波頻率信號TFS11和第二載波頻率信號TFS12之間的200 kHz 的第一載波頻率間隙(spacing)(在其它正文內(nèi)被稱為頻率偏移)處，在移動通信 終端MK內(nèi)確定第一測量相位關(guān)系MP1。這個第一測量相位關(guān)系MPl是在 接收地點處(在此情況下，在移動通信終端MK的接收器處)、在所接收的第 一載波頻率信號TFS11和所接收的第二載波頻率信號TFS12之間的相^[立差 角。對于移動通信終端MK的距離確定，必須注意下面的考慮，其結(jié)果一皮圖 解在圖2內(nèi)，在每種情況下，與第一移動無線電基站MK的距離沿著圖2中 的箭頭方向增大。
在第一載波頻率信號TFS11和第二載波頻率信號TFS12之間的200 kHz 的第一頻率偏移處，發(fā)現(xiàn)僅僅在第一移動無線電基站MB1和移動通信纟冬端 MK之間的徑向距離改變的1500米后才再出現(xiàn)第一測量相位關(guān)系MPl的相 同值。這由圖2中的中央箭頭上的相鄰黑條之間的距離表示。通過考慮光速 和第一頻率偏移的商來獲得所示的關(guān)系。如果隨后考慮到使用諸如當今在移 動無線電基站和移動通信終端內(nèi)使用的混頻器、頻率轉(zhuǎn)換器和相位檢測器電 路之類的電子部件可以分辨大約5。的第一測量相位關(guān)系MP1，則第一移動無 線電基站MB1和移動通信終端MK之間的可分辨徑向距離減小到 5°/360。*1500米=20米。使用改進的電子部件，甚至可以預(yù)期0.57。的第一測 量相位關(guān)系MPl,其將導(dǎo)致大約2米的徑向可分辨距離，因此導(dǎo)致很準確的 距離確定。通過圖2內(nèi)的中央箭頭上的條的寬度來表示(symbolize)在距離確 定中與系統(tǒng)相關(guān)的不精確度。因此，總之，可以通過這種方法來計算^"確但 是多值的距離值A(chǔ)12,其在另外的正文內(nèi)被稱為第二(多值)距離值A(chǔ)12。
因此，使用迄今所述的方法，可以確定移動通信終端MK—定位于圍繞 第一移動無線電基站MB1而定位的多個環(huán)之一內(nèi)，并且環(huán)的寬度為大約20 米，各個環(huán)-波此具有1500米的徑向距離。
通過附加地使用從根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的GSM標準已知的、用于移動通信終端 MK的距離確定的方法，借助于在所述介紹內(nèi)描述的對第一定時提前^直TA1 的評估，適合于所述系統(tǒng)的550米的徑向不精確度的徑向距離確定是可能的。 在圖2內(nèi)，在上面的箭頭上帶有TA卜1、 TA卜2等的相應(yīng)框的寬度意欲表示 在每種情況下的550米。以這種方式，可以計算距離值A(chǔ)ll,其在另外的正 文內(nèi)被稱為第一距離值A(chǔ)ll。如果組合用于距離確定的這兩種方法，則移動通信終端MK可以通過比 較第一距離值A(chǔ)11和第二(多值)距離值A(chǔ)12來確定哪個第二(多值)距離值A(chǔ)12 是正確者。在這個示例實施例內(nèi)，從定時提前值TA1 = 4計算第一距離值A(chǔ)ll。 由從左邊起的第二個條表示的第二距離值A(chǔ)12是要與第一距離值A(chǔ)11相關(guān)的 距離值。因此，對第一距離值A(chǔ)ll和第二距離值A(chǔ)12的評估因此導(dǎo)致明確的 精確新距離值A(chǔ)1NEW。這由圖2內(nèi)的下面的箭頭上的條表示。因此，移動 通信終端MK位于圍繞第一移動無線電基站MB1的"窄"環(huán)內(nèi)。
如果第一移動無線電基站MB1從自移動通信終端MK接收的信號額外地 獲得在引言部分被描述為信號參數(shù)"接收角"的方向信息，則移動通4言鄉(xiāng)冬端 MK的位置的區(qū)域可以進一步^f皮縮減。
通過評估第一移動無線電基站MB1的第一位置凄t據(jù)SODl，例如在i也理 參考系內(nèi)的位置(地理經(jīng)度、地理緯度等)，移動通信終端MK可以在;也理參 考系內(nèi)的大約20米的環(huán)內(nèi)確定其距離。
自然地，僅在第一移動無線電基站MB1以在發(fā)送地點處的已知的第一初 始相位關(guān)系A(chǔ)P1(在發(fā)送時在第一載波頻率信號TFS11和第二載波頻率信號 TFS12之間的相位差角)發(fā)出第一載波頻率信號TFS11和第二載波頻率信號 TFS12時，上述方法才起作用。這個第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI在GSM移動無 線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)被固定地(firmly)預(yù)定，或者如果第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI是可變的 或者在情況之間不同，則這個第一初始相位關(guān)系A(chǔ)PI ^皮第一移動無線電基站 MB1用信號發(fā)送到移動通信終端MK，就像所使用的第一頻率偏移那才羊。在 GSM移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，除了有效載荷數(shù)據(jù)之外，第一移動無線電基站MB1 還同時在不同的頻率信道上發(fā)送由移動通信終端MK例如用于頻率校正的信 令信息。因為移動通信終端MK包括具有足夠的短期穩(wěn)定性的主振蕩器，因 此可以在預(yù)定的GSM時間幀(TDMA)內(nèi)進行確定第一測量相位關(guān)系MP1的 測量。
如果通過第一載波頻率信號TFS11發(fā)送有效載荷數(shù)據(jù)，則必須在GSM 接收器內(nèi)耦合出用于接收第二載波頻率信號TFS12的路徑。作為替代，可以 用所謂的軟件定義的無線電來編排對應(yīng)的算法。
如果對于其它的移動無線電基站MB2、 MB3附加地執(zhí)行所述方法，則可 以擴展移動通信終端MK的距離確定。本公開包括由第二移動無線電基站 MB2進行的擴展、由第二和第三移動無線電基站MB2、 MB3以及由第四、
10第五和其它的移動無線電基站進行的擴展。
在以下正文中，將說明通過三個移動無線電基站MB1、 MB2、 MB3進行 的對所述方法的擴展。在該配置內(nèi)，除了在前面的正文中針對與第一移動無 線電基站MB1通信的描述的內(nèi)容之外，移動通信終端MK還評估由第二移動 無線電基站MB2通知的第二定時提前值TA2和由第三移動無線電基站MB3 通知的第三時間提前值TA3 ，并且從第二移動無線電基站MB2接收具有第二 已知頻率偏移的第一載波頻率信號TFS21和第二載波頻率信號TFS22,以及 從第三移動無線電基站MB3接收具有已知第三頻率偏移的第一載波頻率信 號TFS31和第二載波頻率信號TFS32。第一載波頻率信號TFS21由第二移動 無線電基站MB2以相對于第二載波頻率信號TFS22的已知的第二初始相位 關(guān)系A(chǔ)P2發(fā)出，并且在發(fā)送地點處(即，第二移動無線電基站MB2的發(fā)送器 處)的第二初始相位關(guān)系A(chǔ)P2被以信號發(fā)送到移動通信終端MK。第一載波頻 率信號TFS31由第三移動無線電基站MB3以相對于第二載波頻率信號TFS32 的已知的第三初始相位關(guān)系A(chǔ)P3發(fā)出，并且在發(fā)送地點處(即在第三移動無線 電基站MB3的發(fā)送器處)的第三初始相位關(guān)系A(chǔ)P3也^皮以信號發(fā)送到移動通 信終端區(qū)。
移動通信終端MK確定在接收地點處、即在移動通信終端MK的4妄收器 處，由第二移動無線電基站MB2發(fā)出的第一載波頻率信號TFS21相對于由 第二移動無線電基站MB2發(fā)出的第二載波頻率信號TFS22的第二測量相位 關(guān)系MP2，并且還確定在接收地點處、即在移動通信終端MK的接收器處， 由第三移動無線電基站MB3發(fā)出的第一載波頻率信號TFS31相對于由第三 移動無線電基站MB3發(fā)出的第二載波頻率信號TFS32的第三測量相位關(guān)系 MP3。
因此，所述移動通信終端可以計算相對于第一移動無線電基站MB1的第 一距離值A(chǔ)ll和第二距離值A(chǔ)12、相對于第二移動無線電基站MB2的第一 距離值A(chǔ)21和第二距離值A(chǔ)22、以及相對于第三移動無線電基站MB3的第 一距離值A(chǔ)31和第二距離值A(chǔ)32。通過比較兩個距離值A(chǔ)ll和A12、兩個距 離值A(chǔ)21和A22、以及兩個距離值A(chǔ)31和A32，可以在移動通信終端MK內(nèi) 精確地確定相對于第一移動無線電基站MB1的新距離值A(chǔ)1NEW、相對于第 二移動無線電基站MB2的A2NEW和相對于第三移動無線電基站MB3的 A3NEW。與第一、第二和第三移動無線電基站MB1、 MB2和MB3是否使用與方 向無關(guān)的或者方向確定的接收信號評估單元(unit)無關(guān)，僅僅產(chǎn)生從三個同心 環(huán)(concentric ring)形成的單個重疊區(qū)域作為移動通信終端MK的位置區(qū)i或， 所述三個同心環(huán)是圍繞第一移動無線電基站MB1的第一同心環(huán)、圍繞第二移 動無線電基站MB2的第二同心環(huán)和圍繞第三移動無線電基站MB3的第三同 心環(huán)。
移動通信終端MK可以通過附加地評估由第 一移動無線電基站MB 1向移 動通信終端MK傳送的第一移動無線電基站MB1的第一位置^:據(jù)SODl、由 第二移動無線電基站MB2向移動通信終端MK傳送的第二移動無線電基站 MB2的第二位置數(shù)據(jù)SOD2、以及由第三移動無線電基站MB3向移動通信終 端MK傳送的第三移動無線電基站MB3的第三位置數(shù)據(jù)SOD3,來確定其在 地理參考系內(nèi)的單個重疊區(qū)域內(nèi)的位置。
為了進一步說明，圖3示出了圍繞相應(yīng)的移動無線電基站MB1、 MB2、 MB3的圓形段狀的環(huán)部分，每種情況下的虛線表示內(nèi)邊界線，每種情況下的 連續(xù)線表示外邊界。移動通信終端MK因此將其位置確定為位于相交的三個 環(huán)內(nèi)。
使用可以借以分辨大約5。的測量相位關(guān)系MP1、 MP2、 MP3的電子部 件，可以在大約20米*20米的區(qū)域內(nèi)確定所述位置。使用可以借以期望大約 0.57°的測量相位關(guān)系MP1 、 MP2和MP3的改進的電子部件，可以將所述位 置更精確地限定在2米*2米的區(qū)域內(nèi)。
例如，為了補償在移動通信終端MK與第一、第二和/或第三移動無線電 基站MB1、 MB2、 MB3之間的無線電鏈路的任何干擾，可以對應(yīng)于另外的移 動無線電基站以及對于距離和位置確定而要評估的另外的初始相位關(guān)系、測 量相位關(guān)系、定時提前值和位置數(shù)據(jù)而擴展所述方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法還容易提供與從現(xiàn)有技術(shù)知曉的基于位置的移動無線 電服務(wù)的耦合，而不必將GPS接收器集成在移動通信終端MK內(nèi)。在這種配 置內(nèi)，將所找到的位置與來自服務(wù)提供商的其它的數(shù)據(jù)組合，以便提供和/或 使用例如營救服務(wù)(電子呼叫)、運動概況、位置相關(guān)的廣告或新聞和其它服務(wù)。
為了提高用戶友好性，將所找到的位置數(shù)據(jù)與所存儲的其它地理數(shù)據(jù)組 合，并且，例如以地理經(jīng)度和綽度在移動通信終端MK的顯示單元上顯示的 地圖上或者在道路地圖上指示移動通信終端MK的位置。原則上，由GSM移動無線電系統(tǒng)已經(jīng)提供了所需要的所有參數(shù)。其僅僅 需要移動無線電基站MB1、 MB2、 MB3和移動通信終端MK的程序適配， 以便能夠以其全部可能性地使用本發(fā)明。
在前面的說明內(nèi)，移動通信終端MK評估所接收的第一載波頻率信號 TFSll、 TFS21、 TFS31、第二載波頻率信號TFS12、 TFS22、 TFS32、定時提 前值TA1、 TA2、 TA3、并且可能還評估位置數(shù)據(jù)SOD1 、 SOD2、 SOD3，并 且根據(jù)這些確定相應(yīng)的距離和其位置。
但是，移動無線電網(wǎng)絡(luò)(在此未示出)也可以執(zhí)行移動通信終端的距離和位 置確定。為了這個目的，網(wǎng)絡(luò)部件連接到第一、第二和第三移動無線電基站。 然后，所述方法實際上作為對于以上陳述(representation)的鏡像而進行(通信終 端發(fā)送信令消息，移動無線電基站接收信令消息)，因此將只對其進行簡要描 述。與上述示例相反，移動通信終端現(xiàn)在確定要保持的定時提前值，并且將 這些定時提前值傳送到第一、第二、第三和/或其它移動無線電基站。移動通 信終端發(fā)送具有已知的頻率偏移和初始相位關(guān)系的第一載波頻率信號和第二 載波頻率信號，并且將所述初始相位關(guān)系以信號發(fā)送到一個或多個所述移動 無線電基站。移動無線電基站或者網(wǎng)絡(luò)部件確定測量相位關(guān)系，評估它們， 并且考慮所評估的定時提前值而確定移動通信終端與第一、第二和/或第三移 動無線電基站的當前距離。
網(wǎng)絡(luò)部件可以通過附加地評估第一、第二和/或第三移動無線電基站的位 置數(shù)據(jù)而確定移動通信終端的位置。所述網(wǎng)絡(luò)部件可以經(jīng)由移動無線電基站 之一向移動通信終端傳送對于所述移動通信終端確定的位置，其中，所找到 的位置被與所存儲的其它地理數(shù)據(jù)相組合，并且被顯示在移動通信終端的顯 示單元上顯示的地圖上。
這里，也可以想象中間的解決方案。在不脫離本發(fā)明的思想的情況下， 實際上可以任意地安排由哪一方(移動通信終端或者移動無線電基站)確定、計 算、比較和/或者以信號向另一方發(fā)送哪些值。特別是，如果移動通信終端只 能充當測量值拾取器(pick-up),則其隨后向移動無線電基站發(fā)送測量值，然 后，在所述移動無線電基站中，執(zhí)行其它計算和/或比較以確定距離。
同樣，在與發(fā)送地點已知距離處建立的測量值拾取器可以提供測量值， 通過該測量值，可以確定發(fā)送地點處的初始相位關(guān)系。所述測量值拾取器也 可以是具有已知位置數(shù)據(jù)的移動通信終端。
13同樣，可以以這樣的方式來布置根據(jù)本發(fā)明的方法，即對于一個移動 無線電基站，使用超過2個的載波頻率來分別確定測量相位關(guān)系的初始相位 關(guān)系，以便限制模糊性或者增強所述方法的精度。
本發(fā)明不限于所述特殊的示例實施例，而是包括未明顯地公開的其它修 改，只要利用本發(fā)明的核心思想即可。
因為用于產(chǎn)生和確定頻率和相位差的具有短時間穩(wěn)定性的、諸如接收混 合器、頻率轉(zhuǎn)換器、相位比較電路和振蕩器的電子部件是專家已知的，所以 這特別適用。類似地，對應(yīng)的應(yīng)用方法或者預(yù)期用途是專家已知的。
在相應(yīng)的發(fā)送器(移動無線電基站或者移動通信終端)內(nèi)，從發(fā)送器的主振 蕩器導(dǎo)出參考頻率信號，并且所述參考頻率信號被提供到一個(或多個)頻率轉(zhuǎn) 換器。由此，這個頻率轉(zhuǎn)換器導(dǎo)出具有預(yù)定頻率偏移的第一和第二載波頻率 信號。在發(fā)送之前，在相位檢測器電路內(nèi)確定第一和第二載波頻率信號之間 的相關(guān)聯(lián)的初始相位關(guān)系。
以相反的方式，在具有頻率轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)接收器(移動通信終端或者移動 無線電基站)內(nèi)，所述第一載波頻率信號的頻率被轉(zhuǎn)換為第二載波頻率信號的 頻率，或者相反，然后，在相位比較電路中確定所接收的第一載波頻率信號 相對于所接收的第二載波頻率信號的測量相位關(guān)系，并且輸出該測量相位關(guān) 系以進行進一步評估。
根據(jù)配置，作為示例提出的這一方法可以通過多級頻率轉(zhuǎn)換而形成，并 且在時間上依序或者并行地應(yīng)用于一個載波頻率信號或者所有載波頻率信 號。這種方法的一種已知的變化形式也是與內(nèi)部系統(tǒng)參考信號的比較。在此， 所提出的用于測量載波頻率信號之間的相位差的方法也只是作為示例提到 的，而不限制所公開的根據(jù)專利權(quán)利要求的方法。在所要求保護的方法的轉(zhuǎn) 換期間，在給定各個條件的情況下，專家將使用看起來對于他的目標系統(tǒng)最 有利的測量技術(shù)。
本發(fā)明也不限于GSM標準的技術(shù)無線電系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用，而是也可以用于 取代GSM標準而使用其它標準的技術(shù)無線電系統(tǒng)內(nèi)，但是在所述其它標準 中，各方之間的通信基于頻分復(fù)用方法和時分復(fù)用方法，例如UMTS。
但是，如果除了所分配的信道模式(pattem)之外可以獲得其它頻帶，那么
的載波頻率信號-
權(quán)利要求
1. 一種用于在移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動通信終端(MK)與第一移動無線電基站(MB1)的距離的方法，其中，為了這個目的，對于移動通信終端(MK)和第一移動無線電基站(MB1)之間的通信，將下面的量彼此相比較a)從定時提前值(TA1)計算的第一距離(A11)值，以及b)多值第二距離值(A12)，其與第一距離(A11)值相比較更精確，并且是從下述計算的aa)第一載波頻率信號(TFS11)和第二載波頻率信號(TFS12)之間的頻率偏移，bb)在發(fā)送地點處、第一載波頻率信號(TFS11)相對于第二載波頻率信號(TFS12)的初始相位關(guān)系(AP1)，cc)在接收地點處、第一載波頻率信號(TFS11)相對于第二載波頻率信號(TFS12)的測量相位關(guān)系(MP1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在移動通信終端(MK)內(nèi)計算 和/或比較所述量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述定時提前值(TA1)和 初始相位關(guān)系(AP1)被第一移動無線電基站(MB1)以信號傳送到移動通信終端 (MK)，并且在移動通信終端(MK)內(nèi)確定測量相位關(guān)系(MP1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，由移動通信終端(MK)確 定初始相位關(guān)系(AP1)，在第一移動無線電基站(MB1)內(nèi)確定測量相4立關(guān)系 (MP1),并且由第一移動無線電基站(MB1)將所述定時提前值(TA1)和測量相 位關(guān)系(MP1)以信號發(fā)送到移動通信終端(MK)。
5. 沖艮據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，在移動無線電網(wǎng)絡(luò)的部件內(nèi)計 算和/或比較所述量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，由第一移動無線電基站(MB1)將特定距離或者能夠從中導(dǎo)出所述距離的參數(shù)以信號發(fā)送到移動通信終端 (MK)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，所述方法在下述方面被 相應(yīng)地擴展到其它移動無線電基站(MB2， MB3):比較和/或計算對于相對于 各個另外的移動無線電基站(MB2， MB3)的距離確定而要計算的其它定時提前值(TA2， TA3)、頻率偏移、初始相位關(guān)系(AP2， AP3)、第一和第二載>皮頻 率(TFS21, TFS22， TFS31, TFS32)的測量相位關(guān)系(MP2， MP3)、以及第一 和第二距離值(A21, A22， A31， A32)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，將所述量與第一移動無 線電基站(MB1)以及可能其它移動無線電基站(MB2， MB3)的位置凄t據(jù) (SOD1, SOD2, SOD3)相組合，以確定移動通信終端(MK)的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，將所找到的位置與所存儲的其 它地理數(shù)據(jù)相組合，并且所述位置被顯示在移動通信終端(MK)的顯示單元上 顯示的地圖上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于，將所找到的位置與來自 服務(wù)提供商的其它數(shù)據(jù)相組合，以便提供和成利用諸如營救服務(wù)(電子呼叫)、 運動概況、位置相關(guān)的廣告或新聞等的服務(wù)。
11. 一種移動通信終端(MK)，用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)確定移動通信終端(MK)與第一基站收發(fā)站(MB2，MB3)的距離的方法，根據(jù)該方法，精確地計算移動通信終端(MK)與第一基站收發(fā)站(MB1)以及任選地與另外的基站收發(fā)站(MB2，MB3)的距離的確定。與專門根據(jù)定時提前值(TA1)計算距離值(A11)的現(xiàn)有技術(shù)相比，第一基站收發(fā)站(MB1)和移動通信終端(MK)還從下面的參數(shù)計算更精確但是相對于上述距離值(A11)更模糊的第二距離值(A12)具有固定頻率間隔的第一載波頻率信號(TFS11)和第二載波頻率信號(TFS12)；第一載波頻率信號(TFS11)和第二載波頻率信號(TFS12)之間的、在所述第一信號的發(fā)送地點處的初始相位關(guān)系(AP1)；以及第一載波頻率信號(TFS11)和第二載波頻率信號(TFS12)之間的、在所述第一信號的接收地點處的測量相位關(guān)系(MP1)。
文檔編號H04W64/00GK101473663SQ200680053909
公開日2009年7月1日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者伯恩德·伯查特 申請人:辛特里昂無線電模塊有限責任公司