[发明专利]无线定位系统中的CDMA信号的到达时间检测

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于定位无线设备的方法和装置，所述无线设备也称为移动台(MS)例如在模拟或数字蜂窝系统、个人通信系统(PCS)、增强型专用移动无线电(ESMR)和其他类型的无线通信系统中使用的那些。更具体地但排他地，本发明涉及一种方法，该方法用于改进对使用码分多址(CDMA)扩频无线电技术的无线通信系统中的第一个到达的无线电信号的检测。 

背景 

码分多址(CDMA)是通过无线电传输语音和数据的现在常用的方法。在2000年时，TruePosition是定位CDMA移动设备的先驱，它与VerizonWireless一起在纽约曼哈顿中城进行了广泛的测试。Verizon实验室使用CDMA开发组(CDG)公布的严格的测试计划、在充满挑战的城市峡谷(10到25层建筑物)环境中确定TruePositon的基于网络的定位技术的性能。WLS论证了在各种室内、室外、行人和移动交通工具情况下的低于100米的定位结果。在试验中，未修改的CDMA(IS-95)移动电话被用来做出多于30,000个测试呼叫。Verizon实验室(以前GTE实验室)和TruePosition两者将这些呼叫置于由服务到达时间差(TDOA)接收机的30个小区站点所覆盖的区域中。 

本发明部分起源于在2000次试验期间所收集的数据并且在定位性能方面是对试验系统的明显改进。所公开的技术在混合解决方案中也是有用的，其中辅助GPS(A-GPS)和上行到达时间差(U-TDOA)技术独立且同时运行以获得可被合并在最后的TDOA计算中的范围估计，或者运行在后备模式，其中，当A-GPS失败时使用U-TDOA。利用创造性的原理，混合无线定位系统的使用创建了具有增强的准确性、输出和性能的改进定位 解决方案。 

这里所描述的创造性的技术和原理适用于码分无线电通信系统，包括在技术规范中被称为CDMAOne(具有IS-95A和IS-95B修订的TIA/EIAIS-95CDMA)、CDMA2000无线电协议系列(如第三代合作伙伴计划2(3GPP2)所定义的)和第三代合作伙伴计划(3GPPP)所定义的作为通用移动电话系统(UMTS)的部分的宽带码分多址(W-CDMA)无线电系统的那些技术。这里所讨论的UMTS模型是示范性的但不是本发明可使用于其中的唯一环境。 

基于CDMA的无线通信系统的需要和无线定位系统(WLS)的需要不同。在基于CDMA的通信系统中，由于多径无线电环境，被发送的信号的多个时延和频偏的副本到达接收机天线。由于CDMA码和接收机的设计，这些延迟的波形可被复原和合并以产生改进的信号，因为直达波不一定是最好的信号。 

使用CDMA，基站和移动接收机两者都使用由Price和Green于1985年首次设计的REKE接收机技术。(见Price，R.；Green，P.Jr；“A CommunicationTechnique for Multipath Channels”，IRE会刊第46卷555-570页，1958年3月)。RAKE接收机中的每一个相关器被称为“指”。RAKE接收机的指的输出可以被相干地或非相干地合并。典型的CDMA接收机使用3到5个指。有两个主要的实时方法用来合并RAKE接收机的指的输出并且因而提高信号增益。这些信号放大技术是等增益合并或最大比合并。这些信号放大技术对于无线通信是有用的，但是由于CDMA信号的定时受合并技术的干扰，所以他们对于基于TDOA的无线定位用处不大。 

WLS可使用著名的基本CDMA RAKE接收机设计，但是由于WLS对语音/数据无线通信系统的非实时限制，其他信号收集和信号处理技术提供比标准的按位等增益合并或最大比合并更好的处理增益，同时为TDOA定时的确定保持最小时延的信号。如此处所述，处理技术的合并可被用来在存在时延、频偏多径CDMA信号的情况下确定有效的最小时延信号，用于U-TDOA定位的目的。 

发明概述 

以下概述提供了此处所描述的创造性方法和系统的高层综述。此概述绝不意欲覆盖下面更详细描述的创造性主题的所有，也无意限制在此说明书末尾出现的权利要求的保护范围。