[发明专利]用于估计接收机距无线电发射机的距离的方法、用于计算移动终端的位置的有关方法、移动终端和定位设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于估计无线电接收机距无线电发射机的距离的方法。本发明还涉及用于计算无线电移动终端的位置的有关方法、移动终端以及用于定位移动终端的设备。

本发明优选地并有利地应用于属于利用OFDM（“正交频分复用”）调制的网络的接收机和发射机，诸如例如与长期演进（LTE）标准兼容的移动终端。

背景技术

如已知的，移动终端的位置可以通过三边测量或多边测量技术获得，三边测量或多边测量技术基于移动终端与具有已知坐标的多个点（例如同步卫星或陆地无线电基站）之间的相对距离的了解。

知道移动终端的位置允许使用紧急服务、允许使用基于移动终端的位置的服务（称为LBS“基于位置的服务”），诸如例如管理车队，允许使用其成本取决于用户的位置的服务（所谓的“基于位置的计费”），允许使用监控或安全服务（例如，用于跟踪失窃车辆的位置），以及还允许使用其它服务。

已知基于卫星系统（例如全球定位系统或GPS）的用于定位移动终端的方法，其在移动终端的定位方面提供良好的准确度，但是不能在具有自然或人造障碍物的闭合楼宇或范围（例如，高楼之间的所谓的“城市峡谷”）内确保服务，自然或人造障碍物会妨碍卫星信号的接收。并且，卫星定位系统在它们能够提供位置估计之前需要相对长的时间来确立必要的同步。

还已知基于依赖陆地蜂窝网络的系统的定位方法；这些方法提供较短的响应时间和室内覆盖，但是它们通常没有卫星系统那么准确并且对于许多应用而言是不够的。

从专利申请WO2007/067007和从对应申请US2008/0291089A1知道用于定位移动终端的方法的一个示例。其描述了用于确定运动中的无线电信标的位置的设备和方法。具体地，该无线电信标发射具有“多个频率”的无线电信号，所述无线电信号被多个无线电基站接收。根据WO2007/067007的方法，估计被发送给每个基站的信号的两个“频率”之间的相位差。由位置计算服务器考虑估计的相位差和信号到达每个基站的时间来计算无线电信标与每个基站之间的相对距离。从而通过三边测量来计算无线电信标的位置。

然而，从WO2007/067007知道的方法具有若干缺点。首先，为了正确评估相对距离，基站必须具有时钟同步以能够精确地估计信号覆盖到基站的各个路径所需要的时间之间的差。

另外，从WO2007/067007知道的方法只有在移动终端即无线电信标发送被至少三个基站正确接收的信号时才允许估计相对距离。该要求对于蜂窝电话学领域中的应用是不利的，在蜂窝电话学领域中，移动终端通常辐射意在针对特定无线电基站的信号。

此外，无线电基站必须能够与适配为计算移动终端的位置的服务器通信。这要求可以被以其它方式使用的专用连接或占用频带。

简而言之，从WO2007/067007知道的方法对于计算移动终端与多个基站之间的相对距离而言既不是高效的也不实际。此外，该已知方案不允许移动终端在不使用昂贵的与连接到基站的位置计算服务器的通信的情况下计算其自己的位置。最后，从WO2007/067007知道的方法对例如由于信号反射而被发射的信号中的噪声是敏感的，信号反射可能引起估计出的相对距离中的误差。

本发明的目的和发明内容

本发明致力于提供用于估计接收机距无线电发射机的距离的方法，所述方法克服了现有技术的一些缺点。

具体地，本发明的一个目的是提供一种允许以快速和即刻的方式估计接收机距发射机的距离而无需与其它远程设备的任何另外的通信的方法。本发明的另一个目的是提供一种允许以高准确度估计所述距离的方法。

本发明的另一个目的是提供一种允许校正由信号噪声，例如由多个传播路径上的信号发射引起的噪声，引起的任何误差的方法。

本发明的这些和其它目的是通过一种用于估计接收机距无线电发射机的距离的方法、通过用于定位移动终端的相关方法和通过合并了在所附权利要求书中所阐述的特征的移动终端和定位设备来实现的，其中，所附权利要求书意图作为本描述的一部分。

基于本发明的一般思想是使用接收由发射机辐射的无线电信号的无线电发射机，基于接收的信号来计算它们之间的相对距离。这些信号包括接收机从中提取至少三个音调的分量，每个音调具有不同频率。接收机测量第一对音调之间的第一相位差和第二对音调之间的第二相位差，第二对音调不同于第一对音调，具体地，第一对音调和第二对音调中任一者的频率间隔大于另一者的频谱间隔。随后基于在接收机级测得的相位差来估计接收机和发射机之间的距离。