[发明专利]结合了定位装置的无线通信设备和系统

说明书

发明领域

本发明一般涉及定位无线通信设备，特别针对无线通信设备处于干扰区域。更具体地，本发明提供在无线通信系统中结合GPS的方法、设备和系统。

发明背景

无线通信业务和设备的开发和改进以极快的步骤持续进行。与无线通信设备有关的一个问题涉及确定设备的物理位置。因为各种目的——例如存在一个原因是确信与设备有关的用户正处于紧急情况、或者当设备放错了地方——可能非常希望对无线通信设备定位。必须在无线通信系统和设备的成本、尺寸以及功耗限制之内仔细地考虑这个问题的解决方法。当无线通信设备处于干扰区域(例如建筑物内)中时这个问题还会更加复杂。

确定无线通信设备位置的一种建议解决方案是使用无线通信设备作为转发器，设备将定位信号回声到多个基站。回声信号中的延迟用于确定无线通信设备和多个基站中每一个之间的距离。然后可以从基站的位置以及所确定的距离中确定设备的位置。但是，以足够的精度测量回声信号的延迟是很困难的，特别是当无线通信设备处于干扰区域时更是如此。

第二种建议的解决方案是基于熟知的全球定位卫星(GPS)系统，并使GPS接收机结合到无线通信设备中。在GPS系统中，被监视位置的设备(在这种情况下，无线通信设备，更一般地为船只、飞机、卡车等)配备了GPS接收机。基于GPS卫星发射到接收机的信号，GPS接收机可以将其在地球表面上的位置确定到大约150英尺的精度。在操作中，GPS接收机从第一GPS卫星接收时间编码的定位信号。接收机通过将离开时间(从卫星)与到达时间(到接收机)比较，确定定位信号需要多长时间到达地面。基于这个时间差，并且假设传输速率是(例如)每秒186,000英里，接收机计算出到第一卫星的距离(例如，13,000英里)。基于有关卫星轨道的预编程信息，接收机可以确定在信号发送时刻卫星处于空间中的位置，而且接收机可以使用这个信息确定它的位置在自卫星半径等于确定距离(在本例中为13,000英里)的球面上某处。接收机使用来自其它GPS卫星的定位信号重复这个处理，并基于所得球面的交叉点最终确定它所处的位置。

不幸的是，典型的GPS接收机比典型的无线通信设备大。即使GPS接收机在尺寸上减少，在无线通信设备中结合GPS接收机还是会大大影响设备的尺寸。此外，已知的GPS接收机一般没有足够的性能能力在干扰区域内(例如，建筑物内)确定位置。

在无线设备内包含大量信号处理操作的确定无线通信设备位置问题的任何解决方法都将急剧影响设备的成本、功耗及/或性能。

因此，非常希望能够以不会显著影响无线通信设备的成本、尺寸、性能或功耗的方式，精确地确定无线通信设备的位置，特别是在设备处于干扰区域(例如建筑物内)中时更是如此。

发明概述

本发明通过提供确定无线通信设备位置的而并不显著影响设备本身的无线通信系统、设备以及方法、而克服了上述问题，并实现了其它优点。根据示范实施例，给能够在通信信道上与基站通信的无线通信设备提供了一个定位电路，用来接收定位信号(例如，GPS信号)，将接收信号从第一频率转换到第二频率，并将变频后的定位信号在通信信道上发射到定位接收机。定位接收机优选的是与基站关联的GPS接收机。

根据本发明方法的示范实施例，定位(例如，GPS)信号以第一频率上从定位系统发射到无线通信系统。然后定位信号被无线通信设备从第一频率转换到第二频率，变频后的定位信号在第二频率上发射到一个或多个调谐到第二频率的定位接收机。

为了当设备处于干扰区域时能够较好地确定无线设备的位置，并确保定位信号正确接收，变频定位信号的传输可以用在无线设备和控制站之间普通交换的通信信号电平高的电平进行。或者，亦或除了这种特性之外，与定位接收机关联的控制站可以响应接收到变频信号、或者无线设备在发射变频信号之前发射的前导信号，暂缓在第二频率上与其它无线通信设备的通信。

本发明能够确定无线通信设备的位置，并不显著影响无线通信设备的尺寸、成本、性能或功耗。

附图的简要描述

结合附图阅读如下优选实施例的详细描述时，可以更完整地理解本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的无线通信系统的框图；

图2是根据本发明实施例的无线通信设备中发射机电路的框图；以及

图3是描述根据本发明实施例的无线通信设备中定位步骤的流程图。

优选实施例的详细描述